(57)【要約】【課題】複数台の永久磁石モータで駆動されるサーボプレス駆動用のサーボモータにおいて、全モータを無負荷運転にしなくても、また、モータ定数の変動があっても、精度良くサーボモータの永久磁石の永久減磁状態を判定できるプレス装置を提供する。【解決手段】複数台の永久磁石モータで駆動されるプレス装置において、負荷トルクが軽い状態をトルク判定部で判定して、永久磁石モータの磁石の永久減磁判を行う。このとき、各モータの電流値を決めるゲイン切替部の一方のゲインをゼロとして、当該モータを無負荷状態とし、そのモータの誘起電圧を検出する。そのモータの運転状態から得られる電圧基準値を基準値演算部で演算し、前記誘起電圧とを減磁状態比較部で比較して、判定表示部で前記モータの永久磁石の減磁状態を判定し、そのモータの永久減磁状態を表示する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数台の永久磁石モータで駆動され、各モータが機械的に連結されているプレス装置において、
負荷が軽い状態を判定して、前記永久磁石モータの磁石の減磁判定を行う指令を出す負荷判定部と、
前記負荷判定部の指令に基いて減磁判定する少なくとも１台のモータを無負荷状態にする無負荷状態設定手段と、
前記減磁判定するモータの無負荷状態でのモータの誘起電圧を検出する電圧検出部と、
前記モータの運転状態から得られる電圧基準値を算出する基準値演算部と、
前記誘起電圧と電圧基準値を比較する比較部と、
前記モータの永久磁石の減磁状態を判定する判定部を備えたことを特徴とするプレス装置。
【請求項２】
請求項１に記載のプレス装置において、
前記判定部は、上記減磁判定するモータの誘起電圧が上記電圧基準値より小さいとき永久磁石が減磁状態にあると判定することを特徴とするプレス装置。
【請求項３】
請求項１に記載のプレス装置において、
前記判定部は、上記減磁判定するモータの誘起電圧と上記電圧基準値の比である永久減磁率で永久磁石の減磁状態を判定することを特徴とするプレス装置。
【請求項４】
請求項３に記載のプレス装置において、
さらに、前記判定部は上記永久減磁率で永久磁石の減磁状態を表示することを特徴とするプレス装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載のプレス装置において、
前記無負荷状態設定手段は減磁判定するモータへの電流指令をゼロとするゲイン切替部であり、前記電圧検出部は無負荷状態の当該モータの制御系、または、モータ端子電圧から誘起電圧を検出することを特徴とするプレス装置。
【請求項６】
請求項５に記載のプレス装置において、
前記ゲイン切替部は減磁判定するモータへの電流指令をゼロとすると共に、このゲインを補うように残りのモータのゲインを１００％以上に設定することを特徴とするプレス装置。
【請求項７】
請求項６に記載のプレス装置において、
減磁判定するときと減磁判定しないときとでモータから発生する全トルクをトルク指令から見て同一とすることを特徴とするプレス装置。
【請求項８】
請求項１〜４のいずれかに記載のプレス装置において、
前記無負荷状態設定手段は減磁判定するモータへの電力を遮断する遮断器であり、前記電圧検出部は無負荷状態の当該モータの端子電圧から誘起電圧を検出することを特徴とするプレス装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかに記載のプレス装置において、
前記負荷判定部は、前記複数台の永久磁石モータへのトルク指令が所定値より小さいとき負荷が軽いと判定することを特徴とするプレス装置。
【請求項１０】
請求項１〜８のいずれかに記載のプレス装置において、
前記負荷判定部は、負荷が軽い状態の判定は、前記プレス装置のクランク軸の回転角度から行うことを特徴とするプレス装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は大型のプレス装置、特に複数のサーボモータで駆動する大容量のプレス装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
サーボモータで駆動されるサーボプレス機械は、様々なスライドモーションができる。このため、例えば、プレス負荷直前に減速して絞り加工をしやすい運転をしたり、あるいは、プレス加工時の騒音を下げる運転ができる。また、スライドの下死点付近でスライドを上下させるいわゆる振り子運転による生産性向上などが行える。また、大型のサーボプレス装置ではスライドを複数点で加圧する複数ポイントの駆動が採用される。これに伴い、駆動するサーボモータも大型化、大容量化するので、複数モータによる駆動が利用される。複数モータ駆動により大容量のサーボプレスが実現できる。このサーボプレスのサーボモータとしては、特許文献１に示されるように永久磁石サーボモータが用いられる。
【０００３】
一方、永久磁石モータに流せる最大電流を決める要因のひとつに永久磁石の減磁がある。永久磁石モータでは、そのモータで利用する磁石材料やモータ構造で決まる最大電流を越える電流を流すと磁石が永久減磁をおこし、電流を小さな値に戻しても、減磁した磁石の磁束密度が元の磁束密度に回復せず不可逆減磁を起こす課題がある（以後、これを永久減磁と略す）。例えば、フェライト磁石を用いたモータは温度が低くなるほど永久減磁を起こす電流が小さくなり、ネオジム磁石を用いたモータは温度が高くなるほど永久減磁を起こす電流が小さくなる。
【０００４】
サーボプレスのように大きな最大トルクが必要な駆動モータでは、プレス時にそのモータの最大電流を流すことがあるので、このときに永久減磁を起こす可能性がある。このために、磁石が永久減磁を引き起こしたかどうか、その程度の判定が必要である。特に２ポイントのスライドで両ポイントの負荷が均等でないとき、片方のポイントのモータの負荷が大きくなり、永久減磁が大きくなる可能性が大きいので、減磁判定が必要である。
【０００５】
また、フェライト磁石はネオジム磁石より保磁力が小さいので、フェライト磁石を用いた高トルクモータは、ネオジム磁石を用いた高トルクモータより永久減磁を起こすポテンシャルが高い。このため、特にフェライト磁石を用いたモータは、ネオジム磁石を用いたモータより永久減磁を引き起こしたかどうかの判定が重要である。
【０００６】
永久減磁を判定するために、特許文献２では、モータの無負荷運転を検出し、そのときに検出した電圧と所定の参照値を比較して、永久減磁の程度を判定している。また、特許文献３では、ｄ−ｑ軸変換を用い、実際運転中のｑ軸電圧とその基準値と比較して永久減磁量を判定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１２−６０７５号公報
【特許文献２】特開２００９−２２０９１号公報
【特許文献３】特開２００５−５１８９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
サーボプレス駆動用のサーボモータの永久減磁の判定に関して、前記公知の方法には次の課題がある。特許文献２に記載された方法は、鉄道車両のように惰行運転により全てのモータを無負荷運転にできる応用には適しているが、サーボプレス機械では、運転中に完全な無負荷運転を実現することが困難なために適用には難がある。また、特許文献３に記載された方法は、無負荷でなくても減磁状態を判定できるものの、判定にモータ定数を必要とするので、モータ定数に非線形性があったり、定数変動を受けるモータでは、減磁を精度良く判定できない課題がある。
【０００９】
本発明は前記課題に対してなされたもので、その目的とするところは、複数台の永久磁石モータで駆動されるサーボプレス駆動用のサーボモータ全てを無負荷運転にしないで、また、モータ定数の変動があっても、精度良くサーボモータの永久磁石の永久減磁状態を判定できるプレス装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上記課題を解決するため、複数台の永久磁石モータで駆動され、各モータが機械的に連結されているプレス装置において、
負荷が軽い状態を判定して、前記永久磁石モータの磁石の減磁判定を行う指令を出す負荷判定部と、
前記負荷判定部の指令に基いて減磁判定する少なくとも１台のモータを無負荷状態にする無負荷状態設定手段と、
前記減磁判定するモータの無負荷状態でのモータの誘起電圧を検出する電圧検出部と、
前記モータの運転状態から得られる電圧基準値を算出する基準値演算部と、
前記誘起電圧と電圧基準値を比較する比較部と、
前記モータの永久磁石の減磁状態を判定する判定部を備えたことを特徴とする。
【００１１】
また、上記に記載のプレス装置において、前記判定部は、上記減磁判定するモータの誘起電圧が上記電圧基準値より小さいとき永久磁石が減磁状態にあると判定することを特徴とする。
【００１２】
また、上記に記載のプレス装置において、前記判定部は、上記減磁判定するモータの誘起電圧と上記電圧基準値の比である永久減磁率で永久磁石の減磁状態を判定することを特徴とする。
【００１３】
また、上記に記載のプレス装置において、さらに、前記判定部は上記永久減磁率で永久磁石の減磁状態を表示することを特徴とする。
【００１４】
また、上記に記載のプレス装置において、前記無負荷状態設定手段は減磁判定するモータへの電流指令をゼロとするゲイン切替部であり、前記電圧検出部は無負荷状態の当該モータの制御系、または、モータ端子電圧から誘起電圧を検出することを特徴とする。
【００１５】
また、上記に記載のプレス装置において、前記ゲイン切替部は減磁判定するモータへの電流指令をゼロとすると共に、このゲインを補うように残りのモータのゲインを１００％以上に設定することを特徴とする。
【００１６】
また、上記に記載のプレス装置において、減磁判定するときと減磁判定しないときとでモータから発生する全トルクをトルク指令から見て同一とすることを特徴とする。
【００１７】
また、上記に記載のプレス装置において、前記無負荷状態設定手段は減磁判定するモータへの電力を遮断する遮断器であり、前記電圧検出部は無負荷状態の当該モータの端子電圧から誘起電圧を検出することを特徴とする。
【００１８】
また、上記に記載のプレス装置において、前記負荷判定部は、前記複数台の永久磁石モータへのトルク指令が所定値より小さいとき負荷が軽いと判定することを特徴とする。
【００１９】
また、上記に記載のプレス装置において、前記負荷判定部は、負荷が軽い状態の判定は、前記プレス装置のクランク軸の回転角度から行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明は複数台駆動モータの機能を利用して、負荷が軽い状態のとき、特定のモータのトルクをゼロとし、他のモータでトルクを出し、トルクがゼロのモータで観測される誘起電圧から永久減磁状態を把握し、これを順に他のモータで実施する。装置全体ではモータからトルクを出し運転継続をしながら永久減磁を判定できるプレス装置を提供できる。
【００２１】
すなわち、請求項１の発明によれば、負荷をもつ運転状態でも、特定軸に無負荷状態を設定でき、電流を流さない状態で電圧を検出できるので、モータ定数の影響を受けず、精度良くモータの永久減磁状態が判別できる。
【００２２】
請求項２の発明によれば、上記効果に加え、モータの誘起電圧と電圧基準値との比較で永久減磁を判定するので、僅かな減磁も正確に判定できる。
【００２３】
請求項３の発明によれば、上記効果に加え、モータの誘起電圧と電圧基準値との比の永久減磁率で減磁を判定するので、減磁の傾向を把握できる。
【００２４】
請求項４の発明によれば、上記効果に加え、モータの減磁状態を明瞭に知らせることができる。
【００２５】
請求項５の発明によれば、上記効果に加え、遮断器など特別な装置を設けることなく無負荷状態を制御的に実現できる。
【００２６】
請求項６、７の発明によれば、上記効果に加え、トルク指令から見たモータ全体のトルクは各モータの電流状態によらず同じ値にする、すなわち、減磁判定前、判定中、判定後ともモータの全トルクを同一にすることができるので、減磁判定を行うか否かにかかわらず制御的に安定な運転が継続できる。
【００２７】
請求項８の発明によれば、上記効果に加え、遮断器により巻線回路をインバータと遮断するので、無負荷状態を確実に実現できる。
【００２８】
請求項９の発明によれば、上記効果に加え、負荷トルクの状態が明確化でき、減磁判定を行ってよいかどうかを確実に判別できる。
【００２９】
請求項１０の発明によれば、上記効果に加え、サーボプレス機械の動作特性を利用して、プレス作業、すなわち、プレス負荷には影響されずに確実に判定できるだけでなく、高負荷のプレス作業自体への影響も無い。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の基本構成を示すサーボプレス装置の説明図。
【図２】本発明の実施例１を示す制御系のブロック構成図。
【図３】同じく制御系の動作を示すフロー図。
【図４】本発明の実施例２を示す制御系のブロック構成図。
【図５】本発明の実施例４を示す制御系のブロック構成図。
【図６】同じく制御系の動作を示すフロー図。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
本発明は、複数台駆動モータの機能を利用して、負荷が軽い状態のとき、特定のモータを無負荷状態にして他のモータでトルクを出し、無負荷状態のモータで観測される誘起電圧から永久減磁状態を把握することを特徴とする。以下、本発明の実施の形態を図１〜図６を用いて説明する。
【００３２】
（実施例１）
図１、図２は複数のモータで駆動されるサーボプレス装置１の例を示す。図１は、サーボプレス装置１は本発明に関係する駆動部と、この駆動部を駆動する２台のサーボモータ１１ａ、１１ｂと、サーボモータを駆動制御する要素としてインバータ２１ａ、２１ｂと、位置／速度／トルク制御部３１、減磁判定部４１のみの基本構成を示すサーボプレス装置の説明図である。図１のサーボプレス装置はエキセンプレスで、中間ギヤが互いに噛み合った構造である。また、サ−ボモータ１１ａ、１１ｂはロータに永久磁石が収められた交流サーボモータ（永久磁石モータ）である。永久磁石としては、例えば、ネオジム磁石やフェライト磁石が用いられる。
【００３３】
次に前記駆動部について説明する。偏心リング３ａの偏心部がコンロッド４ａの大径部の穴に係合している。コンロッド４ａの下端部はスライド２に連結されている。また、偏心リング３ｂの偏心部がコンロッド４ｂの大径部の穴に係合している。コンロッド４ｂの下端部はスライド２に連結されている。偏心リング３ａ、３ｂの一端にはそれぞれメインギヤ１４１ａ、１４１ｂが接続されている。
【００３４】
偏心リング３ａ、３ｂ、すなわち、メインギヤ１４１ａ、１４１ｂはそれぞれ、その中心部１４２ａ、１４２ｂで回転する。この中心部をここではエキセン軸（クランク軸）と呼ぶ。
【００３５】
メインギヤ１４１ａは中間小ギヤ１３１ａと噛み合わされ、その中間ギヤ軸に接続された中間大ギヤ１３２ａはドライブギヤ１２１ａと噛み合わされている。ドライブギヤ１２１ａはサーボモータ１１ａの駆動軸に接続される。また、メインギヤ１４１ｂは中間小ギヤ１３１ｂと噛み合わされ、その中間ギヤ軸に接続された中間大ギヤ１３２ｂはドライブギヤ１２１ｂと噛み合わされている。ドライブギヤ１２１ｂはサーボモータ１１ｂの駆動軸に接続される。
【００３６】
さらに中間大ギヤ１３２ａと１３２ｂは噛み合わされており、これを介してメインギヤ１４１ａと１４１ｂが互いに機械的に接続される。図示の例では、メインギヤ１４１ａと１４１ｂは互いに同期して逆方向に回転する。こうして、スライド２は左右のメインギヤ１４１ａと１４１ｂの同期化が図られながらサーボモータ１１ａと１１ｂによって駆動される。このように、２つのサーボモータはギヤを介して機械的に連結される。
【００３７】
サーボモータ１１ａの端子にはインバータ２１ａが接続され、モータを駆動する可変電圧、可変周波数の交流電圧が印加される。同様に、サーボモータ１１ｂの端子にはインバータ２１ｂが接続され、モータを駆動する可変電圧、可変周波数の交流電圧が印加される。インバータ２１ａ、２１ｂは位置／速度／トルク制御部３１の動作によりそれぞれＰＷＭ制御される。各サーボモータの磁石が永久減磁しているか否かの判定は減磁判定部４１で実施する。
【００３８】
減磁判定部４１は本発明の主要部である。減磁判定部４１は、トルク指令の大きさにより負荷が軽い状態を判定して減磁判定を行うタイミングを決め、モータが永久減磁しているかどうかを判定する。減磁判定を行う際は、位置／速度／トルク制御部３１にゲイン変更の指令を出し、各サーボモータにモータ回転数、電圧指令、および、モータ温度を入力して減磁判定を行い、さらに判定結果の表示を行う。詳細は後述する。
【００３９】
サーボモータ１１ａ、１１ｂの駆動軸の反負荷側には、モータ１１ａ、１１ｂの回転位置を検出するエンコーダ１２ａ、１２ｂがそれぞれのモータに接続される。
【００４０】
図１の位置／速度／トルク制御部３１は、図２に示す位置指令演算部３１１、位置／速度制御部３１２、ゲイン切替部３１３（ａ、ｂ）、およびベクトル制御部３０１（ａ、ｂ）で構成される。
【００４１】
位置指令演算部３１１では、サーボモータ１１ａあるいは１１ｂの時々刻々の回転位置指令を演算して出力する。回転位置指令は、スライド２の図示しないモーション指令に基いて演算され、位置／速度制御部３１２に入力される。位置／速度制御部３１２は、位置指令演算部３１１からの回転位置指令と、エンコーダ１２ｂからの位置検出値との偏差に応じて働き、トルク指令τｃを出力する。
【００４２】
位置／速度制御部３１２は、回転位置指令と位置検出値との偏差に応じて働く位置制御部、位置制御部の出力である速度指令とエンコーダの位置検出値から得る速度検出値との偏差に応じて働く速度制御部から構成されるのは周知の通りである。
【００４３】
ここでは上記のように、モータ１１ｂに取り付けられたエンコーダ１２ｂの信号を位置／速度制御部３１２のフィードバック信号として用いる。２つのサーボモータ１１ａ、１１ｂのうち、サーボモータ１１ｂをマスター側のモータとしている。マスター側のモータ１１ｂは、減磁判定の際にサーボプレス装置を駆動するためにトルクが与えられ、この駆動中に他方のサーボモータ１１ａの減磁を判定する。
【００４４】
そして、サーボモータ１１ａあるいは１１ｂのトルク指令τｃは、ゲイン切替部３１３ａ、３１３ｂに入力される。ゲイン切替部３１３ａあるいは３１３ｂのゲインは、それぞれ各インバータ２１ａ、２１ｂから流れる出力電流の割合を決める。すなわち、ゲイン切替部３１３ａあるいは３１３ｂのゲインは、トルク指令τｃに対する各モータが発生するモータトルクの割合を決める。
【００４５】
例えば、ゲイン値を１００％と設定したとき、トルク指令が１００％なら、当該モータはそのモータとして１００％のトルクを出す。すなわち、２つのモータ合計で２００％のトルクになる。トルク指令が５０％ならば、当該モータはそのモータとして５０％のトルクを出す。また、ゲイン値を２００％と設定した場合、トルク指令が５０％でも当該モータはそのモータとしての１００％トルクを出し、トルク指令が２５％なら、当該モータはそのモータとしての５０％のトルクを出す。ゲイン切替部のゲイン値の設定は後述する。
【００４６】
ゲイン切替部３１３ａの出力はサーボモータ１１ａの発生トルクを指令する実トルク指令τｃａである。ゲイン切替部３１３ａからの実トルク指令τｃａはＩｄ／Ｉｑ電流指令部３１４ａに入力され、トルク指令に適するサーボモータ１１ａのｄ軸の電流指令Ｉｄｃａ、ｑ軸の電流指令Ｉｑｃａが出力される。Ｉｄ／Ｉｑ電流指令部３１４ａの動作は、例えば、実トルク指令τｃａに対してモータのトルクが最大になるようにＩｄ／Ｉｑ電流指令を出すようにする方法（最大トルク制御）がある。Ｉｄ／Ｉｑ電流指令部３１４ａからのｄ／ｑ軸電流指令Ｉｄｃａ／Ｉｑｃａは、Ｉｄ／Ｉｑ電流制御部３１７ａに入力される。
【００４７】
一方、インバータ２１ａからのｕ、ｖ相の出力交流電流ｉｕａ／ｉｖａ（図示せず）を電流検出部３１５ａで検出する。電流検出部３１５ａで検出した信号は、座標変換部３１６ａでｄ／ｑ軸上の電流検出信号Ｉｄｆａ／Ｉｑｆａとして検出される。Ｉｄ／Ｉｑ電流制御部３１７ａは、Ｉｄ／Ｉｑ電流指令部３１４ａからの指令信号と座標変換部３１６ａからの検出信号によって動作し、ｄ／ｑ軸の電圧を指令する信号Ｖｄｃａ／Ｖｑｃａを出力する。
【００４８】
この信号Ｖｄｃａ／Ｖｑｃａは、座標変換部３１８ａを介して静止座標系の３相電圧指令信号ｖｕｃａ、ｖｖｃａ、ｖｗｃａに変換され、ＰＷＭ制御部３１９ａに入力される。ＰＷＭ制御部３１９ａでは、ＰＷＭ制御信号が生成され、インバータ２１ａがＰＷＭ制御される。こうして、サーボモータ１１ａの電流は実トルク指令τｃａに応じて制御される。
【００４９】
これら図２に示したＩｄ／Ｉｑ電流指令部３１４ａ、電流検出部３１５ａ、座標変換部３１６ａ、Ｉｄ／Ｉｑ電流制御部３１７ａ、座標変換部３１８ａ、ＰＷＭ制御部３１９ａの構成によりインバータ２１ａを制御してサーボモータ１１ａの交流電流を制御する方式は、永久磁石モータのベクトル制御として周知であり、詳細な説明は省略する。これらの要素で構成される制御部を図２で破線で囲まれるベクトル制御部３０１ａとして示す。さらに、Ｉｄ／Ｉｑ電流制御部３１７ａにおいて、ｄ／ｑ軸間の電圧の非干渉制御をすることも周知である。
【００５０】
ゲイン切替部３１３ｂの出力はサーボモータ１１ｂの発生トルクを指令する実トルク指令τｃｂである。ゲイン切替部３１３ｂの出力からインバータ２１ｂへの制御構成は、上述のサーボモータ１１ａを制御する構成と同じであり、図２では破線のベクトル制御部３０１ｂで示す。ベクトル制御部３０１ｂの動作もサーボモータ１１ａのものと同じである。
【００５１】
次に、本発明の特徴である永久減磁状態の判別方法について述べる。複数のモータでサーボプレス装置を運転をしているときに、負荷トルクが所定値より小さいかどうかを判断し、小さいときに少なくとも１台のモータを無負荷状態にして、その誘起電圧を測定して永久減磁状態になったかどうかを判定（以後、単に減磁判定）する。このとき他のモータはサーボプレス装置を運転するために負荷状態（トルクが与えられ）にある。
【００５２】
図１に戻り、エキセンプレスの構造上、スライド２が図示のように上死点付近にあるとき（上死点付近にある角度のとき）、スライドの質量はエキセン部の上下方向だけに加わる。すなわち、スライド質量を保持するためエキセン軸には回転方向の力、すなわち、トルクはほとんどかからない。また、上死点付近ではプレス作業は行わない。この両者から、上死点付近ではモータの回転トルクは小さい。
【００５３】
図１の減磁判定部４１の構成と動作を、図２に基いて説明する。図１の減磁判定部４１は、減磁判定するタイミングと減磁判定の指令を指示する指示部４０１、各モータの減磁状態を比較する比較部４０２ａ、４０２ｂ、および比較の結果から減磁状態を判定し、判定結果を表示する判定表示部４１６のサブシステムから構成される。
【００５４】
図２の指示部４０１は、負荷（トルク）判定部４１１、判定モータ設定部４１２、判定動作指令部４１３から構成される。まず、負荷判定部４１１は上記説明のようにトルク指令τｃの値が所定値より小さい（負荷が軽い）かどうかを判定し、トルクが所定値より小さい状態のとき、負荷が小さいと判定して減磁判定を行う指令（信号）を出す。この際、トルク指令により負荷状態が検知されるので、負荷トルクの状態が明確化でき、減磁判定を行ってよいかどうかを確実に判別できる。
【００５５】
上記で判定されるトルク指令τｃの所定値は、図２のようにモータが２台のときは、トルク指令τｃの５０％である。Ｎ台モータで運転するサーボプレス装置で１台のモータを無負荷状態にするとき、前記所定値はトルク指令τｃの［（Ｎ−１）／Ｎ］×１００％となる。
【００５６】
減磁判定を行うとき、まず、サーボモータ１１ａの減磁判定を行うために、サーボモータ１１ａを無負荷にしてモータの状態の測定を行う。この測定の終了後、次にサーボモータ１１ｂの減磁判定を行うためにサーボモータ１１ｂを無負荷にしてモータの状態の測定を行う。これらの測定すべきモータの決定は判定モータ設定部４１２によって行われる。
【００５７】
一方のモータを無負荷にしても、図１のサーボプレス装置は２つのモータが機械的にギヤで接続されているので、装置全体では他方のモータからのトルクが全体に伝わり運転に問題は生じない。また、減磁判定の際のトルクは、全トルクの５０％より小さいので、１つのモータで運転しても、指令通りのトルクを発生することがきる。以後、このことを詳述する。
【００５８】
通常はゲイン切替部３１３のゲインは、減磁判定動作を行わないときは切替部３１３ａ、３１３ｂのどちらのゲインも１００％の値とする。両方のゲインが１００％であるので、サーボモータ１１ａ、１１ｂは同じ動作をして両方とも同じトルクを出して運転が行われる。すなわち、位置／速度制御部３１２からのトルク指令τｃに比例して２台のサーボモータ１１ａ、１１ｂは同じトルクを発生する。
【００５９】
減磁判定を行うとき、まず、サーボモータ１１ａを無負荷状態にしてこのモータの減磁判定を行う。図２はこのときの状態を示す。図２のように２台モータのときは、ゲイン切替部３１３ａのゲインを０％とし、このゲインを補うようにゲイン切替部３１３ｂのゲインは２００％の値とする。すなわち、モータがＮ台のときは、無負荷状態にするモータ１１ａ以外の制御部のゲイン切替部のゲインを、［Ｎ／（Ｎ−１）］×１００％のゲインとする。このように、ゲイン切替部３１３ａは、ゲインを０％として減磁判定を行うモータを無負荷状態にするので、無負荷状態設定手段として作用する。他のゲイン切替部についてもゲインを０％とする場合は同様に作用する。
【００６０】
図２の場合は、モータ１１ｂをマスターモータとしており、このために、エンコーダ切替部４２１はモータ１１ｂの位置信号をエンコーダ１２ｂから検出するように切替られている。ゲイン切替部３１３ｂの値を２００％とし、ゲイン切替部３１３ａの値を０％とする動作指令を判定動作指令部４１３が出す。こうして、モータ１１ｂだけでサーボプレス装置の運転を継続し、モータ１１ａを無負荷状態にする。
【００６１】
このようにゲイン切替部３１３ａ、３１３ｂは、ゲインを０％にすることによってサーボモータを無負荷状態に設定するので、無負荷状態設定手段となる。
【００６２】
ゲイン切替部３１３ａおよび３１３ｂのゲインをこのように与えると、トルク指令τｃから見たモータ全台数の発生トルクは、減磁判定しないときも、減磁判定中も同一にすることができる。この結果、減磁判定を行うか否かにかかわらず制御的に安定な運転が継続できる。
【００６３】
モータ１１ａの減磁判定状態では、ゲイン切替部３１３ａのゲインだけを０％とし、Ｉｄ／Ｉｑ電流指令部３１４ａからの電流指令Ｉｄｃａ、Ｉｑｃａをゼロとする。この制御系の構成では、インバータ２１ａの出力電圧とサーボモータ１１ａの端子電圧の大きさも位相も一致しているときだけ、モータ巻線に流れる電流をゼロ電流状態とできる。こうして、モータ１１ａに電流を流さない状態、すなわち、無負荷状態を実現する。
【００６４】
この無負荷状態のとき、ｄ軸をロータ磁石の磁束方向にとると、Ｉｄ／Ｉｑ電流制御部３１７ａの出力のｄ軸成分Ｖｄｃａはゼロであり、ｑ軸成分Ｖｑｃａだけがある値をもつ。この値はモータの無負荷電圧、すなわち、誘起電圧に対応する電圧になる。制御系の信号から誘起電圧を検出するので、電圧センサなどの電圧検出のための特別の装置が不要である。Ｉｄ／Ｉｑ電流制御部３１７ａは、モータの無負荷状態でのモータ１１ａの誘起電圧を検出する電圧検出部となる。
【００６５】
一方、基準値演算部４１４ａはモータ１１ａの運転（回転）状態に応じた電圧基準値を演算する。すなわち、エンコーダ１２ａからの回転速度とモータ１１ａ内に設けた温度検出器１３ａを参照して、磁石が永久減磁していない状態のモータの無負荷誘起電圧を演算する。通常は誘起電圧係数に回転数を掛算した値が誘起電圧演算値である。誘起電圧係数はモータ温度、すなわち、磁石温度の関数であり、磁石特性に応じて温度の関数パターンとして基準値演算部４１２ａ内にもっている。あるいは、近似的に温度の１次関数として基準値演算部４１２ａで演算する。こうして得られた無負荷誘起電圧を電圧基準値とする。この誘起電圧演算値、すなわち、電圧基準値は磁石が永久減磁を起こしていないときのその温度での電圧になる。
【００６６】
上記電圧のｑ軸成分Ｖｑｃａ（誘起電圧）と上記電圧基準値とを減磁状態比較部４１５ａにおいて比較する。ｑ軸成分Ｖｑｃａはモータ１１ａの端子電圧をｄ軸基準のベクトルとして描いたときのｑ軸電圧ベクトルに比例する。この比例係数は制御系の構成、ＰＷＭ制御のやり方、インバータのパワーデバイスの特性やインバータに印加する直流電圧から定まる。すなわち、装置構成が定まると比例係数は定めることができる。減磁状態比較部４１５ａでＶｑｃａと誘起電圧演算値の両者を比較するとき、両者を同じ座標軸、同一次元に揃えて比較するのは言うまでもない。あるいは、座標変換３１８ａの出力である交流電圧の大きさを誘起電圧として求め、これをＶｑｃａ（誘起電圧）に代わって利用して、電圧基準値と比較することもできる。
【００６７】
こうして、制御演算部（ベクトル制御部）の信号から現在状態でのモータの誘起電圧を求め、回転数とモータ温度から決まる永久減磁がないときの電圧基準値とを減磁状態比較部４１５ａにおいて比較する。永久減磁が起きていれば、磁束が低下しているので、Ｉｄ／Ｉｑ電流制御部２８ａの出力電圧成分Ｖｑｃａ（誘起電圧）は電圧基準値より小さくなるので、誘起電圧が電圧基準値より小さくなることで永久減磁を判定することができる。このように両者の大きさを比較して記憶するか、あるいは、両者の比（＝Ｖｑｃａから得る現在の無負荷電圧／電圧基準値）を永久減磁率として記憶して、永久減磁をしているかどうかの基準とする。上記記憶は比較部４０２ａ内で行う。
【００６８】
次に、サーボモータ１１ｂの減磁判定を行う。判定方法は、上記モータ１１ａの場合と同様であり、上記説明のサーボモータ１１ａとサーボモータ１１ｂの立場を入れ替えて行う。すなわち、サーボモータ１１ｂの減磁判定を行うときは、エンコーダ切替部４２１によりサーボモータ１１ａをマスター側に切り替えて回転位置制御を行い、モータ１１ａだけで運転を継続する。ゲイン切替部３１３ａと３１３ｂのゲインの値を切替えて、モータ１１ｂの減磁状態の比較／記憶は比較部４０２ｂ内で行う。すなわち、上記説明のようにモータ１１ａで行ったのと同じことを行う。
【００６９】
このとき、２つのモータが同じ回転数、電流で動作をしている装置では、電圧基準値の演算に必要なモータ温度の検出はサーボモータ１１ｂの温度検出器１３ｂで行う。あるいは、温度検出器を両モータにつけず、一方だけに取り付け、両モータ共通の温度としてもよい。
【００７０】
このようにして、プレス装置としては運転中であるにもかかわらず、判定モータ設定部４１２、判定動作指令部４１３の働きにより、サーボモータ１１ａ、１１ｂを順に無負荷状態にして、それぞれのモータの減磁状態を判定する。
【００７１】
次に、減磁状態比較部４１５ａまたは４１５ｂで永久減磁が減磁しているかどうか比較した結果から、判定表示部４１６で磁石が永久減磁しているかどうかを判定する。判定は各モータの電圧基準値と無負荷誘起電圧の関係から行う。例えば、無負荷誘起電圧と電圧基準値の比である永久減磁率の値から判定する。判定は磁石のバラツキや検出誤差があるので、それらを考慮して永久減磁状態かどうかを判定する。
【００７２】
判定の結果、サーボモータ１１ａまたは１１ｂが永久減磁状態であれば、判定表示部４１６で磁石が永久減磁状態である旨の表示をする。判定表示部４１６での表示にはいくつか方法がある。一方のモータでも現在の無負荷電圧が電圧基準値よりある割合だけ低くなれば永久減磁状態であるとしてアラーム状態として表示する方法、或いは、どちらかのモータが永久減磁しているかをアラーム状態として表示する方法がある。このとき、永久減磁率の大小から緑色、黄色、赤色のように永久減磁の程度に応じて表示する方法、あるいは、永久減磁率のように数値表示する方法などがある。図２の判定表示部４１６ではこの例として、判定表示部４１６をプレス装置の運転パターンを入力するディスプレイとし、このディスプレイ上に表示させている（４１６ｉ）。表示としては、「○番のモータの磁石に永久減磁が発生しました。○％以内の負荷で運転して下さい。」とか、「モータ磁石の永久減磁が発生しました。装置メーカに至急連絡下さい。」などがある。
【００７３】
これらの表示部をプレス装置の近くに設置して表示する。また、表示部を装置近くだけでなく、装置を監視している部署が離れている場合は、通信回線を利用して監視部署に表示内容を送ってもよい。このようにするとモータの状態を遠隔監視でき、プレス装置の状態を見守る監視装置の役割ももつ。
【００７４】
上記の減磁状態の判定動作はソフトウエアのアルゴリズムとして実行されるので、これらの動作を行うフローの例を図３に示す。図３の破線の枠は、減磁判定部４１で図２のどのサブシステムが関与するかも併せて示す。
【００７５】
まず、フローがスタートする前の通常の稼働状態ではプレス装置は図２の状態にある。モータ１１ｂがマスターモータで、ゲイン切替部３１３ａおよび３１３ｂのゲインは全て１００％に設定されている。エンコーダ切替部４２１はモータ１１ｂのエンコーダ信号を検出するように切替られており、モータ１１ｂの位置検出信号が位置／速度制御部３１２に入力されている。
【００７６】
減磁判定のフローがスタートすると、まず、トルク指令τｃの絶対値が所定値より小さいかどうかを負荷（トルク）判定部４１１により判定する（Ｓ１０１）。判定基準となる所定値は上述している。トルク指令値τｃの絶対値が所定値より大きければ（Ｓ１０１でＮｏ）、減磁状態の判定を行わずに終了する。トルク指令τｃの絶対値が所定値より小さければ（Ｓ１０１でＹｅｓ）、減磁判定を行う。判定モータ設定部４１２により減磁判定するモータ１１ａが選択される。ゲイン切替部３１３ａおよび３１３ｂのゲインをモータ１１ａの減磁判定を行うゲインに切り替える（Ｓ１０２）。ゲインの値は上述してあるように、通常は１００％であるが、減磁判定時はゲイン切替部のゲインはそれぞれが定められた特定の値となる。こうして、モータ１１ａを無負荷状態にする。
【００７７】
上記の減磁判定のフローのスタート後のＳ１０１、Ｓ１０２の動作は、指示部４０１内の負荷判定部４１１、判定モータ設定部４１２、および判定動作指令部４１３で行なわれる。
【００７８】
次に、モータ１１ａの回転数とモータ温度の関数として、永久減磁状態でないときの無負荷状態の誘起電圧、すなわち、電圧基準値を基準値演算部４１４ａにより演算する（Ｓ１０３）。そして、Ｉｄ／Ｉｑ電流制御部３１７ａの出力電圧成分Ｖｑｃａ（誘起電圧）を検出する（Ｓ１０４）。そして、減磁状態比較部４１５ａにおいて、この検出値と基準値とを比較演算して、モータ１１ａの永久磁石の永久減磁状態を記憶する。例えば、前記の永久減磁率として記憶する（Ｓ１０５）。この記憶は比較部４０２ａ内に設けた記憶部（図示せず）に記憶される。このＳ１０３〜Ｓ１０５の動作は、比較部４０２ａ内で行なわれる。
【００７９】
次に、モータ１１ｂの減磁状態を判定するため、ゲイン切替部３１３ａのゲインを一旦、通常の値に戻し（Ｓ１０６）、モータ１１ｂからモータ１１ａにマスターモータに切替え変更する（Ｓ１０７）。すなわち、エンコーダ切替部４２１はモータ１１ａのエンコーダ１２ａの信号を検出するように切替え、これを検出信号を位置／速度制御部３１２にフィードバックするように変更し、位置／速度の制御を行う。こうして、モータ１１ｂの減磁状態を判定する処理に入る。
【００８０】
次に、ゲイン切替部３１３ｂのゲインをモータ１１ｂの減磁判定を行うゲインに切り替える（Ｓ１０８）。ゲインの値は上述してあるように、通常は１００％であるが、減磁判定時はゲイン切替部のゲインはそれぞれが定められた特定の値となる。このようにして、モータ１１ｂを無負荷状態にする。ここまでの一連の処理は判定モータ設定部４１２、判定動作指令部４１３で行う。このＳ１０６〜Ｓ１０８の動作は、再度、指示部４０１内で行なわれる。
【００８１】
そして、モータ１１ｂの回転数とモータ温度の関数として永久減磁状態でないときの無負荷状態の誘起電圧、すなわち、電圧基準値を基準値演算部４１４ｂにより演算する（Ｓ１０９）。次いで、Ｉｄ／Ｉｑ電流制御部３１７ｂの出力電圧成分Ｖｑｃｂ（誘起電圧）を検出する（Ｓ１１０）。こうして、減磁状態比較部４１５ｂにおいて、この検出値と基準値とを比較演算して、モータ１１ｂの永久磁石が永久減磁状態を記憶する。例えば、前記の永久減磁率として記憶する（Ｓ１１１）。この記憶は比較部４０２ｂ内に設けた記憶部（図示せず）に記憶される。このＳ１０９〜Ｓ１１１の動作は、比較部４０２ｂ内で行なわれる。
【００８２】
こうして演算、記憶したモータ１１ａとモータ１１ｂの減磁状態から、それぞれのモータが永久減磁しているかを判定表示部４１６判定する。判定は磁石のバラツキや検出誤差があるので、それらを考慮して永久減磁状態かどうかを判定する（Ｓ１１２）。減磁状態ではないと判定すると、減磁判定を終了する処理に入る（Ｓ１１２でＮｏ）。一方、減磁状態であると判定したとき（Ｓ１１２でＹｅｓ）は、判定表示部４１６に磁石が永久減磁状態であることを表示する（Ｓ１１３）。判定や表示の仕方は前記の通りである。
【００８３】
以上のように、減磁判定の一連の処理が終了するので、ゲイン切替部３１３のゲインを減磁判定しない通常の状態、すなわち、すべてのゲイン切替部３１３ａと３１３ｂのゲインを１００％に戻し（Ｓ１１４）、モータ１１ｂがマスターモータになるように切替え（Ｓ１１５）、一連の減磁判定を終了する。
【００８４】
これらの永久減磁の判定後、永久減磁をしている場合、永久減磁の程度によってトルク指令τｃから実トルクτｃａ〜τｃｂへの指令を制限することもできる。あるいは、実際のモータトルクが減磁の影響を受けないような運転パターンに変更することができる。
【００８５】
図３のフローでは１回の測定、比較で永久減磁状態かどうかを判断したが、１回の測定では誤差が出る恐れがある。このため、永久減磁率をいくつかの条件で複数回算出し、総合的に永久減磁を判定してもよい。すなわち、それぞれのモータで永久減磁率の演算を所定回数実施した後、それぞれ実行時に記憶した減磁率の平均を演算し、これによって永久減磁かどうかを判定してもよい。
【００８６】
また、２つのモータを順に無負荷にするので、その測定時間が動作に影響する場合、逆に、測定したいそれぞれのモータを無負荷にするときにトルク指令が所定値より小さいかどうかを判定してもよい。
【００８７】
次に、図３に示すアルゴリズムの起動タイミングについて述べる。図３のフローを高頻度に起動してもよいが、通常、モータは永久減磁が生じさせないように設計されているので、これを利用することができる。このため、適当な周期、例えば数時間ごと、または、プレス機械の運転を開始するごとに図３のアルゴリズムを起動するようにしてもよい。すなわち、図３のフローで示すアルゴリズムを適当な周期で起動して、減磁判定部４１を動作させ、トルク判定で条件が成立したときに、減磁判定を行うようにすることもできる。あるいは、大きなトルクを出したとき、すなわち、大電流を流したときに永久減磁は起こりやすいので、大きなトルクを出した後に図３のアルゴリズムを起動するようにしてもよい。あるいは、モータ温度を検出しているので、永久磁石の種類により永久減磁が起こりやすい温度状態のとき、図３を起動させることができる。すなわち、永久磁石モータ１がネオジム磁石のときは高温時に、フェライト磁石のときは低温時に図３を起動させるように制御しても良い。
【００８８】
このように適切な時期や条件のときだけに図３のアルゴリズムを起動させるようにすると、減磁判定のための制御系へのごくわずかな外乱を与える機会を少なくすることができる。また、判定を実施するかしないかの条件が明確であれば、判定アルゴリズムを簡易化できる。例えば、しばらく運転停止した後だけに前記のアルゴリズムを起動する場合、モータ温度は常温に近いので、常温の磁石特性として扱って、モータ温度を検出せずに電圧の基準値演算を行ってもよい。このときは、モータに取り付けた温度検出器１３も省略できる。
【００８９】
さらに、永久磁石モータ１１を高速回転で運転するために界磁弱め制御を行う場合、高速回転の状態で、減磁判定のために上記のようにモータ１１ａの電流指令Ｉｄｃａ、Ｉｑｃａをゼロとして、モータに電流を流さない状態を実現しようとしても、モータの誘起電圧によりモータ側からインバータ２１ａに逆電流が流れることがある。このときは前記のような無負荷状態は実現できない。界磁弱めを行うモータでは、トルク判定部４１１においてトルク指令τｃの条件に加え、モータの回転速度の絶対値が所定値以下、すなわち、界磁弱め制御を行わない回転数以下であることをも条件として減磁判定を行うかどうかの判断を行う。
【００９０】
さらにまた、モータの回転数が低い場合、無負荷誘起電圧は小さい。このため、低回転速度の電圧が小さな状態で減磁の判定を行うと、判定誤差が大きくなる。これを回避するために、上記とは逆にモータ回転数が所定値より高いことも条件に加え、減磁判定を行うようにしてもよい。
【００９１】
以上のようにすれば、常にモータがトルクをもつ運転状態のプレス機械でも、モータ定数の影響を受けず、精度良く磁石の永久減磁状態が判別できる。また、このようにして、磁石の永久減磁状態を判定すれば、万一、モータ駆動上のトラブルがあったとしても速やかに原因が判定できる。また、モータの回転子が回転している状態で判定しているので、回転子上の特定部位の永久磁石に永久減磁が生じても判定できる。
【００９２】
さらに、駆動系の構成を変えず、トルク指令に基づき制御指令をゼロとしてソフト上だけで減磁判定ができるので、判定を行わない従来方式の装置への追加的な適用も容易である。
【００９３】
なお、上記例では、無負荷状態において、Ｉｄ／Ｉｑ電流制御部２７ａの出力のｄ軸成分Ｖｄｃａはゼロであり、ｑ軸成分Ｖｑｃａだけがある値をもつとしたが、座標軸の取り方（例えば、γδ軸）や制御方法により、ｄ軸成分がゼロにならないケースでは、ｄ軸成分とｑ軸成分のベクトル和を現在状態でのモータの誘起電圧としてもよい。
【００９４】
また、本実施例では、サーボモータ２台で駆動するプレス装置について述べたが、３台以上で駆動するプレス装置でも同様に永久減磁を判別できる。このとき、モータを１台ずつ順に無負荷にするのではなく、複数台モータを同時に無負荷にしてもよい。この際、複数台同時に無負荷にできるようにトルク判定部の判定基準である所定値や、ゲイン設定部のゲインを適切に設定する。さらに、各モータを順に無負荷にして減磁状態を判定する本方法は、モータ同士が機械的に連結されていないプレス装置にも適用できる。
【００９５】
さらにまた、複数のサーボモータが同一仕様のモータで、どのモータも常に同じ動作をするとき、複数のモータの減磁状態を判定せず、１つのモータだけを無負荷にして減磁判定を代表して行って、他のモータの判定を省略してもよい。
【００９６】
上記実施例はエキセン構造のプレスについて述べたが、クランクプレス、リンク機構やボールネジ機構のサーボプレスなど、他の構造のプレス機械でも同様に実施できるのは言うまでもない。
【００９７】
さらにまた、複数のモータで駆動され、そのモータが直接的に、または、間接的手段で機械的に接続されている機械において、軽負荷状態が存在する、あるいは、意図的に軽負荷状態が作れる機械であっても、本願の意図するところは適用できる。
【００９８】
（実施例２）
次に実施例２について図４で説明する。前記実施例１では、制御上の信号から無負荷運転するモータの誘起電圧を検出しているが、実際のモータの端子電圧からモータの誘起電圧を計測することが出来る。実施例２の減磁判定部４１の考え方は実施例１と同じであるが、モータ電圧の測定、検出が異なり、実施例２では比較部を、破線４０３ａ、４０３ｂのように構成する。図４で図２と同一番号の部品は同一物を表す。
【００９９】
図４の実施例２では、減磁状態の判定に用いる誘起電圧を、実施例１のように制御上の信号から求めるのではなく、実際のモータの端子電圧を測定して求めている。
【０１００】
図３のＳ１０４での電圧Ｖｑｃａ検出に代えて、図４の電圧検出器（電圧検出部）２２ａにより端子電圧を検出し、その大きさを座標変換部４１７ａによりベクトル的に電圧のｑ軸成分として誘起電圧を計測する。すなわち、Ｖｑｆａを誘起電圧として計測し、先のＶｑｃａに代わって減磁状態比較部４１５ａに入力して、減磁状態比較部４１５ａで電圧基準値と比較する。なお、上記座標変換部４１７ａの演算のアルゴリズムは、電流検出器３１５ａで検出した交流電流から座標変換部３１６ａを通してその電流成分をベクトル的に演算検出するのと同じアルゴリズムを用いて、電圧検出器２２ａで検出した交流電圧から座標変換部４１７ａを通して電圧成分を演算検出する。
【０１０１】
他の動作は実施例１と同じであるので、その説明は省略する。また、電圧の大きさは座標変換してベクトル的に演算検出するだけでなく、電圧検出器２２ａで検出した交流信号を整流してその大きさを測ることもできる。モータ１１ｂについても同様にして測定して比較判定する。
【０１０２】
本実施例２では電圧検出器２２ａおよび２２ｂは必要であるが、実際の電圧を測定しているので、精度の良い誘起電圧の検出ができる。すなわち、実施例１の制御信号から得る電圧Ｖｑｃａは、制御上の指令信号であるために、この値と実際値との間で誤差が出る恐れがあるが、実際の電圧を計測してＶｑｆａ、Ｖｑｆｂを得るので精度の良い誘起電圧の検出ができる。
【０１０３】
（実施例３）
次に、実施例３について説明する。負荷が所定値より小さいときに減磁判定を行うが、プレス機械では負荷が小さいところが特定できる。すなわち、図１において、クランクプレスの構造上、スライド２が図示のように上死点付近にあるとき、スライドの質量はエキセン軸の上下方向だけに加わる。ここでは、スライド質量を保持するためのトルクはエキセン軸にはほとんどかからない。また、この付近では加減速も少ないので速度変化も小さい。さらに、当然ながら上死点付近ではプレス作業は行わない。このように上死点付近ではモータの回転トルクは小さい。この結果、サーボプレスでは動作中のスライドの上死点付近で減磁状態の判定を行う信号を出力させる。
【０１０４】
図２の位置指令演算部３１１からはプレス装置１のエキセン軸（すなわち、クランク軸）の角度を指令する信号も演算されるので、クランク軸の角度信号を利用する。トルク判定部４１１には位置／速度制御部３１２からのトルク指令τｃに代わって上記クランク軸の角度信号を入力する。トルク判定部４１１では、クランク軸の角度信号を入力として、角度が上死点付近であるかを判定し、永久磁石モータ１１ａまたは１１ｂの永久磁石の減磁判定を動作させるタイミング信号を出力する。トルク判定部４１１の入力信号と判定条件の変更だけで、他は前記実施例と同じ形で実現できる。
【０１０５】
以上のようにして制御を実行すれば、実施例１または２の効果に加え、プレスが行われない上死点付近での判定なので、プレス作業、すなわち、プレス負荷には影響されずに確実に減磁判定できるだけでなく、逆に、減磁判定が高負荷状態になるプレス作業自体へ悪影響も与えない。
【０１０６】
（実施例４）
図５は本発明の実施例４の制御系のブロック構成図を示す。無負荷状態の作り方が前記実施例と異なる。図５において、図４と同一番号の部品は同一物を表す。
【０１０７】
位置指令演算部３１１、位置／速度制御部３１２、そして、モータ１１ａの電流を制御するゲイン切替部３１３ａの出力からＰＷＭ制御部３１９ａへのベクトル制御部３０１ａの構成、さらには、ＰＷＭ制御部３１９ａによりインバータ２１ａを制御し、インバータ２１ａからモータ１１ａに電流を供給する構成は前記実施例と同じである。インバータ２１ａとモータ１１ａへの電流供給ラインに遮断器４２２ａが接続される点が異なる。減磁判定を行わない通常の運転状態では、遮断器４２２ａを閉状態にしておけば、先の実施例と同様な運転が行える。さらに、減磁判定部４１の構成も実施例２とほぼ同じである。また、モータ１１ｂの電流を制御する要素の構成についても、モータ１１ａと同じである。
【０１０８】
次に本実施例４の遮断器を用いた減磁判定を図５、図６により説明する。まず、減磁判定を行わない通常の運転状態では、エンコーダ切替部４２１はエンコーダ１２ｂの信号を検出するように切り替えられ、モータ１１ｂをマスターモータにしている。また、ゲイン切替部３１３ａおよび３１３ｂのゲインはどれも１００％である。遮断器４２２ａと４２２ｂは閉状態である。
【０１０９】
この状態を初期状態として、トルク判定部４１１により、トルク指令τｃの絶対値が所定値より小さいかどうか判定し（Ｓ２０１）、小さい場合に減磁判定動作を行う信号を出し、次のステップに進む（Ｓ２０１でｙｅｓ）。判定モータ設定部４１２で、減磁判定すべきモータ１１ａを決定する。そして、判定動作指令部４１３はモータ１１ａの減磁を判定するため、ゲイン切替部３１３ｂのゲインを２００％、ゲイン切替部３１３ａのゲインを０％とする信号を出す。モータ１２ｂは指令の２００％のトルクとなり、モータ１１ａは０％のトルクとなる。ゲイン切替部３１３ａおよび３１３ｂのゲインをこのように与えると、トルク指令τｃから見たモータ全体の合計トルクは、減磁判定しないときと、減磁判定するときと同じにすることができる。
【０１１０】
そして、遮断器４２２ａを開く（Ｓ２０３）。遮断器が完全に開放するまでの時間を待って（Ｓ２０４）、基準値演算部４１４ａはエンコーダ１２ａからの回転速度と温度検出器１３ａからのモータ温度を参照して、モータが永久減磁を起こさない状態の無負荷誘起電圧を電圧基準値として演算する（Ｓ２０５）。この電圧基準値としての無負荷誘起電圧は実施例１と同様にして算出する。
【０１１１】
次に、モータ１１ａの電圧を検出する。遮断器４２２ａを開放しているので、無負荷状態で回転しているモータ１１ａの誘起電圧が検出できる。電圧検出部２２ａはモータ１１ａの端子電圧を検出し、座標変換部４１７ａでその大きさをベクトル的に成分として計測する（Ｓ２０６）。すなわち、現在状態のモータ１１ａの無負荷誘起電圧を検出する。
【０１１２】
このように、遮断器４２２ａは、開放することにより減磁判定を行うモータを無負荷状態にするので、無負荷状態設定手段として作用する。他の遮断器についても開放されたとき同様に作用する。
【０１１３】
そして、減磁状態比較部４１５ａでは、座標変換部４１７ａで計測した電圧の大きさと基準値演算部４１４ａで演算した電圧基準値を比較演算する。比較演算のやり方は、実施例１の説明と同じである。そして、比較の結果をモータ１１ａの永久磁石の永久減磁状態として記憶する（Ｓ２０７）。この記憶は比較部４０３ａ内に設けた記憶部（図示せず）に記憶される。こうして、モータ１１ａの減磁判定の比較演算を完了する。Ｓ２０２〜Ｓ２０７はモータ１１ａの減磁判定のステップである。
【０１１４】
次に、判定モータ設定部４１２で、モータ１１ｂの減磁検出状態とする。そして、判定動作指令部４１３はモータ１１ｂの減磁状態を判定するため、遮断器４２２ａを閉じ（Ｓ２０８）、完全に閉じるまで待つ（Ｓ２０９）、そして、ゲイン切替部３１３ａ、３１３ｂのゲインを一旦、通常の値に戻し（Ｓ２１０）、モータ１１ａをマスターモータに変更するために、エンコーダ切替部４２１でエンコーダ１２ａの信号を検出するように切り替え、モータ１１ａをマスターモータにする（Ｓ２１１）。すなわち、エンコーダ１２ａの検出信号を位置／速度制御部３１２にフィードバックするように変更し、位置／速度の制御を行う．こうして、モータ１１ｂの減磁状態を判定する処理に入る。
【０１１５】
最初は、ゲイン切替部３１３ａと３１３ｂのゲインをモータ１１ｂの減磁判定を行うゲインに切り替える（Ｓ２１２）。ゲインの値は、ゲイン切替部３１３ａを２００％、ゲイン切替部３１３ｂを０％とし、モータ１１ｂを無負荷状態にする。そして、遮断器４２２ｂを開く（Ｓ２１３）。遮断器が完全に開放するまでの時間を待って（Ｓ２１４）、基準値演算部４１４ｂはエンコーダ１２ｂからの回転速度と温度検出器１３ｂからのモータ温度を参照して、モータ１１ｂが減磁を起こさない状態の無負荷誘起電圧を電圧基準値として演算する（Ｓ２１５）。電圧基準値としての無負荷誘起電圧の算出は実施例１と同様にして行う。
【０１１６】
次に、モータ１１ｂの電圧を検出する。遮断器４２２ｂを開放しているので、無負荷状態で回転しているモータ１１ｂの誘起電圧が検出できる。電圧検出部２２ｂはモータ１１ａの端子電圧を検出し、座標変換部４１７ｂでその大きさをベクトル的に成分として計測する（Ｓ２１６）。すなわち、現在状態でのモータ１１ｂの無負荷誘起電圧を検出する。
【０１１７】
そして、減磁状態比較部４１５ｂでは、座標変換部４１７ｂで計測した電圧の大きさと基準値演算部４１４ｂで演算した電圧基準値を比較演算する。そして。比較の結果をモータ１１ｂの永久磁石の永久減磁状態として記憶する（Ｓ２１７）。この記憶は比較部４０３ｂ内に設けた記憶部（図示せず）に記憶される。こうして、モータ１１ｂの減磁判定の比較演算を完了する。Ｓ２１２〜Ｓ２１７はモータ１１ａの減磁判定のステップである．
一連の減磁判定が終了するので、遮断器４２２ｂを閉じ（Ｓ２１８）、完全に閉じるまで待つ（Ｓ２１９）。すべてのゲイン切替部３１３ａと３１３ｂのゲインを１００％に戻し（Ｓ２２０）、そして、エンコーダ切替部４２１でモータ１１ｂがマスターモータになるように切替え（Ｓ２２１）、通常の運転状態に戻す。
【０１１８】
こうして演算、記憶したモータ１１ａとモータ１１ｂの減磁率から、それぞれのモータが永久減磁しているかを判定表示部４１６で判定する。判定は磁石のバラツキや検出誤差があるので、それらを考慮して永久減磁状態かどうかを判定する（Ｓ２２２）。減磁状態ではないと判定すると、減磁判定を終了する（Ｓ２２２でＮｏ）。一方、減磁状態であると判定したとき（Ｓ２２２でＹｅｓ）は、判定表示部４１６に磁石が永久減磁状態であることを表示する（Ｓ２２３）。表示の仕方は実施例１と同様である。以上のようにして、一連の減磁判定を終了する。
【０１１９】
本実施例によればモータ端子を遮断器で開放し、実電圧を測定するので確実、また、精度のよい誘起電圧の測定ができる。すなわち、インバータ側の影響を排除して、確実でかつ、精度のよい測定ができる。遮断器により端子を開放すればインバータが存在しない状態なので、例えば、界磁弱めを行うシステムで、界磁弱めを行う高速域でも無負荷運転が実施でき、この回転数域で誘起電圧の電圧測定が実施できる。したがって、界磁弱めを行う高速域で減磁判定が行える。
【０１２０】
さらに、本実施例の変形例として、本実施例では遮断器を動作させるために判定に少し時間がかかる。このためにプレス運転の都合から、２つのモータを連続的に減磁判定できないケースもある。このときは、まず、１つのモータにおいて、減磁判定が行える条件のときに減磁判定を行った後に通常の運転を行い、次に他のモータにおいて、減磁判定が行える条件のときに減磁判定を行うようにすることもできる。
【０１２１】
上記実施例はいずれも例示であり、適宜組み合わせたり、変形することができるのはいうまでもない。
【符号の説明】
【０１２２】
１：サーボプレス装置（プレス装置）
２：スライド
１１ａ，１１ｂ：サーボモータ（永久磁石モータ）
１２ａ，１２ｂ：エンコーダ
１３ａ，１３ｂ：温度検出器
２１ａ，２１ｂ：インバータ
２２ａ、２２ｂ：電圧検出部、電圧検出器
３１：位置／速度／トルク制御部
４１：減磁判定部
３０１ａ、３０１ｂ：ベクトル制御部
３１１：位置指令演算部
３１２：位置／速度制御部
３１３ａ、３１３ｂ：ゲイン切替部、無負荷状態設定手段
３１４ａ：Ｉｄ／Ｉｑ電流指令部
３１５ａ：電流検出器
３１６ａ：座標変換部
３１７ａ：Ｉｄ／Ｉｑ電流制御部、電圧検出部
３１８ａ：座標変換部
３１９ａ：ＰＷＭ制御部
４０１：指示部
４０２ａ、４０２ｂ：比較部
４０３ａ、４０３ｂ：比較部
４１１：負荷判定部（トルク判定部）
４１２：判定モータ設定部
４１３：判定動作指令部
４１４ａ：基準値演算部
４１５ａ：減磁状態比較部
４１６：判定表示部、判定部
４１７ａ：座標変換部
４２１：エンコーダ切替部
４２２ａ、４２２ｂ：遮断器、無負荷状態設定手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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