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伺服系统技术方案

技术编号:42827236 阅读:13 留言:0更新日期:2024-09-24 21:02
一种伺服单元包括:主控制器(3);逆变器单元(2a、2b、2c),其被配置为根据来自主控制器(3)的命令控制不同电机;以及电源单元(1),其被配置为向逆变器单元(2a、2b、2c)中的每一者供应直流(DC)电力并且可与逆变器单元(2a、2b、2c)并联地通信。逆变器单元(2a、2b、2c)包括单个关键逆变器单元(2a)。主控制器(3)和电源单元(1)经由作为中继器的关键逆变器单元(2a)彼此通信。电源单元(1)基于从主控制器(3)传输的电源控制命令来控制电力供应。

【技术实现步骤摘要】

本说明书公开了伺服系统,其被配置为控制用于驱动机床的进给轴(feed axis)的进给轴电机和用于驱动主轴(main spindle)的主轴电机。


技术介绍

1、在机床的伺服系统中,从nc装置或主控制器到逆变器单元的命令例如通常包括电机位置命令、速度命令和转矩命令,并且从逆变器单元到nc装置的响应例如通常包括电机位置检测值和速度检测值。为了利用这些命令和响应来实现高精度的机器控制,采用高速且大容量的通信接口。具体地,例如,采用基于以太网技术的大约10mbps至100mbps的通信。

2、同时,为了在发生电源故障的情况下立即停止机器,例如从而防止对机器造成损坏,通常通过1到n通信(其中,n是逆变器单元的数目)来执行逆变器单元与电源单元之间的通信,在这种通信中数据同时从电源单元传输到多个逆变器单元。传统上,通过使用硬线信号,仅将逆变器的错误从逆变器单元传输到电源单元;因此,通常在逆变器单元与电源单元之间采用单向通信。在此,要通信的数据包括电源单元的控制状态的数据或从电源单元输出的dc电压值,例如具有相当小的数据容量。特定的示例性通信接口使用rs485执行大约10kbps至100kbps的通信。

3、图3图示了典型传统伺服系统的配置。电源单元1将交流(ac)电力转换为直流电力,并将该直流电力供应给逆变器单元2a、2b和2c。逆变器单元2a、2b和2c分别经由通信接口4a、4b和4c例如从nc装置3或主控制器接收位置命令、速度命令和转矩命令,以根据这些命令控制进给轴电机和主轴电机。通信接口4a、4b和4c执行双向通信,以便例如从对应的逆变器单元2a、2b和2c向nc装置(主控制器)传输位置检测值和速度检测值。虽然图3图示了菊花链,但是也可以使用总线连接。根据总线连接,nc装置3和逆变器单元2a、2b和2c通过使用通信路径以时分方式执行双向通信。

4、为了控制进给轴电机和主轴电机的电流,逆变器单元2a、2b和2c需要从电源单元1输出的dc电压信息。因此,电源单元1经由通信接口5将dc电压值传输到逆变器单元2a、2b和2c。dc电压值经由各个逆变器单元的通信接口6a、6b和6c接收。通信接口6a、6b和6c仅执行接收操作。

5、在发生电源故障的情况下,电源单元1将检测到的电源故障信号(未示出)经由通信接口5传输到逆变器单元2a、2b和2c。同时接收电源故障信号的逆变器单元2a、2b和2c立即停止各个电机,从而防止对机器造成损坏。

6、为了实现节能,需求整个伺服系统的高性能电力控制,因此需求根据来自nc装置或主控制器的命令来可变地控制电源单元。例如,当负载或整个机器的所需电力很小时,降低要供应给逆变器单元的dc电压以减少逆变器的损耗。然而,仅允许从电源单元1到逆变器单元2a、2b和2c的单向通信并因此不允许电源单元1接收来自逆变器单元2a、2b和2c的通信的图3所图示的配置不能实现电源单元1的可变控制。

7、为了实现电源单元的可变控制,jp2003-348892a和jp2014-096929a公开了电源单元和逆变器单元经由同一网络连接,并且采用与逆变器单元的双向通信接口等效的高性能双向通信接口来进行电源单元的通信。

8、图4图示了在jp2003-348892a或jp2014-096929a中公开的伺服系统的配置。电源单元1将交流(ac)电力转换为直流电力,并将该直流电力供应给逆变器单元2a、2b和2c。逆变器单元2a、2b和2c例如分别经由总线连接双向通信接口4a、4b和4c从nc装置3或主控制器接收位置命令、速度命令和转矩命令,以根据这些命令控制进给轴电机和主轴电机。

9、布置在电源单元1中的通信接口5与图3所图示的示例中的通信接口5的不同之处在于,图4中的通信接口5具有与逆变器单元的通信接口4a、4b和4c等效的性能,并且连接在同一条线路中。nc装置3向逆变器单元传输命令,并且类似地向电源单元1传输命令,并且执行各种功能。图4所图示的配置需要电源单元1的高性能双向通信,导致成本增加。

10、因此,本专利技术的实施例的目的在于提供一种能够根据来自主控制器的命令可变地控制电源单元的伺服系统。


技术实现思路

1、本说明书中公开的一种伺服系统包括:主控制器;多个逆变器单元,其被配置为根据来自主控制器的命令来控制不同的电机;以及电源单元,其被配置为向多个逆变器单元中的每一者供应直流(dc)电力,并且能够与多个逆变器单元并联地通信。多个逆变器单元包括单个关键逆变器单元。主控制器和电源单元经由关键逆变器单元彼此通信。电源单元基于从主控制器传输的电源控制命令来控制电力供应。

2、该配置提供了一种伺服系统,其根据来自主控制器的命令利用廉价的通信接口可变地控制电源单元。

3、在该配置中,主控制器可以包括控制电路,其包括通信接口。各个逆变器单元可以包括:控制电路,其包括用于与主控制器通信的第一通信接口、用于与电源单元通信的第二通信接口、以及预先存储特定id编号的id编号保持器;和逆变器。电源单元可以包括:控制电路,其包括用于与多个逆变器单元通信的通信接口;和电力转换电路。电源单元的控制电路可以被配置为:在将呼叫编号从预定初始值顺序地改变为预定最终值的同时,重复将呼叫编号同时传输到多个逆变器单元;临时存储一个或多个存在编号,响应于接收到哪个逆变器单元传输预定响应,各个存在编号对应于呼叫编号;将一个或多个存在编号中的一者识别为关键单元id编号;以及将逆变器单元中的传输对与关键单元id编号匹配的呼叫编号的预定响应的一者确定为关键逆变器单元,并将关键单元id编号传输到多个逆变器单元。各个逆变器单元的控制电路可以被配置为:响应于从电源单元接收到与存储在id编号保持器中的id编号匹配的呼叫编号,将预定响应传输到电源单元;响应于从电源单元接收到与存储在id编号保持器中的id编号匹配的关键单元id编号,将逆变器单元的识别信息作为关键单元信息传输到主控制器;以及响应于从主控制器接收到电源控制命令,将电源控制命令传输到电源单元。

4、该配置使得主控制器能够响应于电源单元和逆变器单元的组合的改变而指定关键逆变器单元。这消除了对主控制器指定关键逆变器单元的复杂配置的需要,从而简化了主控制器的配置。

5、作为主通信接口的电源单元的通信接口和作为副通信接口的各个逆变器单元的第二通信接口可以经由总线连接。多个逆变器单元可以大致同时接收从电源单元传输的信号。主控制器的通信接口和各个逆变器单元的第一通信接口可以通过菊花链连接。

6、本说明书中公开的技术提供了一种伺服系统,其根据来自主控制器的命令利用廉价的通信接口可变地控制电源单元。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种伺服系统,包括:

2.根据权利要求1所述的伺服系统,其特征在于,

3.根据权利要求2所述的伺服系统,其特征在于,

【技术特征摘要】

1.一种伺服系统,包括:

2.根据权利要求1所述的伺服系统,...

【专利技术属性】
技术研发人员:由良元澄
申请(专利权)人:大隈株式会社
类型:发明
国别省市:

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