WO1989009508A1 - Power supply apparatus - Google Patents

Description

明 細 書

電源供給装置

技 術 分 野

本発明 は、 サ一 ボモ ー タ の回転速度を検出す る パ ル ス Π一ダ に ノ ツ ク ア ツ ブ電源を供給す る 電源供給装置 に 関 す る

背 景 技 術

数値制御装置 （ N C 装置 ） に よ つ て制御 さ れ る 工作機 械 は 、 サー ボ モ ータ が広 く 使用 さ れて る 。 機械の位置 を正確 に 制御 し 、 あ る い は主軸の回転速度を制御す る た め に 、 こ れ ら の サーボモ ー タ に は そ の回転検出用 の ア ブ ソ リ ュ ー 卜 ノ ル ス コ ー ダ （ パ ルス コ一ダ） が取付け ら れ る 。 こ の パ ル ス コ ーダか ら の信号 に基づい て 、 た と え ば 軸制御部か ら サーボモ ー タ を制御 し 、 工作機械の軸制御 が行わ れ て レ、 る 。

第 4 図 は 、 N C 装置の ロ 力 あ る い は強電盤 1 に パ、 ッ テ リ ュ ニ ッ ト 1 2 を 設 け 、 外 部 ュ 」ニ ッ ト と し て サ 一 ボ モ ー タ 2、 3 に そ れ ぞれ設 け ら れ た パ ル ス コ ー ダ に電源 供給す る 従来の方式を示 し て い る 。 サ ー ボ モ ー タ 2、 3 は 、 そ れ ぞれ制御信号用 の ケ一 ブル 2 1 、 3 1 に よ り 軸 制御部 1 1 と 接続さ れ、 バ ッ テ リ ュニ ッ 卜 1 2 は別 ケ一 ブ ル 2 2、 3 2 に よ り サー ボ モ ー タ 2、 3 に 取 り 付 け た パ ル ス コ ーダを ノ \' ヅ ク ア ッ プ し て い る 。

す な わ ち パ ル ス コ ーダ は工作機械 に 電源供給 さ れ て い な レヽ場合で も 、 サー ボ モ ー タ に よ る 可動部の現在位置を 記憶 し て お く 必要があ る た め、 常時、 直流電源 に よ り バ ッ ク ァ ッ ブされる。 こ の ため、 N C装置と パルス コ ー ダを有する外部ュニ ッ ト と の間ほ、 バ ヅ テ リ 電源ラ イ ン が信号ケーブル と と も に設け られる こ と に なる。 と こ ろ が、 工作機械の各サーボモータ と の間を こ の方式で接続 す る ため に は、 特殊なケーブルを要 し、 その取り 扱いが 煩雑にな る。

そ こ で、 第 5 図に示すよ う に、 中継ュニ ツ 卜 1 3 を使 用する電源供給方式が考え ら れている。 こ の方式で は、 軸制御部 1 1 と ノ ッ テ リ ュニ ッ ト 1 2 と を共 に 中継ュ ニ ッ ト 1 3 と接続 し、 こ こ か ら電源ラ イ ン と制御信号ラ イ ン と を一体に し たケ一ブル 2 1 、 3 1 に よ り 、 強電盤 1 と 工作機械の各サーボモータ 2 、 3 と を接続す る こ と がで き る。 こ れ に よ り 、 電源ラ イ ン を別個に配線す る手 間が省 け る か ら 、 接続ケーブルの取 り 扱い が容易 に な る 。

と こ ろ が、 も しノ ヅ テ リ ュニ ッ ト か らパルス コ ーダと の間の通電回路で短絡事故が発生する と、 工作機械側で は単に現在位置が失われる だけではな く 、 信号ラ イ ン が 損傷す れば工作機械の正常運転が妨げ ら れ る こ と に な る 。 そ こ で、 こ う し た短絡事故があ っ て も ケーブルや関 連部品、 例えば軸制御用のブ リ ン ト 板や中継回路に焼損 が及ばない よ う に、 ノ ヅ テ リ ュ ニ ヅ 卜 か ら パルス コーダ と の間の通電回路に ヒ ューズを挿入してお き、 短絡時に は こ の ヒ ューズを溶断させる こ と に よ り 、 信号ラ イ ン と 電源 ラ イ ン を 含 む ケ ー ブ ル の 焼損事故対策 が 必要 に な る 。

し か し 、 通電回路 に ヒ ュ ーズを挿入す る 事故対策の方 式 に お い て は 、 短絡 に よ る 過大電流 に よ っ て た だ ち に ヒ ュ ー ズ が溶断 し 、 電路 が遮断 さ れ る 。 そ う す る と 、 ケー ブルや関連部品の焼損 は免れ る が、 パ ル ス コ ーダへ の 電源供給 が遮断 さ れ る こ と に よ り 、 そ れ ま で パ ル ス コ ーダで検出 し て い た工作機械か ら の位置信号 は途絶 え る 。 つ ま り 、 第 5 図の よ う な方式で あ っ て も 、 ヒ ュ ーズ に よ る ケー ブルの焼損事故対策で ほ 、 サー ボ回路系で の 現在位置が見失 なわ れ る 弊害が生 じ、 さ ら に 保守 に 際 し て も ヒ ュ ーズ の交換 に手数を要す る と い う 問題が生 じ て レヽ る 。

発 明 の 開 示

本発明 は、 こ う し た 問題点を解決すべ く な さ れ た も の で 、 通電回路 の 異常時 に は 回路 を 遮断 せ ず に 電流 を 抑 え 、 か つ保守の手数の低減を可能 に す る 電源供給装置 を 提供す る こ と を 目 的 と し て い る 。

*発明 に よ れば、 サーボ モー タ に 取付 け た パ ルス コ ー ダ に 供給す る 電力 を、 通電回路 と な る ケー ブル を介 し て 電源か ら 供給す る 電源供給装置 に お い て 、 前記通電回路 に 過大電流を防止す る 保護抵抗器を直列接続 し た電源供 給装置が提供 で き る 。

従 っ て 本発明 の電源供給装置 は、 通過電流が異常 に増 大す る と 発熱 に よ り 抵抗値が急上昇す る 保護抵抗器を通 電回路に直列接続し たの で、 過大電流時に は保護抵抗器 の増大 し た抵抗値に よ り 電流を抑制し、 部品の焼損や回 路の遮断は免れる。

図面の簡単な説明

第 1 図は本発明の一実施例を示す構成ブロ ッ ク図、 第 2 図ほ本実施例の回路図、 第 3 図ほ本実施例に用いた保 護抵抗器の抵抗温度特性の一例を示す曲線図、 第 4 図、 第 5 図は従来例を示すブロ ッ ク図であ る。

発明を実施する ための最良の形態

以下、 図面を用いて本発明の一実施例について詳細に 説明する。

第 1 図に おいて、 1 ほ N C装置の強電盤であ り 、 軸制 御部 1 1 や、 パ ル ス コーダの電源と な る バ ッ テ リ 1 2 を 備え、 該パ 、ソ テ リ 1 2 と軸制御部 1 1 と はバ ッ テ リ ケー ブル 1 3 に て接続されている。

2 お よび 3 ほサ一ボモータ で、 それぞれ回転検出用の ノ ル ス コ ーダ 2 4 お よび 3 4 を内部 に備えて お り 、 サー ボモータ 2 , 3 で駆動される工作機械可動部の位置制御 が、 こ れ ら の パ ルス コ ーダか ら の信号 に よ り 実行 さ れ る。

2 1 および 3 1 はケーブルであ り 、 サ一ボモータ 2 お よ び 3 を制御する信号線の他、 パ ル ス コ ーダか ら の信号 線や、 パ ル ス コーダに直流電力を供給する通電回路な ど が含ま れて、 サ一ボモータ 2 お よ び 3 と 軸制御部 1 1 と の間を接続してい る。 なお、 該ケーブルが接続される軸 制御部 1 1 の部分 に は複数の端子を有す る ブ リ ン ト 板が 設 け ら れ、 軸制御部 1 1 と ケー ブル と の間の各種の回線 を電気的 に接続 し て い る 。

第 2 図 に示す回路図 は パ ル ス コ ーダ 2 4 お よ び 3 4 に 保護抵抗器 R を介 し て電源を供給す る 回路を示 し た も の で、 バ ッ テ リ 1 2 か ら 軸制御部 1 1 を通 じ て パ ルス コ ー ダの そ れ ぞれ に供給 さ れ る 通電回路 に お け る 各種の ケー ブ ル を示 し て あ る 。 そ れぞれの回路部分の抵抗値や電圧 値の一例は、 以下の通 り で あ る 。

V b ( ノ ツ テ リ 電圧） = 5.0 V

V p ( パ ル ス コ ーダ端子電圧要求値 ） = 4.8 V

I p ( パ ル ス コ ーダ負荷電流） = 200 A

R i , .R b 2 ( バ ッ テ リ ケ ー ブ ル抵抗値） = 0.16 Ω R p 1 ( パ ル ス コ ー ダ ケ ー ブ ル抵抗値 ） = 0.93 Ω R ρ 2 ( パ ル ス コ ー ダ ケ ー ブ ル抵抗値 ） = 0.26 Ω R ( 保護抵抗器 ） = 1 - 2Ω

と す る と き 、

V p - m i η =

Vb- [ (Rbl + Rb2) x Ip x 2) ] - [ (R + Rpl + Rp2) x Ip] -4.99V つ ま り 要求値 V p ( 4.8V) 以上の端子電圧を実現で き る 。

な お 、 保護抵抗器 R ほ軸制御部 1 1 と 、 パ ル ス コ ーダ ケ ー ブル R P 1 と の間 に 直列 に 挿入 さ れ た例で あ り 、 そ の抵抗温度特性 は第 3 図 に示す よ う に 所定の定常電流 に よ る 発熱の範囲内で は抵抗値の上昇 は 少 な い が、 過大電 流に よ る発熱作用 に て急激に抵抗値が増大し、 こ の増大 し た抵抗値に よ り 挿入された通電回路の通過電流を抑え る よ う 構成されている。

この よ う に構成された本実施例においては、 通常のパ ルス コ ーダの動作中の定常電流で ほ保護抵抗器 Rの抵抗 値ほ例えば約 1 . 2 Ω を保持している。 そ して何ら かの 原因に て短絡が生じ る と、 その短絡電流にて保護抵抗器 Rが発熱 し て抵抗値が急激に上昇し、 上昇 し た抵抗値に よ り 短絡時で も通過電流を一定値以下に抑え る こ と に な る 。 し たがっ て通電回路のケーブルや、 軸制御部の プ リ ン 卜 板の過大電流に よ る焼損を防止する。 上記保護抵抗 器 ほ 、 温度依存型半導体セ ラ ミ ッ ク に よ り 構成 さ れ る。

なお、 短絡の原因が取除かれて、 電流値が定常に復旧 すれば保護抵抗器 Rの温度が低下してその抵抗値は従前 の約 1 . 2 Ω に保持される こ と に なる。

以上、 本発明の一実施例を説明 し たが、 本発明は こ れ に限定さ れる も のでな く 、 本発明の要旨の範囲内で種々 の変形が可能であ つ て、 こ れ ら を本発明の範囲か ら排除 す る も のではない。

産業上の利用可能性

本発明の電源供給装置は、 パルス コーダにバ 、ジ テ リ か ら電力を供給する通電回路に過大電流を防止す る保護抵 抗器を挿入したの で、 短絡事故が発生して も過大電流が 抑え ら れて関連部品の焼損が防止で き る と と も に、 プ リ ン ト 配線板 も 焼損 し ない。 し か も 、 短絡事故 な ど の原因 が除か れ る こ と に よ り 保護抵抗器の抵抗値は定常 に戻 る た め、 ヒ ュ ーズ交換の よ う な手数が省略で き る 。

Claims

請 求 の 範 囲

( 1 ) サーボモータ に取付けたパ ルス コ ーダに供給す る電力を、 通電回路と なる ケーブルを介して電源か ら供 給する電源供給装置に おいて、 前記通電回路に過大電流 を防止す る 保護抵抗器を直列接続 し た こ と を特徴 と す る。

( 2 ) 前記保護抵抗器ほ、 通過する電流に よ り 自 己発 熱の ため抵抗値が增加す る感熱性の抵抗素子を使用する こ と を特徴 と する請求の範囲第 （ 1 ) 項記載の電源供給

( 3 ) 前記保護抵抗器ほ温度依存性の半導体セ ラ ミ ツ ク であ る こ と を特徴 と す る請求の範囲第 （ 1 ) 項記載の電 源供給装置。

( 4 ) 前記サーボモ ー タ は、 数値制御装置に よ り 制御さ れる工作機械に設け られている こ と を特徴 と する請求の 範囲第 （ 1 ) 項記載の電源供給.装置。