[发明专利]数控驱动系统

说明书

技术领域

本发明涉及数控驱动系统，特别涉及具备下述部分的数控驱动系统，即具有：驱动电动机的伺服驱动单元及主轴驱动单元等的驱动单元；向这样2台以上的驱动单元输出驱动所述电动机的控制指令的数控装置；将交流电变换成直流电、同时将该直流电供给所述2台以上驱动单元的电动机驱动用功率变换装置。

背景技术

图16表示以往的数控(以下，记作NC)驱动系统的构造。在该图16中，41是交流电源，42是交流电抗器，43是电动机驱动用功率变换装置，44是主轴驱动单元，45是由主轴驱动单元44驱动的主轴电动机、46是伺服驱动单元、47是由伺服驱动单元46驱动的伺服电动机，48是NC装置，49是总线。又，50是交直流变换电路，51是二极管，52是电源模块，53是滤波电容。

在电动机驱动用功率变换装置43中，通过二极管51将从交流电源41通过交流电抗器42而输入的交流电(L1，L2，L3)整流成直流电，再将利用滤波电容53滤波后的直流电源电压VP、VN提供给主轴驱动单元44及伺服驱动单元46。主轴驱动单元44以及伺服驱动单元46输入直流电源电压VP、VN，并且根据来自NC装置48的位置指令，驱动主轴电动机45以及伺服电动机47。

在交直流变换电路50中，伺服电动机47或主轴电动机45在加速时，进行动力运行的情况下，利用二极管51将交流电整流成直流电，提供电力。又，伺服电动机47或主轴电动机45在减速时，进行再生的情况下，电源模块52进行开关动作，使该电力返回到交流电源41。

近年来，随着机床效率的提高以及技术的发展，要求缩短快速进给时加减速的时间常数以及循环时间，而且要求加减速时更大的转矩(电流)，伺服驱动单元以及主轴驱动单元不断提高增益。

对于向伺服驱动单元以及主轴驱动单元供给电源的电动机驱动用功率变换装置，上述的高转矩及高增益造成过大电流的热负荷以及功率循环这样苛刻的使用条件，为了解决二极管以及电源模块发热问题，采取了增大电动机驱动用功率变换装置的容量大小等相应措施，故存在体积变大以及成本升高的问题。

又，图17是特开昭61-85085号公报所记载的以往的交流电动机的调速控制装置系统图。在该图中，61是驱动鼓风机、泵等负载的电动机，62是安装在电动机61上用来检测电动机61的转速的位置传感器，63是使电动机61调速运行的交流调速驱动装置，其1次侧通过电流互感器64与交流电源连接。又，65是连接在电流互感器64的2次侧上并且当交流调速驱动装置63的1次侧电流值超过额定值运行或加速时为了保护电动机而停止交流调速驱动装置63动作的过电流继电器，66是设定速度基准的速度基准控制装置。又，67是电流比较控制装置，它根据通过电流互感器64供给交流调速驱动装置63的输入电流以及从位置传感器62输入的电动机的转速，将输入电流与预先设定的电流限定值进行比较运算，并将控制信号送至速度基准控制装置66的电流比较控制装置。

在随着转速变化而冷却效果发生变化的自冷式电动机中，随着转速变化，冷却效果发生变化，根据电动机的耐热能力而受到限制的电流值发生变化。以往的交流电动机的调速控制装置根据对应于转速的冷却效果以及热耐量的关系，设定整个调速区域额定运行时的电流极限值以及加速时的电流极限值，在额定运行情况下，输入电流达到额定运行时的电流极限值时，则通过减小电动机的转速以降低输入电流，另外在加速运行情况下，输入电流到达额定运行时的电流极限值时，通过限制输入电流的增加以暂时中断加速，通过这样，不停止电动机而使电动机在规定的电流极限值内运行。

在上述以往的交流电动机调速控制装置中，当交流调速驱动装置的输入电流超过额定值时，是通过过电流继电器停止运行以保护电动机，或者将交流调速驱动装置的输入电流与预先设定的电流极限值进行比较运算，当输入电流达到电流极限值时，通过降低输入电流，或者通过限制输入电流的增加，由此，对于调速控制装置本身进行保护，使得不停止电动机而进行过热保护，但如图16所示，对于由驱动主轴电动机45的主轴驱动单元44或者驱动伺服电动机47的伺服驱动单元46等构成的整个NC驱动系统存在的问题，即使主轴驱动单元44或伺服驱动单元46小于允许电流时，也不能够判断作为整个NC驱动系统是否为过电流状态。

本发明为了解决上述问题，目的在于提供一种NC驱动系统，它即使在高速及高加速驱动中，也能够以以往的电动机驱动用功率变换装置的容量大小稳定地进行电动机控制。

发明内容