(57)【要約】【課題】回生保護電圧による過電圧トリップが発生しにくく、回生エネルギー効率のよいサーボモータ制御システムを提供する。【解決手段】ＤＣ電源１には、モータ駆動装置１０，２０が並列に接続され、モータ駆動装置１０，２０は、ダイオード１２，２２を介して電力を充電する充電手段１３，２３と、充電手段１３，２３の電圧を直接出力するＤＣリンク端子１１ａ，２１ａとを備えてサーボモータ１５，２５を制御する。そして、複数のＤＣリンク端子１１ａ，２１ａは、並列に接続されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＤＣ電源に複数台のモータ駆動装置が並列に接続され、前記モータ駆動装置は、ダイオードを介して電力を充電する充電手段と、充電手段の電圧を直接出力するＤＣリンク端子とを備えてサーボモータを制御し、複数の前記ＤＣリンク端子を並列に接続したことを特徴とするサーボモータ制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、部品実装機など複数軸のサーボモータを制御するサーボモータ制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
サーボモータ駆動装置は、瞬時に高トルクを出力して位置指令量に素早く追従することで高精度な位置決めを実現できるため、自動化生産設備に多く用いられている。また、モータの小型化が可能になり、ステッピングモータの代用として、ＤＣ電源で駆動可能な小出力レンジのサーボモータが使用されるケースが増えている。
【０００３】
一方、モータの回生エネルギーにより上昇するＤＣリンク電圧の上限値を高く設定でき、これによりＤＣリンクに接続される蓄電部に充電するエネルギーを大きくすることが可能、かつ回生エネルギーの再利用効率のよいコンバータ装置、並びにＤＣリンク電圧の制御方法を提供するため、ＤＣリンクに生じるＤＣリンク電圧を監視する電圧検出部と、モータの減速に伴ってＤＣリンク電圧の検出値が所定の上限電圧を超えた場合に、蓄電部への充電を停止する充電停止部とを備えたコンバータ装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
図２に具体例を示す。充電手段３３は、ＤＣ電源からの電力を充電する。モータ制御手段３４は、充電手段３３の出力電圧を交流変換してモータ３５に供給する。モータ３５には位置検出手段３６が搭載されており、モータ制御手段３４は、位置検出手段３６の出力信号を基に、モータ３５が所定の位置になるようにモータ電流を制御している。回生電圧検出手段３７は、充電手段３３の出力電圧を分圧抵抗器にて検出し、検出電圧と所定電圧（回生保護電圧）を比較しながら常に充電手段３３の出力電圧を監視している。モータ制動時にモータの回生エネルギーにより充電手段３３の出力電圧が上昇し回生保護電圧レベルを越えると、トランジスタをＯＮして回生抵抗３８に電流を流し、回生電力を熱に変換して電圧上昇を抑える。ダイオード３２は、ＤＣ電源と極性を逆に接続した時に異常な逆電圧が回路に印加されることを防止している。
【特許文献１】特開２００６−５４９４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、図２のような構成のサーボモータ制御装置では、近年増えてきた電圧保護機能を搭載したＤＣ電源と組み合わせて使用する場合に、回生保護電圧をＤＣ電源の出力電圧とほぼ同等に設定しないと、ＤＣ電源の過電圧トリップ保護が作動してしまうという問題があった。
【０００６】
一方、回生保護電圧をＤＣ電源の出力電圧とほぼ同等に設定すると、頻繁に回生抵抗器がＯＮするために、非常にエネルギー効率の悪い運転になっていた。
【０００７】
本発明は上記従来の課題を解決するものであり、回生保護電圧による過電圧トリップが発生しにくく、回生エネルギー効率のよいサーボモータ制御システム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】
【０００８】
上記課題を解決するために本発明は、ＤＣ電源に複数台のモータ駆動装置が並列に接続され、前記モータ駆動装置は、ダイオードを介して電力を充電する充電手段と、充電手段
の電圧を直接出力するＤＣリンク端子とを備えてサーボモータを制御し、複数の前記ＤＣリンク端子を並列に接続したものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の請求項１に記載のサーボシステムによれば、モータ制動時の回生エネルギーがＤＣ電源にフィードバックされないため、ＤＣ電源の過電圧トリップ保護が作動することを防ぐことができる。
【００１０】
また、複数のモータ制御装置のＤＣリンク端子間を並列に接続することで、システム全体としての充電能力を高めることができ、かつ回生エネルギーを他軸の加速エネルギーとして利用することが可能になるため、回生エネルギーを放電するための回生抵抗器が不要となり、エネルギー効率の良い運転が実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明のサーボモータ制御システムは、ＤＣ電源に複数台のモータ駆動装置が並列に接続され、前記モータ駆動装置は、ダイオードを介して電力を充電する充電手段と、充電手段の電圧を直接出力するＤＣリンク端子とを備えてサーボモータを制御し、複数の前記ＤＣリンク端子を並列に接続したものである。以下、図面を参照しながら説明する。
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１におけるサーボモータ制御システムのブロック図で、１つのＤＣ電源に２台（複数）のモータ制御装置およびサーボモータを接続したものである。
【００１２】
図１において、ＤＣ電源１には、２台のモータ制御装置１０およびモータ制御装置２０を並列に接続しており、各モータ制御装置１０（２０）は、ＤＣ電源接続端子１１（２１）と、ＤＣリンク端子１１ａ（２１ａ）と、ダイオード１２（２２）、充電手段としての電解コンデンサ１３（２３）、モータ制御手段１４（２４）を備えている。
【００１３】
モータ制御手段１４（２４）には、サーボモータ１５（２５）が接続され、サーボモータ１５（２５）の位置検出手段１６（２６）の位置情報に基づき、サーボモータ１５（２５）を位置制御する。
【００１４】
ＤＣ電源１から供給される電力は、ＤＣ電源接続端子１１，２１に接続され、ダイオード１２，２２を介して充電手段１３，２３に充電される。また、ＤＣリンク端子１１ａ，２１ａには充電手段１３，２３の電圧が出力されており、モータ制御装置１０，２０のＤＣリンク端子１１ａと２１ａとは、並列に接続されている。
【００１５】
モータ制御手段１４（２４）は、サーボモータ１５（２５）に電力を供給するためのインバータ部とその制御手段を含んでおり、サーボモータ１５（２５）に搭載された位置検出手段としてのロータリーエンコーダ１６（２６）の情報に基づいて、各サーボモータが所定の位置になるように制御する。
【００１６】
このように構成されたサーボモータ制御システムにおいて、サーボモータ１５の加減速運転を行った場合に、モータ制動時の回生エネルギーはモータ制御手段１４のインバータ部を経由して充電手段１３にフィードバックされ充電されるが、ダイオード１２により逆電流は遮断されＤＣ電源１にはフィードバックされない。
【００１７】
回生エネルギーをＥ、充電手段１３の電圧上昇分をΔＶ、モータ制御装置１０の充電手段１３の出静電容量をＣ１、モータ制御装置２０の充電手段２３の出静電容量をＣ２とすると、その関係は、Ｃ＝Ｃ１＋Ｃ２（式１）およびＥ＝０．５×Ｃ×ΔＶ×ΔＶ（式２）で表される。
【００１８】
式１から、モータ制御装置１０のＤＣリンク端子１１ｂとモータ制御装置２０のＤＣリンク端子２１ｂを並列接続することで見かけ上の静電容量Ｃが大きくなる。また、この見かけ上の静電容量Ｃが大きくなると、式２から、回生エネルギーＥによる電圧上昇分ΔＶを抑制できることがわかる。
【００１９】
実施の形態１は、モータ制御装置が２台の例であるが、モータ制御装置をさらに増やして各ＤＣリンク端子を並列接続すれば、全体の静電容量Ｃはさらに大きくなり、かつ、回生エネルギーを他軸の運転の加速エネルギーに流用できるので、電圧上昇分ΔＶの抑制効果をさらに高めることができる。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
本発明のサーボモータ制御システムは、上位コントローラと組み合わせて位置制御を行うＦＡ用途などに有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施の形態１におけるサーボモータ制御システムのブロック図
【図２】従来例におけるサーボモータのブロック図
【符号の説明】
【００２２】
１０，２０  モータ制御装置
１１，２１  ＤＣ電源接続端子
１１ａ，２１ａ  ＤＣリンク端子
１２，２２  ダイオード
１３，２３  充電手段（電解コンデンサ）
１４，２４  モータ制御手段
１５，２５  サーボモータ
１６，２６  位置検出手段（ロータリーエンコーダ）
【図１】
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【図２】
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