具有放热特性推定部的数值控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种具有放热特性推定部的数值控制装置。使用在数值控制装置的结构要素中流过的电流、温度、周围温度推定各结构要素的放热特性，在数值上掌握放热特性的变化来发现异常征兆，在具备具有冷却用风扇电动机的电动机部和对电动机部进行驱动的数值控制装置的电动机驱动装置中，通过取得来自温度检测器的电动机部的结构要素的温度和周围温度、向结构要素输入的输入能量和来自结构要素的输出能量，根据结构要素的温度、周围温度、输入/输出能量的数据来推定结构要素的放热特性，将结构要素的放热特性的推定值与正常值进行比较，在放热特性低于正常值时，判定为冷却用风扇电动机异常，防止电动机部的结构要素的过热导致的故障。

【技术实现步骤摘要】
具有放热特性推定部的数值控制装置
本专利技术涉及具有放热特性推定部的数值控制装置。特别地，本专利技术涉及在具有冷却装置，使用数值控制装置来驱动至少一个电动机的电动机驱动装置中，具备能够发现构成电动机驱动装置的电动机部的结构要素的冷却装置的异常的发热特性推定部的数值控制装置。
技术介绍
在机床系统中，针对机床的每个驱动轴具有电动机，通过电动机驱动装置来驱动这些电动机。电动机驱动装置具备电动机部、对电动机部进行控制的数值控制装置。通过数值控制装置以数值对电动机部中的电动机进行控制。此外，电动机的动作由电动机驱动装置的数值控制装置进行监视。并且，在电动机驱动装置的电动机部中设置有用于使电动机进行动作的输入电源、变换器、逆变器。另一方面，在通过变换器、逆变器来控制电动机的电动机驱动装置的电动机部中，由于变换器、逆变器的发热和电动机的发热，导致构成电动机部的变换器、逆变器、电动机的温度上升。并且，当变换器、逆变器、电动机的温度上升时，这些结构要素发生热损伤，电动机装置不能正常动作。因此，在变换器、逆变器、电动机中设置有用于防止温度上升的冷却装置。冷却装置一般是使用冷却风扇的空冷式冷却装置。在空冷式冷却装置中，利用风扇电动机来驱动冷却用风扇，利用产生的冷却风来进行变换器、逆变器、电动机内的冷却。并且，在这样的空冷式冷却装置中，以预防性维护为目的，使用风扇电动机中安装的速度传感器来监视风扇的旋转降低、旋转停止状态，防止了变换器、逆变器、电动机内的温度上升。然而，在这样的防止温度上升的方法中，另外需要用于检测风扇电动机的旋转速度的速度传感器，并且，无法检测由于风扇电动机的旋转速度降低以外的原因引起的冷却效率降低从而导致变换器、逆变器、电动机内的温度上升。另一方面，日本特开2008-54440号公报中公开了在使用电动机的控制装置中防止电动机过热的过热保护装置。日本特开2008-54440号公报中记载的装置是电子式动力转向装置中的过热保护装置，根据基于多个部件(电动机、控制器)的热容量的差异的发热特性和放热特性来推定温度从而限制电动机中流过的电流，保护电动机和电动机周边装置防止其过热。此外，日本专利第3902710号公报中公开了在相同的数值控制装置的领域中，在电动机的发热量超过了容许的发热量的情况下，通过加减速时间常数的增大或进给速度的降低，将机床的进给轴电动机的过热防患于未然来谋求设备保护的技术。然而，日本特开2008-54440号公报中公开的电动机控制装置，存在如下的课题，根据基于电动机电流的发热量与放热量的差来推定电动机的温度与电动机控制器的温度，由于没有温度检测器，因此无法高精度地估计放热量。此外，在日本专利第3902710号公报公开的数值控制装置中，在根据流向驱动单元的电流或基于转矩指令数据的动作而求出的总发热量，高于根据流向驱动单元的电流或转矩指令数据运算驱动单元的温度而决定的容许发热量时，抑制驱动单元的动作。然而，在日本专利第3902710号公报公开的数值控制机床中有如下课题，由于没有检测器，因此无法高精度地估计驱动单元的温度(放热特性)。
技术实现思路
一方面，本专利技术的目的在于提供一种数值控制装置，其在具备作为控制部的数值控制装置，驱动电动机部的电动机驱动装置中，能够根据基于电动机部中的结构要素中流过的电流、温度和周围温度而推定出的结构要素的放热特性变化，发现结构要素的冷却装置的异常。根据本专利技术的一种方式，提供一种数值控制装置，其在驱动至少一个电动机的电动机驱动装置所具备数值控制装置中，具备：温度取得部，其从电动机驱动装置中设置的温度检测器取得电动机驱动装置的结构要素的温度；周围温度取得部，其从电动机驱动装置中设置的温度检测器取得电动机驱动装置的周围温度；输入能量取得部，其取得向结构要素的输入能量；输出能量取得部，其取得来自结构要素的输出能量；放热特性推定部，其根据结构要素的温度、周围温度、输入能量以及输出能量，推定结构要素的放热特性；放热特性输出部，其将推定出的结构要素的放热特性作为冷却装置的正常/异常判定信号进行输出。根据本专利技术的一方式的数值控制装置，在具有数值控制装置的电动机驱动装置中，基于根据电动机驱动装置的电动机部中的结构要素的动作环境而推定出的结构要素的放热特性的变化，能够发现结构要素的冷却装置的异常，防止结构要素的性能降低、故障。附图说明通过参照以下附图，可以更明确地理解本专利技术。图1是具备本专利技术第1实施例的数值控制装置的电动机驱动装置的框图。图2是表示图1所示的数值控制装置的放热推定部的动作的一例的流程图。图3是以电动机为例来说明图1所示的数值控制装置的放热特性推定部的放热特性的推定方法的输入输出关系图。图4是具备本专利技术第2实施例的数值控制装置的电动机驱动装置的框图。图5是表示图4所示的放热特性比较部和放热能力判定部的动作的一例的流程图。图6是表示图4所示的放热特性显示部的显示画面中的风扇电动机的故障的显示例的图。具体实施方式参照以下附图，说明具备放热特性推定部的数值控制装置。然而，不希望理解为本专利技术被限定于附图或以下说明的实施方式。在附图中，对同一结构要素赋予同一符号。图1表示具备本专利技术第1实施例的数值控制装置2的电动机驱动装置10的结构。电动机驱动装置10中具备电动机部1、对电动机部1进行控制的控制部即数值控制装置2。在图1所示的第1实施例的电动机部1中示出了2个电动机M1、M2。电动机M1、M2例如是伺服电动机、主轴电动机。电动机部1中具有与3相交流电源连接的输入电源12，将3相交流输入到与输入电源12连接的变换器13而变换为直流。将变换器13的输出分别输入到驱动2个电动机M1、M2的逆变器14、15，变换为希望的交流来驱动控制2个电动机M1、M2。电动机部1的各结构要素(电动机M1、M2，逆变器14、15以及变换器13)，在其动作中发热，内部温度上升。当各结构要素的内部温度过度上升时，这些结构要素发生热损伤，容易发生故障，因此，各结构要素的内部需要通过空冷型或液冷型冷却装置进行冷却以使温度不会过度上升。其理由是，当电动机超过预定温度时容易退磁，并且对构成电动机的每个部件设定了耐久温度，因此当包含电动机的各结构要素的内部超过预定温度时可能会发生故障。特别地，放热的表面积小、线圈电阻值大、电流流动多的电动机，由于发热量大因此不会通过外部气体而自然冷却，需要通过使用风扇的强制空冷或使用液体的液冷主动地排出热量。逆变器、变换器的情况也是同样的，由于在逆变器、变换器的电路元件中流过电流时发热，因此逆变器、变换器也需要根据发热量而通过强制空冷或液冷来主动地排出热量。在空冷型冷却装置中根据各结构要素的发热条件存在附带风扇的类型和不附带风扇的类型。在图1所示的实施例中，作为空冷型冷却装置设置有冷却用风扇电动机11。冷却用风扇电动机11通过来自输入电源12的电流而被驱动。另一方面，在液冷型冷却装置中，虽省略了图示，但具有水冷型和油冷型的冷却装置，由于能够直接冷却各结构要素，因此相比于空冷，冷却能力高，但设置成本高。本专利技术以预防性维护(过热保护)为目的，提供一种能够事先预防由于电动机部1的各结构要素(电动机、逆变器、变换器)的过热而导致的故障的数值控制装置。即，在各结构要素的冷却装置是空冷型的情况下，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种数值控制装置，其是电动机驱动装置具备的数值控制装置，该电动机驱动装置具备冷却装置，驱动至少一个电动机，所述数值控制装置的特征在于，具备：温度取得部，其从在所述电动机驱动装置中设置的温度检测器取得位于所述电动机驱动装置的电动机部中的结构要素的温度；周围温度取得部，其从所述电动机驱动装置中设置的温度检测器取得所述电动机驱动装置的电动机部的周围温度；输入能量取得部，其取得向所述结构要素的输入能量；输出能量取得部，其取得来自所述结构要素的输出能量；放热特性推定部，其根据所述结构要素的温度、所述周围温度、所述输入能量以及所述输出能量，推定所述结构要素的放热特性；放热特性输出部，其将推定出的所述结构要素的放热特性作为所述冷却装置的正常/异常判定信号进行输出。

【技术特征摘要】
2014.03.03 JP 2014-0408081.一种数值控制装置，其是电动机驱动装置具备的数值控制装置，该电动机驱动装置具备冷却功能，驱动至少一个电动机，所述数值控制装置的特征在于，具备：温度取得部，其从在所述电动机驱动装置中设置的第一温度检测器取得位于所述电动机驱动装置的电动机部中的结构要素的温度；周围温度取得部，其从所述电动机驱动装置中设置的第二温度检测器取得所述电动机驱动装置的电动机部的周围温度；输入能量取得部，其取得向所述结构要素的输入能量；输出能量取得部，其取得来自所述结构要素的输出能量；放热特性推定部，其根据所述结构要素的温度、所述周围温度、所述输入能量以及所述输出能量，推定所述结构要素的放热特性；放热特性输出部，其将推定出的所述结构要素的放热特性作为所述冷却功能的正常/异常判定信号进行输出，所述放热特性推定部通过从所述输入能量中减去所述输出能量计算出的所述结构要素的损失能量，减去根据所述结构要素的温度和热容量计算出的所述结构要素的热能量，由此计算所述结构要素的放热量，并将该放热量除以所述结构要素的温度与所述周围温度之间的温度差，由此来计算所述结构要素的放热特性。...

【专利技术属性】
技术研发人员：手塚淳一，小川肇，
申请(专利权)人：发那科株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP