本發(fā)明涉及驅動控制裝置，特別涉及具備了在切斷對驅動部的供電之前輸出警告的功能的驅動控制裝置。

背景技術：
從以往開始，為了確保在工作機械或工業(yè)用機器人等的各種機械與操作者共存的生產現(xiàn)場等中的安全，提出了各種安全系統(tǒng)。專利第4817084號公報（專利文獻1）在第85段等中公開了在工業(yè)機械的周圍設置的安全圍欄被打開的情況下，對驅動工業(yè)機械的電機進行減速控制或者停止控制的電機驅動系統(tǒng)。此外，在專利第4817084號公報的第97段中記載了當電機的驅動狀態(tài)量超過了動作監(jiān)視模式時，切斷對電機的供電。此外，IEC61800的Part5-2（以下稱為“IEC61800-5-2”）在2007年的7月發(fā)行，規(guī)定了功能面上的安全要求即有關安全運動功能的要求事項。[專利文獻1]（日本）專利第4817084號公報[非專利文獻1]IEC61800-5-2但是，在上述文獻記載的技術中，當電機等的驅動部的動作狀態(tài)超出規(guī)定的范圍時沒有任何事先通知就切斷對電機的供電。因此，當操作者為了檢查或者修理作業(yè)而操作開關等開動裝置時，對電機的供電可能會被突然切斷。如果對電機的供電被切斷，由于裝置的再啟動需要規(guī)定的時間，因此作業(yè)可能被中斷。因此優(yōu)選不切斷對電機的供電。為此，期望在切斷供電之前通知電機等的驅動部的動作狀態(tài)以便在對電機的供電被切斷之前能夠進行某種措施。

技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明為了解決上述課題而完成，其目的在于在切斷供電之前通知驅動部的動作狀態(tài)。在某一實施例中，驅動控制裝置具有：檢測部，作為表示驅動部的運動的物理量而檢測速度、位置、加速度、移動量、移動方向、轉矩中的至少其中一個；以及切斷部，當檢測出的物理量處于從第1上限到第1下限的第1范圍外時，切斷對驅動部的供電。該驅動控制裝置以來自檢測部的信號作為輸入，當檢測出的物理量包含于第1范圍，并且處于從第2上限到第2下限的比第1范圍窄的第2范圍外時，輸出警告。在另一實施例中，驅動控制裝置切換物理量的監(jiān)視的有效期間和無效期間，并在監(jiān)視有效期間內輸出警告。在又一實施例中，驅動控制裝置作為警告信號而輸出警告。在又一實施例中，驅動控制裝置作為光以及聲音中的至少其中一方而輸出警告。在又一實施例中，警告信號是物理信號和邏輯信號中的至少一個。在又一實施例中，驅動控制裝置還包括控制驅動部的控制部。警告信號面向控制部輸出?？刂撇吭诮邮盏骄嫘盘栔?，一邊容許驅動部的運行，一邊與接收警告信號之前相比，限制驅動部的運行。在又一實施例中，驅動控制裝置還包括接收警告信號而顯示警告的顯示器。在又一實施例中，驅動控制裝置根據用戶的操作而設定第2范圍。在又一實施例中，驅動控制裝置輸出與第2范圍的上限和下限分別對應的警告。在驅動部的速度、位置、加速度、移動量、移動方向、轉矩中的至少其中一個脫離第1范圍而切斷對驅動部的供電之前，通過警告來示出驅動部的速度、位置、加速度、移動量、移動方向、轉矩中的至少其中一個脫離了比第1范圍窄的第2范圍的情況。由此，在對驅動部的供電被切斷之前，能夠通知表示驅動部的動作狀態(tài)的物理量正在接近第1范圍的上限或者下限的情況。附圖說明圖1是本發(fā)明的實施方式的伺服系統(tǒng)的概略結構圖。圖2表示伺服電機的旋轉速度的動作范圍的圖（其一）。圖3表示伺服電機的旋轉速度的動作范圍的圖（其二）。圖4表示伺服電機的旋轉速度的動作范圍的圖（其三）。圖5表示伺服電機的旋轉速度的動作范圍的圖（其四）。圖6是表示圖1所示的伺服驅動器以及安全單元的一例的圖。圖7是用于說明圖1所示的伺服驅動器以及安全單元的結構的功能方框圖。圖8是表示伺服系統(tǒng)執(zhí)行的處理的流程圖。標號說明1網絡、2伺服電機、3編碼器、4伺服驅動器、5控制器、10安全單元、21反饋處理部、22指令部、23停止部、24PWM驅動部、25反相器電路部、31固定值存儲部、32比較部、33信號發(fā)生部、34監(jiān)視有效部、41光幕、42緊急停止開關、43門傳感器、44鑰匙、45微動開關、50安全控制器、100伺服系統(tǒng)。具體實施方式以下，參照附圖詳細說明該發(fā)明的實施方式。另外，對圖中相同或者相應部分附加相同標號從而不重復其說明。圖1是本發(fā)明的實施方式的伺服系統(tǒng)100的概略結構圖。參照圖1，伺服系統(tǒng)100作為用于驅動未圖示的各種機械裝置（例如工業(yè)用機器人的臂）的系統(tǒng)來使用。伺服系統(tǒng)100包括網絡1、伺服電機2、編碼器3、伺服驅動器4、控制器5、安全單元10。伺服電機2例如是AC伺服電機。編碼器3為了檢測表示伺服電機2的動作狀態(tài)的物理量而被安裝到伺服電機2。編碼器3生成表示檢測出的物理量的反饋信號，并且將該反饋信號發(fā)送到伺服驅動器4。反饋信號例如包含有關伺服電機2的旋轉軸的旋轉位置（角度）的位置信息、該旋轉軸的旋轉速度的信息等。即，在本實施方式中，作為表示伺服電機2的動作狀態(tài)的物理量而檢測伺服電機2的旋轉軸的旋轉位置以及旋轉速度。另外，也可以除了旋轉位置以及旋轉速度之外或者取代這些量而檢測加速度、變化量（移動量）、變化方向（移動方向）等。進而，也可以獨立于編碼器3而設置轉矩檢測器來檢測伺服電機2的轉矩。編碼器3中能夠應用普通的增量型編碼器、絕對型編碼器。除此之外，編碼器3中也能夠利用附屬于伺服電機2的編碼器、附屬于伺服電機2的解析器（resolver）、外掛的編碼器、外掛的解析器、靠近傳感器和齒輪、線性編碼器等的各種編碼器或者解析器。另外，編碼器3的種類不限于上述種類。此外，也可以設置電流計來檢測伺服電機2的電流，并根據檢測出的電流來檢測伺服電機2的旋轉速度。進而，也可以根據檢測出的電流來計算伺服電機2的轉矩。伺服驅動器4經由網絡1從控制器5接受指令信號，并且接受從編碼器3輸出的反饋信號。伺服驅動器4基于來自控制器5的指令信號以及來自編碼器3的反饋信號，驅動伺服電機2。此外，伺服驅動器4將表示內部的異常的異常信息通過網絡1發(fā)送到控制器5。伺服驅動器4基于來自控制器5的指令信號，設定與伺服電機2的動作有關的指令值。進而，伺服驅動器4驅動伺服電機2使得伺服電機2的動作追隨指令值。具體地說，伺服驅動器4按照該指令值控制伺服電機2的驅動電流。進而，伺服驅動器4將從反饋信號所得到的反饋值發(fā)送到安全單元10。作為一例，上述反饋值是伺服電機2的旋轉速度，但反饋值不限于此，也可以是變化量（移動量）、旋轉位置、加速度、轉矩以及變化方向（移動方向）等。進而，伺服驅動器4在作為停止信號的STO信號被輸入到伺服驅動器4時，使伺服電機2停止輸出轉矩。具體地說，當伺服驅動器4中被輸入了STO信號時，伺服驅動器4停止對伺服電機2的供電。另外，對伺服驅動器4的供電停止功能也可以通過與伺服驅動器4單獨設置的外部切斷裝置來實現(xiàn)?？刂破?例如包含可編程控制器（PLC）、位置控制單元等，控制伺服電機2，送出用于伺服電機2的驅動控制（例如定位控制等）的指令信號。此外，在本實施方式中，控制器5在從安全單元10接收了后述的警告信號之后，一邊容許伺服電機2的運行，一邊與接收警告信號之前相比限制伺服電機2的運行。更具體地說，在伺服電機2的旋轉速度、加速度、可動范圍（可移動量）、轉矩以及變化方向（移動方向）中的至少一個減少的狀態(tài)下驅動伺服電機2。這里，“限制”也可以包含將伺服電機2的旋轉速度設為零從而使其靜止的情況。安全單元10在監(jiān)視功能設為有效的狀態(tài)下，由從伺服驅動器4送來的反饋值所示的、表示伺服電機2的動作狀態(tài)的物理量處于規(guī)定的第1動作范圍外時，產生上述的STO信號，并且將該STO信號發(fā)送到伺服驅動器4。此外，安全單元10在表示伺服電機2的動作狀態(tài)的物理量包含在上述的第1動作范圍并且處于比第1動作范圍窄的第2動作范圍外時，輸出警告。作為一例，作為向控制器5的警告信號而輸出警告。例如，經由伺服驅動器4從安全單元10向控制器5發(fā)送警告信號。警告信號是物理信號和邏輯信號中的至少一個。更具體地說，警告信號作為外部輸出、界面（控制器5或者后述的安全控制器50的I/O映射的比特）、或者通信消息而輸出。另外，警告信號的形式不限于這些。除此之外，也可以利用LED（發(fā)光二級管）或者LCD（液晶顯示器），作為光而輸出警告，或者也可以作為來自揚聲器的聲音而輸出警告。此外，也可以設置接收警告信號而顯示警告的顯示器。圖2說明將檢測出的伺服電機2的物理量設為旋轉速度時的一例。在圖2中，設想在從時間t1到t2的期間中監(jiān)視功能被設為有效。如圖2所示，在從時間t1到t2的期間中，當伺服電機2的旋轉速度的絕對值超過閾值時，作為伺服電機2的旋轉速度處于第2動作范圍外而輸出警告。即，在圖2中，僅規(guī)定了第2動作范圍的上限。另外，當伺服電機2的旋轉速度的絕對值超過大于閾值的限制值時，作為旋轉速度處于第1動作范圍外而輸出STO信號。也可以如圖3所示那樣設定第2動作范圍（以及第1動作范圍）的上限以及下限，當伺服電機2的旋轉速度超過了第2動作范圍的上限時或者低于第2動作范圍的下限時輸出警告。這時，也可以輸出與第2動作范圍的上限和下限分別對應的警告。即，可以區(qū)分伺服電機2的旋轉速度超過了第2動作范圍的上限的情況和低于第2動作范圍的下限的情況而輸出警告。例如，在警告信號中包含表示旋轉速度超過了上限的信息或者表示旋轉速度低于下限的信息。此外，也可以在伺服電機2的旋轉速度超過了第2動作范圍的上限的情況和低于第2動作范圍的下限的情況下，使LED或者LCD的發(fā)光模式不同，或者使從揚聲器發(fā)出的聲音的變化模式不同。另外，在圖3中，第2動作范圍（以及第1動作范圍）的上限被設定為正的值，下限被設定為負的值。也可以如圖4所示那樣，第2動作范圍（以及第1動作范圍）的上限以及下限都是正的值。這時，也可以不區(qū)分伺服電機2的旋轉速度超過了第2動作范圍的上限的情況和低于第2動作范圍的下限的情況而輸出警告。另一方面，也可以如圖5所示那樣，區(qū)分伺服電機2的旋轉速度超過了第2動作范圍的上限的情況和低于第2動作范圍的下限的情況而輸出警告。另外，在圖4、5所示的例子中，第2動作范圍（以及第1動作范圍）的上限以及下限也可以都是負的值。此外，在圖2~5所示的例子中，也可以取代旋轉速度或者除了旋轉速度之外，利用旋轉位置、加速度、變化量（移動量）、變化方向（移動方向）、轉矩中的至少其中一個。在本實施方式中，安全單元10能夠應對在國際標準IEC61800-5-2中規(guī)定的下述的功能。SS2：SafeStop2（安全停止2）SOS：SafeOperatingStop（安全運行停止）SLA：Safely-LimitedAcceleration（安全限制加速）SAR：SafeAccelerationRange（安全加速范圍）SLS：Safely-LimitedSpeed（安全限制速度）SSR：SafeSpeedRange（安全速度范圍）SLT：Safely-LimitedTorque（安全限制轉矩）STR：SafeTorqueRange（安全轉矩范圍）SLP：Safely-LimitedPosition（安全限制位置）SLI：Safely-LimitedIncrement（安全限制增量）SDI：SafeDirection（安全方向）SMT：SafeMotorTemperature（安全電機溫度）此外，安全單元10還能夠適應在標準中沒有規(guī)定的SMS（SafeMaximumSpeed；安全最大速度）功能。圖6是表示了圖1所示的伺服驅動器4以及安全單元10的一個方式的圖。參照圖6，在本實施方式中，伺服驅動器4以及安全單元10作為獨立的裝置而實現(xiàn)。雖然未圖示，但安全單元10經由連接器、電纜等連接部件連接到伺服驅動器4，從而不僅從伺服驅動器4接受指令值以及反饋值，還對伺服驅動器4發(fā)送STO信號。作為伺服驅動器4的選項單元（OptionUnit），可以將安全單元10插入到伺服驅動器4的插槽中，或者在伺服驅動器4的側面安裝安全單元10。安全單元10也可以與伺服驅動器4一體化。例如可以在一個殼體中收納伺服驅動器4以及安全單元10。也可以將安全單元10作為從伺服驅動器4獨立的監(jiān)視單元而構成。也可以在運動控制器中內置安全單元10。圖7是用于說明圖1所示的伺服驅動器以及安全單元的結構的功能方框圖。參照圖7，伺服驅動器4包括反饋處理部21、指令部22、停止部23、PWM（脈寬調制）驅動部24、反相器電路部25。反饋處理部21基于來自編碼器3的反饋信號而生成反饋值。例如從編碼器3輸出脈沖時，反饋處理部21通過對該脈沖進行計數(shù)從而算出伺服電機2的旋轉速度，并且生成包含表示該速度的值的反饋值。反饋值不僅可以包含伺服電機2的旋轉速度，也可以包含與伺服電機2的旋轉軸的旋轉位置（角度）有關的值。反饋處理部21將該反饋值送到指令部22，并且輸出到伺服驅動器4的外部。從伺服驅動器4輸出的反饋值被送到安全單元10。指令部22從控制器5接受指令信號，并且從反饋處理部21接受反饋值。指令部22通過基于指令信號以及反饋值的反饋控制，生成用于執(zhí)行位置控制、速度控制以及轉矩控制的指令值。另外，在以下說明速度控制。指令部22通過基于指令信號以及反饋值（旋轉速度）的反饋控制，生成速度指令值。速度指令值被送到停止部23。停止部23在從安全單元10接受了STO信號的情況下，采用電氣方式不讓PWM信號通過，從而停止反相器電路部25。由此，對伺服電機2的供電被切斷，伺服電機2停止輸出轉矩。另一方面，在停止部23中沒有被輸入STO信號時，停止部23使從指令部22輸出的速度指令值通過。反相器電路部25經由停止部23接受來自PWM驅動部24的信號。雖然未圖示，但反相器電路部25例如由IGBT（絕緣柵型雙極晶體管）等的半導體開關元件構成。PWM驅動部24基于該速度指令值，生成用于按照PWM方式使開關元件導通/截止的信號，并且反相器電路部25按照該信號使開關元件導通/截止。由此對伺服電機2供電，并且按照速度指令值驅動伺服電機2。另一方面，當停止部23運行時，來自PWM驅動部24的信號被固定為截止。由此對伺服電機2的供電停止，因此伺服電機2停止。通過伺服電機2停止從而來自伺服電機2的轉矩的輸出停止。安全單元10包括固定值存儲部31、比較部32、信號發(fā)生部33、監(jiān)視有效部34。固定值存儲部31預先存儲上述的第1動作范圍和第2動作范圍。第1動作范圍和第2動作范圍能夠根據用戶的操作而設定。例如，用戶可利用在計算機的顯示器上顯示的用戶界面來設定第1動作范圍的上限以及下限、第2動作范圍的上限以及下限。另外，第1動作范圍以及第2動作范圍的設定方法不限于此，除此之外，通過操作設置于安全單元10的開關等，能夠采用各種方法進行設定。比較部32從伺服驅動器4接受反饋值。比較部32將反饋值與第1動作范圍以及第2動作范圍進行比較，從而輸出其比較結果。信號發(fā)生部33基于比較部32的輸出，判斷反饋值即表示伺服電機2的動作狀態(tài)的物理量是否處于第1動作范圍外、以及是否處于第2動作范圍外。作為一例，通過從安全控制器50輸入的信號，監(jiān)視功能被設為有效，監(jiān)視有效部34的動作狀態(tài)被設定為監(jiān)視中的狀態(tài)時，信號發(fā)生部33判斷表示伺服電機2的動作狀態(tài)的物理量是否處于第1動作范圍外、以及是否處于第2動作范圍外。如上所述，如果表示伺服電機2的動作狀態(tài)的物理量處于第1動作范圍外則生成STO信號，STO信號被輸出到伺服驅動器4。如果表示伺服電機2的動作狀態(tài)的物理量雖然處于第1動作范圍內但處于第2動作范圍外，則生成警告信號，警告信號被輸出到控制器5。監(jiān)視有效部34的監(jiān)視功能無效時，信號發(fā)生部33即使在表示伺服電機2的動作狀態(tài)的物理量處于第1動作范圍外也不生成STO信號，即使處于第2動作范圍外也不生成警告信號。監(jiān)視有效部34將表示監(jiān)視功能是有效還是無效的標志輸出到信號發(fā)生部33。當監(jiān)視有效部34處于監(jiān)視中時（即監(jiān)視功能有效時）標志成為0，當監(jiān)視有效部34的監(jiān)視功能無效時（不是監(jiān)視中時）標志成為1。在安全控制器50中，從光幕41、緊急停止開關42、門傳感器43（包含可對門傳感器43主體進行裝卸的鑰匙44）、微動開關45等輸入信號，從安全控制器50對監(jiān)視有效部34輸入信號。從安全控制器50對監(jiān)視有效部34的輸入信號是緊急停止（E-STOP）、安全停止1（SS1）、安全停止2（SS2）、SOS、SLS等。微動開關45例如是為了手動操作伺服電機2而由用戶操作的開關，如果微動開關45被操作，則伺服電機2驅動相應的期間，并且SLS信號被輸入到監(jiān)視有效部34，從而監(jiān)視功能被設為有效。參照圖8，說明伺服系統(tǒng)100執(zhí)行的處理。該處理例如以生成指令值的控制周期（沒有特別限定，例如為2msec）重復執(zhí)行。在步驟（以下將步驟簡寫為S）1中，安全單元10判斷從伺服驅動器4送來的反饋值是否在第1動作范圍外。如果反饋值在第1動作范圍外（S1中“是”），則在S2中，生成STO信號。然后，在S3中，對伺服電機2的供電被切斷。如果反饋值在第1動作范圍內（S1中“否”），則在S4中，判斷反饋值是否在第2動作范圍外。如果反饋值在第2動作范圍外（S4中“是”），則在S5中，生成警告信號。然后，在S6中，容許伺服電機2的驅動，另一方面，與生成警告信號之前相比限制伺服電機2的驅動。另外，步驟S1~S6的處理不限于按照圖4所示的順序執(zhí)行，也可以適當更換其順序。此外，步驟S1~S6的處理也可以并行地執(zhí)行。如上所述，在本實施方式中，在表示伺服電機2的動作狀態(tài)的物理量脫離第1動作范圍而切斷對伺服電機2的供電之前，通過警告來示出表示伺服電機2的動作狀態(tài)的物理量脫離了比第1動作范圍窄的第2動作范圍的情況。由此，在伺服電機2的電源被切斷之前，能夠通知表示伺服電機2的動作狀態(tài)的物理量正在接近第1動作范圍的上限或者下限的情況。因此，例如通過利用梯形圖等用戶程序從而能夠在伺服電機2的電源被切斷之前使其停止動作，或者在伺服電機2的電源被切斷之前用戶把手從微動開關45挪開從而使其停止動作。因此，能夠減少電源被切斷的頻率。從而，能夠減少因電源切斷而重啟的次數(shù)。從而，減少在維護時等中作業(yè)被中斷的次數(shù)，能夠提高作業(yè)效率。此外，在通常的運行條件下生成STO信號的情況很少有的裝置中生成了STO信號時認為是裝置發(fā)生了故障，因此需要為了修理而長時間停止生產線，但通過在生成STO信號之前生成警告信號，從而檢測裝置的劣化，并且能夠在發(fā)生故障之前具有一定程度的富余而提前更換零件等。因此，不用長時間停止生產線就能夠實現(xiàn)預防保養(yǎng)。進而，針對由于抗噪性不富余而導致至今也有可能錯誤動作的狀態(tài)、由于在錯誤設定的狀態(tài)下運行而導致至今也有可能以沒有打算的方式進行動作的狀態(tài)，通過生成警告信號來檢測，從而能夠在生成STO信號而導致裝置停止之前事先采取對策。進而，在生成警告信號的動作狀態(tài)下，能夠針對裝置的可動部位的位置、速度、轉矩、溫度等滿足各種安全標準。因此，就算在生成警告信號后也繼續(xù)運行裝置，也能夠一邊確保安全且一邊進行高效的維護。在實施維護時，也可以利用大小不同的兩個以上的閾值來判斷是否生成警告信號，在表示驅動部的動作狀態(tài)的物理量超過某一閾值之前使裝置運行，若超過另一閾值則使裝置停止。進而，在具備了在使伺服電機等的驅動部停止時對驅動部進行制動的外部制動裝置的裝置中，通過在生成警告信號之后輕輕地對驅動部進行制動，從而能夠在驅動部的運行速度過量而生成STO信號之前，降低驅動部的運行速度。進而，通過采用對于上限以及下限等限制值的百分比來設定為了判斷是否生成警告信號而使用的閾值，從而能夠在限制值被變更時使閾值連動從而自動地變更警告范圍。例如，如果有關裝置的運行速度的上限值提高，則生成警告信號的警告范圍自動變寬。進而，如果利用大小不同的兩個以上的閾值來判斷是否生成警告信號，則能夠以如下方式進行裝置的預防保養(yǎng)：如果表示驅動部的動作狀態(tài)的物理量處于某一閾值和另一閾值之間則更換零件；或者在物理量超過某一閾值時確保（訂購）更換零件，且在超過另一閾值時更換零件。進而，利用大小不同的兩個以上的閾值來判斷是否生成警告信號，只要表示驅動部的動作狀態(tài)的物理量超過某一閾值就自動地降低（限制）驅動部的運行速度以及轉矩，則能夠一邊確保安全且一邊進行高效的維護。應當認為本次公開的實施方式在所有方面都是例示而并非用于限定。本發(fā)明的范圍通過權利要求書示出而非上述的說明，包含在與權利要求書等同的含義以及范圍內的所有變更。