(57)【要約】【課題】  モータ負荷機械の先端の動作を低コストで容易に確認することによって実際の制御パラメータを適正に調整することができ、また、その制御パラメータを最適化すること。【解決手段】  メカ動作解析部１０４において、実際のモータ駆動装置、モータ、モータ負荷機械の各々のシミュレーション用モデルをソフトウェアによって作成すると共に、モータ負荷機械の機構部のモデルを作成する。駆動仕様入力部１０３によって必要なモデルに駆動仕様を入力した後、運転パターン入力部１０２によってモータ駆動装置モデルに運転パターン等の制御パラメータを入力して機構部力学モデルをシミュレーション動作させ、メカ動作解析部１０４において、機構部力学モデルの先端の速度及び位置の変化を計算する。【選択図】      図１
2006033929.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータの動力を動力伝達手段により機構手段に伝達することによって当該機構手段に所定の動作を行わせるように構成されたモータ負荷機械に対して、当該モータ負荷機械のモータの運転駆動を制御するモータ駆動手段と、このモータ駆動手段がモータを制御するための制御パラメータを当該モータ駆動手段に設定する制御手段とを有するモータ駆動制御装置において、
前記制御手段に、
前記モータ駆動手段、前記モータ、前記モータ負荷機械の各々をソフトウェアによって作成したシミュレーション用モデルであるモータ駆動手段モデル、モータモデルを含むモータ負荷機械モデルと、
前記モータ負荷機械モデルに、前記機構手段を特定するデータを設定して当該機構手段の力学モデルを作成する作成手段と、
前記制御パラメータを前記モータ駆動手段モデルへ入力する第１の入力手段と、
前記モータ負荷機械モデルに前記動力伝達手段を特定するデータを入力設定すると共に、前記モータ駆動手段モデルに前記モータモデルを駆動するための仕様データを入力設定する第２の入力手段と、
前記第１及び第２の入力手段による入力に応じて動作する前記力学モデルの先端の速度及び位置の変化を計算する位置変化計算手段と
を備えたことを特徴とするモータ駆動制御装置。
【請求項２】
前記制御手段に、
前記位置変化計算手段によって計算される前記力学モデルの先端の速度及び位置の情報と目標値との偏差が所定値以内となるように前記制御パラメータを設定するパラメータ最適化手段
を更に備えたことを特徴とする請求項１に記載のモータ駆動制御装置。
【請求項３】
前記制御手段に、
前記力学モデルの機械特性を当該力学モデルから計算する機械特性計算手段
を更に備えたことを特徴とする請求項１または２に記載のモータ駆動制御装置。
【請求項４】
前記機構手段の機械特性と、前記機械特性計算手段で計算された力学モデルの機械特性との差が無くなるように、前記作成手段が力学モデルを作成する際に補正を行う補正係数を当該作成手段へ出力する補正手段
を更に備えたことを特徴とする請求項３に記載のモータ駆動制御装置。
【請求項５】
前記パラメータ最適化手段で最適化された制御パラメータを、前記モータ駆動手段に設定する設定手段
を更に備えたことを特徴とする請求項２に記載のモータ駆動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作機械や組立機械などの機械装置に用いられ、モータで駆動される負荷機械の動作を制御するために、そのモータの駆動制御を行うモータ駆動制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１４に従来のモータ駆動制御装置を用いたモータ駆動システムの構成例を示し、その説明を行う。このモータ駆動システムは、大きく分けてモータ駆動制御装置１４１２と、モータ負荷機械１４０５とから構成されている。
モータ駆動制御装置１４１２は、コンピュータ等の制御装置１４０９とモータ駆動装置１４０１とを備えて構成されている。そして、モータ負荷機械１４０５の駆動源であるモータ１４０２を実際に駆動する場合、モータ駆動装置１４０１で制御するようになっている。モータ駆動装置１４０１とモータ１４０２との間は、動力線、エンコーダ信号等からなる接続ケーブル１４０７で接続されている。
【０００３】
モータ負荷機械１４０５は、モータ１４０２と、アーム等の機構部１４０３と、モータ１４０２の動力を機構部１４０３へ伝達するボールネジ等の動力伝達機構１４０４とを備えて構成されている。
また、図示するようにモータ駆動装置１４０１に対してコントローラ１４０６が信号線１４０８で接続されるケースもある。
【０００４】
モータ駆動装置１４０１にケーブル１４１０で接続された制御装置１４０９は、モータ駆動装置１４０１がモータ１４０２を実際に運転制御する際の制御条件の設定や、試運転制御を行うための設定を行うものである。つまり、操作者が制御装置１４０９にて、それらの設定をモータ駆動装置１４０１に対して行うようになっている。
制御装置１４０９にインストールされて上記のモータ駆動装置１４０１への設定を行うためのツールソフトウェアは、例えばモータ駆動装置１４０１のサーボアンプのパラメータの読み出し又は書き込みを行うローダと呼ばれるものである。図１５に、そのローダの機能ブロック図を示す。
【０００５】
図１５に示すようにローダは、メインメニュー１５０１から、接続機器の種別や通信方法などシステム設定を行うシステム設定部１５０２と、コントローラを介さないで試運転する試運転部１５０３と、モータ駆動装置１４０１のパラメータの読み出し又は書き込みを行うパラメータ編集部１５０４とを一般的に備える。
これら機能以外に更に、運転中の状態をモニタしたり信号変化をトレースしたりするモニタ／トレース部１５０５と、メカアナリシス機能によって簡易的にモータ負荷特性を同定するメカアナリシス（同定）部１５０６とを持ち合わせているものもある。なお、メカアナリシス機能とは、実際に機械を駆動するモータを動かして応答をチェックして同定する機能である。
しかしながら、このようなツールの場合、推定できるのはモータの動きであり機械の動きではない。つまり、位置決め動作などに重要な機械の先端の動きは得ることができない。
【０００６】
モータ負荷機械１４０５をモデル化、運動解析するには、ＣＡＤ(Computer Aided Design)入力そして市販のシミュレーションツールを利用した有限要素法などによる解析が可能であるが、高価なものが多い。或いは、機械特性を測定するために、測定用の機械を試作し、専用の測定装置やＦＦＴ(FastFourier Transform)アナライザを使い測定するケースもある。
【０００７】
この種の従来のモータ駆動制御システムとして、例えば特許文献１に記載の「モータの負荷機械解析装置」や、特許文献２に記載の「機械装置の特性同定装置」などのように、モータ負荷機械を推定し、制御パラメータを最適化するシステムが提案されている。これらのような従来の負荷推定の目的は、負荷機械の慣性モーメント、粘性係数などを推定し、共振周波数を抽出して、フィルタにより振動成分を取り除いたり、逆モデルを適用することにより振動させないようにしたりするものである。
【０００８】
この他、更に特許文献３に記載の電動機制御装置のように、残留振動を計測する計測装置と分析装置とを備え、分析結果に応じて指令の可減速を調節するものもある。
【特許文献１】特開２００４−８８９３７号公報
【特許文献２】特開２００４−３００６５号公報
【特許文献３】特開２００２−３５４８５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、従来のモータ駆動制御装置によって、モータ負荷機械１４０５を高速且つ高精度に制御するには、モータ負荷機械１４０５の特性を知り、モータ負荷機械１４０５の実際の動きを確認しながら、ゲイン等の制御パラメータや運転パターンを最適化することが必要である。
しかし、工作機械や組立機械などの機械装置では、当該機械を設計、製作した後に、制御パラメータを最適化することが多いが、組み上がった機械では、安全等の理由によって自由に動かすことができない場合があり、このようなケースに該当する場合、実際の動きを確認しながら制御パラメータを最適化することができず、このため実際に機械装置を運転した際に支障を来たす場合がある。
【００１０】
また、先に機械を製作してしまうので、例えばアームの長さや重量、形状など機械の設計条件により、機械のパフォーマンスが低下してしまう可能性がある。その低下を防ぐためには、機械を設計する際に、予め機械特性を把握し、モータにより動作させた場合の機械先端の動作を計算して設計を最適化することが必要である。それができない場合には、機械の設計変更、改造などを繰り返すことになってしまう。この結果、余計なコストが掛かることになる。
【００１１】
また、モータ負荷機械を把握する必要があるが、従来のメカアナリシス機能を使った負荷同定方法では、モータを駆動させて機械先端の動きを推定するのみなので、実際の機械先端の動きが解らない。このため、機械先端の動きを同時に測定できるように機械先端にセンサを特別に取り付けたりする必要が生じ、余計なコストが掛かることになる。
上記特許文献１〜３の従来技術においても、モータの挙動に着目した技術なので、モータによって駆動される機械先端の動きを推定することは不可能である。
【００１２】
また、市販のシミュレーションツールや、測定用の機械を試作し、専用の測定機械やＦＦＴアナライザを使い測定してもよいが、これらの場合、試作機の製造に余計なコストが生じ、そもそも測定のための装置が高価であった。
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、モータ負荷機械の先端の動作を低コストで容易に確認することによって実際の制御パラメータを適正に調整することができ、また、その制御パラメータを最適化することができるモータ駆動制御装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１によるモータ駆動制御装置は、モータの動力を動力伝達手段により機構手段に伝達することによって当該機構手段に所定の動作を行わせるように構成されたモータ負荷機械に対して、当該モータ負荷機械のモータの運転駆動を制御するモータ駆動手段と、このモータ駆動手段がモータを制御するため制御パラメータを当該モータ駆動手段に設定する制御手段とを有するモータ駆動制御装置において、前記制御手段に、前記モータ駆動手段、前記モータ、前記モータ負荷機械の各々をソフトウェアによって作成したシミュレーション用モデルであるモータ駆動手段モデル、モータモデルを含むモータ負荷機械モデルと、前記モータ負荷機械モデルに、前記機構手段を特定するデータを設定して当該機構手段の力学モデルを作成する作成手段と、前記制御パラメータを前記モータ駆動手段モデルへ入力する第１の入力手段と、前記モータ負荷機械モデルに前記動力伝達手段を特定するデータを入力設定すると共に、前記モータ駆動手段モデルに前記モータモデルを駆動するための仕様データを入力設定する第２の入力手段と、前記第１及び第２の入力手段による入力に応じて動作する前記力学モデルの先端の速度及び位置の変化を計算する位置変化計算手段とを備えたことを特徴とする。
【００１４】
この構成によれば、モータ負荷機械を制御するモータ駆動制御装置によって、実際のモータ駆動手段、モータ、モータ負荷機械の各々のシミュレーション用モデルをソフトウェアによって作成すると共に、モータ負荷機械の機構手段のモデルを作成し、モータを駆動するための仕様を入力した後、モータ駆動手段モデルに制御パラメータを入力して力学モデルをシミュレーション動作させ、力学モデルの先端の速度及び位置の変化を計算するようにしたので、力学モデルの先端の動作を実機組立なしでシミュレーションのみで容易に確認することができる。これによってモータ駆動手段がモータを駆動制御する実際の制御パラメータを適正に調整することができる。
【００１５】
また、本発明の請求項２によるモータ駆動制御装置は、請求項１において、前記制御手段に、前記位置変化計算手段によって計算される前記力学モデルの先端の速度及び位置の情報と目標値との偏差が所定値以内となるように前記制御パラメータを設定するパラメータ最適化手段を更に備えたことを特徴とする。
この構成によれば、シミュレーションによって実際のモータ駆動手段が用いる制御パラメータを最適化することができる。
【００１６】
また、本発明の請求項３によるモータ駆動制御装置は、請求項１または２において、前記制御手段に、前記力学モデルの機械特性を当該力学モデルから計算する機械特性計算手段を更に備えたことを特徴とする。
この構成によれば、例えば機械特性が振動周波数である場合に、この振動を計算によって求め、この結果を制御パラメータに反映すれば、力学モデルそして機構手段がその振動で動作しないように制御することが可能となる。
【００１７】
また、本発明の請求項４によるモータ駆動制御装置は、請求項３において、前記機構手段の機械特性と、前記機械特性計算手段で計算された力学モデルの機械特性との差が無くなるように、前記作成手段が力学モデルを作成する際に補正を行う補正係数を当該作成手段へ出力する補正手段を更に備えたことを特徴とする。
この構成によれば、実際の機構手段に関する詳細の設計データがなくとも、実際の機構手段の機械特性に合わせた力学モデルを生成することができる。
【００１８】
また、本発明の請求項５によるモータ駆動制御装置は、請求項２において、前記パラメータ最適化手段で最適化された制御パラメータを、前記モータ駆動手段に設定する設定手段を更に備えたことを特徴とする。
この構成によれば、最適化した制御パラメータを実際のモータ駆動手段に設定することが容易に可能となる。
【発明の効果】
【００１９】
以上説明したように本発明によれば、モータ負荷機械の先端の動作を低コストで容易に確認することによって実際の制御パラメータを適正に調整することができ、また、その制御パラメータを最適化することができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。但し、本明細書中の全図において相互に対応する部分には同一符号を付し、重複部分においては後述での説明を適時省略する。
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るモータ駆動制御装置に用いられるローダの機能ブロック図である。
図１に示すローダは、図１５に示した従来のローダの構成要素であるメインメニュー１５０１と、システム設定部１５０２と、試運転部１５０３と、パラメータ編集部１５０４と、モニタ／トレース部１５０５と、メカアナリシス部１５０６とに加え、メカモデル作成部１０１と、運転パターン入力部１０２と、駆動仕様入力部１０３と、メカ動作解析部１０４と、制御パラメータ入力部１０５とを備えて構成されている。
【００２１】
メカ動作解析部１０４は、図２に示すように、モータ駆動装置モデル２０１と、モータモデル２０２と、モータ負荷機械モデル２０３との各シミュレーション用モデルと、運転パターン生成部２０４と、位置変化出力部２０５とを備えて構成されている。
モータ駆動装置モデル２０１は、モータ駆動装置１４０１を制御装置１４０９上にソフトウェアによってモデル化して作成したものであり、位置制御部２１１と、速度制御部２１２と、トルク制御部２１３と、位置計算部２１４と、速度計算部２１５とを備えて構成されている。
【００２２】
モータモデル２０２は、モータ１４０２を制御装置１４０９上にソフトウェアによってモデル化して作成したものである。
モータ負荷機械モデル２０３は、モータ負荷機械１４０５を制御装置１４０９上にソフトウェアによってモデル化して作成したものであり、モータモデル２０２、動力伝達部２１６と、機構部力学モデル２１７とを備えて構成されている。なお、機構部力学モデル２１７は、以降、メカモデルと称す場合もある。
【００２３】
メカモデル作成部１０１は、モータ１４０２により動作される機構部１４０３の形状、寸法、材質のデータを指定又は入力して、その機構部１４０３の力学モデルである機構部力学モデル２１７を生成するものである。
運転パターン入力部１０２は、モータ１４０２の動作を指定する運転パターンのデータを運転パターン生成部２０４に入力ものである。この入力によって運転パターン生成部２０４から運転パターンが生成されて位置制御部２１１へ出力されるようになっている。
【００２４】
駆動仕様入力部１０３は、機構部１４０３にモータ１４０２の動力を伝達する動力伝達機構１４０４の種別のデータを動力伝達部２１６に指定又は入力すると共に、動力伝達機構１４０４の機構に応じた慣性モーメント、減速比、動力伝達機構１４０４の１回転に対する機構部１４０３の移動量等の仕様のデータを、指定又は入力するものである。
制御パラメータ入力部１０５は、モータ駆動装置モデル２０１がモータモデル２０２を制御するための制御パラメータを入力するものであり、この制御パラメータの入力は、位置制御部２１１、速度制御部２１２及びトルク制御部２１３に対して行われるようになっている。
【００２５】
また、メカ動作解析部１０４は、上記のようなメカモデル作成部１０１からの入力情報を用いて機構部１４０３のモデルである機構部力学モデル２１７が生成され、この機構部力学モデル２１７によって、機構部１４０３に加えられる力に対して当該機構部１４０３の指定部分の位置変化を演算するようになっている。
【００２６】
このメカモデル作成部１０１による機構部力学モデル２１７の作成処理を、図３に示すフローチャートを参照して説明する。
ステップＳ１において、メカモデル作成部１０１によって、機構部１４０３の１軸アームやＢＯＸアーム等の機構の種別を選択する。この選択した種別の寸法のデータをステップＳ２において、機構部力学モデル２１７に入力する。更に、ステップＳ３において、先に選択した種別の材質のデータを入力する。そして、ステップＳ４において、それらの入力に応じて機構部１４０３の力学モデルのデータを作成し、このデータをステップＳ５において、機構部力学モデル２１７として保存する。
例えば、１軸アームを選択すると、手順としては、下式（１）に示すように、運動方程式から状態方程式を導くようになる。
【００２７】
【数１】
2006033929.tif 000003
【００２８】
このとき、状態変数及び入力値は下式（２）となる。
【００２９】
【数２】
2006033929.tif 000004
【００３０】
但し、Ｆ＝加振力
上式（１）のＡ，Ｂ，Ｃを入力した寸法などから求め、機構部力学モデル２１７の根元の位置をｘ、先端の位置をｙとして、上式（２）からアームの根元に力Ｆの力がかけられたときの、ｘ及びｙの位置変化を得る。
図４（ａ）に機構部力学モデル２１７の速度パターンの生成例、（ｂ）に機構部力学モデル２１７の位置指令パターンの生成例の図を示す。
この例の場合、運転パターンとして位置指令パターンを生成する。但し、モータの動作の場合、最大速度や加速度が重要なので、最高速度や加速度などを速度情報として入力することによって、速度パターンから位置指令パターンを生成する。この生成処理を、図５に示すフローチャートを参照して説明する。
【００３１】
ステップＳ１１において、最高速度ｖｍａｘを入力し、ステップＳ１２において、可減速の加速度ｒａｔｅを入力する。そして、ステップＳ１３において、移動距離ｈを入力すると、図４（ａ）のような速度パターンが出来上がる。ここで、図の面積Ｓが移動距離ｈであり、加速時間をｔ１、減速を開始する時刻をｔ２とすると、下式（３）及び（４）から速度パターンを求めることができる。この例では、加減速の加速度は同じであり、加減速時間も同じとしている。
ｔ１＝ｖｍａｘ／ｒａｔｅ  …（３）
ｔ２＝ｖｍａｘ／ｒａｔｅ＋｛ｈ−（１／２）×ｒａｔｅ×（ｖｍａｘ／ｒａｔｅ）２×２｝／ｖｍａｘ＝ｈ／ｖｍａｘ  …（４）
【００３２】
更に、この式（３）及び（４）から求めた速度パターンを、ステップＳ１４において、位置指令計算により積分することによって、図４（ｂ）に示すように位置指令パターンが求められ、この位置指令パターンが、ステップＳ１５において、機構部力学モデル２１７に係わるデータとして保存される。
【００３３】
次に、駆動仕様入力部１０３による動力伝達部２１６の仕様決定処理を、図６を参照して説明する。
まず、ステップＳ２１において、駆動仕様入力部１０３によって、ボールネジやベルト等のモータ１４０２の動力を伝達する動力伝達機構１４０４の種別を入力する。次に、ステップＳ２２において、モータ１４０２から動力伝達機構１４０４を見た際に、その負荷の大きさとなる慣性モーメントＪＬを入力する。
【００３４】
更に、ステップＳ２３において、動力伝達機構１４０４にギアがある場合などの減速比ｎを入力し、ステップＳ２４において、動力伝達機構１４０４の回転に対する機構部１４０３の移動量ＢＰを入力する。そして、モータ１４０２の１回転に対する機構部１４０３の移動量ＢＰを計算し、ステップＳ２５において、その移動量ＢＰを慣性モーメントＪＬとともに動力伝達部２１６のデータとして保存する。
【００３５】
次に、上述したように各種データの保存設定により構成されたシミュレーション用モデルであるメカ動作解析部１０４によって、実際の機構部１４０３の動作をシミュレーション解析する場合を説明する。
まず、モータ駆動装置モデル２０１のトルク制御部２１３からの出力トルクに応じてモータモデル２０２が回転する。この回転するモータモデル２０２のモータ角（位置）が位置計算部２１４により計算され、そのモータ角が位置制御部２１１にフィードバックされる。更に、そのモータ角が速度計算部２１５に入力されることによって当該速度計算部２１５で、モータの回転速度が計算されて速度制御部２１２にフィードバックされる。
【００３６】
モータモデル２０２の先には、例えばボールネジ等の動力伝達部２１６を介してステージやハンドなどメカの力学モデルである機構部力学モデル２１７が接続されている。
モータモデル２０２が回転すると動力伝達部２１６を介して機構部力学モデル２１７が動作する。この動作中の機構部力学モデル２１７の位置情報や速度情報などが位置変化出力部２０５によって計算されて出力される。
【００３７】
このように、運転パターン生成部２０４から生成された位置指令に従ってモータ駆動装置モデル２０１がモータモデル２０２の駆動制御を行い、このモータモデル２０２の駆動によって動力伝達部２１６を介して機構部力学モデル２１７が動作する。この動作に応じて順次、機械先端の位置変化が位置変化出力部２０５で求められて出力される。
この結果に応じて、機械先端の振動や、機械先端が目標位置に達する整定時間を確認することによって、実際の制御パラメータを調整することができる。
【００３８】
このような第１の実施の形態のモータ駆動制御装置によれば、実際のモータ駆動装置１４０１、モータ１４０２、モータ負荷機械１４０５の各々のシミュレーション用モデルをソフトウェアによって作成すると共に、モータ負荷機械１４０５の機構部１４０３のモデルを作成し、駆動仕様を入力した後、モータ駆動装置モデル２０１に制御パラメータを入力して機構部力学モデル２１７をシミュレーション動作させ、機構部力学モデル２１７の先端の速度及び位置の変化を計算するようにした。
【００３９】
これによって、機構部力学モデル２１７の先端の動作を実機組立なしでシミュレーションのみで容易に確認することができるので、モータ駆動装置１４０１がモータ１４０２を駆動制御する実際の制御パラメータを適正に調整することができる。
従って、モータ負荷機械１４０５の先端の動作を低コストで容易に確認することによって実際の制御パラメータを適正に調整することができる。
【００４０】
（第２の実施の形態）
図７は、本発明の第２の実施の形態に係るモータ駆動制御装置に用いられるローダの機能ブロック図である。
図７に示す第２の実施の形態のローダは、図１に示した第１の実施の形態のローダの構成要素に加え、パラメータ最適化部７０１を備えて構成されている。
このパラメータ最適化部７０１は、図８に示す評価部８０１での評価に応じてパラメータの最適化を行う。即ち、評価部８０１が、位置変化出力部２０５から入力される機構部力学モデル２１７の先端位置変化の情報に応じて、評価関数による評価を行うことにより、パラメータの最適化を行う。
【００４１】
このパラメータの最適化の例を、図９に示す評価関数の例を参照して説明する。この例では、機構部力学モデル２１７による機械先端の動きが曲線９０１で表されており、目標位置である移動距離ｈに対して、位置ｘ（ｔ）が予め決められた偏差Δｈ内に入った時刻をＴとし、時刻Ｔ以降、目標位置に対する偏差を足し合わせた値を評価値Ｓとする。これを次式（５）で表し、評価関数とする。図９では斜線部分の面積が評価値Ｓである。
【００４２】
【数３】
2006033929.tif 000005
【００４３】
この評価値Ｓの値が小さければ、目標位置ｈに対して偏差が小さくなる。このパラメータの最適化処理を、図１０を参照して説明する。
ステップＳ３１において、制御パラメータをメカ動作解析部１０４にセットする。
このセット後に、ステップＳ３２において、運転パターン入力部１０２からの運転パターンと、駆動仕様入力部１０３からの駆動仕様データで、シミュレーション用モデルであるメカ動作解析部１０４の各要素を動作させる。この際、最終段の機構部力学モデル２１７の動作に応じて順次、機械先端の位置変化が位置変化出力部２０５で求められ、評価部８０１へ出力されるので、評価部８０１は、ステップＳ３３において、評価関数により評価値Ｓを計算する。
【００４４】
そして、ステップＳ３４において、その計算された評価値Ｓが、予め決められた評価値の目標値内かどうかを判断し、目標値内であれば、更にステップＳ３５において、最適かどうかを判断する。評価値Ｆが最適であれば、ステップＳ３６において、この際の制御パラメータをパラメータ最適化部７０１に保存する。そして、ステップＳ３７において、評価完了かどうかを判断し、評価完了であればステップＳ３８において、評価終了となる。
【００４５】
一方、上記ステップＳ３４において目標値内でない、又は上記ステップＳ３５おいて最適でないと判断された場合は、ステップＳ３７の評価は完了していないと判断され、ステップＳ３１に戻って、前回と異なる制御パラメータがセットされ、ステップＳ３７において評価完了と判断されるまで、上記ステップＳ３２〜Ｓ３７の処理が繰り返される。
【００４６】
このような第２の実施の形態のモータ駆動制御装置によれば、パラメータ最適化部７０１によって、位置変化出力部２０５によって計算される機構部力学モデル２１７の先端の位置の情報と目標値との偏差が所定値以内となるように制御パラメータを設定するようにした。これによって、シミュレーションによって実際のモータ駆動装置１４０１が用いる制御パラメータを最適化することができる。
【００４７】
（第３の実施の形態）
図１１は、本発明の第３の実施の形態に係るモータ駆動制御装置に用いられるローダの機能ブロック図である。
図１１に示す第３の実施の形態のローダは、図１に示した第１の実施の形態のローダの構成要素に加え、メカモデル機械特性計算部１１０１を備えて構成されている。
このメカモデル機械特性計算部１１０１は、メカモデル作成部１０１によって作成された機構部力学モデル２１７の振動周波数等の機械特性を当該モデル２１７から計算し、この計算された機械特性を、出力、表示する。
【００４８】
例えば、振動周波数とは、機構部力学モデル２１７の振動周波数であり、この振動を計算によって求めて予測できれば、機構部力学モデル２１７がその振動で動作しないように制御パラメータにより制御することが可能となる。
このような第３の実施の形態のモータ駆動制御装置によれば、メカモデルを作成した時点で、動作時の振動周波数が確認でき、運転パターンの調整又はメカモデルの修正が可能であり機構の設計変更も可能となる。
【００４９】
（第４の実施の形態）
図１２は、本発明の第４の実施の形態に係るモータ駆動制御装置に用いられるローダの機能ブロック図である。
図１２に示す第４の実施の形態のローダは、図１１に示した第３の実施の形態のローダの構成要素に加え、メカモデルパラメータ補正部１２０１を備えて構成されている。
このメカモデルパラメータ補正部１２０１は、測定された実際の機構部１４０３の機械特性と、メカモデル機械特性計算部１１０１で計算された機構部力学モデル２１７の機械特性との差を検出した際に、その差が無くなるようにメカモデル作成部１０１が機構部力学モデル２１７を作成する際に補正を行う補正係数をメカモデル作成部１０１へ出力する。
【００５０】
機構部力学モデル２１７に対応する実際の機構部１４０３の機械特性である慣性モーメントや粘性係数等の推定は、メカアナリシス部１５０６を利用することによって推定することができる。
このような第４の実施の形態のローダを用いたモータ駆動制御装置によれば、実際の機構部１４０３に関する詳細の設計データがなくとも、実際の機構部１４０３の機械特性に合わせたメカモデルを生成することができる。
【００５１】
（第５の実施の形態）
図１３は、本発明の第５の実施の形態に係るモータ駆動制御装置に用いられるローダの機能ブロック図である。
図１３に示す第５の実施の形態のローダは、図７に示した第２の実施の形態のローダの構成要素に加え、パラメータアップロード部１３０１を備えて構成されている。このパラメータアップロード部１３０１は、パラメータ最適化部７０１で最適化されて保存された制御パラメータを、実際のモータ駆動装置１４０１に設定するものである。
【００５２】
このようなパラメータアップロード部１３０１を備えた場合、例えば、ある実際のモータ負荷機械１４０５に対応する機構部力学モデル２１７を生成したとする。この際に、ある制御パラメータの元で、特定の運転パターン、駆動仕様を設定してシミュレーション動作させる。
そして、パラメータ最適化部７０１によって制御パラメータを最適化する。そして、その最適化された制御パラメータを、パラメータアップロード部１３０１によって、実際のモータ駆動装置１４０１に設定する。
【００５３】
このような第５の実施の形態のローダを用いたモータ駆動制御装置によれば、最適化した制御パラメータを実際のモータ駆動装置１４０１に設定することが容易に可能となる。
更には、上記全ての実施の形態のモータ駆動制御装置によれば、工作機械や組立機械などの機械装置の制約を気にせず、モータ駆動制御の動作確認を行うことができ、その機械装置を試作する費用の軽減が可能となる。また、その機械装置の最高パフォーマンスの実現が可能となり、更に、最適に改造設計をすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るモータ駆動制御装置に用いられるローダの機能ブロック図である。
【図２】第１の実施の形態に係るモータ駆動制御装置に用いられるローダのメカ動作解析部の内部構成を示すブロック図である。
【図３】第１の実施の形態に係るモータ駆動制御装置に用いられるローダのメカモデル作成部による機構部力学モデルの作成処理を説明するためのフローチャートである。
【図４】（ａ）第１の実施の形態に係るモータ駆動制御装置に用いられるローダの機構部力学モデルの速度パターンの生成例、（ｂ）機構部力学モデルの位置指令パターンの生成例の図である。
【図５】第１の実施の形態に係るモータ駆動制御装置に用いられるローダのモータモデルの位置指令パターンの生成処理を説明するためのフローチャートである。
【図６】第１の実施の形態に係るモータ駆動制御装置に用いられるローダの駆動仕様入力部による動力伝達部の仕様決定処理を説明するためのフローチャートである。
【図７】本発明の第２の実施の形態に係るモータ駆動制御装置に用いられるローダの機能ブロック図である。
【図８】第２の実施の形態に係るモータ駆動制御装置に用いられるローダのメカ動作解析部に評価部を追加した内部構成を示すブロック図である。
【図９】第２の実施の形態に係るモータ駆動制御装置に用いられるローダの評価部により評価される機構部力学モデルの機械先端の動きを示す評価関数の例を示す図である。
【図１０】第２の実施の形態に係るモータ駆動制御装置に用いられるローダによる制御パラメータの最適化処理を説明するためのフローチャートである。
【図１１】第３の実施の形態に係るモータ駆動制御装置に用いられるローダの機能ブロック図である。
【図１２】第４の実施の形態に係るモータ駆動制御装置に用いられるローダの機能ブロック図である。
【図１３】第５の実施の形態に係るモータ駆動制御装置に用いられるローダの機能ブロック図である。
【図１４】従来のモータ駆動制御装置を用いたモータ駆動システムの構成例を示す図である。
【図１５】従来のモータ駆動制御装置に用いられるローダの構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００５５】
１０１  メカモデル作成部
１０２  運転パターン入力部
１０３  駆動仕様入力部
１０４  メカ動作解析部
１０５  制御パラメータ入力部
２０１  モータ駆動装置モデル
２０２  モータモデル
２０３  モータ負荷機械モデル
２０４  運転パターン生成部
２０５  位置変化出力部
２１１  位置制御部
２１２  速度制御部
２１３  トルク制御部
２１４  位置計算部
２１５  速度計算部
２１６  動力伝達部
２１７  機構部力学モデル
７０１  パラメータ最適化部
８０１  評価部
１１０１  メカモデル機械特性計算部
１２０１  メカモデルパラメータ補正部
１３０１  パラメータアップロード部
１４０１  モータ駆動装置
１４０２  モータ
１４０３  機構部
１４０４  動力伝達機構
１４０５  モータ負荷機械
１４０６  コントローラ
１４０７  接続ケーブル
１４０８  信号線
１４０９  制御装置
１４１０  ケーブル
１４１２  モータ駆動制御装置
１５０１  メインメニュー
１５０２  システム設定部
１５０３  試運転部
１５０４  パラメータ編集部
１５０５  モニタ／トレース部
１５０６  メカアナリシス部
【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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