(57)【要約】【課題】１台のドライブ装置を複数台のサーボモータに接続してコストを減らすサーボモータドライブ装置を提供する。【解決手段】サーボモータドライブ装置は、主制御ユニット１０、電源ユニット２０及び少なくとも１つのサーボドライブモジュール３０を含む。電源ユニット２０は、各ユニットに必要な電力を供給する。サーボドライブモジュール３０は、通信インタフェースユニット３１、入力／出力ユニット３２、マイクロプロセッサユニット３３、フィールドプログラマブルゲートアレイ３４、電流制御ユニット３５及び切換ユニット３６を含む。通信インタフェースユニット３１は、主制御ユニット１０とマイクロプロセッサユニット３３との間に電気的に接続される。入力／出力ユニット３２は、主制御ユニット１０とフィールドプログラマブルゲートアレイ３４との間に電気的に接続されるとともに、デジタル／アナログデータを双方向で送信する。【選択図】図１
2015231255.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２つのサーボモータが接続され、主制御ユニットから信号を受信すると、何れか１つのサーボモータが作動し、前記サーボモータにより非同期方式で各被制御物を起動させるとともに、主制御ユニット、電源ユニット及び少なくとも１つのサーボドライブモジュールを含むサーボモータドライブ装置であって、
前記電源ユニットは、各ユニットに必要な電力を供給し、
前記サーボドライブモジュールは、通信インタフェースユニット、入力／出力ユニット、マイクロプロセッサユニット、フィールドプログラマブルゲートアレイ、電流制御ユニット及び切換ユニットを含み、
前記通信インタフェースユニットは、前記主制御ユニットと前記マイクロプロセッサユニットとの間に電気的に接続され、シリアルかつ双方向でデータを送信し、
前記入力／出力ユニットは、前記主制御ユニットと前記フィールドプログラマブルゲートアレイとの間に電気的に接続されるとともに、デジタル／アナログデータを双方向で送信し、
前記フィールドプログラマブルゲートアレイは、前記サーボモータの回転角度及び回転速度のデータを、デジタル回転角度データ及びデジタル回転速度データに変換した後、前記マイクロプロセッサユニットへ返送して計算処理を行い、
前記マイクロプロセッサユニットは、前記通信インタフェースユニット及び前記フィールドプログラマブルゲートアレイと電気的に接続され、前記主制御ユニットからの速度、位置及びトルク指令データと、前記フィールドプログラマブルゲートアレイに構築された前記サーボモータの回転角度及び回転速度のデータとに基づき、デジタルキャリア信号を計算し、前記サーボモータの作動を非同期で制御し、
前記電流制御ユニットは、インテリジェントパワーモジュールと、電流量を検知する電流センサと、を含み、前記インテリジェントパワーモジュールは、前記マイクロプロセッサユニットから出力されたデジタルキャリア電流データを受信すると、電流パワーの増幅処理を行って前記サーボモータを起動して作動させ、
前記切換ユニットは、前記マイクロプロセッサユニットの指令データに基づき、前記インテリジェントパワーモジュールにより前記切換ユニットを接点の何れか１つへ切換え、何れか１つの前記サーボモータを作動させることを特徴とするサーボモータドライブ装置。
【請求項２】
前記電源ユニットは、主電源と、前記主電源から電力が供給される制御電源と、を有し、
前記主電源から前記インテリジェントパワーモジュールに交流電流が供給されると、前記制御電源から前記マイクロプロセッサユニット及び前記フィールドプログラマブルゲートアレイに直流電流が供給されることを特徴とする請求項１に記載のサーボモータドライブ装置。
【請求項３】
前記電源ユニットの出力端に取り付けられ、前記サーボモータが減速状態で操作されると、前記電源ユニットへ電流を返送するブレーキ回生ユニットをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のサーボモータドライブ装置。
【請求項４】
前記通信インタフェースユニットは、ユニバーサルシリアルバス、ＲＳ２３２Ｃシリアルポート、ＲＳ４８５シリアルポート及びＲＳ４２２シリアルポートを有するとともに、一般ネットワーク及びその他産業制御ネットワークインタフェースと接続されることを特徴とする請求項１に記載のサーボモータドライブ装置。
【請求項５】
前記切換ユニットは接触スイッチ又は非接触スイッチであることを特徴とする請求項１に記載のサーボモータドライブ装置。
【請求項６】
少なくとも２つのサーボモータが接続され、主制御ユニットから信号を受信すると、何れか１つのサーボモータが作動し、工作機械の機器を順次作動させるとともに、主制御ユニット、電源ユニット及び少なくとも１つのサーボドライブモジュールを含むサーボモータドライブ装置であって、
前記電源ユニットは、各ユニットに必要な電力を供給し、
前記サーボドライブモジュールは、通信インタフェースユニット、入力／出力ユニット、マイクロプロセッサユニット、フィールドプログラマブルゲートアレイ、電流制御ユニット及び切換ユニットを含み、
前記通信インタフェースユニットは、前記主制御ユニットと前記マイクロプロセッサユニットとの間に電気的に接続され、シリアルかつ双方向でデータを送信し、
前記入力／出力ユニットは、前記主制御ユニットと前記フィールドプログラマブルゲートアレイとの間に電気的に接続されるとともに、デジタル／アナログデータを双方向で送信し、
前記フィールドプログラマブルゲートアレイは、前記サーボモータの回転角度及び回転速度のデータを、デジタル回転角度データ及びデジタル回転速度データに変換した後、前記マイクロプロセッサユニットへ返送して計算処理を行い、
前記マイクロプロセッサユニットは、前記通信インタフェースユニット及び前記フィールドプログラマブルゲートアレイと電気的に接続され、前記主制御ユニットからの速度、位置及びトルク指令データと、前記フィールドプログラマブルゲートアレイに構築された前記サーボモータの回転角度及び回転速度のデータとに基づき、デジタルキャリア信号を計算し、前記サーボモータの作動を非同期で制御し、
前記電流制御ユニットは、インテリジェントパワーモジュールと、電流量を検知する電流センサと、を含み、前記インテリジェントパワーモジュールは、前記マイクロプロセッサユニットから出力されたデジタルキャリア電流データを受信すると、電流パワーの増幅処理を行って前記サーボモータを起動して作動させ、
前記切換ユニットは、前記マイクロプロセッサユニットの指令データに基づき、前記インテリジェントパワーモジュールにより前記切換ユニットを接点の何れか１つへ切換え、何れか１つの前記サーボモータを作動させることを特徴とするサーボモータドライブ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サーボドライブ装置に関し、特に、１台のドライブ装置を複数台のサーボモータに接続してコストを減らすサーボモータドライブ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、高効率かつ高品質の生産技術の向上に伴い、機械設備は高速化、システム化及び自動化へ向かって急速に発展し、機械設備の各システム間の関係も次第に密接となり、複雑化してきている。
【０００３】
コンピュータ数値制御ツールを例にとると、その加工方式は、所望の加工ワークの規格サイズに応じてＣＡＤ／ＣＡＭ指令プログラムを構成し、カッターの刃型及び加工経路を設計し、装置の制御ユニットにより対応した指令プログラムを解釈する。サーボドライブは、制御ユニットが解釈したプログラム指令により、パルス指令、アナログ電圧指令又はネットワーク通信方式を利用して端末のサーボモータを駆動して出力するとともに、サーボモータのエンコーダからの符号化信号をサーボドライブ装置へ返送し、工具の機能を利用してワークに対して所望の加工を正確に行う。
【０００４】
加工効率を高めるために、１台の装置に取り付ける多軸の複合工具機が既に開発されている。加工軸数が多い状況下で、各軸の動作と監視装置の動作とが組み合わされた多軸サーバ制御システムが開発されている。この多軸サーバ制御システムは、デジタル制御システムを介して複数台のサーボドライブ装置を制御し、各サーボドライブ装置は、１軸のサーボモータをそれぞれ制御するために用いる。しかしこのような方式では、複数台のサーボドライブ装置が採用されているため、装置の占有空間が大きくなってコストが多くかかってしまうため、一般に、複数台のサーボドライブ装置を同軸ケーブル又は光ファイバケーブルにより直列接続して従来の問題点を改善していた。しかし、このような方式では、依然として１台のドライブ装置に複数台のサーボモータを接続するのではなく、１台のドライブに対して１台のサーボモータが接続されていたため、サーボドライブシステム全体の空間及びコストを大幅に減らすことは困難であった。
【０００５】
また、特許文献１では、三者を一体化した交流サーボドライブが開示されている。この交流サーボドライブは、主に複数台のモータに必要な電源モジュール及び制御モジュールが同じモジュールブロック中に配設され、例えば、通信インタフェース、表示ユニット、入力／出力ユニットなど、重複する部分を省略することができる。電源モジュール上のＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  Ｇａｔｅ  Ｂｉｐｏｌａｒ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）モジュールのバスライン電力容量を共用することにより減らすことができる上、複数台の電源モジュールの総体積と較べて小さくし、コスト、配線及び組立て時間を大幅に減らすことができる。ただし、電源モジュール中には、複数のサーバモータを制御するために、等しい数のインバータ（ｉｎｖｅｒｔｅｒ）及び電流センサ（ｃｕｒｒｅｎｔ  ｓｅｎｓｏｒ）を配設する必要があるが、この方式の場合、電源モジュールの占有体積が大きくなり、インバータが大電流、大パワーの回路であるため高価であった。そのため、ドライブシステム全体の製造コストは増えることはあっても減ることがなく経済的でなかった。次に、この電源モジュール内部には、共用のブレーキユニットが設置されているが、電源バスラインの電圧が高すぎる場合、放電原理を利用してエネルギを放出するが、これは電力が非駄に消費されて環境保護の観点上好ましくなかった。
【０００６】
上述したことから分かるように、１台に複数台のモータを接続したサーボドライブ装置の製品設計は、電源モジュールの拡充により実現されていたため、サーボドライブシステム全体の機能、コスト及び小型化を向上させることはできたが、それほど大きな効果を得ることはできず、反対に製造コストが増大し、配線にかかる費用及び組立時間が多くかかる虞があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】台湾特許第Ｉ３０８８１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、インテリジェントパワーモジュールを利用して切換ユニットを制御し、複数台のサーボモータを駆動させるため、電源を拡充する必要が無い上、製造コスト及び体積を大幅に減らし、１台のサーボドライブ装置により複数台のサーボモータを制御するサーボモータドライブ装置を提供することにある。
本発明のもう一つの目的は、サーボドライブモジュールは、電源ユニットの出力端にブレーキ回生ユニットが取り付けられ、サーボモータが減速状態で操作されるときに、充電原理を利用して電源ユニットへ電流を返送し、省エネを達成して環境を保護するサーボモータドライブ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、少なくとも２つのサーボモータが接続され、主制御ユニットから信号を受信すると、何れか１つのサーボモータが作動し、前記サーボモータにより非同期方式で各被制御物を起動させるとともに、主制御ユニット、電源ユニット及び少なくとも１つのサーボドライブモジュールを含むサーボモータドライブ装置であって、前記電源ユニットは、各ユニットに必要な電力を供給し、前記サーボドライブモジュールは、通信インタフェースユニット、入力／出力ユニット、マイクロプロセッサユニット、フィールドプログラマブルゲートアレイ、電流制御ユニット及び切換ユニットを含み、前記通信インタフェースユニットは、前記主制御ユニットと前記マイクロプロセッサユニットとの間に電気的に接続され、シリアルかつ双方向でデータを送信し、前記入力／出力ユニットは、前記主制御ユニットと前記フィールドプログラマブルゲートアレイとの間に電気的に接続されるとともに、デジタル／アナログデータを双方向で送信し、前記フィールドプログラマブルゲートアレイは、前記サーボモータの回転角度及び回転速度のデータを、デジタル回転角度データ及びデジタル回転速度データに変換した後、前記マイクロプロセッサユニットへ返送して計算処理を行い、前記マイクロプロセッサユニットは、前記通信インタフェースユニット及び前記フィールドプログラマブルゲートアレイと電気的に接続され、前記主制御ユニットからの速度、位置及びトルク指令データと、前記フィールドプログラマブルゲートアレイに構築された前記サーボモータの回転角度及び回転速度のデータとに基づき、デジタルキャリア信号を計算し、前記サーボモータの作動を非同期で制御し、前記電流制御ユニットは、インテリジェントパワーモジュールと、電流量を検知する電流センサと、を含み、前記インテリジェントパワーモジュールは、前記マイクロプロセッサユニットから出力されたデジタルキャリア電流データを受信すると、電流パワーの増幅処理を行って前記サーボモータを起動して作動させ、前記切換ユニットは、前記マイクロプロセッサユニットの指令データに基づき、前記インテリジェントパワーモジュールにより前記切換ユニットを接点の何れか１つへ切換え、何れか１つの前記サーボモータを作動させることを特徴とするサーボモータドライブ装置が提供される。
【００１０】
前記電源ユニットは、主電源と、前記主電源から電力が供給される制御電源と、を有し、前記主電源から前記インテリジェントパワーモジュールに交流電流が供給されると、前記制御電源から前記マイクロプロセッサユニット及び前記フィールドプログラマブルゲートアレイに直流電流が供給されることが好ましい。
【００１１】
前記電源ユニットの出力端に取り付けられ、前記サーボモータが減速状態で操作されると、前記電源ユニットへ電流を返送するブレーキ回生ユニットをさらに備えることが好ましい。
【００１２】
前記通信インタフェースユニットは、ユニバーサルシリアルバス、ＲＳ２３２Ｃシリアルポート、ＲＳ４８５シリアルポート及びＲＳ４２２シリアルポートを有するとともに、イーサネットの如き一般ネットワーク及びその他産業制御ネットワークインタフェースと接続され、前記産業制御ネットワークインタフェースは、ＭＥＣＨＡＴＲＯＬＩＮＫ、ＥｔｈｅｒＣＡＴ及びＣＡＮ  ｂｕｓを含むことが好ましい。
【００１３】
前記切換ユニットは接触スイッチ又は非接触スイッチであることが好ましい。
【００１４】
上記課題を解決するために、少なくとも２つのサーボモータが接続され、主制御ユニットから信号を受信すると、何れか１つのサーボモータが作動し、工作機械の機器を順次作動させるとともに、主制御ユニット、電源ユニット及び少なくとも１つのサーボドライブモジュールを含むサーボモータドライブ装置であって、前記電源ユニットは、各ユニットに必要な電力を供給し、前記サーボドライブモジュールは、通信インタフェースユニット、入力／出力ユニット、マイクロプロセッサユニット、フィールドプログラマブルゲートアレイ、電流制御ユニット及び切換ユニットを含み、前記通信インタフェースユニットは、前記主制御ユニットと前記マイクロプロセッサユニットとの間に電気的に接続され、シリアルかつ双方向でデータを送信し、前記入力／出力ユニットは、前記主制御ユニットと前記フィールドプログラマブルゲートアレイとの間に電気的に接続されるとともに、デジタル／アナログデータを双方向で送信し、前記フィールドプログラマブルゲートアレイは、前記サーボモータの回転角度及び回転速度のデータを、デジタル回転角度データ及びデジタル回転速度データに変換した後、前記マイクロプロセッサユニットへ返送して計算処理を行い、前記マイクロプロセッサユニットは、前記通信インタフェースユニット及び前記フィールドプログラマブルゲートアレイと電気的に接続され、前記主制御ユニットからの速度、位置及びトルク指令データと、前記フィールドプログラマブルゲートアレイに構築された前記サーボモータの回転角度及び回転速度のデータとに基づき、デジタルキャリア信号を計算し、前記サーボモータの作動を非同期で制御し、前記電流制御ユニットは、インテリジェントパワーモジュールと、電流量を検知する電流センサと、を含み、前記インテリジェントパワーモジュールは、前記マイクロプロセッサユニットから出力されたデジタルキャリア電流データを受信すると、電流パワーの増幅処理を行って前記サーボモータを起動して作動させ、前記切換ユニットは、前記マイクロプロセッサユニットの指令データに基づき、前記インテリジェントパワーモジュールにより前記切換ユニットを接点の何れか１つへ切換え、何れか１つの前記サーボモータを作動させることを特徴とするサーボモータドライブ装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係るサーボモータドライブ装置を示す回路図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るサーボモータドライブ装置を示す斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るサーボモータドライブ装置を工具マガジン及びＡＴＣアームへ利用するときの状態を示す側面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るサーボモータドライブ装置を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、これによって本発明が限定されるものではない。
【００１７】
図１及び図２を参照する。図１及び図２に示すように、本発明の一実施形態に係るサーボモータドライブ装置には、少なくとも２つのサーボモータ４０，５０が接続され、主制御ユニット１０から信号を受信すると、第１のサーボモータ４０又は第２のサーボモータ５０が作動し、前述のサーボモータ４０，５０を非同期方式でそれぞれの被制御物（例えば、工作機械）を起動させる。ドライブ装置は、主制御ユニット１０、電源ユニット２０及び少なくとも１つのサーボドライブモジュール３０を含む。工作機械の種類は多く、以下の実施形態ではＣＮＣ工作機械の工具マガジン及びＡＴＣカムボックスの制御動作に基づいて説明するが、本発明の特許請求の範囲を限定するものではない。
【００１８】
主制御ユニット１０は、工作機械の主な制御システムである。
【００１９】
電源ユニット２０は、各ユニットに必要な電力を供給するために用いる。電源ユニット２０は、主電源（ｍａｉｎ  ｐｏｗｅｒ）２１と、主電源２１から電力が供給される制御電源（ｃｏｎｔｒｏｌ  ｐｏｗｅｒ）２２と、を有する。
【００２０】
サーボドライブモジュール３０は、通信インタフェースユニット３１、入力／出力ユニット３２、マイクロプロセッサユニット３３、フィールドプログラマブルゲートアレイ３４、電流制御ユニット３５及び切換ユニット３６を含む。
【００２１】
通信インタフェースユニット３１は、主制御ユニット１０とマイクロプロセッサユニット３３との間に電気的に接続され、シリアルかつ双方向でデータを送信する。通信インタフェースユニット３１は、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）３１１、ＲＳ２３２Ｃシリアルポート３１２、ＲＳ４８５シリアルポート３１３及びＲＳ４２２シリアルポート３１４を有する。また、通信インタフェースユニット３１は、イーサネット（登録商標）及びその他産業制御ネットワークインタフェース（ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ  ｃｏｎｔｒｏｌ  ｎｅｔｗｏｒｋ  ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）を介して遠隔制御を行う。産業制御ネットワークインタフェースは、例えば、ＭＥＣＨＡＴＲＯＬＩＮＫ（登録商標）、ＥｔｈｅｒＣＡＴ（登録商標）、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）  ｂｕｓなどを含む。
【００２２】
入力／出力ユニット３２は、主制御ユニット１０とフィールドプログラマブルゲートアレイ３４との間に電気的に接続され、デジタル／アナログデータを双方向で送信する。入力／出力ユニット３２は、さらにもう一つの端部（ＩＮ／ＯＵＴ）３２１を有し、入力／出力ユニット３２を介してマイクロプロセッサユニット３３が外部の入力信号を受信したり出力信号を直接制御したりする。実際の応用では、信号入力箇所にセンサ、スイッチ、ボタンなどを接続し、信号出力箇所をソレノイドバルブ、リレーなどに接続し、外部のコンピュータと簡単なハンドシェイク（ｈａｎｄｓｈａｋｅ）通信を行ってもよい。
【００２３】
フィールドプログラマブルゲートアレイ（Ｆｉｅｌｄ−Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ：ＦＰＧＡ）３４は、制御電源（Ｖｃｃ）２２から電力が供給される。フィールドプログラマブルゲートアレイ３４は、サーボモータ４０，５０の回転角度及び回転速度のデータを、デジタル回転角度データ及びデジタル回転速度データに変換した後、マイクロプロセッサユニット３３へ返送して計算処理を行う。また、出力制御モードに応じて、フィールドプログラマブルゲートアレイ３４がプログラムされて設定を変更し、工作機械を異なる操作モードで制御するが、これはよく知られた機能であるため、ここでは詳説しない。
【００２４】
マイクロプロセッサユニット３３は、制御電源（Ｖｃｃ）２２から電力が供給される。マイクロプロセッサユニット３３は、通信インタフェースユニット３１及びフィールドプログラマブルゲートアレイ３４と電気的に接続され、主制御ユニット１０からの速度、位置及びトルク指令データと、フィールドプログラマブルゲートアレイ３４に構築されたサーボモータ４０，５０の回転角度及び回転速度のデータとに基づき、デジタルキャリア信号を計算し、サーボモータ４０，５０の作動を非同期で制御する。
【００２５】
電流制御ユニット３５は、インテリジェントパワーモジュール３５１及び電流センサ（ｃｕｒｒｅｎｔ  ｓｅｎｓｏｒ）３５２を含む。インテリジェントパワーモジュール（Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ  Ｐｏｗｅｒ  Ｍｏｄｕｌｅ：ＩＰＭ）３５１は、主電源２１から交流電流が供給される。インテリジェントパワーモジュール３５１は、マイクロプロセッサユニット３３から出力されたデジタルキャリア電流データを受信すると、電流パワーの増幅処理を行い、電流センサ３５２により電圧信号へ変換し、マイクロプロセッサユニット３３へ返送して処理を行う。
【００２６】
切換ユニット３６は、前述したマイクロプロセッサユニット３３の指令データに基づき、インテリジェントパワーモジュール３５１により切換ユニット３６を接点の何れか１つへ切換え、第１のサーボモータ４０又は第２のサーボモータ５０を作動させる。切換ユニット３６は、第１の接点３６１及び第２の接点３６２を有する切換スイッチである。第１の接点３６１は、第１のサーボモータ４０と接続され、第２の接点３６２は、第２のサーボモータ５０と接続される。切換スイッチには、接触スイッチ又はシリコンコントロールド整流スイッチ（非接触スイッチ）が使用され、同様の効果を得ることができるためここでは詳説しない。
【００２７】
図１〜図３を参照する。図１〜図３は、実際に工作機械を工具マガジンへ応用したときの例であり、第１のサーボモータ４０は、工具マガジンの工具ディスクから工具を取り出すために用い、第２のサーボモータ５０は、工具リリース及び工具交換作業に用いる。工作機械１００のＡＴＣ（Ａｕｔｏ  Ｔｏｏｌ  Ｃｈａｎｇｅｒ）アーム１１０が工具交換を行う場合、主制御ユニット１０からの実行指令（速度、位置、トルク指令データ）により、通信インタフェースユニット３１からマイクロプロセッサユニット３３へ指令データを送信し、マイクロプロセッサユニット３３は、主制御ユニット１０からの速度、位置及びトルク指令データと、フィールドプログラマブルゲートアレイ３４に構築された第１のサーボモータ４０の回転角度及び回転速度データと、に基づいてデジタルキャリア信号を計算し、インテリジェントパワーモジュール３５１によりパワー増幅処理を行い、切換ユニット３６を第１の接点３６１へ切換えて直ちに第１のサーボモータ４０を起動し、工具マガジン１２０の回転により工具を選択する。工具の選択過程では、サーボドライブモジュール３０は、続いて切換ユニット３６を第２の接点３６２へ切換えるように指令し、第２のサーボモータ５０を起動させるが、このときＡＴＣアーム１１０は工具（即ち工具１３０）をリリースし、主軸１４０上の工具１３０がリリースされる際、工具マガジン１２０により工具を選択し、もう一つの工具１５０が下方向へ回転して位置決めされ、工具の交換が完了する。
【００２８】
上述したことから分かるように、前述の実施形態では、１つのサーボドライブモジュール３０を利用するだけで２台以上のサーボモータ４０，５０を制御し、非同期方式で工具の選択、リリース及び交換を行い、工具の交換を迅速に行うことができる。１組のドライブ装置及びサーボモータが使用されていたため、コストが多くかかっていた従来の工作機械の工具マガジン及びＡＴＣアームと異なり、本発明は、製造コスト及び機器コストが少ないだけでなく、機器の数が少ないため組立てが容易である。
【００２９】
サーボドライブモジュール３０は、インテリジェントパワーモジュール３５１を切換ユニット３６と組み合わせ、サーボモータ４０，５０の切換制御を行うが、インテリジェントパワーモジュール３５１に制御機能、ＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  Ｇａｔｅ  Ｂｉｐｏｌａｒ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）スイッチ、保護回路などの機能が整合されているため、小型かつ安価で品質が安定している長所を備え、切換ユニット３６との組み合わせを容易にし、モジュール化により工作機械システム全体の配線を簡素化させることができる。
【００３０】
また、サーボドライブモジュール３０は、ブレーキ回生ユニット（ｒｅｖｉｖｅ  ｂｒａｋｅ  ｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ）３７をさらに含む。ブレーキ回生ユニット３７は、電源ユニット２０の出力端に取り付けられ、サーボモータ４０，５０が減速状態で操作されると、充電原理を利用して電源ユニット２０へ電流を返送し、充電及び節電の機能を得て環境を保護することができる。
【００３１】
ここで図２の実施形態が示すように、１つのサーボドライブモジュール３０は、２つのサーボモータ４０，５０を制御し、工具マガジンのそれぞれを駆動して工具を選択するとともに、ＡＴＣアームにより工具のリリース及び交換を行う。図４に示すように、多軸工作機械の必要に応じ、様々な種類の機器と組み合わせて利用するために、１つのサーボドライブモジュール３０を使用して３つのサーボモータ４０，５０，６０又はそれ以上のサーボモータを制御することにより、工作機械を多軸制御し、製造工程を簡素化してコストを減らし、これにより製造コスト及び使用コストを大幅に減らす。
【００３２】
上述したことから分かるように、１台で複数台のモータを駆動するサーボドライブ装置の場合、電源モジュールの拡充によりコストが増えて占有体積が増大する問題が生じた従来技術と異なり、本発明のサーボモータドライブ装置は、マイクロプロセッサユニットの指令データに基づき、インテリジェントパワーモジュールにより切換ユニットを制御して複数台のサーボモータをそれぞれ駆動するため、電源の拡充が必要無い上、製造コスト及び体積を大幅に減らし、１台のサーボドライブ装置により複数台のサーボモータを制御することができる。また、電源ユニットの出力端に取り付けられたブレーキ回生ユニットにより、サーボモータが減速状態で操作されたときに、充電原理を利用して電源ユニットへ電流を返送することにより、省エネを達成して環境を保護することができる。
【００３３】
当該分野の技術を熟知するものが理解できるように、本発明の好適な実施形態を前述の通り開示したが、これらは決して本発明を限定するものではない。本発明の主旨と領域を逸脱しない範囲内で各種の変更や修正を加えることができる。従って、本発明の特許請求の範囲は、このような変更や修正を含めて広く解釈されるべきである。
【符号の説明】
【００３４】
１０  主制御ユニット
２０  電源ユニット
２１  主電源
２２  制御電源
３０  サーボドライブモジュール
３１  通信インタフェースユニット
３２  入力／出力ユニット
３３  マイクロプロセッサユニット
３４  フィールドプログラマブルゲートアレイ
３５  電流制御ユニット
３６  切換ユニット
３７  ブレーキ回生ユニット
４０  第１のサーボモータ
５０  第２のサーボモータ
６０  第３のサーボモータ
１００  工作機械
１１０  ＡＴＣアーム
１２０  工具マガジン
１３０  工具
１４０  主軸
１５０  工具
３１１  ユニバーサルシリアルバス
３１２  ＲＳ２３２Ｃシリアルポート
３１３  ＲＳ４８５シリアルポート
３１４  ＲＳ４２２シリアルポート
３２１  端部
３５１  インテリジェントパワーモジュール
３５２  電流センサ
３６１  第１の接点
３６２  第２の接点
【図１】
2015231255.tif 000003
【図２】
2015231255.tif 000004
【図３】
2015231255.tif 000005
【図４】
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