直流交流変換装置を接続可能なモータ駆動制御装置
【課題】ＤＣ／ＡＣ変換装置を接続可能なモータ駆動制御装置において、モータ駆動制御装置に接続したＤＣ／ＡＣ変換装置に接続されたモータの出力が大きい場合でも、ＡＣ／ＤＣ変換回路が過負荷状態になる事態を回避することができるモータ駆動制御装置を提供する。
【解決手段】接続部１１にＤＣ／ＡＣ変換回路２０を接続したときのモータ４，５，６，１９の出力の合計がＡＣ／ＤＣ変換回路１２によって供給可能な電力を超えると予測される場合、制御装置１６は、モータ４，５，６，１９の出力の合計をＡＣ／ＤＣ変換回路１２によって供給可能な電力以下に維持しながらＡＣ／ＤＣ変換回路１２からＤＣ／ＡＣ変換回路１３，１４，１５，２０への直流電圧又は直流電流の供給又は供給停止を制御する。
【解決手段】接続部１１にＤＣ／ＡＣ変換回路２０を接続したときのモータ４，５，６，１９の出力の合計がＡＣ／ＤＣ変換回路１２によって供給可能な電力を超えると予測される場合、制御装置１６は、モータ４，５，６，１９の出力の合計をＡＣ／ＤＣ変換回路１２によって供給可能な電力以下に維持しながらＡＣ／ＤＣ変換回路１２からＤＣ／ＡＣ変換回路１３，１４，１５，２０への直流電圧又は直流電流の供給又は供給停止を制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作機械、産業機械、ロボット等の軸に設けられた少なくとも一つのモータを駆動及び制御するモータ駆動制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
このようなモータ駆動制御装置では、モータの回転速度を制御するために、３相交流電源のような商用交流電源からの交流電圧又は交流電流を一度直流電圧又は直流電流に変換し、その後、任意の周波数の交流電圧又は交流電流に変換し、変換した交流電圧又は交流電流をモータに供給する。このために、モータ駆動制御装置は、交流電圧又は交流電流を直流電圧又は直流電流に変換する一つの交流直流（ＡＣ／ＤＣ）変換回路が接続され、直流電圧又は直流電流を交流電圧又は交流電流に変換し、変換した交流電圧又は交流電流をモータに供給する少なくとも一つの直流交流（ＤＣ／ＡＣ）変換回路と、を有する。
【０００３】
従来、モータ駆動制御装置によって駆動及び制御できるモータを追加するために、モータ駆動制御装置の外部にある少なくとも一つのＤＣ／ＡＣ変換装置を接続可能なモータ駆動制御装置が提案されている（例えば、特許文献１）。この場合、ＤＣ／ＡＣ変換装置は、モータ駆動制御装置に追加されたモータをＤＣ／ＡＣ変換装置によって駆動及び制御できるようにするために、直流電圧又は直流電流を交流電圧又は交流電流に変換し、変換した交流電圧又は交流電流を、モータ駆動制御装置に追加されたモータに供給する。このようなモータ駆動制御装置にＤＣ／ＡＣ変換装置を接続すると、ＡＣ／ＤＣ変換回路は、少なくとも一つの直流交流変換回路と少なくとも一つの直流交流変換装置のうちの少なくとも一方に直流電圧又は直流電流を供給する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３６２６１５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のＤＣ／ＡＣ変換装置を接続可能なモータ駆動制御装置においては、モータ駆動制御装置に少なくとも一つのＤＣ／ＡＣ変換装置を接続し、ＤＣ／ＡＣ変換装置に接続されたモータを駆動する場合、ＤＣ／ＡＣ変換装置に接続されたモータの出力が（例えば、モータ駆動制御装置のＤＣ／ＡＣ変換回路に接続されたモータの出力より）大きいために、駆動されるモータの出力の合計がＡＣ／ＤＣ変換回路によって供給可能な電力を超える事態が生じうる。したがって、従来のＤＣ／ＡＣ変換装置を接続可能なモータ駆動制御装置によれば、駆動されるモータの出力の合計がＡＣ／ＤＣ変換回路によって供給可能な電力を超えることによってＡＣ／ＤＣ変換回路が過負荷状態になるという不都合がある。
【０００６】
本発明の目的は、ＤＣ／ＡＣ変換装置を接続可能なモータ駆動制御装置において、モータ駆動制御装置に接続したＤＣ／ＡＣ変換装置に接続されたモータの出力が大きい場合でも、ＡＣ／ＤＣ変換回路が過負荷状態になる事態を回避することができるモータ駆動制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によるモータ駆動制御装置は、交流電圧又は交流電流を直流電圧又は直流電流に変換する交流直流変換回路に接続されたモータ駆動制御装置であって、交流直流変換回路から直流電圧又は直流電流が供給され、供給された直流電圧又は直流電流を交流電圧又は交流電流に変換し、変換した交流電圧又は交流電流を第１の個数のモータに供給する第１の個数の第１の直流交流変換回路と、直流電圧又は直流電流を交流電圧又は交流電流に変換し、変換した交流電圧又は交流電流を第２の個数のモータに供給する第２の個数の第２の直流交流変換回路を、交流直流変換回路が少なくとも一つの第１の直流交流変換回路と少なくとも一つの第２の直流交流変換回路のうちの少なくとも一方に直流電圧又は直流電流を供給できるように接続可能な接続部と、接続部に第２の直流交流変換回路を接続したときの第１の個数のモータの出力と第２の個数のモータの出力の合計が交流直流変換回路によって供給可能な電力を超えると予測される場合、第１の個数のモータの出力と第２の個数のモータの出力の合計を交流直流変換回路によって供給可能な電力以下に維持しながら交流直流変換回路から第１の個数の第１の直流交流変換回路及び第２の個数の第２の直流交流変換回路への直流電圧又は直流電流の供給又は供給停止を制御する制御回路と、を有することを特徴とする。
【０００８】
好適には、接続部に第２の直流交流変換回路を接続したときの第１の個数のモータの出力と第２の個数のモータの出力の合計が交流直流変換回路によって供給可能な電力を超えると予測される場合、制御回路は、第１の個数のモータと第２の個数のモータのうちの駆動すべきモータが接続された少なくとも一つの第１の直流交流変換回路と少なくとも一つの第２の直流変換回路のうちの少なくとも一方への直流電圧又は直流電流の供給を停止する。
【０００９】
好適には、接続部に第２の直流交流変換回路を接続したときの第１の個数のモータの出力と第２の個数のモータの出力の合計が交流直流変換回路によって供給可能な電力を超えると予測される場合、制御回路は、第１の個数のモータと第２の個数のモータのうちの駆動すべきモータの少なくとも一つの出力を制限するよう直流電圧又は直流電流の供給を制御する。
【００１０】
好適には、接続部に第２の直流交流変換回路を接続したとき、制御回路は、モータ駆動制御装置の外部にある装置からの第１の個数のモータに対する位置指令、回転速度指令又はトルク指令及び第２の個数のモータに対する位置指令、回転速度指令又はトルク指令に基づいて、第１の個数のモータの出力と第２の個数のモータの出力の合計を予測する。
【００１１】
好適には、接続部に第２の直流交流変換回路を接続したとき、制御回路は、第１の個数のモータ及び第２の個数のモータの動作状態に基づいて、第１の個数のモータの出力と第２の個数のモータの出力の合計を予測する。
【００１２】
本発明による他のモータ駆動用制御装置は、直流電圧又は直流電流を交流電圧又は交流電流に変換し、変換した交流電圧又は交流電流を第１のモータに供給する第１の直流交流変換回路を有するモータ駆動用制御装置であって、モータ駆動用制御装置の外部にある直流交流変換装置を接続可能な直流交流変換装置接続手段を更に有し、直流交流変換装置は、直流電圧又は直流電流を交流電圧又は交流電流に変換し、変換した交流電圧又は交流電流を第２のモータに供給する第２の直流交流変換回路を有し、直流交流変換装置接続手段は、モータ駆動用制御装置に直流交流変換装置を接続したとき、第１のモータの停止時に直流交流変換装置に直流電圧又は直流電流を供給可能であることを特徴とする。なお、直流交流変換装置接続手段は、例えば、通信ポート、端子台及び制御回路によって構成される。
【００１３】
好適には、直流交流変換装置接続手段は、モータ駆動用制御装置に直流交流変換装置を接続したとき、第１のモータの駆動時に瞬時的に直流交流変換装置に直流電圧又は直流電流を供給可能である。
【００１４】
好適には、第１のモータは、スピンドルモータ又はサーボモータである。
【００１５】
好適には、第２のモータは、刃物台を有する旋盤の回転工具用のモータと背面主軸用のモータのうちの少なくとも一方である。
【００１６】
好適には、第２のモータは、マシニングセンタの工具交換のためのモータとワークパレット交換のためのモータのうちの少なくとも一方である。
【００１７】
好適には、交流電圧又は交流電流を直流電圧又は直流電流に変換する交流直流変換回路を更に有し、交流直流変換回路及び第１の直流交流変換回路が一つのモジュールによって構成されている。
【００１８】
本発明による他のモータ駆動用制御装置は、直流電圧又は直流電流を交流電圧又は交流電流に変換し、変換した交流電圧又は交流電流を第１のモータに供給する第１の直流交流変換回路を有するモータ駆動用制御装置であって、モータ駆動用制御装置の外部にある直流交流変換装置を接続可能な直流交流変換装置接続手段を更に有し、直流交流変換装置は、直流電圧又は直流電流を交流電圧又は交流電流に変換し、変換した交流電圧又は交流電流を第２のモータに供給する第２の直流交流変換回路を有し、直流交流変換装置接続手段は、モータ駆動用制御装置に直流交流変換装置を接続したとき、第１のモータの駆動時に直流交流変換装置に直流電圧又は直流電流を供給可能であり、第１のモータ及び第２のモータの動作状態に基づいて、第１のモータの出力と第２のモータの出力のうちの少なくとも一方を制限することを特徴とする。
【００１９】
好適には、第１のモータの出力及び第２のモータの出力を計算する出力計算回路を更に有する。
【００２０】
好適には、直流交流変換装置接続手段は、外部からの指令に応じて第１のモータの出力と第２のモータの出力のうちの少なくとも一方を制限する。
【００２１】
好適には、直流交流変換装置接続手段は、第１のモータに対する回転速度指令及び第２のモータに対する回転速度指令に基づいて第１のモータの出力と第２のモータの出力のうちの少なくとも一方を制限する。
【００２２】
好適には、交流電圧又は交流電流を直流電圧又は直流電流に変換する交流直流変換回路を更に有し、交流直流変換回路及び第１の直流交流変換回路が一つのモジュールによって構成されている。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によるモータ駆動制御装置によれば、接続部に直流交流変換装置を接続したときの第１の個数のモータの出力と第２の個数のモータの出力の合計が交流直流変換回路によって供給可能な電力を超えると予測される場合、第１の個数のモータの出力と第２の個数のモータの出力の合計を交流直流変換回路によって供給可能な電力以下に維持しながら交流直流変換回路から第１の個数の直流交流変換回路及び第２の個数の直流交流変換装置への直流電圧又は直流電流の供給又は供給停止を制御する。これによって、モータ駆動制御装置に接続した直流交流変換装置に接続されたモータの出力が大きい場合でも、交流直流変換回路が過負荷状態になる事態を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明によるモータ駆動制御装置の第１の実施の形態のブロック図である。
【図２】本発明によるモータ駆動制御装置の第２の実施の形態のブロック図である。
【図３】本発明によるモータ駆動制御装置の第３の実施の形態のブロック図である。
【図４】本発明によるモータ駆動制御装置の第４の実施の形態のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明によるモータ駆動制御装置の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。なお、図面中、同一構成要素には同一符号を付す。
図１は、本発明によるモータ駆動制御装置の第１の実施の形態のブロック図である。図１において、モータ駆動制御装置１は、商用交流電源としての３相交流電源２に接続した電源供給部３と、第１の個数のモータとしての３個のモータ４，５，６を駆動するモータ駆動部７と、数値制御装置（ＣＮＣ）、ロボット制御装置等の上位の制御装置として機能する外部制御回路８と信号の送受信を行うための通信ポート９と、モータ駆動制御装置１の外部にあるＤＣ／ＡＣ変換装置１０に接続可能な接続部１１と、を有する。
【００２６】
電源供給部３は、３相交流電源２から供給される交流電圧又は交流電流を直流電圧又は直流電流に変換するＡＣ／ＤＣ変換回路１２を有する。モータ駆動部７は、第１の個数の第１の直流交流変換回路としてのＤＣ／ＡＣ変換回路１３，１４，１５と、制御回路１６と、を有する。なお、本実施の形態では、ＡＣ／ＤＣ変換回路１２及びＤＣ／ＡＣ変換回路１３，１４，１５が一つのモジュールによって構成されている。
【００２７】
接続部１１は、ＡＣ／ＤＣ変換回路１２がＤＣ／ＡＣ変換回路１３，１４，１５の少なくとも一つとＤＣ／ＡＣ変換装置１０のうちの少なくとも一方に直流電圧又は直流電流を供給できるようにＤＣ／ＡＣ変換装置１０に接続可能である。このために、接続部１１は、モータ駆動制御装置１の外部にあるＤＣ／ＡＣ変換装置１０と信号の送受信を行うための通信ポート１７と、モータ駆動制御装置１をＤＣ／ＡＣ変換装置１０に電気的に接続可能にする端子台１８と、を有する。図１において、接続部１１にＤＣ／ＡＣ変換装置１０が接続された状態を示すが、接続部１１は、ＤＣ／ＡＣ変換装置１１を取外し自在の構成を有する。
【００２８】
ＤＣ／ＡＣ変換回路１３，１４，１５は、制御対象の工作機械（例えば、旋盤）又は産業機械（例えば、マシニングセンタ）が備える制御軸のモータ４，５，６に対応して設けられる。したがって、ＤＣ／ＡＣ変換回路１３，１４，１５は、ＡＣ／ＤＣ変換回路１２から供給される直流電圧又は直流電流を任意の周波数の交流電圧又は交流電流に変換し、変換した交流電圧又は交流電流をモータ４，５，６に供給し、モータ４，５，６をそれぞれ駆動する。本実施の形態では、モータ４をスピンドルモータとし、モータ５，６をサーボモータとするが、モータ４，５，６を、工作機械又は産業機械で用いられる他のモータとすることもできる。
【００２９】
制御回路１６は、例えばＣＰＵによって構成され、モータ４，５，６の各回転速度を制御する回転速度制御回路、モータ４，５，６にそれぞれ供給する電流を制御する電流制御回路等の各種制御回路を有する。これによって、制御回路１６は、外部制御回路８からの指令、ＤＣ／ＡＣ変換装置１０からの制御信号及び状態信号、ＤＣ／ＡＣ変換回路１３，１４，１５からの状態信号、操作部（図示せず）からの指令等を受信し、これらの指令、制御信号、状態信号等に基づいて、モータ４，５，６の駆動、すなわち、ＤＣ／ＡＣ変換回路１３，１４，１５への直流電圧又は直流電流の供給、ＤＣ／ＡＣ変換装置１０への直流電圧又は直流電流の供給等の各種制御を行う。
【００３０】
ＤＣ／ＡＣ変換装置１０は、制御対象の周辺に配置される機器や設備の制御軸である周辺軸を駆動する周辺軸用の第２の個数のモータとしての１個のモータ１９を駆動する。このために、ＤＣ／ＡＣ変換回路１０は、第２の個数の第２の交流直流変換回路としての１個のＤＣ／ＡＣ変換回路２０と、制御回路２１と、接続部１１に接続可能な接続部２２と、外部制御回路８との信号の送受信を行うための通信ポート２３と、を有する。
【００３１】
ＤＣ／ＡＣ変換回路２０は、モータ駆動制御装置１から供給される直流電圧又は直流電流を任意の周波数の交流電圧又は交流電流に変換し、変換した交流電圧又は交流電流をモータ１９に供給し、モータ１９を駆動する。制御回路２１は、外部制御回路８からの指令、モータ駆動制御装置１からの制御信号、ＤＣ／ＡＣ変換回路２０からの状態信号、操作部（図示せず）からの指令等を受信し、これらの指令、制御信号、状態信号等に基づいて、モータ１９の駆動、すなわち、ＤＣ／ＡＣ変換回路２０への直流電圧又は直流電流の供給等の各種制御を行う。
【００３２】
接続部２２は、ＡＣ／ＤＣ変換回路１２がＤＣ／ＡＣ変換回路１３，１４，１５の少なくとも一つとＤＣ／ＡＣ変換装置１０のうちの少なくとも一方に直流電圧又は直流電流を供給できるように接続部１１に接続可能である。このために、接続部２２は、通信ポート１７を通じてモータ駆動制御装置１と信号の送受信を行うための通信ポート２４と、端子台１８を通じてＤＣ／ＡＣ変換装置１０をモータ駆動制御装置１に電気的に接続可能にする端子台２５と、を有する。
【００３３】
本実施の形態では、モータ１９を、一つの刃物台を有する旋盤の回転工具用のモータと背面主軸用のモータのうちの一方又はマシニングセンタの工具交換のためのモータとワークパレット交換のためのモータのうちの一方とするが、モータ１９を、工作機械又は産業機械の周辺に配置される機器又は設備の制御軸である周辺軸を駆動する周辺軸用の他のモータとすることもできる。
【００３４】
本実施の形態によれば、端子台１８を端子台２５に電気的に接続したとき、すなわち、接続部１１にＤＣ／ＡＣ変換回路２０を接続したとき、モータ駆動制御装置１の制御対象である工作機械又は産業機械の構成に基づく外部制御回路８又は操作部（図示せず）からの指令に基づいて、制御回路１６は、モータ駆動制御装置の外部にある装置（外部制御回路８、操作部（図示せず）等）からのモータ４，５，６，１９に対する位置指令、回転速度指令又はトルク指令に基づいて、モータ４，５，６，１９の出力の合計を予測する。
【００３５】
そして、制御回路１６は、予測したモータ４，５，６，１９の出力の合計と、ＡＣ／ＤＣ変換回路１２によって供給可能な電力とを比較する。なお、ＡＣ／ＤＣ変換回路１２によって供給可能な電力に関する情報は、制御回路１６がモータの出力の合計とＡＣ／ＤＣ変換回路１２によって供給可能な電力との比較を行う度にＡＣ／ＤＣ変換回路１２から制御回路１６に供給される。モータ４，５，６，１９の出力の合計がＡＣ／ＤＣ変換回路１２によって供給可能な電力を超えると予測した場合、制御回路１６は、モータ４，５，６，１９の出力の合計をＡＣ／ＤＣ変換回路１２によって供給可能な電力以下に維持しながらＡＣ／ＤＣ変換回路１２からＤＣ／ＡＣ変換回路１３，１４，１５，２０への直流電圧又は直流電流の供給又は供給停止を制御する。このために、制御回路１６は、モータ４，５，６，１９のうちの駆動すべきモータ（例えば、モータ４，５，１９）が接続されたＤＣ／ＡＣ変換回路１３，１４，１５，２０のうちの少なくとも一つへの直流電圧又は直流電流の供給を停止する。
【００３６】
ここで、駆動すべきモータがモータ４，５，１９であり、モータ１９の出力がモータ４，５の出力の合計よりも大きいためにモータ４，５，１９の出力の合計がＡＣ／ＤＣ変換回路１２によって供給可能な電力を超え、モータ４，５の出力の合計とモータ１９の出力のいずれもがＡＣ／ＤＣ変換回路１２によって供給可能な電力以下であると予測される場合について説明する。この場合、先ず、制御回路１６は、モータ１９を駆動するようＤＣ／ＡＣ変換回路２０への直流電圧又は直流電流の供給を行うとともにモータ４，５の駆動を停止するようＤＣ／ＡＣ変換回路１３，１４への直流電圧又は直流電流の供給を停止するよう制御する。モータ１９の駆動によって行われる処理が終了した後、制御回路１６は、モータ４，５を駆動するようＤＣ／ＡＣ変換回路１３，１４への直流電圧又は直流電流の供給を行うとともにモータ１９の駆動を停止するようＤＣ／ＡＣ変換回路２０への直流電圧又は直流電流の供給を停止するよう制御する。
【００３７】
したがって、本実施の形態によれば、モータ駆動制御装置１に接続したＤＣ／ＡＣ変換装置１０に接続されたモータ１９の出力が大きい場合でも、ＡＣ／ＤＣ変換回路１２が過負荷状態になる事態を回避することができる。
【００３８】
なお、処理時間の短縮のために、制御回路１６は、端子台１８を端子台２５に電気的に接続したとき、モータ４，５，６の駆動時に瞬時的（例えば、数十ミリ秒から数ミリ秒の間の時間）にＡＣ／ＤＣ変換回路１２からＤＣ／ＡＣ変換回路２０に直流電圧又は直流電流を供給可能にすることもできる。この場合、モータ４，５，６の出力とモータ１９の出力の合計がＡＣ／ＤＣ変換回路１３によって供給可能な電力を瞬時的に超えたとしても、ＡＣ／ＤＣ変換回路１３の瞬時的な過負荷状態による悪影響は及ぼされない。
【００３９】
図２は、本発明によるモータ駆動制御装置の第２の実施の形態のブロック図である。図２において、モータ駆動制御装置３１は、モータ駆動部７と、通信ポート９と、接続部１１と、を有する。なお、図２において、３相交流電源２、モータ４，５，６、モータ駆動部７、外部制御回路８、通信ポート９、ＤＣ／ＡＣ変換装置１０、接続部１１、ＡＣ／ＤＣ変換回路１２及びモータ１９は、図１に示した第１の実施の形態の３相交流電源２、モータ４，５，６、モータ駆動部７、外部制御回路８、通信ポート９、ＤＣ／ＡＣ変換装置１０、接続部１１、ＡＣ／ＤＣ変換回路１２及びモータ１９と同一構成を有するので、これらの説明を省略する。
【００４０】
本実施の形態では、ＡＣ／ＤＣ変換回路１２を有する電源供給部３２が、モータ駆動制御装置３１の外部に設けられている。すなわち、電源供給部３２は、モータ駆動制御装置３１を構成するモジュールとは別のモジュールによって構成される。
【００４１】
本実施の形態によれば、上記第１の実施の形態と同様に、モータタ４，５，６，１９の出力の合計がＡＣ／ＤＣ変換回路１２によって供給可能な電力を超えると予測した場合、制御回路１６は、モータ４，５，６，１９の出力の合計をＡＣ／ＤＣ変換回路１２によって供給可能な電力以下に維持しながらＡＣ／ＤＣ変換回路１２からＤＣ／ＡＣ変換回路１３，１４，１５，２０への直流電圧又は直流電流の供給又は供給停止を制御する。これによって、モータ駆動制御装置１に接続したＤＣ／ＡＣ変換装置１０に接続されたモータ１９の出力が大きい場合でも、ＡＣ／ＤＣ変換回路１２が過負荷状態になる事態を回避することができる。
【００４２】
また、本実施の形態においても、制御回路１６は、端子台１８を端子台２５に電気的に接続したとき、モータ４，５，６の駆動時に瞬時的（例えば、数十ミリ秒から数ミリ秒の間の時間）にＡＣ／ＤＣ変換回路１２からＤＣ／ＡＣ変換回路２０に直流電圧又は直流電流を供給可能にすることができる。
【００４３】
図３は、本発明によるモータ駆動制御装置の第３の実施の形態のブロック図である。図３において、モータ駆動制御装置４１は、電源供給部４２と、モータ駆動部７と、通信ポート９と、接続部１１と、を有する。なお、図３において、３相交流電源２、モータ４，５，６、モータ駆動部７、外部制御回路８、通信ポート９、ＤＣ／ＡＣ変換装置１０、接続部１１、ＡＣ／ＤＣ変換回路１２及びモータ１９は、図１に示した第１の実施の形態の３相交流電源２、モータ４，５，６、モータ駆動部７、外部制御回路８、通信ポート９、ＤＣ／ＡＣ変換装置１０、接続部１１、ＡＣ／ＤＣ変換回路１２及びモータ１９と同一構成を有するので、これらの説明を省略する。また、本実施の形態では、ＡＣ／ＤＣ変換回路１２及びＡＣ／ＤＣ変換回路１３，１４，１５が一つのモジュールによって構成されている。
【００４４】
また、図３において、モータ４，５，６，１９は、図１に示した第１の実施の形態のモータ４，５，６，１９と同一構成を有するが、本実施の形態では、モータ４をスピンドルモータ以外のモータとし、モータ５，６をサーボモータ以外のモータとし、モータ１９を、一つの刃物台を有する旋盤の回転工具用のモータと背面主軸用のモータうちの一方又はマシニングセンタの工具交換のためのモータとワークパレット交換のためのモータのうちの一方以外のモータとする。
【００４５】
さらに、図３において、制御回路１６，２１は、図１に示した第１の実施の形態の制御回路１６，２１と同一構成を有するが、本実施の形態では、制御回路１６は、後に説明するように、モータ４，５，６，１９のモータの動作状態を監視し、モータ４，５，６，１９の動作状態に基づいてモータ４，５，６，１９の出力をそれぞれ制限する。
【００４６】
本実施の形態によれば、端子台１８を端子台２５に電気的に接続したとき、制御回路１６は、モータ４，５，６，１９の動作状態に基づいて、モータ４，５，６，１９の出力の合計を予測する。このために、電源供給部４３は、ＡＣ／ＤＣ変換回路１２の他に出力計算回路４３を有する。出力計算回路４３は、制御回路１６を介してＡＣ／ＤＣ変換回路１３，１４，１５，１９からモータ４，５，６，１９の状態信号がそれぞれ供給され、状態信号に基づいて予測されるモータ４，５，６，１９の出力をそれぞれ計算する。そして、出力計算回路４３は、計算した予測されるモータ４，５，６，１９の出力についての情報を制御回路１６に供給する。なお、出力計算回路４３を制御回路７に設けてもよく、この場合、ＡＣ／ＤＣ変換回路１２が供給可能な電力に関する情報が電源供給部４２から制御回路７に供給される。
【００４７】
制御回路１６は、出力計算回路４３から供給された予測されるモータ４，５，６，１９の出力に基づいて、モータ４，５，６，１９の出力の合計を予測する。そして、制御回路１６は、予測したモータ４，５，６，１９の出力の合計と、ＡＣ／ＤＣ変換回路１２によって供給可能な電力とを比較する。モータ４，５，６，１９の出力の合計がＡＣ／ＤＣ変換回路１２によって供給可能な電力を超えると予測した場合、制御回路１６は、モータ４，５，６，１９の出力の合計をＡＣ／ＤＣ変換回路１２によって供給可能な電力以下に維持しながらＡＣ／ＤＣ変換回路１２からＤＣ／ＡＣ変換回路１３，１４，１５，２０への直流電圧又は直流電流の供給又は供給停止を制御する。このために、制御回路１６は、モータ４，５，６，１９のうちの駆動すべきモータ（例えば、モータ４，５，１９）の少なくとも一つの出力を制限するようＤＣ／ＡＣ変換回路１３，１４，１５，２０への直流電圧又は直流電流の供給を制御する。
【００４８】
モータ４，５，６，１９の出力の合計がＡＣ／ＤＣ変換回路１２によって供給可能な電力を超えると予測した場合にモータ４，５，６，１９の出力のうちの少なくとも一つを制限するために、制御回路１６は、制御回路１６において予め設定された出力制限規則又は操作部（図示せず）からの指令に応じて、出力を制限するモータを選択する。
【００４９】
駆動すべきモータがモータ４，５，６，１９であり、モータ１９の出力がモータ４，５，６の出力の合計よりも大きいためにモータ４，５，６，１９の出力の合計がＡＣ／ＤＣ変換回路１２によって供給可能な電力を超えると予測される場合、制御回路１６は、モータ４，５，６の出力を通常の出力（モータ４，５，６，１９の出力の合計をＡＣ／ＤＣ変換回路１２によって供給可能な電力以下であるときに生成される出力）に維持しながらＡＣ／ＤＣ変換器１３，１４，１５に直流電圧又は直流電流を供給するよう制御するとともに、モータ１９の出力を通常の出力より低い出力（例えば、通常の出力の８０％の出力）に制限するようＡＣ／ＤＣ変換器２０に直流電圧又は直流電流を供給するよう制御する。
【００５０】
なお、駆動すべきモータがモータ４，５，６，１９であり、モータ１９の出力がモータ４，５，６の出力の合計よりも大きいためにモータ４，５，６，１９の出力の合計がＡＣ／ＤＣ変換回路１２によって供給可能な電力を超えると予測される場合において、制御回路１６は、モータ４，５，６，１９の出力を同一の割合で通常の出力より低い出力（例えば、通常の出力の９０％の出力）に制限するようＡＣ／ＤＣ変換器２０に直流電圧又は直流電流を供給するよう制御することもできる。
【００５１】
したがって、本実施の形態によれば、モータ駆動制御装置１に接続したＤＣ／ＡＣ変換装置１０に接続されたモータ１９の出力が大きい場合でも、ＡＣ／ＤＣ変換回路１２が過負荷状態になる事態を回避することができ、各モータ４，５，６，１９の動作状態に応じたモータ４，５，６，１９の出力を確保できる。
【００５２】
図４は、本発明によるモータ駆動制御装置の第４の実施の形態のブロック図である。図４において、モータ駆動制御装置５１は、モータ駆動部７と、通信ポート９と、接続部１１と、を有する。なお、図４において、３相交流電源２、モータ４，５，６、モータ駆動部７、外部制御回路８、通信ポート９、ＤＣ／ＡＣ変換装置１０、接続部１１、ＡＣ／ＤＣ変換回路１２及びモータ１９は、図１に示した第１の実施の形態の３相交流電源２、モータ４，５，６、モータ駆動部７、外部制御回路８、通信ポート９、ＤＣ／ＡＣ変換装置１０、接続部１１、ＡＣ／ＤＣ変換回路１２及びモータ１９と同一構成を有するので、これらの説明を省略する。また、本実施の形態では、ＡＣ／ＤＣ変換回路１２及びＡＣ／ＤＣ変換回路１３，１４，１５が別のモジュールによって構成されている。
【００５３】
本実施の形態では、ＡＣ／ＤＣ変換回路１２及び出力計算回路４３を有する電源供給部５２が、モータ駆動制御装置５１の外部に設けられている。すなわち、電源供給部５２は、モータ駆動制御装置５１を構成するモジュールとは別のモジュールによって構成される。
【００５４】
本実施の形態によれば、上記第３の実施の形態と同様に、モータ４，５，６，１９の出力の合計がＡＣ／ＤＣ変換回路１２によって供給可能な電力を超えると予測した場合にモータ４，５，６，１９の出力のうちの少なくとも一つを制限するために、制御回路１６は、制御回路１６において予め設定された出力制限規則又は操作部（図示せず）からの指令に応じて、出力を制限するモータを選択する。
【００５５】
したがって、モータ駆動制御装置５１を構成するモジュールとは別のモジュールによって電源供給部４２を構成した場合でも、モータ駆動制御装置１に接続したＤＣ／ＡＣ変換装置１０に接続されたモータ１９の出力が大きいときにＡＣ／ＤＣ変換回路１２が過負荷状態になる事態を回避することができ、各モータ４，５，６，１９の動作状態に応じたモータ４，５，６，１９の出力を確保できる。
【００５６】
本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、幾多の変更及び変形が可能である。例えば、商用交流電源として３相交流電源２を用いたが、３相以外の多相交流電源を商用交流電源として用いることもできる。また、第１の個数のモータとして３個のモータ４，５，６を駆動する場合について説明したが、３個以外の個数のモータを駆動する場合にも本発明を適用することができる。さらに、第２の個数のＤＣ／ＡＣ変換装置すなわち第２の直流交流変換器として１個のＤＣ／ＡＣ変換器２０をモータ駆動制御装置１，３１，４１，５１に接続する場合について説明したが、複数のＤＣ／ＡＣ変換器２０をモータ駆動制御装置１，３１，４１，５１に接続する場合にも本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００５７】
１，３１，４１，５１ モータ駆動制御装置
２ ３相交流電源
３，３２，４２，５２ 電源供給部
４，５，６，１９ モータ
７ モータ駆動部
８ 外部制御回路
９，１７，２４ 通信ポート
１０ ＤＣ／ＡＣ変換装置
１１，２２ 接続部
１２ ＡＣ／ＤＣ変換回路
１３，１４，１５，２０ ＤＣ／ＡＣ変換回路
１６，２１ 制御回路
１８，２５ 端子台
４３ 出力計算回路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作機械、産業機械、ロボット等の軸に設けられた少なくとも一つのモータを駆動及び制御するモータ駆動制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
このようなモータ駆動制御装置では、モータの回転速度を制御するために、３相交流電源のような商用交流電源からの交流電圧又は交流電流を一度直流電圧又は直流電流に変換し、その後、任意の周波数の交流電圧又は交流電流に変換し、変換した交流電圧又は交流電流をモータに供給する。このために、モータ駆動制御装置は、交流電圧又は交流電流を直流電圧又は直流電流に変換する一つの交流直流（ＡＣ／ＤＣ）変換回路が接続され、直流電圧又は直流電流を交流電圧又は交流電流に変換し、変換した交流電圧又は交流電流をモータに供給する少なくとも一つの直流交流（ＤＣ／ＡＣ）変換回路と、を有する。
【０００３】
従来、モータ駆動制御装置によって駆動及び制御できるモータを追加するために、モータ駆動制御装置の外部にある少なくとも一つのＤＣ／ＡＣ変換装置を接続可能なモータ駆動制御装置が提案されている（例えば、特許文献１）。この場合、ＤＣ／ＡＣ変換装置は、モータ駆動制御装置に追加されたモータをＤＣ／ＡＣ変換装置によって駆動及び制御できるようにするために、直流電圧又は直流電流を交流電圧又は交流電流に変換し、変換した交流電圧又は交流電流を、モータ駆動制御装置に追加されたモータに供給する。このようなモータ駆動制御装置にＤＣ／ＡＣ変換装置を接続すると、ＡＣ／ＤＣ変換回路は、少なくとも一つの直流交流変換回路と少なくとも一つの直流交流変換装置のうちの少なくとも一方に直流電圧又は直流電流を供給する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３６２６１５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のＤＣ／ＡＣ変換装置を接続可能なモータ駆動制御装置においては、モータ駆動制御装置に少なくとも一つのＤＣ／ＡＣ変換装置を接続し、ＤＣ／ＡＣ変換装置に接続されたモータを駆動する場合、ＤＣ／ＡＣ変換装置に接続されたモータの出力が（例えば、モータ駆動制御装置のＤＣ／ＡＣ変換回路に接続されたモータの出力より）大きいために、駆動されるモータの出力の合計がＡＣ／ＤＣ変換回路によって供給可能な電力を超える事態が生じうる。したがって、従来のＤＣ／ＡＣ変換装置を接続可能なモータ駆動制御装置によれば、駆動されるモータの出力の合計がＡＣ／ＤＣ変換回路によって供給可能な電力を超えることによってＡＣ／ＤＣ変換回路が過負荷状態になるという不都合がある。
【０００６】
本発明の目的は、ＤＣ／ＡＣ変換装置を接続可能なモータ駆動制御装置において、モータ駆動制御装置に接続したＤＣ／ＡＣ変換装置に接続されたモータの出力が大きい場合でも、ＡＣ／ＤＣ変換回路が過負荷状態になる事態を回避することができるモータ駆動制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によるモータ駆動制御装置は、交流電圧又は交流電流を直流電圧又は直流電流に変換する交流直流変換回路に接続されたモータ駆動制御装置であって、交流直流変換回路から直流電圧又は直流電流が供給され、供給された直流電圧又は直流電流を交流電圧又は交流電流に変換し、変換した交流電圧又は交流電流を第１の個数のモータに供給する第１の個数の第１の直流交流変換回路と、直流電圧又は直流電流を交流電圧又は交流電流に変換し、変換した交流電圧又は交流電流を第２の個数のモータに供給する第２の個数の第２の直流交流変換回路を、交流直流変換回路が少なくとも一つの第１の直流交流変換回路と少なくとも一つの第２の直流交流変換回路のうちの少なくとも一方に直流電圧又は直流電流を供給できるように接続可能な接続部と、接続部に第２の直流交流変換回路を接続したときの第１の個数のモータの出力と第２の個数のモータの出力の合計が交流直流変換回路によって供給可能な電力を超えると予測される場合、第１の個数のモータの出力と第２の個数のモータの出力の合計を交流直流変換回路によって供給可能な電力以下に維持しながら交流直流変換回路から第１の個数の第１の直流交流変換回路及び第２の個数の第２の直流交流変換回路への直流電圧又は直流電流の供給又は供給停止を制御する制御回路と、を有することを特徴とする。
【０００８】
好適には、接続部に第２の直流交流変換回路を接続したときの第１の個数のモータの出力と第２の個数のモータの出力の合計が交流直流変換回路によって供給可能な電力を超えると予測される場合、制御回路は、第１の個数のモータと第２の個数のモータのうちの駆動すべきモータが接続された少なくとも一つの第１の直流交流変換回路と少なくとも一つの第２の直流変換回路のうちの少なくとも一方への直流電圧又は直流電流の供給を停止する。
【０００９】
好適には、接続部に第２の直流交流変換回路を接続したときの第１の個数のモータの出力と第２の個数のモータの出力の合計が交流直流変換回路によって供給可能な電力を超えると予測される場合、制御回路は、第１の個数のモータと第２の個数のモータのうちの駆動すべきモータの少なくとも一つの出力を制限するよう直流電圧又は直流電流の供給を制御する。
【００１０】
好適には、接続部に第２の直流交流変換回路を接続したとき、制御回路は、モータ駆動制御装置の外部にある装置からの第１の個数のモータに対する位置指令、回転速度指令又はトルク指令及び第２の個数のモータに対する位置指令、回転速度指令又はトルク指令に基づいて、第１の個数のモータの出力と第２の個数のモータの出力の合計を予測する。
【００１１】
好適には、接続部に第２の直流交流変換回路を接続したとき、制御回路は、第１の個数のモータ及び第２の個数のモータの動作状態に基づいて、第１の個数のモータの出力と第２の個数のモータの出力の合計を予測する。
【００１２】
本発明による他のモータ駆動用制御装置は、直流電圧又は直流電流を交流電圧又は交流電流に変換し、変換した交流電圧又は交流電流を第１のモータに供給する第１の直流交流変換回路を有するモータ駆動用制御装置であって、モータ駆動用制御装置の外部にある直流交流変換装置を接続可能な直流交流変換装置接続手段を更に有し、直流交流変換装置は、直流電圧又は直流電流を交流電圧又は交流電流に変換し、変換した交流電圧又は交流電流を第２のモータに供給する第２の直流交流変換回路を有し、直流交流変換装置接続手段は、モータ駆動用制御装置に直流交流変換装置を接続したとき、第１のモータの停止時に直流交流変換装置に直流電圧又は直流電流を供給可能であることを特徴とする。なお、直流交流変換装置接続手段は、例えば、通信ポート、端子台及び制御回路によって構成される。
【００１３】
好適には、直流交流変換装置接続手段は、モータ駆動用制御装置に直流交流変換装置を接続したとき、第１のモータの駆動時に瞬時的に直流交流変換装置に直流電圧又は直流電流を供給可能である。
【００１４】
好適には、第１のモータは、スピンドルモータ又はサーボモータである。
【００１５】
好適には、第２のモータは、刃物台を有する旋盤の回転工具用のモータと背面主軸用のモータのうちの少なくとも一方である。
【００１６】
好適には、第２のモータは、マシニングセンタの工具交換のためのモータとワークパレット交換のためのモータのうちの少なくとも一方である。
【００１７】
好適には、交流電圧又は交流電流を直流電圧又は直流電流に変換する交流直流変換回路を更に有し、交流直流変換回路及び第１の直流交流変換回路が一つのモジュールによって構成されている。
【００１８】
本発明による他のモータ駆動用制御装置は、直流電圧又は直流電流を交流電圧又は交流電流に変換し、変換した交流電圧又は交流電流を第１のモータに供給する第１の直流交流変換回路を有するモータ駆動用制御装置であって、モータ駆動用制御装置の外部にある直流交流変換装置を接続可能な直流交流変換装置接続手段を更に有し、直流交流変換装置は、直流電圧又は直流電流を交流電圧又は交流電流に変換し、変換した交流電圧又は交流電流を第２のモータに供給する第２の直流交流変換回路を有し、直流交流変換装置接続手段は、モータ駆動用制御装置に直流交流変換装置を接続したとき、第１のモータの駆動時に直流交流変換装置に直流電圧又は直流電流を供給可能であり、第１のモータ及び第２のモータの動作状態に基づいて、第１のモータの出力と第２のモータの出力のうちの少なくとも一方を制限することを特徴とする。
【００１９】
好適には、第１のモータの出力及び第２のモータの出力を計算する出力計算回路を更に有する。
【００２０】
好適には、直流交流変換装置接続手段は、外部からの指令に応じて第１のモータの出力と第２のモータの出力のうちの少なくとも一方を制限する。
【００２１】
好適には、直流交流変換装置接続手段は、第１のモータに対する回転速度指令及び第２のモータに対する回転速度指令に基づいて第１のモータの出力と第２のモータの出力のうちの少なくとも一方を制限する。
【００２２】
好適には、交流電圧又は交流電流を直流電圧又は直流電流に変換する交流直流変換回路を更に有し、交流直流変換回路及び第１の直流交流変換回路が一つのモジュールによって構成されている。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によるモータ駆動制御装置によれば、接続部に直流交流変換装置を接続したときの第１の個数のモータの出力と第２の個数のモータの出力の合計が交流直流変換回路によって供給可能な電力を超えると予測される場合、第１の個数のモータの出力と第２の個数のモータの出力の合計を交流直流変換回路によって供給可能な電力以下に維持しながら交流直流変換回路から第１の個数の直流交流変換回路及び第２の個数の直流交流変換装置への直流電圧又は直流電流の供給又は供給停止を制御する。これによって、モータ駆動制御装置に接続した直流交流変換装置に接続されたモータの出力が大きい場合でも、交流直流変換回路が過負荷状態になる事態を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明によるモータ駆動制御装置の第１の実施の形態のブロック図である。
【図２】本発明によるモータ駆動制御装置の第２の実施の形態のブロック図である。
【図３】本発明によるモータ駆動制御装置の第３の実施の形態のブロック図である。
【図４】本発明によるモータ駆動制御装置の第４の実施の形態のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明によるモータ駆動制御装置の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。なお、図面中、同一構成要素には同一符号を付す。
図１は、本発明によるモータ駆動制御装置の第１の実施の形態のブロック図である。図１において、モータ駆動制御装置１は、商用交流電源としての３相交流電源２に接続した電源供給部３と、第１の個数のモータとしての３個のモータ４，５，６を駆動するモータ駆動部７と、数値制御装置（ＣＮＣ）、ロボット制御装置等の上位の制御装置として機能する外部制御回路８と信号の送受信を行うための通信ポート９と、モータ駆動制御装置１の外部にあるＤＣ／ＡＣ変換装置１０に接続可能な接続部１１と、を有する。
【００２６】
電源供給部３は、３相交流電源２から供給される交流電圧又は交流電流を直流電圧又は直流電流に変換するＡＣ／ＤＣ変換回路１２を有する。モータ駆動部７は、第１の個数の第１の直流交流変換回路としてのＤＣ／ＡＣ変換回路１３，１４，１５と、制御回路１６と、を有する。なお、本実施の形態では、ＡＣ／ＤＣ変換回路１２及びＤＣ／ＡＣ変換回路１３，１４，１５が一つのモジュールによって構成されている。
【００２７】
接続部１１は、ＡＣ／ＤＣ変換回路１２がＤＣ／ＡＣ変換回路１３，１４，１５の少なくとも一つとＤＣ／ＡＣ変換装置１０のうちの少なくとも一方に直流電圧又は直流電流を供給できるようにＤＣ／ＡＣ変換装置１０に接続可能である。このために、接続部１１は、モータ駆動制御装置１の外部にあるＤＣ／ＡＣ変換装置１０と信号の送受信を行うための通信ポート１７と、モータ駆動制御装置１をＤＣ／ＡＣ変換装置１０に電気的に接続可能にする端子台１８と、を有する。図１において、接続部１１にＤＣ／ＡＣ変換装置１０が接続された状態を示すが、接続部１１は、ＤＣ／ＡＣ変換装置１１を取外し自在の構成を有する。
【００２８】
ＤＣ／ＡＣ変換回路１３，１４，１５は、制御対象の工作機械（例えば、旋盤）又は産業機械（例えば、マシニングセンタ）が備える制御軸のモータ４，５，６に対応して設けられる。したがって、ＤＣ／ＡＣ変換回路１３，１４，１５は、ＡＣ／ＤＣ変換回路１２から供給される直流電圧又は直流電流を任意の周波数の交流電圧又は交流電流に変換し、変換した交流電圧又は交流電流をモータ４，５，６に供給し、モータ４，５，６をそれぞれ駆動する。本実施の形態では、モータ４をスピンドルモータとし、モータ５，６をサーボモータとするが、モータ４，５，６を、工作機械又は産業機械で用いられる他のモータとすることもできる。
【００２９】
制御回路１６は、例えばＣＰＵによって構成され、モータ４，５，６の各回転速度を制御する回転速度制御回路、モータ４，５，６にそれぞれ供給する電流を制御する電流制御回路等の各種制御回路を有する。これによって、制御回路１６は、外部制御回路８からの指令、ＤＣ／ＡＣ変換装置１０からの制御信号及び状態信号、ＤＣ／ＡＣ変換回路１３，１４，１５からの状態信号、操作部（図示せず）からの指令等を受信し、これらの指令、制御信号、状態信号等に基づいて、モータ４，５，６の駆動、すなわち、ＤＣ／ＡＣ変換回路１３，１４，１５への直流電圧又は直流電流の供給、ＤＣ／ＡＣ変換装置１０への直流電圧又は直流電流の供給等の各種制御を行う。
【００３０】
ＤＣ／ＡＣ変換装置１０は、制御対象の周辺に配置される機器や設備の制御軸である周辺軸を駆動する周辺軸用の第２の個数のモータとしての１個のモータ１９を駆動する。このために、ＤＣ／ＡＣ変換回路１０は、第２の個数の第２の交流直流変換回路としての１個のＤＣ／ＡＣ変換回路２０と、制御回路２１と、接続部１１に接続可能な接続部２２と、外部制御回路８との信号の送受信を行うための通信ポート２３と、を有する。
【００３１】
ＤＣ／ＡＣ変換回路２０は、モータ駆動制御装置１から供給される直流電圧又は直流電流を任意の周波数の交流電圧又は交流電流に変換し、変換した交流電圧又は交流電流をモータ１９に供給し、モータ１９を駆動する。制御回路２１は、外部制御回路８からの指令、モータ駆動制御装置１からの制御信号、ＤＣ／ＡＣ変換回路２０からの状態信号、操作部（図示せず）からの指令等を受信し、これらの指令、制御信号、状態信号等に基づいて、モータ１９の駆動、すなわち、ＤＣ／ＡＣ変換回路２０への直流電圧又は直流電流の供給等の各種制御を行う。
【００３２】
接続部２２は、ＡＣ／ＤＣ変換回路１２がＤＣ／ＡＣ変換回路１３，１４，１５の少なくとも一つとＤＣ／ＡＣ変換装置１０のうちの少なくとも一方に直流電圧又は直流電流を供給できるように接続部１１に接続可能である。このために、接続部２２は、通信ポート１７を通じてモータ駆動制御装置１と信号の送受信を行うための通信ポート２４と、端子台１８を通じてＤＣ／ＡＣ変換装置１０をモータ駆動制御装置１に電気的に接続可能にする端子台２５と、を有する。
【００３３】
本実施の形態では、モータ１９を、一つの刃物台を有する旋盤の回転工具用のモータと背面主軸用のモータのうちの一方又はマシニングセンタの工具交換のためのモータとワークパレット交換のためのモータのうちの一方とするが、モータ１９を、工作機械又は産業機械の周辺に配置される機器又は設備の制御軸である周辺軸を駆動する周辺軸用の他のモータとすることもできる。
【００３４】
本実施の形態によれば、端子台１８を端子台２５に電気的に接続したとき、すなわち、接続部１１にＤＣ／ＡＣ変換回路２０を接続したとき、モータ駆動制御装置１の制御対象である工作機械又は産業機械の構成に基づく外部制御回路８又は操作部（図示せず）からの指令に基づいて、制御回路１６は、モータ駆動制御装置の外部にある装置（外部制御回路８、操作部（図示せず）等）からのモータ４，５，６，１９に対する位置指令、回転速度指令又はトルク指令に基づいて、モータ４，５，６，１９の出力の合計を予測する。
【００３５】
そして、制御回路１６は、予測したモータ４，５，６，１９の出力の合計と、ＡＣ／ＤＣ変換回路１２によって供給可能な電力とを比較する。なお、ＡＣ／ＤＣ変換回路１２によって供給可能な電力に関する情報は、制御回路１６がモータの出力の合計とＡＣ／ＤＣ変換回路１２によって供給可能な電力との比較を行う度にＡＣ／ＤＣ変換回路１２から制御回路１６に供給される。モータ４，５，６，１９の出力の合計がＡＣ／ＤＣ変換回路１２によって供給可能な電力を超えると予測した場合、制御回路１６は、モータ４，５，６，１９の出力の合計をＡＣ／ＤＣ変換回路１２によって供給可能な電力以下に維持しながらＡＣ／ＤＣ変換回路１２からＤＣ／ＡＣ変換回路１３，１４，１５，２０への直流電圧又は直流電流の供給又は供給停止を制御する。このために、制御回路１６は、モータ４，５，６，１９のうちの駆動すべきモータ（例えば、モータ４，５，１９）が接続されたＤＣ／ＡＣ変換回路１３，１４，１５，２０のうちの少なくとも一つへの直流電圧又は直流電流の供給を停止する。
【００３６】
ここで、駆動すべきモータがモータ４，５，１９であり、モータ１９の出力がモータ４，５の出力の合計よりも大きいためにモータ４，５，１９の出力の合計がＡＣ／ＤＣ変換回路１２によって供給可能な電力を超え、モータ４，５の出力の合計とモータ１９の出力のいずれもがＡＣ／ＤＣ変換回路１２によって供給可能な電力以下であると予測される場合について説明する。この場合、先ず、制御回路１６は、モータ１９を駆動するようＤＣ／ＡＣ変換回路２０への直流電圧又は直流電流の供給を行うとともにモータ４，５の駆動を停止するようＤＣ／ＡＣ変換回路１３，１４への直流電圧又は直流電流の供給を停止するよう制御する。モータ１９の駆動によって行われる処理が終了した後、制御回路１６は、モータ４，５を駆動するようＤＣ／ＡＣ変換回路１３，１４への直流電圧又は直流電流の供給を行うとともにモータ１９の駆動を停止するようＤＣ／ＡＣ変換回路２０への直流電圧又は直流電流の供給を停止するよう制御する。
【００３７】
したがって、本実施の形態によれば、モータ駆動制御装置１に接続したＤＣ／ＡＣ変換装置１０に接続されたモータ１９の出力が大きい場合でも、ＡＣ／ＤＣ変換回路１２が過負荷状態になる事態を回避することができる。
【００３８】
なお、処理時間の短縮のために、制御回路１６は、端子台１８を端子台２５に電気的に接続したとき、モータ４，５，６の駆動時に瞬時的（例えば、数十ミリ秒から数ミリ秒の間の時間）にＡＣ／ＤＣ変換回路１２からＤＣ／ＡＣ変換回路２０に直流電圧又は直流電流を供給可能にすることもできる。この場合、モータ４，５，６の出力とモータ１９の出力の合計がＡＣ／ＤＣ変換回路１３によって供給可能な電力を瞬時的に超えたとしても、ＡＣ／ＤＣ変換回路１３の瞬時的な過負荷状態による悪影響は及ぼされない。
【００３９】
図２は、本発明によるモータ駆動制御装置の第２の実施の形態のブロック図である。図２において、モータ駆動制御装置３１は、モータ駆動部７と、通信ポート９と、接続部１１と、を有する。なお、図２において、３相交流電源２、モータ４，５，６、モータ駆動部７、外部制御回路８、通信ポート９、ＤＣ／ＡＣ変換装置１０、接続部１１、ＡＣ／ＤＣ変換回路１２及びモータ１９は、図１に示した第１の実施の形態の３相交流電源２、モータ４，５，６、モータ駆動部７、外部制御回路８、通信ポート９、ＤＣ／ＡＣ変換装置１０、接続部１１、ＡＣ／ＤＣ変換回路１２及びモータ１９と同一構成を有するので、これらの説明を省略する。
【００４０】
本実施の形態では、ＡＣ／ＤＣ変換回路１２を有する電源供給部３２が、モータ駆動制御装置３１の外部に設けられている。すなわち、電源供給部３２は、モータ駆動制御装置３１を構成するモジュールとは別のモジュールによって構成される。
【００４１】
本実施の形態によれば、上記第１の実施の形態と同様に、モータタ４，５，６，１９の出力の合計がＡＣ／ＤＣ変換回路１２によって供給可能な電力を超えると予測した場合、制御回路１６は、モータ４，５，６，１９の出力の合計をＡＣ／ＤＣ変換回路１２によって供給可能な電力以下に維持しながらＡＣ／ＤＣ変換回路１２からＤＣ／ＡＣ変換回路１３，１４，１５，２０への直流電圧又は直流電流の供給又は供給停止を制御する。これによって、モータ駆動制御装置１に接続したＤＣ／ＡＣ変換装置１０に接続されたモータ１９の出力が大きい場合でも、ＡＣ／ＤＣ変換回路１２が過負荷状態になる事態を回避することができる。
【００４２】
また、本実施の形態においても、制御回路１６は、端子台１８を端子台２５に電気的に接続したとき、モータ４，５，６の駆動時に瞬時的（例えば、数十ミリ秒から数ミリ秒の間の時間）にＡＣ／ＤＣ変換回路１２からＤＣ／ＡＣ変換回路２０に直流電圧又は直流電流を供給可能にすることができる。
【００４３】
図３は、本発明によるモータ駆動制御装置の第３の実施の形態のブロック図である。図３において、モータ駆動制御装置４１は、電源供給部４２と、モータ駆動部７と、通信ポート９と、接続部１１と、を有する。なお、図３において、３相交流電源２、モータ４，５，６、モータ駆動部７、外部制御回路８、通信ポート９、ＤＣ／ＡＣ変換装置１０、接続部１１、ＡＣ／ＤＣ変換回路１２及びモータ１９は、図１に示した第１の実施の形態の３相交流電源２、モータ４，５，６、モータ駆動部７、外部制御回路８、通信ポート９、ＤＣ／ＡＣ変換装置１０、接続部１１、ＡＣ／ＤＣ変換回路１２及びモータ１９と同一構成を有するので、これらの説明を省略する。また、本実施の形態では、ＡＣ／ＤＣ変換回路１２及びＡＣ／ＤＣ変換回路１３，１４，１５が一つのモジュールによって構成されている。
【００４４】
また、図３において、モータ４，５，６，１９は、図１に示した第１の実施の形態のモータ４，５，６，１９と同一構成を有するが、本実施の形態では、モータ４をスピンドルモータ以外のモータとし、モータ５，６をサーボモータ以外のモータとし、モータ１９を、一つの刃物台を有する旋盤の回転工具用のモータと背面主軸用のモータうちの一方又はマシニングセンタの工具交換のためのモータとワークパレット交換のためのモータのうちの一方以外のモータとする。
【００４５】
さらに、図３において、制御回路１６，２１は、図１に示した第１の実施の形態の制御回路１６，２１と同一構成を有するが、本実施の形態では、制御回路１６は、後に説明するように、モータ４，５，６，１９のモータの動作状態を監視し、モータ４，５，６，１９の動作状態に基づいてモータ４，５，６，１９の出力をそれぞれ制限する。
【００４６】
本実施の形態によれば、端子台１８を端子台２５に電気的に接続したとき、制御回路１６は、モータ４，５，６，１９の動作状態に基づいて、モータ４，５，６，１９の出力の合計を予測する。このために、電源供給部４３は、ＡＣ／ＤＣ変換回路１２の他に出力計算回路４３を有する。出力計算回路４３は、制御回路１６を介してＡＣ／ＤＣ変換回路１３，１４，１５，１９からモータ４，５，６，１９の状態信号がそれぞれ供給され、状態信号に基づいて予測されるモータ４，５，６，１９の出力をそれぞれ計算する。そして、出力計算回路４３は、計算した予測されるモータ４，５，６，１９の出力についての情報を制御回路１６に供給する。なお、出力計算回路４３を制御回路７に設けてもよく、この場合、ＡＣ／ＤＣ変換回路１２が供給可能な電力に関する情報が電源供給部４２から制御回路７に供給される。
【００４７】
制御回路１６は、出力計算回路４３から供給された予測されるモータ４，５，６，１９の出力に基づいて、モータ４，５，６，１９の出力の合計を予測する。そして、制御回路１６は、予測したモータ４，５，６，１９の出力の合計と、ＡＣ／ＤＣ変換回路１２によって供給可能な電力とを比較する。モータ４，５，６，１９の出力の合計がＡＣ／ＤＣ変換回路１２によって供給可能な電力を超えると予測した場合、制御回路１６は、モータ４，５，６，１９の出力の合計をＡＣ／ＤＣ変換回路１２によって供給可能な電力以下に維持しながらＡＣ／ＤＣ変換回路１２からＤＣ／ＡＣ変換回路１３，１４，１５，２０への直流電圧又は直流電流の供給又は供給停止を制御する。このために、制御回路１６は、モータ４，５，６，１９のうちの駆動すべきモータ（例えば、モータ４，５，１９）の少なくとも一つの出力を制限するようＤＣ／ＡＣ変換回路１３，１４，１５，２０への直流電圧又は直流電流の供給を制御する。
【００４８】
モータ４，５，６，１９の出力の合計がＡＣ／ＤＣ変換回路１２によって供給可能な電力を超えると予測した場合にモータ４，５，６，１９の出力のうちの少なくとも一つを制限するために、制御回路１６は、制御回路１６において予め設定された出力制限規則又は操作部（図示せず）からの指令に応じて、出力を制限するモータを選択する。
【００４９】
駆動すべきモータがモータ４，５，６，１９であり、モータ１９の出力がモータ４，５，６の出力の合計よりも大きいためにモータ４，５，６，１９の出力の合計がＡＣ／ＤＣ変換回路１２によって供給可能な電力を超えると予測される場合、制御回路１６は、モータ４，５，６の出力を通常の出力（モータ４，５，６，１９の出力の合計をＡＣ／ＤＣ変換回路１２によって供給可能な電力以下であるときに生成される出力）に維持しながらＡＣ／ＤＣ変換器１３，１４，１５に直流電圧又は直流電流を供給するよう制御するとともに、モータ１９の出力を通常の出力より低い出力（例えば、通常の出力の８０％の出力）に制限するようＡＣ／ＤＣ変換器２０に直流電圧又は直流電流を供給するよう制御する。
【００５０】
なお、駆動すべきモータがモータ４，５，６，１９であり、モータ１９の出力がモータ４，５，６の出力の合計よりも大きいためにモータ４，５，６，１９の出力の合計がＡＣ／ＤＣ変換回路１２によって供給可能な電力を超えると予測される場合において、制御回路１６は、モータ４，５，６，１９の出力を同一の割合で通常の出力より低い出力（例えば、通常の出力の９０％の出力）に制限するようＡＣ／ＤＣ変換器２０に直流電圧又は直流電流を供給するよう制御することもできる。
【００５１】
したがって、本実施の形態によれば、モータ駆動制御装置１に接続したＤＣ／ＡＣ変換装置１０に接続されたモータ１９の出力が大きい場合でも、ＡＣ／ＤＣ変換回路１２が過負荷状態になる事態を回避することができ、各モータ４，５，６，１９の動作状態に応じたモータ４，５，６，１９の出力を確保できる。
【００５２】
図４は、本発明によるモータ駆動制御装置の第４の実施の形態のブロック図である。図４において、モータ駆動制御装置５１は、モータ駆動部７と、通信ポート９と、接続部１１と、を有する。なお、図４において、３相交流電源２、モータ４，５，６、モータ駆動部７、外部制御回路８、通信ポート９、ＤＣ／ＡＣ変換装置１０、接続部１１、ＡＣ／ＤＣ変換回路１２及びモータ１９は、図１に示した第１の実施の形態の３相交流電源２、モータ４，５，６、モータ駆動部７、外部制御回路８、通信ポート９、ＤＣ／ＡＣ変換装置１０、接続部１１、ＡＣ／ＤＣ変換回路１２及びモータ１９と同一構成を有するので、これらの説明を省略する。また、本実施の形態では、ＡＣ／ＤＣ変換回路１２及びＡＣ／ＤＣ変換回路１３，１４，１５が別のモジュールによって構成されている。
【００５３】
本実施の形態では、ＡＣ／ＤＣ変換回路１２及び出力計算回路４３を有する電源供給部５２が、モータ駆動制御装置５１の外部に設けられている。すなわち、電源供給部５２は、モータ駆動制御装置５１を構成するモジュールとは別のモジュールによって構成される。
【００５４】
本実施の形態によれば、上記第３の実施の形態と同様に、モータ４，５，６，１９の出力の合計がＡＣ／ＤＣ変換回路１２によって供給可能な電力を超えると予測した場合にモータ４，５，６，１９の出力のうちの少なくとも一つを制限するために、制御回路１６は、制御回路１６において予め設定された出力制限規則又は操作部（図示せず）からの指令に応じて、出力を制限するモータを選択する。
【００５５】
したがって、モータ駆動制御装置５１を構成するモジュールとは別のモジュールによって電源供給部４２を構成した場合でも、モータ駆動制御装置１に接続したＤＣ／ＡＣ変換装置１０に接続されたモータ１９の出力が大きいときにＡＣ／ＤＣ変換回路１２が過負荷状態になる事態を回避することができ、各モータ４，５，６，１９の動作状態に応じたモータ４，５，６，１９の出力を確保できる。
【００５６】
本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、幾多の変更及び変形が可能である。例えば、商用交流電源として３相交流電源２を用いたが、３相以外の多相交流電源を商用交流電源として用いることもできる。また、第１の個数のモータとして３個のモータ４，５，６を駆動する場合について説明したが、３個以外の個数のモータを駆動する場合にも本発明を適用することができる。さらに、第２の個数のＤＣ／ＡＣ変換装置すなわち第２の直流交流変換器として１個のＤＣ／ＡＣ変換器２０をモータ駆動制御装置１，３１，４１，５１に接続する場合について説明したが、複数のＤＣ／ＡＣ変換器２０をモータ駆動制御装置１，３１，４１，５１に接続する場合にも本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００５７】
１，３１，４１，５１ モータ駆動制御装置
２ ３相交流電源
３，３２，４２，５２ 電源供給部
４，５，６，１９ モータ
７ モータ駆動部
８ 外部制御回路
９，１７，２４ 通信ポート
１０ ＤＣ／ＡＣ変換装置
１１，２２ 接続部
１２ ＡＣ／ＤＣ変換回路
１３，１４，１５，２０ ＤＣ／ＡＣ変換回路
１６，２１ 制御回路
１８，２５ 端子台
４３ 出力計算回路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電圧又は交流電流を直流電圧又は直流電流に変換する交流直流変換回路に接続されたモータ駆動制御装置であって、
前記交流直流変換回路から直流電圧又は直流電流が供給され、供給された直流電圧又は直流電流を交流電圧又は交流電流に変換し、変換した交流電圧又は交流電流を第１の個数のモータに供給する第１の個数の第１の直流交流変換回路と、
直流電圧又は直流電流を交流電圧又は交流電流に変換し、変換した交流電圧又は交流電流を第２の個数のモータに供給する第２の個数の第２の直流交流変換回路を、前記交流直流変換回路が少なくとも一つの前記第１の直流交流変換回路と少なくとも一つの前記第２の直流交流変換回路のうちの少なくとも一方に直流電圧又は直流電流を供給できるように接続可能な接続部と、
前記接続部に前記第２の直流交流変換回路を接続したときの前記第１の個数のモータの出力と前記第２の個数のモータの出力の合計が前記交流直流変換回路によって供給可能な電力を超えると予測される場合、前記第１の個数のモータの出力と前記第２の個数のモータの出力の合計を前記交流直流変換回路によって供給可能な電力以下に維持しながら前記交流直流変換回路から前記第１の個数の第１の直流交流変換回路及び前記第２の個数の第２の直流交流変換回路への直流電圧又は直流電流の供給又は供給停止を制御する制御回路と、
を有することを特徴とするモータ駆動制御装置。
【請求項２】
前記接続部に前記第２の直流交流変換回路を接続したときの前記第１の個数のモータの出力と前記第２の個数のモータの出力の合計が前記交流直流変換回路によって供給可能な電力を超えると予測される場合、前記制御回路は、前記第１の個数のモータと前記第２の個数のモータのうちの駆動すべきモータが接続された少なくとも一つの前記第１の直流交流変換回路と少なくとも一つの前記第２の直流変換回路のうちの少なくとも一方への前記直流電圧又は直流電流の供給を停止する請求項１に記載のモータ駆動制御装置。
【請求項３】
前記接続部に前記第２の直流交流変換回路を接続したときの前記第１の個数のモータの出力と前記第２の個数のモータの出力の合計が前記交流直流変換回路によって供給可能な電力を超えると予測される場合、前記制御回路は、前記第１の個数のモータと前記第２の個数のモータのうちの駆動すべきモータの少なくとも一つの出力を制限するよう前記直流電圧又は直流電流の供給を制御する請求項１に記載のモータ駆動制御装置。
【請求項４】
前記接続部に前記第２の直流交流変換回路を接続したとき、前記制御回路は、前記モータ駆動制御装置の外部にある装置からの前記第１の個数のモータに対する位置指令、回転速度指令又はトルク指令及び前記第２の個数のモータに対する位置指令、回転速度指令又はトルク指令に基づいて、前記第１の個数のモータの出力と前記第２の個数のモータの出力の合計を予測する請求項２に記載のモータ駆動制御装置。
【請求項５】
前記接続部に前記第２の直流交流変換回路を接続したとき、前記制御回路は、前記第１の個数のモータ及び前記第２の個数のモータの動作状態に基づいて、前記第１の個数のモータの出力と前記第２の個数のモータの出力の合計を予測する請求項３に記載のモータ駆動制御装置。
【請求項１】
交流電圧又は交流電流を直流電圧又は直流電流に変換する交流直流変換回路に接続されたモータ駆動制御装置であって、
前記交流直流変換回路から直流電圧又は直流電流が供給され、供給された直流電圧又は直流電流を交流電圧又は交流電流に変換し、変換した交流電圧又は交流電流を第１の個数のモータに供給する第１の個数の第１の直流交流変換回路と、
直流電圧又は直流電流を交流電圧又は交流電流に変換し、変換した交流電圧又は交流電流を第２の個数のモータに供給する第２の個数の第２の直流交流変換回路を、前記交流直流変換回路が少なくとも一つの前記第１の直流交流変換回路と少なくとも一つの前記第２の直流交流変換回路のうちの少なくとも一方に直流電圧又は直流電流を供給できるように接続可能な接続部と、
前記接続部に前記第２の直流交流変換回路を接続したときの前記第１の個数のモータの出力と前記第２の個数のモータの出力の合計が前記交流直流変換回路によって供給可能な電力を超えると予測される場合、前記第１の個数のモータの出力と前記第２の個数のモータの出力の合計を前記交流直流変換回路によって供給可能な電力以下に維持しながら前記交流直流変換回路から前記第１の個数の第１の直流交流変換回路及び前記第２の個数の第２の直流交流変換回路への直流電圧又は直流電流の供給又は供給停止を制御する制御回路と、
を有することを特徴とするモータ駆動制御装置。
【請求項２】
前記接続部に前記第２の直流交流変換回路を接続したときの前記第１の個数のモータの出力と前記第２の個数のモータの出力の合計が前記交流直流変換回路によって供給可能な電力を超えると予測される場合、前記制御回路は、前記第１の個数のモータと前記第２の個数のモータのうちの駆動すべきモータが接続された少なくとも一つの前記第１の直流交流変換回路と少なくとも一つの前記第２の直流変換回路のうちの少なくとも一方への前記直流電圧又は直流電流の供給を停止する請求項１に記載のモータ駆動制御装置。
【請求項３】
前記接続部に前記第２の直流交流変換回路を接続したときの前記第１の個数のモータの出力と前記第２の個数のモータの出力の合計が前記交流直流変換回路によって供給可能な電力を超えると予測される場合、前記制御回路は、前記第１の個数のモータと前記第２の個数のモータのうちの駆動すべきモータの少なくとも一つの出力を制限するよう前記直流電圧又は直流電流の供給を制御する請求項１に記載のモータ駆動制御装置。
【請求項４】
前記接続部に前記第２の直流交流変換回路を接続したとき、前記制御回路は、前記モータ駆動制御装置の外部にある装置からの前記第１の個数のモータに対する位置指令、回転速度指令又はトルク指令及び前記第２の個数のモータに対する位置指令、回転速度指令又はトルク指令に基づいて、前記第１の個数のモータの出力と前記第２の個数のモータの出力の合計を予測する請求項２に記載のモータ駆動制御装置。
【請求項５】
前記接続部に前記第２の直流交流変換回路を接続したとき、前記制御回路は、前記第１の個数のモータ及び前記第２の個数のモータの動作状態に基づいて、前記第１の個数のモータの出力と前記第２の個数のモータの出力の合計を予測する請求項３に記載のモータ駆動制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−２２８１６２（Ｐ２０１２−２２８１６２Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１２４００（Ｐ２０１２−１２４００）
【出願日】平成２４年１月２４日（２０１２．１．２４）
【出願人】（３９０００８２３５）ファナック株式会社 (1,110)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年１月２４日（２０１２．１．２４）
【出願人】（３９０００８２３５）ファナック株式会社 (1,110)
【Ｆターム（参考）】
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