專利名稱：伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置及伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置及其驅(qū)動(dòng)方法，由順變電路將交流電源變換為直流電，然后進(jìn)一步由逆變電路將該直流電變換為交流電并提供給伺服電動(dòng)機(jī)來驅(qū)動(dòng)該伺服電動(dòng)機(jī)。特別是涉及對(duì)設(shè)置在可動(dòng)機(jī)構(gòu)的，向可動(dòng)機(jī)構(gòu)提供動(dòng)力的多個(gè)伺服電動(dòng)機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置及其驅(qū)動(dòng)方法。
背景技術(shù)：
圖1是驅(qū)動(dòng)多個(gè)伺服電動(dòng)機(jī)的現(xiàn)有裝置的說明圖。多個(gè)伺服電動(dòng)機(jī)5、5’、...、5”分別與逆變裝置2、2’、...、2”相連接，各個(gè)逆變裝置2、2’、...、2”從三相交流電源1接收電力。
各個(gè)逆變裝置2、2’、...、2”在由各自的順變電路3、3’、...、3”把由三相交流電源所提供的交流電變換為直流電后，進(jìn)一步由(例如，PWM控制電路)逆變控制部(沒有圖示)控制各個(gè)逆變電路4、4’、...、4”把被變換的直流電分別變換為具有希望的頻率及電壓的三相交流電來分別提供給各個(gè)伺服電動(dòng)機(jī)5、5’、...、5”。
圖2是圖1所示的逆變裝置2、2’、...、2”的現(xiàn)有例子。在圖2中只表示逆變裝置2的結(jié)構(gòu)，雖然省略了其他逆變裝置2’、...、2”的結(jié)構(gòu)，但是這些逆變裝置2、2’、...、2”具有全部相同的結(jié)構(gòu)。
順變電路3具備橋電路，由動(dòng)力元件(例如晶體(三極)管等)T31～T36以及與這些動(dòng)力元件逆并聯(lián)連接的二極管D31～D36組成；和蓄電部(例如電容器)，在平滑順變電路3的輸出的同時(shí)，存儲(chǔ)在使電動(dòng)機(jī)5減速或停止時(shí)由電動(dòng)機(jī)5的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的再生電力。
當(dāng)電動(dòng)機(jī)5動(dòng)力運(yùn)行時(shí)，順變電路3通過二極管D31～D36對(duì)由三相交流電源1提供的交流電進(jìn)行全波整流變換為直流電。另一方面，當(dāng)電動(dòng)機(jī)5再生時(shí)，通過再生控制部31與三相交流電源2的相位同步地驅(qū)動(dòng)動(dòng)力元件T31～T36，可以對(duì)電源1再生再生電力。
逆變電路4由晶體(三極)管T41～T46以及與這些晶體(三極)管并聯(lián)連接的二極管D41～D46構(gòu)成橋電路。然后，通過這些晶體(三極)管T41～T46的ON/OFF例如由晶體(三極)管PWM控制電路等逆變控制部(沒有圖示)進(jìn)行控制，來產(chǎn)生具有希望的電壓以及頻率的交流電壓信號(hào)，并通過向電動(dòng)機(jī)5提供該交流電壓信號(hào)來進(jìn)行電動(dòng)機(jī)5的速度控制。
圖3是圖1所示的逆變裝置2、2’、...、2”的其他的現(xiàn)有例子。與圖2一樣只表示逆變裝置2的結(jié)構(gòu)而省略其他逆變裝置2’、...、2”的結(jié)構(gòu)。
圖3所示的逆變裝置1的順變電路3使用由二極管D31～D36組成的三相二極管橋電路來代替由動(dòng)力元件以及與動(dòng)力元件逆并聯(lián)連接的二極管組成的橋電路來對(duì)供給電壓進(jìn)行全波整流。而且，順變電路3的輸出端之間由再生電阻R相連接，在電動(dòng)機(jī)5再生時(shí)，通過使晶體(三極)管T37為ON經(jīng)由再生電阻R流動(dòng)電流，由此將再生能量轉(zhuǎn)換為熱能進(jìn)行消耗(這稱為電阻再生)。
如此，在現(xiàn)有的驅(qū)動(dòng)多個(gè)伺服電動(dòng)機(jī)5的伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置中，對(duì)于每一臺(tái)伺服電動(dòng)機(jī)5，要分別設(shè)置一臺(tái)具有順變電路3及逆變電路4的逆變裝置2來驅(qū)動(dòng)伺服電動(dòng)機(jī)。
在日本公開專利公報(bào)2002-113737號(hào)中公開了一種逆變裝置，由一個(gè)順變電路對(duì)分別驅(qū)動(dòng)多個(gè)伺服電動(dòng)機(jī)的多個(gè)逆變電路提供直流電。

發(fā)明內(nèi)容
但是，在上述圖1及圖2所示的電源再生方式的逆變裝置2中，由一臺(tái)逆變裝置2驅(qū)動(dòng)一臺(tái)伺服電動(dòng)機(jī)5，此外為了使伺服電動(dòng)機(jī)5的再生能量返回到電源，需要將該再生能量從逆變裝置2中取出一次。因此，存在在順變電路3的動(dòng)力元件及電源線中產(chǎn)生能量損失，再生能量的再利用效率低的問題。此外，由于驅(qū)動(dòng)伺服電動(dòng)機(jī)5的電力幾乎都是經(jīng)由順變電路從電源取出，因此存在順變電路部分大型化的問題。
另外，在上述圖3所示的電阻再生方式的逆變裝置2中，伺服電動(dòng)機(jī)5的再生能量以熱能的方式被消耗掉。因此，存在的問題為不能再利用再生能量，同時(shí)為了避免由過剩的通電電流引起的再生電阻R的熱破壞無法提高再生時(shí)順變電路輸出端之間的電壓，存在設(shè)計(jì)上的制約。
而且，在上述日本公開專利公報(bào)2002-113737號(hào)中記述的逆變裝置可以不把再生動(dòng)作時(shí)由電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的再生能量返回到電源，而由動(dòng)力運(yùn)行中的其他的電動(dòng)機(jī)來消耗。但是，這種再生能量的再利用方式只局限于在某個(gè)電動(dòng)機(jī)動(dòng)力運(yùn)行時(shí)有其他電動(dòng)機(jī)暫時(shí)進(jìn)行再生動(dòng)作的情況，而在其他情況下則進(jìn)行上述圖1及圖3所示的電阻再生。因此，再生能量的再利用是非常有限的。
鑒于以上問題，本發(fā)明的目的在于發(fā)明一種可以提高伺服電動(dòng)機(jī)的再生能量的再利用效率的，驅(qū)動(dòng)多個(gè)伺服電動(dòng)機(jī)的伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置以及伺服電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)方法，為了達(dá)成上述目的，在本發(fā)明中，具備分別對(duì)各個(gè)伺服電動(dòng)機(jī)提供交流電的多個(gè)逆變電路和通用地向這些逆變電路提供電源的順變電路來構(gòu)成伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，在對(duì)某一伺服電動(dòng)機(jī)給予加速指令時(shí)，同時(shí)對(duì)另外某一伺服電動(dòng)機(jī)給予減速指令。
即，涉及本發(fā)明第一方式的伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置是被設(shè)置在由至少包含第1伺服電動(dòng)機(jī)和第伺服2電動(dòng)機(jī)的多個(gè)伺服電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力的可動(dòng)機(jī)構(gòu)中的，驅(qū)動(dòng)各個(gè)伺服電動(dòng)機(jī)的伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，其具備分別向這些多個(gè)伺服電動(dòng)機(jī)提供交流電的多個(gè)逆變電路；通用地對(duì)這些多個(gè)逆變電路提供電源的順變電路；和逆變控制部，分別同時(shí)地將對(duì)應(yīng)第1伺服電動(dòng)機(jī)的加速指令和對(duì)應(yīng)第2伺服電動(dòng)機(jī)的減速指令給予分別與這些伺服電動(dòng)機(jī)相對(duì)應(yīng)的各個(gè)逆變電路。
較為理想的是將這些第1以及第2伺服電動(dòng)機(jī)設(shè)置在可動(dòng)機(jī)構(gòu)中以使其中一方的轉(zhuǎn)矩經(jīng)由上述可動(dòng)機(jī)構(gòu)傳到另一方。
另外，可以由在逆變控制部上運(yùn)行的程序來生成對(duì)應(yīng)第1伺服電動(dòng)機(jī)的加速指令以及對(duì)應(yīng)第2伺服電動(dòng)機(jī)的減速指令，并給予逆變控制部。
另外更為理想的是，上述逆變控制部至少在給予對(duì)應(yīng)第2伺服電動(dòng)機(jī)的減速指令的期間，同時(shí)給予對(duì)應(yīng)第1伺服電動(dòng)機(jī)的加速指令。
此外，上述逆變控制部可以控制分別與第1伺服電動(dòng)機(jī)及第2伺服電動(dòng)機(jī)相對(duì)應(yīng)的逆變電路，使各個(gè)電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩反向作用于可動(dòng)機(jī)構(gòu)。
上述可動(dòng)機(jī)構(gòu)例如可以是沖壓機(jī)構(gòu)。這時(shí)，在該沖壓機(jī)構(gòu)的沖壓軸用伺服電動(dòng)機(jī)使用上述第1伺服電動(dòng)機(jī)，緩沖用伺服電動(dòng)機(jī)使用上述第2伺服電動(dòng)機(jī)。
上述可動(dòng)機(jī)構(gòu)也可以是纜繩卷繞機(jī)構(gòu)。這時(shí)，在纜繩卷繞機(jī)構(gòu)的卷繞用伺服電動(dòng)機(jī)使用上述第1伺服電動(dòng)機(jī)，在纜繩輸出用伺服電動(dòng)機(jī)使用上述第2伺服電動(dòng)機(jī)。
上述可動(dòng)機(jī)構(gòu)也可以是應(yīng)用于印刷裝置的印刷材料卷繞機(jī)構(gòu)。這時(shí)，在該印刷材料卷繞機(jī)構(gòu)的卷繞用伺服電動(dòng)機(jī)使用上述第1伺服電動(dòng)機(jī)，在輸出用伺服電動(dòng)機(jī)使用上述第2伺服電動(dòng)機(jī)。
另外，涉及本發(fā)明第2方式的伺服電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)方法至少對(duì)于第1伺服電動(dòng)機(jī)及第2伺服電動(dòng)機(jī)分別同時(shí)地使其進(jìn)行該第1伺服電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力運(yùn)行和第2伺服電動(dòng)機(jī)的再生動(dòng)作，上述第1伺服電動(dòng)機(jī)和第2伺服電動(dòng)機(jī)分別由各個(gè)逆變電路來提供電力對(duì)可供機(jī)構(gòu)提供動(dòng)力，上述各個(gè)逆變電路由通用的順變電路提供電力。這時(shí)，可以使第1伺服電動(dòng)機(jī)以及第2伺服電動(dòng)機(jī)的各個(gè)轉(zhuǎn)矩相互相反地作用于可動(dòng)機(jī)構(gòu)。


本發(fā)明的上述內(nèi)容和其他目的及特征，可以通過參照附圖及閱讀以下所示的最佳實(shí)施例來理解得更加清楚。
圖1是驅(qū)動(dòng)多個(gè)伺服電動(dòng)機(jī)的現(xiàn)有裝置的說明圖。
圖2是圖1所示的逆變裝置的現(xiàn)有例子。
圖3是圖1所示的逆變裝置的其他現(xiàn)有例子。
圖4是構(gòu)成涉及本發(fā)明實(shí)施例的伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的逆變裝置的概略結(jié)構(gòu)圖。
圖5是圖4所示的逆變裝置的順變電路的概略結(jié)構(gòu)圖。
圖6是圖4所示的逆變裝置的逆變電路的概略結(jié)構(gòu)圖。
圖7是把由涉及本發(fā)明實(shí)施例的伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)的伺服電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力提供給可動(dòng)裝置時(shí)的說明圖。
圖8是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例來提供動(dòng)力的沖壓機(jī)構(gòu)的概略結(jié)構(gòu)圖。
圖9是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例來提供動(dòng)力的卷繞機(jī)構(gòu)的概略結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式
下面，參照附圖詳細(xì)地說明本發(fā)明的最佳實(shí)施例。圖4是構(gòu)成涉及本發(fā)明實(shí)施例的伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的逆變裝置的概略結(jié)構(gòu)圖。
如圖所示，逆變裝置2具備一個(gè)順變電路3，由順變電路3提供通用的直流電的多個(gè)逆變電路4、4’、...、4”。順變電路3經(jīng)由電抗線圈8把由三相交流電源1提供的交流電變換為直流電并輸出到其輸出端O1及O2。
逆變電路4、4’、...、4”各自的一方輸入端I1、I1’、...、I1”與輸出端O1相連接，另一方輸入端I2、I2’、...、I2”與輸出端O2相連接。
由此，由順變電路3提供各自直流電的各個(gè)逆變電路4、4’、...、4”(例如PWM控制電路等)由逆變控制部6控制，分別將該直流電變換為具有希望的頻率及電壓的三相交流電，然后將改交流電分別提供給各個(gè)伺服電動(dòng)機(jī)5、5’、...、5”。
各個(gè)伺服電動(dòng)機(jī)5、5’、...、5”的驅(qū)動(dòng)軸與作為這些伺服電動(dòng)機(jī)5、5’、...、5”的驅(qū)動(dòng)對(duì)象的可動(dòng)機(jī)構(gòu)(沒有圖示)相連接，并向這些可動(dòng)結(jié)構(gòu)提供動(dòng)力。
圖5是圖4所示的逆變裝置2的順變電路3的概略結(jié)構(gòu)圖。順變電路3具有和圖2所示的順變電路3同樣的結(jié)構(gòu)。即，具備橋電路，由動(dòng)力元件(例如晶體(三極)管等)T31～T36以及與這些動(dòng)力元件逆并聯(lián)連接的二極管D31～D36組成；蓄電部C(例如電容器)，在平滑順變電路3的輸出的同時(shí)儲(chǔ)存電動(dòng)機(jī)5的再生電力；和再生控制部31，與三相交流電源1的相位同步地驅(qū)動(dòng)動(dòng)力元件T31～T36對(duì)電源1再生再生電力。這些各部分的動(dòng)作因?yàn)榕c圖2所示的順變電路3的情況一樣，所以省略詳細(xì)說明。
圖6是圖4所示的逆變裝置2的逆變電路4的概略結(jié)構(gòu)圖。逆變電路4也具有與圖2所示的逆變電路4相同的結(jié)構(gòu)。即，由晶體(三極)管T41～T46及與這些動(dòng)力元件逆并聯(lián)連接的二極管D41～D46構(gòu)成的橋電路構(gòu)成。此外，在圖6中只表示了逆變電路4的結(jié)構(gòu)，雖然省略了其他逆變電路4’、...、4”的結(jié)構(gòu)，但其他的逆變電路全部具有與逆變電路4相同的結(jié)構(gòu)。
逆變控制部6是一種由微型電子計(jì)算機(jī)或其他處理裝置來實(shí)現(xiàn)的控制電路(例如晶體(三極)管PWM控制電路)，通過這些在微型計(jì)算機(jī)等處理裝置上運(yùn)行的程序來生成逆變電路4的晶體(三極)管T41～T46的ON/OFF切換信號(hào)。而且，通過把作為該ON/OFF切換信號(hào)的逆變控制信號(hào)提供給各個(gè)逆變電路4、4’、...、4”來產(chǎn)生具有希望的電壓及頻率的交流電壓信號(hào)，通過將該交流電壓信號(hào)提供給各個(gè)伺服電動(dòng)機(jī)5、5’、...、5”來進(jìn)行這些電動(dòng)機(jī)的速度控制。因此，在這里將逆變控制信號(hào)(晶體(三極)管T41～T46的ON/OFF切換信號(hào))作為對(duì)應(yīng)各個(gè)伺服電動(dòng)機(jī)5、5’、...、5”的加速信號(hào)及減速信號(hào)。
而且，逆變控制部6在把對(duì)應(yīng)某一伺服電動(dòng)機(jī)或者對(duì)應(yīng)規(guī)定的伺服電動(dòng)機(jī)(例如伺服電動(dòng)機(jī)5)的加速指令給予給對(duì)應(yīng)該伺服電動(dòng)機(jī)設(shè)置的逆變電路(例如逆變電路4)時(shí)，必定在同時(shí)把對(duì)應(yīng)其他某一伺服電動(dòng)機(jī)或者對(duì)應(yīng)其他規(guī)定的伺服電動(dòng)機(jī)(例如伺服電動(dòng)機(jī)5’)的減速指令給予給對(duì)應(yīng)該伺服電動(dòng)機(jī)設(shè)置的逆變電路(例如逆變電路4’)。
或者，逆變控制部6至少在把對(duì)應(yīng)某一伺服電動(dòng)機(jī)或者對(duì)應(yīng)規(guī)定的伺服電動(dòng)機(jī)(例如伺服電動(dòng)機(jī)5)的加速指令給予給對(duì)應(yīng)該伺服電動(dòng)機(jī)設(shè)置的逆變電路(例如逆變電路4)的期間，必定在同時(shí)把對(duì)應(yīng)其他某一伺服電動(dòng)機(jī)或者對(duì)應(yīng)其他規(guī)定的伺服電動(dòng)機(jī)(例如伺服電動(dòng)機(jī)5’)的減速指令給予給對(duì)應(yīng)該伺服電動(dòng)機(jī)設(shè)置的逆變電路(例如逆變電路4’)。
通過逆變控制部6這樣進(jìn)行動(dòng)作，例如在上述的例子當(dāng)中，在由根據(jù)減速指令而減速了(或者，發(fā)生了減速轉(zhuǎn)矩或者進(jìn)入了再生動(dòng)作)的伺服電動(dòng)機(jī)5’產(chǎn)生再生能量時(shí)，必定存在根據(jù)加速指令進(jìn)行加速(或者，發(fā)生了加速轉(zhuǎn)矩或者進(jìn)入了動(dòng)力運(yùn)行)的其他的伺服電動(dòng)機(jī)5。
此時(shí)，由伺服電動(dòng)機(jī)5’產(chǎn)生的再生能量不經(jīng)由順變電路3而直接由逆變電路4從逆變電路4’接收，并用于伺服電動(dòng)機(jī)5。由此，通過在逆變裝置2內(nèi)進(jìn)行再生能量的收授來提高再生能量的利用率上升。
在這里，伺服電動(dòng)機(jī)5作為涉及本發(fā)明的第一伺服電動(dòng)機(jī)，伺服電動(dòng)機(jī)5’則作為涉及本發(fā)明的第2伺服電動(dòng)機(jī)。
圖7是把由涉及本發(fā)明實(shí)施例的伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置2驅(qū)動(dòng)的伺服電動(dòng)機(jī)5、5’的動(dòng)力提供給可動(dòng)機(jī)構(gòu)7時(shí)的說明圖。
如圖所示，伺服電動(dòng)機(jī)5被設(shè)置在可動(dòng)機(jī)構(gòu)7中以使其驅(qū)動(dòng)軸產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩施加在可動(dòng)機(jī)構(gòu)7的第1可動(dòng)部件71上，另一方面，伺服電動(dòng)機(jī)5被設(shè)置在可動(dòng)裝置7中以使其驅(qū)動(dòng)軸產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩施加在可動(dòng)機(jī)構(gòu)7的第2可動(dòng)部件72上。
然后，這些第1可動(dòng)部件71和第2可動(dòng)部件72通過傳導(dǎo)部件73連接，由伺服電動(dòng)機(jī)5施加在第1可動(dòng)部件71的轉(zhuǎn)矩經(jīng)由傳導(dǎo)部件73及第2可動(dòng)部件72傳導(dǎo)到伺服電動(dòng)機(jī)5’的驅(qū)動(dòng)軸，由伺服電動(dòng)機(jī)5’施加在第2可動(dòng)部件的轉(zhuǎn)矩經(jīng)由傳導(dǎo)部件73及第1可動(dòng)部件71傳導(dǎo)到伺服電動(dòng)機(jī)5的驅(qū)動(dòng)軸。
而且，逆變控制部6對(duì)逆變電路4及4’提供逆變控制信號(hào)，以使第1伺服電動(dòng)機(jī)5波及到第1可動(dòng)部件71、第2可動(dòng)部件72及傳導(dǎo)部件73的力的方向與第2伺服電動(dòng)機(jī)5’波及到第1可動(dòng)部件71、第2可動(dòng)部件72及傳導(dǎo)部件73上的力的方向相反。即，逆變控制部6使第1伺服電動(dòng)機(jī)5及第2伺服電動(dòng)機(jī)5’產(chǎn)生的各個(gè)轉(zhuǎn)矩反向作用于可動(dòng)機(jī)構(gòu)7。
如上述那樣，將伺服電動(dòng)機(jī)5、5’設(shè)置在可動(dòng)機(jī)構(gòu)7中，并且逆變控制部6如上述那樣控制逆變電路4及4’，由此可以控制各個(gè)電動(dòng)機(jī)以使在第1伺服電動(dòng)機(jī)5及第2伺服電動(dòng)機(jī)5’中的任意一方進(jìn)行再生動(dòng)作時(shí)，另一方進(jìn)行動(dòng)力運(yùn)行。
例如，考慮第1可動(dòng)部件71、第2可動(dòng)部件72及傳導(dǎo)部件73沿著第1伺服電動(dòng)機(jī)5產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩施加的力的方向進(jìn)行運(yùn)動(dòng)的情況。
這時(shí)，因?yàn)榈?伺服電動(dòng)機(jī)5的驅(qū)動(dòng)軸產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩的方向與其旋轉(zhuǎn)方向一致，所以第1伺服電動(dòng)機(jī)5為動(dòng)力運(yùn)行狀態(tài)。此外，由逆變控制部6給予給逆變電路4的逆變控制信號(hào)為對(duì)應(yīng)第1伺服電動(dòng)機(jī)5的加速指令。另一方面，在第2伺服電動(dòng)機(jī)5’中，因?yàn)槠潋?qū)動(dòng)軸產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩的方向與其旋轉(zhuǎn)方向相反，所以第2伺服電動(dòng)機(jī)5’為再生動(dòng)作狀態(tài)，產(chǎn)生再生能量。此外，由逆變控制部6給予給逆變電路4’的逆變控制信號(hào)為對(duì)應(yīng)第2伺服電動(dòng)機(jī)5’的減速指令。
相反，在第1可動(dòng)部件71、第2可動(dòng)部件72及傳導(dǎo)部件73沿著第2伺服電動(dòng)機(jī)5’產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩施加的力的方向進(jìn)行運(yùn)動(dòng)的情況下，與上述相反，第1伺服電動(dòng)機(jī)5為再生動(dòng)作狀態(tài)，第2伺服電動(dòng)機(jī)5’為動(dòng)力運(yùn)行狀態(tài)。
如上述那樣，將伺服電動(dòng)機(jī)5、5’設(shè)置在可動(dòng)機(jī)構(gòu)7中，并且逆變控制部6如上述那樣控制逆變電路4及4’，由此可以把進(jìn)行動(dòng)力運(yùn)行的某一方的伺服電動(dòng)機(jī)提供給可動(dòng)機(jī)構(gòu)7的能量中的一部分變換為進(jìn)行再生動(dòng)作的另一方伺服電動(dòng)機(jī)中產(chǎn)生的再生能量，上述處于動(dòng)力運(yùn)行狀態(tài)的伺服電動(dòng)機(jī)使用該再生能量，因此有助于節(jié)約電力。
圖8是在作為可動(dòng)機(jī)構(gòu)7的進(jìn)行沖壓加工的沖壓機(jī)構(gòu)中設(shè)置上述伺服電動(dòng)機(jī)5、5’的概略結(jié)構(gòu)圖。沖壓機(jī)構(gòu)7具備用于沖壓工件的上模具80a及下模具80b、在下方支撐下模具80b的底座81、接收第1伺服電動(dòng)機(jī)5產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩，并將該轉(zhuǎn)矩變換為線型力傳導(dǎo)給上模具80a的傳導(dǎo)部件82、接收第2伺服電動(dòng)機(jī)5’產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩，并將該轉(zhuǎn)矩變換為線型力對(duì)底座81進(jìn)行升降的滾珠螺桿部件83及螺母部件84。
當(dāng)工件被上模具80a及下模具80b沖壓時(shí)，底座81、滾珠螺桿部件83、螺母部件84和第2伺服電動(dòng)機(jī)5’構(gòu)成對(duì)下模具80b施加與上模具80a下降方向93相反方向95的抗力的模具緩沖機(jī)構(gòu)，而第2伺服電動(dòng)機(jī)5’則成為模具緩沖驅(qū)動(dòng)用伺服電動(dòng)機(jī)。另一方面，第1伺服電動(dòng)機(jī)5成為用于驅(qū)動(dòng)上模具80a的沖壓軸用伺服電動(dòng)機(jī)。
第1伺服電動(dòng)機(jī)5產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩使上模具80a向圖中箭頭93的方向移動(dòng)，而第2伺服電動(dòng)機(jī)5’產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩使底座81向與圖中箭頭93相反方向的箭頭95方向移動(dòng)。
因此，在上模具80a和下模具80b沖壓工件時(shí)，也就是在上模具80a及下模具80b一起向上模具80a的下將方向93移動(dòng)時(shí)，第1伺服電動(dòng)機(jī)5產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩的方向與旋轉(zhuǎn)方向一致為動(dòng)力運(yùn)行狀態(tài)，另一方面，第2伺服電動(dòng)機(jī)5’產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩的方向與旋轉(zhuǎn)方向相反為再生動(dòng)作狀態(tài)。
因此，在上模具80a和下模具80b沖壓工件時(shí)，即在上模具80a及下模具80b被壓，第1伺服電動(dòng)機(jī)5的驅(qū)動(dòng)力作用于第2伺服電動(dòng)機(jī)5’時(shí)，即在給予第2伺服電動(dòng)機(jī)5’的逆變電路4’減速指令時(shí)，必定同時(shí)成為對(duì)第1伺服電動(dòng)機(jī)5的逆變電路4給予加速指令的狀態(tài)。這與圖7所示的狀態(tài)為同一狀態(tài)。
因此，由第2伺服電動(dòng)機(jī)5’產(chǎn)生的再生能量不經(jīng)由順變電路3，由逆變電路4’提供給逆變電路4并由第1伺服電動(dòng)機(jī)5使用。
圖9是在作為可動(dòng)機(jī)構(gòu)7的進(jìn)行纜繩卷繞的纜繩卷繞機(jī)構(gòu)中，或是在用于印刷裝置的印刷材料卷繞機(jī)構(gòu)中設(shè)置了伺服電動(dòng)機(jī)5、5’的概略結(jié)構(gòu)圖。
在把可動(dòng)機(jī)構(gòu)7用于纜繩卷繞機(jī)構(gòu)的情況下，纜繩卷繞機(jī)構(gòu)7具備用于卷繞纜繩86的卷繞側(cè)滾輪85、用于送出纜繩86的送出側(cè)滾輪88、和用于引導(dǎo)纜繩86的引導(dǎo)滾輪87a、87b、87c。
第1伺服電動(dòng)機(jī)5的驅(qū)動(dòng)軸被設(shè)置在卷繞側(cè)滾輪85，以使其產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩成為使卷繞側(cè)滾輪85向圖中箭頭96的方向旋轉(zhuǎn)的方向，第2伺服電動(dòng)機(jī)5’的驅(qū)動(dòng)軸被設(shè)置在送出側(cè)滾輪88，以使其產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩成為使送出側(cè)滾輪88向圖中箭頭98的方向旋轉(zhuǎn)的方向，從而給予纜繩86反張力。第1伺服電動(dòng)機(jī)5成為用于纜繩卷繞的伺服電動(dòng)機(jī)，第2伺服電動(dòng)機(jī)5’成為用于送出纜繩的伺服電動(dòng)機(jī)。
因此，當(dāng)纜繩86向圖中箭頭97的方向移動(dòng)被卷繞側(cè)滾輪85卷繞時(shí)，第1伺服電動(dòng)機(jī)5產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩的方向與旋轉(zhuǎn)方向一致為動(dòng)力運(yùn)行狀態(tài)，另一方面，第2伺服電動(dòng)機(jī)5’產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩的方向與旋轉(zhuǎn)方向相反為再生動(dòng)作狀態(tài)。即，成為對(duì)第2伺服電動(dòng)機(jī)5’的逆變電路4’給予減速指令，同時(shí)對(duì)第1伺服電動(dòng)機(jī)5的逆變電路4給予加速指令的狀態(tài)(與圖7所示的狀態(tài)相同)。由此，由第2伺服電動(dòng)機(jī)5’產(chǎn)生的再生能量不經(jīng)由順變電路3，由逆變電路4’提供給逆變電路4并由第1伺服電動(dòng)機(jī)5使用。
在將可動(dòng)機(jī)構(gòu)7用于在印刷裝置中使用的印刷材料卷繞機(jī)構(gòu)的情況下，印刷材料卷繞裝置7具備用于卷繞印刷用紙等印刷材料86的卷繞側(cè)滾筒85、用于送出印刷材料86的送出側(cè)滾筒88、和用于引導(dǎo)印刷材料86的引導(dǎo)滾筒87a、87b、87c。
第1伺服電動(dòng)機(jī)5的驅(qū)動(dòng)軸被設(shè)置在卷繞側(cè)滾筒85，以使其產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩成為使卷繞側(cè)滾筒85向圖中箭頭96的方向旋轉(zhuǎn)的方向，第2伺服電動(dòng)機(jī)5’的驅(qū)動(dòng)軸被設(shè)置在送出側(cè)滾筒88，以使其產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩成為使輸出側(cè)滾筒88向圖中箭頭98的方向旋轉(zhuǎn)的方向，從而對(duì)印刷材料86給予反張力。第1伺服電動(dòng)機(jī)5成為用于卷繞印刷材料的的伺服電動(dòng)機(jī)，第2伺服電動(dòng)機(jī)5’成為用于送出印刷材料的伺服電動(dòng)機(jī)。
因此，當(dāng)印刷材料86向圖中箭頭97的方向移動(dòng)被卷繞側(cè)滾筒85卷繞時(shí)，第1伺服電動(dòng)機(jī)5產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩的方向與旋轉(zhuǎn)方向一致為動(dòng)力運(yùn)行狀態(tài)，另一方面，第2伺服電動(dòng)機(jī)5’產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩的方向與旋轉(zhuǎn)方向相反為再生動(dòng)作狀態(tài)。即，成為對(duì)第2伺服電動(dòng)機(jī)5’的逆變電路4’給予減速指令，同時(shí)對(duì)第1伺服電動(dòng)機(jī)5的逆變電路4給予加速指令的狀態(tài)(與圖7所示的狀態(tài)相同)。由此，由第2伺服電動(dòng)機(jī)5’產(chǎn)生的再生能量不經(jīng)由順變電路3，由逆變電路4’提供給逆變電路4并由第1伺服電動(dòng)機(jī)5使用。
根據(jù)本發(fā)明，將處于被給予了減速指令狀態(tài)的，即處于再生動(dòng)作狀態(tài)的第2伺服電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的再生能量不經(jīng)由順變電路給予處于被給予了加速指令狀態(tài)的，即處于動(dòng)力運(yùn)行狀態(tài)的第1伺服電動(dòng)機(jī)，因此，再生能量在伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置內(nèi)被高效率地收授，提高了再利用效率。
此外，因?yàn)椴唤?jīng)由順變電路給予驅(qū)動(dòng)伺服電動(dòng)機(jī)的電力中的再生電力部分，所以可以實(shí)現(xiàn)順變電路部分的小型化。
而且，通過在可動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)置被給予加速指令的第1伺服電動(dòng)機(jī)及被給予減速指令的第2伺服電動(dòng)機(jī)，以使由其中一方產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩經(jīng)由上述可動(dòng)機(jī)構(gòu)傳導(dǎo)到另外一方，或者通過使第1伺服電動(dòng)機(jī)及第2伺服電動(dòng)機(jī)各自產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩反作用于可動(dòng)機(jī)構(gòu)，例如把通過第1伺服電動(dòng)機(jī)的加速對(duì)可動(dòng)機(jī)構(gòu)施加的運(yùn)動(dòng)能量中的一部分作為由第2伺服電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的再生能量來進(jìn)行再生，再次由第1伺服電動(dòng)機(jī)使用。由此，可以減少伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置消耗的電力。
本發(fā)明可以應(yīng)用于同時(shí)驅(qū)動(dòng)多個(gè)伺服電動(dòng)機(jī)的逆變裝置，特別是可以應(yīng)用于為使在多個(gè)伺服電動(dòng)機(jī)中的任意一個(gè)伺服電動(dòng)機(jī)進(jìn)行再生動(dòng)作時(shí)，必定在同時(shí)有其他任意一個(gè)伺服電動(dòng)機(jī)進(jìn)行動(dòng)力運(yùn)行的逆變裝置，或可以應(yīng)用于由這樣的伺服電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力的各種機(jī)械裝置。
以上，為了說明本發(fā)明的目的，參照所選擇的最佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了說明，但本行業(yè)從業(yè)人員應(yīng)該清楚在不超出本發(fā)明的宗旨及范圍的情況下，可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行各種各樣的變形、省略以及偏離。另外，在權(quán)利要求當(dāng)中所使用的各種用語不只限定于記載在說明書所說明的實(shí)施例中的特定含義。
權(quán)利要求
1.一種伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置(2)，設(shè)置在由至少包含第1伺服電動(dòng)機(jī)(5)和第2伺服電動(dòng)機(jī)(5’)的多個(gè)伺服電動(dòng)機(jī)(5，5’，5”)提供動(dòng)力的可動(dòng)機(jī)構(gòu)7中，驅(qū)動(dòng)所述多個(gè)伺服電動(dòng)機(jī)，其特征在于，具備多個(gè)逆變電路(inverter circuit)(4，4’，4”)，分別向所述各個(gè)伺服電動(dòng)機(jī)(5，5’，5”)提供交流電；順變電路(converter circuit)(3)，通用地向所述多個(gè)逆變電路(4，4’，4”)提供電源；和逆變控制部(6)，分別將對(duì)應(yīng)第1伺服電動(dòng)機(jī)(5)的加速指令和對(duì)應(yīng)第2伺服電動(dòng)機(jī)(5’)的減速指令同時(shí)給予分別與這些伺服電動(dòng)機(jī)(5，5’)相對(duì)應(yīng)的所述逆變電路(4，4’)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，所述第1伺服電動(dòng)機(jī)(5)和所述第2伺服電動(dòng)機(jī)(5’)被設(shè)置在所述可動(dòng)機(jī)構(gòu)中，以使將其中一方的發(fā)生轉(zhuǎn)矩經(jīng)由所述可動(dòng)機(jī)構(gòu)(7)傳送給另一方。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，對(duì)應(yīng)所述第1伺服電動(dòng)機(jī)(5)的加速指令和對(duì)應(yīng)所述第2伺服電動(dòng)機(jī)(5’)的減速指令由在所述逆變控制部(6)上運(yùn)行的程序生成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，所述逆變控制部(6)至少在給予與所述第2伺服電動(dòng)機(jī)(5’)相對(duì)應(yīng)的減速指令的期間，同時(shí)給予與所述第1伺服電動(dòng)機(jī)(5)相對(duì)應(yīng)的加速指令。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，所述逆變控制部(6)對(duì)分別對(duì)應(yīng)于所述第1伺服電動(dòng)機(jī)(5)及所述第2伺服電動(dòng)機(jī)(5’)的各個(gè)所述逆變電路(4，4’)進(jìn)行控制，使這些每一個(gè)電動(dòng)機(jī)(5，5’)的各發(fā)生轉(zhuǎn)矩反向作用于所述可動(dòng)機(jī)構(gòu)(7)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1～5的任意一項(xiàng)所述的伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，所述可動(dòng)機(jī)構(gòu)(7)為沖壓機(jī)構(gòu)，所述第1伺服電動(dòng)機(jī)(5)為所述沖壓機(jī)構(gòu)的沖壓軸用伺服電動(dòng)機(jī)，所述第2伺服電動(dòng)機(jī)(5’)為所述沖壓機(jī)構(gòu)的模具緩沖機(jī)構(gòu)用伺服電動(dòng)機(jī)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1～5的任意一項(xiàng)所述的伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，所述可動(dòng)機(jī)構(gòu)(7)為纜繩卷繞機(jī)構(gòu)，所述第1伺服電動(dòng)機(jī)(5)為所述纜繩卷繞機(jī)構(gòu)的用于卷繞纜繩的伺服電動(dòng)機(jī)，所述第2伺服電動(dòng)機(jī)(5’)為所述纜繩卷繞機(jī)構(gòu)的用于送出纜繩的伺服電動(dòng)機(jī)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1～5的任意一項(xiàng)所述的伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，所述可動(dòng)機(jī)構(gòu)(7)為應(yīng)用于印刷裝置的印刷介質(zhì)卷繞機(jī)構(gòu)，所述第1伺服電動(dòng)機(jī)(5)為所述印刷介質(zhì)卷繞機(jī)構(gòu)的用于卷繞的伺服電動(dòng)機(jī)，所述第2伺服電動(dòng)機(jī)(5’)為所述印刷介質(zhì)卷繞機(jī)構(gòu)的用于送出的伺服電動(dòng)機(jī)。
9.一種驅(qū)動(dòng)方法，它是多個(gè)伺服電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)方法，所述多個(gè)伺服電動(dòng)機(jī)分別由多個(gè)逆變電路(4，4’，4”)中的每一個(gè)提供交流電流對(duì)可動(dòng)機(jī)構(gòu)(7)提供動(dòng)力，并且至少包含第1伺服電動(dòng)機(jī)(5)和第2伺服電動(dòng)機(jī)(5’)，上述多個(gè)逆變電路(4，4’，4”)由通用的順變電路(3)供電，其特征在于，分別同時(shí)進(jìn)行所述第1伺服電動(dòng)機(jī)(5)的動(dòng)力動(dòng)作和所述第2伺服電動(dòng)機(jī)(5’)的再生動(dòng)作。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的驅(qū)動(dòng)方法，其特征在于，使所述第1伺服電動(dòng)機(jī)(5)以及所述第2伺服電動(dòng)機(jī)(5’)的各轉(zhuǎn)矩相互相反地作用于所述可動(dòng)機(jī)構(gòu)(7)。
全文摘要
本發(fā)明目的在于提供可以提高伺服電動(dòng)機(jī)再生能量的再利用效率的，驅(qū)動(dòng)多個(gè)伺服電動(dòng)機(jī)的伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置以及伺服電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)方法。伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置(2)具備向各個(gè)伺服電動(dòng)機(jī)(5，5’，5”)分別提供交流電的逆變電路(4，4’，4”)，通用地向這些逆變電路提供電源的順變電路(3)，和在對(duì)任意一個(gè)伺服電動(dòng)機(jī)給予加速指令的同時(shí)向其他任意一個(gè)伺服電動(dòng)機(jī)給予減速指令的逆變控制部(6)。
文檔編號(hào)H02P27/06GK1738176SQ200510093249
公開日2006年2月22日 申請(qǐng)日期2005年8月19日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月20日
發(fā)明者岡本敬, 山口晃, 羽生茂樹, 山田裕一 申請(qǐng)人:發(fā)那科株式會(huì)社