(57)【要約】【課題】ねじりトルク制御と同時に、速度や位置の制限を加えた動作を行うためのモータ制御装置を提供することを課題としている。【解決手段】モータ部３と、モータ部３の出力軸に発生させるねじりトルクを検出するトルク検出部６と、モータ部３の回転位置を検出する位置検出部４と、に繋がってモータ部３の制御を行うモータ制御装置２であって、トルク目標値に応じてトルク検出部６からのねじりトルク値を基に第１の制御値を算出するトルク制御部２０と、モータ部３の制限速度値を設定する制限速度設定部２４と、位置検出部４からの位置値を基に変換した速度値と制限速度値を比較して速度補正値を算出する制限速度補正部２５と、第１の制御値から速度補正値を減算した第２の制御値を基にモータ部３に出力する電流指令値を算出するモータ制御指令部２９とを備える。【選択図】図２
2019054613.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータ部と、
前記モータ部の出力軸に発生させるねじりトルクを検出してねじりトルク値を出力するトルク検出部と、
前記モータ部の回転位置を検出して位置値を出力する位置検出部と、
電気的にそれぞれに繋がって前記モータ部の制御を行うモータ制御装置であって、
トルク目標値に応じて、前記トルク検出部からの前記ねじりトルク値を基に第１の制御値を算出するトルク制御部と、
前記モータ部の回転速度の範囲を規定する制限速度値を設定する制限速度設定部と、
前記位置検出部から取得した前記位置値を速度に変換して得た速度値を基にして、前記速度値が前記制限速度値を超過した時には前記速度値から前記制限速度値を減算した速度補正値を、前記速度値が前記制限速度値内の時にはゼロの前記速度補正値を算出する制限速度補正部と、
前記第１の制御値から前記制限速度値を減算した第２の制御値に基づいて前記モータ部に出力する電流指令値を算出するモータ制御指令部と、を備えたことを特徴とするモータ制御装置。
【請求項２】
前記制限速度設定部は、前記位置検出部から取得した前記モータ部の前記位置値に応じて、前記制限速度値の上下端をなす第１制限速度値と第２制限速度値を設定して前記制限速度補正部へ出力することを特徴とする請求項１に記載のモータ制御装置。
【請求項３】
前記モータ制御装置は、前記モータ部の回転範囲を第１のソフトウエアリミット位置と第２のソフトウエアリミット位置とで規定し、
前記制限速度設定部は、
前記モータ部の前記回転位置が、前記第１のソフトウエアリミット位置よりも前記第２のソフトウエアリミット位置のある側で前記第１のソフトウエアリミット位置と第１の所定距離にある第１の位置から、前記第２のソフトウエアリミット位置よりも前記第１のソフトウエアリミット位置のある側で前記第２のソフトウエアリミット位置と第２の所定距離にある第２の位置までの区間では、前記第１制限速度値を第１の速度値とし、前記第２制限速度値を第２の速度値とし、
前記モータ部の前記回転位置が、前記第２の位置から、前記第２のソフトウエアリミット位置までの区間では、前記第１制限速度値を、前記第１の速度値からその絶対値を徐々に減少させて前記第２のソフトウエアリミット位置にてゼロとなる仮想線上にある速度とし、前記第２制限速度値を前記第２の速度値とし、
前記モータ部の前記回転位置が、前記第２のソフトウエアリミット位置を越えて前記第２のソフトウエアリミット位置と第３の所定距離にある第３の位置から、前記第２のソフトウエアリミット位置までの区間では、前記第１制限速度値を、前記第２の速度値からその絶対値を徐々に減少させて前記第２のソフトウエアリミット位置にてゼロとなる仮想線上にある速度とし、前記第２制限速度値を前記第２の速度値とし、
前記モータ部の前記回転位置が、前記第１の位置から、前記第１のソフトウエアリミット位置までの区間では、前記第１制限速度値を前記第１の速度値とし、前記第２制限速度値を、前記第２の速度値からその絶対値を徐々に減少させて前記第１のソフトウエアリミット位置にてゼロとなる仮想線上にある速度とし、
前記モータ部の前記回転位置が、前記第１のソフトウエアリミット位置を越えて前記第１のソフトウエアリミット位置と第４の所定距離にある第４の位置から、前記第１のソフトウエアリミット位置までの区間では、前記第１制限速度値を前記第１の速度値とし、前記第２制限速度値を、前記第１の速度値からその絶対値を徐々に減少させて前記第１のソフトウエアリミット位置にてゼロとなる仮想線上にある速度とすることを特徴とする請求項２に記載のモータ制御装置。
【請求項４】
前記制限速度設定部は、前記モータ部の前記回転位置が前記モータ部の移動目標位置と前記第１のソフトウエアリミット位置の中間にある時は、
前記モータ部の前記回転位置が、前記第１の位置から、前記移動目標位置よりも前記第１のソフトウエアリミット位置のある側で前記移動目標位置と第５の所定距離にある第５の位置までの区間では、前記第１制限速度値を前記第１の速度値とし、前記第２制限速度値を前記第２の速度値とし、
前記モータ部の前記回転位置が、前記第５の位置から、前記移動目標位置までの区間では、前記第１制限速度値を前記第１の速度値からその絶対値を徐々に減少させて前記移動目標位置にてゼロとなる仮想線上にある速度とし、前記第２制限速度値を前記第２の速度値とし、
前記モータ部の前記回転位置が、前記移動目標位置よりも前記第２のソフトウエアリミット位置のある側で前記移動目標位置と第６の所定距離にある第６の位置から、前記移動目標位置までの区間では、前記第１制限速度値を前記第２の速度値からその絶対値を徐々に減少させて前記第２のソフトウエアリミット位置にてゼロとなる仮想線上にある速度とし、前記第２制限速度値を前記第２の速度値とする設定を行うことを特徴とする請求項３に記載のモータ制御装置。
【請求項５】
前記制限速度設定部は、前記モータ部の前記回転位置が前記モータ部の移動目標位置と前記第２のソフトウエアリミット位置の中間にある時は、
前記モータ部の前記回転位置が、前記移動目標位置よりも前記第２のソフトウエアリミット位置のある側で前記移動目標位置と第７の所定距離にある第７の位置から、前記第２の位置までの区間では、前記第１制限速度値を前記第１の速度値とし、前記第２制限速度値を前記第２の速度値とし、
前記モータ部の前記回転位置が、前記第７の位置から、前記移動目標位置までの区間では、前記第１制限速度値を前記第１の速度値とし、前記第２制限速度値を前記第２の速度値からその絶対値を徐々に減少させて前記移動目標位置にてゼロとなる仮想線上にある速度とし、
前記モータ部の前記回転位置が、前記移動目標位置よりも前記第１のソフトウエアリミット位置のある側で前記移動目標位置と第８の所定距離にある第８の位置から、前記移動目標位置までの区間では、前記第１制限速度値を前記第１の速度値とし、前記第２制限速度値を前記第１の速度値からその絶対値を徐々に減少させて前記移動目標位置にてゼロとなる仮想線上にある速度とする設定を行うことを特徴とする請求項３に記載のモータ制御装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一項に記載のモータ制御装置と、
前記モータ制御装置に電気的にそれぞれ接続される、前記モータ部と、前記トルク検出部と、前記位置検出部とを備えることを特徴とするモータ装置。
【請求項７】
請求項６に記載のモータ装置を備えることを特徴とする昇降装置。
【請求項８】
トルク目標値の入力に応じてモータ部に接続された出力軸に生じるねじりトルクをトルク検出部で検出して、前記トルク目標値から前記トルク検出部の出力値を減算して第１の制御値を算出する第１のステップと、
前記モータ部の回転速度の制限速度値を設定する制限速度値設定ステップと、
前記モータ部の回転位置を検出する位置検出部から取得した位置値から速度値を演算する速度演算ステップと、
前記速度値が前記制限速度値を超過した時には前記速度値から前記制限速度値を減算したものを、前記速度値が前記制限速度値内の時にはゼロを、速度補正値として出力する制限速度補正ステップと、
前記第１の制御値から前記速度補正値を減算して第２の制御値を算出して、前記第２の制御値に基づいて前記モータ部に入力する電流指令値を算出する第２のステップと、
を含むことを特徴とするモータ制御方法。
【請求項９】
前記制限速度値設定ステップが、前記位置検出部から取得した前記モータ部の前記位置値に応じて、前記制限速度値の上下端をなす第１制限速度値と第２制限速度値を設定して前記制限速度補正ステップへ出力することを特徴とする請求項８に記載のモータ制御方法。
【請求項１０】
前記モータ部は第１のソフトウエアリミット位置と第２のソフトウエアリミット位置とで回転範囲を規定され、
前記制限速度値設定ステップは、
前記モータ部の前記回転位置が、前記第１のソフトウエアリミット位置よりも前記第２のソフトウエアリミット位置のある側で前記第１のソフトウエアリミット位置と第１の所定距離にある第１の位置から、前記第２のソフトウエアリミット位置よりも前記第１のソフトウエアリミット位置のある側で前記第２のソフトウエアリミット位置と第２の所定距離にある第２の位置までの区間では、前記第１制限速度値を第１の速度値とし、かつ前記第２制限速度値を第２の速度値とし、
前記モータ部の前記回転位置が、前記第２の位置から、前記第２のソフトウエアリミット位置までの区間では、前記第１制限速度値を前記第１の速度値からその絶対値を徐々に減少させて前記第２のソフトウエアリミット位置にてゼロとなる仮想線上にある速度とし、かつ前記第２制限速度値を前記第２の速度値とし、
前記モータ部の前記回転位置が、前記第２のソフトウエアリミット位置を越えて前記第２のソフトウエアリミット位置と第３の所定距離にある第３の位置から、前記第２のソフトウエアリミット位置までの区間では、前記第１制限速度値を、前記第２の速度値からその絶対値を徐々に減少させて前記第２のソフトウエアリミット位置にてゼロとなる仮想線上にある速度とし、かつ前記第２制限速度値を前記第２の速度値とし、
前記モータ部の前記回転位置が、前記第１の位置から、前記第１のソフトウエアリミット位置までの区間では、前記第１制限速度値を前記第１の速度値とし、かつ前記第２制限速度値を前記第２の速度値からその絶対値を徐々に減少させて前記第１のソフトウエアリミット位置にてゼロとなる仮想線上にある速度とし、
前記モータ部の前記回転位置が、前記第１のソフトウエアリミット位置を越えて前記第１のソフトウエアリミット位置と第４の所定距離にある第４の位置から、前記第１のソフトウエアリミット位置までの区間では、前記第１制限速度値を前記第１の速度値とし、かつ前記第２制限速度値を、前記第１の速度値からその絶対値を徐々に減少させて前記第１のソフトウエアリミット位置にてゼロとなる仮想線上にある速度とする設定をそれぞれ行うことを特徴とする請求項９に記載のモータ制御方法。
【請求項１１】
前記制限速度値設定ステップは、
前記モータ部の前記回転位置が前記モータ部の移動目標位置と前記第１のソフトウエアリミット位置の中間にある時は、
前記モータ部の前記回転位置が、前記第１の位置から、前記移動目標位置よりも前記第１のソフトウエアリミット位置のある側で前記移動目標位置と第５の所定距離にある第５の位置までの区間では、前記第１制限速度値を前記第１の速度値とし、かつ前記第２制限速度値を前記第２の速度値とし、
前記モータ部の前記回転位置が、前記第５の位置から、前記移動目標位置までの区間では、前記第１制限速度値を前記第１の速度値からその絶対値を徐々に減少させて前記移動目標位置にてゼロとなる仮想線上にある速度とし、かつ前記第２制限速度値を前記第２の速度値とし、
前記モータ部の前記回転位置が、前記移動目標位置よりも前記第２のソフトウエアリミット位置のある側で前記移動目標位置と第６の所定距離にある第６の位置から、前記移動目標位置までの区間では、前記第１制限速度値を前記第２の速度値からその絶対値を徐々に減少させて前記第２のソフトウエアリミット位置にてゼロとなる仮想線上にある速度とし、かつ前記第２制限速度値を前記第２の速度値とする設定をそれぞれ行うことを特徴とする請求項１０に記載のモータ制御方法。
【請求項１２】
前記制限速度値設定ステップは、
前記モータ部の前記回転位置が前記モータ部の移動目標位置と前記第２のソフトウエアリミット位置の中間にある時は、
前記モータ部の前記回転位置が、前記移動目標位置よりも前記移動目標位置の前記第２のソフトウエアリミット位置のある側で前記移動目標位置と第７の所定距離にある第７の位置から、前記第２の位置までの区間では、前記第１制限速度値を前記第１の速度値とし、かつ前記第２制限速度値を前記第２の速度値とし、
前記モータ部の前記回転位置が、前記第７の位置から、前記移動目標位置までの区間では、前記第１制限速度値を前記第１の速度値とし、かつ前記第２制限速度値を前記第２の速度値からその絶対値を徐々に減少させて前記移動目標位置にてゼロとなる仮想線上にある速度とし、
前記モータ部の前記回転位置が、前記移動目標位置よりも前記第１のソフトウエアリミット位置のある側で前記移動目標位置と第８の所定距離にある第８の位置から、前記移動目標位置までの区間では、前記第１制限速度値を前記第１の速度値とし、かつ前記第２制限速度値を前記第１の速度値からその絶対値を徐々に減少させて前記移動目標位置にてゼロとなる仮想線上にある速度とする設定を行うことを特徴とする請求項１０に記載のモータ制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、製造分野の製造組立て設備、運輸分野の移送設備などに用いるモータの制御装置及びモータと制御装置を有するモータ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
製造分野の製造組立て設備に用いる産業用ロボット、運輸分野の移送設備などに用いるパワーアシスト機器などでは、例えば関節のような可動部分にサーボモータが用いられている。このようなモータにトルクセンサを繋げて動力の出力軸のねじりトルクを測定して、出力軸のねじりトルクを制御できるモータ装置によって、円滑かつ安全性を高めた機器が公知である。このモータ装置の制御においてトルク制御を行う方法が開示されている。（特許文献１）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−０３４９３６号公報
【特許文献２】特開２０１７−１００８１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このモータ装置は、例えば重量の大きい荷役物を昇降させる昇降装置に採用され、例えばロープやチェーンを巻胴に巻回して鉛直上下方向にモータによるアシストで重量バランスさせ僅かな操作力で昇降移動させるバランス型昇降装置が開示されている。（特許文献２）
【０００５】
しかしながら、このようなバランス型昇降装置では、種々の作業を行うために、モータのねじりトルクを制御して荷役物の重量バランスをとるだけでなく、昇降速度の制限や停止位置の設定などが必要とされている。すなわちこのような装置に組み込まれるモータ装置はねじりトルク制御と同時に、速度や位置の制御を随時行う必要があって、従来の単なるねじりトルク制御だけでは対応が困難であった。
【０００６】
このような問題に鑑みて、本発明は、ねじりトルク制御と同時に、速度や位置の制限を加えた動作を行うためのモータ制御装置、モータ装置、及びモータ制御方法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】
【０００７】
請求項１に記載のモータ制御装置は、上記の目的を達成するために、モータ部と、
モータ部の出力軸に発生させるねじりトルクを検出してねじりトルク値を出力するトルク検出部と、
モータ部の回転位置を検出して位置値を出力する位置検出部と、
電気的にそれぞれに繋がってモータ部の制御を行うモータ制御装置であって、
トルク目標値に応じて、トルク検出部からのねじりトルク値を基に第１の制御値を算出するトルク制御部と、
モータ部の回転速度の範囲を規定する制限速度値を設定する制限速度設定部と、
位置検出部から取得した位置値を速度に変換して得た速度値を基にして、速度値が制限速度値を超過した時には速度値から制限速度値を減算した速度補正値を、速度値が制限速度値内の時にはゼロの速度補正値を算出する制限速度補正部と、
第１の制御値から制限速度値を減算した第２の制御値に基づいてモータ部に出力する電流指令値を算出するモータ制御指令部と、を備えている。
【０００８】
請求項２に記載のモータ制御装置は、上記の目的を達成するために、制限速度設定部は、位置検出部から取得したモータ部の位置値に応じて、制限速度値の上下端をなす第１制限速度値と第２制限速度値を設定して制限速度補正部へ出力するように構成されている。
【０００９】
請求項３に記載のモータ制御装置は、上記の目的を達成するために、モータ制御装置は、モータ部の回転範囲を第１のソフトウエアリミット位置と第２のソフトウエアリミット位置とで規定し、
制限速度設定部は、
モータ部の回転位置が、第１のソフトウエアリミット位置よりも第２のソフトウエアリミット位置のある側で第１のソフトウエアリミット位置と第１の所定距離にある第１の位置から、第２のソフトウエアリミット位置よりも第１のソフトウエアリミット位置のある側で第２のソフトウエアリミット位置と第２の所定距離にある第２の位置までの区間では、第１制限速度値を第１の速度値とし、第２制限速度値を第２の速度値とし、
モータ部の回転位置が、第２の位置から、第２のソフトウエアリミット位置までの区間では、第１制限速度値を、第１の速度値からその絶対値を徐々に減少させて第２のソフトウエアリミット位置にてゼロとなる仮想線上にある速度とし、第２制限速度値を第２の速度値とし、
モータ部の回転位置が、第２のソフトウエアリミット位置を越えて第２のソフトウエアリミット位置と第３の所定距離にある第３の位置から、第２のソフトウエアリミット位置までの区間では、第１制限速度値を、第２の速度値からその絶対値を徐々に減少させて第２のソフトウエアリミット位置にてゼロとなる仮想線上にある速度とし、第２制限速度値を第２の速度値とし、
モータ部の回転位置が、第１の位置から、第１のソフトウエアリミット位置までの区間では、第１制限速度値を第１の速度値とし、第２制限速度値を、第２の速度値からその絶対値を徐々に減少させて第１のソフトウエアリミット位置にてゼロとなる仮想線上にある速度とし、
モータ部の回転位置が、第１のソフトウエアリミット位置を越えて第１のソフトウエアリミット位置と第４の所定距離にある第４の位置から、第１のソフトウエアリミット位置までの区間では、第１制限速度値を第１の速度値とし、第２制限速度値を、第１の速度値からその絶対値を徐々に減少させて第１のソフトウエアリミット位置にてゼロとなる仮想線上にある速度とするように構成している。
【００１０】
請求項４に記載のモータ制御装置は、上記の目的を達成するために、制限速度設定部は、モータ部の回転位置がモータ部の移動目標位置と第１のソフトウエアリミット位置の中間にある時は、
モータ部の回転位置が、第１の位置から、移動目標位置よりも第１のソフトウエアリミット位置のある側で移動目標位置と第５の所定距離にある第５の位置までの区間では、第１制限速度値を第１の速度値とし、第２制限速度値を第２の速度値とし、
モータ部の回転位置が、第５の位置から、移動目標位置までの区間では、第１制限速度値を第１の速度値からその絶対値を徐々に減少させて移動目標位置にてゼロとなる仮想線上にある速度とし、第２制限速度値を第２の速度値とし、
モータ部の回転位置が、移動目標位置よりも第２のソフトウエアリミット位置のある側で移動目標位置と第６の所定距離にある第６の位置から、移動目標位置までの区間では、第１制限速度値を第２の速度値からその絶対値を徐々に減少させて第２のソフトウエアリミット位置にてゼロとなる仮想線上にある速度とし、第２制限速度値を第２の速度値とする設定を行うように構成している。
【００１１】
請求項５に記載のモータ制御装置は、上記の目的を達成するために、制限速度設定部は、モータ部の回転位置がモータ部の移動目標位置と第２のソフトウエアリミット位置の中間にある時は、
モータ部の回転位置が、移動目標位置よりも第２のソフトウエアリミット位置のある側で移動目標位置と第７の所定距離にある第７の位置から、第２の位置までの区間では、第１制限速度値を第１の速度値とし、第２制限速度値を第２の速度値とし、
モータ部の回転位置が、第７の位置から、移動目標位置までの区間では、第１制限速度値を第１の速度値とし、第２制限速度値を第２の速度値からその絶対値を徐々に減少させて移動目標位置にてゼロとなる仮想線上にある速度とし、
モータ部の回転位置が、移動目標位置よりも第１のソフトウエアリミット位置のある側で移動目標位置と第８の所定距離にある第８の位置から、移動目標位置までの区間では、第１制限速度値を第１の速度値とし、第２制限速度値を第１の速度値からその絶対値を徐々に減少させて移動目標位置にてゼロとなる仮想線上にある速度とする設定を行うように構成している。
を有している。
【００１２】
請求項６に記載のモータ装置は、上記の目的を達成するために、請求項１から５のいずれか一項に記載のモータ制御装置と、
モータ制御装置に電気的にそれぞれ接続される、モータ部と、トルク検出部と、位置検出部とを備えている。
【００１３】
請求項７に記載の昇降装置は、上記の目的を達成するために、請求項６に記載のモータ装置を備えている。
【００１４】
請求項８に記載のモータ制御方法は、上記の目的を達成するために、トルク目標値の入力に応じてモータ部に接続された出力軸に生じるねじりトルクをトルク検出部で検出して、トルク目標値からトルク検出部の出力値を減算して第１の制御値を算出する第１のステップと、
モータ部の回転速度の制限速度値を設定する制限速度値設定ステップと、
モータ部の回転位置を検出する位置検出部から取得した位置値から速度値を演算する速度演算ステップと、
速度値が制限速度値を超過した時には速度値から制限速度値を減算したものを、速度値が制限速度値内の時にはゼロを、速度補正値として出力する制限速度補正ステップと、
第１の制御値から速度補正値を減算して第２の制御値を算出して、第２の制御値に基づいてモータ部に入力する電流指令値を算出する第２のステップと、
を含んでいる。
【００１５】
請求項９に記載のモータ制御方法は、上記の目的を達成するために、制限速度値設定ステップが、位置検出部から取得したモータ部の位置値に応じて、制限速度値の上下端をなす第１制限速度値と第２制限速度値を設定して制限速度補正ステップへ出力するように構成している。
【００１６】
請求項１０に記載のモータ制御方法は、上記の目的を達成するために、モータ部は第１のソフトウエアリミット位置と第２のソフトウエアリミット位置とで回転範囲を規定され、
制限速度値設定ステップは、
モータ部の回転位置が、第１のソフトウエアリミット位置よりも第２のソフトウエアリミット位置のある側で第１のソフトウエアリミット位置と第１の所定距離にある第１の位置から、第２のソフトウエアリミット位置よりも第１のソフトウエアリミット位置のある側で第２のソフトウエアリミット位置と第２の所定距離にある第２の位置までの区間では、第１制限速度値を第１の速度値とし、かつ第２制限速度値を第２の速度値とし、
モータ部の回転位置が、第２の位置から、第２のソフトウエアリミット位置までの区間では、第１制限速度値を第１の速度値からその絶対値を徐々に減少させて第２のソフトウエアリミット位置にてゼロとなる仮想線上にある速度とし、かつ第２制限速度値を第２の速度値とし、
モータ部の回転位置が、第２のソフトウエアリミット位置を越えて第２のソフトウエアリミット位置と第３の所定距離にある第３の位置から、第２のソフトウエアリミット位置までの区間では、第１制限速度値を、第２の速度値からその絶対値を徐々に減少させて第２のソフトウエアリミット位置にてゼロとなる仮想線上にある速度とし、かつ第２制限速度値を第２の速度値とし、
モータ部の回転位置が、第１の位置から、第１のソフトウエアリミット位置までの区間では、第１制限速度値を第１の速度値とし、かつ第２制限速度値を第２の速度値からその絶対値を徐々に減少させて第１のソフトウエアリミット位置にてゼロとなる仮想線上にある速度とし、
モータ部の回転位置が、第１のソフトウエアリミット位置を越えて第１のソフトウエアリミット位置と第４の所定距離にある第４の位置から、第１のソフトウエアリミット位置までの区間では、第１制限速度値を第１の速度値とし、かつ第２制限速度値を、第１の速度値からその絶対値を徐々に減少させて第１のソフトウエアリミット位置にてゼロとなる仮想線上にある速度とする設定をそれぞれ行うように構成している。
【００１７】
請求項１１に記載のモータ制御方法は、上記の目的を達成するために、制限速度値設定ステップは、
モータ部の回転位置がモータ部の移動目標位置と第１のソフトウエアリミット位置の中間にある時は、
モータ部の回転位置が、第１の位置から、移動目標位置よりも第１のソフトウエアリミット位置のある側で移動目標位置と第５の所定距離にある第５の位置までの区間では、第１制限速度値を第１の速度値とし、かつ第２制限速度値を第２の速度値とし、
モータ部の回転位置が、第５の位置から、移動目標位置までの区間では、第１制限速度値を第１の速度値からその絶対値を徐々に減少させて移動目標位置にてゼロとなる仮想線上にある速度とし、かつ第２制限速度値を第２の速度値とし、
モータ部の回転位置が、移動目標位置よりも第２のソフトウエアリミット位置のある側で移動目標位置と第６の所定距離にある第６の位置から、移動目標位置までの区間では、第１制限速度値を第２の速度値からその絶対値を徐々に減少させて第２のソフトウエアリミット位置にてゼロとなる仮想線上にある速度とし、かつ第２制限速度値を第２の速度値とする設定をそれぞれ行うように構成している。
【００１８】
請求項１２に記載のモータ制御方法は、上記の目的を達成するために、制限速度値設定ステップは、
モータ部の回転位置がモータ部の移動目標位置と第２のソフトウエアリミット位置の中間にある時は、
モータ部の回転位置が、移動目標位置よりも移動目標位置の第２のソフトウエアリミット位置のある側で移動目標位置と第７の所定距離にある第７の位置から、第２の位置までの区間では、第１制限速度値を第１の速度値とし、かつ第２制限速度値を第２の速度値とし、
モータ部の回転位置が、第７の位置から、移動目標位置までの区間では、第１制限速度値を第１の速度値とし、かつ第２制限速度値を第２の速度値からその絶対値を徐々に減少させて移動目標位置にてゼロとなる仮想線上にある速度とし、
モータ部の回転位置が、移動目標位置よりも第１のソフトウエアリミット位置のある側で移動目標位置と第８の所定距離にある第８の位置から、移動目標位置までの区間では、第１制限速度値を第１の速度値とし、かつ第２制限速度値を第１の速度値からその絶対値を徐々に減少させて移動目標位置にてゼロとなる仮想線上にある速度とする設定を行うように構成している。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１に記載の発明のモータ制御装置によれば、モータ部の現在速度と設定された第１制限速度及び第２制限速度を両端リミットとした制限速度範囲とを比較して、制限速度範囲を超過している場合は、これをキャンセルする補正値を用いてモータ部を制御するように構成したので、ねじりトルク制御と同時に、速度制限を加えた動作を可能にするモータ制御装置を提供できる。
【００２０】
請求項２に記載の発明のモータ制御装置によれば上記効果に加えて、位置検出部から取得したモータ部の位置値に応じて、制限速度値を設定することから、ねじりトルク制御と同時に、モータ部の位置に対応した速度の制限を可能にするモータ制御装置を提供できる。
【００２１】
請求項３に記載の発明のモータ制御装置によれば上記効果に加えて、ソフトウエアリミット位置付近での減速から停止までの動作を円滑にするモータ制御装置を提供できる。
【００２２】
請求項４又は５に記載の発明のモータ制御装置によれば上記効果に加えて、移動目標位置付近での減速から停止までの動作を円滑にするモータ制御装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施形態に係るモータ装置の構成図である。
【図２】本発明の実施形態に係るモータ装置の制御ブロック図である。
【図３】本発明の実施形態に係るモータ制御装置の制限速度設定部による制限速度設定の詳細を示した線図である。
【図４】本発明の実施形態に係るモータ制御装置の制限速度設定部による目標位置移動に対応した制限速度設定の詳細を示した線図である。
【図５】本発明の実施形態に係るモータ制御装置の制限速度設定部による目標位置移動に対応した制限速度設定の詳細を示した線図である。
【図６】本発明の実施形態に係るモータ制御装置の制限速度補正部による速度補正の詳細を示した線図である。
【図７】本発明の実施形態に係るモータ装置を用いた昇降装置の斜視図である。
【図８】本発明の実施形態に係るモータ装置を用いた昇降装置の動作説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施形態に係るモータ制御装置とモータ装置について、図面を基に詳細な説明を行う。図１は本発明の実施形態であるモータ装置の構成模式図である。
【００２５】
本発明のモータ装置１は、モータ部３と、モータ部３の負荷側に接続されたトルク検出部６と、モータ部３の反負荷側に接続された位置検出部４と、トルク検出部６、モータ部３及び位置検出部４に配線８ａ、８ｂ、８ｃにてそれぞれ電気的に接続されるモータ制御装置２とで構成されている。
【００２６】
モータ部３は例えば減速機５を取り付けたサーボモータであって、モータによって発生するトルクを減速機５によってモータの回転を減速すると共に負荷を駆動するのに必要なトルクに増幅させている。本発明の実施形態では減速機５は波動歯車減速機を使用している。波動歯車減速機は、外周が楕円状のウエーブジェネレータと、外周に多数の外歯が形成されウエーブジェネレータに外嵌されてウエーブジェネレータの回転により円周方向へ撓まされる位置が変化するようにした弾性変形可能なフレクスプラインと、フレクスプラインの外周側にあってフレクスプラインの外歯と嵌合する内歯を備えたサーキュラスプラインとからなる。そして動力は、フレクスプラインを回転出力として繋げたスプロケット回転軸に取り出されて伝達する。  
【００２７】
トルク検出部６は例えばモータ部３の負荷側の出力すなわち減速機５の出力に直列に連結され、回転を出力する出力軸７に繋がった回転軸を有する。この回転軸には歪みゲージが貼付されていて、回転軸の剪断によるねじりトルクを検出してねじりトルク値を出力する。なおトルク検出部６はこれに限らず、鼓形状でモータ部３に加わる反力を検出するものであっても良いし、その他ロードセルを用いる等の変形のものでも良い。またねじりトルクを検出は歪みゲージによるものに限らず、静電容量式若しくは磁歪式などであっても良い。
【００２８】
モータの回転位置を検出する位置検出部４が、モータ部３の反負荷側に取り付けられている。この位置検出部４は、本実施形態ではモータ部３の反負荷側に配置した光学式エンコーダであるが、減速機５によって減速された出力軸７に設けてあっても、まだ両方に設けても良い。また本実施形態では位置検出部４は光学的な反射によるエンコーダであるがこれに限らず、透過式ものであっても良いし、また磁力によるものであっても良い。
【００２９】
モータ制御装置２は、配線８ａ、８ｂ、８ｃにより、それぞれトルク検出部６、モータ部３、位置検出部４と電気的に接続されていて、モータ部３の駆動回路も含んでいる。配線８ａ、８ｂ、８ｃは入力用の配線と出力用の配線などのように複数本の配線を有していても良い。なお図１では各配線８ａ、８ｂ、８ｃを便宜上１本の線として示している。モータ制御装置２は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、その他の記憶装置及び入出力装置を備えている。
【００３０】
モータ制御装置２の基本の制御は、トルク目標値が例えば図７に示す操作指令部１７のような指令手段から入力されると、出力軸７に発生するねじりトルクがトルク目標値に追従するようにモータ部３を制御する。すなわちモータ制御装置２は、トルク目標値とトルク検出部６のトルク出力値とに基づいて算出した電流指令値をモータ部３に出力してモータ部３を駆動して、ねじりトルクの大きさを制御する。ここでは、電流指令値をモータ部３に出力するということは、電流指令値に応じた電流をモータ部３に供給することを意味している。
【００３１】
次いで、本発明の実施形態のモータ制御装置２とこのモータ制御方法について、図２に示す制御ブロック図を用いて説明する。図２はモータ制御装置２の制御構成とこれと接続されてモータ制御装置２により制御される要素を模式的に示したものである。なおモータ制御装置２は、ＬＳＩなどを用いたハードウェアによって実現してもよく、コンピュータープログラムを用いたソフトウェアによって実現してもよい。
【００３２】
モータ制御装置２は、トルク制御部２０と、制限速度設定部２４と、速度演算器３０と、制限速度補正部２５と、モータ制御指令部２９を含んで構成されている。
【００３３】
トルク制御部２０には、例えば図７に示す操作指令部１７からの指令に基づいて出力されたトルク目標値τｒｅｆが入力され、トルク検出部６から出力値τｓが入力されるように構成されている。操作指令部１７は、例えば釦やキーボード、ダイヤルなどの入力手段を有し、出力軸７に発生させたいねじりトルクの値を、入力手段を介して入力できるように構成されている。操作指令部１７は、入力された値をトルク目標値τｒｅｆとして出力する。もちろん予め操作指令部１７によってモータ制御装置２の記憶部に記憶されたトルク目標値τｒｅｆを、操作指令部１７の指令により読み出してこれを使用しても良い。
【００３４】
トルク目標値τｒｅｆと出力値τｓが、減算器２１に入力される。減算器２１は、トルク目標値τｒｅｆから出力値τｓを減算し、トルク目標値τｒｅｆと出力値τｓの偏差を出力する。トルク目標値τｒｅｆと出力値τｓの偏差出力は比例ゲインＫ１を有する乗算器２２によって比例ゲインＫ１が乗算される。乗算器２２は乗算結果を第１の制御値ｐ１として出力する。このトルク目標値τｒｅｆと出力値τｓから第１の制御値ｐ１を出力するのが第１のステップである。
【００３５】
一方、モータ制御装置２は、位置検出部４から出力されたモータ部３の回転位置情報である位置値ｒｃを取得し、これを制限速度設定部２４の入力としている。制限速度設定部２４は位置値ｒｃを制限速度の設定のために使用することがあって、モータ部３の第１制限速度値ｖＬ１及び第２制限速度値ｖＬ２を出力する。この第１制限速度値ｖＬ１及び第２制限速度値ｖＬ２は、モータ部３の回転速度の範囲を規定する上限下限のリミット値である。そしてこのモータ部３の回転速度の制限速度値の上下端を設定するのが制限速度値設定ステップである。
【００３６】
そしてこの制限速度値設定ステップから出力された第１制限速度値ｖＬ１及び第２制限速度値ｖＬ２が制限速度補正部２５に入力される。一方、位置検出部４から出力されたモータ部３の位置値ｒｃが速度演算器３０によって回転速度に変換され、速度演算器３０から出力された速度値ｖｃが制限速度補正部２５に入力される。この速度演算器３０による速度の演算が速度演算ステップである。
【００３７】
この速度演算器３０から出力された速度値ｖｃと、制限速度設定部２４によって設定された制限速度値とを比較して定められた演算が行われて、制限速度補正部２５から速度補正値ｖａが出力される。この制限速度補正部２５にて速度補正値ｖａを出力するのが制限速度補正ステップである。
【００３８】
トルク制御部２０からの出力される第１の制御値ｐ１と、制限速度補正部２５から出力される速度補正値ｖａとがモータ制御指令部２９の減算器２３に入力される。減算器２３は、第１の制御値ｐ１から速度補正値ｖａを減算し、第１の制御値ｐ１と速度補正値ｖａとの偏差を出力する。
【００３９】
第１の制御値ｐ１と速度補正値ｖａとの偏差出力は、比例ゲインＫ２を有する乗算器２６によって比例ゲインＫ２が乗算される。乗算器２６は乗算結果を第２の制御値ｐ２として出力する。
【００４０】
第２の制御値ｐ２と、外乱補償器２７からの出力は加算器２８に入力される。モータ制御指令部２９は、加算器２８によって第２の制御値ｐ２に外乱補償器２７からの出力を加算し、モータ部３への電流指令値ｉｑを出力する。よってモータ制御指令部２９は、減算器２３と、乗算器２６と、外乱補償器２７と加算器２８を含んで構成される。なお第１の制御値ｐ１と速度補正値ｖａとを基に電流指令値ｉｑを出力するのが第２のステップである。
【００４１】
外乱補償器２７は、モータ部３への電流指令値ｉｑと位置検出部４によって検出されたモータ部３の位置の応答値とに基づいて、モータ部３の外乱トルクの推定値を算出している。なお、外乱補償器２７は、電流指令値ｉｑとモータ部３の速度応答値とに基づいて外乱トルクを推定してもよい。
【００４２】
次に図３を用いて制限速度設定部２４による制限速度の設定方法の詳細について説明する。図３は出力軸７の回転位置を横軸、制限速度を縦軸として、モータ部３の回転範囲を規定するソフトウエアリミットと制限速度の関係を示している。
【００４３】
出力軸７の回転は、第１のハードウエアリミット位置ｒＨＬ１と第２のハードウエアリミット位置ｒＨＬ２の内側に位置する第１のソフトウエアリミット位置ｒＳＬ１から第２のソフトウエアリミット位置ｒＳＬ２までが原則として移動可能な範囲である。なお第１のソフトウエアリミット位置ｒＳＬ１側から第２のソフトウエアリミット位置ｒＳＬ２方向へ向かう時の速度を正方向の速度として、逆に第２のソフトウエアリミット位置ｒＳＬ２側から第１のソフトウエアリミット位置ｒＳＬ１方向へ向かう時の速度を負方向の速度として表すことにする。
【００４４】
そして第１のソフトウエアリミット位置ｒＳＬ１から第１の所定距離ｄ１だけ第２のソフトウエアリミット位置ｒＳＬ２側の位置を第１の位置ｒ１とし、また第１のソフトウエアリミット位置ｒＳＬ１から第４の所定距離ｄ４だけ第１のハードウエアリミット位置ｒＨＬ１側の、すなわち第１のソフトウエアリミット位置ｒＳＬ１よりも外側の位置を第４の位置ｒ４と表す。一方第２のソフトウエアリミット位置ｒＳＬ２から第２の所定距離ｄ２だけ第１のソフトウエアリミット位置ｒＳＬ１側の位置を第２の位置ｒ２とし、また第２のソフトウエアリミット位置ｒＳＬ２から第３の所定距離ｄ３だけ第２のハードウエアリミット位置ｒＨＬ２側の、すなわち第２のソフトウエアリミット位置ｒＳＬ２よりも外側の位置を第３の位置ｒ３と表す。
【００４５】
制限速度設定部２４による制限速度の設定は以下のように行われる。第１の位置ｒ１から第２の位置ｒ２までの区間では、第１制限速度値ｖＬ１は例えば第１の速度値ｖ１であって、第２制限速度値ｖＬ２は例えば第２の速度値ｖ２である。第１の速度値ｖ１と第２の速度値ｖ２はその絶対値が同じで設定されても良いし、異なる値で設定されても良い。なおこの区間で、第１制限速度値ｖＬ１は正方向の制限速度であって、第２制限速度値ｖＬ２は負方向の制限速度である。
【００４６】
第２の位置ｒ２からまた第２のソフトウエアリミット位置ｒＳＬ２までの区間では、第１制限速度値ｖＬ１は、第１の速度値ｖ１からこの第１の速度値ｖ１の絶対値を徐々に減少させて第２のソフトウエアリミット位置ｒＳＬ２にてゼロになる仮想線上の速度であって、第２制限速度値ｖＬ２は第２の速度値ｖ２である。この仮想線は本実施形態では一次の直線であるが、これに限らず２次以上の曲線等としても良い。なおこの区間で、第１制限速度値ｖＬ１は正方向の制限速度であって、第２制限速度値ｖＬ２は負方向の制限速度である。
【００４７】
第３の位置ｒ３から第２のソフトウエアリミット位置ｒＳＬ２までの区間では、第１制限速度値ｖＬ１は、第２の速度値ｖ２からこの第２の速度値ｖ２の絶対値を徐々に減少させて第２のソフトウエアリミット位置ｒＳＬ２にてゼロになる仮想線上の速度であって、第２制限速度値ｖＬ２は第２の速度値ｖ２である。この仮想線は本実施形態では一次の直線であるが、これに限らず２次以上の曲線等としても良い。なおこの区間で、第１制限速度値ｖＬ１は負方向の制限速度であって、第２制限速度値ｖＬ２も負方向の制限速度である。
【００４８】
第１の位置ｒ１から第１のソフトウエアリミット位置ｒＳＬ１までの区間では、第１制限速度値ｖＬ１は第１の速度値ｖ１であって、第２制限速度値ｖＬ２は、第２の速度値ｖ２からこの第２の速度値ｖ２の絶対値を徐々に減少させて第１のソフトウエアリミット位置ｒＳＬ１にてゼロになる仮想線上の速度である。この仮想線は本実施形態では一次の直線であるが、これに限らず２次以上の曲線等としても良い。なおこの区間で、第１制限速度値ｖＬ１は正方向の制限速度であって、第２制限速度値ｖＬ２は負方向の制限速度である。
【００４９】
第４の位置ｒ４から第１のソフトウエアリミット位置ｒＳＬ１までの区間では、第１制限速度値ｖＬ１は第１の速度値ｖ１であって、第２制限速度値ｖＬ２は、第１の速度値ｖ１からこの第１の速度値ｖ１の絶対値を徐々に減少させて第１のソフトウエアリミット位置ｒＳＬ１にてゼロになる仮想線上の速度である。この仮想線は本実施形態では一次の直線であるが、これに限らず２次以上の曲線等としても良い。なおこの区間で、第１制限速度値ｖＬ１は正方向の制限速度であって、第２制限速度値ｖＬ２も正方向の制限速度である。
【００５０】
したがって制限速度設定部２４は、位置検出部４から出力されたモータの位置値ｒｃを入力として、その時点の第１制限速度値ｖＬ１及び第２制限速度値ｖＬ２を出力する。例えばモータ部３の位置がｒａの時は、第１制限速度値ｖＬ１＝ｖ１、第２制限速度値ｖＬ２＝ｖ２１であって、モータ部３の位置がｒｂの時は、第１制限速度値ｖＬ１＝ｖ２２、第２制限速度値ｖＬ２＝ｖ２である。
【００５１】
次に図４と図５を用いて移動目標位置が設定されている場合の、制限速度設定部２４による制限速度の設定方法の詳細について説明する。
【００５２】
移動目標位置は第１のソフトウエアリミット位置ｒＳＬ１と第２のソフトウエアリミット位置ｒＳＬ２との間の任意の位置で設定され、例えば図７に示す操作指令部１７からの指令によりモータ部３は現在位置からこの移動目標位置への移動を行う。操作指令部１７は、釦、キーボードやダイヤルなどの入力手段を有し、モータ部３を移動させる移動目標位置を入力手段と共に、設定した移動目標位置へ移動させる指令手段として構成されている。図４は出力軸７の回転位置を横軸、制限速度を縦軸として、モータ部３の回転範囲を規定するソフトウエアリミット及び移動目標位置と制限速度の関係を示しており、モータ部３の現在の位置値ｒｃが、移動目標位置ｒＴＰ１と第１のソフトウエアリミット位置ｒＳＬ１の中間位置にある時を示している。
【００５３】
移動目標位置ｒＴＰ１から第５の所定距離ｄ５だけ第１のソフトウエアリミット位置ｒＳＬ１側の位置を第５の位置ｒ５とし、また移動目標位置ｒＴＰ１から第６の所定距離ｄ６だけ第２のソフトウエアリミット位置ｒＳＬ２側の位置を第６の位置ｒ６と表す。第１の位置ｒ１及び第４の位置ｒ４の第１のソフトウエアリミット位置ｒＳＬ１との位置関係は図３に示したものと同じである。
【００５４】
第１の位置ｒ１から第５の位置ｒ５までの区間では、第１制限速度値ｖＬ１は例えば第１の速度値ｖ１であって、第２制限速度値ｖＬ２は例えば第２の速度値ｖ２である。第１の速度値ｖ１と第２の速度値ｖ２はその絶対値が同じで設定されても良いし、異なる値で設定されても良い。なおこの区間で、第１制限速度値ｖＬ１は正方向の制限速度であって、第２制限速度値ｖＬ２は負方向の制限速度である。
【００５５】
第５の位置ｒ５から移動目標位置ｒＴＰ１までの区間では、第１制限速度値ｖＬ１は、第１の速度値ｖ１からこの第１の速度値ｖ１の絶対値を徐々に減少させて移動目標位置ｒＴＰ１にてゼロになる仮想線上の速度であって、第２制限速度値ｖＬ２は第２の速度値ｖ２である。この仮想線は本実施形態では一次の直線であるが、これに限らず２次以上の曲線等としても良い。なおこの区間で、第１制限速度値ｖＬ１は正方向の制限速度であって、第２制限速度値ｖＬ２は負方向の制限速度である。
【００５６】
第６の位置ｒ６から、移動目標位置ｒＴＰ１までの区間では、第１制限速度値ｖＬ１は、第２の速度値ｖ２からこの第２の速度値ｖ２の絶対値を徐々に減少させて移動目標位置ｒＴＰ１にてゼロになる仮想線上の速度であって、第２制限速度値ｖＬ２は第２の速度値ｖ２である。この仮想線は本実施形態では一次の直線であるが、これに限らず２次以上の曲線等としても良い。なおこの区間で、第１制限速度値ｖＬ１は負方向の制限速度であって、第２制限速度値ｖＬ２も負方向の制限速度である。
【００５７】
第１の位置ｒ１から第１のソフトウエアリミット位置ｒＳＬ１までの区間と、第４の位置ｒ４から第１のソフトウエアリミット位置ｒＳＬ１までの区間とは前述のソフトウエアリミット位置付近の設定と同様である。
【００５８】
図５は出力軸７の回転位置を横軸、制限速度を縦軸として、モータ部３の回転範囲を規定するソフトウエアリミット及び移動目標位置と制限速度の関係を示しており、モータ部３の現在の位置値ｒｃが、移動目標位置ｒＴＰ２と第２のソフトウエアリミット位置ｒＳＬ２の中間位置にある時を示している。
【００５９】
移動目標位置ｒＴＰ２から第７の所定距離ｄ７だけ第２のソフトウエアリミット位置ｒＳＬ２側の位置を第７の位置ｒ７とし、また移動目標位置ｒＴＰ２から第８の所定距離ｄ８だけ第１のソフトウエアリミット位置ｒＳＬ１側の位置を第８の位置ｒ８と表す。第２の位置ｒ２及び第３の位置ｒ３の第２のソフトウエアリミット位置ｒＳＬ２との位置関係は図３に示したものと同じである。
【００６０】
第７の位置ｒ７から第２の位置ｒ２までの区間では、第１制限速度値ｖＬ１は例えば第１の速度値ｖ１であって、第２制限速度値ｖＬ２は例えば第２の速度値ｖ２である。第１の速度値ｖ１と第２の速度値ｖ２はその絶対値が同じで設定されても良いし、異なる値で設定されても良い。なおこの区間で、第１制限速度値ｖＬ１は正方向の制限速度であって、第２制限速度値ｖＬ２は負方向の制限速度である。
【００６１】
第２の位置ｒ２から第２のソフトウエアリミット位置ｒＳＬ２までの区間と、第３の位置ｒ３から第２のソフトウエアリミット位置ｒＳＬ２までの区間とは、前述のソフトウエアリミット位置付近の設定と同様である。
【００６２】
第７の位置ｒ７から移動目標位置ｒＴＰ２までの区間では、第１制限速度値ｖＬ１は第１の速度値ｖ１であって、第２制限速度値ｖＬ２は第２の速度値ｖ２からこの第２の速度値ｖ２の絶対値を徐々に減少させて移動目標位置ｒＴＰ２にてゼロになる仮想線上の速度である。この仮想線は本実施形態では一次の直線であるが、これに限らず２次以上の曲線等としても良い。なおこの区間で、第１制限速度値ｖＬ１は正方向の制限速度であって、第２制限速度値ｖＬ２は負方向の制限速度である。
【００６３】
第８の位置ｒ８から移動目標位置ｒＴＰ２までの区間では、第１制限速度値ｖＬ１は第１の速度値ｖ１であって、第２制限速度値ｖＬ２は、第１の速度値ｖ１からこの第１の速度値ｖ１の絶対値を徐々に減少させて移動目標位置ｒＴＰ２にてゼロになる仮想線上の速度である。この仮想線は本実施形態では一次の直線であるが、これに限らず２次以上の曲線等としても良い。なおこの区間で、第１制限速度値ｖＬ１は正方向の制限速度であって、第２制限速度値ｖＬ２も正方向の制限速度である。
【００６４】
なお第１の所定距離ｄ１〜第８の所定距離ｄ８はモータ装置が駆動する負荷の重量等を考慮して決められる。例えば負荷が水平移動する場合は、第１の所定距離ｄ１＝第２の所定距離ｄ２＝第５の所定距離ｄ５＝第６の所定距離ｄ６＝第７の所定距離ｄ７＝第８の所定距離ｄ８でも良いし、異なる値を設定しても良い。また第２のソフトウエアリミット位置ｒＳＬ２が第１のソフトウエアリミット位置ｒＳＬ１の鉛直上方向にある時は、第５の所定距離ｄ５は第１の所定距離ｄ１よりも小さく設定することがある。第４の所定距離ｄ４は第１のソフトウエアリミット位置ｒＳＬ１と第１のハードウエアリミット位置ｒＨＬ１の間にあるソフト上のオーバーラン領域であることから、第１の所定距離ｄ１と比較して小さく設定することがある。第３の所定距離ｄ３も第２のソフトウエアリミット位置ｒＳＬ２と第２のハードウエアリミット位置ｒＨＬ２の間にあるソフト上のオーバーラン領域であることから、第２の所定距離ｄ２と比較して小さく設定することがある。
【００６５】
上記の構成によって制限速度設定部２４では、モータ部３が目標位置若しくはソフトウエアリミット位置近傍に所定の距離近づくと、減速を行って目標位置若しくはソフトウエアリミット位置で速度がゼロとなるような第１制限速度値ｖＬ１と第２制限速度値ｖＬ２とを制限速度補正部２５に出力する。これによって出力軸７及び出力軸７に接続された負荷が停止する際の動きが滑らかとなって、慣性力が大きい負荷においてのオーバーランも低減することができる。
【００６６】
図６は本発明の実施形態に係るモータ装置制御装置の制限速度補正部２５による速度補正の詳細を示した線図であって、図６を用いて制限速度補正部２５による補正方法の詳細について説明する。
【００６７】
図６は横軸に取得した現在の速度、縦軸に制限速度補正部２５にて出力する速度補正値ｖａを示している。制限速度補正部２５は、一方で制限速度設定部２４から第１制限速度値ｖＬ１と第２制限速度値ｖＬ２とを得て、他方で同時に速度演算器３０から現在の速度値ｖｃを得て、速度値ｖｃが制限速度を越えた場合にこれを補正する速度補正値ｖａを出力する機能を有している。制限速度は方向によって第１制限速度値ｖＬ１と第２制限速度値ｖＬ２で定められている。この第１制限速度値ｖＬ１と第２制限速度値ｖＬ２の範囲内では速度補正値ｖａはゼロとなる。そしてこの範囲を越えた場合にそれぞれ速度超過分を打ち消すために、制限速度補正部２５は補正用の速度補正値ｖａを出力する。モータ制御指令部２９はこれを用いて制御を行い、トルク制御と共に速度を制御するモータ制御装置が実現できる。
【００６８】
図７は本発明の実施形態に係るモータ装置１を用いた昇降装置１０の斜視図である。昇降装置１０は、カバーにて覆われた本体部１１と、この本体部１１からリンクチェーン１５に沿って下方に伸びた位置にあって荷役物４０を吊下げて係止する係止部材１４と、係止部材１４と一緒に昇降する操作指令部１７とで構成されている。昇降装置１０は、本体部１１に吊下げ用フック１６が設けられて、建物の梁などの構造物や水平方向に移動可能なレールに設けられた可動装置などに吊るして使用することができる。
【００６９】
この本体部の内部には昇降装置１０の全体を制御する制御部１２が本体部１１内にモータ制御装置２を含んで収納されている。制御部１２はＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、その他の記憶装置及び入出力装置を備えている。また制御部１２はスパイラルコード１３によって操作指令部１７等と電気的に繋がっている。昇降装置１０を扱う管理者や作業者が操作指令部１７を操作することで、各種の作業指令と、トルク目標値τｒｅｆ及び移動目標値の入力が行われ、これを基に制御部１２はモータ部３の制御を行う。
【００７０】
以上の構成にて、作業者が係止部材１４に荷役物４０を吊るすと、荷役物４０の重量によってリンクチェーン１５が引っ張られるため、係止部材１４、リンクチェーン１５、リンクチェーン１５を巻きつける不図示のロードシーブ及び出力軸７を介してトルク検出部６にトルクが生じる。そしてモータ制御装置２は、トルク検出部６にて検出したトルク信号と、位置検出部４にて検出した位置信号を基に演算して、モータ部３の制御を行う。
【００７１】
図８は本発明の実施形態に係るモータ装置を用いた昇降装置１０の動作説明図である。図８（ａ）は荷役物４０が係止部材１４に吊るされてバランス状態となった際の下限位置、すなわち第２のソフトウエアリミット位置ｒＳＬ２を示し、図８（ｃ）は上限位置、すなわち第１のソフトウエアリミット位置ｒＳＬ１を示していて、この時には範囲Ｗ内で移動可能である。そしてこの第１のソフトウエアリミット位置ｒＳＬ１と第２のソフトウエアリミット位置ｒＳＬ２との中間位置に移動目標位置ｒＴＰが存在する（図８（ｂ））。したがってこのような昇降装置１０に上記のモータ装置１を用いることで、トルク検出部６に加わるトルクを所定の値に制御しつつ操作指令部１７からの移動目標位置指令により移動目標位置ｒＴＰへの移動動作を行う時、昇降速度の制御や移動目標位置ｒＴＰ直前での滑らかな減速を行うことが可能となる。
【００７２】
以上、本発明を好ましい実施形態に基づき説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明の活用例として、工業用ロボット、台車及び移動できる車両等に搭載される電動昇降装置等への適用が可能である。
【符号の説明】
【００７４】
１  ：モータ装置
２  ：モータ制御装置
３  ：モータ部
４  ：位置検出部
５  ：減速機
６  ：トルク検出部
７  ：出力軸
８ａ、８ｂ、８ｃ  ：配線
１０  ：昇降装置
１１  ：本体部
１２  ：制御部
１３  ：スパイラルコード
１４  ：係止部材
１５  ：リンクチェーン
１６  ：吊下げ用フック
１７  ：操作指令部
２０  ：トルク制御部
２１  ：減算器
２２  ：乗算器
２３  ：減算器
２４  ：制限速度設定部
２５  ：制限速度補正部
２６  ：乗算器
２７  ：外乱補償器
２８  ：加算器
２９  ：モータ制御指令部
３０  ：速度演算器
４０  ：荷役物
【図１】
2019054613.tif 000003
【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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