专利名称：电动机控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及把交流电变换为直流电后进而变换为交流电，控制将其作为驱动电力的电动机的电动机控制装置。
背景技术：
在机床的伺服系统中，针对机床的每一个进给轴以及主轴具有伺服电动机(以下简称“电动机”)，通过数值控制装置驱动这些电动机。伺服系统由直接驱动机床的进给轴以及主轴的控制轴数量的电动机、作为控制该电动机的电动机控制装置，对电动机供给驱动电力，控制位置、速度或者转矩的伺服放大器、和对伺服放大器指示电动机的位置、速度或者转矩的数值控制部(CNC)构成。用于对伺服电动机供给交流的驱动电力的伺服放大器 具有把工频交流电变换为直流电的正变换部、和把正变换部输出的直流电变换为希望的频率的交流电的逆变换部。在通用伺服放大器中，因为驱动的电动机是一台，所以上述的正变换部和逆变换部以成为一体的结构来提供。对此，因为机床通常具有多个轴，所以这样的机床中的伺服放大器，以减少电动机控制装置的成本或者占有空间为目的，多由与控制轴数(即电动机的个数)相同数目的逆变换部、和一个或者比控制轴数少的个数的正变换部构成。图3是表示机床中的一般的伺服系统的结构的图。在该图中，机床的控制轴数(即电动机的个数)为两个，但是这不过是一例。伺服系统100具有直接驱动机床的进给轴以及主轴的控制轴数量的电动机51-1以及51-2 ;以及作为控制这些电动机51-1以及51-2的电动机控制装置的结构要素之一的、指示电动机51-1以及51-2的位置、速度或者转矩的数值控制部(CNC) 52。另外，伺服系统100，作为电动机控制装置的结构要素之一的伺服放大器，具有把工频交流电源50的交流电变换为直流电的正变换部53 ;用DC链路与正变换部53连接，把直流电变换为交流电后供给伺服电动机52-1以及52-2的控制轴数量的逆变换部54-1以及54_2。这样，通过对于多个逆变换部54-1以及54-2把正变换部做成一个，减小了电动机控制装置的成本或占有空间。逆变换部54-1以及54-2对于各电动机51_1以及51_2供给交流电，以使关于电动机51-1以及51-2的位置、速度或者转矩，遵照数值控制部52的指令来驱动。因此，在逆变换部54-1以及54-2中设置了与数值控制部52进行通信的单元。在图示的例子中，逆变换部54-1以及54-2通过电缆与数值控制部52级联连接。另外，正变换部53仅进行整流交流电来变换为直流电，并把该直流电通过DC链路供给逆变换部54-1以及54-2的动作，与电动机51-1以及51-2的控制没有直接的关系，所以多数情况下不设置与数值控制部52直接通信的单元。在这种情况下，在正变换部53和逆变换部54-1以及54-2之间连接通信容量比较小的电缆56，仅就绪信号或者报警状态等必要最低限度的信息经由逆变换部54-1以及54-2在数值控制部52和正变换部53之间间接传递。另外，关于正变换部53，因为只要根据接收到的就绪信号或者报警状态等必要最低限度的信息进行整流动作即可，所以对其设置专用的定制LSI (附图标记57)。
另一方面，如在日本特开2001-238490号公报以及日本特开2002-291274号公报中记载的那样，为了能够在正变换部53和数值控制部52之间直接通信，有时在正变换部中设置能够和数值控制部直接通信的单元。如上述那样在正变换部中不设置与数值控制部直接通信的单元，而且在正变换部和逆变换部之间连接通信容量小的电缆的情况下，即使把迄今使用的正变换部根据某种理由更换为具有与迄今不同的功能或者标准的新的规格的正变换部，该新规格的正变换部也不能识别来自数值控制部的信息。因此，结果是不能使用新规格的正变换部，而不得不使用与迄今同样的规格的(即旧规格的)正变换器。在伺服放大器上，有可能根据用途连接各种数值控制部，但是如上所述，当正变换部不能识别来自数值控制部的信息时，例如会产生如下的问题。例如，在想要给正变换部新追加异常检测功能的情况下，如果数值控制部与该异常检测功能对应，则该数值控制部能够接收经由逆变换部从正变换部间接发送来的关于异常检测的状态信号，执行使预定的显示装置显示警报消息的异常检测显示处理。但是，在数值控制部不与异常检测功能对应的情况下，数值控制部即使接收了从正变换部发送来的关于异常检测的状态信号也不执行异常检测显示处理。这种情况下，特别在该正变换部中另外设置有检测到异常时自动停止的功能的情况下，正变换部通过该自动停止功能而停止，但是没有进行异常检测显示，存在用户不能掌握停止的状况的问题。另外，例如根据构成伺服系统的电动机以及电动机控制装置的运转状况，有时想不停止机械的运转而立即进行伺服系统中的正变换部的整流动作的方式的变更，例如变更为二极管整流方式或者PWM整流方式，或者PWM整流方式中的调制方法的变更等。但是，在数值控制部侧不与想变更的正变换部的整流动作对应的情况下，存在不能进行这样的变更的问题。另外，例如有时关于正变换部想要进行规格的变更，例如停电检测方法的变更等，或者在正变换部故障等情况下想要更换为新的规格的正变换部。但是，该新规格的正变换部不与迄今使用的数值控制部对应，所以存在不能更换为该新规格的正变换部，不得不使用与迄今同样的规格的(即旧的规格的)正变换器的问题。另外，如日本特开2001-238490号公报以及日本特开2002-291274号公报那样，也考虑使得在正变换部和数值控制部之间能够直接通信，但是在这种情况下必须新追加通信用的LSI或者通信容量大的电缆。
发明内容
本发明的目的是，鉴于上述问题而提供一种电动机控制装置，其具有发出与电动机的驱动相关的指令的数值控制部、把交流电变换为直流电的正变换部、根据数值控制部的指令把从正变换部输出的直流电变换为用于驱动电动机的交流电的逆变换部，其中，与数值控制部和正变换部的组合对应，能够容易地控制电动机。为实现上述目的，在本发明中，在具有发出与电动机的驱动相关的指令的数值控制部、把交流电变换为直流电的正变换部、根据数值控制部的指令把从正变换部输出的直流电变换为用于驱动电动机的交流电的逆变换部的电动机控制装置中，逆变换部具有与数值控制部以及正变换部通信的第一通信单元，正变换部具有与逆变换部通信的第二通信单元、和遵照基于从数值控制部经由第一通信单元以及第二通信单元转发的信息的正变换部的动作设定，控制正变换部的动作的正变换控制部。上述转发的信息是与电动机控制装置或者电动机的运转状况相关的信息。例如，上述转发的信息是与数值控制部具有的功能或者识别相关的信息、与数值控制部指示的正变换部的整流动作相关的信息、或者与数值控制部对正变换部指示的用于控制正变换部的控制参数相关的信息。另外，正变换部也可以进一步具有存储基于上述转发的信息的正变换部的动作设定的存储单元。这里，逆变换部设置与电动机相同的个数，正变换部设置与电动机相同的个数或者比其少的个数。
通过参照下面的附图，能够更加明确理解本发明。图I是本发明的实施例的电动机控制装置的框图(其一)。图2是本发明的实施例的电动机控制装置的框图(其二)。图3是表示机床中的一般的伺服系统的结构的图。
具体实施例方式下面参照
具有通信单元的电动机控制装置。但是应该理解，本发明不限于附图或者下面说明的实施方式。图I是本发明的实施例的电动机控制装置的框图(其一)。在伺服系统中的电动机控制装置中，设置直接驱动机床的进给轴以及主轴的控制轴数量的电动机。在图示的例子中，设机床的控制轴数(即电动机的个数)为两个，但是这不过是一例。本发明的实施例的电动机控制装置I具有发出与电动机51-1以及51-2的驱动相关的指令的数值控制部11、把工频交流电源50的交流电变换为直流电的正变换部12、根据数值控制部11的指令把从正变换部12输出的直流电变换为用于驱动电动机51-1以及51-2的交流电的逆变换部13-1以及13-2。逆变换部13-1以及13-2设置与电动机51-1以及51-2相同的个数(在图示的例子中为两个)，正变换部12设置与电动机51-1以及51-2相同的个数或者比其少的个数(在图示的例子中为一个)。这样，通过对于多个逆变换部13-1以及13-2设置一个正变换部12，减小电动机控制装置的成本或者占有空间。正变换部12和逆变换部13-1以及13-2用DC链路连接。数值控制部(CNC) 11指示电动机51-1以及51-2的位置、速度或者转矩。根据本发明的实施例，逆变换部13-1以及13-2具有与数值控制部11以及正变换部12通信的第一通信单元21。另外，根据本发明的实施例，正变换部12具有与逆变换部13-1以及13-2通信的第二通信单元22、和遵照基于经由第一通信单元21以及第二通信单元22从数值控制部11转发的信息的正变换部12的动作设定，控制正变换部12的动作的正变换控制部23。基于从数值控制部11转发的信息的正变换部12的动作设定，可以遵照在正变换部12内设置的由CPU组成的正变换控制部23能够执行的软件程序的形式规定。正变换控制部23遵照基于从数值控制部11转发的信息的正变换部12的动作设定，执行正变换部12中的电力变换处理、数据通信处理或者异常检测处理等。因此，如果从数值控制部11转发的信息被变更，则基于该信息的正变换部12的动作设定也被变更，所以正变换控制部23执行与该变更对应的处理。此外，在正变换部12内，作为存储基于从数值控制部11转发的信息的正变换部12的动作设定的存储单元，也可以设置存储器(未图示)。正变换部12内的正变换控制部23，在与数值控制部11连接的逆变换部13-1以及13-2上新连接该正变换部12时，对数值控制部11发送指示，使其检测该连接，向正变换部12发送相应信息。该指示通过正变换部12内的第二通信单元22以及逆变换部13-1以及13-2内的第一通信单元21发送。或者作为该代替例，也可以在与数值控制部11连接的逆变换部13-1以及13-2上新连接该正变换部时，通过用户操作，对数值控制部11进行指示使其向正变换部12发送该信息。在任何一种情况下，都遵照该指示，逆变换部13-1以及13-2通过第一通信单元21接收从与其直接连接的数值控制部11发送的信息，然后把该接收到的信息通过第一通信单元21和正变换部12内的第二通信单元22进而向正变换部12转发。然后，正变换部12内的正变换控制部23遵照基于转发的信息的正变换部的动作设 定，控制正变换部12的动作。根据本发明的实施例的电动机控制装置I，通过具有上述结构，在变更了正变换部12的规格的情况下，从数值控制部11经由逆变换部13-1以及13-2向正变换部12发送预定的信息，所以能够容易地实现与正变换部和数值控制部的组合对应的电动机控制装置。上述被转发的信息是关于数值控制部11具有的功能或者识别的信息、关于数值控制部11指示的正变换部12的整流动作的信息、或者关于数值控制部指示的用于控制正变换部12的控制参数的信息。另外，上述被转发的信息可以预先存储在数值控制部11内的存储器内，或者也可以由用户对于数值控制部11从外部输入。这里，如下说明上述被转发的信息是关于数值控制部11具有的功能或者识别的信息的情况。例如，在把正变换部12更换为新的规格的情况下，逆变换部13-1以及13-2通过第一通信单元21接收关于该数值控制部11具有的功能或者识别的信息，然后把该接收的信息通过第一通信单元21和正变换部12内的第二通信单元22进而向正变换部12转发。例如，在数值控制部11具有新的正变换部12具有的异常检测功能的情况下，上述被转发的信息是表示“该数值控制部11具有异常检测功能”的信息。正变换部12能够根据转发的信息判断该数值控制部11是否具有异常检测功能。如果数值控制部11与正变换部12具有的相应的异常检测处理对应，则正变换部12内的正变换控制部23以及数值控制部11执行异常检测处理。作为异常检测处理的例子，除了在正变换部12中检测异常的处理之外，也包含在检测到异常时使数值控制部11或者与其连接的显示装置显示报警消息的异常检测显示处理。此外，在数值控制部11的规格不与正变换部12具有的异常检测处理对应的情况下，变换部12内的正变换控制部23即使接收到上述转发的信息也不执行与异常检测处理相关的处理。另外，例如如下说明上述被转发的信息是关于数值控制部11指示的正变换部12的整流动作的信息的情况。例如，根据构成伺服系统的电动机控制装置或者电动机的运转状况，有时想不停止机械的运转，立即进行伺服系统中的正变换部的整流动作的方式的变更，例如成为二极管整流方式或者PWM整流方式的变更、或者PWM整流方式中的调制方法的变更等。在这种情况下，来自数值控制部11侧、关于与伺服系统的运转状况对应的整流动作的指令，通过逆变换部13-1以及13-2的第一通信单元21以及正变换部12的第二通信单元22，从数值控制部11转发到正变换部12。正变换部12能够根据上述转发的信息判断正变换控制部23应该执行的整流动作。在数值控制部11具有能够指示与伺服系统的运转状况对应的整流动作的软件或者硬件结构的情况下，正变换控制部23根据关于整流动作的信息执行该整流动作。此外，在数值控制部11不具有能够指示变更后的整流动作的软件或者硬件结构的情况下，正变换控制部23仅执行与数值控制部11对应的预定的整流动作。另外，例如如下说明上述转发的信息是数值控制部11指示的、用于控制正变换部12的控制参数的情况。例如，在关于正变换部想要进行规格的变更、例如停电检测方法的变更等情况下，上述转发的信息是“与数值控制部对正变换部指示的用于控制该正变换部的控制参数相关的信息”。正变换部12能够根据上述转发的信息知晓数值控制部11对正变换部12指示的、用于控制该正变换部的控制参数。如果从上述转发的信息知晓的该控制参数是能够由正变换部12执行的控制参数，则正变换控制部23遵照该控制参数执行处理。 此外，在数值控制部11的控制参数是不与正变换部12对应的规格的情况下，正变换控制部23因为不能识别该控制参数，所以不能遵照该控制参数执行处理。图2是本发明的实施例的电动机控制装置的框图(其二)。在上述的实施例中，把机床的控制轴数(即电动机的个数)设为两个，但是在如图2所示那样的控制轴数(即电动机的个数)是一个的情况下本发明也能够应用。图2表示的本发明的实施例的电动机控制装置I具有发出与电动机51的驱动相关的指令的数值控制部11、把工频交流电源50的交流电变换为直流电的正变换部12、根据数值控制部11的指令把从正变换部12输出的直流电变换为用于驱动电动机51的交流电的逆变换部13。正变换部12和逆变换部13通过DC链路连接。根据本发明的实施例，逆变换部13具有与数值控制部11以及正变换部12通信的第一通信单元21。另外，根据本发明的实施例，正变换部12具有与逆变换部13通信的第二通信单元22 ;和遵照基于经由第一通信单元21以及第二通信单元22从数值变换部11转发的信息的正变换部12的动作设定，控制正变换部12的动作的正变换控制部23。关于各电路结构要素，因为与图I中表示的电路结构要素具有同样的功能以及动作，所以省略说明。本发明可以应用于机床的伺服系统中的、针对机床的每个进给轴以及主轴具有伺服电动机，通过数值控制来驱动这些电动机的电动机控制装置。根据本发明，在发出与电动机的驱动相关的指令的数值控制部、把交流电变换为直流电的正变换部、和根据数值控制部的指令把从正变换部输出的直流电变换为用于驱动电动机的交流电的逆变换部的电动机控制装置中，能够不追加硬件地容易地实现与正变换部和数值控制部的组合对应的电动机控制。这样，根据本发明，因为能够实现与正变换部和数值控制部的组合对应的电动机控制，所以具有例如向新规格的正变换部的更换变得容易的优点。
权利要求
1.一种电动机控制装置(I)，具有发出与电动机(51、51-1、51-2)的驱动相关的指令的数值控制部(11);把交流电变换为直流电的正变换部(12);和根据上述数值控制部(11)的指令，把从上述正变换部(12)输出的直流电变换为用于驱动电动机(51、51-1、51-2)的交流电的逆变换部(13、13-1、13-2)，其特征在于， 上述逆变换部(13、13-1、13-2)具有与上述数值控制部(11)以及上述正变换部(12)通信的第一通信単元(21)， 上述正变换部(12)具有与上述逆变换部(13、13-1、13-2)通信的第二通信単元(22);和遵照基于从上述数值控制部(11)经由上述第一通信単元(21)以及上述第二通信単元(22)转发的信息的上述正变换部(12)的动作设定，控制上述正变换部(12)的动作的正变换控制部(23)。
2.根据权利要求I所述的电动机控制装置，其中， 上述信息包含与上述电动机控制装置(I)的运转状况相关的信息。
3.根据权利要求2所述的电动机控制装置，其中， 上述信息是与上述数值控制部(11)具有的功能或者识别相关的信息、与上述数值控制部(11)指示的上述正变换部(12)的整流动作相关的信息、或者与上述数值控制部(11)对上述正变换部(12)指示的用于控制上述正变换部(12)的控制參数相关的信息。
4.根据权利要求I 3中任一项所述的电动机控制装置，其中， 上述正变换部(12)还具有存储基于上述信息的上述正变换部(12)的动作设定的存储单元。
5.根据权利要求I 4中任一项所述的电动机控制装置，其中， 具有与上述电动机(51、51-1、51-2)相同个数的上述逆变换部(13、13-1、13-2)。
6.根据权利要求I 5中任一项所述的电动机控制装置，其中， 具有与上述电动机(51、51-1、51-2)相同个数或者比其少的个数的上述正变换部(12)。
全文摘要
本发明提供一种电动机控制装置(1)，其具有发出与电动机(51、51-1、51-2)的驱动相关的指令的数值控制部(11)；把交流变换为直流的正变换部(12)；和根据数值控制部(11)的指令，把从正变换部(12)输出的直流变换为用于驱动电动机(51、51-1、51-2)的交流的逆变换部(13、13-1、13-2)，其中，逆变换部具有与数值控制部(11)以及正变换部(12)通信的第一通信单元(21)，正变换部具有与逆变换部(13、13-1、13-2)通信的第二通信单元(22)；和遵照基于从数值控制部(11)通过第一通信单元(21)以及第二通信单元(22)转发的信息的正变换部(12)的动作设定，控制正变换部(12)的动作的正变换控制部(23)。
文档编号H02P5/74GK102739130SQ201210106870
公开日2012年10月17日 申请日期2012年4月12日 优先权日2011年4月13日
发明者丹羽正一, 岩下平辅, 置田肇 申请人:发那科株式会社