(57)【要約】【課題】モータと主軸間の動力伝達部の異常を回転速度全域にわたって安定して検出できるモータ制御装置を実現する。【解決手段】動力伝達部４を介して回転動力が主軸３に伝達されるモータ２の回転駆動を制御するモータ制御装置１は、モータ２の回転角を取得するモータ回転角取得部１１と、主軸３の回転角を取得する主軸回転角取得部１２と、主軸３が１回転するごとに出力される１回転信号を取得する１回転信号取得部１３と、モータ２の回転角からモータ２の回転速度を算出するモータ回転速度算出部１４と、主軸３の回転角から主軸３の回転速度を算出する主軸回転速度算出部１５と、１回転信号を取得してから次の１回転信号を取得するまでに取得されたモータ２の回転角の変化量が第１の範囲から外れた場合、または、モータ２の回転速度と主軸３の回転速度との差が第２の範囲から外れた場合、動力伝達部４に異常が発生したと判定する異常判定部１８と、を備える。【選択図】図１
2015106936.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
動力伝達部を介して回転動力が主軸に伝達されるモータの回転駆動を制御するモータ制御装置であって、
モータの回転角を取得するモータ回転角取得部と、
主軸の回転角を取得する主軸回転角取得部と、
主軸が１回転するごとに出力される１回転信号を取得する１回転信号取得部と、
取得したモータの回転角からモータの回転速度を算出するモータ回転速度算出部と、
取得した主軸の回転角から主軸の回転速度を算出する主軸回転速度算出部と、
１回転信号を取得してから次の１回転信号を取得するまでの間に取得されたモータの回転角の変化量が第１の範囲から外れた場合、または、モータの回転速度と主軸の回転速度との差が第２の範囲から外れた場合、動力伝達部に異常が発生したと判定する異常判定部と、
を備えることを特徴とするモータ制御装置。
【請求項２】
１回転信号を取得してから次の１回転信号を取得するまでの間に取得されたモータの回転角の変化量が第１の範囲から外れた場合、動力伝達部に異常が発生したと仮判定する第１の仮判定部と、
モータの回転速度と主軸の回転速度との差が第２の範囲から外れた場合、動力伝達部に異常が発生したと仮判定する第２の仮判定部と、
を備え、
前記異常判定部は、前記第１の仮判定部または前記第２の仮判定部のうち少なくとも１つが動力伝達部に異常が発生したと仮判定した場合、動力伝達部に異常が発生したと判定する請求項１に記載のモータ制御装置。
【請求項３】
前記第２の仮判定部は、モータの回転速度と主軸の回転速度との差から、モータと主軸との間の動力伝達部のスリップに起因するノイズを除去するフィルタを備え、前記フィルタによりノイズが除去されたモータの回転速度と主軸の回転速度との差が、第２の範囲から外れた場合に、動力伝達部に異常が発生したと仮判定し、
前記異常判定部は、第１の仮判定部および第２の仮判定部のうちいずれか１つが動力伝達部に異常が発生したと仮判定した場合、動力伝達部に異常が発生したと判定する請求項２に記載のモータ制御装置。
【請求項４】
前記異常判定部は、第１の仮判定部および第２の仮判定部の両方が動力伝達部に異常が発生したと仮判定した場合、動力伝達部に異常が発生したと判定する請求項２に記載のモータ制御装置。
【請求項５】
前記第１の範囲および前記第２の範囲は、モータの回転速度と主軸の回転速度との間の減速比および所望の許容誤差に基づいてそれぞれ規定される請求項１〜４のいずれか一項に記載のモータ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータと主軸との間の動力伝達部の異常検出機能を有するモータ制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
工作機械においては、モータの回転動力を主軸に伝達するベルトなどの動力伝達部に発生するスリップ（すべり）などの異常を検出することが従来より行われている。
【０００３】
例えば、モータの負荷情報と、駆動ベルトの状態を検知するセンサを用いて、ベルトの異常を検出する装置がある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
また例えば、主軸の回転速度とモータの回転速度との比較を行い、この主軸の回転速度とモータの回転速度との差が、モータと主軸との間において予め規定されてある減速比を考慮した速度差から逸脱した場合に、主軸とモータとの間の動力伝達部に異常が発生したと判定する異常検出方法がある（例えば、特許文献２参照。）。
【０００５】
また例えば、主軸の回転速度とモータの回転速度とを監視してすべり率を計算し、所定の条件以上のすべりを検出する異常検出方法がある（例えば、特許文献３参照。）。
【０００６】
また例えば、制御装置の指令回転数と主軸の実回転数とを比較し、その比が許容値を超える状態が許容時間継続したときに異常と判断し、主軸モータを停止させる方法がある（例えば、特許文献４参照。）。
【０００７】
また例えば、主軸が１回転するごとに毎に信号が出力される１回転信号検出手段を有し、１回転信号が検出されてから次の１回転信号が検出される間におけるモータの回転角の変化量を算出し、各１回転信号間におけるモータ回転角の変化量が、所定の条件から外れた場合に、主軸とモータとの間の動力伝達部に異常が発生したと判定する異常検出方法がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１０−１３７３１０号公報
【特許文献２】特開昭６１−１０３７５０号公報
【特許文献３】特開２００３−９４２８９号公報
【特許文献４】特開２００５−２４６５３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
主軸の回転速度とモータの回転速度との比較結果を用いて主軸とモータとの間のベルトやギアなどの動力伝達部の異常を検出する方法では、動力伝達部の瞬間的なスリップ（すべり）による影響を除去するために、主軸の回転速度とモータの回転速度との速度差に対してフィルタを適用し、フィルタ適用後のデータを用いて異常検出処理を行う必要がある。しかしながら、フィルタ時定数による検出遅れが発生してしまい、特にモータおよび主軸の高速回転時に、異常検出までの時間が長くなってしまう問題がある。
【００１０】
一方、主軸の各１回転信号間におけるモータ回転角の変化量を用いて主軸とモータとの間の動力伝達部の異常を検出する方法では、上記のようなフィルタを適用する必要がないため、モータおよび主軸の高速回転時における異常検出遅れは小さい。しかしながら、１回転信号を検出した時にのみ異常検出処理が行われるため、モータおよび主軸の低速回転時においては異常検出が遅れるという問題がある。
【００１１】
従って本発明の目的は、上記問題に鑑み、モータと主軸との間の動力伝達部の異常をモータおよび主軸の回転速度全域にわたって安定して検出することができる異常検出機能を有するモータ制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を実現するために、動力伝達部を介して回転動力が主軸に伝達されるモータの回転駆動を制御するモータ制御装置は、モータの回転角を取得するモータ回転角取得部と、主軸の回転角を取得する主軸回転角取得部と、主軸が１回転するごとに出力される１回転信号を取得する１回転信号取得部と、取得したモータの回転角からモータの回転速度を算出するモータ回転速度算出部と、取得した主軸の回転角から主軸の回転速度を算出する主軸回転速度算出部と、１回転信号を取得してから次の１回転信号を取得するまでの間に取得されたモータの回転角の変化量が第１の範囲から外れた場合、または、モータの回転速度と主軸の回転速度との差が第２の範囲から外れた場合、動力伝達部に異常が発生したと判定する異常判定部と、を備える。
【００１３】
ここで、モータ制御装置は、１回転信号を取得してから次の１回転信号を取得するまでの間に取得されたモータの回転角の変化量が第１の範囲から外れた場合、動力伝達部に異常が発生したと仮判定する第１の仮判定部と、モータの回転速度と主軸の回転速度との差が第２の範囲から外れた場合、動力伝達部に異常が発生したと仮判定する第２の仮判定部と、を備え、異常判定部は、第１の仮判定部または第２の仮判定部のうち少なくとも１つが動力伝達部に異常が発生したと仮判定した場合、動力伝達部に異常が発生したと判定するようにしてもよい。
【００１４】
また、第２の仮判定部は、モータの回転速度と主軸の回転速度との差から、モータと主軸との間の動力伝達部のスリップに起因するノイズを除去するフィルタを備え、このフィルタによりノイズが除去されたモータの回転速度と主軸の回転速度との差が、第２の範囲から外れた場合に、動力伝達部に異常が発生したと仮判定し、異常判定部は、第１の仮判定部および第２の仮判定部のうちいずれか１つが動力伝達部に異常が発生したと仮判定した場合、動力伝達部に異常が発生したと判定するようにしてもよい。
【００１５】
また、異常判定部は、第１の仮判定部および第２の仮判定部の両方が動力伝達部に異常が発生したと仮判定した場合、動力伝達部に異常が発生したと判定するようにしてもよい。
【００１６】
ここで、第１の範囲および第２の範囲は、モータの回転速度と主軸の回転速度との間の減速比および所望の許容誤差に基づいてそれぞれ規定されるものであってもよい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、モータと主軸との間の動力伝達部の異常をモータおよび主軸の回転速度全域にわたって安定して検出することができる異常検出機能を有するモータ制御装置を実現することができる。
【００１８】
本発明の第１の実施例によれば、モータの回転速度と主軸の回転速度との差のデータにフィルタを適用した値が規定の範囲を外れた場合、または主軸が１回転する間のモータの回転角の変化量が規定の範囲を外れた場合に、動力伝達部に異常が発生したと判定するので、モータと主軸との間の動力伝達部の異常を、モータおよび主軸の回転速度全域にわたって早期に検出することができる。
【００１９】
本発明の第２の実施例によれば、モータの回転速度と主軸の回転速度との差のデータにフィルタを適用した値が規定の範囲を外れ、なおかつ主軸が１回転する間のモータの回転角の変化量が規定の範囲を外れた場合に、動力伝達部に異常が発生したと判定するので、モータと主軸との間の動力伝達部の異常を、モータおよび主軸の回転速度全域にわたって誤検出なく検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明によるモータ制御装置の原理ブロック図である。
【図２】図１に示すモータ制御装置の動作フローを示すフローチャートである。
【図３】本発明の第１の実施例によるモータ制御装置の原理ブロック図である。
【図４】図３に示す本発明の第１の実施例によるモータ制御装置の動作フローを示すフローチャートである。
【図５】本発明の第２の実施例によるモータ制御装置の原理ブロック図である。
【図６】図５に示す本発明の第２の実施例によるモータ制御装置の動作フローを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１は、本発明によるモータ制御装置の原理ブロック図である。以降、異なる図面において同じ参照符号が付されたものは同じ機能を有する構成要素であることを意味するものとする。ここでは、モータ２の回転動力が動力伝達部４を介して主軸３に伝達される工作機械において、モータ制御装置１によりモータ２を回転駆動させる例について説明する。動力伝達部４としては、ベルトやギアなどがある。
【００２２】
主軸３を動力伝達部４を介して回転させるモータ２の駆動電力は、主軸用逆変換器１０によって生成される。主軸用逆変換器１０は、半導体スイッチング素子によりブリッジ回路が組まれた主回路部２１を有する。主軸用逆変換器１０は、モータ制御装置１内の数値制御部（図示せず）によって生成された駆動指令に基づき、主回路部２１内の半導体スイッチング素子がスイッチング動作されることで、整流器（図示せず）から入力された直流電力を、モータ２を回転駆動するための所望の電圧および所望の周波数の三相交流電力に変換する。モータ２は、供給された電圧可変および周波数可変の三相交流電力に基づいて動作する。モータ２の回転動力は、動力伝達部４を介して主軸３へ伝達され、これにより主軸３は回転駆動される。一般に、モータ２には、回転子（図示せず）の回転角を検出するロータリエンコーダなどのモータ回転角検出器３１が設けられている。また、主軸３には、主軸の回転角を検出するロータリエンコーダなどの主軸回転角検出器３２が設けられている。また、主軸回転角検出器３２は、主軸３の回転角を検出することに加え、主軸３が１回転するごとに主軸３が１回転したことを示す１回転信号を出力する。モータ制御装置１では、モータ回転角検出器３１および主軸回転角検出器３２からのモータ回転角および主軸回転角に係る情報ならびに１回転信号などを用いてモータ２の回転駆動を制御する。
【００２３】
また、モータ２と主軸３との間の動力伝達部４の異常を検出するために、モータ制御装置１は、モータ回転角取得部１１と、主軸回転角取得部１２と、１回転信号取得部１３と、モータ回転速度算出部１４と、主軸回転速度算出部１５と、第１の仮判定部１６と、第２の仮判定部１７と、異常判定部１８と、を備える。
【００２４】
モータ回転角取得部１１は、モータ回転角検出器３１から出力されたモータ２の回転角に関する情報を取得する。
【００２５】
主軸回転角取得部１２は、主軸回転角検出器３２から出力された主軸３の回転角に関する情報を取得する。
【００２６】
１回転信号取得部１３は、主軸回転角検出器３２から出力された主軸３の１回転信号を取得する。
【００２７】
モータ回転速度算出部１４は、モータ回転角取得部１１から取得したモータ２の回転角に関する情報からモータ２の回転速度を算出する。例えば、モータ回転速度算出部１４は、モータ２の回転角を微分することでモータ２の回転速度を得る。
【００２８】
主軸回転速度算出部１５は、主軸回転角取得部１２から取得した主軸３の回転角に関する情報から主軸３の回転速度を算出する。例えば、主軸回転速度算出部１５は、主軸３の回転角を微分することで主軸３の回転速度を得る。
【００２９】
第１の仮判定部１６は、１回転信号取得部１３が１回転信号を取得してから次の１回転信号を取得するまでの間に取得されたモータ２の回転角の変化量を算出し、この変化量が第１の範囲から外れたか否かを判断する。第１の範囲は、モータ２の回転速度と主軸３の回転速度との間において当該工作機械において規定されてある減速比および当該加工に許容される許容などに基づいて予め設定しておく。算出されたモータ２の回転角の変化量が第１の範囲から外れた場合、第１の仮判定部１６は、動力伝達部４に異常が発生したと仮判定する。
【００３０】
第２の仮判定部１７は、モータ２の回転速度と主軸３の回転速度との差を算出し、この差が第２の範囲から外れたか否かを判断する。第２の範囲は、モータ２の回転速度と主軸３の回転速度との間において当該工作機械において規定されてある減速比および当該加工に許容される許容などに基づいて予め設定しておく。算出されたモータ２の回転速度と主軸３の回転速度との差が第２の範囲から外れた場合、第２の仮判定部１７は、動力伝達部４に異常が発生したと仮判定する。
【００３１】
異常判定部１８は、第１の仮判定部１６または第２の仮判定部１７のうち少なくとも１つが動力伝達部４に異常が発生したと仮判定した場合に、動力伝達部４に異常が発生したと最終的に判定する。すなわち、異常判定部１８は、１回転信号取得部１３が１回転信号を取得してから次の１回転信号を取得するまでの間に取得されたモータ２の回転角の変化量が第１の範囲から外れた場合、または、モータ２の回転速度と主軸３の回転速度との差が第２の範囲から外れた場合、動力伝達部４に異常が発生したと判定する。異常判定部１８による判定結果はディスプレイ、ランプ、ブザーなどの報知手段（図示せず）で作業者に知らせてもよく、あるいは、ハードディスクやメモリなどの記憶手段に蓄積してもよい。またあるいは、異常発生時における工作機械の各種異常回避動作などを実行する際のデータとして用いてもよい。
【００３２】
なお、モータ回転速度算出部１４、主軸回転速度算出部１５、第１の仮判定部１６、第２の仮判定部１７および異常判定部１８は、例えばソフトウェアプログラム形式で構築されてもよく、あるいは各種電子回路とソフトウェアプログラムとの組み合わせで構築されてもよい。例えばモータ回転速度算出部１４、主軸回転速度算出部１５、第１の仮判定部１６、第２の仮判定部１７および異常判定部１８をソフトウェアプログラム形式で構築する場合は、モータ制御装置１内の演算処理装置はこのソフトウェアプログラムに従って動作することで上述のモータ回転速度算出部１４、主軸回転速度算出部１５、第１の仮判定部１６、第２の仮判定部１７および異常判定部１８の機能が実現される。したがって、モータ回転角検出部や主軸回転角検出部が接続された既存のモータ制御装置に対しても、上述のモータ回転速度算出部１４、主軸回転速度算出部１５、第１の仮判定部１６、第２の仮判定部１７および異常判定部１８に係るソフトウェアプログラムを当該モータ制御装置に追加的にインストールすることで本発明を適用可能である。
【００３３】
またあるいは、上述のモータ回転速度算出部１４、主軸回転速度算出部１５、第１の仮判定部１６、第２の仮判定部１７および異常判定部１８を、１つの筐体内に収め、これを単独の異常検出装置として実現してもよい。この場合、モータ回転角検出部や主軸回転角検出部が接続された既存のモータ制御装置に対して、後付けで異常検出装置を取り付けることも可能である。
【００３４】
図２は、図１に示すモータ制御装置の動作フローを示すフローチャートである。
【００３５】
まず、ステップＳ１０１において、モータ回転角取得部１１は、モータ回転角検出器３１から出力されたモータ２の回転角に関する情報を取得する。
【００３６】
ステップＳ１０２において、主軸回転角取得部１２は、主軸回転角検出器３２から出力された主軸３の回転角に関する情報を取得する。ステップＳ１０１における処理により得られるモータ２の回転角に関する情報とＳ１０２における処理により得られるモータ２の回転角に関する情報とは、モータ回転角検出部３１および主軸回転角検出部３２から同時期に出力されたものである。
【００３７】
ステップＳ１０３において、１回転信号取得部１３は、主軸回転角検出器３２から出力された主軸３の１回転信号を取得する。
【００３８】
次いでステップＳ１０４において、第１の仮判定部１６は、１回転信号取得部１３が１回転信号を取得してから次の１回転信号を取得するまでの間に取得されたモータ２の回転角の変化量を算出し、この変化量が第１の範囲から外れたか否かを判断する。１回転信号取得部１３が１回転信号を取得してから次の１回転信号を取得するまでの時間は、主軸３が１回転する時間に相当する。
【００３９】
第１の仮判定部１６は、ステップＳ１０４においてモータ２の回転角の変化量が第１の範囲から外れたと判断した場合は、ステップＳ１０５において、動力伝達部４に異常が発生したと仮判定する。
【００４０】
また、第１の仮判定部１６は、ステップＳ１０４においてモータ２の回転角の変化量が第１の範囲から外れていないと判断した場合は、ステップＳ１０６において、動力伝達部４は正常であると仮判定する。
【００４１】
ステップＳ１０７では、第２の仮判定部１７は、モータ２の回転速度と主軸３の回転速度との差を算出する。なお、ステップＳ１０１におけるモータ回転角取得部１１によるモータ２の回転角に関する情報の取得処理およびステップＳ１０２における主軸回転角取得部１２による主軸３の回転角の取得処理の実行後、ステップＳ１０７における回転速度差の算出処理の実行前までの間に、モータ回転速度算出部１４によるモータ２の回転速度を算出処理および主軸回転速度算出部１５による主軸３の回転速度の算出処理を実行しておく。
【００４２】
ステップＳ１０８では、第２の仮判定部１７は、モータ２の回転速度と主軸３の回転速度との差が第２の範囲から外れたか否かを判断する。
【００４３】
第２の仮判定部１７は、ステップＳ１０８においてモータ２の回転速度と主軸３の回転速度との差が第２の範囲から外れたと判断した場合は、ステップＳ１０９において、動力伝達部４に異常が発生したと仮判定する。
【００４４】
また、第２の仮判定部１７は、ステップＳ１０８においてモータ２の回転速度と主軸３の回転速度との差が第２の範囲から外れていないと判断した場合は、ステップＳ１１０において、動力伝達部４は正常であると仮判定する。
【００４５】
ステップＳ１１１において、異常判定部１８は、第１の仮判定部１６または第２の仮判定部１７のうち少なくとも１つが動力伝達部４に異常が発生したと仮判定したか否かを判断する。
【００４６】
異常判定部１８は、ステップＳ１１１において第１の仮判定部１６または第２の仮判定部１７のうち少なくとも１つが動力伝達部４に異常が発生したと仮判定した場合は、ステップＳ１１２において、動力伝達部４に異常が発生したと最終的に判定する。
【００４７】
また、異常判定部１８は、ステップＳ１１１において第１の仮判定部１６および第２の仮判定部１７いずれもが動力伝達部４は正常であると仮判定した場合は、ステップＳ１１３において、動力伝達部４は正常であると最終的に判定する。その後、ステップＳ１０１へ戻り、上述の処理を繰り返し実行する。
【００４８】
図３は、本発明の第１の実施例によるモータ制御装置の原理ブロック図である。本発明の第１の実施例では、第２の仮判定部１７−１にフィルタ１９が設けられる。フィルタ１９は、モータ２の回転速度と主軸３の回転速度との差から、モータ２と主軸３との間の動力伝達部４のスリップに起因するノイズを除去するものである。ノイズは高周波成分を有するので、フィルタ１９はローパスフィルタで構成される。第２の仮判定部１７−１では、モータ２の回転速度と主軸３の回転速度との差のデータにフィルタを適用し、フィルタ適用後のデータに基づいて、第２の範囲から外れたか否かを判断する。
【００４９】
第２の仮判定部１７−１では、モータ２の回転速度と主軸３の回転速度との差のデータにフィルタを適用しているものの、そのフィルタ時定数はそれほど長いものではない。したがって、モータ２および主軸３の低速回転時の異常検出に関しては、遅れの影響は少ないという利点がある。
【００５０】
一方、第１の仮判定部１６では、１回転信号取得部１３が１回転信号を取得してから次の１回転信号を取得するまでの間に取得されたモータ２の回転角の変化量を算出し、この変化量が第１の範囲から外れたか否かを判断する。第１の仮判定部１６では、第２の仮判定部１７−１におけるようなフィルタを適用しないため、モータおよび主軸の高速回転時における異常検出遅れは小さい。また、主軸３の１回転信号が取得される間隔が周期になるので、モータ２および主軸３の高速回転時でも遅れなく異常検出が迅速に行えるという利点がある。
【００５１】
つまり、モータ２および主軸３の低速回転時においては、第２の仮判定部１７−１は第１の仮判定部１６よりも異常検出の遅れが少ないので、第２の仮判定部１７−１は動力伝達部４の異常発生を早く検出することができる。また、モータ２および主軸３の高速回転時においては、第１の仮判定部１６は第２の仮判定部１７−１よりも異常検出の遅れが少ないので、第１の仮判定部１６は動力伝達部４の異常発生を早く検出することができる。そこで、本発明の第１の実施例では、第１の仮判定部１６および第２の仮判定部１７−１のそれぞれの特性を生かし、動力伝達部４の異常検出を、モータ２および主軸３の高速回転時では第１の仮判定部１６により行い、モータ２および主軸３の低速回転時では第２の仮判定部１７−１により行うよう、異常判定部１８−１を構成する。すなわち、異常判定部１８−１は、第１の仮判定部１６および第２の仮判定部１７−１のうちいずれか１つが動力伝達部４に異常が発生したと仮判定した場合に、動力伝達部４に異常が発生したと最終的に判定する。このように異常判定部１８−１を構成すると、モータ２および主軸３の低速回転時において動力伝達部４に異常が発生したときは、第２の仮判定部１７−１が第１の仮判定部１６よりも先に当該異常発生を検出し、したがって異常判定部１８−１は動力伝達部４に異常が発生したと判定し、また、モータ２および主軸３の高速回転時において動力伝達部４に異常が発生したときは、第１の仮判定部１６が第２の仮判定部１７−１よりも先に当該異常発生を検出し、したがって異常判定部１８−１は動力伝達部４に異常が発生したと判定する。このように、本発明の第１の実施例によれば、モータ２の回転速度と主軸３の回転速度との差のデータにフィルタを適用した値が第２の範囲を外れた場合、または主軸３が１回転する間のモータ２の回転角の変化量が第１の範囲を外れた場合に、動力伝達部４に異常が発生したと判定する。
【００５２】
なお、第２の仮判定部１７−１および異常判定部１８−１は、例えばソフトウェアプログラム形式で構築されてもよく、あるいは各種電子回路とソフトウェアプログラムとの組み合わせで構築されてもよい。例えば第２の仮判定部１７−１および異常判定部１８−１をソフトウェアプログラム形式で構築する場合は、モータ制御装置１内の演算処理装置はこのソフトウェアプログラムに従って動作することで上述の第２の仮判定部１７−１および異常判定部１８−１の機能が実現される。
【００５３】
なお、これ以外の回路構成要素については図１に示す回路構成要素と同様であるので、同一の回路構成要素には同一符号を付して当該回路構成要素についての詳細な説明は省略する。
【００５４】
図４は、図３に示す本発明の第１の実施例によるモータ制御装置の動作フローを示すフローチャートである。
【００５５】
まず、ステップＳ２０１において、モータ回転角取得部１１は、モータ回転角検出器３１から出力されたモータ２の回転角に関する情報を取得する。
【００５６】
ステップＳ２０２において、主軸回転角取得部１２は、主軸回転角検出器３２から出力された主軸３の回転角に関する情報を取得する。ステップＳ２０１における処理により得られるモータ２の回転角に関する情報とＳ２０２における処理により得られるモータ２の回転角に関する情報とは、モータ回転角検出部３１および主軸回転角検出部３２から同時期に出力されたものである。
【００５７】
ステップＳ２０３において、１回転信号取得部１３は、主軸回転角検出器３２から出力された主軸３の１回転信号を取得する。
【００５８】
次いでステップＳ２０４において、第１の仮判定部１６は、１回転信号取得部１３が１回転信号を取得してから次の１回転信号を取得するまでの間に取得されたモータ２の回転角の変化量を算出し、この変化量が第１の範囲から外れたか否かを判断する。
【００５９】
第１の仮判定部１６は、ステップＳ２０４においてモータ２の回転角の変化量が第１の範囲から外れたと判断した場合は、ステップＳ２０５において、動力伝達部４に異常が発生したと仮判定する。
【００６０】
また、第１の仮判定部１６は、ステップＳ２０４においてモータ２の回転角の変化量が第１の範囲から外れていないと判断した場合は、ステップＳ２０６において、動力伝達部４は正常であると仮判定する。
【００６１】
ステップＳ２０７では、第２の仮判定部１７−１は、モータ２の回転速度と主軸３の回転速度との差を算出する。なお、ステップＳ２０１におけるモータ回転角取得部１１によるモータ２の回転角に関する情報の取得処理およびステップＳ２０２における主軸回転角取得部１２による主軸３の回転角の取得処理の実行後、ステップＳ２０７における回転速度差の算出処理の実行前までの間に、モータ回転速度算出部１４によるモータ２の回転速度を算出処理および主軸回転速度算出部１５による主軸３の回転速度の算出処理を実行しておく。
【００６２】
ステップＳ２０８では、第２の仮判定部１７−１は、モータ２の回転速度と主軸３の回転速度との差のデータにフィルタを適用する。すなわち、第２の仮判定部１７−１内のフィルタ１９により、モータ２の回転速度と主軸３の回転速度との差から、モータ２と主軸３との間の動力伝達部４のスリップに起因するノイズを除去する。
【００６３】
ステップＳ２０９では、第２の仮判定部１７−１は、モータ２の回転速度と主軸３の回転速度との差についてのフィルタ適用後のデータが、第２の範囲から外れたか否かを判断する。
【００６４】
第２の仮判定部１７−１は、ステップＳ２０９においてモータ２の回転速度と主軸３の回転速度との差についてのフィルタ適用後のデータが第２の範囲から外れたと判断した場合は、ステップＳ２１０において、動力伝達部４に異常が発生したと仮判定する。
【００６５】
また、第２の仮判定部１７−１は、ステップＳ２０９においてモータ２の回転速度と主軸３の回転速度との差についてのフィルタ適用後のデータが第２の範囲から外れていないと判断した場合は、ステップＳ２１１において、動力伝達部４は正常であると仮判定する。
【００６６】
ステップＳ２１２において、異常判定部１８−１は、第１の仮判定部１６が動力伝達部４に異常が発生したと仮判定したか否かを判断する。
【００６７】
異常判定部１８−１は、ステップＳ２１２において第１の仮判定部１６が動力伝達部４に異常が発生したと仮判定した場合は、ステップＳ２１４において、動力伝達部４に異常が発生したと最終的に判定する。
【００６８】
異常判定部１８−１は、ステップＳ２１２において第１の仮判定部１６が動力伝達部４は正常であると仮判定した場合は、ステップＳ２１３において、第２の仮判定部１７−１が動力伝達部４に異常が発生したと仮判定したか否かを判断する。
【００６９】
異常判定部１８−１は、ステップＳ２１３において第２の仮判定部１７−１が動力伝達部４に異常が発生したと仮判定した場合は、ステップＳ２１４において、動力伝達部４に異常が発生したと最終的に判定する。
【００７０】
異常判定部１８−１は、ステップＳ２１３において第２の仮判定部１７−１が動力伝達部４は正常であると仮判定した場合は、ステップＳ２１５において、動力伝達部４は正常であると最終的に判定する。その後、ステップＳ２０１へ戻り、上述の処理を繰り返し実行する。
【００７１】
図５は、本発明の第２の実施例によるモータ制御装置の原理ブロック図である。本発明の第２の実施例では、異常判定部１８−２は、第１の仮判定部１６および第２の仮判定部１７の両方が動力伝達部４に異常が発生したと仮判定した場合に、動力伝達部４に異常が発生したと判定する。この場合、第１の実施例とは異なり、第２の仮判定部１７にフィルタを設ける必要はなく、その動作は図１および図２を参照して説明した通りである。
【００７２】
第２の仮判定部１７にはフィルタを設けないので、動力伝達部４の瞬間的なスリップ（すべり）を「異常の発生」と誤判定してしまう可能性がある。一方、第１の仮判定部１６は、１回転信号取得部１３が１回転信号を取得してから次の１回転信号を取得するまでの間に取得されたモータ２の回転角の変化量を算出し、この変化量が第１の範囲から外れたか否かを判断するので、第１の範囲をある程度大きく取っておけば、動力伝達部４の瞬間的なスリップ（すべり）を「異常の発生」と誤判定してしまう可能性は低い。そこで、本発明の第２の実施例では、第１の仮判定部１６および第２の仮判定部１７−１のそれぞれの特性を生かし、異常判定部１８−２を、第１の仮判定部１６および第２の仮判定部１７の両方が動力伝達部４に異常が発生と仮判定した場合にのみ、動力伝達部４に異常が発生したと最終的に判定するように構成する。この構成により、動力伝達部４の瞬間的なスリップ（すべり）を「異常の発生」と誤検出してしまうことが抑制される。
【００７３】
なお、異常判定部１８−２は、例えばソフトウェアプログラム形式で構築されてもよく、あるいは各種電子回路とソフトウェアプログラムとの組み合わせで構築されてもよい。例えば異常判定部１８−２をソフトウェアプログラム形式で構築する場合は、モータ制御装置１内の演算処理装置はこのソフトウェアプログラムに従って動作することで上述の異常判定部１８−２の機能が実現される。
【００７４】
なお、これ以外の回路構成要素については図１に示す回路構成要素と同様であるので、同一の回路構成要素には同一符号を付して当該回路構成要素についての詳細な説明は省略する。
【００７５】
図６は、図５に示す本発明の第２の実施例によるモータ制御装置の動作フローを示すフローチャートである。
【００７６】
まず、ステップＳ３０１において、モータ回転角取得部１１は、モータ回転角検出器３１から出力されたモータ２の回転角に関する情報を取得する。
【００７７】
ステップＳ３０２において、主軸回転角取得部１２は、主軸回転角検出器３２から出力された主軸３の回転角に関する情報を取得する。ステップＳ３０１における処理により得られるモータ２の回転角に関する情報とＳ３０２における処理により得られるモータ２の回転角に関する情報とは、モータ回転角検出部３１および主軸回転角検出部３２から同時期に出力されたものである。
【００７８】
ステップＳ３０３において、１回転信号取得部１３は、主軸回転角検出器３２から出力された主軸３の１回転信号を取得する。
【００７９】
次いでステップＳ３０４において、第１の仮判定部１６は、１回転信号取得部１３が１回転信号を取得してから次の１回転信号を取得するまでの間に取得されたモータ２の回転角の変化量を算出し、この変化量が第１の範囲から外れたか否かを判断する。
【００８０】
第１の仮判定部１６は、ステップＳ３０４においてモータ２の回転角の変化量が第１の範囲から外れたと判断した場合は、ステップＳ３０５において、動力伝達部４に異常が発生したと仮判定する。
【００８１】
また、第１の仮判定部１６は、ステップＳ３０４においてモータ２の回転角の変化量が第１の範囲から外れていないと判断した場合は、ステップＳ３０６において、動力伝達部４は正常であると仮判定する。
【００８２】
ステップＳ３０７では、第２の仮判定部１７は、モータ２の回転速度と主軸３の回転速度との差を算出する。なお、ステップＳ３０１におけるモータ回転角取得部１１によるモータ２の回転角に関する情報の取得処理およびステップＳ３０２における主軸回転角取得部１２による主軸３の回転角の取得処理の実行後、ステップＳ３０７における回転速度差の算出処理の実行前までの間に、モータ回転速度算出部１４によるモータ２の回転速度を算出処理および主軸回転速度算出部１５による主軸３の回転速度の算出処理を実行しておく。
【００８３】
ステップＳ３０８では、第２の仮判定部１７は、モータ２の回転速度と主軸３の回転速度との差が第２の範囲から外れたか否かを判断する。
【００８４】
第２の仮判定部１７は、ステップＳ３０８においてモータ２の回転速度と主軸３の回転速度との差が第２の範囲から外れたと判断した場合は、ステップＳ３０９において、動力伝達部４に異常が発生したと仮判定する。
【００８５】
また、第２の仮判定部１７は、ステップＳ３０８においてモータ２の回転速度と主軸３の回転速度との差が第２の範囲から外れていないと判断した場合は、ステップＳ３１０において、動力伝達部４は正常であると仮判定する。
【００８６】
ステップＳ３１１において、異常判定部１８−２は、第１の仮判定部１６が動力伝達部４に異常が発生したと仮判定したか否かを判断する。
【００８７】
異常判定部１８−２は、ステップＳ３１１において第１の仮判定部１６が動力伝達部４に異常が発生したと仮判定した場合は、ステップＳ３１２へ進む。
【００８８】
異常判定部１８−２は、ステップＳ３１１において第１の仮判定部１６が動力伝達部４は正常であると仮判定した場合は、ステップＳ３１４において、動力伝達部４は正常であると最終的に判定する。その後、ステップＳ３０１へ戻り、上述の処理を繰り返し実行する。
【００８９】
異常判定部１８−２は、ステップＳ３１２において、第２の仮判定部１７が動力伝達部４に異常が発生したと仮判定したか否かを判断する。
【００９０】
異常判定部１８−２は、ステップＳ３１２において第２の仮判定部１７が動力伝達部４に異常が発生したと仮判定した場合は、ステップＳ３１３において、動力伝達部４に異常が発生したと最終的に判定する。
【００９１】
異常判定部１８−２は、ステップＳ３１２において第２の仮判定部１７が動力伝達部４は正常であると仮判定した場合は、ステップＳ３１４において、動力伝達部４は正常であると最終的に判定する。その後、ステップＳ３０１へ戻り、上述の処理を繰り返し実行する。
【産業上の利用可能性】
【００９２】
本発明は、モータ回転角検出部および主軸回転角検出部が接続されたモータ制御装置によりモータの回転駆動が制御され、このモータの回転動力がベルトやギアなどの動力伝達部を介して主軸に伝達されることで主軸が回転する工作機械に適用することができる。
【符号の説明】
【００９３】
１    モータ制御装置
２    モータ
３    主軸
４    動力伝達部
１１    モータ回転角取得部
１２    主軸回転角取得部
１３    １回転信号取得部
１４    モータ回転速度算出部
１５    主軸回転速度算出部
１６    第１の仮判定部
１７、１７−１    第２の仮判定部
１８、１８−１、１８−２    異常判定部
１９    フィルタ
【図１】
2015106936.tif 000003
【図２】
2015106936.tif 000004
【図３】
2015106936.tif 000005
【図４】
2015106936.tif 000006
【図５】
2015106936.tif 000007
【図６】
2015106936.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成26年10月15日(2014.10.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
第１の仮判定部１６は、１回転信号取得部１３が１回転信号を取得してから次の１回転信号を取得するまでの間に取得されたモータ２の回転角の変化量を算出し、この変化量が第１の範囲から外れたか否かを判断する。第１の範囲は、モータ２の回転速度と主軸３の回転速度との間において当該工作機械において規定されてある減速比および当該加工に許容される誤差などに基づいて予め設定しておく。算出されたモータ２の回転角の変化量が第１の範囲から外れた場合、第１の仮判定部１６は、動力伝達部４に異常が発生したと仮判定する。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
第２の仮判定部１７は、モータ２の回転速度と主軸３の回転速度との差を算出し、この差が第２の範囲から外れたか否かを判断する。第２の範囲は、モータ２の回転速度と主軸３の回転速度との間において当該工作機械において規定されてある減速比および当該加工に許容される誤差などに基づいて予め設定しておく。算出されたモータ２の回転速度と主軸３の回転速度との差が第２の範囲から外れた場合、第２の仮判定部１７は、動力伝達部４に異常が発生したと仮判定する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７２】
第２の仮判定部１７にはフィルタを設けないので、動力伝達部４の瞬間的なスリップ（すべり）を「異常の発生」と誤判定してしまう可能性がある。一方、第１の仮判定部１６は、１回転信号取得部１３が１回転信号を取得してから次の１回転信号を取得するまでの間に取得されたモータ２の回転角の変化量を算出し、この変化量が第１の範囲から外れたか否かを判断するので、第１の範囲をある程度大きく取っておけば、動力伝達部４の瞬間的なスリップ（すべり）を「異常の発生」と誤判定してしまう可能性は低い。そこで、本発明の第２の実施例では、第１の仮判定部１６および第２の仮判定部１７のそれぞれの特性を生かし、異常判定部１８−２を、第１の仮判定部１６および第２の仮判定部１７の両方が動力伝達部４に異常が発生と仮判定した場合にのみ、動力伝達部４に異常が発生したと最終的に判定するように構成する。この構成により、動力伝達部４の瞬間的なスリップ（すべり）を「異常の発生」と誤検出してしまうことが抑制される。
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４】
2015106936.tif 000009
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図６】
2015106936.tif 000010