(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータと、
前記モータの速度を検出または推定する速度検出部と、
前記モータの動作により機械負荷を駆動する機械駆動部と、
前記機械負荷が加圧対象物に押し当てられたときの圧力または力の情報を圧力検出信号として検出する圧力検出部と、
圧力指令信号に前記圧力検出信号が追従するように、圧力制御パラメータをもとにして前記モータの内部速度指令信号を算出する圧力制御部と、
前記内部速度指令信号及び外部速度指令信号のいずれか一方である速度指令信号に速度検出信号が追従するように、速度制御パラメータをもとにして前記モータのトルク指令信号または推力指令信号を算出する速度制御部と、
制御状態量の発振を検出する発振検出部と、
前記機械負荷が前記加圧対象物に接触していない状態で、前記速度制御パラメータが調整された後に、前記機械負荷が前記加圧対象物に押し当てられた状態で前記速度制御パラメータを固定して前記圧力制御パラメータを変更し、該変更は、前記圧力制御部の制御帯域が小さい設定から前記圧力制御部の制御帯域が大きくなるように行っていき、前記発振検出部が発振を検出したときには、該発振検出時の前記圧力制御パラメータよりも制御帯域が小さくなるように前記圧力制御パラメータを調整する圧力制御部パラメータ調整部と、を備えることを特徴とするモータ制御装置。
【請求項２】
モータと、
前記モータの速度を検出または推定する速度検出部と、
前記モータの動作により機械負荷を駆動する機械駆動部と、
前記機械負荷が加圧対象物に押し当てられたときの圧力または力の情報を圧力検出信号として検出する圧力検出部と、
圧力指令信号に前記圧力検出信号が追従するように、圧力制御パラメータをもとにして前記モータの内部速度指令信号を算出する圧力制御部と、
前記内部速度指令信号及び外部速度指令信号のいずれか一方である速度指令信号に速度検出信号が追従するように、速度制御パラメータをもとにして前記モータのトルク指令信号または推力指令信号を算出する速度制御部と、
目標値応答からのオーバーシュート量を検知するオーバーシュート量検出部と、
前記機械負荷が前記加圧対象物に接触していない状態で、前記速度制御パラメータが調整された後に、前記機械負荷が前記加圧対象物に押し当てられた状態で前記速度制御パラメータを固定して前記圧力制御パラメータを変更し、該変更は、前記圧力制御部の制御帯域が小さい設定から前記圧力制御部の制御帯域が大きくなるように行っていき、前記オーバーシュート量検出部が検出するオーバーシュート量がオーバーシュートしきい値を超えたときの前記圧力制御パラメータよりも制御帯域が小さくなるように前記圧力制御パラメータを調整する圧力制御部パラメータ調整部と、を備えることを特徴とするモータ制御装置。
【請求項３】
モータと、
前記モータの速度を検出または推定する速度検出部と、
前記モータの動作により機械負荷を駆動する機械駆動部と、
前記機械負荷が加圧対象物に押し当てられたときの圧力または力の情報を圧力検出信号として検出する圧力検出部と、
圧力指令信号に前記圧力検出信号が追従するように、圧力制御パラメータをもとにして前記モータの内部位置指令信号を算出する圧力制御部と、
前記内部位置指令信号及び外部位置指令信号のいずれか一方である位置指令信号に現在位置信号が追従するように、位置制御パラメータをもとにして前記モータの速度指令信号を算出する位置制御部と、
前記内部速度指令信号に速度検出信号が追従するように、速度制御パラメータをもとにして前記モータのトルク指令信号または推力指令信号を算出する速度制御部と、
制御状態量の発振を検出する発振検出部と、
前記機械負荷が前記加圧対象物に接触していない状態で、前記速度制御パラメータ及び前記位置制御パラメータが調整された後に、前記機械負荷が前記加圧対象物に押し当てられた状態で、前記速度制御パラメータ及び前記位置制御パラメータを固定して前記圧力制御パラメータを変更し、該変更は、前記圧力制御部の制御帯域が小さい設定から前記圧力制御部の制御帯域が大きくなるように行っていき、前記発振検出部が発振を検出したときには、該発振検出時の前記圧力制御パラメータよりも制御帯域が小さくなるように前記圧力制御パラメータを調整する圧力制御部パラメータ調整部と、を備えることを特徴とするモータ制御装置。
【請求項４】
モータと、
前記モータの速度を検出または推定する速度検出部と、
前記モータの動作により機械負荷を駆動する機械駆動部と、
前記機械負荷が加圧対象物に押し当てられたときの圧力または力の情報を圧力検出信号として検出する圧力検出部と、
圧力指令信号に前記圧力検出信号が追従するように、圧力制御パラメータをもとにして前記モータの内部位置指令信号を算出する圧力制御部と、
前記内部位置指令信号及び外部位置指令信号のいずれか一方である位置指令信号に現在位置信号が追従するように、位置制御パラメータをもとにして前記モータの速度指令信号を算出する位置制御部と、
前記内部速度指令信号に速度検出信号が追従するように、速度制御パラメータをもとにして前記モータのトルク指令信号または推力指令信号を算出する速度制御部と、
目標値応答からのオーバーシュート量を検知するオーバーシュート量検出部と、
前記機械負荷が前記加圧対象物に接触していない状態で、前記速度制御パラメータ及び前記位置制御パラメータが調整された後に、前記機械負荷が前記加圧対象物に押し当てられた状態で、前記速度制御パラメータ及び前記位置制御パラメータを固定して前記圧力制御パラメータを変更し、該変更は、前記圧力制御部の制御帯域が小さい設定から前記圧力制御部の制御帯域が大きくなるように行っていき、前記オーバーシュート量検出部が検出するオーバーシュート量がオーバーシュートしきい値を超えたときの前記圧力制御パラメータよりも制御帯域が小さくなるように前記圧力制御パラメータを調整する圧力制御部パラメータ調整部と、を備えることを特徴とするモータ制御装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか一項において、
前記圧力制御パラメータの調整は、
前記機械負荷が前記加圧対象物に接触した状態で加圧動作または減圧動作を繰り返し、
圧力を制御しつつ発振量またはオーバーシュート量を検出して行うことを特徴とするモータ制御装置。
【請求項６】
請求項１または３において、
加圧動作または減圧動作をさせずに一定の圧力値を保った状態で、前記速度制御部が算出する前記モータのトルク指令信号または推力指令信号とは独立に、外部からトルク指令信号または推力指令信号を印加した際の制御状態量の発振を前記発振検出部が検出することを特徴とするモータ制御装置。
【請求項７】
モータと、
前記モータの速度を検出または推定する速度検出部と、
前記モータの動作により機械負荷を駆動する機械駆動部と、
前記機械負荷が加圧対象物に押し当てられたときの圧力または力の情報を圧力検出信号として検出する圧力検出部と、
圧力指令信号に前記圧力検出信号が追従するように、圧力制御パラメータをもとにして前記モータの内部速度指令信号を算出する圧力制御部と、
前記内部速度指令信号及び外部速度指令信号のいずれか一方である速度指令信号に速度検出信号が追従するように、速度制御パラメータをもとにして前記モータのトルク指令信号または推力指令信号を算出する速度制御部と、
制御状態量の発振を検出する発振検出部と、
前記機械負荷が前記加圧対象物に押し当てられた状態で前記速度制御パラメータを固定して前記圧力制御パラメータを変更し、該変更は、前記圧力制御部の制御帯域が小さい設定から前記圧力制御部の制御帯域が大きくなるように行っていき、前記発振検出部が発振を検出したときには、該発振検出時の前記圧力制御パラメータよりも制御帯域が小さくなるように前記圧力制御パラメータを調整する圧力制御部パラメータ調整部と、を備え、
加圧動作または減圧動作をさせずに一定の圧力値を保った状態で、前記速度制御部が算出する前記モータのトルク指令信号または推力指令信号とは独立に、外部からトルク指令信号または推力指令信号を印加した際の制御状態量の発振を前記発振検出部が検出することを特徴とするモータ制御装置。
【請求項８】
モータと、
前記モータの速度を検出または推定する速度検出部と、
前記モータの動作により機械負荷を駆動する機械駆動部と、
前記機械負荷が加圧対象物に押し当てられたときの圧力または力の情報を圧力検出信号として検出する圧力検出部と、
圧力指令信号に前記圧力検出信号が追従するように、圧力制御パラメータをもとにして前記モータの内部位置指令信号を算出する圧力制御部と、
前記内部位置指令信号及び外部位置指令信号のいずれか一方である位置指令信号に現在位置信号が追従するように、位置制御パラメータをもとにして前記モータの速度指令信号を算出する位置制御部と、
前記内部速度指令信号に速度検出信号が追従するように、速度制御パラメータをもとにして前記モータのトルク指令信号または推力指令信号を算出する速度制御部と、
制御状態量の発振を検出する発振検出部と、
前記機械負荷が前記加圧対象物に押し当てられた状態で、前記速度制御パラメータ及び前記位置制御パラメータを固定して前記圧力制御パラメータを変更し、該変更は、前記圧力制御部の制御帯域が小さい設定から前記圧力制御部の制御帯域が大きくなるように行っていき、前記発振検出部が発振を検出したときには、該発振検出時の前記圧力制御パラメータよりも制御帯域が小さくなるように前記圧力制御パラメータを調整する圧力制御部パラメータ調整部と、を備え、
加圧動作または減圧動作をさせずに一定の圧力値を保った状態で、前記速度制御部が算出する前記モータのトルク指令信号または推力指令信号とは独立に、外部からトルク指令信号または推力指令信号を印加した際の制御状態量の発振を前記発振検出部が検出することを特徴とするモータ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
射出成形機やプレス成形機等の成形機及びボンディング機械等の産業用機械では、モータによって駆動される機械駆動部が、加圧対象物であるワーク等に押し当てられたときの機械の圧力信号を検出し、該圧力信号と目標圧力を基に制御パラメータで規定される圧力制御演算を行うことにより、モータを動作させる圧力制御が使用されている。ここで、制御パラメータは、圧力制御演算のゲイン等である。【０００３】
上記の圧力制御では制御パラメータを適切に調整する必要があるが、ゲイン等の制御パラメータが過大であると、発振するなどして制御系の動作が不安定になり、または、不安定にならなくても、圧力信号に微振動が発生し、この微振動がワーク等に伝わることで加工結果に悪影響を及ぼす。逆に、制御パラメータが過小であると、目標圧力（圧力指令信号）に到達するのに時間を要し、または、外乱が加わった場合に外乱を十分に除去できない。特に、外乱に対する補償は、フィードフォワード制御だけでは補償できず、圧力信号と目標圧力の偏差を基に圧力制御演算を行うこと(フィードバック制御)でしか除去することができないため、圧力制御部の制御パラメータを適切に調整することは重要である。【０００４】
例えば、特許文献１には、目標圧力と圧力信号との圧力偏差に圧力ゲインを乗じてモータの速度指令を決定し、この速度指令に追従する速度制御演算を行う圧力制御において、加圧対象物の弾性定数を算出し、この弾性定数を所定の比例定数で割ることにより圧力ゲインを算出する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−７３７１３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、上記従来の技術によれば、比例定数の決定方法についての指針がない。そのため、試行錯誤により比例定数を調整しなければならず、比例定数の決定に時間を要するという問題がある。【０００７】
また、制御パラメータの調整のために、加圧対象物の弾性定数を算出しなければならない。加圧対象物の弾性定数の算出には、処理データを貯えておくためのメモリや計算負荷が伴う。そのため、装置の構成が複雑になり、コストがかかる。さらには、調整手順が複雑になり、その分調整時間が余計に必要になるという問題がある。【０００８】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、制御系を安定に確保しつつ、制御性能を向上させることのできる圧力制御のゲインパラメータの調整が可能なモータ制御装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、マイナーループが速度制御または位置制御である圧力制御を行うモータ制御装置であって、圧力制御は、機械負荷が加圧対象物に接触していない状態で前記速度制御（または前記速度制御及び前記位置制御の双方）の制御パラメータ（ゲイン）が調整された後に、前記速度制御（または前記速度制御及び前記位置制御の双方）の制御パラメータ（ゲイン）を固定したままで、加圧または減圧しつつ、前記圧力制御の制御パラメータを大きくしていき、逐次、発振量（またはオーバーシュート量）を検出して記憶し、前記発振量（または前記オーバーシュート量）が許容値（しきい値）を超えた場合には、調整中に記憶された前記圧力制御の制御パラメータと前記発振量（または前記オーバーシュート量）をもとに、前記発振量（または前記オーバーシュート量）が前記許容値（前記しきい値）以下になるように前記圧力制御の制御パラメータを調整するモータ制御装置である。
【発明の効果】
【００１０】
この発明によれば、制御系を安定に確保しつつ、制御性能を向上させることのできる圧力制御のゲインパラメータの調整が可能なモータ制御装置を得ることができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、実施の形態１にかかるモータ制御装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、実施の形態１にかかる発振検出部のブロック図である。
【図３】図３は、実施の形態１にかかる圧力指令信号の値と圧力検出信号の値の時間変化を表す図である。
【図４】図４は、実施の形態１にかかる圧力制御部パラメータ調整部が行う処理のフローチャートを示す図である。
【図５】図５は、実施の形態１にかかる速度制御部に比例積分制御を行う速度制御部の近傍を抽出した図である。
【図６】図６は、実施の形態１にかかる加圧動作時の圧力指令信号の値の時間変化を表す図である。
【図７】図７は、実施の形態１にかかる減圧動作時の圧力指令信号の値の時間変化を表す図である。
【図８】図８は、実施の形態２にかかるモータ制御装置の構成を示すブロック図である。
【図９】図９は、実施の形態２にかかる圧力制御部パラメータ調整部が行う処理のフローチャートを示す図である。
【図１０】図１０は、実施の形態２にかかる速度制御部に比例積分制御を行う速度制御部及び位置制御部の近傍を抽出した図である。
【図１１】図１１は、実施の形態３にかかるモータ制御装置の構成を示すブロック図である。
【図１２】図１２は、実施の形態３にかかる圧力制御部パラメータ調整部が行う処理のフローチャートを示す図である。
【図１３】図１３は、実施の形態３にかかる模擬外乱トルク指令信号の値の時間変化を表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明にかかるモータ制御装置の実施の形態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。
【００１３】
実施の形態１．
図１は、本発明にかかるモータ制御装置の実施の形態１の構成を示すブロック図である。図１には、モータ制御装置１０と、モータ１１、エンコーダ１２、ボールネジ１３、加圧ヘッド１４、加圧対象物１５及び圧力検出器１６が示されている。
【００１４】
モータ１１は回転式モータである。エンコーダ（速度検出部）１２は、モータ１１の回転速度を検出し、速度検出信号１０８を生成する。エンコーダ１２はモータ１１の回転速度を推定する構成であってもよい。ボールネジ（機械駆動部）１３は、モータ１１の回転運動を並進運動に変換する。すなわち、ボールネジ１３は、モータ１１の動作により加圧ヘッド１４を駆動する機械駆動部である。加圧ヘッド（機械負荷）１４はモータ１１によってボールネジ１３を介して駆動される。加圧対象物１５は、加圧ヘッド１４が接触して加圧することで加工される。圧力検出器１６は、加圧ヘッド１４に取り付けられており、加圧時の圧力または力を検出する。圧力検出器１６は、加圧ヘッド１４が加圧対象物１５に押し当てられたときの圧力または力の情報を圧力検出信号１０９として検出する。圧力検出器１６として具体的にはロードセルが挙げられる。なお、図１では圧力検出器を物理的に設けて圧力検出信号を検出する構成としたが、圧力検出器は必ずしも物理的な検出器である必要は無く、モータの速度やトルクから機械負荷が加圧対象物を押し当てたときの圧力を推定して圧力検出信号として出力する圧力検出器が設けられていてもよい。
【００１５】
図１に示すモータ制御装置１０は、圧力制御部２１と、速度指令選択部２２と、速度制御部２３と、電流制御部２４と、外部速度指令信号生成部３０と、圧力指令信号生成部４０と、圧力制御部パラメータ調整部４１と、発振検出部４２と、オーバーシュート量検出部４３と、を備える。
【００１６】
電流制御部２４は、モータ１１を駆動する電流１０７を供給する。この電流１０７が生成されるプロセスは、以下の通りである。
【００１７】
まず、圧力指令信号生成部４０は、圧力指令信号１００を生成し、出力する。圧力指令信号１００は、加圧対象物１５に加える圧力値の時間に対するプロファイルである。
【００１８】
圧力制御部２１は、圧力指令信号生成部４０からの圧力指令信号１００と、圧力検出器１６からの圧力検出信号１０９との偏差（差分）の信号１０１を入力信号とする。圧力制御部２１は圧力制御演算を行い、圧力指令信号１００の指令値と圧力検出信号１０９の検出値との偏差に応じた内部速度指令信号１０２の指令値を算出する。すなわち、圧力制御部２１は、圧力指令信号１００に圧力検出信号１０９が追従するように、圧力制御パラメータをもとにしてモータ１１の内部速度指令信号１０２を算出する。
【００１９】
圧力制御部２１が行う圧力制御演算としては、比例制御を例示することができる。すなわち、比例ゲインを制御パラメータとし、比例ゲインと、圧力指令信号１００の値から圧力検出信号１０９の値を引いた差分と、の積を内部速度指令信号１０２の指令値として出力する。一般に比例ゲインを大きくするほど圧力指令値に対する圧力検出値の追従性が向上するが、比例ゲインを過度に大きくすると、制御ループ中の信号が許容値を超えて発振してしまい、またはオーバーシュートが発生してしまう。制御ループ中の信号が許容値を超えて発振してしまうと、圧力指令信号にもその振動が重畳し、振動特性を加えつつ加圧動作をするため、加工に悪影響を及ぼす。オーバーシュートが発生してしまうと、加圧対象物１５に対して過大な圧力がかかり、加圧対象物１５が塑性変形し、または破壊されてしまう。
【００２０】
外部速度指令信号生成部３０は、圧力制御部２１の出力信号によらず、モータ１１が動作すべき速度を表す外部速度指令信号１０３を生成する。
【００２１】
外部速度指令信号１０３の値は、加圧ヘッド１４が加圧対象物１５に対して非接触状態における加圧対象物１５に接近する速度の大きさに応じて設定される。
【００２２】
速度指令選択部２２は、内部速度指令信号１０２と外部速度指令信号１０３のいずれかを選択して速度指令信号１０４として出力する。
【００２３】
速度制御部２３は、速度指令選択部２２からの速度指令信号１０４と、エンコーダ１２からの速度検出信号１０８との偏差（差分）の信号１０５を入力信号とする。速度制御部２３は、速度指令信号１０４の値と速度検出信号１０８の値との偏差（差分）に基づいて速度制御演算を行い、モータ１１が発生すべきトルクを算出するためのトルク指令信号１０６を算出して出力する。すなわち、速度制御部２３は、モータ１１の速度指令信号１０４に速度検出信号１０８が追従するように、速度制御パラメータをもとにしてモータ１１のトルク指令信号１０６または推力指令信号を算出する。
【００２４】
速度制御部２３が行う速度制御演算としては、比例積分制御を例示することができる。このとき、比例ゲイン及び積分ゲインが速度制御部２３の制御パラメータとなる。
【００２５】
電流制御部２４は、速度制御部２３からのトルク指令信号１０６を入力信号とする。電流制御部２４は、モータ１１にトルク指令信号１０６に応じたトルクを発生させるための電流１０７を供給する。これにより、モータ１１が駆動し、加圧対象物１５に加わった圧力を圧力検出器１６にて検出し、圧力指令値に追従させるように圧力制御を行う。
【００２６】
圧力制御部パラメータ調整部４１には、発振検出部４２が検出して出力する発振情報及びオーバーシュート量検出部４３が検出して出力するオーバーシュート量の少なくとも一方が入力され、圧力制御部２１の制御パラメータを調整する。
【００２７】
発振検出部４２は、発振情報（発振量）を検出する。発振は振動が持続的に生じる現象である。この発振は、圧力制御部２１または速度制御部２３のパラメータが、制御ループの安定限界付近となる程度に大きく設定されて圧力制御を行わせると、高周波の振動が引き起こされて生じる。すなわち、発振検出部４２は、制御状態量の発振を検出する。
【００２８】
図２は、図１に示す発振検出部４２のブロック図である。発振検出部４２は、制御ループ中の信号（図１においては、トルク指令信号１０６）を入力信号とする。入力された信号は、ハイパスフィルタ５１を通過する。ここで、ハイパスフィルタ５１の通過域は、検出しようとする高周波振動の周波数付近の周波数に設定されている。ハイパスフィルタ５１を通過することで、制御信号中の高周波の振動のみが抽出されることになる。その後、ハイパスフィルタ５１を通過した信号を、絶対値演算部５２及びローパスフィルタ５３を通過させることによって、所定の周波数以上の周波数の振幅相当量を検出することができる。なお、ここではトルク指令信号１０６の発振量を検出する場合を例示しているが、電流信号、速度検出信号及び圧力検出信号等の発振量を検出してもよい。オーバーシュート量検出部４３は、オーバーシュート量を検出する。
【００２９】
図３は、圧力指令信号の値と圧力検出信号の値の時間変化を表す図である。圧力検出信号１０９が圧力指令信号１００に追従するようにループを組んでいるため、安定限界を超えるような制御パラメータが設定されていなければ、定常的には、一定値の圧力指令信号に対して圧力検出器は偏差なく追従することができる。しかしながら、過渡的には、圧力検出信号の値が圧力指令信号の値を超えてしまい（図３を参照）、オーバーシュートが発生する。オーバーシュート量は、圧力検出信号の値と圧力指令信号の値の正の偏差の最大値によって算出される。
【００３０】
図４は、圧力制御部パラメータ調整部４１が行う処理のフローチャートを示す図である。なお、ここでは、圧力制御部２１が比例制御を行う場合について説明する。
【００３１】
まず、加圧ヘッド１４が加圧対象物１５に接触しているか否かを判定する（ステップＳ１）。ここで、加圧ヘッド１４と加圧対象物１５が接触しているか否かの判定は、圧力検出器１６の圧力検出信号１０９の値を用いればよい。ここで、圧力検出信号１０９の値が０より大きければ接触していると判定し、０であれば接触していないと判定する。
【００３２】
加圧ヘッド１４と加圧対象物１５が接触していると判定した場合（Ｙに分岐）には、ステップＳ２に移行し、加圧ヘッド１４は加圧対象物１５から離れる方向に移動する（ステップＳ２）。具体的には、外部速度指令信号生成部３０は、加圧ヘッド１４が加圧対象物１５に接触しない方向に移動するよう外部速度指令信号１０３を送信し、速度指令選択部２２が外部速度指令信号１０３を選択する。ここで、加圧ヘッド１４が加圧対象物１５に接触しない方向は、例えば、図１においては左方向である。
【００３３】
加圧ヘッド１４と加圧対象物１５が接触していないと判定した場合（Ｎに分岐）には、ステップＳ３に移行し、圧力制御部２１のマイナーループである速度制御部２３の制御パラメータを調整する（ステップＳ３）。ここで、速度制御部２３の制御パラメータの調整を、上記例示したように、比例積分制御にて行う場合について図５を参照して説明する。
【００３４】
図５は、速度制御部２３に比例積分制御を行う速度制御部２３ａを適用した場合における図１の点線矩形領域を抽出した図である。ここで、ＫｖとＫｖｉは速度制御部２３の制御パラメータであって、Ｋｖは速度比例ゲインであり、Ｋｖｉは速度積分ゲインである。ｓはラプラス演算子を表し、１／ｓで積分特性を表す。また、トルク指令から速度までの伝達特性は、１／（Ｊ・ｓ）で表すことができる。ここで、Ｊは可動部分のイナーシャ値を表し、図１においてはモータ１１が駆動することによって動作する部分のイナーシャ値であり、モータイナーシャと、ボールネジ１３、加圧ヘッド１４及びロードセルの合計イナーシャに相当する。なお、一般的には、設計段階において、ボールネジ１３及び加圧ヘッド１４等の諸元値から可動部分のイナーシャ値Ｊは既知である。
【００３５】
速度制御ループが安定的な応答を得るためには、速度比例ゲインＫｖ、速度積分ゲインＫｖｉ及び位置比例ゲインＫｐの比をＫｖ：Ｋｖｉ：Ｋｐ＝１０Ｊ：１〜４にするとよいことが知られている。そこで、速度制御ループが安定的な応答を得るためには、速度比例ゲインＫｖを少しずつ大きくして、これに連動して速度積分ゲインＫｖｉを設定し、加圧ヘッド１４が加圧対象物１５に接触しない状態で動作するように、速度指令信号１０４としてステップ信号及びランプ信号等を与え、オーバーシュート及び振動が発生しない程度に速度比例ゲインＫｖと速度積分ゲインＫｖｉを調整すればよい。ただし、速度制御部２３の制御パラメータの調整は、加圧ヘッド１４が加圧対象物１５に非接触の状態で行われればよく、これに限定されるものではない。
【００３６】
速度制御部２３の制御パラメータの調整が完了すると、加圧ヘッド１４は加圧対象物１５に接触する方向に移動する（ステップＳ４）。具体的には、外部速度指令信号生成部３０が、加圧ヘッド１４が加圧対象物１５に接触する方向に移動するよう外部速度指令信号１０３を送信し、速度指令選択部２２が外部速度指令信号１０３を選択する。ここで、加圧ヘッド１４が加圧対象物１５に接触する方向は、例えば、図１においては右方向である。ここで、加圧ヘッド１４の移動は、加圧ヘッド１４が加圧対象物１５に勢いよく衝突し、加圧ヘッド１４または加圧対象物１５が損傷しない程度の速度とすることが好ましい。
【００３７】
次に、加圧ヘッド１４が加圧対象物１５に接触しているか否かを判定する（ステップＳ５）。ここで、判定は、ステップＳ１と同様に行えばよい。
【００３８】
加圧ヘッド１４と加圧対象物１５が接触していないと判定した場合（Ｎに分岐）には、ステップＳ４に移行し、加圧ヘッド１４が加圧対象物１５に接触する方向に移動する（ステップＳ４）。
【００３９】
加圧ヘッド１４と加圧対象物１５が接触していると判定した場合（Ｙに分岐）には、ステップＳ６に移行し、速度制御動作から圧力制御動作に切り替える（ステップＳ６）。すなわち、速度指令選択部２２を内部速度指令信号１０２に切り替える。
【００４０】
次に、圧力制御の制御パラメータを初期値にセットする（ステップＳ７）。すなわち、圧力制御部２１の制御パラメータである比例ゲインを初期値にセットする。ここで、初期値としては、発振及びオーバーシュートが発生しにくい値（例えば、比例ゲインとして設定可能な下限値）を用いる。
【００４１】
次に、加圧動作または減圧動作を行う（ステップＳ８）。加圧動作は、圧力検出器１６にて検出している現在の圧力検出信号１０９の値よりも圧力が大きくなるように、圧力指令信号生成部４０が圧力指令信号１００の値を設定する。図６は、加圧動作時の圧力指令信号の値の時間変化を表す図である。
【００４２】
減圧動作は、圧力検出器１６にて検出している現在の圧力検出信号１０９の値よりも圧力が小さくなるように、圧力指令信号生成部４０が圧力指令信号１００の値を設定する。図７は、減圧動作時の圧力指令信号の値の時間変化を表す図である。
【００４３】
なお、図６及び図７では、圧力指令信号の値が現在の圧力値から目標圧力値にステップ的に変化する形態を示したが、これに限定されず、圧力指令信号の値を目標圧力値にランプ的に変化させてもよい。すなわち、現在の圧力値から目標圧力値に到達するまで時間の一次関数により変化し、目標圧力値に達した後にはこれを維持するように変化させてもよい。または、その他時間に関する高次多項式または三角関数等を用いてもよい。
【００４４】
次に、発振検出部４２が、加圧動作時または減圧動作時の発振量を検出する（ステップＳ９）。
【００４５】
次に、発振検出部４２が検出した発振量が、発振しきい値を超えているか否かを判定する（ステップＳ１０）。発振量が発振しきい値を超えていると判定した場合（Ｙに分岐）には、ステップＳ１５に移行する。発振量が発振しきい値を超えていないと判定した場合（Ｎに分岐）には、ステップＳ１１に移行し、オーバーシュート量検出部４３がオーバーシュート量を検出する（ステップＳ１１）。なお、発振しきい値は、予め設定される許容される発振量の上限値である。
【００４６】
ステップＳ１１において、オーバーシュート量検出部４３がオーバーシュート量を検出する場合には、オーバーシュート量検出部４３が検出したオーバーシュート量が、オーバーシュートしきい値を超えているか否かを判定する（ステップＳ１２）。オーバーシュート量がオーバーシュートしきい値を超えていると判定した場合（Ｙに分岐）には、ステップＳ１５に移行する。オーバーシュート量がオーバーシュートしきい値を超えていないと判定した場合（Ｎに分岐）には、ステップＳ１３に移行する。なお、オーバーシュートしきい値は、予め設定される許容されるオーバーシュート量の上限値である。
【００４７】
発振量が発振しきい値を超えておらず、且つオーバーシュート量がオーバーシュートしきい値を超えていない場合には、圧力制御の制御パラメータと、発振量及びオーバーシュート量を関連付けて記憶する（ステップＳ１３）。そして、制御帯域が大きくなるように、圧力制御の制御パラメータを変更する（ステップＳ１４）。例えば、圧力制御部２１が比例制御を行う場合には、比例ゲインを増加させる。
【００４８】
ここで、比例ゲインの増加は、例えば、現在の比例ゲイン値の１．１倍を新たな比例ゲイン値とする等して行えばよい。
【００４９】
また、制御帯域を大きくする場合には、圧力制御部２１の比例ゲインが制御パラメータＴａの逆数により設定されている場合には、制御パラメータＴａを減少させるように変更することで制御帯域を大きくする制御パラメータを実現することができる。
【００５０】
そして、制御帯域が大きくなるように圧力制御の制御パラメータを変更した後に、ステップＳ８に移行し、再度、加圧動作または減圧動作の実行から上記の処理を繰り返せばよい。
【００５１】
一方で、発振量が発振しきい値を超えている場合またはオーバーシュート量がオーバーシュートしきい値を超えている場合には、上記したようにステップＳ１５に移行する。そして、発振量及びオーバーシュート量の双方がしきい値以下となるように制御パラメータを調整する（ステップＳ１５）。ここで、具体的には、制御パラメータの調整は、例えば、ステップＳ８〜Ｓ１４において圧力制御部２１の制御パラメータを変更したときの加圧動作または減圧動作の実行時に記憶した発振量とオーバーシュート量のいずれかがしきい値を超える直前の制御パラメータを選択すればよい。ここで、この制御パラメータを第１の制御パラメータとする。または、発振量とオーバーシュート量のいずれかがしきい値を超える直前ではなく、超える直前のさらに直前の制御パラメータを選択してもよい。ここで、この制御パラメータを第２の制御パラメータとする。または第１の制御パラメータと第２の制御パラメータの中間値を選択してもよい。このように、マージンを確保して制御パラメータを設定してもよい。
【００５２】
その後、処理を終了する。以上、図４を参照して説明したように圧力制御部パラメータ調整部４１が処理を行うことで、圧力制御に用いる適切な制御パラメータを得ることができる。
【００５３】
上記ステップＳ７〜Ｓ１５により説明したように、本実施の形態では、加圧ヘッド１４が加圧対象物１５に接触した状態で加圧動作または減圧動作を繰り返し、制御帯域が徐々に大きくなるように圧力制御の制御パラメータ（圧力比例ゲイン）を徐々に変更し、実際の制御ループの発振量及びオーバーシュート量の少なくとも一方を検出し、それらがしきい値を超える圧力制御の制御パラメータの設定を実際に把握し、この情報に基づいてしきい値を超えない制御パラメータを選択することで、制御パラメータの調整を行う。このように制御パラメータの調整を行うことで、発振量及びオーバーシュート量がしきい値を確実に超えないように圧力制御を行うことができる。また、実際に動作をさせつつ制御パラメータの調整を行うため、試行錯誤せずとも、適切な制御パラメータを迅速に得ることができる。
【００５４】
また、ステップＳ１〜Ｓ３において、圧力制御のマイナーループである速度制御の制御パラメータは、圧力制御部２１の制御パラメータの調整前に加圧対象物１５に非接触で調整されるため、速度制御で実現される加圧対象物１５に接近する動作を行っても、速度にオーバーシュート及び振動が発生しない。
【００５５】
なお、圧力制御の制御性能（圧力の振動、オーバーシュート、整定の速さ）は、圧力制御の制御パラメータのみならず、そのマイナーループである速度制御の制御パラメータにも影響を受ける。加圧ヘッド１４が加圧対象物１５に接触した後には、加圧対象物１５に接触前の状態で速度制御の制御パラメータを固定し、さらに、圧力制御時のオーバーシュート及び発振を検出し、オーバーシュート及び発振（振動）が許容されるしきい値以下となるように圧力制御の制御パラメータを調整するため、加圧対象物１５に接触前の動作（速度制御の動作）において速度のオーバーシュート及び発振（振動）を防止し、且つ加圧対象物１５に接触してもオーバーシュート及び発振（振動）を生じずに圧力制御を行うことができる。
【００５６】
なお、上記の説明では、速度制御部２３の制御パラメータの調整時に、速度比例ゲインＫｖと速度積分ゲインＫｖｉの比を保ちつつ調整を行う例について説明している。
【００５７】
ここで、比較例として、圧力制御部２１の制御パラメータの調整時に、速度制御部２３の制御パラメータと圧力制御部２１の制御パラメータに比を設定し、この比を一定に保持しつつ速度制御部２３の制御パラメータと圧力制御部２１の制御パラメータの双方を徐々に大きくし、発振量及びオーバーシュート量を検出しつつ、速度制御部２３の制御パラメータと圧力制御部２１の制御パラメータを同時に調整する場合について説明する。
【００５８】
例えば、速度制御部２３では比例積分制御を行い、その制御パラメータが速度比例ゲインＫｖと速度積分ゲインＫｖｉで構成されており、圧力制御部２１が圧力比例ゲインＫａの比例制御を行う場合には、Ｋｖ：Ｋｖｉ：Ｋａ＝Ｊ：０．２５：３と比を決めておき、Ｋａ＝３００のときにはＫｖ＝１００Ｊ，Ｋｖｉ＝２５とし、Ｋａ＝６００のときにはＫｖ＝２００Ｊ，Ｋｖｉ＝５０として制御パラメータを徐々に大きくし、その都度、発振量及びオーバーシュート量を検出しつつ、圧力制御及び速度制御の複数の制御パラメータを一度で調整することも可能であるとも考えられる。
【００５９】
この比較例においても、本実施の形態にて説明したように、速度制御部２３の制御パラメータ（速度比例ゲインＫｖ，速度積分ゲインＫｖｉ）については、速度制御部２３のトルク指令信号１０６から速度への伝達特性が１／（Ｊ・ｓ）であるため、複数の制御パラメータの比を適切に決定することが可能である。しかしながら、速度信号から圧力への伝達特性は、加圧対象物１５の弾性定数等の情報が不明であると決定することができない。
【００６０】
したがって、弾性定数等の情報が不明である場合には、圧力制御の制御パラメータと速度制御の制御パラメータの比を適切に決定することができない。このように、圧力制御の制御パラメータと速度制御の制御パラメータの比を適切に決定することができないため、圧力制御の制御パラメータと速度の制御パラメータの比を固定して、圧力制御のパラメータを調整しようとすると、圧力制御において発振及びオーバーシュートが発生してしまう。
【００６１】
以上説明したように、本実施の形態のモータ制御装置は、モータ１１と、モータ１１の速度を検出または推定する速度検出部（エンコーダ１２）と、モータ１１の動作により機械負荷（加圧ヘッド１４）を駆動する機械駆動部（ボールネジ１３）と、機械負荷（加圧ヘッド１４）が加圧対象物１５に押し当てられたときの圧力または力の情報を圧力検出信号１０９として検出する圧力検出器１６と、圧力指令信号１００に圧力検出信号１０９が追従するように、圧力制御パラメータをもとにしてモータ１１の内部速度指令信号１０２を算出する圧力制御部２１と、内部速度指令信号１０２及び外部速度指令信号１０３のいずれか一方である速度指令信号１０４に速度検出信号１０８が追従するように、速度制御パラメータをもとにしてモータ１１のトルク指令信号１０６または推力指令信号を算出する速度制御部２３と、を備えるモータ制御装置１０であって、モータ制御装置１０は、制御状態量の発振を検出する発振検出部４２と、機械負荷（加圧ヘッド１４）が加圧対象物１５に押し当てられた状態で速度制御部２３の速度制御パラメータを固定して圧力制御部２１の圧力制御パラメータのみを変更し、該変更は、圧力制御部２１の制御帯域が小さい制御パラメータ設定から圧力制御部２１の制御帯域が大きくなるように行っていき、発振検出部４２が発振を検出したときには、該発振検出時の圧力制御部２１の制御パラメータよりも制御帯域が小さくなるように圧力制御部２１の制御パラメータを調整する圧力制御部パラメータ調整部４１と、を備えることを特徴とするモータ制御装置である。
【００６２】
または、本実施の形態のモータ制御装置は、モータ１１と、モータ１１の速度を検出または推定する速度検出部（エンコーダ１２）と、モータ１１の動作により機械負荷（加圧ヘッド１４）を駆動する機械駆動部（ボールネジ１３）と、機械負荷（加圧ヘッド１４）が加圧対象物１５に押し当てられたときの圧力または力の情報を圧力検出信号１０９として検出する圧力検出器１６と、圧力指令信号１００に圧力検出信号１０９が追従するように、圧力制御パラメータをもとにしてモータ１１の内部速度指令信号１０２を算出する圧力制御部２１と、内部速度指令信号１０２及び外部速度指令信号１０３のいずれか一方である速度指令信号１０４に速度検出信号１０８が追従するように、速度制御パラメータをもとにしてモータ１１のトルク指令信号１０６または推力指令信号を算出する速度制御部２３と、を備えるモータ制御装置１０であって、モータ制御装置１０は、目標値応答からのオーバーシュート量を検知するオーバーシュート量検出部４３と、機械負荷（加圧ヘッド１４）が加圧対象物１５に押し当てられた状態で速度制御部２３の速度制御パラメータを固定して圧力制御部２１の圧力制御パラメータのみを変更し、該変更は、圧力制御部２１の制御帯域が小さい制御パラメータ設定から圧力制御部２１の制御帯域が大きくなるように行っていき、オーバーシュート量検出部４３が検出するオーバーシュート量がオーバーシュートしきい値を超えたときの圧力制御部２１の制御パラメータよりも制御帯域が小さくなるように圧力制御部２１の制御パラメータを調整する圧力制御部パラメータ調整部４１と、を備えることを特徴とするモータ制御装置である。
【００６３】
本実施の形態によれば、加圧対象物の特性が不明であっても、圧力制御時の制御パラメータを、発振や過大なオーバーシュートが生じないように調整することができる。また、圧力制御の制御パラメータと、そのマイナーループである速度制御の制御パラメータを連動させずに個別に調整を行うことで、機械負荷が加圧対象物に接近する動作（機械負荷と加圧対象物が接触しない状況）において、速度にオーバーシュートや発振を生じさせない制御を実現することができ、さらに、機械負荷が加圧対象物に圧力を加えている動作（機械負荷と加圧対象物が接触している状況）において、発振を生じさせない圧力の制御を実現することができる。なお、本実施の形態では発振量とオーバーシュート量の両方を検出して、両方がそれぞれのしきい値より小さくなるように、圧力制御の制御パラメータを調整する例を説明したが、発振量だけを検出し、発振量のみが発振しきい値より小さくなるように調整する構成としてもよいし、オーバーシュート量のみを検出し、オーバーシュート量のみをオーバーシュート閾値より小さくなるように調整する構成としてもよい。発振量のみを検出する場合には、発振量を所定値より小さくする圧力制御の制御パラメータに調整することができ、オーバーシュート量のみを検出する場合には、オーバーシュート量を所定値より小さくする圧力制御の制御パラメータに調整することができる。
【００６４】
実施の形態２．
実施の形態１では圧力制御のマイナーループが速度制御である形態について説明したが、本発明はこれに限定されない。本実施の形態では、圧力制御のマイナーループが位置制御である形態について説明する。
【００６５】
図８は、本発明にかかるモータ制御装置の実施の形態２の構成を示すブロック図である。図８に示すモータ制御装置１０ａは、図１に示すモータ制御装置１０における、外部速度指令信号生成部３０を外部位置指令信号生成部６０に代え、位置制御部６２を導入し、速度指令選択部２２を位置指令選択部６１に代えたものである。
【００６６】
図８に示すモータ制御装置１０ａでは、電流制御部２４から供給され、モータ１１を駆動する電流１０７が生成されるプロセスは、以下の通りである。図８に示すモータ制御装置１０ａでは、モータ１１を駆動する電流１０７の算出方法が実施の形態１とは異なる。
【００６７】
まず、圧力指令信号生成部４０は、圧力指令信号１００を生成し、出力する。
【００６８】
圧力制御部２１ａは、圧力指令信号生成部４０からの圧力指令信号１００と、圧力検出器１６からの圧力検出信号１０９との偏差（差分）の信号１０１を入力信号とする。圧力制御部２１ａは圧力制御演算を行い、圧力指令信号１００の指令値と圧力検出信号１０９の検出値との偏差に応じた内部位置指令信号１０２ａの指令値を算出する。
【００６９】
圧力制御部２１ａが行う圧力制御演算としては、実施の形態１と同様に、比例制御を例示することができる。
【００７０】
外部位置指令信号生成部６０は、圧力制御部２１ａの出力信号によらず、モータ１１が動作すべき速度を表す外部位置指令信号１１０を生成する。
【００７１】
外部位置指令信号１１０の値は、加圧ヘッド１４が加圧対象物１５に対して非接触状態における加圧対象物１５に接近するための指令値として設定される。
【００７２】
位置指令選択部６１は、内部位置指令信号１０２ａと外部位置指令信号１１０のいずれかを選択して位置指令信号１１１として出力する。
【００７３】
位置制御部６２は、位置指令選択部６１からの位置指令信号１１１と、エンコーダ１２からの現在位置信号１１４との偏差（差分）の信号１１２を入力信号とする。位置制御部６２は、位置指令選択部６１からの位置指令信号１１１の値と現在位置信号１１４の値との偏差（差分）に基づいて位置制御演算を行い、速度指令信号１０４ａを出力する。
【００７４】
位置制御部６２としては、入力された偏差（差分）に制御パラメータとなる位置比例ゲインを乗じることによって、速度指令信号１０４ａを出力する構成を例示することができる。
【００７５】
速度制御部２３は、速度指令信号１０４ａの値と速度検出信号１０８の値との偏差（差分）の信号１１３を入力信号とする。速度制御部２３は、速度指令信号１０４ａの値と速度検出信号１０８の値との偏差（差分）に基づいて速度制御演算を行い、モータ１１が発生すべきトルクを算出するためのトルク指令信号１０６または推力指令信号を算出して出力する。
【００７６】
速度制御部２３が行う速度制御演算としては、比例積分制御を例示することができる。このとき、速度比例ゲイン及び速度積分ゲインが速度制御部２３の制御パラメータとなる。
【００７７】
電流制御部２４は、速度制御部２３からのトルク指令信号１０６または推力指令信号を入力信号とする。電流制御部２４は、モータ１１にトルク指令信号１０６または推力指令信号に応じたトルクを発生させるための電流１０７を供給する。これにより、モータ１１が駆動し、加圧対象物１５に加わった圧力を圧力検出器１６にて検出し、圧力指令値に追従させるように圧力制御を行う。
【００７８】
その他の構成は実施の形態１の図１と同様である。
【００７９】
図９は、圧力制御部パラメータ調整部４１が行う処理のフローチャートを示す図である。なお、図４における処理と同じ処理は同じ符号を付している。また、図４と重複する箇所については説明を省略する。
【００８０】
まず、実施の形態１と同様に、加圧ヘッド１４が加圧対象物１５に接触しているか否かを判定する（ステップＳ１）。
【００８１】
加圧ヘッド１４と加圧対象物１５が接触していると判定した場合（Ｙに分岐）には、ステップＳ２に移行し、加圧ヘッド１４は加圧対象物１５から離れる方向に移動する（ステップＳ２）。具体的には、外部位置指令信号生成部６０は、加圧ヘッド１４が加圧対象物１５に接触しない方向に移動するよう外部位置指令信号１１０を送信し、位置指令選択部６１が外部位置指令信号１１０を選択する。ここで、加圧ヘッド１４が加圧対象物１５に接触しない方向は、例えば、図８においては左方向である。
【００８２】
加圧ヘッド１４と加圧対象物１５が接触していないと判定した場合（Ｎに分岐）には、ステップＳ３ａに移行し、圧力制御部２１ａのマイナーループである位置制御部６２及び速度制御部２３の制御パラメータをそれぞれ調整する（ステップＳ３ａ）。ここで、速度制御部２３及び位置制御部６２の制御パラメータの調整について図１０を参照して説明する。
【００８３】
図１０は、速度制御部２３に比例積分制御を行う速度制御部２３ａを適用し、位置制御部６２に比例制御を行う位置制御部６２ａを適用した場合における図８の点線矩形領域を抽出した図である。実施の形態１と同様に、ＫｖとＫｖｉは速度制御部２３の制御パラメータであって、Ｋｖは速度比例ゲインであり、Ｋｖｉは速度積分ゲインである。ｓはラプラス演算子を表し、１／ｓで積分特性を表す。また、トルク指令から速度までの伝達特性は、１／（Ｊ・ｓ）で表すことができ、速度から位置までの伝達特性は、１／ｓで表すことができる。ここで、実施の形態１と同様に、Ｊは可動部分のイナーシャ値を表す。
【００８４】
位置、速度制御ループが安定的な応答を得るためには、速度比例ゲインＫｖ、速度積分ゲインＫｖｉ、及び位置比例ゲインＫｐの比をＫｖ：Ｋｖｉ：Ｋｐ＝１０Ｊ：１〜４：１〜４にするとよいことが知られている。そこで、速度制御ループが安定的な応答を得るためには、速度比例ゲインＫｖを少しずつ大きくして、これに連動して速度積分ゲインＫｖｉと位置比例ゲインＫｐを設定し、加圧ヘッド１４が加圧対象物１５に接触しない状態で動作するように、速度指令信号１０４ａとしてステップ信号及びランプ信号等を与え、オーバーシュート及び振動が発生しない程度に速度比例ゲインＫｖと速度積分ゲインＫｖｉと位置比例ゲインＫｐを調整すればよい。ただし、位置制御部６２と速度制御部２３の制御パラメータの調整は、加圧ヘッド１４が加圧対象物１５に非接触の状態で行われればよく、これに限定されるものではない。
【００８５】
速度制御部２３の制御パラメータの調整が完了すると、加圧ヘッド１４は加圧対象物１５に接触する方向に移動する（ステップＳ４ａ）。具体的には、外部位置指令信号生成部６０が、加圧ヘッド１４が加圧対象物１５に接触する位置として外部位置指令信号１１０を送信し、位置指令選択部６１が外部位置指令信号１１０を選択する。
【００８６】
次に、加圧ヘッド１４が加圧対象物１５に接触しているか否かを判定する（ステップＳ５）。ここで、判定は、ステップＳ１と同様に行えばよい。
【００８７】
加圧ヘッド１４と加圧対象物１５が接触していないと判定した場合（Ｎに分岐）には、ステップＳ４ａに移行し、加圧ヘッド１４が加圧対象物１５に接触する方向に移動する（ステップＳ４ａ）。
【００８８】
加圧ヘッド１４と加圧対象物１５が接触していると判定した場合（Ｙに分岐）には、ステップＳ６ａに移行し、位置制御動作から圧力制御動作に切り替える（ステップＳ６ａ）。すなわち、位置指令選択部６１を内部位置指令信号１０２ａに切り替える。
【００８９】
次に、実施の形態１と同様に、圧力制御の制御パラメータを初期値にセットする（ステップＳ７）。すなわち、圧力制御部２１ａの制御パラメータである比例ゲインを初期値にセットする。
【００９０】
次に、実施の形態１と同様に、加圧動作または減圧動作を行う（ステップＳ８）。
【００９１】
次に、実施の形態１と同様に、発振検出部４２が、加圧動作時または減圧動作時の発振量を検出する（ステップＳ９）。
【００９２】
次に、実施の形態１と同様に、発振検出部４２が検出した発振量が、発振しきい値を超えているか否かを判定する（ステップＳ１０）。実施の形態１と同様に、発振量が発振しきい値を超えていると判定した場合（Ｙに分岐）には、ステップＳ１５に移行し、発振量が発振しきい値を超えていないと判定した場合（Ｎに分岐）には、ステップＳ１１に移行し、オーバーシュート量検出部４３がオーバーシュート量を検出する（ステップＳ１１）。なお、発振しきい値は、予め設定される許容される発振量の上限値である。
【００９３】
実施の形態１と同様に、ステップＳ１１において、オーバーシュート量検出部４３がオーバーシュート量を検出する場合には、オーバーシュート量検出部４３が検出したオーバーシュート量が、オーバーシュートしきい値を超えているか否かを判定する（ステップＳ１２）。
【００９４】
実施の形態１と同様に、オーバーシュート量がオーバーシュートしきい値を超えていると判定した場合（Ｙに分岐）には、ステップＳ１５に移行し、オーバーシュート量がオーバーシュートしきい値を超えていないと判定した場合（Ｎに分岐）には、ステップＳ１３に移行する。
【００９５】
実施の形態１と同様に、発振量が発振しきい値を超えておらず、且つオーバーシュート量がオーバーシュートしきい値を超えていない場合には、圧力制御の制御パラメータと、発振量及びオーバーシュート量を関連付けて記憶する（ステップＳ１３）。そして、実施の形態１と同様に、制御帯域が大きくなるように、圧力制御の制御パラメータを変更する（ステップＳ１４）。例えば、圧力制御部２１ａが比例制御を行う場合には、比例ゲインを増加させる。
【００９６】
そして、実施の形態１と同様に、制御帯域が大きくなるように圧力制御の制御パラメータを変更した後に、ステップＳ８に移行し、再度、加圧動作または減圧動作の実行から上記の処理を繰り返せばよい。
【００９７】
また、実施の形態１と同様に、発振量が発振しきい値を超えている場合またはオーバーシュート量がオーバーシュートしきい値を超えている場合には、上記したようにステップＳ１５に移行する。そして、発振量及びオーバーシュート量の双方がしきい値以下となるように制御パラメータを調整する（ステップＳ１５）。
【００９８】
その後、処理を終了する。以上、図９を参照して説明したように圧力制御部パラメータ調整部４１が処理を行うことで、圧力制御に用いる適切な制御パラメータを得ることができる。
【００９９】
上記ステップＳ７〜Ｓ１５により説明したように、本実施の形態では、加圧ヘッド１４が加圧対象物１５に接触した状態で加圧動作または減圧動作を繰り返し、制御帯域が徐々に大きくなるように圧力制御の制御パラメータ（圧力比例ゲイン）を徐々に変更し、実際の制御ループの発振量及びオーバーシュート量の少なくとも一方を検出し、それらがしきい値を超える圧力制御の制御パラメータの設定を実際に把握し、この情報に基づいてしきい値を超えない制御パラメータを選択することで、制御パラメータの調整を行う。
このように制御パラメータの調整を行うことで、発振量及びオーバーシュート量がしきい値を確実に超えないように圧力制御を行うことができる。また、圧力値が上昇または下降する圧力指令信号をもとに、実際に動作をさせつつ制御パラメータの調整を行うため、試行錯誤せずとも、適切な制御パラメータを迅速に得ることができる。
【０１００】
以上説明したように、本実施の形態のモータ制御装置は、モータ１１と、モータ１１の速度を検出または推定する速度検出部（エンコーダ１２）と、モータ１１の動作により機械負荷（加圧ヘッド１４）を駆動する機械駆動部（ボールネジ１３）と、機械負荷（加圧ヘッド１４）が加圧対象物１５に押し当てられたときの圧力または力の情報を圧力検出信号１０９として検出する圧力検出器１６と、圧力指令信号１００に圧力検出信号１０９が追従するように、圧力制御パラメータをもとにしてモータ１１の内部位置指令信号１０２ａを算出する圧力制御部２１ａと、内部位置指令信号１０２ａ及び外部位置指令信号１１０のいずれか一方である位置指令信号１１１に現在位置信号１１４が追従するように、位置制御パラメータをもとにしてモータ１１の速度指令信号１０４ａを算出する位置制御部６２と、速度指令信号１０４ａに速度検出信号１０８が追従するように、速度制御パラメータをもとにしてモータ１１のトルク指令信号１０６または推力指令信号を算出する速度制御部２３と、を備えるモータ制御装置１０ａであって、モータ制御装置１０ａは、制御状態量の発振を検出する発振検出部４２と、機械負荷（加圧ヘッド１４）が加圧対象物１５に押し当てられた状態で、位置制御部１０４の位置制御パラメータ及び速度制御部２３の速度制御パラメータを固定して圧力制御部２１ａの圧力制御パラメータのみを変更し、該変更は、圧力制御部２１ａの制御帯域が小さい制御パラメータ設定から圧力制御部２１ａの制御帯域が大きくなるように行っていき、発振検出部４２が発振を検出したときには、該発振検出時の圧力制御部２１ａの制御パラメータよりも制御帯域が小さくなるように圧力制御部２１ａの制御パラメータを調整する圧力制御部パラメータ調整部４１と、を備えることを特徴とするモータ制御装置である。
【０１０１】
または、本実施の形態のモータ制御装置は、モータ１１と、モータ１１の速度を検出または推定する速度検出部（エンコーダ１２）と、モータ１１の動作により機械負荷（加圧ヘッド１４）を駆動する機械駆動部（ボールネジ１３）と、機械負荷（加圧ヘッド１４）が加圧対象物１５に押し当てられたときの圧力または力の情報を圧力検出信号１０９として検出する圧力検出器１６と、圧力指令信号１００に圧力検出信号１０９が追従するように、圧力制御パラメータをもとにしてモータ１１の内部位置指令信号１０２ａを算出する圧力制御部２１ａと、内部位置指令信号１０２ａ及び外部位置指令信号１１０のいずれか一方である位置指令信号１１１に現在位置信号１１４が追従するように、位置制御パラメータをもとにしてモータ１１の速度指令信号１０４ａを算出する位置制御部６２と、速度指令信号１０４ａに速度検出信号１０８が追従するように、速度制御パラメータをもとにしてモータ１１のトルク指令信号１０６または推力指令信号を算出する速度制御部２３と、を備えるモータ制御装置１０ａであって、モータ制御装置１０ａは、目標値応答からのオーバーシュート量を検知するオーバーシュート量検出部４３と、機械負荷（加圧ヘッド１４）が加圧対象物１５に押し当てられた状態で速度制御部２３の速度制御パラメータを固定して圧力制御部２１ａの圧力制御パラメータのみを変更し、該変更は、圧力制御部２１ａの制御帯域が小さい制御パラメータ設定から圧力制御部２１ａの制御帯域が大きくなるように行っていき、オーバーシュート量検出部４３が検出するオーバーシュート量がオーバーシュートしきい値を超えたときの圧力制御部２１ａの制御パラメータよりも制御帯域が小さくなるように圧力制御部２１ａの制御パラメータを調整する圧力制御部パラメータ調整部４１と、を備えることを特徴とするモータ制御装置である。本実施の形態によれば、加圧対象物の特性が不明であっても、圧力制御時の制御パラメータを、発振や過大なオーバーシュートが生じないように調整することができる。また、圧力制御の制御パラメータと、そのマイナーループである位置制御の制御パラメータを連動させずに個別に調整を行うことで、機械負荷が加圧対象物に接近する動作（機械負荷と加圧対象物が接触しない状況）において、位置にオーバーシュートや発振を生じさせない制御を実現することができ、さらに、機械負荷が加圧対象物に圧力を加えている動作（機械負荷と加圧対象物が接触している状況）において、発振を生じさせない圧力の制御を実現することができる。なお、本実施の形態では発振量とオーバーシュート量の両方を検出して、両方がそれぞれのしきい値より小さくなるように、圧力制御の制御パラメータを調整する例を説明したが、発振量のみを検出し、発振量のみが発振しきい値より小さくなるように調整する構成としてもよいし、オーバーシュート量のみを検出し、オーバーシュート量のみをオーバーシュート閾値より小さくなるように調整する構成としてもよい。発振量のみを検出する場合には、発振量を所定値より小さくする圧力制御の制御パラメータに調整することができ、オーバーシュート量のみを検出する場合については、オーバーシュート量を所定値より小さくする圧力制御の制御パラメータに調整することができる。
【０１０２】
実施の形態３．
実施の形態１では、モータを動作させて加圧対象物に加圧動作または減圧動作をさせた際の制御状態量の発振情報を検出し、発振量に基づいて圧力制御の制御パラメータを調整する例について説明を行った。しかし、発振量に基づいて圧力制御の制御パラメータを調整する際には、必ずしも、加圧動作または減圧動作を行わせる必要は無く、何らかの形で発振を生じさせる状況であれば、本発明を適用することができる。本実施の形態では、このような場合について説明を行う。
【０１０３】
図１１は、本発明にかかるモータ制御装置の実施の形態３の構成を示すブロック図である。なお、図１の構成と同じ符号を付したものは図１の構成と同じ働きをするため、実施の形態１の説明を援用し、ここでは詳細な説明を省略する。なお、図１１のモータ制御装置は、図１におけるオーバーシュート量検出部４３を有さない。
【０１０４】
図１１に示すモータ制御装置には、模擬外乱トルク生成部１５０が設けられており、速度制御部２３が出力するトルク指令信号１０６または推力指令信号には模擬外乱トルク指令信号１５１が加算される。模擬外乱トルク生成部１５０は、圧力制御の制御パラメータの調整時には模擬外乱トルク指令信号１５１を出力（印加）し、圧力制御の制御パラメータの調整時以外には、値が０の模擬外乱トルク指令信号１５１を出力する。加圧対象物に圧力をかけている圧力制御時に、機械負荷に何らかの外乱が加わると、圧力指令信号に追従していた圧力検出信号に変動が生じ、圧力指令信号に追従するために圧力制御部２１が定常状態（すなわち検出圧力信号がほぼ一定状態）よりも大きな速度指令信号を出力する。このとき、圧力制御部２１の制御パラメータが適切な値よりも大きな値であると、発振を生じやすくなる。圧力制御中に速度制御部２３が出力するトルク指令信号１０６または推力指令信号とは独立の模擬外乱トルク指令信号１５１が加算されても圧力検出信号に変動が生じるので、圧力指令値が一定値をとっていても発振が生じやすい状況を模擬することができる。
【０１０５】
図１２は、圧力制御部パラメータ調整部４１が行う処理のフローチャートを示す図である。なお、図４のステップと同じ符号を付したステップについては実施の形態１の説明を援用し、ここでは詳細な説明を省略する。
【０１０６】
まず、ステップＳ６までは図４と同様である。すなわち、機械負荷が加圧対象物に接触していない状態で、圧力制御部２１のマイナーループである速度制御部２３の制御パラメータを調整し、調整後、機械負荷が加圧対象物に接触するように移動し、速度制御から圧力制御に切替える。
【０１０７】
次に、圧力指令信号生成部４０が出力する圧力指令信号１００の値を一定に保ち（ステップＳ２０）、圧力制御の制御パラメータを初期値にセットし（ステップＳ７）、模擬外乱トルク生成部１５０が模擬外乱トルク指令信号１５１を印加する（ステップＳ２１）。
【０１０８】
図１３は、模擬外乱トルク指令信号１５１の時間変化を表す図である。模擬外乱トルク指令信号１５１は、図１３に示すように、０から所定値に切り替わり、所定の時間だけその所定値を維持し、再度０に戻る矩形状（パルス状）の信号を例示することができる。ただし、模擬外乱トルク指令信号１５１は、速度制御部２３が生成するトルク指令信号に依存せず独立に（すなわち、速度指令信号１０４や速度検出信号１０８に依存せずに）生成されるのであれば、図１３に示す形状に限定されるものではない。
【０１０９】
次に、発振検出部４２が、模擬外乱トルク指令信号１５１を印加した際の発振量を検出する（ステップＳ９）。そして、発振検出部４２が検出した発振量が、発振しきい値を超えているか否かを判定する（ステップＳ１０）。発振量が発振しきい値を超えていると判定した場合（Ｙに分岐）には、ステップＳ１５ａに移行し、発振量がしきい値以下となるように制御パラメータを調整する（ステップＳ１５ａ）。発振量が発振しきい値を超えていないと判定した場合（Ｎに分岐）には、ステップＳ１３ａに移行し、圧力制御の制御パラメータと発振量とを関連付けて記憶する（ステップＳ１３ａ）。そして、制御帯域が大きくなるように、圧力制御の制御パラメータを変更する（ステップＳ１４ａ）。その後、ステップＳ２１に戻り、発振量が発振しきい値を超えるまで同様の処理を再度繰り返す。発振量が発振しきい値を超えると、ステップＳ１５ａに移行し、ステップＳ１３ａで記憶された圧力制御の制御パラメータと発振しきい値との関係を参照し、発振量がしきい値以下となるように圧力制御の制御パラメータを選択調整し、処理は終了する。
【０１１０】
なお、圧力制御部２１の制御パラメータの調整処理が終了すると、模擬外乱トルク指令生成部１５０は、値が０の模擬外乱トルク指令信号１５１を出力する。以上、図１２を参照して説明したように圧力制御部パラメータ調整部４１が処理を行うことで、圧力制御に用いる適切な制御パラメータを得ることができる。
【０１１１】
本実施の形態によれば、加圧対象物の特性の情報が不明であっても、圧力制御時の制御パラメータを、圧力制御時に発生すると不都合な発振現象が生じないように調整することができる。また、実施の形態１と同様に、圧力制御の制御パラメータと、そのマイナーループである速度制御の制御パラメータとを連動させずに個別に調整を行うことで、機械負荷が加圧対象物に接近する動作（機械負荷と加圧対象物が接触しない状況）において、速度にオーバーシュートや発振を生じさせない制御を実現することができ、さらに、機械負荷が加圧対象物に圧力を加えている動作（機械負荷と加圧対象物が接触している状況）において、発振を生じさせない圧力の制御を実現することができる。なお、本実施の形態では、圧力制御部のマイナーループが速度制御の場合について説明したが、実施の形態２で説明したように圧力制御部のマイナーループが位置制御の場合でも、本実施の形態を適用することができ、この場合にも上記説明した効果を奏する。
【産業上の利用可能性】
【０１１２】
以上のように、本発明にかかるモータ制御装置は、ワーク等の各種加圧対象物に圧力を与えるような機械駆動部を有する産業用機械に有用であり、特に、成形機及びボンディング機械等に適している。
【符号の説明】
【０１１３】
１１  モータ、１２  エンコーダ、１３  ボールネジ、１４  加圧ヘッド、１５  加圧対象物、１６  圧力検出器、１０  モータ制御装置、２１，２１ａ  圧力制御部、２２  速度指令選択部、２３，２３ａ  速度制御部、２４  電流制御部、３０  外部速度指令信号生成部、４０  圧力指令信号生成部、４１  圧力制御部パラメータ調整部、４２  発振検出部、４３  オーバーシュート量検出部、５１  ハイパスフィルタ、５２  絶対値演算部、５３  ローパスフィルタ、６０  外部位置指令信号生成部、６１  位置指令選択部、６２，６２ａ  位置制御部、１００  圧力指令信号、１０１，１０５，１１２，１１３  信号、１０２  内部速度指令信号、１０２ａ  内部位置指令信号、１０３  外部速度指令信号、１０４，１０４ａ  速度指令信号、１０６  トルク指令信号、１０７  電流、１０８  速度検出信号、１０９  圧力検出信号、１１０  外部位置指令信号、１１１  位置指令信号、１１４  現在位置信号、１５０  模擬外乱トルク生成部、１５１  模擬外乱トルク指令信号、Ｓ１〜Ｓ１５，Ｓ３ａ，Ｓ４ａ，Ｓ６ａ，Ｓ１３ａ〜Ｓ１５ａ，Ｓ２０，Ｓ２１  ステップ。
【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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