(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに回転可能に接続された複数のリンク部材を有し、前記リンク部材の回転に従い伸縮するリンク機構と、
前記リンク機構に接続され、移動可能に設けられた可動部材と、
前記可動部材を移動させるモータと、
を備える駆動機構の前記モータを制御するモータ制御装置において、
前記モータ制御装置は、
前記リンク機構を縮んだ状態から伸長させる際、前記モータを駆動する際の参照位置である指令位置またはモータ位置が、ガタの発生を考慮して設定された位置を通過するまで前記モータを第１の加速度で加速し、前記指令位置または前記モータ位置が前記設定された位置を通過すると前記モータを前記第１の加速度よりも大きい第２の加速度で加速する
ことを特徴とするモータ制御装置。
【請求項２】
互いに回転可能に接続された複数のリンク部材を有し、前記リンク部材の回転に従い伸縮するリンク機構と、
前記リンク機構に接続され、移動可能に設けられた可動部材と、
前記可動部材を移動させるモータと、
を備える駆動機構の前記モータを制御するモータ制御装置において、
前記モータ制御装置は、
前記リンク機構を伸びた状態から収縮させる際、前記モータを駆動する際の参照位置である指令位置またはモータ位置が、ガタの発生を考慮して設定された位置を通過するまで前記モータを第１の加速度で減速し、前記指令位置または前記モータ位置が前記設定された位置を通過すると前記モータを前記第１の加速度よりも小さい第２の加速度で減速する
ことを特徴とするモータ制御装置。
【請求項３】
前記設定された位置は、前記モータにより前記可動部材が移動して前記リンク機構が伸長したときに、前記モータを駆動する駆動電流が予め定められたしきい値を超えた際の前記指令位置または前記モータ位置から算出される
ことを特徴とする請求項１または２に記載のモータ制御装置。
【請求項４】
前記設定された位置は、前記モータにより前記可動部材が移動して前記リンク機構が収縮したときに、前記モータを駆動する駆動電流が減少し、かつ当該駆動電流が予め定められたしきい値を下回った際の前記指令位置または前記モータ位置から算出される
ことを特徴とする請求項１または２に記載のモータ制御装置。
【請求項５】
前記設定された位置は、前記モータにより前記可動部材が移動して前記リンク機構が伸長したときに、前記リンク機構及び前記可動部材を有する型開閉機構に設置された加速度センサが検出する加速度が、予め定められたしきい値を超えた際の前記指令位置または前記モータ位置から算出される
ことを特徴とする請求項１または２に記載のモータ制御装置。
【請求項６】
前記設定された位置は、前記モータにより前記可動部材が移動して前記リンク機構が収縮したときに、前記リンク機構及び前記可動部材を有する型開閉機構に設置された加速度センサが検出する加速度が、予め定められたしきい値を超えた際の前記指令位置または前記モータ位置から算出される
ことを特徴とする請求項１または２に記載のモータ制御装置。
【請求項７】
前記設定された位置は、前記モータにより前記可動部材が移動して前記リンク機構が伸長したときに、前記リンク機構及び前記可動部材を有する型開閉機構の付近に設置されたマイクの音声信号が、予め定められたしきい値を超えた際の前記指令位置または前記モータ位置から算出される
ことを特徴とする請求項１または２に記載のモータ制御装置。
【請求項８】
前記設定された位置は、前記モータにより前記可動部材が移動して前記リンク機構が収縮したときに、前記リンク機構及び前記可動部材を有する型開閉機構の付近に設置されたマイクの音声信号が、予め定められたしきい値を超えた際の前記指令位置または前記モータ位置から算出される
ことを特徴とする請求項１または２に記載のモータ制御装置。
【請求項９】
前記モータ制御装置は、前記モータに設けられた検出器が検出した情報に基づいて前記モータ位置を算出する
ことを特徴とする請求項１または２に記載のモータ制御装置。
【請求項１０】
前記モータ制御装置は、前記指令位置に基づいて前記モータ位置を算出する
ことを特徴とする請求項１または２に記載のモータ制御装置。
【請求項１１】
互いに回転可能に接続された複数のリンク部材を有し、前記リンク部材の回転に従い伸縮するリンク機構と、
前記リンク機構に接続され、移動可能に設けられた可動部材と、
前記可動部材を移動させるモータと、
前記リンク機構を縮んだ状態から伸長させる際、前記モータを駆動する際の参照位置である指令位置またはモータ位置が、ガタの発生を考慮して設定された位置を通過するまで前記モータを第１の加速度で加速し、前記指令位置または前記モータ位置が前記設定された位置を通過すると前記モータを前記第１の加速度よりも大きい第２の加速度で加速するモータ制御装置と、
を備えたことを特徴とするモータ制御システム。
【請求項１２】
互いに回転可能に接続された複数のリンク部材を有し、前記リンク部材の回転に従い伸縮するリンク機構と、
前記リンク機構に接続され、移動可能に設けられた可動部材と、
前記可動部材を移動させるモータと、
前記リンク機構を伸びた状態から収縮させる際、前記モータを駆動する際の参照位置である指令位置またはモータ位置が、ガタの発生を考慮して設定された位置を通過するまで前記モータを第１の加速度で減速し、前記指令位置または前記モータ位置が前記設定された位置を通過すると前記モータを前記第１の加速度よりも小さい第２の加速度で減速するモータ制御装置と、
を備えたことを特徴とするモータ制御システム。
【請求項１３】
前記設定された位置は、前記モータにより前記可動部材が移動して前記リンク機構が伸長したときに、前記モータを駆動する駆動電流が予め定められたしきい値を超えた際の前記指令位置または前記モータ位置から算出される
ことを特徴とする請求項１１または１２に記載のモータ制御システム。
【請求項１４】
前記設定された位置は、前記モータにより前記可動部材が移動して前記リンク機構が収縮したときに、前記モータを駆動する駆動電流が減少し、かつ当該駆動電流が予め定められたしきい値を下回った際の前記指令位置または前記モータ位置から算出される
ことを特徴とする請求項１１または１２に記載のモータ制御システム。
【請求項１５】
前記設定された位置は、前記モータにより前記可動部材が移動して前記リンク機構が伸長したときに、前記リンク機構及び前記可動部材を有する型開閉機構に設置された加速度センサが検出する加速度が、予め定められたしきい値を超えた際の前記指令位置または前記モータ位置から算出される
ことを特徴とする請求項１１または１２に記載のモータ制御システム。
【請求項１６】
前記設定された位置は、前記モータにより前記可動部材が移動して前記リンク機構が収縮したときに、前記リンク機構及び前記可動部材を有する型開閉機構に設置された加速度センサが検出する加速度が、予め定められたしきい値を超えた際の前記指令位置または前記モータ位置から算出される
ことを特徴とする請求項１１または１２に記載のモータ制御システム。
【請求項１７】
前記設定された位置は、前記モータにより前記可動部材が移動して前記リンク機構が伸長したときに、前記リンク機構及び前記可動部材を有する型開閉機構の付近に設置されたマイクの音声信号が、予め定められたしきい値を超えた際の前記指令位置または前記モータ位置から算出される
ことを特徴とする請求項１１または１２に記載のモータ制御システム。
【請求項１８】
前記設定された位置は、前記モータにより前記可動部材が移動して前記リンク機構が収縮したときに、前記リンク機構及び前記可動部材を有する型開閉機構の付近に設置されたマイクの音声信号が、予め定められたしきい値を超えた際の前記指令位置または前記モータ位置から算出される
ことを特徴とする請求項１１または１２に記載のモータ制御システム。
【請求項１９】
前記モータ制御装置は、前記モータに設けられた検出器が検出した情報に基づいて前記モータ位置を算出する
ことを特徴とする請求項１１または１２に記載のモータ制御システム。
【請求項２０】
前記モータ制御装置は、前記指令位置に基づいて前記モータ位置を算出する
ことを特徴とする請求項１１または１２に記載のモータ制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータの駆動力を利用してリンク機構を伸縮させるモータ制御装置、及びモータ制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
射出成形機やプレス成形機などの成形機には、金型を開閉するために当該金型に接続された可動盤を駆動する機構として、リンク機構の一種であるトグル機構を採用したものがある。従来の成形機は、トグル機構の駆動源としてサーボモータなどのモータを使用し、モータの駆動力が可動部に伝わり、可動部に接続されたトグル機構が伸縮して可動盤が移動することにより金型が開閉される。【０００３】
従来のモータ制御装置による成形機の可動部の加減速制御方法は、制御装置からの移動指令による目標位置まで移動中であるサーボモータの位置に対応する加速度を、加速度パターンとして予め制御装置に設定しておく。制御装置は、サーボモータ駆動中、加速度パターンに基づいて、サーボモータの位置に応じて加速度を変更し、速度を制御する。加速度パターンは、成形機の可動部の駆動系に用いられる速度増幅機構であるトグル機構の速度増幅率から求めるか、またはトグル機構を介してサーボモータで駆動される可動部の位置に応じて測定した速度から求める（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１３２００４（段落００１１、００１２、００３２−００３４、００３７、図１、図６、及び図７）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
リンク機構を駆動する場合、駆動により衝撃や振動が発生することがある。衝撃が発生すると、成形機等の機械の寿命が短くなる。振動が発生すると、機械が設置された工場の静粛性が妨げられる。【０００６】
ここで、リンク機構は、機械設計時に意図的にガタをいくらか設けて設計することがある。意図的にガタを設けようとしなくても、製造時の工作誤差などにより、ガタが発生してしまうこともある。リンク機構にガタが生じているときにモータを駆動すると、衝撃や振動が大きくなりやすい。特に、大きな加速度でモータを駆動すると大きな衝撃が発生する。【０００７】
これに対し、リンク機構を駆動するモータの速度を低くすれば、衝撃や振動を小さくすることができる。しかし、代わりに機械の動作速度が低下し、ひいては機械の生産性が低下してしまう。従来のモータ制御装置は、上記の衝撃や振動を考慮していないため、衝撃や振動の低減と機械の高速動作との両立を図ることができないという課題があった。【０００８】
この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、機械の動作時の衝撃や振動を低減しつつ機械を高速に動作させることができるモータ制御装置、及びモータ制御システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明に係るモータ制御装置は、互いに回転可能に接続された複数のリンク部材を有し、リンク部材の回転に従い伸縮するリンク機構と、リンク機構に接続され、移動可能に設けられた可動部材と、可動部材を移動させるモータと、を備える駆動機構のモータを制御するモータ制御装置において、モータ制御装置は、リンク機構を縮んだ状態から伸長させる際、モータを駆動する際の参照位置である指令位置またはモータ位置が、ガタの発生を考慮して設定された位置を通過するまでモータを第１の加速度で加速し、指令位置またはモータ位置が設定された位置を通過するとモータを第１の加速度よりも大きい第２の加速度で加速する。
【００１０】
この発明に係るモータ制御装置は、互いに回転可能に接続された複数のリンク部材を有し、リンク部材の回転に従い伸縮するリンク機構と、リンク機構に接続され、移動可能に設けられた可動部材と、可動部材を移動させるモータと、を備える駆動機構のモータを制御するモータ制御装置において、モータ制御装置は、リンク機構を伸びた状態から収縮させる際、モータを駆動する際の参照位置である指令位置またはモータ位置が、ガタの発生を考慮して設定された位置を通過するまでモータを第１の加速度で減速し、指令位置またはモータ位置が予め設定された位置を通過するとモータを第１の加速度よりも小さい第２の加速度で減速する。
【００１１】
この発明に係るモータ制御システムは、互いに回転可能に接続された複数のリンク部材を有し、リンク部材の回転に従い伸縮するリンク機構と、リンク機構に接続され、移動可能に設けられた可動部材と、可動部材を移動させるモータと、リンク機構を縮んだ状態から伸長させる際、モータを駆動する際の参照位置である指令位置またはモータ位置が、ガタの発生を考慮して設定された位置を通過するまでモータを第１の加速度で加速し、指令位置またはモータ位置が設定された位置を通過するとモータを第１の加速度よりも大きい第２の加速度で加速するモータ制御装置と、を備える。
【００１２】
この発明に係るモータ制御システムは、互いに回転可能に接続された複数のリンク部材を有し、リンク部材の回転に従い伸縮するリンク機構と、リンク機構に接続され、移動可能に設けられた可動部材と、可動部材を移動させるモータと、リンク機構を伸びた状態から収縮させる際、モータを駆動する際の参照位置である指令位置またはモータ位置が、ガタの発生を考慮して設定された位置を通過するまでモータを第１の加速度で減速し、指令位置またはモータ位置が設定された位置を通過するとモータを第１の加速度よりも小さい第２の加速度で減速するモータ制御装置と、を備える。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、機械の動作時の衝撃や振動を低減しつつ機械を高速に動作させることができるモータ制御装置、及びモータ制御システムを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施の形態１におけるモータ制御システムの構成を示すブロック図である。
【図２】実施の形態１におけるモータ制御システムの構成を示す模式図であって、リンク機構が縮みきった状態を示す図である。
【図３】実施の形態１におけるモータ制御システムの構成を示す模式図であって、リンク機構が伸びきった状態を示す図である。
【図４】実施の形態１におけるリンク機構を縮みきった状態から伸びきった状態へと伸長させるためにモータ制御装置が実行する動作を示すフローチャートである。
【図５】図４のフローチャートに従って動作するモータ制御装置のモータ指令生成部により算出された各種モータ指令の典型的な時間プロファイル例である。
【図６】実施の形態１におけるリンク機構を伸びきった状態から縮みきった状態へと伸長させるためにモータ制御装置が実行する動作を示すフローチャートである。
【図７】図６のフローチャートに従って動作するモータ制御装置のモータ指令生成部により算出された各種モータ指令の典型的な時間プロファイル例である。
【図８】実施の形態２におけるモータ制御システムの構成を示すブロック図である。
【図９】実施の形態２のモータ制御装置が実行する動作を示すフローチャートである。
【図１０】図９のフローチャートに従って動作するモータ制御装置の試験運転指令生成部により算出された各種モータ指令の典型的な時間プロファイル例である。
【図１１】実施の形態２において境界モータ位置を算出する処理イメージを示す模式図である。
【図１２】実施の形態３におけるモータ制御システムの構成を示すブロック図である。
【図１３】実施の形態３におけるモータ制御システムの構成を示す模式図である。
【図１４】実施の形態３のモータ制御装置が実行する動作を示すフローチャートである。
【図１５】実施の形態３におけるモータ制御システムの他の構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１におけるモータ制御システムの構成を示すブロック図である。図１を用いて、実施の形態１におけるモータ制御装置を用いたモータ制御システムについて説明する。なお、以下においては、モータ制御システムのうち、特にトグル機構を用いた射出成形機の例について説明するが、トグル機構を用いたプレス成形機などであっても同様に実現することができる。また、本発明は、この実施の形態１により限定されるものではない。
【００１６】
実施の形態１のモータ制御システムは、図１に示すとおり、モータ制御装置１と、駆動装置２と、モータ３と、検出器４と、動力伝達機構５と、型開閉機構６とを備える。なお、以下において、モータ３、検出器４、動力伝達機構５、及び型開閉機構６のことを、駆動機構と称する。
【００１７】
モータ制御装置１は、駆動装置２に接続され、駆動装置２に対し、モータ３の参照信号であるモータ指令を出力する。モータ指令は、後述するモータ３の指令位置や指令速度など、モータ３の動作を規定するための指令情報のことである。実施の形態１において、モータ制御装置１は、モータ３の位置決めなどを指令するコントローラである。
【００１８】
また、モータ制御装置１は、ハードウェア構成として、記憶部１００と、演算部２００とを備える。記憶部１００は、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）等のメモリであって、データやプログラムを記憶する。演算部２００は、モータ制御装置１の全体の動作を制御する中央処理装置（ＣＰＵ：Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）である。演算部２００は、記憶部１００に記憶されたデータやプログラムを用いて、モータ３を制御する。モータ位置判定部１０１とモータ指令生成部１０２は、演算部２００が記憶部１００に記憶されたプログラムを実行することによって、モータ制御装置１内にソフトウェア的に実現される。
【００１９】
モータ位置判定部１０１は、モータ３の回転位置の情報であるモータ位置に基づいて、モータ位置が所定位置ＰＨを通過したか否かなどを判定する。モータ指令生成部１０２は、モータ位置判定部１０１の判定結果に基づいて、モータ指令を生成する。
【００２０】
駆動装置２は、モータ３に接続され、モータ３を駆動するための駆動電流を出力する。実施の形態１において、駆動装置２は、サーボアンプである。モータ３は、駆動装置２から入力された駆動電流に基づいて動作する。実施の形態１において、モータ３は、サーボモータである。検出器４は、モータ３の有する軸に取り付けられ、モータ３の回転位置及び回転速度を検出する。実施の形態１において、検出器４は、ロータリエンコーダである。駆動装置２は、検出器４が接続されており、検出器４が検出したモータ３の回転位置及び回転速度が入力される。駆動装置２は、この回転位置及び回転速度がモータ制御装置１から入力されたモータ指令に追従するように、駆動電流をモータ３に供給する。また、駆動装置２は、検出器４が検出したモータ３の回転位置及び回転速度の情報を、モータ位置判定部１０１に出力する。
【００２１】
動力伝達機構５は、モータ３と型開閉機構６に接続され、モータ３から受けた駆動力を型開閉機構６に伝達する。型開閉機構６は、動力伝達機構５から伝達されたモータ３の駆動力により、後述するとおり金型７を開閉させる。
【００２２】
図２は、実施の形態１におけるモータ制御システムの構成を示す模式図である。なお、図２は、モータ制御システムの駆動機構について図示し、モータ制御装置１及び駆動装置２の図示を省略している。
【００２３】
動力伝達機構５は、図２に示すとおり、プーリ５１と、タイミングベルト５２と、プーリ５３とを備える。動力伝達機構５は、モータ３から受けた駆動力を、プーリ５１、タイミングベルト５２、及びプーリ５３を介して型開閉機構６に伝達する。
【００２４】
型開閉機構６は、案内部材６１と、可動部材６２と、リンク機構６３と、可動盤６４と、固定盤６５と、後部固定盤６６と、タイバー６７とを備える。案内部材６１は、直線形状に設けられ、可動部材６２の移動を案内する。実施の形態１において、案内部材６１は、ボールネジである。可動部材６２は、案内部材６１に取り付けられ、モータ３の駆動力に基づいて案内部材６１に沿って移動可能に設けられる。実施の形態１において、可動部材６２は、クロスヘッドである。
【００２５】
リンク機構６３は、一端側が可動部材６２に接続されるとともに他端側が可動盤６４に接続され、可動部材６２の動きを可動盤６４に伝達する。リンク機構６３は、複数のリンク部材６０１及びこれらのリンク部材６０１を連結する複数のジョイント６０２を備える。複数のリンク部材６０１は、複数のジョイント６０２により、互いに回転可能に接続されている。実施の形態１において、リンク機構６３は、トグル機構である。トグル機構とは、リンク機構の一種であって、モータの駆動力を増幅し、大きな力を得るために用いられる倍力機構の一種である。
【００２６】
可動盤６４は、一方の面がリンク機構６３と接続し、他方の面が固定盤６５と対向するように設けられている。固定盤６５は、型開閉機構６全体の位置が変化しないように、図示しない架台構造物に固定されている。
【００２７】
後部固定盤６６は、案内部材６１などを固定するための盤である。後部固定盤６６は、型開閉機構６全体の位置が変化しないように、図示しない架台構造物に固定されている。タイバー６７は、後部固定盤６６、可動盤６４、及び固定盤６５を接続するための部材であり、後部固定盤６６と固定盤６５に固定されるとともに可動盤６４を支持し、型開閉の動作中において可動盤６４の移動を案内する。
【００２８】
なお、固定盤６５と後部固定盤６６は、モータ３が駆動してもその駆動力が直接的には伝わらないように構成されている。
【００２９】
金型７は、可動側金型７１と固定側金型７２とを備える。可動側金型７１は可動盤６４に、固定側金型７２は固定盤６５に、それぞれ取り付けられている。金型７は、可動側金型７１と固定側金型７２が接触した状態において、これらの間に所定の隙間７３が形成されるように構成されている。
【００３０】
図３は、実施の形態１におけるモータ制御システムの構成を示す模式図であって、リンク機構６３が伸びきった状態を示す図である。なお、図３は、モータ制御システムの駆動機構について図示し、モータ制御装置１及び駆動装置２の図示を省略している。一方、前述の図２は、実施の形態１におけるモータ制御システムのうち、リンク機構６３が縮みきった状態を示している。図２及び図３を用いて、実施の形態１のモータ制御システムにおいて、射出成形機の成形品を得るための動力伝達機構５及び型開閉機構６の動作を説明する。
【００３１】
駆動装置２が駆動電流によりモータ３を駆動した場合、モータ３の駆動により発生した回転運動の駆動力は、動力伝達機構５のプーリ５１、タイミングベルト５２、及びプーリ５３により型開閉機構６の案内部材６１に伝達され、さらに、ボールネジである案内部材６１により並進運動に変換され、可動部材６２を移動させる。
【００３２】
ここで、可動部材６２が移動した場合、リンク機構６３は、各リンク部材６０１がジョイント６０２を介して接続されているため、可動部材６２から受ける力により各リンク部材６０１がジョイント６０２を中心として回転する。リンク機構６３は、このリンク部材６０１の回転に従って、全体として伸縮運動をする。このため、可動部材６２の動きが各リンク部材６０１を伝わって可動盤６４に伝達し、リンク機構６３は、可動部材６２と同じ方向に可動盤６４を移動させる。
【００３３】
リンク機構６３は、図２において、完全に縮みきった状態である。図２の状態において、可動部材６２は、案内部材６１の根元側（紙面左側の後退方向）にある。モータ３の駆動により可動部材６２が図２の状態から案内部材６１の先端側（紙面右側の前進方向）へ向かって前進移動（紙面右側の前進方向に移動）した際、リンク機構６３は、可動部材６２の移動に伴って伸長する。このとき、可動部材６２に取り付けられた可動側金型７１も、可動部材６２の移動に連動して前進移動する。
【００３４】
一方、リンク機構６３は、図３において、完全に伸びきった状態である。可動部材６２が可動域のうちの最も先端側へと移動した場合、リンク機構６３は、図３に示すとおり完全に伸びきった状態となる。リンク機構６３が完全に伸びきった状態において、可動側金型７１は、図３に示すとおり固定側金型７２と接触する。この状態において、可動側金型７１と固定側金型７２の間に形成された隙間７３に原材料となる樹脂を充填し、固化させることにより成形品を得る。
【００３５】
その後、モータ３の駆動により可動部材６２が図３の状態から案内部材６１の根本側へ向かって後退移動した際、リンク機構６３は、可動部材６２の移動に伴って収縮する。このとき、可動部材６２に取り付けられた可動側金型７１も、可動部材６２の移動に連動して後退移動する。
【００３６】
可動部材６２が可動域のうちの最も根本側へと移動した場合、リンク機構６３は、図２に示すとおり縮みきった状態となる。リンク機構６３が縮みきった状態において、可動側金型７１は、図２に示すとおり固定側金型７２と接触しない。図２に示すように可動側金型７１を固定側金型７２から離間させた状態において、金型７から成形品を取り出す。
【００３７】
以下において、可動盤６４及び可動側金型７１の前進移動及び後退移動のことを、可動盤６４及び可動側金型７１の並進運動と称する。モータ３を駆動して可動部材６２を前進移動させ、可動側金型７１を固定側金型７２に接触させることを、金型７を閉じると称する。モータ３を駆動して可動部材６２を後退移動させ、可動側金型７１を固定側金型７２から離間させることを、金型７を開くと称する。
【００３８】
このように、モータ３を駆動して可動部材６２を並進運動させることにより、リンク機構６３が伸縮運動をし、この伸縮運動に伴い可動盤６４及び可動側金型７１が並進運動をするため、金型７の開閉動作を実現することができる。
【００３９】
また、実施の形態１のリンク機構６３は、上記のとおり、倍力機構の一種であるトグル機構である。このため、金型の開閉動作を実現するだけでなく、てこの原理を利用することでモータ３の駆動力を増幅し、トグル機構の先端に取り付けられた可動側金型７１と固定型金型７２の間に大きな型締力を発生させることができる。なお、トグル機構の速度増幅率は、トグル機構中のリンク長やトグル機構の姿勢、すなわちクロスヘッドの位置などに依存する。
【００４０】
図４は、実施の形態１におけるリンク機構６３を縮みきった状態から伸びきった状態へと伸長させるためにモータ制御装置１が実行する動作を示すフローチャートである。図５は、図４のフローチャートに従って動作するモータ制御装置１のモータ指令生成部１０２により算出された各種モータ指令の典型的な時間プロファイル例である。図４及び図５を用いて、実施の形態１のモータ制御装置１がモータ指令を算出する動作のうち、リンク機構６３を縮みきった状態から伸びきった状態へと伸長させる場合を説明する。
【００４１】
なお、モータ指令は、モータ３の指令位置Ｐと、指令速度Ｖと、指令加速度Ａとを有する。指令位置Ｐは、モータ３の参照位置となる指令である。指令速度Ｖは、モータ３を所定の速度で駆動する際の参照速度となる指令である。指令速度Ｖは、モータ３の指令位置Ｐの１回微分のことである。指令加速度Ａは、モータ３の速度が所定の速度となるようモータ３を加速または減速する場合において、モータ３を所定の加速度で加速または減速する際の参照加速度となる指令である。指令加速度Ａは、モータ３の指令位置Ｐの２回微分のことである。
【００４２】
図５においては、リンク機構６３が縮みきった状態から伸びきった状態へと伸長するための動作が開始される時間を０として、モータの指令位置Ｐ、指令速度Ｖ、及び指令加速度Ａの時間プロファイルを図示している。
【００４３】
なお、本明細書において、位置の方向は、例えば図２に示されるようなリンク機構６３が縮んだ状態から例えば図３に示されるようなリンク機構６３が伸びた状態へと、リンク機構６３が伸長するときの動作方向を正方向として説明する。逆に、リンク機構６３が伸びた状態から縮んだ状態へと、リンク機構６３が収縮するときの動作方向を負方向として説明する。
【００４４】
図４及び図５において、縮みきった状態のリンク機構６３を伸長させる際、モータ制御装置１は、停止状態で動作を開始してからモータ位置が所定位置ＰＨを通過するまでの加速初期は小さい正方向の加速度＋Ａ１でモータ３を加速し、所定位置ＰＨを通過後、加速度＋Ａ１よりも大きい正方向の加速度＋Ａ２でモータ３を加速する。モータ制御装置１は、速度が＋Ｖｍａｘになるようにモータ３を加速する。所定の時間の経過後、今度は負方向の加速度−Ａ２でモータ３を減速し、モータ３を停止させる。これにより、図５に示されるようなモータ指令のパターンが得られる。
【００４５】
なお、モータ位置とは、リンク機構６３が縮みきった状態と伸びきった状態との間で変化する際に移動する可動部材６２の位置のうち、可動部材６２の移動方向における案内部材６１上の位置に対応するモータ３の回転位置である。このため、以下において、例えば、モータ位置が所定位置ＰＨを通過したか否かを判定することは、可動部材６２が所定の位置を通過したか否かを判定することと同等であるものとして説明する。
【００４６】
なお、駆動装置２は、モータ位置がモータ指令に追従するようにモータ３を制御する。このため、モータ位置と指令位置Ｐは、厳密に言うとモータ位置が指令位置Ｐよりもわずかに小さい値となるものの、両者の値はほぼ等しいと見なせる。図４及び図５においては、説明を分かりやすくするため、モータ位置と指令位置Ｐはほぼ等しいとみなして所定位置ＰＨを記載している。
【００４７】
まず、図４のステップＳＴ１において、ユーザは、モータ位置のうち、図２に示すリンク機構６３が縮みきった状態に対応するモータ位置ＰＳと、図３に示すリンク機構６３が伸びきった状態に対応するモータ位置ＰＥと、をモータ制御装置１に入力する。また、ユーザは、モータ位置ＰＳとモータ位置ＰＥの間のモータ位置である所定位置ＰＨをモータ制御装置１に入力する。
【００４８】
さらに、ユーザは、正方向の加速度＋Ａ１、正方向の加速度＋Ａ２、及び負方向の加速度−Ａ２をモータ制御装置１に入力する。ここで、正方向の加速度＋Ａ２は正方向の加速度＋Ａ１よりも大きい値、すなわち（＋Ａ１）＜（＋Ａ２）を満たす値であるとする。また、ユーザは、モータ３及びリンク機構６３が動作可能な最大の速度である正方向の最大速度＋Ｖｍａｘをモータ制御装置１に入力する。
【００４９】
図４のステップＳＴ２において、モータ制御装置１は、以降計算に必要となる前回指令速度Ｖｂ、前回指令位置Ｐｂの初期値として、それぞれ、前回指令速度Ｖｂ＝０、前回指令位置Ｐｂ＝ＰＳを設定し、これらのパラメータを初期化する。前回指令速度Ｖｂ及び前回指令位置Ｐｂについてのこれらの値は、リンク機構６３が縮みきった状態でモータ３が停止していることに対応している。
【００５０】
ステップＳＴ３においては、リンク機構６３が縮みきった状態から伸びきった状態へと伸長するための動作を開始するか否かを判断する。この判断は、例えば、モータ制御装置１よりもさらに上位のシーケンスコントロールが決定する。
【００５１】
ステップＳＴ３で動作を開始しないと判断した場合、再度ステップＳＴ３に移行し、動作を開始するまで待ち続ける。開始すると判断した場合、ステップＳＴ４に移行する。
【００５２】
なお、ステップＳＴ４から後述のステップＳＴ１２までの動作は、所定のサンプリング周期Ｔｓで実行され、このサンプリング周期Ｔｓごとに、モータ指令生成部１０２が指令位置Ｐを算出するものとする。
【００５３】
ステップＳＴ４において、モータ位置判定部１０１は、検出器４が検出したモータ３の回転位置の情報から、モータ３のモータ位置を算出する。
【００５４】
ステップＳＴ５において、モータ位置判定部１０１は、算出したモータ位置が所定位置ＰＨを通過したか否かを判定し、判定結果をモータ指令生成部１０２に出力する。通過していないと判定した場合、すなわちＰ＜ＰＨであると判定した場合、ステップＳＴ６に移行し、モータ指令生成部１０２は、モータ３の加速動作時の指令加速度Ａを、＋Ａ２よりも小さな正方向の加速度＋Ａ１とする。一方、通過したと判定した場合、すなわちＰ＞ＰＨであると判定した場合、ステップＳＴ７に移行し、モータ指令生成部１０２は、モータ３の加速動作時の指令加速度Ａを、＋Ａ１よりも大きな正方向の加速度＋Ａ２とする。
【００５５】
ステップＳＴ６、またはステップＳＴ７の処理が完了すると、ステップＳＴ８に移行し、モータ指令生成部１０２は、指令加速度Ａ、サンプリング周期Ｔｓ、及び前回指令速度Ｖｂを用いて、次の（式１）からモータ３の指令速度Ｖを算出する。
【００５６】
Ｖ＝Ａ・Ｔｓ＋Ｖｂ      （式１）
【００５７】
ステップＳＴ９において、モータ指令生成部１０２は、算出した指令速度Ｖが正方向の最大速度＋Ｖｍａｘより大きいか否かを判断する。算出した指令速度Ｖが正方向の最大速度＋Ｖｍａｘより大きいと判断した場合、ステップＳＴ１０に移行し、モータ指令生成部１０２は、指令速度Ｖを正方向の最大速度＋Ｖｍａｘとする。算出した指令速度Ｖが正方向の最大速度＋Ｖｍａｘ以下である場合、またはステップＳＴ１０の処理が完了した場合、ステップＳＴ１１に移行し、モータ指令生成部１０２は、指令速度Ｖ、サンプリング周期Ｔｓ、及び前回指令位置Ｐｂを用いて、次の（式２）からモータ３の指令位置Ｐを算出する。
【００５８】
Ｐ＝Ｖ・Ｔｓ＋Ｐｂ      （式２）
【００５９】
ステップＳＴ１２において、モータ指令生成部１０２は、モータ３の減速動作を開始するタイミングか否かを判定する。具体的には、モータ指令生成部１０２は、現在のモータ位置から減速動作を開始した場合に、当該減速動作後に停止したモータ３のモータ位置が、ちょうどモータ位置ＰＥになるタイミングか否かを判定する。つまり、ステップＳＴ８で算出した指令速度Ｖと、後述する減速動作時の負方向の加速度−Ａ２とを用いて、減速動作に必要な移動量、すなわち、速度Ｖから速度０に減速度Ａ２（加速度−Ａ２）で減速動作をする際の移動量Ｖ＾２／Ａ２を算出し、この値と現時点における指令位置Ｐとの合計がＰＥに一致した場合、減速動作を開始する。この場合、モータ指令生成部１０２は、次の（式３）が成立するか否かを計算することにより、上記判定を行う。
【００６０】
Ｐ＋Ｖ＾２／Ａ２＝ＰＥ      （式３）
【００６１】
ステップＳＴ１２で減速動作を開始するタイミングでないと判定した場合、ステップＳＴ１３に移行し、モータ指令生成部１０２は、前回指令速度ＶｂをステップＳＴ８で算出した指令速度Ｖの値で更新するとともに、前回指令位置ＰｂをステップＳＴ１１で算出した指令位置Ｐの値で更新する。そして、ステップＳＴ４に戻り、モータ制御装置１は、次のサンプリング周期ＴｓにおけるステップＳＴ４以降の動作を、更新した指令速度Ｖ及び指令位置Ｐを用いて再度実行する。
【００６２】
ステップＳＴ１２で減速動作を開始するタイミングであると判定した場合、ステップＳＴ１４に移行し、モータ指令生成部１０２は、モータ３の減速動作時の指令加速度Ａを、負方向の加速度−Ａ２とする。
【００６３】
ステップＳＴ１４の処理が完了すると、ステップＳＴ１５に移行する。なお、ステップＳＴ１５から後述のステップＳＴ１７までの動作も、所定のサンプリング周期Ｔｓで実行する。
【００６４】
ステップＳＴ１５において、モータ指令生成部１０２は、減速動作時の指令加速度Ａ（＝−Ａ２）、サンプリング周期Ｔｓ、及び前回指令速度Ｖｂを用いて、上記の（式１）からモータ３の指令速度Ｖを算出する。また、モータ指令生成部１０２は、指令速度Ｖ、サンプリング周期Ｔｓ、及び前回指令位置Ｐｂを用いて、上記の（式２）からモータ３の指令位置Ｐを算出する。
【００６５】
ステップＳＴ１６において、モータ位置判定部１０１は、検出器４が検出したモータ３の回転位置の情報から、モータ３のモータ位置を算出する。
【００６６】
ステップＳＴ１７において、モータ位置判定部１０１は、算出したモータ位置が、リンク機構６３が伸びきった状態に対応するモータ位置ＰＥに一致するか否かを判定し、判定結果をモータ指令生成部１０２に出力する。一致しないと判定した場合、すなわちＰ＜ＰＥであると判定した場合、ステップＳＴ１８に移行し、モータ指令生成部１０２は、前回指令速度ＶｂをステップＳＴ１５で算出した指令速度Ｖの値で更新するとともに、前回指令位置ＰｂをステップＳＴ１５で算出した指令位置Ｐの値で更新する。そして、ステップＳＴ１５に戻り、モータ制御装置１は、次のサンプリング周期ＴｓにおけるステップＳＴ１５以降の動作を、更新した指令速度Ｖ及び指令位置Ｐを用いて再度実行する。
【００６７】
ステップＳＴ１７で一致すると判定した場合、すなわちＰ＝ＰＥであると判定した場合、リンク機構６３は、図３に示すような伸びきった状態となっている。これにより、モータ制御装置１は、リンク機構６３を縮みきった状態から伸びきった状態へと伸長させるためのモータ指令を算出する処理を終了する。
【００６８】
このとき、ステップＳＴ３で動作が開始された時間から、ステップＳＴ１７でＰ＝ＰＥとなる時間までの、各サンプリング周期Ｔｓにおける指令位置Ｐが算出される。この指令位置Ｐは、図５に示される指令位置であり、モータ３がモータ位置ＰＳからモータ位置ＰＥに至るまでのモータ３のモータ位置の軌跡である。
【００６９】
次に、リンク機構６３を伸びきった状態から縮みきった状態へと収縮させる場合を説明する。図６は、実施の形態１におけるリンク機構を伸びきった状態から縮みきった状態へと収縮させるためにモータ制御装置が実行する動作を示すフローチャートである。図７は、図６のフローチャートに従って動作するモータ制御装置のモータ指令生成部により算出された各種モータ指令の典型的な時間プロファイル例である。図６及び図７を用いて、実施の形態１のモータ制御装置１がモータ指令を算出する動作のうち、リンク機構６３を伸びきった状態から縮みきった状態へと収縮させる場合を説明する。
【００７０】
なお、図７においては、リンク機構６３が伸びきった状態から縮みきった状態へと収縮するための動作が開始される時間を０として、モータの指令位置Ｐ、指令速度Ｖ、及び指令加速度Ａの時間プロファイルを図示している。
【００７１】
図６及び図７において、伸びきった状態のリンク機構６３を収縮させる際、モータ制御装置１は、動作を開始してから加速時間ｔａが経過するまで、速度が０から−Ｖｍａｘになるように負方向の加速度−Ａ３でモータ３を加速し、その後、一定速時間ｔｃの間、一定速度−Ｖｍａｘを維持する。さらに、一定速時間ｔｃを経過してから指令位置Ｐが所定位置ＰＨを通過するまでの減速時間ｔｄ１の間は、大きい正方向の加速度＋Ａ３でモータ３を減速し、所定位置ＰＨを通過してから減速時間ｔｄ２を経過するまでの間は、加速度＋Ａ３よりも小さい正方向の加速度＋Ａ４でモータ３を減速し、モータ３を停止させる。これにより、図７に示されるようなモータ指令のパターンが得られる。
【００７２】
図６のステップＳＴ２１において、ユーザは、モータ位置のうち、図２に示すリンク機構６３が縮みきった状態に対応するモータ位置ＰＳと、図３に示すリンク機構６３が伸びきった状態に対応するモータ位置ＰＥと、をモータ制御装置１に入力する。また、ユーザは、モータ位置ＰＳとモータ位置ＰＥの間のモータ位置である所定位置ＰＨをモータ制御装置１に入力する。なお、モータ位置ＰＳ、モータ位置ＰＥ、及び所定位置ＰＨは、上記のリンク機構６３を縮みきった状態から伸びきった状態へと伸長させる場合と共通のものとして良い。
【００７３】
さらに、ユーザは、負方向の加速度−Ａ３、正方向の加速度＋Ａ３、及び正方向の加速度＋Ａ４をモータ制御装置１に入力する。ここで、正方向の加速度＋Ａ４は正方向の加速度＋Ａ３よりも小さい値、すなわち（＋Ａ４）＜（＋Ａ３）を満たす値であるとする。また、ユーザは、モータ３及びリンク機構６３が動作可能な最大の速度である負方向の最大速度−Ｖｍａｘをモータ制御装置１に入力する。
【００７４】
ステップＳＴ２２において、モータ指令生成部１０２は、図７に示す指令パターンの加速時間ｔａ、一定速時間ｔｃ、減速時間ｔｄ１、及び減速時間ｔｄ２を、次の（式４）から（式７）により算出する。
【００７５】
ｔａ＝Ｖｍａｘ／Ａ３      （式４）
【００７６】
ｔｄ２＝√（（ＰＨ−ＰＳ）／Ａ４）      （式５）
【００７７】
ｔｄ１＝（Ｖｍａｘ−Ａ４・ｔｄ２）／Ａ３      （式６）
【００７８】
ｔｃ＝（ＰＥ−ＰＳ−（１／２・ｔａ・Ｖｍａｘ＋１／２・ｔｄ１・Ｖｍａｘ＋１／２・Ａ３・ｔｄ１＾２＋１／２・Ａ４・ｔｄ１＾２））／Ｖｍａｘ      （式７）
【００７９】
図６のステップＳＴ２３において、モータ制御装置１は、前回指令速度Ｖｂ、前回指令位置Ｐｂ、動作を開始してからの経過時間ｔの初期値として、それぞれ、前回指令速度Ｖｂ＝０、前回指令位置Ｐｂ＝ＰＥ、経過時間ｔ＝０を設定し、これらのパラメータを初期化する。前回指令速度Ｖｂ、前回指令位置Ｐｂ、及び経過時間ｔについてのこれらの値は、リンク機構６３が伸びきった状態でモータ３が停止していることに対応している。
【００８０】
ステップＳＴ２４においては、金型７を開くための型開き動作を開始するか否かを判断する。例えば、型開き動作を開始するか否かの判断は、モータ制御装置１よりもさらに上位のシーケンスコントロールが決定する。
【００８１】
ステップＳＴ２４で型開き動作を開始しないと判断した場合、再度ステップＳＴ２４に移行し、動作を開始するまで待ち続ける。開始すると判断した場合、ステップＳＴ２５に移行する。
【００８２】
なお、ステップＳＴ２４から後述のステップＳＴ２８までの動作は、所定のサンプリング周期Ｔｓで実行され、このサンプリング周期Ｔｓごとに、モータ指令生成部１０２が指令位置Ｐを算出するものとする。また、モータ指令生成部１０２は、算出した指令位置Ｐをモータ位置判定部１０１に出力する。
【００８３】
ステップＳＴ２５において、モータ位置判定部１０１は、指令位置Ｐが所定の位置を通過したか否かを判定し、判定結果をモータ指令生成部１０２に出力する。具体的には、モータ位置判定部１０１は、上記の（式４）から（式７）により算出した加速時間ｔａ、一定速時間ｔｃ、減速時間ｔｄ１、及び減速時間ｔｄ２を用いて、動作を開始してからの経過時間ｔが、次の（式８）から（式１１）を満たすか否かを判定する。
【００８４】
０≦ｔ＜ｔａ      （式８）
【００８５】
ｔａ≦ｔ≦（ｔａ＋ｔｃ）      （式９）
【００８６】
（ｔａ＋ｔｃ）＜ｔ≦（ｔａ＋ｔｃ＋ｔｄ１）      （式１０）
【００８７】
（ｔａ＋ｔｃ+ｔｄ１）＜ｔ≦（ｔａ＋ｔｃ＋ｔｄ１＋ｔｄ２）  （式１１）
【００８８】
なお、モータ位置判定部１０１は、指令位置Ｐではなく、前回指令位置Ｐｂが所定位置ＰＨを通過したか否かを判定するようにしてもよい。
【００８９】
ステップＳＴ２６において、モータ指令生成部１０２は、モータ位置判定部１０１の判定結果に応じて指令加速度Ａを算出する。具体的には、モータ指令生成部１０２は、上記の（式８）を満たす場合には次の（式１２）により、上記の（式９）を満たす場合には次の（式１３）により、上記の（式１０）を満たす場合には次の（式１４）により、上記の（式１１）を満たす場合には次の（式１５）により、それぞれ指令加速度Ａを算出する。
【００９０】
Ａ＝−Ａ３            （式１２）
【００９１】
Ａ＝０                （式１３）
【００９２】
Ａ＝＋Ａ３            （式１４）
【００９３】
Ａ＝＋Ａ４            （式１５）
【００９４】
ステップＳＴ２７において、モータ指令生成部１０２は、指令加速度Ａ、サンプリング周期Ｔｓ、及び前回指令速度Ｖｂを用いて、上記の（式１）からモータ３の指令速度Ｖを算出する。
【００９５】
ステップＳＴ２８において、モータ指令生成部１０２は、指令速度Ｖ、サンプリング周期Ｔｓ、及び前回指令位置Ｐｂを用いて、上記の（式２）からモータ３の指令位置Ｐを算出する。
【００９６】
ステップＳＴ２９において、モータ指令生成部１０２は、経過時間ｔが（ｔａ＋ｔｃ＋ｔｄ１＋ｔｄ２）に一致するか否かを判定する。一致しないと判定した場合、すなわちｔ＜（ｔａ＋ｔｃ＋ｔｄ１＋ｔｄ２）であると判定した場合、ステップＳＴ３０に移行し、モータ指令生成部１０２は、経過時間ｔを（ｔ＋Ｔｓ）の値で更新する。さらに、前回指令速度ＶｂをステップＳＴ２７で算出した指令速度Ｖの値で更新するとともに、前回指令位置ＰｂをステップＳＴ２８で算出した指令位置Ｐの値で更新する。そして、ステップＳＴ２５に戻り、モータ制御装置１は、次のサンプリング周期ＴｓにおけるステップＳＴ２５以降の動作を、更新した指令速度Ｖ及び指令位置Ｐを用いて再度実行する。
【００９７】
ステップＳＴ２９で一致すると判定した場合、すなわちｔ＝（ｔａ＋ｔｃ＋ｔｄ１＋ｔｄ２）であると判定した場合、リンク機構６３は、図２に示すような縮みきった状態となっている。これにより、モータ制御装置１は、リンク機構６３を伸びきった状態から縮みきった状態へと収縮させるためのモータ指令を算出する処理を終了する。
【００９８】
このとき、ステップＳＴ２４で動作が開始された時間から、ステップＳＴ２９でｔ＝（ｔａ＋ｔｃ＋ｔｄ１＋ｔｄ２）となる時間までの、各サンプリング周期Ｔｓにおける指令位置Ｐが算出される。この指令位置Ｐは、図７に示される指令位置であり、モータ３がモータ位置ＰＥからモータ位置ＰＳに至るまでのモータ３のモータ位置の軌跡である。
【００９９】
また、モータ指令生成部１０２が、加速時間ｔａ、一定速時間ｔｃ、減速時間ｔｄ１、及び減速時間ｔｄ２を上記の（式４）から（式７）により算出することで、リンク機構６３が伸びきった状態に対応するモータ位置ＰＥから縮みきった状態に対応するモータ位置ＰＳへとモータ３を位置決めすることができる。
【０１００】
次に、実施の形態１の効果について説明する。前述のように、リンク機構６３は、複数のリンク部材６０１がいくつかのジョイント６０２を介して接続されている。それぞれのリンク部材６０１は、一般に、熱膨張の影響によりごく僅かながらもリンク長が変わることがある。また、熱膨張によるリンク長の変化があってもリンク機構６３が動作できるように、ジョイント６０２に意図的にガタをいくらか設けて設計することがある。ここで、ガタとは、がたつきのことであり、機械設計時に意図的に設けられたクリアランスがこのガタとなる。さらに、意図的にガタを設けようとしなくても、リンク部材６０１やジョイント６０２の製造時の工作誤差などにより、ガタが発生してしまうこともある。
【０１０１】
一方、リンク機構６３をモータ３によって駆動する場合、衝撃や振動が発生することがある。また、リンク機構６３にガタが生じているときにモータ３を動作させると、衝撃や振動が大きくなりやすい。特に、モータ３を大きな加速度で駆動すると大きな衝撃が発生する。
【０１０２】
ここで、リンク機構６３が縮んだ状態においては、複数のリンク部材６０１間の拘束が弱いため、ガタが大きくなりやすい。反対に、ある程度リンク機構６３が伸びた状態になると、複数のリンク部材６０１間の拘束が強くなり、ガタが小さくなるか、またはガタが生じなくなる。
【０１０３】
そこで、実施の形態１のモータ制御装置１は、縮みきった状態のリンク機構６３を伸長させる際、停止状態で動作を開始してからモータ位置が所定位置ＰＨを通過するまでの加速初期は小さい正方向の加速度＋Ａ１でモータ３を加速する。また、伸びきった状態のリンク機構６３を収縮させる際、モータ制御装置１は、指令位置Ｐが所定位置ＰＨを通過してから減速時間ｔｄ２を経過するまでの間は、小さい正方向の加速度＋Ａ４でモータ３を減速し、モータ３を停止させる。ここで、モータ位置が所定位置ＰＨを通過したか否かを判定することは、可動部材６２が所定の位置を通過したか否かを判定することと同等である。また、上記のとおり、駆動装置２は、モータ位置がモータ指令に追従するようにモータ３を制御するため、指令位置Ｐは、モータ３のモータ位置とほぼ等しいと見なせる。このため、指令位置Ｐが所定位置ＰＨを通過したか否かを判定することは、可動部材６２が所定の位置を通過したか否かを判定することと同等である。これにより、リンク機構６３のガタが大きい状態では小さな加速度でモータ３を動作させるため、リンク機構６３の駆動時の衝撃や振動を低減することができる。
【０１０４】
また、実施の形態１のモータ制御装置１は、縮みきった状態のリンク機構６３を伸長させる際、モータ位置が所定位置ＰＨを通過後、加速度＋Ａ１よりも大きい正方向の加速度＋Ａ２でモータ３を加速する。さらに、伸びきった状態のリンク機構６３を収縮させる際、モータ制御装置１は、一定速度−Ｖｍａｘを維持する一定速時間ｔｃを経過してから指令位置Ｐが所定位置ＰＨを通過するまでの減速時間ｔｄ２の間は、加速度＋Ａ４よりも大きい正方向の加速度＋Ａ３でモータ３を減速する。ここで、モータ位置が所定位置ＰＨを通過したか否かを判定すること、または指令位置Ｐが所定位置ＰＨを通過したか否かを判定することは、可動部材６２が所定の位置を通過したか否かを判定することと同等である。これにより、リンク機構６３のガタが小さい、またはガタが解消されている状態では大きな加速度でモータ３を動作させるため、リンク機構６３の駆動時間を短縮することができる。
【０１０５】
このように、実施の形態１のモータ制御装置１は、衝撃や振動の低減とリンク機構６３の高速動作とを両立できる。
【０１０６】
また、リンク機構６３において、トグル機構の速度増幅率は、上記のとおり、トグル機構中のリンク長やクロスヘッドの位置などに依存する。このため、これらを考慮して速度増幅率を算出したり、または制御装置に記憶させたりする場合、制御装置の演算リソースやメモリを多く消費し、制御装置のコストアップになってしまう。これに対し、実施の形態１のモータ制御装置１は、可動部材６２または可動盤６４とモータ位置との非線形関係などを予め記憶しておくためのメモリや複雑な演算処理が必要ないため、簡易な構成で実現することができる。
【０１０７】
なお、リンク機構６３のガタは、一般に、リンク機構６３が縮んでいる状態の場合にしか発生しない。このため、例えば図３のようにリンク機構６３が完全に伸びきった状態とならなくても、リンク機構６３のガタは、リンク機構６３がある程度伸びれば解消する。よって、所定位置ＰＨの設定の具体例としては、目安として、モータ位置がモータ位置ＰＳのときにリンク機構６３の伸び量が０、モータ位置がモータ位置ＰＥのときにリンク機構６３の伸び量が最大値となると仮定した場合に、リンク機構６３の伸び量が最大値の１０％以下となるモータ位置に設定することが挙げられる。
【０１０８】
なお、実施の形態１において、縮みきった状態のリンク機構６３を伸長させる際、モータ位置判定部１０１は、検出器４が検出したモータ３の回転位置の情報からモータ３のモータ位置を算出し、算出したモータ位置が所定位置ＰＨを通過したか否かなどを判定することを説明したが、これに限られるものではない。例えば、モータ制御装置１は、伸びきった状態のリンク機構６３を収縮させる際と同様に、指令位置Ｐを用いて判定するようにしてもよい。上記のとおり、駆動装置２は、モータ位置がモータ指令に追従するようにモータ３を制御する。このため、指令位置Ｐは、モータ３のモータ位置とほぼ等しいと見なせる。この場合、モータ制御装置１は、図４のステップＳＴ４におけるモータ位置を検出する処理を省略し、ステップＳＴ５において、モータ位置判定部１０１が、指令位置Ｐまたは前回指令位置Ｐｂが所定位置ＰＨを通過したか否かを判定する。この場合においても、モータ位置を使用したときと同様の動作を実現することができ、また、モータ位置を使用する場合よりも簡易な構成で実現することができる。
【０１０９】
また、実施の形態１において、伸びきった状態のリンク機構６３を収縮させる際、モータ位置判定部１０１は、モータ指令生成部１０２が算出した指令位置Ｐが所定の位置を通過したか否かを判定することを説明したが、これに限られるものではない。例えば、モータ制御装置１は、縮みきった状態のリンク機構６３を伸長させる際と同様に、モータ位置判定部１０１がモータ位置を算出し、算出したモータ位置が所定位置ＰＨを通過したか否かなどを判定するようにしてもよい。この場合においても、指令位置Ｐを使用したときと同様の効果を奏することができる。
【０１１０】
なお、実施の形態１において、縮みきった状態のリンク機構６３を伸長させる際、モータ３の加速度は、図５に示すとおり、所定位置ＰＨを通過する前は小さい正方向の加速度＋Ａ１とした。そして、所定位置ＰＨを通過すると＋Ａ１よりも大きい正方向の加速度＋Ａ２として、ステップ的に変化させて大きくする例を説明した。また、伸びきった状態のリンク機構６３を収縮させる際、モータ３の加速度は、図７に示すとおり、所定位置ＰＨを通過する前は大きい正方向の加速度＋Ａ３とした。そして、所定位置ＰＨを通過すると＋Ａ３よりも小さい正方向の加速度＋Ａ４として、ステップ的に変化させて小さくする例を説明した。しかし、モータ３の加速度は、これらステップ的に変化させる場合に限られるものではない。例えば、所定位置ＰＨを通過する前後で、直線、または時間に関する多項式や三角関数などの曲線を用いて、加速度＋Ａ１から加速度＋Ａ２に、または加速度＋Ａ３から加速度＋Ａ４に、滑らかに変化させるモータ指令を生成するように構成してもよい。
【０１１１】
なお、実施の形態１において、縮みきった状態のリンク機構６３を伸長させる際、正方向の加速度＋Ａ１、正方向の加速度＋Ａ２、及び負方向の加速度−Ａ２を使用することを説明した。また、伸びきった状態のリンク機構６３を収縮させる際、負方向の加速度−Ａ３、正方向の加速度＋Ａ３、及び正方向の加速度＋Ａ４を使用することを説明した。これらのパラメータの値は、共通のものとして良い。例えば、正方向の加速度＋Ａ１は正方向の加速度＋Ａ４と、正方向の加速度＋Ａ２は正方向の加速度＋Ａ３と、負方向の加速度−Ａ２は負方向の加速度−Ａ３と、それぞれ同じ大きさの値を使用しても良い。
【０１１２】
さらに、実施の形態１において、縮みきった状態のリンク機構６３を伸長させる際、または伸びきった状態のリンク機構６３を収縮させる際について説明を行ったが、これらに限られるものではない。すなわち、縮みきった状態から多少伸びた状態のリンク機構６３を伸長させる際、または伸びきった状態から多少縮んだ状態のリンク機構６３を収縮させる際においても、ガタの大きさが変化する位置を通過するのであれば、言うまでもなく、同様の構成及び動作により同様の効果を奏することができる。
【０１１３】
実施の形態２．
実施の形態１においては、モータ制御装置１がリンク機構６３を伸縮させる際に、所定位置ＰＨを通過する前後でモータ３の加速度の大きさを変更することにより、ガタによる衝撃や振動の低減と高速動作とを両立することについて説明した。しかし、衝撃や振動を低減しつつ、さらに高速にリンク機構６３を動作させるためには、ガタが生じている領域では加速度を小さくし、ガタが解消したら直ちに加速度を大きくする必要がある。このためには、実施の形態１において説明した所定位置ＰＨを、リンク機構６３にちょうどガタが発生し、または解消する境界のモータ位置付近に設定する必要がある。実施の形態２では、より高速な動作を実現するために、この所定位置ＰＨを正確に算出するモータ制御装置について説明する。
【０１１４】
図８は、実施の形態２におけるモータ制御システムの構成を示す模式図である。図８を用いて、実施の形態２におけるモータ制御装置を用いたモータ制御システムについて説明する。なお、実施の形態２において、実施の形態１と同一の名称及び符号を付しているものは、同一または同等の構成を表すものとして説明を省略し、異なる部分を重点的に説明する。また、本発明は、この実施の形態２により限定されるものではない。
【０１１５】
実施の形態２におけるモータ制御システムのモータ制御装置１ａは、図８に示すとおり、ハードウェア構成として、記憶部１００ａと、演算部２００ａとを備える。記憶部１００ａは、ＲＯＭ等のメモリであって、演算部２００ａがモータ３を制御するためのデータやプログラムを記憶する。演算部２００ａは、モータ制御装置１ａの全体の動作を制御する中央処理装置（ＣＰＵ）である。実施の形態２の通常動作指令生成部１０ａと、試験運転指令生成部１１と、モータ指令選択部１２とは、実施の形態１の場合と同様に、演算部２００ａが記憶部１００ａに記憶されたプログラムを実行することによって、モータ制御装置１ａ内にソフトウェア的に実現される。
【０１１６】
通常動作指令生成部１０ａは、モータ位置判定部１０１と、モータ指令生成部１０２ａとを備える。それぞれの動作等は、実施の形態１で説明したものと基本的に同じであり、モータ位置判定部１０１が、モータ位置が所定位置ＰＨを通過したか否かなどを判定し、モータ指令生成部１０２ａが、モータ位置判定部１０１の判定結果に基づいてモータ指令を生成する。
【０１１７】
実施の形態１と異なる点として、実施の形態２のモータ指令生成部１０２ａは、所定位置ＰＨを、後述する試験運転指令生成部１１が生成した境界モータ位置Ｐｈから算出する。境界モータ位置Ｐｈとは、リンク機構６３にちょうどガタが発生し、または解消する境界に対応するモータ位置のことである。
【０１１８】
試験運転指令生成部１１は、試験運転モータ指令生成部１１１と、試験データ記憶部１１２と、境界モータ位置算出部１１３とを備える。試験運転モータ指令生成部１１１は、モータ指令のうち、境界モータ位置Ｐｈを算出するための試験運転をモータ３に実行させるモータ指令を生成する。
【０１１９】
試験データ記憶部１１２には、駆動装置２から、モータ３が試験運転を実行したときに検出器４が検出したモータ３の回転位置及び回転速度の情報と、モータ３に供給された駆動電流の電流値の情報と、が入力される。試験データ記憶部１１２は、モータ３が試験運転を実行したときの回転位置の情報であるモータ位置と電流値とを時間同期して記憶するメモリである。境界モータ位置算出部１１３は、試験データ記憶部１１２が記憶したデータに基づいて、境界モータ位置Ｐｈを算出する。
【０１２０】
モータ指令選択部１２は、通常動作指令生成部１０ａと試験運転指令生成部１１のどちらのモータ指令を駆動装置２に出力するかを選択する。
【０１２１】
図９は、実施の形態２のモータ制御装置が実行する動作を示すフローチャートである。図１０は、図９のフローチャートに従って動作するモータ制御装置の試験運転指令生成部により算出された各種モータ指令の典型的な時間プロファイル例である。図９及び図１０を用いて、実施の形態２のモータ制御装置１ａがモータ指令を算出する動作を説明する。
【０１２２】
なお、図９のフローチャートの処理は、一定のサンプリング周期ごとに行うのではなく、すなわちオンラインではなく、バッチ的に処理を行う。また、図１０においては、リンク機構６３を縮みきった状態から伸びきった状態へと伸長させる試験運転が開始される時間を０として、モータの指令位置Ｐ、指令速度Ｖ、及び指令加速度Ａの時間プロファイルを図示している。
【０１２３】
図９のステップＳＴ４１において、モータ制御装置１ａは、モータ指令選択部１２のスイッチを変更し、試験運転指令生成部１１が生成したモータ指令を出力するように切り替える。
【０１２４】
ステップＳＴ４２において、試験運転モータ指令生成部１１１は、リンク機構６３を縮みきった状態から伸びきった状態へと伸長させるためのモータ指令を算出する。具体的なモータ指令のパターンの典型例は、図１０に示すとおり、加速動作時と減速動作時の加速度がすべて等しい、等加速度パターンである。実施の形態２において、試験運転モータ指令生成部１１１は、図１０に示す指令パターンのモータ指令を算出する。モータ制御装置１ａは、このモータ指令を出力し、モータ３を駆動する。
【０１２５】
ステップＳＴ４３において、試験データ記憶部１１２には、駆動中のモータ３のモータ位置と、駆動装置２がモータ３に供給している駆動電流の電流値の情報と、が駆動装置２から入力される。試験データ記憶部１１２は、このモータ位置と電流値とを時間同期して記憶する。例えば、試験データ記憶部１１２は、モータ位置と電流値とを所定のサンプリング周期毎にメモリに記憶することにより、時間同期して記憶する。
【０１２６】
ステップＳＴ４４において、境界モータ位置算出部１１３は、試験データ記憶部１１２に記憶されたモータ位置に基づいて、モータ３の試験運転が完了したか否かを判断する。ステップＳＴ４４で試験運転が完了していないと判断した場合、再度ステップＳＴ４４に移行し、試験運転が完了するまで待ち続ける。試験運転が完了したと判断した場合、ステップＳＴ４５に移行する。なお、試験運転が完了した場合、リンク機構６３は、縮みきった状態から伸びきった状態へと伸長して停止している。
【０１２７】
ステップＳＴ４５において、境界モータ位置算出部１１３は、試験データ記憶部１１２に記憶されたデータから、モータ３の加速動作中に電流値が急激に増加するタイミングを検出する。具体的な検出例としては、電流値を微分または差分した信号を算出し、この信号がある閾値を越えるタイミングを検出することが挙げられる。なお、モータ３が加速動作中か否かの判断は、指令速度Ｖが増加しているか否か、または指令加速度Ａがある正方向の値をとっているか否かを判定することにより、行うことができる。
【０１２８】
その後、境界モータ位置算出部１１３は、モータ３の加速動作中に電流が急激に増加したタイミングと時間同期するモータ位置を算出し、これを境界モータ位置Ｐｈとする。
【０１２９】
図１１は、実施の形態２において境界モータ位置を算出する処理イメージを示す模式図である。図１１を用いて、図９のステップＳＴ４５において境界モータ位置算出部１１３が境界モータ位置Ｐｈを算出する処理を説明する。
【０１３０】
図１１（ａ）は、試験運転指令生成部１１が生成したモータ指令の指令速度Ｖ、図１１（ｂ）は、モータ３に供給された駆動電流の電流値、図１１（ｃ）は、試験運転により駆動したモータ３のモータ位置の時間変化を表している。図１１（ｂ）において、境界モータ位置算出部１１３は、モータ３の加速動作中に電流値が急激に増加する時点Ｑを検出し、この時点Ｑと同タイミングでのモータ位置を境界モータ位置Ｐｈとして算出する。
【０１３１】
図９のステップＳＴ４６において、境界モータ位置算出部１１３は、算出した境界モータ位置Ｐｈを通常動作指令生成部１０ａのモータ指令生成部１０２ａに出力する。
【０１３２】
ステップＳＴ４７において、モータ制御装置１ａは、モータ指令選択部１２のスイッチを変更し、通常動作指令生成部１０ａが生成したモータ指令を出力するように切り替える。
【０１３３】
ステップＳＴ４８において、モータ指令生成部１０２ａは、所定位置ＰＨを境界モータ位置Ｐｈとしてモータ指令を生成する。また、モータ制御装置１ａは、生成したモータ指令を出力してモータ３を制御することにより、リンク機構６３を伸縮運動させる。その具体的な方法は、実施の形態１において説明したとおりである。
【０１３４】
次に、実施の形態２の効果について説明する。実施の形態１で説明したとおり、リンク機構６３のガタが大きい状態であるか、それともガタが小さい、またはガタが解消されている状態かの違いは、複数のリンク部材６０１間の拘束の強弱に起因する。リンク機構６３に生じているガタが大きい状態でモータ３を駆動した場合、この状態では複数のリンク部材６０１間の拘束が弱いため、モータ３の駆動に伴い可動部材６２が動作しても、モータ３の駆動力がすべてのリンク部材６０１に伝達されない。これは、モータ３が負荷を駆動するという観点から見ると、負荷イナーシャが相対的に小さい状態になっていると言える。
【０１３５】
一方、リンク機構６３のガタが小さい、またはガタが解消されている状態でモータ３を駆動した場合、この状態では複数のリンク部材６０１間の拘束が強いため、モータ３の駆動に伴い可動部材６２が動作すると、モータ３の駆動力がすべてのリンク部材６０１、可動部材６２、及び可動盤６４に伝達される。これは、モータ３が負荷を駆動するという観点から見ると、負荷イナーシャが相対的に大きい状態になっていると言える。
【０１３６】
このため、リンク機構６３を縮みきった状態から伸びきった状態へと伸長させるようにモータ３を駆動すると、モータ３の加速動作中に負荷イナーシャが小さい値から大きい値に変化するような挙動となる。
【０１３７】
ここで、モータトルクをＴ、負荷イナーシャをＪ、モータ３の角加速度をα、摩擦トルクをＴｃとすると、剛体の回転運動に関するオイラーの運動方程式から、次の（式１６）の関係が成立する。
【０１３８】
Ｔ＝Ｊ・α＋Ｔｃ      （式１６）
【０１３９】
さらに、モータトルクＴと電流ｉとは、ほぼ比例関係にあるとみなせる。
【０１４０】
つまり、リンク機構６３が縮みきった状態から伸びきった状態へと伸長する場合、ガタに起因して負荷イナーシャＪが途中で変化するため、上記の（式１６）より、モータ３の加速度を一定で動作させていてもモータ３のトルクＴが途中で急変し、これにより電流ｉも途中で急変する。よって、この電流ｉが急変するポイントを、リンク機構６３にちょうどガタが発生し、または解消する境界と見なすことができる。
【０１４１】
実施の形態２において、モータ制御装置１ａは、リンク機構６３を縮みきった状態から伸びきった状態へと伸長させる試験運転の際に、試験データ記憶部１１２が、モータ３が試験運転を実行したときのモータ位置と電流値を時間同期して記憶する。境界モータ位置算出部１１３は、モータ３の加速動作中に電流値が急激に増加する時点Ｑを検出し、時点Ｑにおけるモータ位置を境界モータ位置Ｐｈとして算出する。これにより、リンク機構６３にちょうどガタが発生し、または解消する境界に対応するモータ位置である境界モータ位置Ｐｈを、正確に算出することができる。また、所定位置ＰＨとしてこの境界モータ位置Ｐｈを用いることで、所定位置ＰＨを自動的に算出し、リンク機構６３にちょうどガタが発生し、または解消する境界のモータ位置付近に所定位置ＰＨを設定することができる。
【０１４２】
さらに、実施の形態２のモータ制御装置１ａは、所定位置ＰＨとしてこの境界モータ位置Ｐｈを用いて、実施の形態１において説明した方法と同様にリンク機構６３を伸縮運動させる。ここで、実施の形態１で説明したとおり、モータ位置が所定位置ＰＨを通過したか否かを判定すること、または指令位置Ｐが所定位置ＰＨを通過したか否かを判定することは、可動部材６２が所定の位置を通過したか否かを判定することと同等である。このため、リンク機構６３を縮みきった状態から伸びきった状態へと伸長させる際、動作開始時からガタが解消する位置までは小さな加速度で動作させるとともに、ガタが解消されてからは直ちに大きな加速度で動作させる。一方、リンク機構６３を伸びきった状態から縮みきった状態へと収縮させる際、減速動作を開始してからガタが生じる位置の直前までは大きな加速度で動作させるとともに、ガタが生じる位置を通過すると減速動作開始時よりも小さな加速度で動作させる。よって、実施の形態２のモータ制御装置１ａは、リンク機構６３を伸縮運動させる際に発生する衝撃や振動を、実施の形態１の場合よりも確実に抑制することができるとともに、実施の形態１の場合と比較して、より高速な動作を実現することができる。
【０１４３】
なお、実施の形態１において説明したように、駆動装置２は、モータ位置がモータ指令に追従するようにモータ３を制御する。このため、モータ位置と指令位置Ｐは、厳密に言うとモータ位置が指令位置Ｐよりもわずかに小さい値となるものの、両者の値はほぼ等しいと見なすことができる。よって、図９のステップＳＴ４３において、試験データ記憶部１１２は、モータ位置と電流値を時間同期して記憶する代わりに、指令位置Ｐと電流値を時間同期して記憶し、境界モータ位置算出部１１３は、電流値が急激に増加したときの指令位置Ｐを境界モータ位置Ｐｈとして算出するようにしても良い。この場合においても、モータ位置を使用したときと同様の効果を奏することができる。
【０１４４】
また、実施の形態２において、リンク機構６３を縮みきった状態から伸びきった状態へと伸長させる試験運転を行い、このときのモータ３の加速動作中の電流値と、モータ位置または指令位置Ｐとから境界モータ位置Ｐｈを算出する例を説明したが、これに限られるものではない。すなわち、リンク機構６３を伸びきった状態から縮みきった状態へと収縮させる試験運転を行うこととしても、同様に境界モータ位置Ｐｈを算出することができる。この場合、モータ３が動作を終了して停止する前の減速動作中において、減速動作開始時はガタが生じていない状態であり、減速動作終了間際にガタが生じることになる。このため、モータ３の減速動作中の電流値の急激な減少を検出し、これと同タイミングのモータ位置、または指令位置Ｐを境界モータ位置Ｐｈとして算出する。電流値の急激な減少の具体的な検出例としては、電流値を微分または差分した信号を算出し、この信号がある閾値を下回るタイミングを検出することが挙げられる。この場合においても、リンク機構６３を縮みきった状態から伸びきった状態へと伸長させる試験運転を行うときと同様の効果を奏することができる。
【０１４５】
実施の形態３．
実施の形態２においては、リンク機構６３の伸縮運動中に時間同期して記憶したモータ位置と電流値、または指令位置Ｐと電流値に基づいて、リンク機構６３にちょうどガタが発生し、または解消する境界に対応する境界モータ位置Ｐｈを算出し、この境界モータ位置Ｐｈを実施の形態１の所定位置ＰＨとして用いることにより、実施の形態１よりも確実に衝撃や振動を抑制しながら、さらに高速な動作を実現することについて説明した。しかし、モータ３の駆動電流の電流値以外のデータを用いても、この境界モータ位置Ｐｈを算出することは可能である。実施の形態３では、電流値以外のデータを用いて境界モータ位置Ｐｈを算出するモータ制御装置について説明する。
【０１４６】
図１２は、実施の形態３におけるモータ制御システムの構成を示すブロック図である。図１３は、実施の形態３におけるモータ制御システムの構成を示す模式図である。図１２及び図１３を用いて、実施の形態３におけるモータ制御装置を用いたモータ制御システムについて説明する。なお、実施の形態３において、実施の形態１または実施の形態２と同一の名称及び符号を付しているものは、同一または同等の構成を表すものとして説明を省略し、異なる部分を重点的に説明する。また、本発明は、この実施の形態３により限定されるものではない。
【０１４７】
なお、図１３は、モータ制御システムの駆動機構について図示し、モータ制御装置１及び駆動装置２の図示を省略している。
【０１４８】
実施の形態３におけるモータ制御システムは、実施の形態２で説明したものと基本的に同じである。実施の形態２と異なる点として、実施の形態３におけるモータ制御システムは、図１２及び図１３に示すとおり、型開閉機構６の後部固定盤６６に取り付けられた加速度センサ８を備える。加速度センサ８は、型開閉機構６の加速度を検出する。この加速度は、後述するとおり、リンク機構６３で発生した衝撃や振動により生じる加速度である。また、加速度センサ８は、検出した加速度を、加速度信号として試験運転指令生成部１１ｂに出力する。実施の形態３におけるモータ制御システムは、実施の形態２において境界モータ位置Ｐｈを算出するためにモータ３の駆動電流の電流値を用いた代わりに、この加速度センサ８の加速度信号を用いて境界モータ位置Ｐｈを算出する。
【０１４９】
なお、固定盤６５と後部固定盤６６は、実施の形態１または実施の形態２と同様に、モータ３が駆動してもその駆動力が直接的には伝わらないように構成されている。
【０１５０】
実施の形態３におけるモータ制御システムのモータ制御装置１ｂは、図１２に示すとおり、ハードウェア構成として、記憶部１００ｂと、演算部２００ｂとを備える。記憶部１００ｂは、ＲＯＭ等のメモリであって、演算部２００ｂがモータ３を制御するためのデータやプログラムを記憶する。演算部２００ｂは、モータ制御装置１ｂの全体の動作を制御する中央処理装置（ＣＰＵ）である。実施の形態３の通常動作指令生成部１０ｂと、試験運転指令生成部１１ｂと、モータ指令選択部１２とは、実施の形態１または実施の形態２の場合と同様に、演算部２００ｂが記憶部１００ｂに記憶されたプログラムを実行することによって、モータ制御装置１ｂ内にソフトウェア的に実現される。
【０１５１】
試験運転指令生成部１１ｂは、試験運転モータ指令生成部１１１と、試験データ記憶部１１２ｂと、境界モータ位置算出部１１３ｂとを備える。試験運転モータ指令生成部１１１は、実施の形態２と同様に、モータ指令のうち、境界モータ位置Ｐｈを算出するための試験運転をモータ３に実行させるモータ指令を生成する。
【０１５２】
試験データ記憶部１１２ｂには、駆動装置２から、モータ３が試験運転を実行したときに検出器４が検出したモータ３の回転位置及び回転速度の情報と、加速度センサ８が検出した衝撃や振動の加速度の情報である加速度信号と、が入力される。試験データ記憶部１１２ｂは、モータ３が試験運転を実行したときのモータ位置と加速度信号とを時間同期して記憶するメモリである。境界モータ位置算出部１１３ｂは、試験データ記憶部１１２ｂが記憶したデータに基づいて、境界モータ位置Ｐｈを算出する。
【０１５３】
通常動作指令生成部１０ｂは、モータ位置判定部１０１と、モータ指令生成部１０２ｂとを備える。それぞれの動作等は、実施の形態１または実施の形態２で説明したものと基本的に同じであり、モータ位置判定部１０１が、モータ位置が所定位置ＰＨを通過したか否かなどを判定し、モータ指令生成部１０２ｂが、モータ位置判定部１０１の判定結果に基づいてモータ指令を生成する。
【０１５４】
また、実施の形態３のモータ指令生成部１０２ｂは、実施の形態２と同様に、所定位置ＰＨを、試験運転指令生成部１１ｂが生成した境界モータ位置Ｐｈから算出する。モータ指令生成部１０２ｂは、この境界モータ位置Ｐｈを境界モータ位置算出部１１３ｂが算出する方法が、上記のとおり、実施の形態２と異なる。
【０１５５】
図１４は、実施の形態３のモータ制御装置が実行する動作を示すフローチャートである。図１４を用いて、実施の形態３のモータ制御装置１ｂがモータ指令を算出する動作を説明する。なお、図１４のフローチャートの処理は、実施の形態２の図９と同様に、一定のサンプリング周期ごとに行うのではなく、すなわちオンラインではなく、バッチ的に処理を行う。
【０１５６】
なお、図１４のフローチャートは、実施の形態２の図９のフローチャートと類似しており、図９のステップＳＴ４３とＳＴ４５が、図１４においてステップＳＴ５３とステップＳＴ５５に置き換わる点が異なる。このため、実施の形態２と同様の処理の説明を省略し、異なる処理について主に説明する。
【０１５７】
図１４のステップＳＴ５１とステップＳＴ５２において、モータ制御装置１ｂは、試験運転モータ指令生成部１１１ｂが生成したモータ指令を出力し、モータ３を駆動し、リンク機構６３を縮みきった状態から伸びきった状態へと伸長させる試験運転を実行させる。
【０１５８】
ステップＳＴ５３において、試験データ記憶部１１２ｂは、試験運転中のモータ３のモータ位置と加速度信号とを時間同期して記憶する。ステップＳＴ４４において、モータ３の試験運転が完了したと判断した場合、ステップＳＴ５５において、境界モータ位置算出部１１３ｂは、加速度信号が急激に変化するタイミングを検出する。具体的な検出例としては、加速度信号が所定値以上になるタイミングを検出することが挙げられる。境界モータ位置算出部１１３ｂは、このタイミングと時間同期するモータ位置を算出し、これを境界モータ位置Ｐｈとする。
【０１５９】
その後、モータ制御装置１ｂは、ステップＳＴ５６において、算出した境界モータ位置Ｐｈを所定位置ＰＨとし、ステップＳＴ５７及びステップＳＴ５８において、実施の形態１または実施の形態２で説明したように、通常運転用のモータ指令を出力し、リンク機構６３を伸縮運動させる。
【０１６０】
次に、実施の形態３の効果について説明する。実施の形態１で説明したとおり、後部固定盤６６は、モータ３の駆動力の影響を直接的に受けることはない。しかし、モータ３の駆動力が可動部材６２やリンク機構６３を介して可動盤６４に伝わり、衝撃や振動が発生すると、タイバー６７や可動盤６４、または後部固定盤６６を支える図示しない架台構造物などを通して、その衝撃や振動が後部固定盤６６にも伝達する。その結果、後部固定盤６６に大きな加速度が発生する。
【０１６１】
実施の形態３の加速度センサ８は、この衝撃や振動による加速度を検出し、加速度信号を試験運転指令生成部１１ｂに出力する。また、リンク機構６３にガタが発生している状態から解消される状態へと動作する場合、モータ３の負荷イナーシャが変化するタイミングで衝撃や振動が発生する。このため、加速度センサ８の加速度信号が所定値以上になるタイミングを、リンク機構６３にちょうどガタが発生し、または解消する境界と見なすことができる。
【０１６２】
実施の形態３において、モータ制御装置１ｂは、リンク機構６３を縮みきった状態から伸びきった状態へと伸長させる試験運転の際に、試験データ記憶部１１２ｂが、モータ３が試験運転を実行したときのモータ位置と加速度信号、または指令位置Ｐと加速度信号を時間同期して記憶し、境界モータ位置算出部１１３ｂが、モータ３の加速動作中に加速度信号が急激に増加するタイミングを検出し、このタイミングにおけるモータ位置を境界モータ位置Ｐｈとして算出する。これにより、実施の形態２と同様に、リンク機構６３にちょうどガタが発生し、または解消する境界に対応する境界モータ位置Ｐｈを、正確に算出することができる。また、所定位置ＰＨとしてこの境界モータ位置Ｐｈを用いることで、所定位置ＰＨを自動的に算出し、リンク機構６３にちょうどガタが発生し、または解消する境界のモータ位置付近に所定位置ＰＨを設定することができる。
【０１６３】
また、実施の形態３のモータ制御装置１ｂは、所定位置ＰＨとしてこの境界モータ位置Ｐｈを用いて、実施の形態１において説明した方法と同様にリンク機構６３を伸縮運動させる。ここで、実施の形態１で説明したとおり、モータ位置が所定位置ＰＨを通過したか否かを判定すること、または指令位置Ｐが所定位置ＰＨを通過したか否かを判定することは、可動部材６２が所定の位置を通過したか否かを判定することと同等である。よって、実施の形態３のモータ制御装置１ｂは、実施の形態２と同様に、リンク機構６３を伸縮運動させる際に発生する衝撃や振動を、実施の形態１の場合よりも確実に抑制することができるとともに、実施の形態１の場合と比較して、より高速な動作を実現することができる。
【０１６４】
なお、実施の形態３において、境界モータ位置算出部１１３ｂは、図１４のステップＳＴ５において加速度信号が所定値を超えるタイミングを検出し、このタイミングと時間同期するモータ位置を境界モータ位置Ｐｈとすることを説明したが、これに限られるものではない。例えば、境界モータ位置算出部１１３ｂは、試験データ記憶部１１２ｂのデータから加速度信号の極大値を抽出し、加速度信号が極大になったタイミングと時間同期するモータ位置を境界モータ位置Ｐｈとして算出してもよい。この場合においても、加速度信号が所定値を超えるタイミングを検出するときと同様の効果を奏することができる。
【０１６５】
また、実施の形態３において、加速度センサ８は、後部固定盤６６に設置される例を説明したが、これに限られるものではない。加速度センサ８は、型開閉機構６中のうちモータ３の駆動力が直接的に伝達されない箇所、またはリンク機構６３が含まれる機械であればどこに設置しても良い。型開閉機構６が含まれる機械に設置する具体例としては、型開閉機構６が射出成形機に適用される場合であれば、型開閉機構６を支える図示しない架台構造物や制御盤などに設置することが挙げられる。これらの場合においても、加速度センサ８を後部固定盤６６に設置するときと同様の効果を奏することができる。
【０１６６】
さらに、実施の形態３において、衝撃や振動を検出する手段は、加速度センサ８に限られるものではない。図１５は、実施の形態３におけるモータ制御システムの他の構成を示す模式図である。図１５においては、加速度センサ８以外の検出手段として、音声信号を検出するマイク９を設置した例を図示している。
【０１６７】
図１５の例において、モータ制御システムは、型開閉機構６または型開閉機構６が含まれる機械の付近に設置されたマイク９を備える。なお、型開閉機構６または型開閉機構６が含まれる機械の付近とは、設置されたマイク９が型開閉機構６の発する音を検出可能な位置のことである。マイク９は、型開閉機構６の発する音の大きさを検出する。この音は、リンク機構６３を伸縮運動させる際に発生する衝撃や振動に起因した音である。マイク９は、検出した音を音声信号として試験運転指令生成部１１ｂに出力する。試験データ記憶部１１２ｂは、モータ３がリンク機構６３を縮みきった状態から伸びきった状態へと伸長させる試験運転を実行したときのモータ位置と音声信号、または指令位置Ｐと音声信号を時間同期して記憶する。境界モータ位置算出部１１３ｂは、例えば、モータ３の加速動作中に音声信号が所定値以上になるタイミングを検出する。この場合においても、加速度センサ８を用いるときと同様の効果を奏することができる。
【０１６８】
実施の形態３において、リンク機構６３を縮みきった状態から伸びきった状態へと伸長させる試験運転を行い、このときのモータ３の加速動作中の加速度信号または音声信号と、モータ位置または指令位置Ｐとから境界モータ位置Ｐｈを算出する例を説明したが、これに限られるものではない。すなわち、リンク機構６３を伸びきった状態から縮みきった状態へと収縮させる試験運転を行い、このときのモータ３の減速動作中の加速度信号または音声信号を用いることとしても、同様に境界モータ位置Ｐｈを算出することができる。この場合、例えば、試験データ記憶部１１２ｂは、モータ３が試験運転を実行したときのモータ位置と加速度信号、または指令位置Ｐと加速度信号を時間同期して記憶する。境界モータ位置算出部１１３ｂは、モータ３の減速動作中に加速度信号が所定値以上になるタイミングを検出する。
【０１６９】
または、試験データ記憶部１１２ｂは、例えば、モータ３が試験運転を実行したときのモータ位置と音声信号、または指令位置Ｐと音声信号を時間同期して記憶する。境界モータ位置算出部１１３ｂは、モータ３の減速動作中に音声信号が所定値以上になるタイミングを検出する。これらの場合についても、リンク機構６３を縮みきった状態から伸びきった状態へと伸長させる試験運転を行う場合と同様の効果を奏することができる。
【０１７０】
なお、実施の形態２と実施の形態３において、境界モータ位置Ｐｈを所定位置ＰＨとして使用することを説明したが、これに限られるものではない。例えば、所定位置ＰＨは、境界モータ位置Ｐｈよりも、少しマージンを持たせて若干大きく設定しても良い。少なくとも、所定位置ＰＨは、境界モータ位置Ｐｈからリンク機構６３が伸びる方向に対応するモータ位置方向に若干大きくしても、ほぼ同様の効果を得ることができる。具体的には、所定位置ＰＨは、ある正の値のマージンＭ（＞０）を用いて、次の（式１７）から算出した値に設定しても良い。
【０１７１】
ＰＨ＝Ｐｈ＋Ｍ      （式１７）
【０１７２】
このように設定した場合、所定位置ＰＨよりもリンク機構６３が伸びる方向の位置においては、少なくともリンク機構６３のガタが必ず解消されている。このため、この所定位置ＰＨよりもリンク機構６３が伸びる方向の位置では、モータ３を大きな加速度で動作させても衝撃や振動が発生することがなく、高速な動作を実現することができる。一方、所定位置ＰＨよりもリンク機構６３が縮む方向の位置においては、モータ３を小さな加速度で動作させることになるため、衝撃や振動の発生をより確実に抑制することができる。
【０１７３】
さらに、実施の形態２と実施の形態３において、リンク機構６３を縮みきった状態から伸びきった状態へと伸長させる試験運転、またはリンク機構６３を伸びきった状態から縮みきった状態へと収縮させる試験運転を行うことについて説明を行ったが、これらに限られるものではない。すなわち、縮みきった状態から多少伸びた状態のリンク機構６３を伸長させる試験運転、または伸びきった状態から多少縮んだ状態のリンク機構６３を収縮させる試験運転を行うこととしても、ガタの大きさが大きく変化する境界モータ位置Ｐｈまたは所定位置ＰＨを通過するのであれば、言うまでもなく、同様の構成及び動作により同様の効果を奏することができる。
【符号の説明】
【０１７４】
１，１ａ，１ｂ  モータ制御装置、１０１  モータ位置判定部、１０２，１０２ａ，１０２ｂ  モータ指令生成部、１１１  試験運転モータ指令生成部、１１２，１１２ｂ  試験データ記憶部、１１３，１１３ｂ  境界モータ位置算出部、３  モータ、４  検出器、６  型開閉機構、６１  案内部材、６２  可動部材、６３  リンク機構、６０１  リンク部材、８  加速度センサ、９  マイク
【要約】
機械の動作時の衝撃や振動を低減しつつ機械を高速に動作させることができるモータ制御装置、及びモータ制御システムを提供する。
この発明に係るモータ制御装置は、互いに回転可能に接続された複数のリンク部材６０１を有し、リンク部材６０１の回転に従い伸縮するリンク機構６３と、リンク機構６３に接続され、案内部材６１に沿って移動可能に設けられた可動部材６２と、可動部材６２を移動させるモータ３と、を備える駆動機構のモータ３を制御するモータ制御装置１において、モータ制御装置１は、リンク機構６３を縮んだ状態から伸長させる際、モータ３を所定の位置まで第１の加速度で加速し、所定の位置を通過するとモータ３を第１の加速度よりも大きい第２の加速度で加速する。【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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