(57)【要約】  サーボ制御診断システム（１０）は、機械端（３）を駆動するサーボモータ（２）の回転速度を積分してモータ端位置データとして出力する積分器（１０２）と、トリガーが発生した時点からの機械端（３）の位置データである機械端位置データの値の変化量と予め定められた位置データ閾値（２０７）とを比較する第一診断部（２０４）と、トリガーが発生した時点からのモータ端位置データの値の変化量と位置データ閾値（２０７）とを比較する第二診断部（２０５）と、を備える。
2017216938.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機械端を駆動するサーボモータの回転速度を積分してモータ端位置データとして出力する積分器と、
トリガーが発生した時点からの前記機械端の位置データである機械端位置データの値の変化量と予め定められた位置データ閾値とを比較する第一診断部と、
前記時点からの前記モータ端位置データの値の変化量と前記位置データ閾値とを比較する第二診断部と、
を備えることを特徴とするサーボ制御診断システム。
【請求項２】
前記第一診断部および前記第二診断部のいずれかまたは両方において、前記機械端位置データの値と前記モータ端位置データの値との差分を、予め定められたデータ差分閾値と比較する
ことを特徴とする請求項１に記載のサーボ制御診断システム。
【請求項３】
トリガーが発生した時点からの第一機械端を駆動する第一サーボモータの回転速度に基づく値の変化量が、予め定められたデータ閾値以内であるか否かを判定する第一診断部と、
前記時点からの第二機械端を駆動する第二サーボモータの回転速度に基づく値の変化量が、前記データ閾値以内であるか否かを判定する第二診断部と、
を備えることを特徴とするサーボ制御診断システム。
【請求項４】
前記第一診断部および前記第二診断部のいずれかまたは両方において、前記第一サーボモータの回転速度に基づく値と前記第二サーボモータの回転速度に基づく値との差分の前記時点からの変化量が、予め定められたデータ差分閾値以内であるか否かを判定する
ことを特徴とする請求項３に記載のサーボ制御診断システム。
【請求項５】
第一機械端を駆動する第一サーボモータの回転速度を積分して第一モータ端位置データとして出力する第一積分器と、
第二機械端を駆動する第二サーボモータの回転速度を積分して第二モータ端位置データとして出力する第二積分器と、
をさらに備え、
前記第一サーボモータの回転速度に基づく値は前記第一モータ端位置データであり、前記第二サーボモータの回転速度に基づく値は第二モータ端位置データである
ことを特徴とする請求項３または４に記載のサーボ制御診断システム。
【請求項６】
前記第一機械端および前記第二機械端は機械的に連動する
ことを特徴とする請求項３から５のいずれか１つに記載のサーボ制御診断システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作機械、ロボットまたは搬送システムの制御といった用途に使用されるサーボ制御システムの異常検出を行うサーボ制御診断システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
サーボ制御システムは、コントローラが出力する位置指令値と機械端からの位置フィードバック値とから速度指令を生成する位置制御部と、位置制御部から与えられた速度指令の値と速度フィードバック値とからサーボモータの駆動電力を生成する速度制御部とを有している。【０００３】
フルクローズドループとなっているフルクローズドサーボ制御システムにおいては、サーボモータに接続されてサーボモータの回転速度、回転角または磁極位置を検出するモータ端検出器からのフィードバック信号と、サーボモータが駆動するテーブルの線形移動位置を検出する機械端検出器からのフィードバック信号と、を用いた制御が行われる。【０００４】
上記したようなフルクローズドサーボ制御システムでは、メンテナンスなどにおいて、ユーザがサーボ制御システムに接近して作業することがある。このような場合において、機械端の位置またはサーボモータの回転速度がユーザの安全を確保するために予め定めた目標値を維持しているか否かを診断する必要がある。位置または速度が目標値を維持できていないという異常を検出する上記診断において、検出の冗長性を持たせる方法としては、２つの診断用検出器を用いる手法が従来から用いられてきた。すなわち、２つの診断用検出器から得られた２つのデータを逐次比較する或いは設定値と比較することにより、位置または速度の異常を検出することが行われていた。特許文献１では、モータ軸のエンコーダおよびリニアスケールの速度または位置を比較して異常検出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２６６５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記した冗長性を備えた従来の異常検出技術においては、２つのデータを得るために、サーボアンプの外部に新たに診断用検出器を追加するか、２つのデータが取得可能な検出器を設けるか、または検出器からのフィードバック信号の分岐部をサーボアンプの外部に設けるかしなければならない。すなわち、新たな検出器の設置、検出器または配線の変更が必要であり、コストまたは容易性という観点から問題がある。また、特許文献１においては、コントローラであるＮＣ装置内に比較および判断を行うための新たな演算部を設けなければならないという問題点がある。【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ＮＣ装置または検出器の変更なしに診断精度を向上することが可能なサーボ制御診断システムを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、機械端を駆動するサーボモータの回転速度を積分してモータ端位置データとして出力する積分器と、トリガーが発生した時点からの機械端の位置データである機械端位置データの値の変化量と予め定められた位置データ閾値とを比較する第一診断部を備える。さらに本発明は、トリガーが発生した時点からのモータ端位置データの値の変化量と位置データ閾値とを比較する第二診断部を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明にかかるサーボ制御診断システムは、ＮＣ装置または検出器の変更なしに診断精度を向上することが可能になるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態１にかかるサーボ制御診断システムの構成を示すブロック図
【図２】本発明の実施の形態２にかかるサーボ制御診断システムの構成を示すブロック図
【図３】本発明の実施の形態３にかかるサーボ制御診断システムの構成を示すブロック図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明の実施の形態にかかるサーボ制御診断システムを図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１２】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかるサーボ制御診断システム１０の構成を示すブロック図である。サーボ制御診断システム１０は、サーボアンプであるサーボ制御部１００と、サーボ制御部１００に設けられた診断装置２００と、を備える。サーボ制御部１００は、サーボモータ２を制御する。サーボモータ２は、伝達機構を介して機械端であるテーブル３を駆動する。診断装置２００は、サーボ制御部１００とシリアル通信により信号を送受信する。
【００１３】
サーボモータ２には、サーボモータ２の回転速度を検出するモータ端検出器４が取り付けられている。モータ端検出器４は、サーボモータ２の回転速度を速度フィードバック値としてサーボ制御部１００に出力する。
【００１４】
テーブル３には、テーブル３の線形移動位置を検出する機械端検出器５が取り付けられている。テーブル３の線形移動位置とは、テーブル３が直線的に移動したときの位置である。機械端検出器５は、機械端の位置データを検出して機械端位置データとして出力する。具体的には、テーブル３の機械端位置データである線形移動位置を位置フィードバック値としてサーボ制御部１００に出力する。
【００１５】
図１のサーボ制御部１００、サーボモータ２およびテーブル３を含んだサーボ制御システムは、機械端検出器５からの位置フィードバック値も利用するフルクローズドサーボ制御システムである。
【００１６】
サーボ制御部１００は、ＮＣ装置といったコントローラ１が出力する位置指令値および機械端検出器５からの位置フィードバック値に基づいて速度指令を生成する位置制御部１０１と、位置制御部１０１からの速度指令値およびモータ端検出器４からの速度フィードバック値に基づいてサーボモータ２の駆動電力を生成する速度制御部１０２と、を備える。
【００１７】
また、サーボ制御部１００は、位置制御部１０１から出力された機械端位置データを通信データに変換するデータ変換部１０３と、速度制御部１０２から出力されたモータ端位置データを通信データに変換するデータ変換部１０４と、データ変換部１０３および１０４が出力する通信データを診断装置２００に送信する送信部１０５と、を備える。
【００１８】
なお、位置制御部１０１は、機械端検出器５からの位置フィードバック値を機械端位置データとして、データ変換部１０３に出力する。速度制御部１０２は積分器の機能も有し、速度フィードバック値であるサーボモータ２の回転速度を積分してモータ端位置データとして、データ変換部１０４に出力する。
【００１９】
データ変換部１０３は、位置制御部１０１から入力された機械端位置データに、ＣＲＣ（Ｃｙｃｌｉｃ  Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ  Ｃｈｅｃｋ）３２といった誤り検出符号およびデータの順序を示すデータナンバーを付加して、信頼性を高めた通信データに変換して、送信部１０５に出力する。データ変換部１０４は、速度制御部１０２から入力されたモータ端位置データに、ＣＲＣ３２といった誤り検出符号およびデータナンバーを付加して、信頼性を高めた通信データに変換して、送信部１０５に出力する。
【００２０】
送信部１０５は、データ変換部１０３および１０４から入力された通信データを、シリアル通信によって診断装置２００に出力する。具体的には、送信部１０５は、データ変換部１０３から入力される機械端位置データを変換した通信データと、データ変換部１０４から入力されるモータ端位置データを変換した通信データと、を順番にシリアル通信で送信する。
【００２１】
診断装置２００は、サーボ制御部１００の送信部１０５に接続されて送信部１０５からの通信データを受信する受信部２０１と、機械端位置データを復元するデータ復元部２０２と、モータ端位置データを復元するデータ復元部２０３と、復元された機械端位置データに基づいて異常検出する第一診断部２０４と、復元されたモータ端位置データに基づいて異常検出する第二診断部２０５と、を備える。受信部２０１は、送信部１０５と有線により接続されてもよいし、無線で通信接続されてもよい。
【００２２】
診断装置２００の一例は、サーボ制御部１００に取り付けられた専用のハードウェアである。また、診断装置２００はサーボ制御部１００の内部に組み込まれた専用のハードウェアであってもよい。受信部２０１と送信部１０５とが無線で通信接続されている場合は、診断装置２００はサーボ制御部１００から離れて設けられてもかまわない。専用のハードウェアの処理回路は、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサー、並列プログラム化したプロセッサー、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）、またはこれらを組み合わせたものが該当する。受信部２０１、データ復元部２０２、データ復元部２０３、第一診断部２０４および第二診断部２０５の各部の機能それぞれを処理回路で実現してもよいし、各部の機能をまとめて処理回路で実現してもよい。
【００２３】
受信部２０１は、サーボ制御部１００の送信部１０５から入力された通信データを受信し、通信データをデータ復元部２０２およびデータ復元部２０３に出力する。送信部１０５からの通信データは上述したようにシリアル通信で送信されるので、受信部２０１は、予め設定または送信部１０５からの通知といった方法により送信部１０５によるデータ送信の順番、すなわちデータ受信の順番を把握することができる。これにより、受信部２０１は、機械端位置データを変換した通信データはデータ復元部２０２に出力し、モータ端位置データを変換した通信データはデータ復元部２０３に出力することが可能となる。
【００２４】
データ復元部２０２は、機械端位置データを変換した通信データを受信部２０１から受け取って機械端位置データに復元し、復元された機械端位置データを第一診断部２０４に出力する。
【００２５】
データ復元部２０３は、モータ端位置データを変換した通信データを受信部２０１から受け取ってモータ端位置データに復元し、復元されたモータ端位置データを第二診断部２０５に出力する。
【００２６】
実施の形態１における診断装置２００は外部トリガーが発生すると検出することが可能であり、診断装置２００による診断は、外部トリガーが発生した時点、すなわち診断装置２００が外部トリガーを検出した時点から開始される。トリガーとなる外部トリガーには、ユーザによるさまざまな動作が含まれる。具体的には、メンテナンス作業時のユーザの安全確保のためにサーボモータ２およびテーブル３を静止させておきたいといった目的で、診断装置２００に設けられた図示しないスイッチをユーザが押下した時点で診断が開始される。また、プレス機において、ユーザは両側にそれぞれ設けられた２つのボタンを作業中は常時押下しており、ユーザがボタンを押下しなくなった時点で、不要な動作が行われないようにユーザの安全確保のために診断が開始される。また、ライトカーテンがユーザにより遮光された時点で診断を開始してもよい。このように、診断装置２００による診断は、コントローラ１からの指令には依存せずに、ユーザの上述したような動作である外部トリガーの発生を検出した時点から開始されるので、診断開始の時点は、ユーザの上述したような動作が発生した時点となる。なお、サーボ制御部１００の診断動作は、コントローラ１からの指令による通常の制御による動作とは別であり、並行して実行されてもかまわない。
【００２７】
診断開始の時点において、第一診断部２０４は、データ復元部２０２から入力された復元された機械端位置データの値を記録する。そして、診断開始後の復元された機械端位置データの値を診断開始時の復元された機械端位置データの値と比べることにより診断開始の時点からの変化量を求めて、当該変化量と位置データ閾値２０７とを単位を揃えて比較し、当該変化量が、位置データ閾値２０７以内であるか否かを判定する。変化量が位置データ閾値２０７以内でない場合は、テーブル３の動作に何らかの異常が発生したと診断する。ここで単位を揃えるとは、一方の数値をテーブル３の線形移動位置またはサーボモータ２の回転角度といった物理量を示す単位のいずれかの単位で表現する数値に変換して両方の数値の単位を同じにすることである。したがって、位置データ閾値２０７はいずれの単位で与えられてもかまわない。ここで、位置データ閾値２０７は、診断の開始前にユーザによってパラメータとして予め指定された値である。なお、上記判定は、診断開始の時点における復元された機械端位置データの値をゼロとして、診断開始後の復元された機械端位置データの値が、位置データ閾値２０７以内であるか否かを判定するようにしてもよい。
【００２８】
さらに、診断開始後に第一診断部２０４は、復元された機械端位置データの値と第二診断部２０５から入力された復元されたモータ端位置データの値とをデータ差分閾値２０６の単位に揃えて得た差分が、予め定められたデータ差分閾値２０６以内であるか否かを判定する。ここで、データ差分閾値２０６は、診断の開始前にユーザによってパラメータとして指定された値である。機械端位置データの値とモータ端位置データの値とは、テーブル３の線形移動位置またはサーボモータ２の回転角度のいずれかに単位を揃えれば正常動作時には同じ値になるはずである。したがって、両者の単位を揃えて得た差分がデータ差分閾値２０６以内でない場合は、サーボモータ２とテーブル３との間の機械的な連結の不具合といったサーボ制御システムの異常が発生したと考えられる。
【００２９】
診断開始の時点において、第二診断部２０５は、データ復元部２０３から入力された復元されたモータ端位置データの値を記録する。そして、診断開始後の復元されたモータ端位置データの値を診断開始時の復元されたモータ端位置データの値と比べることにより診断開始の時点からの変化量を求めて、当該変化量と位置データ閾値２０７とを単位を揃えて比較し、当該変化量が、位置データ閾値２０７以内であるか否かを判定する。変化量が位置データ閾値２０７以内でない場合は、サーボモータ２の動作に何らかの異常が発生したと診断する。なお、上記判定は、診断開始の時点における復元されたモータ端位置データの値をゼロとして、診断開始後の復元されたモータ端位置データの値が、位置データ閾値２０７以内であるか否かを判定するようにしてもよい。
【００３０】
さらに、診断開始後に第二診断部２０５は、復元されたモータ端位置データの値と第一診断部２０４から入力された復元された機械端位置データの値とをデータ差分閾値２０６の単位に揃えて得た差分が、データ差分閾値２０６以内であるか否かを判定する。両者の単位を揃えて得た差分がデータ差分閾値２０６以内でない場合は、サーボモータ２とテーブル３との間の機械的な連結の不具合といったサーボ制御システムの異常が発生したと考えられる。これにより、同じ差分の値を用いた判定を第一診断部２０４および第二診断部２０５の両方で実行することになるので二重チェックをすることができる。なお、第一診断部２０４または第二診断部２０５のいずれか一方で上記判定を行ってもかまわない。
【００３１】
また、実施の形態１においては、機械端検出器５の検出対象をテーブル３の線形移動位置としたが、検出対象はこれに限定されない。機械位置を検出する対象であれば、回転位置、移動位置、その他のどのような検出対象であってもかまわない。
【００３２】
また、位置データ閾値２０７は、サーボ制御部１００がサーボモータ２の動作モデルに基づいてサーボモータ２の位置の許容変動量を推定した値であってもよい。また、位置データ閾値２０７は、サーボ制御部１００がテーブル３の動作モデルに基づいてテーブル３の線形移動位置の許容変動量を推定した値であってもよい。ここで、テーブル３の動作モデルとは、制御に対するテーブル３の動作の遅れを表現したモデルである。
【００３３】
実施の形態１にかかるサーボ制御診断システム１０によれば、位置フィードバック値に基づいて速度指令を生成する位置制御部１０１から得た機械端位置データと、速度フィードバック値に基づいてサーボモータ２を制御する速度制御部１０２から得たモータ端位置データと、をサーボ制御のユーザの安全確保のための診断に使用する。これにより、サーボアンプの外部に診断用検出器を設けることが不要であり、２つのデータが取得可能な検出器を使用する必要もない。
【００３４】
また、診断装置２００は、サーボ制御部１００に接続されて、異常検出のための位置データをサーボ制御部１００から直接取得して、位置データ閾値２０７と比較することにより機械端位置およびモータ端位置の維持を継続できないという異常の発生を診断する。したがって、検出器からのフィードバック信号の分岐部をサーボ制御部１００の外部に設ける必要がない。
【００３５】
すなわち、異常検出のための診断装置２００を新たに設置するに際して、サーボモータ２の通常動作においてサーボ制御部１００が制御で用いる機械端位置データおよびモータ端位置データを利用する構成とする。したがって、新たな検出器の設置、ＮＣ装置、検出器または配線の変更が不要なので、診断装置２００をサーボ制御部１００に直接接続する簡易な構成で異常診断が可能となる。
【００３６】
実施の形態２．
図２は、本発明の実施の形態２にかかるサーボ制御診断システム２０の構成を示すブロック図である。サーボ制御診断システム２０は、サーボアンプであるサーボ制御部３００と、サーボ制御部３００に備えられた診断装置４００と、を備える。サーボ制御部３００は、第一サーボモータ１２および第二サーボモータ２２を制御する。第一サーボモータ１２は、伝達機構を介して第一機械端である第一テーブル１３を駆動する。第二サーボモータ２２は、別の伝達機構を介して第二機械端である第二テーブル２３を駆動する。第一テーブル１３および第二テーブル２３は機械的に連動する、すなわち軸同期して同じ動きをする。第一テーブル１３および第二テーブル２３の具体例は、搬送用の左右のテーブルである。診断装置４００は、サーボ制御部３００とシリアル通信により信号を送受信する。
【００３７】
第一サーボモータ１２には、第一サーボモータ１２の回転速度を検出する第一モータ端検出器１４が取り付けられている。第一モータ端検出器１４は、第一サーボモータ１２の回転速度を速度フィードバック値としてサーボ制御部３００に出力する。
【００３８】
第二サーボモータ２２には、第二サーボモータ２２の回転速度を検出する第二モータ端検出器２４が取り付けられている。第二モータ端検出器２４は、第二サーボモータ２２の回転速度を速度フィードバック値としてサーボ制御部３００に出力する。
【００３９】
実施の形態２のサーボ制御システムは、単一のサーボアンプで２軸のサーボモータを駆動するので、実施の形態２にかかるサーボ制御診断システム２０は、それぞれのサーボモータに接続されている検出器を使用する。すなわち、実施の形態１にかかるサーボ制御診断システム１０は、モータ端検出器４および機械端検出器５の検出値を用いるが、実施の形態２にかかるサーボ制御診断システム２０は、第一モータ端検出器１４および第二モータ端検出器２４の検出値を用いる。
【００４０】
サーボ制御部３００は、第一モータ端検出器１４からの速度フィードバック値を積分して位置フィードバック値として出力する第一積分器３１０と、ＮＣ装置といったコントローラ１が出力する第一位置指令値および第一積分器３１０からの位置フィードバック値に基づいて第一速度指令を生成する第一位置制御部３１１と、第一位置制御部３１１からの第一速度指令値および第一モータ端検出器１４からの速度フィードバック値に基づいて第一サーボモータ１２の駆動電力を生成する第一速度制御部３１２と、を備える。
【００４１】
また、サーボ制御部３００は、第二モータ端検出器２４からの速度フィードバック値を積分して位置フィードバック値として出力する第二積分器３２０と、コントローラ１が出力する第二位置指令値および第二積分器３２０からの位置フィードバック値に基づいて第二速度指令を生成する第二位置制御部３２１と、第二位置制御部３２１からの第二速度指令値および第二モータ端検出器２４からの速度フィードバック値に基づいて第二サーボモータ２２の駆動電力を生成する第二速度制御部３２２と、を備える。
【００４２】
また、サーボ制御部３００は、第一位置制御部３１１から出力された第一モータ端位置データを通信データに変換するデータ変換部３０３と、第二位置制御部３２１から出力された第二モータ端位置データを通信データに変換するデータ変換部３０４と、データ変換部３０３および３０４が出力する通信データを診断装置４００に送信する送信部３０５と、を備える。
【００４３】
なお、第一位置制御部３１１は、第一積分器３１０からの位置フィードバック値を第一モータ端位置データとして、データ変換部３０３に出力する。第二位置制御部３２１は、第二積分器３２０からの位置フィードバック値を第二モータ端位置データとして、データ変換部３０４に出力する。
【００４４】
データ変換部３０３は、第一位置制御部３１１から入力された第一モータ端位置データに、ＣＲＣ３２といった誤り検出符号およびデータナンバーを付加して、信頼性を高めた通信データに変換して、送信部３０５に出力する。データ変換部３０４は、第二位置制御部３２１から入力された第二モータ端位置データに、ＣＲＣ３２といった誤り検出符号およびデータナンバーを付加して、信頼性を高めた通信データに変換して、送信部３０５に出力する。
【００４５】
送信部３０５は、データ変換部３０３および３０４から入力された通信データを、シリアル通信によって診断装置４００に出力する。具体的には、送信部３０５は、データ変換部３０３から入力される第一モータ端位置データを変換した通信データと、データ変換部３０４から入力される第二モータ端位置データを変換した通信データと、を順番にシリアル通信で送信する。
【００４６】
診断装置４００は、サーボ制御部３００の送信部３０５に接続されて送信部３０５からの通信データを受信する受信部４０１と、第一モータ端位置データを復元するデータ復元部４０２と、第二モータ端位置データを復元するデータ復元部４０３と、復元された第一モータ端位置データに基づいて異常検出する第一診断部４０４と、復元された第二モータ端位置データに基づいて異常検出する第二診断部４０５と、を備える。受信部４０１は、送信部３０５と有線により接続されてもよいし、無線で通信接続されてもよい。
【００４７】
診断装置４００の一例は、サーボ制御部３００に取り付けられた専用のハードウェアである。また、診断装置４００はサーボ制御部３００の内部に組み込まれた専用のハードウェアであってもよい。受信部４０１と送信部３０５とが無線で通信接続されている場合は、診断装置４００はサーボ制御部３００から離れて設けられてもかまわない。専用のハードウェアの処理回路は、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサー、並列プログラム化したプロセッサー、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、またはこれらを組み合わせたものが該当する。受信部４０１、データ復元部４０２、データ復元部４０３、第一診断部４０４および第二診断部４０５の各部の機能それぞれを処理回路で実現してもよいし、各部の機能をまとめて処理回路で実現してもよい。
【００４８】
受信部４０１は、サーボ制御部３００の送信部３０５から入力された通信データを受信し、通信データをデータ復元部４０２およびデータ復元部４０３に出力する。送信部３０５からの通信データは上述したようにシリアル通信で送信されるので、受信部４０１は、予めの設定または送信部３０５からの通知といった方法により送信部３０５によるデータ送信の順番、すなわちデータ受信の順番を把握することができる。これにより、受信部４０１は、第一モータ端位置データを変換した通信データはデータ復元部４０２に出力し、第二モータ端位置データを変換した通信データはデータ復元部４０３に出力することが可能となる。
【００４９】
データ復元部４０２は、第一モータ端位置データを変換した通信データを受信部４０１から受け取って第一モータ端位置データに復元し、復元された第一モータ端位置データを第一診断部４０４に出力する。
【００５０】
データ復元部４０３は、第二モータ端位置データを変換した通信データを受信部４０１から受け取って第二モータ端位置データに復元し、復元された第二モータ端位置データを第二診断部４０５に出力する。
【００５１】
実施の形態２における診断装置４００による診断も、実施の形態１と同様に、ユーザによるさまざまな動作である外部トリガーの発生を診断装置４００が検出した時点から開始される。したがって、診断開始の時点は、外部トリガーであるユーザの動作が発生した時点となる。
【００５２】
診断開始の時点において、第一診断部４０４は、データ復元部４０２から入力された復元された第一モータ端位置データの値を記録する。そして、診断開始後の復元された第一モータ端位置データの値を診断開始時の復元された第一モータ端位置データの値と比べることにより診断開始の時点からの変化量を求めて、当該変化量と位置データ閾値４０７とを比較し、当該変化量が位置データ閾値４０７以内であるか否かを判定する。当該変化量が位置データ閾値４０７以内でない場合は、第一サーボモータ１２の動作に何らかの異常が発生したと診断する。ここで、位置データ閾値４０７は、診断の開始前にユーザによってパラメータとして予め指定された値である。なお、上記判定は、診断開始の時点における復元された第一モータ端位置データの値をゼロとして、診断開始後の復元された第一モータ端位置データの値が、位置データ閾値４０７以内であるか否かを判定するようにしてもよい。
【００５３】
さらに、診断開始の時点において、第一診断部４０４は、復元された第一モータ端位置データの値と第二診断部４０５から入力された復元された第二モータ端位置データの値との差分を記録する。そして、診断開始後の当該差分の診断開始の時点からの変化量が、位置差分閾値４０６以内であるか否かを判定する。ここで、位置差分閾値４０６は、診断の開始前にユーザによってパラメータとして予め指定された値である。第一テーブル１３および第二テーブル２３が機械的に連動している場合は、当該差分の変化量は理想的にはゼロであるはずなので、当該差分の変化量が位置差分閾値４０６以内でない場合は、第一テーブル１３および第二テーブル２３が機械的に連動していないといったサーボ制御システムの異常が発生したと考えられる。
【００５４】
診断開始の時点において、第二診断部４０５は、データ復元部４０３から入力された復元された第二モータ端位置データの値を記録する。そして、診断開始後の復元された第二モータ端位置データの値を診断開始時の復元された第二モータ端位置データの値と比べることにより診断開始の時点からの変化量を求めて、当該変化量と位置データ閾値４０７とを比較し、当該変化量が位置データ閾値４０７以内であるか否かを判定する。当該変化量が位置データ閾値４０７以内でない場合は、第二サーボモータ２２の動作に何らかの異常が発生したと診断する。なお、上記判定は、診断開始の時点における復元された第二モータ端位置データの値をゼロとして、診断開始後の復元された第二モータ端位置データの値が、位置データ閾値４０７以内であるか否かを判定するようにしてもよい。
【００５５】
さらに、診断開始の時点において、第二診断部４０５は、復元された第二モータ端位置データの値と第一診断部４０４から入力された復元された第一モータ端位置データの値との差分を記録する。そして、診断開始後の当該差分の診断開始の時点からの変化量が、位置差分閾値４０６以内であるか否かを判定する。当該差分の変化量が位置差分閾値４０６以内でない場合は、第一テーブル１３および第二テーブル２３が機械的に連動していないといったサーボ制御システムの異常が発生したと考えられる。これにより、同じ差分の値を用いた判定を第一診断部４０４および第二診断部４０５の両方で実行することになるので二重チェックをすることができる。なお、第一診断部４０４または第二診断部４０５のいずれか一方で上記判定を行ってもかまわない。
【００５６】
また、位置データ閾値４０７は、サーボ制御部３００が第一サーボモータ１２または第二サーボモータ２２の動作モデルに基づいて第一サーボモータ１２および第二サーボモータ２２の位置の許容変動量を推定した値であってもよい。また、位置データ閾値４０７は、サーボ制御部３００が第一テーブル１３または第二テーブル２３の動作モデルに基づいて第一テーブル１３および第二テーブル２３の線形移動位置の許容変動量を推定した値であってもよい。
【００５７】
実施の形態２にかかるサーボ制御診断システム２０によれば、コントローラ１が出力する第一位置指令値および第一積分器３１０からの位置フィードバック値に基づいて第一速度指令を生成する第一位置制御部３１１から得た第一モータ端位置データと、コントローラ１が出力する第二位置指令値および第二積分器３２０からの位置フィードバック値に基づいて第二速度指令を生成する第二位置制御部３２１から得た第二モータ端位置データと、をサーボ制御の診断に使用する。これにより、サーボアンプの外部に診断用検出器を設けることが不要であり、２つのデータが取得可能な検出器を使用する必要もない。
【００５８】
また、診断装置４００はサーボ制御部３００に接続されて、異常検出のための位置データをサーボ制御部３００から直接取得するので、検出器からのフィードバック信号の分岐部をサーボ制御部３００の外部に設ける必要がない。
【００５９】
すなわち、異常検出のための診断装置４００を新たに設置するに際して、診断装置４００をサーボ制御部３００に直接接続すればよいので、新たな検出器の設置、ＮＣ装置、検出器または配線の変更が不要となる。さらに位置データ閾値４０７を用いることにより、単一のサーボアンプで２軸のサーボモータを駆動する場合において、２つのモータ端位置の異常に対する診断精度を向上させることができる。
【００６０】
なお、上記説明においては、第一テーブル１３および第二テーブル２３は機械的に連動するとしたが、機械的に連動しなくてもかまわない。
【００６１】
実施の形態３．
図３は、本発明の実施の形態３にかかるサーボ制御診断システム２５の構成を示すブロック図である。サーボ制御診断システム２５は、サーボアンプであるサーボ制御部３５０と、サーボ制御部３５０に備えられた診断装置４５０と、を備える。サーボ制御診断システム２５は、実施の形態２にかかるサーボ制御診断システム２０の構成を一部変更したものである。
【００６２】
具体的には、サーボ制御部３５０では、第一速度制御部３１２から速度フィードバック値である第一モータ端速度データがデータ変換部３０３に入力され、第二速度制御部３２２から速度フィードバック値である第二モータ端速度データがデータ変換部３０４に入力される。さらに、診断装置４５０では、差分閾値が診断装置４００の位置差分閾値４０６から速度差分閾値４０８に置き換わり、データ閾値が診断装置４００の位置データ閾値４０７から速度データ閾値４０９に置き換わっている。以下、サーボ制御診断システム２５のサーボ制御診断システム２０と異なる点を説明する。
【００６３】
データ変換部３０３は、第一速度制御部３１２から入力された第一モータ端速度データに、ＣＲＣ３２といった誤り検出符号およびデータナンバーを付加して、信頼性を高めた通信データに変換して、送信部３０５に出力する。データ変換部３０４は、第二速度制御部３２２から入力された第二モータ端速度データに、ＣＲＣ３２といった誤り検出符号およびデータナンバーを付加して、信頼性を高めた通信データに変換して、送信部３０５に出力する。
【００６４】
送信部３０５は、データ変換部３０３および３０４から入力された通信データを、シリアル通信によって診断装置４５０に出力する。具体的には、送信部３０５は、データ変換部３０３から入力される第一モータ端速度データを変換した通信データと、データ変換部３０４から入力される第二モータ端速度データを変換した通信データと、を順番にシリアル通信で送信する。
【００６５】
診断装置４５０は、サーボ制御部３５０の送信部３０５に接続されて送信部３０５からの通信データを受信する受信部４０１と、第一モータ端速度データを復元するデータ復元部４０２と、第二モータ端速度データを復元するデータ復元部４０３と、復元された第一モータ端速度データに基づいて異常検出する第一診断部４０４と、復元された第二モータ端速度データに基づいて異常検出する第二診断部４０５と、を備える。受信部４０１は、送信部３０５と有線により接続されてもよいし、無線で通信接続されてもよい。
【００６６】
データ復元部４０２は、第一モータ端速度データを変換した通信データを受信部４０１から受け取って第一モータ端速度データに復元し、復元された第一モータ端速度データを第一診断部４０４に出力する。
【００６７】
データ復元部４０３は、第二モータ端速度データを変換した通信データを受信部４０１から受け取って第二モータ端速度データに復元し、復元された第二モータ端速度データを第二診断部４０５に出力する。
【００６８】
実施の形態３における診断装置４５０による診断も、実施の形態１および２と同様に、ユーザによるさまざまな動作である外部トリガーの発生を診断装置４５０が検出した時点から開始される。診断開始の時点において、第一診断部４０４は、データ復元部４０２から入力された復元された第一モータ端速度データの値を記録する。そして、診断開始後の復元された第一モータ端速度データの値を診断開始時の復元された第一モータ端速度データの値と比べることにより診断開始の時点からの変化量を求めて、当該変化量と速度データ閾値４０９とを比較し、当該変化量が速度データ閾値４０９以内であるか否かを判定する。当該変化量が速度データ閾値４０９以内でない場合は、第一サーボモータ１２の動作に何らかの異常が発生したと診断する。ここで、速度データ閾値４０９は、診断の開始前にユーザによってパラメータとして予め指定された値である。
【００６９】
さらに、診断開始の時点において、第一診断部４０４は、復元された第一モータ端速度データの値と第二診断部４０５から入力された復元された第二モータ端速度データの値との差分を記録する。そして、診断開始後の当該差分の診断開始の時点からの変化量が、速度差分閾値４０８以内であるか否かを判定する。ここで、速度差分閾値４０８は、診断の開始前にユーザによってパラメータとして予め指定された値である。第一テーブル１３および第二テーブル２３が機械的に連動している場合は、当該差分の変化量は理想的にはゼロであるはずなので、当該差分の変化量が速度差分閾値４０８以内でない場合は、第一テーブル１３および第二テーブル２３が機械的に連動していないといったサーボ制御システムの異常が発生したと考えられる。
【００７０】
診断開始の時点において、第二診断部４０５は、データ復元部４０３から入力された復元された第二モータ端速度データの値を記録する。そして、診断開始後の復元された第二モータ端速度データの値を診断開始時の復元された第二モータ端速度データの値と比べることにより診断開始の時点からの変化量を求めて、当該変化量と速度データ閾値４０９とを比較し、当該変化量が速度データ閾値４０９以内であるか否かを判定する。当該変化量が速度データ閾値４０９以内でない場合は、第二サーボモータ２２の動作に何らかの異常が発生したと診断する。
【００７１】
さらに、診断開始の時点において、第二診断部４０５は、復元された第二モータ端速度データの値と第一診断部４０４から入力された復元された第一モータ端速度データの値との差分を記録する。そして、診断開始後の当該差分の診断開始の時点からの変化量が、速度差分閾値４０８以内であるか否かを判定する。当該差分の変化量が速度差分閾値４０８以内でない場合は、第一テーブル１３および第二テーブル２３が機械的に連動していないといったサーボ制御システムの異常が発生したと考えられる。これにより、同じ差分の値を用いた判定を第一診断部４０４および第二診断部４０５の両方で実行することになるので二重チェックをすることができる。なお、第一診断部４０４または第二診断部４０５のいずれか一方で上記判定を行ってもかまわない。
【００７２】
また、実施の形態１のサーボ制御部１００と診断装置２００との間の通信、実施の形態２のサーボ制御部３００と診断装置４００との間の通信および実施の形態３のサーボ制御部３５０と診断装置４５０との間の通信においては、ＣＲＣ３２といった誤り検出符号およびデータナンバーを付加した通信データに変換して通信するとしたが、これに限定されず、どのような通信方式を用いてもかまわない。
【００７３】
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
【符号の説明】
【００７４】
１  コントローラ、２  サーボモータ、３  テーブル、４  モータ端検出器、５  機械端検出器、１０，２０，２５  サーボ制御診断システム、１２  第一サーボモータ、１３  第一テーブル、１４  第一モータ端検出器、２２  第二サーボモータ、２３  第二テーブル、２４  第二モータ端検出器、１００，３００，３５０  サーボ制御部、１０１  位置制御部、１０２  速度制御部、１０３，１０４，３０３，３０４  データ変換部、１０５，３０５  送信部、２００，４００，４５０  診断装置、２０１，４０１  受信部、２０２，２０３，４０２，４０３  データ復元部、２０４，４０４  第一診断部、２０５，４０５  第二診断部、２０６  データ差分閾値、２０７，４０７  位置データ閾値、３１０  第一積分器、３１１  第一位置制御部、３１２  第一速度制御部、３２０  第二積分器、３２１  第二位置制御部、３２２  第二速度制御部、４０６  位置差分閾値、４０８  速度差分閾値、４０９  速度データ閾値。
【図１】
2017216938.tif 000003
【図２】
2017216938.tif 000004
【図３】
2017216938.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成29年1月25日(2017.1.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機械端を駆動するサーボモータの回転速度を積分してモータ端位置データとして出力する積分器と、
トリガーが発生した時点からの前記機械端の位置データである機械端位置データの値の変化量と予め定められた位置データ閾値とを比較する第一診断部と、
前記時点からの前記モータ端位置データの値の変化量と前記位置データ閾値とを比較する第二診断部と、
を備えることを特徴とするサーボ制御診断システム。
【請求項２】
前記第一診断部および前記第二診断部のいずれかまたは両方において、前記機械端位置データの値と前記モータ端位置データの値との差分を、予め定められたデータ差分閾値と比較する
ことを特徴とする請求項１に記載のサーボ制御診断システム。
【請求項３】
トリガーが発生した時点からの第一機械端を駆動する第一サーボモータの回転速度に基づく値の変化量が、予め定められたデータ閾値以内であるか否かを判定する第一診断部と、
前記時点からの第二機械端を駆動する第二サーボモータの回転速度に基づく値の変化量が、前記データ閾値以内であるか否かを判定する第二診断部と、
を備えることを特徴とするサーボ制御診断システム。
【請求項４】
前記第一診断部および前記第二診断部のいずれかまたは両方において、前記第一サーボモータの回転速度に基づく値と前記第二サーボモータの回転速度に基づく値との差分の前記時点からの変化量が、予め定められたデータ差分閾値以内であるか否かを判定する
ことを特徴とする請求項３に記載のサーボ制御診断システム。
【請求項５】
前記第一サーボモータの回転速度を積分して第一モータ端位置データとして出力する第一積分器と、
前記第二サーボモータの回転速度を積分して第二モータ端位置データとして出力する第二積分器と、
をさらに備え、
前記第一サーボモータの回転速度に基づく値は前記第一モータ端位置データであり、前記第二サーボモータの回転速度に基づく値は前記第二モータ端位置データである
ことを特徴とする請求項３または４に記載のサーボ制御診断システム。
【請求項６】
前記第一機械端および前記第二機械端は機械的に連動する
ことを特徴とする請求項３から５のいずれか１つに記載のサーボ制御診断システム。
【国際調査報告】
2017216938.tif 000006
2017216938.tif 000007