(57)【要約】【課題】駆動モータのボールベアリングのフレッティングを回避する電動機制御装置を提供する。【解決手段】微小移動検出部１は、位置偏差の絶対値を入力とし、内部に微小移動量のしきい値を保持した記憶部１１ａを有する移動量設定器１１と、移動量設定器１１の出力を積分する積分器１２と、積分器１２の出力と記憶部１１ａのしきい値とを比較する比較器１３とを備えており、移動量設定器１１は、入力される位置偏差の絶対値が記憶部１１ａのしきい値を超えるときに積分クリア信号を出力、しきい値以下のときはそのままの値を出力する。積分器１２は移動量設定器１１の出力値を積分する。比較器１３は積分器１２の積分値としきい値とを比較して、しきい値を超えた場合に異常処理（警告またはアラーム）をする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
位置指令とモータ位置検出器のフィードバック信号との位置偏差を用いて速度指令を生成し、位置決め制御する電動機制御装置において、位置偏差の絶対値を入力とし、内部に微小移動量のしきい値を保持した記憶部を有する移動量設定器と、前記移動量設定器の出力を積分する積分器と、前記積分器の出力と前記記憶部のしきい値とを比較する比較器とを備え、前記移動量設定器は、入力される位置偏差の絶対値が前記記憶部のしきい値を超えるときに積分クリア信号を出力、しきい値以下のときはそのまま出力し、前記比較器は積分値がしきい値を越えた場合に異常処理をする電動機制御装置。
【請求項２】
位置指令とモータ位置検出器のフィードバック信号との位置偏差を用いて速度指令を生成し、位置決め制御する電動機制御装置において、位置偏差を絶対値処理した後に移動量を判定する第１ステップと、第１ステップの判定結果を積分処理し、積分処理の結果をしきい値と比較する第２ステップとを備え、第１ステップの判定において移動量がしきい値を超えるときは積分クリア信号を出力、しきい値以下のときはそのまま出力し、第２ステップの比較において移動量がしきい値以下の場合は第１ステップに戻り継続処理し、移動量がしきい値を超えるときは異常処理をする電動機制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボールベアリングを用いたサーボモータの微小移動を検出する電動機制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、サーボモータを用いてテーブルを高速、高精度位置決めする用途が増えている。そこではぎりぎりまでの高いゲイン設定と馴染みによる粘性の低下等による微小移動により、モータ用ベアリングのフレッティング寿命が問題となる。
【０００３】
そこで、フレッティングを防止するためベアリングのボールに密度の小さいセラミックボールを使用したベアリングが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、グリースの配合を適切にすることにより耐フレッティング性を向上したベアリングが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】実開平４−９３５２０号公報
【特許文献２】特開２００４−２６９４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
解決しようとする問題点は、ボールベアリングのフレッティングにつながるサーボモータの微小移動の検出が困難な点である。また、特殊なベアリングを採用してフレッティングを回避するとコストアップにつながなるだけでなく管理が煩雑になる。
【０００６】
一般にサーボモータを用いた位置決め装置の回転部、直動部にはボールベアリングが使用され、サーボモータ系のゲイン設定が不適切で発振を誘起し微小振動が繰り返された場合、ベアリングの転動体はほとんど転がることなく正逆転を繰り返すことになり、正転反転時にボールの慣性力によって滑りが発生し、その結果、フレッティングすなわち接触する２面間が相対的な繰り返し微小滑りを生じて磨耗する現象が引き起こされる可能性があった。
【０００７】
本発明は上記従来の課題を解決するものであり、駆動モータのボールベアリングのフレッティングを回避する電動機制御装置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】
【０００８】
上記の課題を解決するために本発明は、位置指令とモータ位置検出器のフィードバック信号との位置偏差を用いて速度指令を生成し、位置決め制御する電動機制御装置において、位置偏差の絶対値を入力とし、内部に微小移動量のしきい値を保持した記憶部を有する移動量設定器と、前記移動量設定器の出力を積分する積分器と、前記積分器の出力と前記記憶部のしきい値とを比較する比較器とを備え、前記移動量設定器は、入力される位置偏差の絶対値が前記記憶部のしきい値を超えるときに積分クリア信号を出力、しきい値以下のときはそのまま出力し、前記比較器は積分値がしきい値を越えた場合に異常処理をする電動機制御装置である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の電動機制御装置によれば、位置偏差を絶対値処理した後の移動量がしきい値を超えるときは積分クリア信号を出力、しきい値以下のときはそのまま出力し、その値を積分処理した結果をしきい値と比較するものであり、ゲイン設定の不適切による微小移動（
発振）を検出し、微小移動によるボールベアリングのフレテッングを回避することができる。
【００１０】
また、この電動機制御装置によって、駆動モータに特殊なベアリングを採用する必要がなくなり、駆動モータとの組合せが容易になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
位置指令とモータ位置検出器のフィードバック信号との位置偏差を用いて速度指令を生成し、位置決め制御する電動機制御装置において、位置偏差の絶対値を入力とし、内部に微小移動量のしきい値を保持した記憶部を有する移動量設定器と、前記移動量設定器の出力を積分する積分器と、前記積分器の出力と前記記憶部のしきい値とを比較する比較器とを備え、前記移動量設定器は、入力される位置偏差の絶対値が前記記憶部のしきい値を超えるときにゼロを出力、しきい値以下のときはそのまま出力し、前記比較器は積分値がしきい値を越えた場合に異常処理をする電動機制御装置である。
【実施例１】
【００１２】
実施例１は位置指令とモータ位置検出器のフィードバック信号との位置偏差から微小移動を検出するもので、ゲイン設定の不適切による微小移動の検出に適している。
【００１３】
図１は実施例１における電動機制御装置の位置制御に関する制御ブロックの一部で、１は微小移動検出部、２は位置検出器、３は位置偏差アンプである。位置指令と位置検出器２から得た位置フィードバック信号との差分を位置偏差として、位置偏差アンプ３でゲイン倍して速度指令とする位置制御を行っている。
【００１４】
実施例１の要部である微小移動検出部の構成について図２を用いて説明する。微小移動検出部１は、位置偏差の絶対値を入力とし、内部に微小移動量のしきい値を保持した記憶部１１ａを有する移動量設定器１１と、移動量設定器１１の出力を積分する積分器１２と、積分器１２の出力と記憶部１１ａのしきい値とを比較する比較器１３とを備えている。
【００１５】
記憶部１１ａには、あらかじめフレッティングを誘起する移動量をしきい値として設定する。このしきい値は、使用するベアリングサイズによって決定する。
【００１６】
移動量設定器１１は、入力される位置偏差の絶対値が記憶部１１ａのしきい値を超えるときに積分クリア信号を出力、しきい値以下のときはそのままの値を出力する。積分器１２は移動量設定器１１の出力値を積分する。比較器１３は積分器１２の積分値としきい値とを比較して、しきい値を超えた場合に異常処理（警告またはアラーム）をする。この異常処理によりゲイン設定を再度調整する。
【００１７】
以下、図３のフローチャートを用いて微小移動の検出動作について説明する。まず、微小移動検出部の入力である位置偏差を絶対値処理した後の移動量を移動量設定器１１のしきい値と比較判定する（第１ステップ）。この第１ステップの判定において、移動量がしきい値を超えるときは積分クリア信号を出力、しきい値以下のときはそのままの値を出力する。
【００１８】
次に、第１ステップの判定結果を積分器に入力して積分処理し、積分処理の結果を移動量設定器のしきい値と比較する（第２ステップ）。この第２ステップの比較において、移動量としての積分値がしきい値以下の場合は第１ステップに戻り継続処理し、移動量がしきい値を超えるときは異常処理をする。
【００１９】
このように、第１ステップにおいて、移動量がしきい値を超えればボールベアリングの
ボールがフレッティングを誘起しない程度に回転したと判断できるので積分クリア信号を出力する。一方、移動量がしきい値以下であればそのまま出力する。
【００２０】
第１ステップの出力値を積分するということは、フレッティングを誘起する微小な移動量を累積することであり、しきい値を超える場合に積分をクリアするということはボールが回転したことによりベアリングの油膜が均一な状態になったことを意味する。
【００２１】
この積分結果（累積値）がしきい値を超えるとフレッティングを誘起することを意味し、積分器の検出感度（フィルター、時定数など）を変更することができ、フレティングを誘起するまでの耐量としきい値との関係を可変にすることができる。
【００２２】
積分された値は比較器１３でしきい値と比較され、しきい値以下であればステップ１の位置偏差入力へ戻り、しきい値を超えればフレッティングを誘起する可能性があるため警告表示（またはアラーム出力）して停止する。これによりフレッティングを回避できる。
【００２３】
なお、サーボモータのベアリングはもちろん、負荷のボールねじのナット、リニアガイドなどに対して移動量設定器のしきい値を設定すれば、その装置に用いたベアリングのフレッティングを回避できる。
【００２４】
また、しきい値はフレッティングを誘起する移動量より小さな値、つまりベアリングの転動体が転がらない範囲に設定し、積分の時定数を振動の頻度、ベアリングの強度にあわせて適宜設定することによりフレッティング破壊を回避できる。
【００２５】
このように、駆動モータのフレッティングを回避できるため、駆動モータに特殊なベアリングを採用する必要がなくなり、駆動モータとの組合せが容易になる。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明の電動機制御装置は、ボールベアリングのフレッティングにつながるサーボモータの微小移動の検出に最適であり、微小移動を繰り返すテーブル、発振しやすい負荷を使用する用途などにも有効である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施例１における位置制御の一部を示すブロック図
【図２】本発明の実施例１における要部のブロック図
【図３】本発明の実施例１の微小移動検出におけるフローチャート
【符号の説明】
【００２８】
１  微小移動検出部
２  位置検出器
３  位置偏差アンプ
１１  移動量設定器
１１ａ  記憶部
１２  積分器
１３  比較器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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