(57)【要約】【課題】  地絡検出機能を備え、小形で低コストのサーボ制御装置を提供する。【解決手段】  交流電源を整流して直流電源を生成するコンバータ部３と、直流電源からモータの駆動電源を生成する複数台のインバータ部５からなるサーボ制御装置において、コンバータ部３の交流電源側に接続された電源遮断器２と、コンバータ部３に内蔵された地絡検出回路１６とを備え、地絡が発生したとき、全てのインバータ部５の運転を停止し、遮断器２を遮断するようにした。  【選択図】図１
2006211782.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電源を整流して直流電源を生成するコンバータ部と、前記直流電源からモータの駆動電源を生成する複数台のインバータ部からなり、相互に連携したサーボモータを駆動するサーボ制御装置において、
前記コンバータ部の交流電源側に接続された遮断器と、
前記コンバータ部に内蔵された地絡検出回路と、
を備え、
前記地絡検出回路が地絡を検出すると、全てのインバータ部の運転を停止し、前記遮断器を遮断することを特徴とするサーボ制御装置。
【請求項２】
前記地絡検出回路は、コンバータ部の交流電源側に接続されることを特徴とする請求項１記載のサーボ制御装置。
【請求項３】
前記地絡検出回路は、コンバータの直流電源側に接続されることを特徴とする請求項１記載のサーボ制御装置。
【請求項４】
前記遮断器は、コンタクタであることを特徴とする請求項１記載のサーボ制御装置。
【請求項５】
前記地絡検出回路は零相電流検出器であることを特徴とする請求項１記載のサーボ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンバータ部と複数台のインバータ部によって多軸構成されたサーボ制御装置に関する。  
【背景技術】
【０００２】
地絡検出の従来技術には例えば特許文献１がある。従来技術を図を用いて説明する。図２は従来技術の構成を示すブロック図である。図２において、１０１は接地された交流電源、１０２は交流／直流変換回路（整流回路、コンバータ）で、ダイオードブリッジ及び、平滑コンデンサＣBよりなっている。１０３は直流／交流変換回路（インバータ）でＵ、Ｖ、Ｗ、Ｘ、Ｙ、Ｚ相の各アームのトランジスタ、ダイオードでブリッジ回路を構成している。直流／交流変換回路１０３は周波数指令によってその指令に対応する出力周波数と出力電圧を有する３相交流を出力する。この直流／交流変換回路１０３の出力に誘導電動機１０４が接続され可変速駆動される。この誘導電動機１０４のＺ相の負荷電流は電流検出器１０５で検出され、その出力は、電流に比例した信号iとなる。この信号ｉは過電流検出回路１０６で常時比較され、過電流になった場合、直流／交流変換回路１０３の動作を停止するようにして過電流保護を行っている。更にこの信号ｉは地絡検出回路１０９の比較器１１１へ入力されている。比較器１１１では信号ｉと基準値ｖｓ2とを比較し、基準値ｖｓ2を越えたとき出力゛１"の信号を出力する。駆動制御回路１０８は通常の運転動作時には、Ｕ、Ｖ、Ｗ、Ｘ、Ｙ、Ｚ相の各アームのトランジスタをオン、オフする信号ｂをベース駆動回路１０７へ出力する。駆動制御回路１０８は更に上記信号ｂが出力されていないときに、地絡状態を検査する必要に応じて、地絡検出指令信号ａを出力する。信号ａが地絡検出用ベース駆動回路１１０に入力されるとこの地絡検出用ベース駆動回路１１０よりＺ相トランジスタに対し、ある一定期間駆動信号が出力される。このとき出力に地絡が発生しているとＺ相トランジスタに図２のように地絡電流ＩＧが流れる。このとき電流検出器１０５は当然Ｚ相の電流ｉＧを検出して信号ｉを発生する。この信号ｉと基準値ｖｓ2とを比較し、基準値ｖｓ2を越えたとき出力"１"の信号ｃを出力する。信号ａはアンド回路１１３の一方の入力端子に入力され、比較器１１１から上記の信号ｃがアンド回路１３の他方の端子に入力される。信号ａと信号ｃが両方共"１"のとき、アンド回路１１３は出力"１"の信号ｄを出力する。アンド回路１１３の出力はラッチ回路１１４に入力されラッチされる。ラッチ回路１１４の出力信号ｇはベース駆動回路１０７の動作を禁止し、更に表示器１１２へ出力されて地絡の発生を表示し警告する。また更に外部へ地絡検出信号として出力するというものである。
【０００３】
また、他の従来例として図３がある。図３はロボットのように多軸のサーボ制御装置で構成される例である。ロボットへの適用例ではロボット内部にモータが内蔵され、ロボット制御装置と接続されている。モータまでの配線は、ロボットの内部を通っており、ロボットの動作に応じて、動かされる。もともと、耐屈曲性のケーブルを使用しているが、ロボットの稼動範囲が広がるにつれて、屈曲率が増加している。そのため、ケーブルの機械的磨耗や、断線が発生する率が、ほかのシステムに比べて非常に高いのが実情である。ロボットシステムには、地絡検出機能が必須である。図３において、１は電源、２は遮断器、３はコンバータ部、４はサーボ制御回路、５はインバータ部、６は地絡検出回路、７は電流検出器、８はモータである。インバータ部５の出力に電流検出器７を入れることで、零相電流を検出している。零相電流の検出方法には、配線されている線の電流の総和を検出を検出する。地絡していなければ、電流の総和は０である。地絡検出回路６により地絡が検出されると、サーボ制御回路４に地絡信号を出力し、サーボ制御回路１０４はインバータ部５のパワー素子と遮断機２をオフにするといものである。
【特許文献１】特開平５−３２８７３９号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来技術では、インバータ部の出力に零相電流検出器を使用しているので、軸数分の零相電流検出器や地絡電流検出回路が必要になる。また、遮断器を遮断するにも、各軸からの地絡信号を受ける必要があるため、軸数分の配線が必要になる。最近のロボット用のサーボにあっては特に小型化の要求が大きく、サーボ制御装置の占める体積が問題になっており、コストもかかる。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、地絡検出機能を備え、小形で低コストのサーボ制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成したのである。
【０００６】
請求項１に記載の発明は、交流電源を整流して直流電源を生成するコンバータ部と、前記直流電源からモータの駆動電源を生成する複数台のインバータ部からなり、互いに連携したサーボモータを駆動するサーボ制御装置において、前記コンバータ部の交流電源側に接続された遮断器と、前記コンバータ部に内蔵された地絡検出回路とを備え、前記地絡検出回路が地絡を検出すると、全てのインバータ部の運転を停止し、前記遮断器を遮断することを特徴とするものである。請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のサーボ制御装置において、前記地絡検出回路は、コンバータ部の交流電源側に接続されることを特徴とするものである。
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載のサーボ制御装置において、前記地絡検出回路は、コンバータの直流電源側に接続されることを特徴とするものである。
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載のサーボ制御装置において、前記遮断器は、コンタクタであることを特徴とするものである。
請求項５に記載の発明は、請求項１に記載のサーボ制御装置において、前記地絡検出回路は零相電流検出器であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によると、地絡検出機能を備え、小形で低コストのサーボ制御装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。
図１は、本発明のロボット用サーボ制御装置のブロック図である。１は電源、２は遮断器、３はコンバータ部、４はサーボ制御回路、５はインバータ部、８はモータ、１６は地絡検出回路である。モータの軸数に関係なく、地絡検出回路１６は、ただひとつである。一般的なサーボの場合、1軸ごとに検出するメリットは、問題を起こしたサーボだけを切り離して、他のモータは運転させることにより、場合によっては、システムとして、稼動できる場合があるためであるが、ロボットシステムなどの場合、おのおのの軸が相互に連携しているため、1軸のみを停止させるメリットはなく、むしろ、危険である。したがって、地絡検出回路で地絡を検出すると全てのインバータ部の主回路トランジスタをベースブロックしてインバータ部の運転を停止し、遮断器によりサーボ制御装置を交流電源から遮断する。
【実施例１】
【０００９】
図４は、コンバータの直流電源側に零相電流検出器を設けた例である。直流電源側に設けるメリットは、零相電流検出器として零相電流トランスを用いた場合、相数に関係なくプラス側、マイナス側の2本の線とリンクさせればいいので、零相電流トランスの小形化、省配線が図れる。
【実施例２】
【００１０】
図５は、コンバータ部の、交流電源側に零相電流検出器を設けた例である。交流側に設けるメリットは、検出される部位範囲が広くなることである。たとえば、直流電源側に零相電流検出器を設けた場合、コンバータ部の整流ダイオードで地絡が発生した場合は、地絡検出ができない。しかし、一般には静止部で地絡するということはまれであり、どちらに地絡検出回路を設けても大きな差異はない。
【産業上の利用可能性】
【００１１】
本発明のサーボ制御装置は、地絡機能をもち、かつ、小形で低コストを実現できるのでロボットだけではなく多軸のモータを使用する一般産業機械には適用が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明のサーボ制御装置の構成を示すブロック図
【図２】従来の地絡保護機能をもったインバータの構成を示すブロック図
【図３】従来の地絡保護機能をもった多軸サーボ制御装置の構成を示すブロック図
【図４】第１の実施例を示すブロック図
【図５】第２の実施例を示すブロック図
【符号の説明】
【００１３】
１  電源
２  遮断器
３  コンバータ部
４  サーボ制御回路
５  インバータ部
６、１６  地絡検出回路
７、１７  電流検出器
８  モータ
２０  整流回路
２１  零相電流検出器（ＺＣＴ）
２２  コンデンサ
【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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