專利名稱：計(jì)算消耗電量以及再生電量的伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有計(jì)算具備大量伺服電動(dòng)機(jī)的機(jī)械系統(tǒng)、特別是機(jī)床中的消 耗電量以及再生電量的功能的伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制裝置。
背景技術(shù)：
一般，例如JP實(shí)開平4-25485號公報(bào)中公開的那樣，可以通過將功率計(jì) 安裝在總電源中而得知機(jī)械系統(tǒng)的消耗電量。另一方面，已知在具有多個(gè)伺服 電動(dòng)機(jī)的機(jī)械系統(tǒng)中，在求得每個(gè)伺服電動(dòng)機(jī)的更詳細(xì)的消耗電量的同時(shí)，還 求得在伺服電動(dòng)機(jī)中有時(shí)產(chǎn)生的再生電力。
作為這樣的技術(shù)，在JP特開2000-105605號公報(bào)中記載了下述的技術(shù) 根據(jù)各伺服電動(dòng)機(jī)的角速度和流過該伺服電動(dòng)機(jī)的電流的測定值，對每個(gè)預(yù)定 時(shí)間周期求出各伺服電動(dòng)機(jī)的消耗電力和再生電力，針對預(yù)定的期間對其進(jìn)行 累計(jì)，由此求出消耗電量和再生電量。在該JP特開平2000-105605號公報(bào)中， 使用這樣求出的消耗電量和再生電量來評價(jià)與各伺服電動(dòng)機(jī)對應(yīng)的每個(gè)軸的 運(yùn)轉(zhuǎn)負(fù)荷，由此可以掌握恰當(dāng)?shù)木S護(hù)'檢查時(shí)期。而且，提出了為了取得各軸 間的負(fù)荷的平衡而將步驟最佳化，或者實(shí)現(xiàn)與各伺服電動(dòng)機(jī)對應(yīng)的再生電阻的 大小的最佳化的方案。
在JP特開2000 -206150號公報(bào)中記載了下述的技術(shù)針對注塑成型器的 伺服電動(dòng)機(jī)或加熱器等每個(gè)消耗電力要素，求出產(chǎn)品制造的每1個(gè)周期的消耗 電量。由此，在該文獻(xiàn)中，可以準(zhǔn)確地求出產(chǎn)品的制造成本，或者評價(jià)裝置的 動(dòng)作條件對消耗電量的影響來實(shí)現(xiàn)電力的有效利用。
在JP特開2005-313610號公報(bào)中記載了下述的技術(shù)在打印機(jī)中通過監(jiān) 視紙張的傳送機(jī)構(gòu)或托架的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的電動(dòng)機(jī)的消耗電力，來抑制電動(dòng)機(jī)的加 熱導(dǎo)致的不良影響。
此外，在JP特開2000-206150號公報(bào)以及JP特開2005-313610號公報(bào)中， 伺服電動(dòng)機(jī)的消耗電力，是根據(jù)其電流的測定值而求出的?？墒?，在具有大量伺服電動(dòng)機(jī)的機(jī)械系統(tǒng)中，有時(shí)將伺服電動(dòng)機(jī)分為多個(gè) 組，采用將屬于各組的多個(gè)伺服電動(dòng)機(jī)與公共電源部連接的電源結(jié)構(gòu)。即，在 該電源結(jié)構(gòu)中，設(shè)置多個(gè)放大器組，它們與交流電源網(wǎng)等更上位的電源系統(tǒng)相 連，所述放大器組由1個(gè)公共電源部和與其連接向多個(gè)伺服電動(dòng)機(jī)的每一個(gè)供 給電力的多個(gè)電力供給部構(gòu)成。
像這樣具有多個(gè)放大器組的電源結(jié)構(gòu)的情況下，在上述那樣的現(xiàn)有技術(shù)中 的消耗電量或再生電量的評價(jià)中，有不完善的情況。例如，無法得知各伺服電 動(dòng)機(jī)的再生電量是被返回到交流電源、還是被其它伺服電動(dòng)機(jī)有效利用，另夕卜， 還有在每個(gè)放大器組中是電阻再生或電源再生不同的情況，也有再生電量通過 再生電阻被廢棄的。如上所述，現(xiàn)有技術(shù)未著眼于使再生電量的流動(dòng)明確。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于，在具有多個(gè)放大器組的電源結(jié)構(gòu)的機(jī)床等機(jī)械 系統(tǒng)中，可以恰當(dāng)?shù)卦u價(jià)消耗電量和再生電量的流動(dòng)。
為了達(dá)成上述目的，根據(jù)本發(fā)明，提供一種伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制裝置，其 控制機(jī)械系統(tǒng)的伺服電動(dòng)機(jī)，該機(jī)械系統(tǒng)具有多個(gè)放大器組，各放大器組由與 上位的電源連接的公共電源部、和從公共電源部向伺服電動(dòng)機(jī)供給電力的多個(gè)
電力供給部構(gòu)成，該伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制裝置具備多個(gè)個(gè)別電力檢測部，其
各自對每個(gè)預(yù)定的周期，求出作為該周期中的伺服電動(dòng)機(jī)的電量的別周期電
量；和多個(gè)放大器組電力檢測部，其求出各自對應(yīng)的每個(gè)所述放大器組的電量， 當(dāng)伺服電動(dòng)機(jī)正在消耗電力時(shí)，個(gè)別周期電量成為正值，當(dāng)伺服電動(dòng)機(jī)正在再 生電力時(shí)，個(gè)別周期電量成為負(fù)值，各放大器組電力檢測部，合計(jì)關(guān)于在屬于 與該放大器組電力檢測部對應(yīng)的放大器組的電力供給部上連接的伺服電動(dòng)機(jī) 的個(gè)別周期電量，求出作為各周期中的該放大器組中的消耗電量或再生電量的 放大器組周期電量，針對預(yù)定的期間對放大器組周期電量進(jìn)行累計(jì)，求出作為 預(yù)定期間的該放大器組中的合計(jì)的消耗電量的放大器組消耗電量。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，通過^t大器組電力^^測部的計(jì)算結(jié)果，可以評價(jià)放大器組單 位中的消耗電力量以及再生電力量。
理想的是，多個(gè)放大器組電力沖會測部的各自，分別針對預(yù)定的期間，僅在 放大器組周期電量為負(fù)的情況下對放大器組周期電量進(jìn)行累計(jì)，求出作為預(yù)定的期間中的與該放大器組電力檢測部對應(yīng)的放大器組中的再生電量的總和的 放大器組再生電量。由此，可以評價(jià)各放大器組在預(yù)定的期間內(nèi)返回交流電源 側(cè)的合計(jì)的再生電力量。
另外，理想的是，多個(gè)放大器組電力檢測部的各自，僅在關(guān)于在屬于與該
別周期電量為負(fù)的情況下，對該個(gè)別周期電量進(jìn)行合計(jì)，進(jìn)而針對預(yù)定的期間 對合計(jì)而得的個(gè)別周期電量進(jìn)行累計(jì)，從由此得到的電量中減去放大器組再生 電量，求出在該放大器組內(nèi)的伺服電動(dòng)機(jī)間授受的再生電量。由此，可以評價(jià) 在放大器組內(nèi)有效利用的再生電力量，進(jìn)行節(jié)能效果等的評價(jià)。
理想的是，多個(gè)個(gè)別電力檢測部的各自，根據(jù)流過對應(yīng)的祠服電動(dòng)機(jī)的電 流的測定值、和對應(yīng)的伺服電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度的測定值，求出個(gè)別周期電量。 由此，如前所述，根據(jù)是消耗電量還是再生電量，可以簡便且恰當(dāng)?shù)厍蟪龇?改變的個(gè)別周期電量。
另外，理想的是，針對多個(gè)個(gè)別電力檢測部的每一個(gè)，也做成求出作為預(yù) 定期間中消耗電量的個(gè)別消耗電量、以及作為再生電量的總和的個(gè)別再生電量 的結(jié)構(gòu)。由此，在放大器組電力檢測部的計(jì)算結(jié)果之外，還得到伺服電動(dòng)機(jī)的 個(gè)別的消耗電量或再生電量的信息，可以進(jìn)行更詳細(xì)的評價(jià)。
另夕卜，也可以進(jìn)一步設(shè)置整體電力檢測部，其計(jì)算關(guān)于全部放大器組的合 計(jì)的消耗電量或再生電量的信息。由此，可以進(jìn)一步得到從交流電源取得的電 量、和返回交流電源的電量的信息。
在/>共電源部中也可以包含不進(jìn)行向交流電源返回電力的再生動(dòng)作的 共電源部。在這種情況下，為了進(jìn)行恰當(dāng)?shù)脑u價(jià)，整體電力檢測部，關(guān)于不進(jìn) 行再生動(dòng)作的公共電源部屬于的放大器組，在放大器組周期電量為負(fù)時(shí)，將該 放大器組周期電量設(shè)為零，即需要把來自該放大器組的再生電量作為零來進(jìn)行 計(jì)算。
根據(jù)本發(fā)明，可以恰當(dāng)?shù)卦u價(jià)具有多個(gè)放大器組的電源結(jié)構(gòu)的機(jī)械系統(tǒng)中 的消耗電量和再生電量的流動(dòng)。


以下，參照附圖，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)一步詳細(xì)說明本發(fā)明的上
7述以及其它目的、特征、優(yōu)點(diǎn)。
圖1是示意地表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的機(jī)械系統(tǒng)及其伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū) 動(dòng)控制裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。
圖2是表示伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制裝置中的每個(gè)電力供給部的電力計(jì)算步 驟的流程圖。
圖3是表示伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制裝置中的每個(gè)放大器組的電力計(jì)算步驟 的流程圖。
圖4是表示伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制裝置中的機(jī)械系統(tǒng)整體的電力計(jì)算步驟
的流程圖。
圖5是表示圖3所示的每個(gè)放大器組的電力計(jì)算步驟的變形例的流程圖。
具體實(shí)施例方式
以下，參照附圖記載本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式。
圖1是示意性地表示具備本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制 裝置以及由其控制的多個(gè)伺服電動(dòng)機(jī)的機(jī)床等機(jī)械系統(tǒng)的框圖。
此外，為了方便，在圖1中僅表示了機(jī)械系統(tǒng)10中與本發(fā)明相關(guān)的部分。 另外，伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制裝置30的結(jié)構(gòu)，通過具有電力供給部控制處理部 31-34等多個(gè)功能部的形態(tài)來表示。這些功能部也可以作為獨(dú)立的硬件來構(gòu) 成，但在不具有各功能部間的明確區(qū)分的硬件中可以通過軟件來實(shí)現(xiàn)。在通過 軟件來實(shí)現(xiàn)的情況下，各功能部也可以作為獨(dú)立的軟件部分來構(gòu)成，但也可以 通過不具有各功能部間的明確區(qū)分的軟件來實(shí)現(xiàn)。
在圖1所示的例子中，機(jī)械系統(tǒng)IO具有4個(gè)伺服電動(dòng)機(jī)1 ~4。它們之中， 伺服電動(dòng)機(jī)l、 2與第1公共電源部11相連，伺服電動(dòng)機(jī)3、 4與第2公共電 源部12相連。
公共電源部11、 12與未圖示的上位的交流電源相連，該上位的交流電源 例如可以是在設(shè)置機(jī)械系統(tǒng)10的工廠架設(shè)的通常的交流電源網(wǎng)。公共電源部 11、 12把來自該交流電源的電力變換為直流電力，把變換后的直流電力供給 到與伺服電動(dòng)機(jī)1 ~4的各個(gè)相對應(yīng)的電力供給部21 ~24。 一方的公共電源部 11和與其連接的兩個(gè)電力供給部21、 22構(gòu)成了第1放大器組15,另一方的公 共電源部12和與其連接的兩個(gè)電力供給部23、 24構(gòu)成了第2放大器組16。
8各電力供給部21 24構(gòu)成為在伺服電動(dòng)機(jī)1 4產(chǎn)生了再生電力時(shí)，將 該再生電力返回7>共電源11、 12側(cè)。另夕卜，在本實(shí)施方式中，7>共電源部11、 12也構(gòu)成為在與其對應(yīng)的放大器組15、 16中整體上產(chǎn)生了再生電力時(shí)，可 以進(jìn)行向上位的交流電源側(cè)返回電力的再生動(dòng)作。
電力供給部21 ~ 24根據(jù)來自伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制裝置30的電力供給部控 制處理部31 34的指令信號，把從公共電源部ll、 12供給的直流電力變換為 適當(dāng)頻率以及電流的交流電力，然后分別供給到伺服電動(dòng)機(jī)1 ~4。電力供給 部21 24具有測定被供給到伺服電動(dòng)機(jī)1 4的電流的功能，另外，被輸入了 各伺服電動(dòng)機(jī)1 ~4的速度測定器的測定信號。各伺服電動(dòng)機(jī)1 ~4的電流以及 速度的測定值，經(jīng)由電力供給部21 ~24被分別輸入伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制裝置 30的電力供給部控制處理部31-34。
在主要實(shí)現(xiàn)向各伺服電動(dòng)機(jī)1 ~ 4的電力供給部21 ~ 24輸出旋轉(zhuǎn)速度等的 指令信號的動(dòng)作的伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制裝置30的電力供給部控制處理部31 ~ 34中，設(shè)置了計(jì)算消耗電力以及再生電力的個(gè)別電力檢測部35~38。從上述 電力供給部21 ~24輸入的電流以及速度的測定值，如后所述，被用于在個(gè)別 電力檢測部35~38中計(jì)算消耗電力以及再生電力，但根據(jù)需要，也可以利用 于其它信息顯示或控制。
在伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制裝置30中，除了與各伺服電動(dòng)機(jī)1 ~ 4對應(yīng)的電力 供給部控制處理部31-34以外，還設(shè)置了進(jìn)行與產(chǎn)品制造工序等對應(yīng)的各伺 服電動(dòng)機(jī)1 ~4的動(dòng)作定時(shí)的管理等的上位控制處理部41。
作為與本發(fā)明相關(guān)的結(jié)構(gòu)，在上位控制處理部41中包含計(jì)算作為各放大 器組15、 16整體的消耗電力以及再生電力的放大器組電力檢測部42、 43。在 放大器組電力檢測部42中，利用屬于與其對應(yīng)的放大器組15的電力供給部 21、 22所對應(yīng)的個(gè)別電力檢測部35、 36中的計(jì)算結(jié)果等數(shù)據(jù)。同樣地，在另 一方的放大器組電力4全測部43中利用個(gè)別電力4企測部37、 38中的數(shù)據(jù)。
在上位控制處理部41中還包含計(jì)算作為機(jī)械系統(tǒng)IO整體的消耗電力以及 再生電力的整體電力檢測部45。在整體電力纟企測部45中利用放大器組電力檢 測部42、 43中的數(shù)據(jù)。
接著，說明本實(shí)施方式中的消耗電量以及再生電量的檢測動(dòng)作。此外，在圖1中表示了放大器組共有15和16這兩個(gè)、電力供給部共有21 ~24這四個(gè) 的例子，但以下說明它們有任意數(shù)量的情況。因此，以下設(shè)g為放大器組15、 16的附加號碼，取1 G的值(在圖1的例子中，G = 2)。另夕卜，設(shè)k為電力 供給部21 ~ 24的附加號碼，取1 ~ N的值(在圖1的例子中，N = 4 )。
圖2是表示個(gè)別電力檢測部中的檢測動(dòng)作的流程圖。在本實(shí)施方式中，以 預(yù)定的周期dt (s)對伺服電動(dòng)機(jī)的電流測定值以及速度測定值進(jìn)行采樣，據(jù) 此通過計(jì)算來求出電量。圖2表示一周期內(nèi)進(jìn)行的動(dòng)作(以下的流程圖也相 同)。把周期dt設(shè)定為可以將伺服電動(dòng)機(jī)的電流以及速度視為恒定的足夠短的 時(shí)間。另外，圖2表示了針對某一個(gè)伺服電動(dòng)機(jī)(個(gè)別電力檢測部)的動(dòng)作， 而針對各伺服電動(dòng)機(jī)都進(jìn)行該動(dòng)作。
首先，在步驟S1中取得伺服電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)速度Sk (rad/s)，在步驟S2 中取得電動(dòng)機(jī)線圈電流Ik (A)。如前所述，它們可以經(jīng)由電力供給部而取得。
接著，在步驟S3中，通過公式dEak-SkxIkxKkxdt求出該周期內(nèi)的電 力供給部的電量(個(gè)別周期電量)dEak (W S)。 Kk (Nm/A)是對應(yīng)的伺服 電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩常數(shù)。這是通過考慮到電動(dòng)機(jī)的作功量相當(dāng)于消耗電量來計(jì)算消 耗電量的方式。根據(jù)Sk以及Ik的符號(電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向以及電流的方向)， 在對應(yīng)的伺服電動(dòng)機(jī)正在進(jìn)行再生動(dòng)作、即正在進(jìn)行產(chǎn)生電力后經(jīng)由電力供給 部返回公共電源部側(cè)的動(dòng)作時(shí)，dEak取負(fù)值。
接著，在步驟S4中，通過7>式Eak-Eak + dEak來求出針對預(yù)定期間累 計(jì)而得的電量(個(gè)別電量)Eak ( W S)。即，通過針對預(yù)定期間重復(fù)進(jìn)行各 周期內(nèi)的dEak的加法運(yùn)算，求出針對預(yù)定期間累計(jì)而得的值。
接著，在步驟S5中判定dEak是否為負(fù)。如前所述，在對應(yīng)的伺服電動(dòng)機(jī) 正在進(jìn)行再生動(dòng)作的情況下，dEak取負(fù)。因此，在判定dEak為負(fù)的情況下， 進(jìn)入步驟S6,在個(gè)別再生電量Eank ( W S )上加上dEak。在dEak非負(fù)的情 況下，跳過步驟S6。
到此，結(jié)束個(gè)別電力檢測部中的一周期的檢測動(dòng)作。通過針對預(yù)定期間以 周期dt重復(fù)執(zhí)行該動(dòng)作，將針對該期間的各伺服電動(dòng)機(jī)的消耗電量以及再生 電量分別作為Eak以及Eank而求出。
然后，圖3是表示放大器組電力檢測部中的檢測動(dòng)作的流程圖。圖3表示了針對某一個(gè)放大器組電力檢測部的動(dòng)作，但針對各放大器組電力檢測部進(jìn)行 同樣的動(dòng)作。
在步驟S11中，取得屬于作為對象的放大器組的電力供給部p q的、該 周期中的電量dEak (k = p~q)。通過上述圖2的動(dòng)作，在對應(yīng)的個(gè)別電力斗企 測部中進(jìn)行計(jì)算，由此得到該電量dEak (k = p~q)。
接著，在步驟S12中，對屬于作為對象的放大器組的電力供給部p-q的、 該周期內(nèi)的電量dEak (k=p~q)進(jìn)行合計(jì)，求出作為對象的放大器組的該周 期內(nèi)的電量(放大器組周期電量)dEbg。進(jìn)而，在放大器組電量Ebg上加上 dEbg,即進(jìn)行針對預(yù)定期間的dEbg的累計(jì)。
接著，在步驟S13中判定dEbg是否為負(fù)。dEbg為負(fù)意味著對應(yīng)的放大器 組作為整體而產(chǎn)生再生電力，并經(jīng)由對應(yīng)的7>共電源向上位的交流電源側(cè)返回 電力。因此，當(dāng)判定dEbg為負(fù)時(shí)進(jìn)入步驟S14，在放大器組再生電量Ebng 上加上dEbg。當(dāng)dEbg為正時(shí)，跳過步驟S14。
此時(shí)，放大器組再生電量Ebng中不包含在與之對應(yīng)的放大器組中包含的 電力供給部所產(chǎn)生的再生電量中的、在該放大器組內(nèi)被消耗而被有效利用的 量。即，例如在圖1的放大器組15中，在其中包含的電力供給部21、 22中的 一方、例如電力供給部21 (與之對應(yīng)的伺服電動(dòng)機(jī)1 )中產(chǎn)生了再生電力時(shí)， 在另 一 方的電力供給部22 (與之對應(yīng)的伺服電動(dòng)機(jī)2 )中進(jìn)行了消耗電力的動(dòng) 作的情況下，來自電力供給部21的再生電力首先在電力供給部22中被消耗。 從而，在電力供給部21中產(chǎn)生的再生電力中、減去在另一方的電力供給部22 中被消耗的量而得到的量，成為作為放大器組15整體從公共電源部11返回交 流電源側(cè)的再生電力?；蛘?，如果在電力供給部21中產(chǎn)生的再生電力小于在 另一方的電力供給部22中消耗的電量，則作為放大器組15整體不產(chǎn)生再生電 力。在這種情況下，經(jīng)由公共電源部11被提供給放大器組15的電力，與在電 力供給部22中消耗的電量相比，小了在電力供給部21中產(chǎn)生的再生電力的量。
在本實(shí)施方式中，表示各電力供給部21中的產(chǎn)生電力的dEak,在再生電 力產(chǎn)生時(shí)取負(fù)值。因此，通過步驟S12中的、放大器組內(nèi)的dEak的加法運(yùn)算， 求出考慮到上述的放大器組內(nèi)的再生電力消耗的累計(jì)再生電量Ebng。
另一方面，以下的步驟S15 S19是求出在作為對象的放大器組中包含的電力供給部中產(chǎn)生的再生電量的總和Ebsg的例程。在該例程中，首先，在步 驟S15中假定附加號碼為p q的電力供給部屬于作為對象的放大器組，將電 力供給部的附加號碼的計(jì)數(shù)用的變量k的初始值設(shè)定為p。
接著，在步驟S16中，判定附加號碼k的電力供給部中的消耗電量dEak 是否為負(fù)，即判定該電力供給部中是否產(chǎn)生了再生電力。當(dāng)dEak為負(fù)時(shí)，在 步驟S17中，在作為對象的放大器組中的再生電量的總和Ebsg上加上dEak。 若dEak非負(fù)，則跳過步驟S17。
接著，在步驟S18中，判定電力供給部的附加號碼的計(jì)數(shù)用的變量k是否 相當(dāng)于屬于作為對象的放大器組的電力供給部的最后的附加號碼，若不是最 后，則在步驟S19中將k增加1,返回步驟S16。即，如此一來，針對屬于作 為對象的放大器組的全部電力供給部p q,重復(fù)步驟S16、 S17的動(dòng)作。
接著，在步驟S20中，從在步驟S15 S19的例程中求出的、在作為對象 的放大器組中包含的電力供給部中產(chǎn)生的再生電量的總和Ebsg中，減去在步 驟S14中求出的放大器組再生電量Ebng。由此而得到的Ebrg，如前所述，相
當(dāng)于在作為對象的放大器組中包含的電力供給部中產(chǎn)生的再生電量中的、在該 放大器組中包含的電力供給部中被消耗的電量、即在該放大器組內(nèi)被有效利用 的再生電量。
然后，圖4是表示整體電力檢測部中的檢測動(dòng)作的流程圖。
首先，在步驟S31中，取得全部放大器組(g=l~G)的、該周期中的電 量dEbg。它們從放大器組電力檢測部分別求出。
接著，在步驟S32中，通過對所取得的全部放大器組的電量dEbg進(jìn)行累 計(jì)，求出該周期中的作為機(jī)械系統(tǒng)整體的電量(整體周期電量)dEc。進(jìn)而， 在作為針對預(yù)定周期的累計(jì)電量的整體電量Ec上加上dEc。
接著，在步驟S33中判定dEc是否為負(fù)，在步驟S34中，僅在dEc為負(fù) 時(shí)對其進(jìn)行累計(jì)，得到預(yù)定期間中的再生電量(整體再生電量)Ecn。在該Ecn
量。即，在某個(gè)放大器組中正在產(chǎn)生再生電力時(shí)，同時(shí)在其它放大器組中正在 消耗電力的情況下，作為機(jī)械系統(tǒng)整體的再生電量dEc減少該消耗電量，或者， 若消耗電量一方超過再生電量，則作為機(jī)械系統(tǒng)整體不產(chǎn)生再生電力。這是由于，在步驟S32中，通過加上放大器組的可以取負(fù)值的發(fā)生電力dEak，求出 了作為機(jī)械系統(tǒng)整體的電量dEc。
另一方面，以下的步驟S35 S39,是求出在機(jī)械系統(tǒng)中包含的全部放大 器組中產(chǎn)生的再生電量的總和Ecs的例程。在該例程中，首先在步驟S35中將 放大器組的附加號碼的計(jì)數(shù)用的變量g設(shè)定為初始值1。
接著，在步驟S36中，判定附加號碼g的放大器組中的消耗電量dEbg是 否為負(fù)，即判定在該放大器組中是否產(chǎn)生了再生電力。然后，在步驟S37中， 僅在dEbg為負(fù)時(shí)，將其與在全部放大器組中產(chǎn)生的再生電量的總和Ecs累計(jì)。 然后，通過步驟S38中的變量g是否達(dá)到放大器組的全數(shù)G的判定、和步驟 S39中的g的增量，針對g = 1 ~G的全部放大器組，重復(fù)步驟S36和S37的 動(dòng)作。
接著，在步驟S40中，從步驟S35 ~ S39的例程中求得的全部放大器組中 產(chǎn)生的再生電量的總和Ecs中，減去在步驟S34中求出的再生電量Ecn。由此 而得到的Ecr,如前所述，相當(dāng)于在全部放大器組中產(chǎn)生的再生電量中、在放 大器組間授受而已消耗的、即可以視為已被有效利用的再生電量。
根據(jù)以上說明的本實(shí)施方式，可以根據(jù)電源結(jié)構(gòu)求出各放大器組中的再生 電量Ebng、其中在放大器組內(nèi)在電力供給部間授受而已被利用的再生電量 Ebrg。由此，通過在通常的每個(gè)伺服電動(dòng)機(jī)(每個(gè)電力供給部)的再生電量或 機(jī)械系統(tǒng)整體的再生電量的檢測結(jié)果之外利用Ebng、 Ebrg,關(guān)于各個(gè)放大器 組，可以更細(xì)致地評價(jià)再生動(dòng)作如何進(jìn)行、對消耗電力的減少作出了多大貢獻(xiàn)。 這樣的評價(jià)對于機(jī)械系統(tǒng)產(chǎn)品的宣傳來說是有用的，另外，可以考慮應(yīng)用于從 電力的有效利用的觀點(diǎn)出發(fā)的，機(jī)械系統(tǒng)的構(gòu)成設(shè)備、或者通過機(jī)械系統(tǒng)執(zhí)行 的制造工序、控制程序等的最佳化。
此外，上述的實(shí)施方式舉例表示本發(fā)明，在請求專利保護(hù)的范圍所規(guī)定的 本發(fā)明的范圍內(nèi)可以進(jìn)行各種變更。例如，個(gè)別電力檢測部35~38可以做成 從功率計(jì)的檢測信號取得伺服電動(dòng)機(jī)1 ~4的消耗電力以及再生電力的結(jié)構(gòu)。
另外，在上述實(shí)施方式中，各公共電源部具有可以進(jìn)行向上位的交流電源 側(cè)返回電力的再生動(dòng)作的結(jié)構(gòu)，但在機(jī)械系統(tǒng)中也可以包含不進(jìn)行再生動(dòng)作的 公共電源。在這種情況下，為了處置在與不進(jìn)行再生動(dòng)作的公共電源相連的電力供^^部中產(chǎn)生的再生電力，使用再生電阻。
在機(jī)械系統(tǒng)中包含進(jìn)行這樣的電阻再生的電力供給部時(shí)，需要對在上述實(shí) 施方式中說明的消耗電量以及再生電量的檢測動(dòng)作中、圖3所示的每個(gè)放大器 組的電量檢測步驟的一部分進(jìn)行修正。圖5表示進(jìn)行這樣的修正后的流程圖， 在該圖中，對于與圖3同樣的部分賦予相同的符號，省略詳細(xì)的說明。
在圖5所示的流程圖中，代替圖3中的步驟S12、 S14而進(jìn)行由步驟S12，、 S21 S23表示的動(dòng)作。在該步驟S21中，判定作為對象的放大器組是否是進(jìn) 行電阻再生的放大器組。
在作為對象的放大器組是不進(jìn)行電阻再生的放大器組、即是可進(jìn)行向上位 的交流電源返回再生電力的再生動(dòng)作的放大器組的情況下，與圖3中的步驟 S14同樣地，在步驟S22中在放大器組中的累計(jì)再生電量Ebng上累計(jì)dEbg。 另外，此時(shí)將后述的RRg設(shè)定為0。
在作為對象的放大器組是進(jìn)行電阻再生的放大器組的情況下，在步驟S23 中，在通過再生電阻消耗的電量RRg (針對預(yù)定期間的累計(jì)值)上累計(jì)dEbg。 此時(shí)，由于不進(jìn)行再生動(dòng)作，因此將累計(jì)再生電量Ebng設(shè)定為0。另外，電 量dEbg為負(fù)，即把判定為作為放大器組整體產(chǎn)生了再生電力(步驟S13)的 周期中的dEbg設(shè)定為0。這反映到此后的步驟S14、圖4所示的流程圖中的 步驟S32、 S37的計(jì)算中，由此進(jìn)行恰當(dāng)?shù)挠?jì)算。
另外，代替圖3中的步驟S20，在圖5所示的流程圖中進(jìn)行步驟S24所示 的動(dòng)作。即，在進(jìn)行電阻再生的情況下，在該放大器組內(nèi)被有效利用的再生電 量Ebrg的計(jì)算中，代替作為放大器組整體的再生電量Ebngb而使用通過再生 電阻消耗的電量RRg。此外，在步驟S24中記載了減去Ebng和RRg雙方的形 態(tài)，但通過步驟S21 ~ S23的動(dòng)作將Ebng和RRg中的某一方設(shè)定為0,因此 實(shí)際被減去的僅是某一方。在不進(jìn)行電阻再生的情況下，與圖3的步驟S20 同樣地在步驟S24中也減去Ebng。
權(quán)利要求
1.一種伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制裝置(30)，其控制機(jī)械系統(tǒng)(10)的伺服電動(dòng)機(jī)，該機(jī)械系統(tǒng)(10)具有多個(gè)放大器組(15、16)，該多個(gè)放大器組(15、16)的各自由與上位的電源連接的公共電源部(11、12)、和從該公共電源部(11、12)向伺服電動(dòng)機(jī)(1、2；3、4)供給電力的多個(gè)電力供給部(21、22；23、24)構(gòu)成，該伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制裝置的特征在于，具備多個(gè)個(gè)別電力檢測部(35，36，37，38)，其各自每隔預(yù)定的周期，求出作為該周期中的對應(yīng)的伺服電動(dòng)機(jī)(1；2；3；4)的電量的個(gè)別周期電量；和多個(gè)放大器組電力檢測部(42、43)，其求出各自對應(yīng)的每個(gè)所述放大器組的電量，當(dāng)所述伺服電動(dòng)機(jī)(1；2；3；4)正在消耗電力時(shí)，所述個(gè)別周期電量成為正值，當(dāng)所述伺服電動(dòng)機(jī)(1；2；3；4)正在再生電力時(shí)，所述個(gè)別周期電量成為負(fù)值，所述多個(gè)放大器組電力檢測部(42、43)的各自，對關(guān)于在屬于與該放大器組電力檢測部(42、43)對應(yīng)的所述放大器組(15、16)的所述電力供給部(21、22；23、24)上連接的所述伺服電動(dòng)機(jī)(1、2；3、4)的所述個(gè)別周期電量進(jìn)行合計(jì)，求出作為各周期中的該放大器組(15；16)中的消耗電量或再生電量的放大器組周期電量，針對預(yù)定的期間對該放大器組周期電量進(jìn)行累計(jì)，求出作為該預(yù)定期間的該放大器組(15；16)中的合計(jì)的消耗電量的放大器組消耗電量。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制裝置，其特征在于， 所述多個(gè)》文大器組電力沖全測部(42、 43)的各自，針對所述預(yù)定的期間，僅在所述放大器組周期電量為負(fù)時(shí)對該放大器組周期電量進(jìn)行累計(jì)，求出作為 所述預(yù)定的期間中的與該放大器組電力4企測部(42; 43)對應(yīng)的所述放大器組 (15; 16)中的再生電量的總和的放大器組再生電量。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制裝置，其特征在于， 所述多個(gè)放大器組電力檢測部(42、 43)的各自，僅在關(guān)于在屬于與該放大器組電力一企測部(42; 43)對應(yīng)的所述放大器組(15; 16)的所述電力供紿 部(21、 22; 23、 24)上連接的所述伺服電動(dòng)機(jī)(1、 2; 3、 4)的所述個(gè)別周 期電量為負(fù)時(shí)，對該個(gè)別周期電量進(jìn)行合計(jì)，進(jìn)而針對所述預(yù)定的期間對合計(jì) 而得的個(gè)別周期電量進(jìn)行累計(jì)，從由此得到的電量中減去所述放大器組再生電 量，求出在該放大器組(15; 16)內(nèi)的所述伺服電動(dòng)機(jī)(l, 2; 3， 4)間授受 的再生電量。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制裝置，其特征在于， 所述多個(gè)個(gè)別電力沖企測部(35、 36、 37、 38)的各自，根據(jù)流過對應(yīng)的所述伺服電動(dòng)機(jī)(l; 2; 3; 4)的電流的測定值、和對應(yīng)的所述伺服電動(dòng)機(jī)(1; 2; 3; 4)的旋轉(zhuǎn)速度的測定值，求出所述個(gè)別周期電量。.
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制裝置，其特征在于， 所述多個(gè)個(gè)別電力4全測部(35、 36、 37、 38)的各自，針對所述預(yù)定的期間對所述個(gè)別周期電量進(jìn)行累計(jì)，求出作為該預(yù)定期間中的與該個(gè)別電力檢測 部(35、 36、 37、 38)對應(yīng)的所述伺服電動(dòng)機(jī)(1; 2; 3; 4)的合計(jì)消4C電量 的個(gè)別消耗電量，針對所述預(yù)定的期間，僅在所述個(gè)別周期電量為負(fù)時(shí)對該個(gè)別周期電量進(jìn) 行累計(jì)，求出作為所述預(yù)定期間中的該伺服電動(dòng)機(jī)(1; 2; 3; 4)的再生電量 的總和的個(gè)別再生電量。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至5中任意一項(xiàng)所述的伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制裝置，其 特征在于，還具備整體電力檢測部(45)， 該整體電力4企測部，對關(guān)于全部所述放大器組(15、 16 )的所述放大器組周期電量進(jìn)行合計(jì)來 求出整體周期電量，針對所述預(yù)定的期間對該整體周期電量進(jìn)行累計(jì)來求出整 體消耗電量，針對所述預(yù)定的期間，僅在所述整體周期電量為負(fù)時(shí)對該整體周期電量進(jìn) 行累計(jì)來求出整體再生電量，僅在所述放大器組周期電量為負(fù)時(shí)，對該放大器組周期電量進(jìn)行合計(jì)，進(jìn) 而針對所述預(yù)定的期間對合計(jì)而得的放大器組周期電量進(jìn)行累計(jì)，從由此得到的電量中減去所述整體再生電量，求出在所述放大器組(15、 16)間授受的再 生電量。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制裝置，其特征在于， 在所述公共電源部(ll、 12)中包含不進(jìn)行向所述上位的電源返回電力的 再生動(dòng)作的公共電源部，關(guān)于該公共電源部(ll; 12)屬于的所述放大器組(15; 16),在所述;^丈大器組周期電量為負(fù)時(shí)，將該放大器組周期電量設(shè)為零，進(jìn)行 所述整體消耗電量、以及在所述放大器組(15、 16)間授受的再生電量的計(jì)算。
全文摘要
本發(fā)明提供一種計(jì)算消耗電量以及再生電量的伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制裝置。機(jī)械系統(tǒng)具有多個(gè)放大器組，該多個(gè)放大器組分別由與上位的電源連接的公共電源部、以及從此向伺服電動(dòng)機(jī)供給電力的多個(gè)電力供給部構(gòu)成。機(jī)械系統(tǒng)的伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制裝置，各自具備求出每個(gè)放大器組的電量的多個(gè)放大器組電力檢測部。各放大器組電力檢測部，對關(guān)于在屬于與其對應(yīng)的放大器組的電力供給部上連接的伺服電動(dòng)機(jī)的個(gè)別周期電量dEak進(jìn)行合計(jì)，求出作為該放大器組中的消耗電量或再生電量的放大器組周期電量dEbg，針對預(yù)定的期間對其進(jìn)行累計(jì)，來求出放大器組消耗電量Ebng。個(gè)別周期電量dEak，在伺服電動(dòng)機(jī)正在消耗電力的情況下是正值，在伺服電動(dòng)機(jī)正在再生電力的情況下是負(fù)值。
文檔編號G01R21/00GK101685112SQ20091017583
公開日2010年3月31日 申請日期2009年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月24日
發(fā)明者上野裕也, 巖下平輔, 河村宏之, 置田肇 申請人:發(fā)那科株式會社