(57)【要約】【課題】実際の駆動機構と異なることによる誤差を回避し、正確な負荷トルク変動を計測する負荷トルク変動計測装置、同方法、同プログラムおよび記録媒体を提供する。【解決手段】本来の駆動系に影響を与えないような回転位置検出部１−４より計測した計測対象の回転体の回転位置変動量と、駆動トルク伝達部１−１の回転方向の剛性から、負荷トルク変動を計測する負荷トルク演算手段を有する。【選択図】        図１
2004163238.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動トルク発生手段により発生させた駆動トルクと、
駆動対象の回転体廻りに発生する負荷トルクとにより、前記回転体の回転駆動中に生ずる駆動トルク伝達部の負荷トルク変動を計測する負荷トルク変動計測装置において、
前記回転体の回転位置を検出する回転位置検出手段と、
前記回転体位置検出手段により得られた平均回転速度情報と、初期回転体位置情報と、回転駆動中の回転体位置情報と、前記駆動トルク伝達部の回転方向の剛性とから前記駆動トルク伝達部の負荷トルク変動を計算する負荷トルク演算手段とを有することを特徴とする負荷トルク変動計測装置。
【請求項２】
定常状態駆動手段と、
前記回転位置検出手段により計測した定常状態駆動時の回転体位置情報により前記平均回転速度情報を算出する平均回転速度演算手段とをさらに有することを特徴とする請求項１記載の負荷トルク変動計測装置。
【請求項３】
任意の駆動トルクまたは回転駆動位置を発生する初期回転位置駆動手段と、
前記回転位置検出手段により計測した回転体位置情報により前記初期回転体位置情報を記録する初期回転位置記録手段とを有することを特徴とする請求項１記載の負荷トルク変動計測装置。
【請求項４】
前記回転位置検出手段により計測した前記回転体位置情報から、記録する位置を判別し前記初期回転体位置情報を出力する初期回転位置判別手段を有することを特徴とする請求項３記載の負荷トルク変動計測装置。
【請求項５】
定常状態負荷トルク情報と、定常状態時の回転位置情報とにより前記駆動トルク伝達部の回転方向の剛性を推定する駆動トルク伝達部剛性推定手段とを有することを特徴とする請求項１記載の負荷トルク変動計測装置。
【請求項６】
前記駆動トルク伝達部剛性推定手段は、定常状態時の回転位置情報に回転位置変動がある場合、任意の区間を対象に平均化処理を施し、平均化した回転位置情報を基に前記駆動トルク伝達部の回転方向の剛性を推定する回転体位置補正手段とを有することを特徴とする請求項５記載の負荷トルク変動計測装置。
【請求項７】
前記負荷トルク演算手段は、前記初期回転位置情報計測時に発生する初期負荷トルクを用いて前記伝達トルクを計算する前記初期負荷トルク補正手段とを有することを特徴とする請求項１記載の負荷トルク変動計測装置。
【請求項８】
前記初期回転位置判別手段は、前記初期回転体位置記録手段から出力した駆動トルク情報によって前記回転体が駆動した際に、前記回転体位置情報と、前記駆動トルク情報とを同時に記録することを特徴とする請求項４記載の負荷トルク変動計測装置。
【請求項９】
前記初期回転位置判別手段は、前記駆動トルク情報に対する前記回転体位置情報の比が、任意の設定値より小さくなった場合、前記駆動トルク発生手段への信号をカットすることを特徴とする請求項８記載の負荷トルク変動計測装置。
【請求項１０】
駆動トルク発生工程により発生させた駆動トルクと、駆動対象の回転体廻りに発生する負荷トルクにより、前記回転体の回転駆動中に生ずる回転体軸負荷トルク変動を計測する負荷トルク計測装置において、
前記回転体の回転位置を検出する回転位置検出工程と、
平均回転速度情報と、前記回転体位置検出工程により得られた初期回転体位置情報と、回転駆動中の回転体位置情報と、前記回転体軸の回転方向の剛性とから前記回転体軸負荷トルク変動を計算する負荷トルク演算工程とを有することを特徴とする負荷トルク変動計測方法。
【請求項１１】
請求項１から３記載の負荷トルク演算手段と、平均回転速度演算手段と、初期回転位置記録手段とをコンピュータに同様な機能として持たせるためのプログラム。
【請求項１２】
請求項１から３記載の負荷トルク演算手段と、平均回転速度演算手段と、初期回転位置記録手段とをコンピュータに同様な機能として持たせるためのプログラムを記録したコンピュータが読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば複写機、プリンタ等の画像出力装置内に構成された感光体ドラムと、転写ベルトまたは搬送ベルトの駆動系において、作像プロセス中に発生する負荷トルクの変動を評価する負荷トルク変動計測装置、同方法、同プログラムおよび記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に駆動トルク発生部と計測対象の回転体間に発生する負荷トルク変動の計測には、ＤＣモータのような電流に応じたトルクを発生する駆動トルク発生部を用いて、その電流を計測することにより、トルク定数から負荷トルク変動を計測する方法がある。
【０００３】
また、駆動トルク発生部と計測対象の回転体を接続する駆動トルク伝達部にトルクセンサーを装着し、負荷トルク変動を計測する方法がある。このような方法は、エンジン（回転体）と、ダイナモメータ（駆動トルク発生部）間にトルクセンサーを設けた構成になっている。
【０００４】
従来例として、エンジン−負荷伝達装置（駆動トルク伝達部）−ダイナモメータ系内で発生する共振を避けるため、負荷伝達装置内に回転方向に対して伸縮するバネ要素とダンピング要素を含むダンパ機構を設けたことを特徴としている負荷伝達装置がある（例えば、特許文献１参照）。また、実際の機械で発生する負荷変動による回転位置誤差問題等、機械力学的に発生する回転位置誤差を考慮した歯車の偏心公差算出システム、その方法および記録媒体がある（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−１６１４３７号公報（１−２頁、図１）
【特許文献２】
特開２００２−１８１１６５号公報（１−４頁、図３）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来、複写機、プリンタ等の画像出力装置内の駆動系に対する評価では、実機を用いた実験的評価を行っていたが、最近では、実機をコンピュータ内で数値モデル化し、図面上で事前評価を行い開発したいとの要望があった。このため、負荷トルクに代表される中間特性を数値モデルに設定して、試作段階で事前評価の精度向上が行われている。
【０００７】
しかしながら、最近低コストであるため、パルス数で回転位置を制御するステッピングモータを用いた製品が主流になりつつあり、上記従来技術によるＤＣモータ等の電流を基とした計測ができなくなった。
【０００８】
一方、上述した特許文献１記載の負荷伝達装置のように、駆動トルク伝達部をＤＣモータに変更、または、駆動トルク伝達部にトルクセンサーを設ける等、駆動系に本来と異なる要素を用いると、その影響により実際の挙動と異なるために、実際の負荷トルク変動とは差異が発生する問題があった。
【０００９】
また、特許文献２記載の歯車偏心公差算出システムは、精度良く歯車偏心の公差を算出するものであり、駆動系における負荷トルク変動を算出するものではない。
【００１０】
そこで、本発明は本来の駆動系に影響を与えないような回転位置検出部より計測した計測対象の回転体の回転位置変動量と、駆動トルク伝達部の回転方向の剛性から、負荷トルク変動を計測する負荷トルク変動計測装置、同方法、同プログラムおよび記録媒体の提供を目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、請求項１記載の負荷トルク変動計測装置は、駆動トルク発生手段により発生させた駆動トルクと、駆動対象の回転体廻りに発生する負荷トルクとにより、回転体の回転駆動中に生ずる駆動トルク伝達部の負荷トルク変動を計測する負荷トルク変動計測装置において、回転体の回転位置を検出する回転位置検出手段と、回転体位置検出手段により得られた平均回転速度情報と、初期回転体位置情報と、回転駆動中の回転体位置情報と、駆動トルク伝達部の回転方向の剛性とから駆動トルク伝達部の負荷トルク変動を計算する負荷トルク演算手段とを有することを特徴としている。
【００１２】
請求項２記載の負荷トルク変動計測装置は、請求項１記載の負荷トルク変動計測装置において、定常状態駆動手段と、回転位置検出手段により計測した定常状態駆動時の回転体位置情報により平均回転速度情報を算出する平均回転速度演算手段とをさらに有することを特徴としている。
【００１３】
請求項３記載の負荷トルク変動計測装置は、請求項１記載の負荷トルク変動計測装置において、任意の駆動トルクまたは回転駆動位置を発生する初期回転位置駆動手段と、回転位置検出手段により計測した回転体位置情報により初期回転体位置情報を記録する初期回転位置記録手段とを有することを特徴としている。
【００１４】
請求項４記載の負荷トルク変動計測装置は、請求項３記載の負荷トルク変動計測装置において、回転位置検出手段により計測した回転体位置情報から、記録する位置を判別し、初期回転体位置情報を出力する初期回転位置判別手段を有することを特徴としている。
【００１５】
請求項５記載の負荷トルク変動計測装置は、請求項１記載の負荷トルク変動計測装置において、定常状態負荷トルク情報と、定常状態時の回転位置情報とにより駆動トルク伝達部の回転方向の剛性を推定する駆動トルク伝達部剛性推定手段とを有することを特徴としている。
【００１６】
請求項６記載の負荷トルク変動計測装置は、請求項５記載の負荷トルク変動計測装置において、駆動トルク伝達部剛性推定手段は、定常状態時の回転位置情報に回転位置変動がある場合、任意の区間を対象に平均化処理を施し、平均化した回転位置情報を基に駆動トルク伝達部の回転方向の剛性を推定する回転体位置補正手段とを有することを特徴としている。
【００１７】
請求項７記載の負荷トルク変動計測装置は、請求項１記載の負荷トルク変動計測装置において、負荷トルク演算手段は、初期回転位置情報計測時に発生する初期負荷トルクを用いて伝達トルクを計算する初期負荷トルク補正手段とを有することを特徴としている。
【００１８】
請求項８記載の負荷トルク変動計測装置は、請求項４記載の負荷トルク変動計測装置において、初期回転位置判別手段は、初期回転体位置記録手段から出力した駆動トルク情報によって回転体が駆動した際に、回転体位置情報と、駆動トルク情報とを同時に記録することを特徴としている。
【００１９】
請求項９記載の負荷トルク変動計測装置は、請求項８記載の負荷トルク変動計測装置において、初期回転位置判別手段は、駆動トルク情報に対する回転体位置情報の比が、任意の設定値より小さくなった場合、駆動トルク発生手段への信号をカットすることを特徴としている。
【００２０】
請求項１０記載の負荷トルク変動計測方法は、駆動トルク発生工程により発生させた駆動トルクと、駆動対象の回転体廻りに発生する負荷トルクにより、回転体の回転駆動中に生ずる回転体軸負荷トルク変動を計測する負荷トルク計測装置において、回転体の回転位置を検出する回転位置検出工程と、平均回転速度情報と、回転体位置検出工程により得られた初期回転体位置情報と、回転駆動中の回転体位置情報と、回転体軸の回転方向の剛性とから回転体軸負荷トルク変動を計算する負荷トルク演算工程とを有することを特徴としている。
【００２１】
請求項１１記載のプログラムは、コンピュータに請求項１から３記載の負荷トルク演算手段、平均回転速度演算手段、初期回転位置記録手段と同様な機能として持たせることを特徴としている。
【００２２】
請求項１２記載のプログラムを記録したコンピュータが読み取り可能な記録媒体は、コンピュータに請求項１から３記載の負荷トルク演算手段、平均回転速度演算手段、初期回転位置記録手段と同様な機能として持たせることを特徴としている。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図を参照しながら詳細に説明する。まず、図１から図３を参照にしてトルク変動計測装置の構成・動作について説明する。
【００２４】
トルク負荷変動計測装置の実施例を図２に示す。トルク負荷変動計測装置は、例えばモータ等の駆動トルク発生部１−１（駆動トルク発生手段）と、駆動トルク伝達部１−２と、駆動対象物の回転体１−３と、例えばロータリーエンコーダ等の回転位置検出部１−４（回転位置検出手段）とで構成されている。
【００２５】
前記駆動トルク発生部１−１は、前記駆動トルク伝達部１−２に装着されている。前記駆動トルク伝達部１−２は前記回転体１−３に装着されている。一方、前記回転位置検出部１−４は前記回転体１−３の回転軸上に装着されている。
【００２６】
前記駆動トルク発生部１−１から駆動トルクが発生すると前期駆動トルク伝達部１−２を介して前記回転体１−３が回転駆動する。前記回転位置検出部１−４は前記回転体１−３が回転駆動した際に、前記回転体１−３の回転位置を検出する。
【００２７】
負荷トルク計測変動装置の負荷トルク演算手段の実施例を図１に示す。負荷トルク演算手段は、初期回転位置記録部２−１、平均回転速度演算部２−２、回転位置変動演算部２−３、負荷トルク演算部２−４により構成されている。
【００２８】
前記平均回転速度演算部２−２は、前記駆動トルク生成部に予め設定した定常駆動時の回転駆動トルクを発生させるように信号を出力する。その際の前記回転位置検出部１−４から回転位置情報を入力する。同時に計測時間を記録する。前記回転位置情報と前記計測時間から、回転速度の平均値を算出する（平均回転速度演算手段）。例えば下記の式により平均回転速度を算出する。
ωａ＝（  Σ（θ（ｔ＋ｄｔ）  −θ（ｔ））／ｄｔ  ）    ／  Ｎ    （１）
（ただし、ωａ：平均回転速度、ｔ：時間、ｄｔ：計測間隔時間、θ（ｔ）  ：各時間の回転位置、Ｎ：計測した回転位置情報の個数）
【００２９】
計算結果の例をグラフを図６に示す。グラフは横軸に計測時間、縦軸に回転速度換算値（（θ（ｔ＋ｄｔ）  −θ（ｔ））／ｄｔ    ）、および平均回転速度ωａを示している。前記回転位置変動演算部２−３が前記回転位置変動量を算出する際に前記平均回転速度情報を出力する。
【００３０】
前記初期回転位置記録部２−１は、前記駆動トルク生成部に予め任意に設定した回転駆動トルクまたは回転駆動位置を発生させるように信号を出力する（初期回転位置駆動手段）。また、その際の前記回転位置検出部１−４から回転位置情報を入力し、記録する（初期回転位置記録手段）。前記回転位置変動演算部２−３が回転位置変動量を算出する際に前記回転位置情報を出力する。
【００３１】
前記回転位置変動演算部２−３は、前記初期回転位置記録部２−１から前記回転位置情報を、前記平均回転速度演算部２−２から前記平均回転速度情報を、それぞれ入力する。また、前記回転位置検出部１−４より駆動中の回転位置情報を入力する。同時に計測時間を記録する。以上の情報により平均速度で回転した際の理想回転位置に対する実際の回転位置との差（回転位置変動量）を算出する。例えば下記の式（２）により回転位置変動量を算出する。
θｆ（ｔ）  ＝（θ（ｔ）  −θｉ）−ωａ×ｔ  （２）
（ただし、θｆ（ｔ）  ：計測時間ｔの回転位置変動量、θｐ（ｔ）  ：計測時間ｔの回転位置、θｉ：初期回転位置、ｔ：計測時間）
【００３２】
算出結果を記録した例を図７に示す。横軸に計測時間、縦軸に回転位置変動を示している。前記初期回転位置を引いているため、開始時は回転位置変動が０となる。演算した回転位置変動量を負荷トルク演算部へ出力する。
【００３３】
前記負荷トルク演算部２−４は、前記回転位置変動演算部２−３から前記回転位置変動量を入力する。予め前記駆動トルク伝達部の捩り剛性を入力する。前記回転位置変動量と前記捩り剛性から、負荷トルク変動量を算出する（負荷トルク演算手段）。例えば、下記の式（３）により算出する。
Ｔｆ（ｔ）  ＝ｋｘ×θｆ（ｔ）    （３）
（ただし、Ｔｆ：負荷トルク変動量、Ｋｘ：駆動トルク伝達部の捩り剛性）
【００３４】
前記負荷トルク変動を算出した例を図８に示す。横軸は計測時間、縦軸は負荷トルク変動である。図３に負荷トルクを算出するまでの動作フローの例を示す。
【００３５】
初期設定後（３−１）、前記平均回転速度演算部２−２より前記駆動トルク発生部１−１に定常状態で駆動するよう信号を出力する（３−２）。同時に前記回転位置検出部１−４で前記回転体の回転位置を計測する（３−３）。計測後、前記平均回転速度演算部２−２で平均回転速度を算出し、記録する（３−４）。
【００３６】
次に、再度初期設定後（３−５）、前記初期回転位置記録部２−１より任意の駆動トルクを発生するよう前記駆動トルク発生部１−１に信号を送り、回転体の回転位置を前記回転位置検出部１−４より計測し、前記初期回転位置記録部２−１で記録する（３−６）。計測対象の駆動を前記駆動トルク発生部１−１で開始後（３−７）、前記回転体の回転位置を計測する（３−８）。
【００３７】
計測完了後、前記平均回転速度、前記初期回転位置、および計測対象の駆動時の前記回転位置より、前記回転位置変動量を算出する（３−９）。前記回転位置変動量と、前記回転位置変動量と前記捩り剛性から、前記負荷トルク変動量を算出する（３−１０）。
【００３８】
以上のように、本発明のトルク変動計測装置は、前記初期回転位置記録部２−１より駆動トルクを前記駆動トルク発生部１−１に任意の駆動トルクを与えることで、ギヤ噛合い等のバックラッシュが取り除かれる。また、前記回転体に発生する負荷トルクが作用すると前記駆動系の回転方法に関する弾性変形が生じ、前記駆動系の捩り剛性から回転体に発生する負荷トルクを求めることができる。
【００３９】
一般的には前記駆動トルク発生部１−１にＤＣモータのような電流制御によりトルクを発生するタイプでは、前記電流を計測する事により負荷トルクを計測できるが、前記駆動トルク発生部１−１が電流を計測しても負荷トルクを計測できないパルスモータ等の位置制御タイプでも、前記負荷トルクを計測することができる。また、前記ＤＣモータに交換または前記駆動トルク伝達部１−２にトルクセンサーを設けることにより負荷トルク変動を計測可能にしても、実際の駆動機構と異なることによる誤差を回避する事ができる。
【００４０】
次に、初期回転位置判別手段の構成・動作について、図４を参照にしながら説明する。前提条件として前記駆動トルク発生部１−１がＤＣモータのように電流によってトルクが発生する駆動トルク発生手段を想定している。
【００４１】
実施例を図４に示す。図１の構成に初期回転位置判別部２−５を設ける。初期回転位置判別部は前記駆動位置検出部１−４からの回転位置情報と、前記初期回転位置記録部２−１からの前記駆動トルク発生部へ出力した駆動トルク情報と、を入力し、初期回転位置情報を出力する。
【００４２】
前記初期回転位置判別部は、前記初期回転位置記録部２−１より出力した駆動トルク情報により前記回転体１−３が駆動した際に、前記回転位置情報と、前記駆動トルク情報を同時に記録する。前記駆動トルク情報に対する前記回転位置情報の比（図９のα）が任意に設定した値より小さくなった場合、前記駆動トルク発生部へ停止信号または駆動信号をカットする。また、その時の前記回転位置情報を前記初期回転位置記録部２−１に出力する。
【００４３】
以上のように、本発明のトルク変動計測装置の初期回転位置判別手段は、前記駆動トルク情報に対する前記回転位置情報の比の上限を任意に設定することで、前記回転位置に応じた、且つ前記初期回転位置決めに必要な前記駆動トルクを調整することができる。
【００４４】
また、計測対象の駆動系内にギヤのバックラッシュ等のガタがある場合、前記駆動トルクが前記回転体１−３に伝達するまでに微少な前記駆動トルクが必要である。ガタが存在する間は、前記駆動トルク情報に対する前記回転位置情報の比は大きくなる。前記駆動トルク情報に対する前記回転位置情報の比の上限を調整することで、前記ガタが無くなった状態での前記初期回転位置を設定することが可能になる。
【００４５】
次に、駆動トルク伝達部剛性推定手段の構成・動作について、図５を参照にしながら説明する。図５に駆動トルク伝達部剛性推定手段の構成を示す。前記駆動トルク伝達部剛性推定手段は、前記駆動トルク発生部１−１へ駆動トルク情報を出力する。また、前記回転位置変動演算部２−３より回転位置変動情報を入力する。駆動トルク伝達部剛性推定後、前記負荷トルク演算部２−４に前記駆動トルク伝達部剛性情報を出力する。
【００４６】
負荷トルク伝達部剛性推定手段は、予め定常状態に設定された駆動条件時にトルクゲージ等によって計測した負荷トルクを設定する。次に前記駆動トルク発生部１−１へ駆動トルク情報を出力し、定常時の駆動を行う。前記回転位置変動演算部２−３より入力した回転位置変動情報を前記負荷トルクで割ることにより前記駆動トルク伝達部剛性を推定する。推定した前記駆動トルク伝達部剛性の情報を前記負荷トルク演算部２−４に出力する。
【００４７】
以上のように、本発明のトルク変動計測装置の駆動トルク伝達部剛性推定手段は、定常時の駆動により、前記駆動トルク伝達部１−２は一定負荷トルクによる弾性変形を起こす。その時の回転位置変動量を計測し、また事前に計測した一定負荷トルク量で割ることで、前記駆動トルク伝達部１−２の捩り剛性を推定することができる。
【００４８】
また、前記駆動トルク伝達部１−２が複雑である場合、事前に前記駆動トルク伝達部の剛性を理論式、数値解析、および単体による実験で求めることが困難である。本発明により実機の前記駆動トルク伝達部の弾性変形により剛性を推定するので、正確な剛性値を設定することが可能になる。
【００４９】
次に、本発明のトルク変動計測装置の回転位置補正手段の動作について説明する。回転位置補正手段は、前記駆動トルク伝達部剛性推定手段で前記回転位置変動演算部２−３より入力した回転位置変動情報の任意の測定時間区間を抽出し、平均化処理を行う。平均化処理は例えば式（４）を用いる。
θａ＝Σθｆ，  ｔｒ（ｔ）  ／ｔｒ  （４）
（ただし、θａ平均化した回転位置変動量、θｆ，  ｔｒ：任意区間の回転位置変動ｔｒ：任意の測定時間幅）
【００５０】
実施例を図１０に示す。横軸は計測時間、縦軸は回転位置変動である。平均化した前記回転位置変動量を負荷トルク演算部２−４に出力する。
【００５１】
以上のように、計測した前記回転位置変動に計測誤差、または微少な変動がある場合、平均化処理により平均的な前記回転位置変動が得られる。また、前記駆動トルク伝達部剛性手段により計測した定常時の駆動で、軸受等の摩擦負荷トルクにより周期的な負荷変動が生じる場合がある。本発明により周期的な負荷変動が生じても平均的な前記回転位置変動量が得られるため、前記駆動トルク伝達部の剛性を推定することができる。
【００５２】
次に、本発明のトルク変動計測装置の初期トルク負荷補正手段の動作について説明する。初期トルク補正手段は、前記負荷トルク演算手段で算出された負荷トルクから、前記初期回転位置情報計測時に発生する初期負荷トルクを引き、前記負荷トルク演算手段で計算した前記負荷トルクを補正する。
【００５３】
以上のように、前記初期回転位置情報計測時に発生する初期負荷トルクを引算により除去することで、定常駆動で発生する負荷トルク変動を除いた負荷トルクを算出することができる。また、計測対象の駆動系には軸受摩擦負荷等、駆動系が持つ一定負荷トルクが存在する。この負荷トルクを除去することにより、着目している動作に対する負荷トルク変動を直読することが可能になる。
【００５４】
【発明の効果】
請求項１記載の負荷トルク変動計測装置によれば、駆動トルク発生手段により発生させた駆動トルクと、駆動対象の回転体廻りに発生する負荷トルクとにより回転体の回転駆動中に生ずる駆動トルク伝達部の負荷トルク変動を計測する負荷トルク変動計測装置であって、回転体の回転位置を検出する回転位置検出手段と回転体位置検出手段により得られた平均回転速度情報と、初期回転体位置情報と回転駆動中の回転体位置情報と、駆動トルク伝達部の回転方向の剛性とから駆動トルク伝達部の負荷トルク変動を計算する負荷トルク演算手段とを有することを特徴としているので、パルスモータ等の位置制御タイプでも負荷トルクを計測でき、また、実際の駆動機構と異なることによる誤差を回避することができる。
【００５５】
請求項２記載の負荷トルク変動計測装置によれば、請求項１記載の負荷トルク変動計測装置において、定常状態駆動手段と、回転位置検出手段により計測した定常状態駆動時の回転体位置情報により平均回転速度情報を算出する平均回転速度演算手段とをさらに有することを特徴としているので、パルスモータ等の位置制御タイプでも負荷トルクを計測でき、また、実際の駆動機構と異なることによる誤差を回避することができる。
【００５６】
請求項３記載の負荷トルク変動計測装置によれば、請求項１記載の負荷トルク変動計測装置において、任意の駆動トルクまたは回転駆動位置を発生する初期回転位置駆動手段と、回転位置検出手段により計測した回転体位置情報により初期回転体位置情報を記録する初期回転位置記録手段とを有することを特徴としているので、パルスモータ等の位置制御タイプでも負荷トルクを計測でき、また、実際の駆動機構と異なることによる誤差を回避することができる。
【００５７】
請求項４記載の負荷トルク変動計測装置によれば、請求項３記載の負荷トルク変動計測装置において、回転位置検出手段により計測した回転体位置情報から、記録する位置を判別し、初期回転体位置情報を出力する初期回転位置判別手段を有することを特徴としているので、駆動トルクを調整することができ、ガタが無くなった状態での初期回転位置を設定することができる。
【００５８】
請求項５記載の負荷トルク変動計測装置によれば、請求項１記載の負荷トルク変動計測装置において、定常状態負荷トルク情報と、定常状態時の回転位置情報とにより駆動トルク伝達部の回転方向の剛性を推定する駆動トルク伝達部剛性推定手段とを有することを特徴としているので、正確な剛性値を設定することができる。
【００５９】
請求項６記載の負荷トルク変動計測装置によれば、請求項５記載の負荷トルク変動計測装置において、駆動トルク伝達部剛性推定手段は、定常状態時の回転位置情報に回転位置変動がある場合、任意の区間を対象に平均化処理を施し、平均化した回転位置情報を基に駆動トルク伝達部の回転方向の剛性を推定する回転体位置補正手段とを有することを特徴としているので、駆動トルク伝達部の剛性を推定することができる。
【００６０】
請求項７記載の負荷トルク変動計測装置によれば、請求項１記載の負荷トルク変動計測装置において、負荷トルク演算手段は、初期回転位置情報計測時に発生する初期負荷トルクを用いて前記伝達トルクを計算する初期負荷トルク補正手段とを有することを特徴としているので、負荷トルクを除去でき、着目している動作に対する負荷トルク変動を直読することができる。
【００６１】
請求項８記載の負荷トルク変動計測装置は、請求項４記載の負荷トルク変動計測装置において、初期回転位置判別手段は、初期回転体位置記録手段から出力した駆動トルク情報によって回転体が駆動した際に、回転体位置情報と、駆動トルク情報とを同時に記録することを特徴としているので、駆動トルクを調整することができ、ガタが無くなった状態での初期回転位置を設定することができる。
【００６２】
請求項９記載の負荷トルク変動計測装置は、請求項８記載の負荷トルク変動計測装置において、初期回転位置判別手段は、駆動トルク情報に対する回転体位置情報の比が、任意の設定値より小さくなった場合、駆動トルク発生手段への信号をカットすることを特徴としているので、駆動トルクを調整することができ、ガタが無くなった状態での初期回転位置を設定することができる。
【００６３】
請求項１０記載の負荷トルク変動計測方法によれば、駆動トルク発生工程により発生させた駆動トルクと、駆動対象の回転体廻りに発生する負荷トルクにより、回転体の回転駆動中に生ずる回転体軸負荷トルク変動を計測する負荷トルク計測装置において、回転体の回転位置を検出する回転位置検出工程と、平均回転速度情報と、回転体位置検出工程により得られた初期回転体位置情報と、回転駆動中の回転体位置情報と、回転体軸の回転方向の剛性とから回転体軸負荷トルク変動を計算する負荷トルク演算工程とを有することを特徴としているので、パルスモータ等の位置制御タイプでも負荷トルクを計測でき、また、実際の駆動機構と異なることによる誤差を回避することができる。
【００６４】
請求項１１記載のプログラムは、コンピュータに請求項１から３記載の負荷トルク演算手段、平均回転速度演算手段、初期回転位置記録手段と同様な機能として持たせることを特徴としているので、パルスモータ等の位置制御タイプでも負荷トルクを計測でき、また、実際の駆動機構と異なることによる誤差を回避することができる。
【００６５】
請求項１２記載のプログラムを記録したコンピュータが読み取り可能な記録媒体によれば、コンピュータに請求項１から３記載の負荷トルク演算手段、平均回転速度演算手段、初期回転位置記録手段と同様な機能として持たせることを特徴としているので、パルスモータ等の位置制御タイプでも負荷トルクを計測でき、また、実際の駆動機構と異なることによる誤差を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態である負荷トルク演算手段の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態である負荷トルク変動計測装置の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態における負荷トルクを算出するまでの動作を示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施の形態において、負荷トルク演算手段に初期回転位置判別手段を加えた構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の駆動トルク伝達部剛性推定手段の構成を示すブロック図である。
【図６】平均回転速度演算部による平均回転速度の計算結果の例を示すグラフである。
【図７】回転位置変動演算部による回転位置変動量の算出結果の例を示すグラフである。
【図８】負荷トルク演算部による負荷トルク変動量の算出結果の例を示すグラフである。
【図９】初期回転位置判定部による回転位置情報および駆動トルク情報の記録結果の例を示すグラフである。
【図１０】回転位置補正手段による平均化処理の算出結果の例を示すグラフである。
【符号の説明】
１−１  駆動トルク発生部
１−２  駆動トルク伝達部
１−３  回転体
１−４  回転位置検出部
２−１  初期回転位置検出部
２−２  平均回転速度演算部
２−３  回転位置変動演算部
２−４  負荷トルク演算部
２−５  初期回転位置演算部
２−６  駆動トルク伝達部剛性推定部
【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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