(57)【要約】【課題】機械パラメータと運転パラメータの入力値を電動機制御パラメータ計算に利用できる電動機パラメータ設定装置と電動機パラメータ設定方法を提供する。【解決手段】電動機の電動機仕様データを格納した電動機仕様データ格納部と、電動機が駆動する機械要素の種類、各機械要素の特性値からなる機械データを設定する機械パラメータ入力部と、運転時の速度指令パターンを入力する運転パラメータ入力部と、機械データと速度指令パターンを格納するデータ格納部と、電動機制御装置から受信した電動機の応答データを解析して共振・反共振周波数を生成する機械特性解析部と、共振・反共振周波数から電動機制御パラメータを計算する制御パラメータ計算部と、電動機仕様データと、速度指令パターンと、機械要素の特性値から機械の容量を計算する容量選定計算部と、容量選定計算結果を格納する容量選定計算結果格納部と、を備えた【選択図】図１
2008029066.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動機制御装置の制御パラメータを入力設定する入力設定部と、前記電動機制御装置に入力された指令データや電動機の応答波形を表示する表示装置と、前記制御パラメータや応答波形データを電動機制御装置と送受信するデータ送受信部を備えた電動機制御パラメータ設定装置において、
前記電動機の電動機仕様データを格納した電動機仕様データ格納部と、
電動機が駆動する機械要素の種類、各機械要素の特性値からなる機械データを設定する機械パラメータ入力部と、
運転時の速度指令パターンを入力する運転パラメータ入力部と、
前記機械データと前記速度指令パターンを格納するデータ格納部と、
前記電動機制御装置から受信した電動機の応答データを解析して共振・反共振周波数を生成する機械特性解析部と、
前記共振・反共振周波数から電動機制御パラメータを計算する制御パラメータ計算部と、
前記電動機仕様データと、前記速度指令パターンと、前記機械要素の特性値から機械の容量を計算する容量選定計算部と、
容量選定計算結果を格納する容量選定計算結果格納部と、
を備えたことを特徴とする電動機制御パラメータ設定装置。
【請求項２】
前記機械データと前記速度指令パターンを外部から読み込むことを特徴とする請求項１記載の電動機制御パラメータ設定装置。
【請求項３】
前記機械データと前記電動機仕様データから直接制御パラメータを計算することを特徴とする請求項１記載の電動機制御パラメータ設定装置。
【請求項４】
前記機械パラメータ入力部と、前記運転パラメータ入力部と、前記データ格納部と、前記電動機仕様データ格納部と、前記容量選定計算部と、前記容量選定結果格納部と、前記格納データを送信する送信部と、からなる電動機容量選定器と、
前記格納データを受信するデータ受信部と、前記機械特性解析部と、前記制御パラメータ計算部と、前記データ送受信部と、からなる電動機制御パラメータ設定器と、
を備えることを特徴とする請求項１記載の電動機制御パラメータ設定装置。
【請求項５】
前記電動機制御パラメータ設定器は、データ読取部を備え、
前記データ読取部は、外部媒体に保存された機械データと電動機仕様データを読取ることを特徴とする請求項４記載の電動機制御パラメータ設定装置。
【請求項６】
電動機制御装置の制御パラメータを入力設定する入力設定部と、前記電動機制御装置に入力された指令データや電動機の応答波形を表示する表示装置と、前記制御パラメータや応答波形データを電動機制御装置と送受信するデータ送受信部を備えた電動機制御パラメータ設定装置の電動機制御パラメータ設定方法において、
電動機仕様データを格納するステップと、
電動機が駆動する機械要素の種類、各機械要素の特性値からなる機械データを設定するステップと、
運転時の速度指令パターンを入力するステップと、
前記機械データと前記速度指令パターンを格納するステップと、
前記電動機制御装置から受信した電動機の応答データを解析して共振・反共振周波数を生成するステップと、
前記共振・反共振周波数から電動機制御パラメータを計算するステップと、
前記電動機仕様データと、前記速度指令パターンと、前記機械要素の特性値から機械の容量を計算するステップと、
容量選定計算結果を格納するステップと、
を備えることを特徴とする電動機制御パラメータの設定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動機制御装置の制御パラメータ設定をする電動機制御パラメータ設定装置と電動機制御パラメータ設定方法に関する。  
【背景技術】
【０００２】
従来のパラメータ設定装置は、電動機制御装置に対して特定の運転指令パターンを転送し、実際に動作させ、その応答データを取得し、そのデータから電動機を含めた機械特性を解析し、負荷慣性モーメントや摩擦、機械剛性などから電動機の制御パラメータを計算している（例えば、特許文献１参照）。図１において、１はパラメータ調整装置であり、２のパラメータ取得部は機械の運転範囲を取得し、３の試験動作プログラム生成部から７の制御器に転送し格納した後、１１の駆動系を運転し、１４の被駆動部とともに１２のモータを運転し、応答データを１に転送し、そのデータを４のデータ取得部で受け取り、そのデータを解析し、６のパラメータ調整部で変更された制御パラメータを制御器に再設定する。
【０００３】
また、電動機の制御パラメータとして機械要素をあらかじめ選択してゲインを設定しているものもある（例えば、特許文献２参照）。図６の位置制御と速度制御に５２制御パラメータ計算手段、５パラメータ格納手段、６ゲイン設定手段で構成されるゲイン設定装置があり、設定方法として図１５のフローチャートがのＳ３１で伝達機構の種類、モータ制御装置の形態、速度制御の形態を設定することとなり、その時の位置ループゲイン、速度ループゲイン、速度ループ積分時定数、トルク指令フィルタを表にしたものが図１０である。図１０の機械剛性値で示される値と同じ行の各パラメータを図６のゲイン設定手段が電動機のゲインに書き込む。
【０００４】
また、電動機の容量を選定するために機械諸元と運転パターンを入力するものもある（例えば、特許文献３参照）。図４ではボーネジ機構の機械緒元とその記号が示されている。その選定手段は図３のフローチャートに示されている。このように電動機の容量を正しく決定するためには詳細な機械パラメータの情報から慣性モーメント、摩擦などの外力、モータと負荷の速度、また使用する運転指令パターンから必要なトルクが算出され、また運転サイクルから負荷率が計算されるなどして、最適な電動機の容量が決定される。
このように、従来の電動機パラメータ設定装置装置は、駆動する機械の動作特性をできる限り上げるために電動機の制御パラメータ計算に正しい機械特性値や運転パターンが必要である。
【特許文献１】特開２００３−３１６４２２号公報（第７頁、図１）
【特許文献２】特開２００５−００６４１８号公報（第１８頁、図６，１０，１５）
【特許文献３】特開２００６−０４２５８９号公報（第１４頁、図３、４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の電動機パラメータ設定装置は、駆動する機械に合わせた最適な制御パラメータを決定するために、電動機と電動機で駆動される伝達機構、被駆動機械部の機械特性を正確
に把握する必要があり、そのために自動運転を実施して電動機制御装置からの応答データを正しく検出、解析し、その結果を制御パラメータ計算に反映させたりしているが、応答データの検出には電動機制御装置内でも多少の誤差が含まれ、電動機パラメータ設定装置内の機械特性検出、解析にしてもデータの分解能、計算容量、処理能力などの計算機の限界や、解析手法自体にも計算誤差が含まれており正しい計算を阻害する要因でもある。また自動運転指令の加速度が過大であった場合は正しい応答波形にならず、解析結果の誤差が大きくなったり、また過小であった場合にも同様に正確な解析結果を得ることができない。そのために正しい運転指令を実施するために徐々に指令加速度を上げ、複数の自動運転を実施する必要があったが、その場合に自動運転開始からパラメータ決定までに時間がかかるなどの問題があった。またある機械を駆動するため必要最低限のモータトルク、負荷率などから正しい電動機と電動機制御装置の容量を電動機容量選定装置などで求めることが一般的であるが、この時、詳しい機械諸元を電動機容量選定装置に入力し、また実際に運転する場合の速度指令パターンを入力する必要がある。しかしながら多くの場合、このように電動機の容量を選定するのは機械設計または電気設計をする場合であり、その後、電動機と電動機制御装置を入手し、機械の製作が完了し、電気配線などの製作が終了したあとの最初の機械のセットアップ時に電動機制御装置の制御パラメータを決定することとなり、容量の選定から制御パラメータの決定までは多くの時間が経過している場合がほとんどである。また電動機の容量選定をする者と制御パラメータを決定する者が同じであることは少なく、電動機容量選定装置で入力した機械パラメータと運転パラメータは制御パラメータ調整時に有効利用できるにもかかわらず、再び利用するための仕組みがないという問題があった。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、電動機容量選定時の機械パラメータと運転パラメータの入力値を電動機制御パラメータ計算に利用できる電動機パラメータ設定装置と電動機パラメータ設定方法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】
【０００６】
上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成したのである。
請求項１に記載の発明は、電動機制御装置の制御パラメータを入力設定する入力設定部と、前記電動機制御装置に入力された指令データや電動機の応答波形を表示する表示装置と、前記制御パラメータや応答波形データを電動機制御装置と送受信するデータ送受信部を備えた電動機制御パラメータ設定装置において、前記電動機の電動機仕様データを格納した電動機仕様データ格納部と、電動機が駆動する機械要素の種類、各機械要素の特性値からなる機械データを設定する機械パラメータ入力部と、運転時の速度指令パターンを入力する運転パラメータ入力部と、前記機械データと前記速度指令パターンを格納するデータ格納部と、前記電動機制御装置から受信した電動機の応答データを解析して共振・反共振周波数を生成する機械特性解析部と、前記共振・反共振周波数から電動機制御パラメータを計算する制御パラメータ計算部と、前記電動機仕様データと、前記速度指令パターンと、前記機械要素の特性値から機械の容量を計算する容量選定計算部と、容量選定計算結果を格納する容量選定計算結果格納部と、を備えることを特徴とするものである。
請求項２に記載の発明は、請求項１記載の電動機制御パラメータ設定装置において、前記機械データと前記速度指令パターンを外部から読み込むことを特徴とするものである。
請求項３に記載の発明は、請求項１記載の電動機制御パラメータ設定装置において、前記機械データと前記電動機仕様データから直接制御パラメータを計算することを特徴とするものである。
請求項４に記載の発明は、請求項１記載の電動機制御パラメータ設定装置において、前記機械パラメータ入力部と、前記運転パラメータ入力部と、前記データ格納部と、前記電動機仕様データ格納部と、前記容量選定計算部と、前記容量選定結果格納部と、前記格納データを送信する送信部と、からなる電動機容量選定器と、前記格納データを受信するデータ受信部と、前記機械特性解析部と、前記制御パラメータ計算部と、前記データ送受信部と、からなる電動機制御パラメータ設定器と、を備えることを特徴とするものである。
請求項５に記載の発明は、請求項４記載の電動機制御パラメータ設定装置において、前記電動機制御パラメータ設定器は、データ読取部を備え、前記データ読取部は、外部媒体に保存された機械データと電動機仕様データを読取ることを特徴とするものである。
請求項６に記載の発明は、電動機制御装置の制御パラメータを入力設定する入力設定部と、前記電動機制御装置に入力された指令データや電動機の応答波形を表示する表示装置と、前記制御パラメータや応答波形データを電動機制御装置と送受信するデータ送受信部を備えた電動機制御パラメータ設定装置の電動機制御パラメータ設定方法において、電動機仕様データを格納するステップと、電動機が駆動する機械要素の種類、各機械要素の特性値からなる機械データを設定するステップと、運転時の速度指令パターンを入力するステップと、前記機械データと前記速度指令パターンを格納するステップと、前記電動機制御装置から受信した電動機の応答データを解析して共振・反共振周波数を生成するステップと、前記共振・反共振周波数から電動機制御パラメータを計算するステップと、前記電動機仕様データと、前記速度指令パターンと、前記機械要素の特性値から機械の容量を計算するステップと、容量選定計算結果を格納するステップと、を備えることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１に記載の発明によると、電動機パラメータ設定装置内に機械パラメータ入力部と運転パラメータ入力部を持ち、電動機容量選定を実施することができ、またこの入力データで制御パラメータの計算ができる電動機制御パラメータ設定装置を提供できる。。
また、請求項２に記載の発明によると、外部から機械データと速度指令パターンを読込むことができる電動機制御パラメータ設定装置を提供できる。
また、請求項３に記載の発明によると、機械データと電動機仕様データから直接制御パラメータを計算する電動機制御パラメータ設定装置を提供できる。
また、請求項４に記載の発明によると、電動機容量選定器と電動機パラメータ設定器に分け負荷を減らしたす動機制御パラメータ設定装置を提供できる。
また、請求項５に記載の発明によると、外部媒体に保存された機械データと電動機仕様データを読取り、電動機制御パラメータを計算する電動機制御パラメータ設定装置を提供できる。
また、請求項６に記載の発明によると、電動機パラメータと運転パラメータから、電動機容量選定を実施し、電動機制御パラメータの計算をする電動機制御パラメータ設定方法を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。
【実施例１】
【０００９】
図１は、本発明の電動機制御パラメータ設定装置の全体図である。図において、２１は電動機制御パラメータ設定装置。２２は機械パラメータ入力部であり、２３は運転パラメータ入力部、これらの入力値は１６のデータ格納部に格納される、１５はトルク特性、回転速度特性などの格納された電動機仕様データ格納庫、１４は容量選定計算部、１７は１４の計算結果を格納する選定結果格納部、２７はデータ送受信部、２４は検出したデータを解析する機械特性解析部、２６は電動機制御装置の制御パラメータを計算する制御パラメータ計算部となっている。また３１は電動機制御装置、３２は応答特性検出部、３３は電動機制御部、３４はデータ送受信部、４２は電動機、４３は機械となっている。
【００１０】
本発明が従来技術と異なる部分は、電動機パラメータ設定装置内に電動機容量選定が可能な機械パラメータ入力部１２と運転パラメータ入力部１３、データ格納部１６、電動機仕様データ格納部１５、容量選定計算部１４、容量選定結果格納部１７を備えた部分である。
従来の電動機容量選定装置は図４に示すように、機械パラメータ入力部１２、運転パラメータ入力部１３から容量選定計算部１４に設定された値で容量選定結果格納部１５に保存される。一方、図３に示すように従来の電動機パラメータ設定装置でも機械パラメータ入力部２２、運転パラメータ入力部２３を備えるが、ただし図４の機械パラメータ入力部１２，運転パラメータ入力部１３の入力設定内容は図１での１つあるいは２つ程度で情報量として少ない。
【００１１】
図１に示すように機械パラメータ入力部２２と運転パラメータ入力部２３は従来方法では図３示すように、構成は同じだが、機械パラメータ入力部で入力する値は電動機慣性モーメントと負荷慣性モーメントとの比（慣性モーメント比）を設定するか、電動機がリニア駆動方式だった場合は電動機質量と負荷側質量との比（質量比）するのみであった。そのための機械特性４３を電動機４２の出力と位置検出装置から検出する３２応答特性検出部が必要であった。この応答特性検出部では主に先の慣性モーメント比あるいは質量比の設定値が不要になるために電動機を運転している間の電動機のトルクあるいは推力と速度応答から慣性モーメント比を計算する方法が知られている。このためのトルクあるいは推力信号と速度フィードバック信号を検出すること。応答特性検出部のもう一つの検出内容は一定、あるいは可変の周期を持つトルクあるいは推力指令あるいは速度指令を出力することによって電動機の速度フィードバックを測定することによって機械のゲイン特性、位相特性を求めるいわゆる周波数特性を求めるためのデータを収集することである。このようにすることに機械特性の一部を検出する。この値は、電動機制御装置内でも制御パラメータの計算として使用し、慣性モーメント比から正しい速度ループゲインとトルクあるいは推力ゲインの関係を求めたり、機械の周波数特性から共振周波数対策のフィルタ周波数として使用したりすることもある。またデータ送受信部３４では上記の応答検出部のデータをシリアル、パラレルなどの通信手段で電動機制御装置から電動機制御パラメータ設定装置に送られる。電動機制御パラメータ設定装置２１でデータを受信し、機械特性解析部に入力される。ここでは上記３２で検出されたトルクあるいは推力、速度フィードバックなどの信号を指令したトルクあるいは推力周波数と速度フィードバックなどから機械の共振周波数、反共振周波数、外力、摩擦などの機械特性について検出を行う。これらの検出結果としては周波数特性のゲイン線図や位相線図であることが多く、この波形からノイズ成分を除去し、平均化したり、直線、曲線近似することで解析的に内部の特性値を抽出する。先に述べたように、これらの機械特性値は電動機制御装置内での信号からの実際のデータを使用しているので、誤差、バラツキなどの影響が大きく検出誤差となる。このため機械特性解析部２４ではこれらの実測データと機械パラメータ入力部からのデータから解析的に求めた、慣性モーメント比、共振周波数、反共振周波数、摩擦、外力、機械剛性などの機械パラメータからの値との比較を行い、修正するかどうかの判断や、また電動機制御装置の応答特性検出部から出力するトルクあるいは推力指令の振幅、周波数の値が適切でないと判断した場合はこれらの値を機械パラメータ入力値の値で解析的に求めた適当な振幅、周波数を初期値として使用することができる。これはたとえば機械特性検出部で検出した慣性モーメント比と機械パラメータ入力部で設定された値が大きく違う場合、指令したトルクあるいは推力指令が大きすぎたり、小さすぎたりする可能性がある、この場合改めて機械パラメータ入力値から設定された慣性モーメント比での適切なトルクあるいは推力指令値を逆算することにより適切な慣性モーメントが計算できる。
【００１２】
ここで機械パラメータ入力部の入力について例を用いて説明する。図５は駆動機構として一般的なボールねじを使った直動機構の概略図である。電動機５１によってボールねじ５３を回転させる。このとき電動機とボールねじはカップリング５９などの軸継ぎ手装置で軸の中心をあわせるように固定されている。このボールねじの外形に関する機械仕様としてはボールねじ長さＬｘ５７、ボールねじ径ｄ５６、ボールねじリードＬｂ５５などであり、またボールねじの回転運動から直道するステージには質量とステージ５４、重力や他の要因で作用する外力F５８などがある。図６は図５のボールねじ機構の電動機とボールねじ軸の間にベルトによる減速比Ｒｘ６２の減速機構が入ったものである。この場合電動機は電動機側プーリを回転し、ベルトに駆動力を摩擦、歯付きの機構で動力を伝え、ボールねじ側プーリは同様に一定の減速比を持つプーリ径で駆動されボールねじを回転させる。他のボールねじ機構の仕様は図５と同じである。またここで減速機構としてベルトを用いたが、減速機構としては他にギア機構、カム機構、などが考えられ、これらのものの組み合わせることも可能である。図７は７５電動機がギア７４を駆動し、プーリ７３を駆動することは図７の組み合わせ例としているが、ステージ７２はベルト７１に直接駆動されているものでベルトスライダ機構となる。このギア、プーリによる減速比、プーリ径７３、ベルト長７１などが機械仕様となる。またこの機構は減速機構のない場合でも構成が可能であり、また他の減速機構の組み合わせでも構成が可能である。図８は電動機８１をベルトの減速機構で減速し、テーブル８４と負荷８５を合わせた直結された機構を回転させる例である。この場合は減速比、テーブルの外形、質量、またテーブル上の負荷の位置、大きさ、質量などの機械仕様となる。
【００１３】
図１の運転指令パラメータ２３について詳しく説明する。機械を運転する位置決め運転指令は図９に示すような速度指令波形に代表される。図は電動機に指令される速度指令パターンを示しており、加速時間Ｔａ９２で加速し、最高速度Ｖｍａｘ９１となり、その後電動機の加速から一定速となる時間９３定速時間Ｔｃを経て、再び減速する減速時間Ｔｄ９４となり速度指令が０となったあと次の運転指令までの待ち時間Ｔｗ９６となる、この運転指令は一つのパターンであり、この台形の運転指令が連続する場合や、回転方向が正側、逆側になる場合などの組み合わせも考えられる。また定速時間Ｔｃが０とすることでいわゆる三角波の速度指令波形も可能である。
【００１４】
図１にもどり、上記で示した機械パラメータ入力部、運転パラメータ入力部の値はデータ格納部１６に保存され、電動機仕様データ格納部１５の電動機の電機子慣性モーメント、電流、出力トルクまたは推力の特性、許容負荷慣性モーメント、など電動機に固有のデータとともに容量選定計算部１４に入力され、機械パラメータと運転パラメータで示される運転条件にあった電動機を選定する。そしてこの結果は容量選定結果格納部１７に保存する。またこの際、選定結果をディスプレイ、プリンタ、磁気ディスク、光磁気ディスク、シリコンディスクなどのデバイスへ出力することも可能である。
【００１５】
そしてこれらの電動機容量選定は電動機と電動機制御装置を入手する前に選定するので電動機制御パラメータ設定装置２１の各ブロックのうち、２２、２３、１６、１５、１４，１７の各容量選定に関するブロックのみを使用すればいい。電動機制御装置３１から３４、２７のデータ送受信部を経て機械特性解析部２４に入力された電動機の応答検出データを容量選定時にデータ格納部に格納された機械パラメータ、たとえば慣性モーメン比などの値と比較し、この差が大きい場合は検出された値に誤りがある可能性があるか、入力された値と使用している機械が異なっている場合がるので、その場合はこれらの情報を表示し、データ格納部からの読み込み、データの管理方法を確認する必要がある。この差がある閾値より小さい場合は応答特性検出結果の内容を制御パラメータ計算部２６に送ることが可能である。ここでさらに機械パラメータとして入力された機構の種類、各機械仕様の数値、たとえば図５のボールねじ機構で電動機と機械であるボールねじがカップリングなどで固定されているのでバネ要素となる部分はカップリング部分とボールネジとテーブルの結合部であるナット部にあること知られている。ここでナット部をバネ系とすることで、質点２個をバネで締結した２慣性系とみなすことができる。今ここで、この２慣性系の電動機側慣性モーメントＪ１と負荷側慣性モーメントＪ２とするとこの系の共振周波数をωｒ（ｒａｄ／ｓ）、反共振周波数をωａ（ｒａｄ／ｓ）とすると式（１）、式（２）で示すことができる。
【００１６】
【数１】
2008029066.tif 000003
【００１７】
【数２】
2008029066.tif 000004
ここでＫｓは機械系総合剛性であり、この値はボールネジの機械仕様から数式３のように決めることができる。（たとえば、“精機製品ＮＳＫリニアガイドカタログ”, ＣＡＴ．Ｎｏ．３１６１ｂ，ｐＢ５１９，送りねじ系の剛性，日本精工株式会社２００４  Ｅ−９  などに記載されている）
【００１８】
【数３】
2008029066.tif 000005
ここでＫｃ、Ｋｂ、Ｋｎ、Ｋｒはそれぞれボールネジの軸方向の剛性、支持軸受けの軸方向剛性、ナット部の剛性、スラスト軸受けの軸方向の剛性であり、Ｋｃに関してはボールねじ固定方法によって異なるが、駆動側ベアリングが固定方式、反駆動側が自由方式の場合、式（４）で示すことができる。
【００１９】
【数４】
2008029066.tif 000006
ここでｄはボールねじの直径であり、図５のｄ、Ｌｘはボールネジの長さを示し、Ｅは縦弾性係数はボールネジの材質できまる、多く場合で鋼なので２．１×１０６［ｋｇ／ｃｍ２］
となる。その他のＫｂ、Ｋｎ、Ｋｒについては各ボールネジメーカの仕様より厳密な値ではなく、概算値としても求めることが可能である。以上のようにして機械パラメータ入力値より多くの情報が必要となるが、個別に共振周波数、反共振周波数を求めることも可能。また機械パラメータ入力値のみの情報から式（１）と式（２）の比から
【００２０】
【数５】
2008029066.tif 000007
として機械パラメータ入力値による機械特性値のＪ１とＪ２の値と機械特性解析部の共振周波数ωｒとωａの解析結果を数式５で比較することができる。
【００２１】
このように求めた機械の情報からたとえば共振周波数が電動機に振動を与える場合は共振対策フィルタ、たとえばノッチフィルタの周波数を正しく設定したり、ノッチフィルタの幅であるＱ値を共振周波数の周波数特性に合わせて正しく設定することが可能である。またこの機械パラメータの情報から特許文献１に示すように。機械要素がわかっているのでこの要素に合わせた電動機制御パラメータのゲイン、フィルタ設定表を選んでおき、剛性値を変えることで一定のゲイン、フィルタの関係を保ったままの設定が容易にできるという利点がある。
【００２２】
また制御パラメータ計算部では実際に電動機を運転することで、電動機出力するトルクあるいは推力に合わせた設定ゲインの上限値を求めたり、設定したフィルタの妥当性を検証したりする。このため運転パラメータを設定することで実際の運転パラメータを簡単に、画面で波形を確認しながら設定することが可能で、この値をデータ送受信部を介して電動機制御装置に転送し、電動機制御部で制御パラメータの特定のための試運転をすることができる。
【００２３】
これらの機械特性の正確な計算と解析結果を総合判断した結果の値を制御パラメータ計算部で使用する。ただ解析部と機械パラメータなどでの値があらかじめ設定した閾値以上に大きく異なる場合は再び全て、あるいは必要なデータのみに絞って応答特性を検出したり、機械パラメータによる結果と解析値の値が閾値以内であったとしても確認のために再度応答特性の検出をおこなってもよい。このときは２７データ送受信部から電動機制御装置内で再度応答特性を検出する。
【実施例２】
【００２４】
図２は第２実施例の構成を示す図である。図１と異なるのは機械パラメータ入力部１２、運転パラメータ入力部と電動機容量選定部などが電動機制御パラメータ設定装置２１内から独立しており、電動機容量選定器１１と電動機制御パラメータ設定器２０を構成している点である。ただこの形態は従来技術の容量選定装置と電動機パラメータ設定装置であり、従来技術と異なるのは電動機容量選定装置のデータ格納送信部１６とここからのデータを受信するデータ受信部である。
【００２５】
このように、電動機容量選定装置と電動機制御パラメータ設定装置が分かれているのでたとえば容量選定をするのは電動機を入手する前の設計時に必要だが、電動機制御パラメータ設定装置を使用するのは設計が完了し、試運転時に使用することがほとんどなのでもともと別の機能としている。すなわち、使用する形態としては従来技術のままでありながら、制御パラメータ計算部で必要な機械パラメータがデータ格納送信部とデータ受信部から制御パラメータ計算部で使用できる。
【００２６】
図１と同様に電動機容量選定装置として機械パラメータ入力部と運転パラメータ入力部に設定するとデータ格納送信部に格納され、電動機制御パラメータ設定装置に送信される。ただこの送信部、受信部は常に通信する必要がなく、このデータ格納送信部はデータを格納する記憶媒体でも代用可能である、すなわち電子ファイル、磁気記憶ディスク、シリコン記憶媒体、などのデータを格納可能なものであればよい。もちろん電動機制御パラメータ設定装置のデータ受信部もデータを受信するだけでない場合、これらの記憶媒体を読み込みできることが必要である。
【００２７】
図２では電動機制御パラメータと電動機制御装置が独立しているが、機械特性解析部や制御パラメータ計算部の計算時の処理部の負荷、メモリ使用量の増大が問題とならない場合、２１電動機制御パラメータ設定装置の処理内容を３１電動機制御装置に組み込むことも可能である。これによって２７データ送受信部、３４データ送受信部がなくなり、電動機制御装置内部のデータ授受で可能となる。
【００２８】
図１０は本発明の電動機制御パラメータ設定方法を示すフローチャートである。まず、ステップＳＴ１で電動機仕様データを格納し、次にステップＳＴ２で電動機が駆動する機械要素の種類、各機械要素の特性値からなる機械データを設定し、次にステップＳＴ３で運転時の速度指令パターンを入力し、次にステップＳＴ４で機械データと速度指令パターンを格納し、次にステップＳＴ５で電動機制御装置から受信した電動機の応答データを解析して共振・反共振周波数を生成し、次にステップＳＴ６で共振・反共振周波数から電動機制御パラメータを計算し、次にステップＳＴ７で電動機仕様データと速度指令パターンと機械要素の特性値から機械の容量を計算し、最後にステップＳＴ８で容量選定計算結果を格納する。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の第１実施例を示す電動機制御パラメータ設定装置のブロック図
【図２】本発明の第２実施例を示す電動機制御パラメータ設定装置と電動機容量選定装置のブロック図
【図３】従来の電動機制御パラメータ設定装置のブロック図
【図４】従来の電動機容量選定設定装置のブロック図
【図５】ボールネジ機構の概略図
【図６】ベルトとボールネジ機構の概略図
【図７】ベルトコンベア機構の概略図
【図８】テーブル機構の概略図
【図９】運転指令の速度指令パターンの概略図
【図１０】本発明の方法を示すフローチャート
【符号の説明】
【００３０】
１１  電動機容量選定器
１２  機械パラメータ入力部
１３  運転パラメータ入力部
１４  容量選定計算部
１５  電動機仕様データ格納部
１６  データ格納部
１７  容量選定結果格納部
２０  電動機制御パラメータ設定器
２１  電動機制御パラメータ設定装置
２２  機械パラメータ入力部
２３  運転パラメータ入力部
２４  機械特性解析部
２６  制御パラメータ計算部
２７  データ送受信部
３１  電動機制御装置
３２  応答特性検出部
３３  電動機制御部
３４  データ送受信部
４２、７５、８１  電動機
４３  機械
５１、６１  電動機
５３、６３  ボールネジ
５４、６４、８５  負荷
５５  ボールネジリード  Ｌｂ
５６  ボールネジ直径  ｄ
５７  ボールネジ長さＬｘ
５８  外力Ｆ
５９、６９  カップリング
６２  ベルト減速機
６５  ボールネジリード  Ｌｂ
６６  ボールネジ直径  ｄ
６７  ボールネジ長さＬｘ
６８  外力Ｆ
７１  ベルト
７２  ステージ
７３  プーリ
７４  ギア
８２  ベルト減速機
８４  テーブル
９１  最高速度Ｖｍａｘ
９２  加速時間  Ｔａ
９３  定速時間  Ｔｃ
９４  減速時間  Ｔｄ
９５  待ち時間  Ｔｗ
【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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