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JP6360032B2 - モータ温度及びアンプ温度に応じて動作を変更する機能を有する工作機械の制御装置 - Google Patents

モータ温度及びアンプ温度に応じて動作を変更する機能を有する工作機械の制御装置 Download PDF

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Description

本発明は、工作機械の制御装置に関し、特に、モータ温度及びアンプ温度に応じて動作を変更する機能を有する工作機械の制御装置に関する。
モータにより駆動される主軸や送り軸を有する工作機械では、その主軸において、重切削や加減速頻度の高い加工条件、あるいは設置環境などにより、モータ温度やアンプ温度が上昇し、やがていずれかにおいてオーバヒートが発生する場合がある。
そこで、オーバヒートを回避する手段として、可動体を駆動するサーボモータの温度を検出する温度検出手段を設け、検出された温度に応じて可動体の加減速時定数を変更するようにサーボモータを制御する温度対応制御手段を設けたサーボモータ制御装置が知られている（例えば、特許文献１）。
さらに、オーバヒートを回避する方法として、温度データ演算部で、機械装置の送り軸モータ等の駆動手段の温度を予測演算して温度データを作成し、加減速時定数演算部で、その温度データと予めデータ記憶部に記憶した許容される所定の温度データとを比較し、比較結果に応じて、その送り軸の加減速時定数を変更する機械装置の制御方法が知られている（例えば、特許文献２）。
また、オーバヒートを回避する他の手段として、所定時間に渡り、トルクモニタがメインモータの負荷として、トルクの監視を行い、温度推定回路は、トルクモニタの監視結果である平均負荷トルクに基づき、仮想的なモータ温度を算出し、保護回路は、仮想温度を予め設定される許容温度と比較し、仮想温度が許容温度を超えているときには、速度低減係数を０．９とし、速度制限を行い、仮想温度が回復した場合は、速度低減係数を、初期値１．０に復帰させるモータ制御装置が知られている（例えば、特許文献３）。
さらに、オーバヒートを回避する他の方法として、加減速電流及び定常電流それぞれによる温度上昇推定器を備え、その大小関係から、加減速電流による温度上昇が支配的なら主軸モータの出力を絞り、定常電流による温度上昇が支配的なら送り軸の速度を下げる方法が知られている（例えば、特許文献４）。
特開２００３−９５６３号公報 特開平９−１７９６２３号公報 特許第５１６０８３４号公報 特許第５７２７５７２号公報
従来は、モータを駆動するアンプによる発熱を考慮したオーバヒート対策を取っていなかったため、モータ駆動時に問題となるアンプにおけるオーバヒート判定を考慮した出力制限によるオーバヒート回避を行うことができないという問題があった。
本発明の一実施例に係る制御装置は、主軸と送り軸とを制御する工作機械の制御装置であって、主軸モータの巻線温度を取得し、モータ温度として出力するモータ温度取得部と、主軸モータを駆動する逆変換器の温度を取得し、逆変換器温度として出力する逆変換器温度取得部と、出力されたモータ温度とモータのオーバヒート温度とを比較するモータ温度比較部と、出力された逆変換器温度と逆変換器のオーバヒート温度とを比較する逆変換器温度比較部と、モータ温度とモータのオーバヒート温度との差、及び逆変換器温度と逆変換器のオーバヒート温度との差のうち小さい方の温度差に応じて、主軸モータの出力を制限するオーバヒート判定部と、を有することを特徴とする。
本発明の他の実施例に係る制御装置は、主軸と送り軸とを制御する工作機械の制御装置であって、主軸モータの巻線温度を取得し、モータ温度として出力するモータ温度取得部と、主軸モータを駆動する逆変換器の温度を取得し、逆変換器温度として出力する逆変換器温度取得部と、逆変換器と主軸モータの間に設けられたリアクトルの巻線温度を取得し、リアクトル温度として出力するリアクトル温度取得部と、出力されたモータ温度とモータのオーバヒート温度とを比較するモータ温度比較部と、出力された逆変換器温度と逆変換器のオーバヒート温度とを比較する逆変換器温度比較部と、出力されたリアクトル温度とリアクトルのオーバヒート温度とを比較するリアクトル温度比較部と、モータ温度とモータのオーバヒート温度との差、逆変換器温度と逆変換器のオーバヒート温度との差、及びリアクトル温度とリアクトルのオーバヒート温度との差のうち最も小さい温度差に応じて主軸モータの出力を制限するオーバヒート判定部と、を有することを特徴とする。
本発明の一実施例に係る制御装置によれば、モータ駆動時に問題となるモータ及びアンプにおけるオーバヒート判定を考慮した出力制限によるオーバヒート回避を行うことができる。
本発明の実施例１に係る工作機械の制御装置を含む制御システムの構成を示したブロック図である。 本発明の実施例１に係る工作機械の制御装置の動作手順を説明するためのフローチャートである。 本発明の実施例１の変形例に係る工作機械の制御装置の動作手順を説明するためのフローチャートである。 本発明の実施例２に係る工作機械の制御装置を含む制御システムの構成を示したブロック図である。 本発明の実施例２に係る工作機械の制御装置の動作手順を説明するためのフローチャートである。 本発明の実施例２の変形例に係る工作機械の制御装置の動作手順を説明するためのフローチャートである。
以下、図面を参照して、本発明に係る工作機械の制御装置について説明する。
［実施例１］
まず、本発明の実施例１に係る工作機械の制御装置について説明する。図１に、本発明の実施例１に係る工作機械の制御装置を含む制御システムの構成を表すブロック図を示す。制御システムは上位制御装置１００と、主軸モータ用アンプ４０と、主軸モータ５０と、送り軸モータ用アンプ７０と、送り軸モータ８０と、を有する。本発明の実施例１に係る工作機械の制御装置１０１は、主軸モータ用アンプ（以下、「逆変換器」ともいう。）４０内に設けられている。工作機械の制御装置１０１は、主軸と送り軸とを制御する工作機械の制御装置であって、モータ温度取得部１と、逆変換器温度取得部２と、モータ温度比較部１０と、逆変換器温度比較部２０と、オーバヒート判定部４と、を有する。制御装置１０１は、主軸モータ５０を駆動する主軸モータ用アンプである逆変換器４０の内部に設けられており、上位制御装置１００からの指令を受け、逆変換器４０の出力を制御している。
モータ温度取得部１は、主軸モータ５０の巻線温度を取得し、モータ温度としてモータ温度比較部１０に出力する。モータ温度取得部１は、モータ温度検出部１１、及び、モータ温度推定部１２の少なくとも一方を有する。モータ温度検出部１１は、主軸モータ５０に設置されたサーミスタ等の温度検出器５２を用いて、主軸モータ５０の巻線温度を測定する。モータ温度推定部１２は、主軸モータ用アンプ（逆変換器）４０で検出した電流フィードバック、即ち、主軸モータ用アンプ（逆変換器）４０内に設けた電流検出器５を用いて検出した主軸モータ５０に流れる電流から、主軸モータ５０の巻線温度を推定する。図１に示した例では、モータ温度取得部１がモータ温度検出部１１及びモータ温度推定部１２の両者を備えた例を示しているが、このような例には限られず、両者のうちの少なくとも一方を備えていればよい。
モータ温度取得部１が、モータ温度検出部１１及びモータ温度推定部１２の両者を用いて実測温度（実温度）と推定温度の両方を観察する意義は次の通りである。即ち、急峻な電流変化があった場合、モータ巻線自体は急激に温度が上昇する（時定数は小さい（速い））が、モータ巻線に埋め込まれたサーミスタ等の温度検出素子の温度上昇はそれに比べてゆっくり上昇する（時定数は大きい（遅い））。そのため、時定数の小さい方は推定温度、時定数の大きい方は実測温度（実温度）でオーバヒートを監視することができるという意義がある。
逆変換器温度取得部２は、主軸モータ５０を駆動する逆変換器４０の温度を取得し、逆変換器温度として逆変換器温度比較部２０に出力する。逆変換器温度取得部２は、逆変換器温度検出部２１、及び、逆変換器温度推定部２２の少なくとも一方を有する。逆変換器温度検出部２１は、主軸モータ用アンプ（逆変換器）４０に設置されたサーミスタ等の温度検出器４２を用いて逆変換器４０の温度を測定する。逆変換器温度推定部２２は、逆変換器４０で検出した電流フィードバック、即ち、逆変換器４０内に設けた電流検出器５を用いて検出された逆変換器４０に流れる電流から、逆変換器４０の温度を推定する。図１に示した例では、逆変換器温度取得部２が、逆変換器温度検出部２１及び逆変換器温度推定部２２の両者を備えた例を示しているが、このような例には限られず、両者のうちの少なくとも一方を備えていればよい。ここで、逆変換器４０は、例えば、内部に設けられたスイッチング素子のスイッチング動作により直流電力を交流電力に変換する機能を有する主軸用モータアンプである。
逆変換器温度取得部２が、逆変換器温度検出部２１及び逆変換器温度推定部２２の両者を用いて実温度と推定温度の両方を観察する意義は次の通りである。即ち、アンプ自体（アンプのヒートシンク）の温度上昇の時定数と、パワー素子の温度上昇の時定数が異なる。アンプ自体については、時定数は大きく（遅く）、パワー素子については、時定数は小さい（速い）。そのため、時定数の大きい方は実測温度（実温度）、時定数の小さい方は推定温度でオーバヒートを監視することができるという意義がある。
モータ温度比較部１０は、モータ温度取得部１から出力されたモータ温度とモータのオーバヒート温度とを比較する。モータのオーバヒート温度とは、主軸モータがオーバヒートを起こす温度であり、図示しない記憶部に予め記憶しておくことができる。
逆変換器温度比較部２０は、逆変換器温度取得部２から出力された逆変換器温度と逆変換器のオーバヒート温度とを比較する。逆変換器のオーバヒート温度とは、逆変換器がオーバヒートを起こす温度であり、図示しない記憶部に予め記憶しておくことができる。
オーバヒート判定部４は、モータ温度とモータのオーバヒート温度との差、及び逆変換器温度と逆変換器のオーバヒート温度との差のうち小さい方の温度差に応じて、主軸モータの出力を制限する。
このように、本発明の実施例１に係る工作機械の制御装置においては、モータと逆変換器の実測温度及び推定温度のうちでオーバヒート温度に近い温度に着目して主軸モータの出力制限を行う。即ち、モータ温度と逆変換器（アンプ）温度の両方を考慮して、出力制限を行うことにより、オーバヒートアラームによる機械停止を回避することができる。
次に、本発明の実施例１に係る工作機械の制御装置の動作手順について、図２に示したフローチャートを用いて説明する。まず、ステップＳ１０１において、モータ温度取得部１が主軸モータ５０の巻線温度を取得し、モータ温度としてモータ温度比較部１０に出力する。上述したように、モータ温度取得部１は、モータ温度検出部１１及びモータ温度推定部１２の少なくとも一方を備えている。モータ温度取得部１は、モータ温度検出部１１によるモータの実測温度、またはモータ温度推定部１２による主軸モータの推定温度、あるいは実測温度と推定温度の両者をモータ温度としてモータ温度比較部１０に出力する。
次に、ステップＳ１０２において、逆変換器温度取得部２が逆変換器４０である主軸モータ用アンプの温度を取得し、逆変換器温度比較部２０に逆変換器温度として出力する。上述したように、逆変換器温度取得部２は、逆変換器温度検出部２１及び逆変換器温度推定部２２の少なくとも一方を備えている。逆変換器温度取得部２は、逆変換器温度検出部２１による逆変換器４０の実測温度、または逆変換器温度推定部２２による逆変換器４０の推定温度、あるいは実測温度と推定温度の両者を逆変換器４０（主軸モータ用アンプ）の温度として逆変換器温度比較部２０に出力する。
次に、ステップＳ１０３において、モータ温度比較部１０がモータ温度取得部１から出力されたモータ温度とモータのオーバヒート温度とを比較する。具体的には、モータ温度比較部１０は、モータ温度とモータのオーバヒート温度との差を計算して、オーバヒート判定部４に出力する。モータ温度として、実測温度または推定温度、あるいは両者を用いて、モータのオーバヒート温度との差を計算する。
次に、ステップＳ１０４において、逆変換器温度比較部２０が逆変換器温度取得部２から取得された逆変換器温度と逆変換器のオーバヒート温度とを比較する。具体的には、逆変換器温度比較部２０は、逆変換器温度と逆変換器のオーバヒート温度との差を計算して、オーバヒート判定部４に出力する。逆変換器温度として、実測温度または推定温度、あるいは両者を用いて、逆変換器のオーバヒート温度との差を計算する。
次に、ステップＳ１０５において、オーバヒート判定部４が、モータ温度とモータのオーバヒート温度との差が、逆変換器温度と逆変換器のオーバヒート温度との差より大きいか否かを判定する。モータ温度とモータのオーバヒート温度との差が、逆変換器温度と逆変換器のオーバヒート温度との差以下となっている場合は、主軸モータ５０のモータ温度がモータのオーバヒート温度に、より近くなっていることから、逆変換器４０よりもオーバヒート状態に近いと判定できる。この場合は、ステップＳ１０６において、制御装置１０１が、モータ温度とモータのオーバヒート温度との差に応じて、主軸モータ５０の出力を制限する。
一方、モータ温度とモータのオーバヒート温度との差が、逆変換器温度と逆変換器のオーバヒート温度との差より大きくなっている場合は、逆変換器４０の逆変換器温度が逆変換器のオーバヒート温度に、より近くなっていることから、主軸モータ５０よりもオーバヒート状態に近いと判定できる。この場合は、ステップＳ１０７において、制御装置１０１が、逆変換器温度と逆変換器のオーバヒート温度との差に応じて、主軸モータの出力を制限する。
次に、本発明の実施例１の変形例に係る工作機械の制御装置の動作手順について、図３に示したフローチャートを用いて説明する。まず、ステップＳ２０１において、主軸モータの巻線温度を検出し、巻線温度のオーバヒート温度と比較する。
次に、ステップＳ２０２において、電流フィードバックから主軸モータ５０の巻線温度変化を推定し、巻線温度推定値のオーバヒート温度と比較する。ここで、主軸モータ５０に関して、出力制限に使用するのは、実測温度と推定温度のうちのどちらか一方、または両方でもよい。
ここで、「巻線温度のオーバヒート温度」と「巻線温度推定値のオーバヒート温度」は異なる値とすることが好ましい。「巻線温度のオーバヒート温度」は、モータ（または、逆変換器）のある箇所に設置された温度検出素子から取得した実温度に対するオーバヒート温度であるのに対して、「巻線温度推定値のオーバヒート温度」は、流れている電流から推定した巻線温度に対するオーバヒート温度となる。実温度は、温度検出素子が設けられている場所そのものの温度となるため、直接的に保護温度を指定することになるが、推定温度の場合、あくまでも電流から発熱量を推定し、さらに温度監視対象の熱伝導率も考慮して保護温度を決める必要があるため、上記２つの値を異なる値とすることが好ましい。上記のように実温度のオーバヒート温度と推定温度のオーバーヒート温度を異なる値とする点は、逆変換器温度及び後述するリアクトル温度に関しても同様に当てはまる。
次に、ステップＳ２０３において、逆変換器４０の内部温度を検出し、内部温度のオーバヒート温度と比較する。
次に、ステップＳ２０４において、電流フィードバックから逆変換器４０の内部温度変化を推定し、内部温度推定値のオーバヒート温度と比較する。ここで、逆変換器４０に関して、出力制限に使用するのは、実測温度と推定温度のうちのどちらか一方、または両方でもよい。
次に、ステップＳ２０５において、検出した巻線温度及び逆変換器温度、推定した巻線温度及び逆変換器温度のうち最もオーバヒート温度に近い項目を選択する。
次に、ステップＳ２０６において、最もオーバヒート温度に近い項目ではオーバヒート温度近傍か否かを判断する。
最もオーバヒート温度に近い項目がオーバヒート温度近傍である場合は、ステップＳ２０７において、オーバヒート温度までの猶予に応じた出力制限値を計算し、主軸モータの出力制限を行う。
一方、最もオーバヒート温度に近い項目がオーバヒート温度近傍ではない場合は、ステップＳ２０８において、主軸モータの出力制限は行わない。
以上説明したように、本発明の実施例１に係る工作機械の制御装置によれば、モータ駆動時に問題となる主軸モータ及び逆変換器（アンプ）の両者におけるオーバヒート判定を考慮した出力制限によってオーバヒートを回避することができる。
［実施例２］
次に、本発明の実施例２に係る工作機械の制御装置について説明する。図４に、本発明の実施例２に係る工作機械の制御装置を含む制御システムの構成を表すブロック図を示す。制御システムは上位制御装置１００と、主軸モータ用アンプ４０と、主軸モータ５０と、送り軸モータ用アンプ７０と、送り軸モータ８０と、を有する。本発明の実施例２に係る工作機械の制御装置１０２は、主軸モータ用アンプ４０内に設けられている。工作機械の制御装置１０２は、主軸と送り軸とを制御する工作機械の制御装置であって、モータ温度取得部１と、逆変換器温度取得部２と、リアクトル温度取得部３と、モータ温度比較部１０と、逆変換器温度比較部２０と、リアクトル温度比較部３０と、オーバヒート判定部４´と、を有する。実施例２に係る工作機械の制御装置１０２が、実施例１に係る工作機械の制御装置１０１と異なっている点は、リアクトル温度取得部３と、リアクトル温度比較部３０と、をさらに有し、オーバヒート判定部４´が、モータ温度とモータのオーバヒート温度との差、逆変換器温度と逆変換器のオーバヒート温度との差、及びリアクトル温度とリアクトルのオーバヒート温度との差のうち最も小さい温度差に応じて主軸モータの出力を制限する点である。実施例２に係る工作機械の制御装置１０２のその他の構成は、実施例１に係る工作機械の制御装置１０１における構成と同様であるので詳細な説明は省略する。
リアクトル温度取得部３は、逆変換器４０と主軸モータ５０の間に設けられたリアクトル６０の巻線温度を取得し、リアクトル温度として出力する。リアクトル温度比較部３０は、リアクトル温度検出部３１、及び、リアクトル温度推定部３２の少なくとも一方を有する。リアクトル温度検出部３１は、リアクトル６０に設置されたサーミスタ等の温度検出器６２を用いてリアクトル６０の巻線温度を測定する。リアクトル温度推定部３２は、主軸モータ用アンプ４０内で検出した電流フィードバック、即ち、主軸モータ用アンプ４０内に設けた電流検出器５を用いて検出したリアクトル６０に流れる電流から、リアクトル６０の巻線温度を推定する。図４に示した例では、リアクトル温度比較部３０がリアクトル温度検出部３１及びリアクトル温度推定部３２の両者を備えた例を示しているがこのような例には限られず、両者のうちの少なくとも一方を備えていればよい。
リアクトル温度比較部３０が、リアクトル温度検出部３１及びリアクトル温度推定部３２の両者を用いて実測温度（実温度）と推定温度の両方を観察する意義は次の通りである。即ち、急峻な電流変化があった場合、リアクトルの巻線自体は急激に温度が上昇する（時定数は小さい（速い））が、リアクトルの巻線に埋め込まれたサーミスタ等の温度検出素子の温度上昇はそれに比べてゆっくり上昇する（時定数は大きい（遅い））。そのため、時定数の小さい方は推定温度、時定数の大きい方は実測温度（実温度）でオーバヒートを監視することができるという意義がある。
リアクトル温度比較部３０は、リアクトル温度取得部３から出力されたリアクトル温度とリアクトルのオーバヒート温度とを比較する。リアクトルのオーバヒート温度とは、リアクトルがオーバヒートを起こす温度であり、図示しない記憶部に予め記憶しておくことができる。
オーバヒート判定部４´は、モータ温度とモータのオーバヒート温度との差、逆変換器温度と逆変換器のオーバヒート温度との差、及びリアクトル温度とリアクトルのオーバヒート温度との差のうち最も小さい温度差に応じて主軸モータ５０の出力を制限する。
このように、本発明の実施例２に係る工作機械の制御装置においては、モータ、逆変換器、及びリアクトルの実測温度及び推定温度のうちでオーバヒート温度に近い温度に着目して主軸モータの出力制限を行う。即ち、モータ温度、逆変換器温度、及びリアクトル温度の三者を考慮して、出力制限を行うことにより、オーバヒートアラームによる機械停止を回避することができる。
次に、本発明の実施例２に係る工作機械の制御装置の動作手順について、図５に示したフローチャートを用いて説明する。まず、ステップＳ３０１において、モータ温度取得部１が主軸モータ５０の巻線温度を取得し、モータ温度としてモータ温度比較部１０に出力する。上述したように、モータ温度取得部１は、モータ温度検出部１１及びモータ温度推定部１２の少なくとも一方を備えている。モータ温度取得部１は、モータ温度検出部１１によるモータの実測温度、またはモータ温度推定部１２による主軸モータの推定温度、あるいは実測温度と推定温度の両者をモータ温度としてモータ温度比較部１０に出力する。
次に、ステップＳ３０２において、逆変換器温度取得部２が逆変換器４０である主軸モータ用アンプの温度を取得し、逆変換器温度比較部２０に逆変換器温度として出力する。上述したように、逆変換器温度取得部２は、逆変換器温度検出部２１及び逆変換器温度推定部２２の少なくとも一方を備えている。逆変換器温度取得部２は、逆変換器温度検出部２１による逆変換器４０の実測温度、または逆変換器温度推定部２２による逆変換器４０の推定温度、あるいは実測温度と推定温度の両者を逆変換器４０（主軸モータ用アンプ）の温度として逆変換器温度比較部２０に出力する。
次に、ステップＳ３０３において、リアクトル温度取得部３がリアクトル６０の巻線温度を取得し、リアクトル温度としてリアクトル温度比較部３０に出力する。上述したように、リアクトル温度比較部３０は、リアクトル温度検出部３１及びリアクトル温度推定部３２の少なくとも一方を備えている。リアクトル温度取得部３は、リアクトル温度検出部３１によるリアクトルの実測温度、またはリアクトル温度推定部３２によるリアクトルの推定温度、あるいは実測温度と推定温度の両者をモータ温度としてリアクトル温度比較部３０に出力する。
次に、ステップＳ３０４において、モータ温度比較部１０がモータ温度取得部１から出力されたモータ温度とモータのオーバヒート温度とを比較する。具体的には、モータ温度比較部１０は、モータ温度とモータのオーバヒート温度との差を計算して、オーバヒート判定部４´に出力する。モータ温度として、実測温度または推定温度、あるいは両者を用いて、モータのオーバヒート温度との差を計算する。
次に、ステップＳ３０５において、逆変換器温度比較部２０が逆変換器温度取得部２から取得された逆変換器温度と逆変換器のオーバヒート温度とを比較する。具体的には、逆変換器温度比較部２０は、逆変換器温度と逆変換器のオーバヒート温度との差を計算して、オーバヒート判定部４´に出力する。逆変換器温度として、実測温度または推定温度、あるいは両者を用いて、逆変換器のオーバヒート温度との差を計算する。
次に、ステップＳ３０６において、リアクトル温度比較部３０がリアクトル温度取得部３から取得されたリアクトル温度とリアクトルのオーバヒート温度とを比較する。具体的には、リアクトル温度比較部３０は、リアクトル温度とリアクトルのオーバヒート温度との差を計算して、オーバヒート判定部４´に出力する。リアクトル温度として、実測温度または推定温度、あるいは両者を用いて、リアクトルのオーバヒート温度との差を計算する。
次に、ステップＳ３０７において、オーバヒート判定部４´が、モータ温度とモータのオーバヒート温度との差、逆変換器温度と逆変換器のオーバヒート温度との差、及びリアクトル温度とリアクトルのオーバヒート温度との差のうち最小のものはいずれであるかを判定する。
モータ温度とモータのオーバヒート温度との差が最小となっている場合は、主軸モータ５０のモータ温度がモータのオーバヒート温度に、より近くなっていることから、三者のうち最もオーバヒート状態に近いと判定できる。この場合は、ステップＳ３０８において、制御装置１０２が、モータ温度とモータのオーバヒート温度との差に応じて、主軸モータ５０の出力を制限する。
一方、逆変換器温度と逆変換器のオーバヒート温度との差が最小となっている場合は、逆変換器４０の逆変換器温度が逆変換器のオーバヒート温度に、より近くなっていることから、三者のうち最もオーバヒート状態に近いと判定できる。この場合は、ステップＳ３０９において、制御装置１０２が、逆変換器温度と逆変換器のオーバヒート温度との差に応じて、主軸モータ５０の出力を制限する。
一方、リアクトル温度とリアクトルのオーバヒート温度との差が最小となっている場合は、リアクトル６０のリアクトル温度がリアクトルのオーバヒート温度に、より近くなっていることから、三者のうち最もオーバヒート状態に近いと判定できる。この場合は、ステップＳ３１０において、制御装置１０２が、リアクトル温度とリアクトルのオーバヒート温度との差に応じて、主軸モータ５０の出力を制限する。
次に、本発明の実施例２の変形例に係る工作機械の制御装置の動作手順について、図６に示したフローチャートを用いて説明する。まず、ステップＳ４０１において、主軸モータ５０の巻線温度を検出し、巻線温度のオーバヒート温度と比較する。
次に、ステップＳ４０２において、電流フィードバックから主軸モータ５０の巻線温度変化を推定し、巻線温度推定値のオーバヒート温度と比較する。ここで、主軸モータ５０に関して、出力制限に使用するのは、実測温度と推定温度のうちのどちらか一方、または両方でもよい。
次に、ステップＳ４０３において、逆変換器４０の内部温度を検出し、内部温度のオーバヒート温度と比較する。
次に、ステップＳ４０４において、電流フィードバックから逆変換器４０の内部温度変化を推定し、内部温度推定値のオーバヒート温度と比較する。ここで、逆変換器４０に関して、出力制限に使用するのは、実測温度と推定温度のうちのどちらか一方、または両方でもよい。
次に、ステップＳ４０５において、逆変換器４０と主軸モータ５０との間のリアクトル６０の巻線温度変化を検出し、巻線温度のオーバヒート温度と比較する。
次に、ステップＳ４０６において、電流フィードバックからリアクトルの巻線温度変化を推定し、巻線温度推定値のオーバヒート温度と比較する。ここで、リアクトル６０に関して、出力制限に使用するのは、実測温度と推定温度のうちのどちらか一方、または両方でもよい。
次に、ステップＳ４０７において、検出した巻線温度、逆変換器温度、及びリアクトル温度、推定した巻線温度、逆変換器温度、及びリアクトル温度のうち最もオーバヒート温度に近い項目を選択する。
次に、ステップＳ４０８において、最もオーバヒート温度に近い項目ではオーバヒート温度近傍か否かを判断する。
最もオーバヒート温度に近い項目がオーバヒート温度近傍である場合は、ステップＳ４０９において、オーバヒート温度までの猶予に応じた出力制限値を計算し、主軸モータの出力制限を行う。
一方、最もオーバヒート温度に近い項目がオーバヒート温度近傍ではない場合は、ステップＳ４１０において、主軸モータの出力制限は行わない。
以上説明したように、本発明の実施例２に係る工作機械の制御装置によれば、モータ駆動時に問題となる主軸モータ、逆変換器（アンプ）、及びリアクトルの三者におけるオーバヒート判定を考慮した出力制限によってオーバヒートを回避することができる。
１ モータ温度取得部
２ 逆変換器温度取得部
３ リアクトル温度取得部
４，４´ オーバヒート判定部
５ 電流検出器
１０ モータ温度比較部
１１ モータ温度検出部
１２ モータ温度推定部
２０ 逆変換器温度比較部
２１ 逆変換器温度検出部
２２ 逆変換器温度推定部
３０ リアクトル温度比較部
３１ リアクトル温度検出部
３２ リアクトル温度推定部
４０ 逆変換器
５０ 主軸モータ
６０ リアクトル

Claims (7)

  1. 主軸と送り軸とを制御する工作機械の制御装置であって、
    主軸モータの巻線温度を取得し、モータ温度として出力するモータ温度取得部と、
    前記主軸モータを駆動する逆変換器の温度を取得し、逆変換器温度として出力する逆変換器温度取得部と、
    出力されたモータ温度とモータのオーバヒート温度とを比較するモータ温度比較部と、
    出力された逆変換器温度と逆変換器のオーバヒート温度とを比較する逆変換器温度比較部と、
    前記モータ温度と前記モータのオーバヒート温度との差、及び前記逆変換器温度と前記逆変換器のオーバヒート温度との差のうち小さい方の温度差に応じて、主軸モータの出力を制限するオーバヒート判定部と、
    を有し、
    前記モータ温度取得部は、主軸モータの巻線温度を測定するモータ温度検出部、及び、主軸モータで検出した電流フィードバックから、主軸モータの巻線温度を推定するモータ温度推定部を有する、制御装置。
  2. 主軸と送り軸とを制御する工作機械の制御装置であって、
    主軸モータの巻線温度を取得し、モータ温度として出力するモータ温度取得部と、
    前記主軸モータを駆動する逆変換器の温度を取得し、逆変換器温度として出力する逆変換器温度取得部と、
    出力されたモータ温度とモータのオーバヒート温度とを比較するモータ温度比較部と、
    出力された逆変換器温度と逆変換器のオーバヒート温度とを比較する逆変換器温度比較部と、
    前記モータ温度と前記モータのオーバヒート温度との差、及び前記逆変換器温度と前記逆変換器のオーバヒート温度との差のうち小さい方の温度差に応じて、主軸モータの出力を制限するオーバヒート判定部と、
    を有し、
    前記逆変換器温度取得部は、逆変換器の温度を測定する逆変換器温度検出部、及び、逆変換器で検出した電流フィードバックから、逆変換器の温度を推定する逆変換器温度推定部を有する、制御装置。
  3. 前記逆変換器温度取得部は、逆変換器の温度を測定する逆変換器温度検出部、及び、逆変換器で検出した電流フィードバックから、逆変換器の温度を推定する逆変換器温度推定部の少なくとも一方を有する、請求項１に記載の制御装置。
  4. 主軸と送り軸とを制御する工作機械の制御装置であって、
    主軸モータの巻線温度を取得し、モータ温度として出力するモータ温度取得部と、
    前記主軸モータを駆動する逆変換器の温度を取得し、逆変換器温度として出力する逆変換器温度取得部と、
    前記逆変換器と前記主軸モータの間に設けられたリアクトルの巻線温度を取得し、リアクトル温度として出力するリアクトル温度取得部と、
    出力されたモータ温度とモータのオーバヒート温度とを比較するモータ温度比較部と、
    出力された逆変換器温度と逆変換器のオーバヒート温度とを比較する逆変換器温度比較部と、
    出力されたリアクトル温度とリアクトルのオーバヒート温度とを比較するリアクトル温度比較部と、
    前記モータ温度と前記モータのオーバヒート温度との差、前記逆変換器温度と前記逆変換器のオーバヒート温度との差、及び前記リアクトル温度と前記リアクトルのオーバヒート温度との差のうち最も小さい温度差に応じて主軸モータの出力を制限するオーバヒート判定部と、
    を有し、
    前記モータ温度取得部は、主軸モータの巻線温度を測定するモータ温度検出部、及び、主軸モータで検出した電流フィードバックから、主軸モータの巻線温度を推定するモータ温度推定部を有する、制御装置。
  5. 前記逆変換器温度取得部は、逆変換器の温度を測定する逆変換器温度検出部、及び、逆変換器で検出した電流フィードバックから、逆変換器の温度を推定する逆変換器温度推定部の少なくとも一方を有する、請求項４に記載の制御装置。
  6. 前記リアクトル温度取得部は、リアクトルの巻線温度を測定するリアクトル温度検出部、及び、リアクトルで検出した電流フィードバックから、リアクトルの巻線温度を推定するリアクトル温度推定部の少なくとも一方を有する、請求項４に記載の制御装置。
  7. 前記逆変換器温度取得部は、逆変換器の温度を測定する逆変換器温度検出部、及び、逆変換器で検出した電流フィードバックから、逆変換器の温度を推定する逆変換器温度推定部の少なくとも一方を含み、
    前記リアクトル温度取得部は、リアクトルの巻線温度を測定するリアクトル温度検出部、及び、リアクトルで検出した電流フィードバックから、リアクトルの巻線温度を推定するリアクトル温度推定部の少なくとも一方を有する、請求項４に記載の制御装置。
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