(57)【要約】【課題】チャックを移動するサーボモータをフィードバック制御する際に設定する各種パラメータを設定したり、修正したりする際に、その都度、電圧電流測定器を接続する手間を省くことができ、パラメータ設定作業を効率化する。【解決手段】サーボモータによるチャックの移動制御データやフィードバック制御のパラメータを設定入力するのに使用する制御装置の表示手段に検出された電圧及び電流に基づいて少なくとも速度波形及びトルク波形を表示可能とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャックを移動制御して成形機から成形品を取出す成形品取出機において、チャックを移動するサーボモータの制御装置に電圧及び電流検出手段及び表示手段を設け、表示手段に検出された電圧及び電流に基づいて少なくとも速度波形及びトルク波形を表示可能とし、表示された各波形に基づいてサーボモータをフィードバック制御する際の各種パラメータを設定可能にしたサーボドライバーの波形確認方法。
【請求項２】
請求項１のパラメータは、比例定数、積分定数、微分定数の少なくとも１つとした成形品取出機におけるサーボドライバーの波形確認方法。
【請求項３】
請求項１の表示手段は、制御装置に対して着脱可能に電気的に接続された可搬形の操作ボックスに設けた成形品取出機におけるサーボドライバーの波形確認方法。
【請求項４】
請求項３の表示手段は、表示される各種釦を押下操作して所定のデータを入力可能にしたタッチパネル構造からなる成形品取出機におけるサーボドライバーの波形確認方法。
【請求項５】
請求項１の表示手段は、測定された速度波形及びトルク波形を表示する際に最適パラメータによるサーボモータの速度波形及びトルク波形を表示可能にした成形品取出機におけるサーボドライバーの波形確認方法。
【請求項６】
請求項５において、表示手段は測定された速度波形及びトルク波形とは別に基準波形を切換え表示可能にした成形品取出機におけるサーボドライバーの波形確認方法。
【請求項７】
請求項５において、表示手段は測定された速度波形及びトルク波形と共に基準波形を一体に表示可能にした成形品取出機におけるサーボドライバーの波形確認方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成形品取出機においてチャックを移動するサーボモータを駆動制御する際に設定される比例ゲイン（Ｐ）及び積分ゲイン（Ｉ）を測定するサーボドライバーパラメータ確認方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１に示す成形品取出機においては、チャックを移動するサーボモータを、これに設けられたロータリーエンコーダ等の位置検出器からの位置検出信号に基づいてフィードバック制御してアームを制振制御している。
【０００３】
即ち、特許文献１の制振方法は、成形機上に設置する成形品取出し装置を一つの制御系と見なしたものにおいて、前記制御系は、前記成形品取出し装置が具備する成形品取出し用のアームと、前記アームを動かすための軸を有する電動機と、前記電動機の角速度を検出する角速度検出手段と、前記電動機をＰＩ制御するサーボ制御装置とを構成要素として含み、前記サーボ制御装置は、前記電動機を駆動する電流を演算する部分である電流制御器を含むと共に前記電動機が有する前記軸において発生しているトルクを推定する軸トルク推定手段を具備しており、前記軸トルク推定手段は、前記角速度検出手段からの出力信号と前記電動機への入力信号である電動機駆動電流とを取込むと共にそれら二つの信号に基づき、前記軸に加わる軸トルク外乱を推定する構成とし、前記サーボ制御装置は、前記軸トルク推定手段の出力を前記電流制御器へネガティブフィードバックさせる構成としたことを特徴としている。
【０００４】
そしてサーボモータを負荷変動に対応してフィードバック制御してチャックを所定の位置へ、かつ所望の動作で移動制御するには、予め設定された指令データと位置検出器からのデータの差である偏差データに基づいてサーボモータを比例動作（Ｐ動作）させたり、偏差データに基づいて目的位置からのずれを修正するために積分動作（Ｉ動作）させてチャックを所定の位置へ移動するように制御する必要がある。
【０００５】
しかし、上記したＰ動作に必要なＰゲイン（定数）やＩ動作に必要なＩゲイン（定数）等の各種パラメータを設定するには、サーボモータの速度波形やトルク波形を確認し、無負荷状態の各種波形と比較して設定する必要がある。
【０００６】
従来は、これらの波形を確認するには、例えば負荷状態を変更するたびに、サーボドライバーに電圧電流測定器を接続してこれらの波形を測定して上記ＰゲインやＩゲインを設定していた。
【０００７】
また、経時使用によるサーボドライバーの部品やサーボモータ自体の特性が劣化したり、故障等が発生した際には、サーボモータをＰＩ動作制御できず、チャックを所定位置へ移動制御できない事態が発生している。
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−３６１５７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
解決しようとする問題点は、保守作業者は、例えば負荷状態を変更したり、チャックを所定の位置へ移動制御できない事態が発生した際に、その都度、電圧電流測定器をサーボドライバーに接続してサーボモータの速度波形及びトルク波形を測定して上記パラメータの変化を測定してパラメータの変動を確認しているが、この場合であっては、その都度、電圧電流測定器を現場に持ち込んで測定しなければならず、波形の確認作業に手間がかかる点にある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、サーボモータによるチャックの移動制御データやフィードバック制御のパラメータを設定入力するのに使用する制御装置の表示手段に、検出された電圧及び電流に基づいて少なくとも速度波形及びトルク波形を表示可能としたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、チャックを移動するサーボモータをフィードバック制御する際に設定する各種パラメータを設定したり、修正したりする際に、その都度、電圧電流測定器を接続する手間を省くことができ、パラメータ設定作業を効率化することができる利点を有している。
【実施例１】
【００１２】
以下に実施形態を示す図に従って本発明を説明する。
図１及び図２において、成形品取出機１の本体フレーム３は成形機（図示せず）の固定側プラテン５の上面に固定され、該成形機の軸線直交方向で成形機の金型上方から成形機外の操作側または反操作側に至る長さからなる。
【００１３】
そして本体フレーム３上には第１走行体７が往復移動するように支持され、該第１走行体７には成形機の軸線方向へ延出する前後フレーム９の基端部が固定されている。そして該前後フレーム９には第２走行体１１が往復移動するように支持され、該第２走行体１１には上下方向に軸線を有した昇降フレーム１３が上下方向へ往復移動するように支持されている。該昇降フレーム１３の下部には成形機により成形された成形品を保持して成形機外へ取出すチャック１５が設けられている。
【００１４】
上記した第１走行体７、第２走行体１１及び昇降フレーム１３は駆動連結された数値制御可能なサーボモータ１７，１９，２１により夫々の方向へ駆動制御される。これらサーボモータ１７、１９及び２１には装着されたロータリーエンコーダ等の回転角検出器１７ａ，１９ａ，２１ａが設けられ、これらからの検出信号に基づいてサーボモータ１７，１９，２１をそれぞれフィードバック制御させる。これらサーボモータ１７，１９，２１を駆動制御するサーボモータ駆動制御手段４７は本体フレーム３の端部や成形機の設置床面に設けられる制御ボックス２９内に収容される。
【００１５】
そして制御ボックス２９には電気的に接続された可搬形の操作ボックス３１が着脱可能に設けられる。上記サーボモータ１７，１９，２１を回転角検出器１７ａ，１９ａ，２１ａからの検出信号に基づいてフィードバック制御するには、予め設定された指令データと位置検出器からのデータの差である偏差データに基づいてサーボモータ１７，１９，２１を比例動作（Ｐ動作）させたり、偏差データに基づいて目的位置からのずれを修正するために積分動作（Ｉ動作）させるためのＰゲインやＩゲイン等の各種パラメータを設定する必要がある。
【００１６】
操作ボックス３１には各種データを入力するための入力キーや入力設定モード及び操作モードを切換えるモード切換えキー等の各種入力釦、設定モード状態や入力された各種データを表示するＬＣＤ等の表示部材３１ａが設けられている。図に示す操作ボックス３１にあっては表示部材３１ａに表示された各種キーやスイッチ等の釦を指触押圧して設定モードを切換えたり、各種データを入力するタッチパネル構造からなる。
【００１７】
図３において、制御装置３３のＣＰＵ３５にはプログラムメモリ３７及び作業メモリ３９が設けられ、プログラムメモリ３７にはチャック１５を移動制御して成形品の取出し動作を実行する取出しプログラムデータ、後述する各サーボモータ１７，１９，２１の速度波形及びトルク波形を表示処理するための波形表示プログラムデータ及び表示部材３１ａに表示する各種設定画面に関するグラフィックデータが記憶されている。
【００１８】
また、作業メモリ３９には設定入力されたチャック１５の移動制御データを記憶する作業領域３９ａ、チャック１５の移動現在位置を記憶する現在位置領域３９ｂ、後述する電流電圧検出回路４１ａ，４１ｂ，４１ｃにより検出される各サーボモータ１７，１９，２１の測定電流及び電圧を記憶する波形データ領域３９ｃ、サーボモータ１７，１９，２１をフィードバック制御する際に設定されるＰゲイン、Ｉゲイン等の各種パラメータを記憶するパラメータ領域３９ｄを有している。その内、波形データ領域３９ｃは表示可能時間に応じた記憶容量のシフトレジスタにより構成される。
【００１９】
ＣＰＵ３５にはキー検出回路４３及び表示制御回路４５がインターフェース４６を介して接続され、これらキー検出回路４３及び表示制御回路４５には表示部材３１ａが接続されている。そして表示制御回路４５はプログラムメモリ３７に記憶された各種モード毎の画像に関するグラフィックデータを表示部材３１ａに出力して表示させる。また、キー検出回路４３は各モードに応じて表示部材３１ａに表示された画像中に配列された各種キー、スイッチ等で、押圧操作された釦を検出して対応するデータを入力制御する。
【００２０】
ＣＰＵ３５にはサーボモータ駆動制御手段４７が接続され、該サーボモータ駆動制御手段４７に夫々接続されたサーボモータ１７，１９，２１に装着された回転角検出器１７ａ，１９ａ，２１ａからの回転量検出信号及び作業領域３９ａに記憶されたチャック１５の各位置データに基づいてサーボモータ１７，１９，２１を夫々駆動制御してチャック１５を所定の位置へ移動させる。また、サーボモータ駆動制御手段４７は電流電圧検出手段４９ａ，４９ｂ，４９ｃが設けられ、電流電圧検出手段４９ａ，４９ｂ，４９ｃにより各サーボモータ１７，１９，２１に印加される電圧及び電流を検出する。
【００２１】
次に、回転角検出器１７ａ，１９ａ，２１ａからの位置検出信号に基づいて各サーボモータ１７，１９，２１を駆動制御してチャック１５を所定の位置へ所望の加速度、トルク速度で移動させるためにフィードバック制御する際に必要なＰゲイン、Ｉゲインの設定作用及びＰゲイン、Ｉゲインを設定する際に確認する速度波形と電圧波形の表示作用を説明する。
【００２２】
先ず、図４乃至図１１において、ステップ５１により表示部材３１ａにスタート画面（図７参照）を表示させる。該スタート画面には各種設定動作を選択するためのメニュー釦が配置されている。本例においては、サーボモータ１７，１９，２１をフィードバック制御する際のＰゲイン、Ｉゲインを設定する作用及び波形を表示するための作用に係るため、該スタート画面中のメニュー釦が押下されたものとする。
【００２３】
次に、ステップ５２において表示部材３１ａにメニュー画面（図８及び図９参照）を表示させる。メニュー画面として設定項目が多数存在する場合には、メニュー項目を複数画面、本例においては２画面で表示させるものとし、メニュー画面中には表示画面を切換える頁送り釦が設けられている。
【００２４】
第１頁目のメニュー画面中に、設定しようとするメニュー項目が配置されていない場合、ステップ５３により頁送り釦が押下されたか否かを判定する。今、第１頁目のメニュー画面中の他のメニュー項目釦が押下されてステップ５３がNOのとき、ステップ５４により選択されたメニュー項目に対応する処理を実行する。
【００２５】
一方、頁送り釦が押下されてステップ５３がYESのとき、ステップ５５により表示部材３１ａに第２頁目のメニュー画面を表示させる。この第２頁目のメニュー画面中には、サーボモータ１７，１９，２１をフィードバック制御するのに必要な各種パラメータを設定するためのドライバーパラメータ釦が配置されており、ステップ５６により該パラメータ釦が押下されたか否かを判定する。
【００２６】
今、第２頁目のメニュー画面中のパラメータ釦以外の他の設定釦が押下された場合には、ステップ５６がNOになり、ステップ５７により押下された釦に対応する処理を実行する。反対に、フィードバック制御する際のＰゲイン及びＩゲインを設定するためにパラメータ釦が押下されてステップ５６がYESのとき、ステップ５８により表示部材３１ａにパラメータ設定画面（図１０参照）を表示させる。
【００２７】
該パラメータ設定画面中には、パラメータを設定するサーボモータ軸、本例においては走行軸、前後軸及び上下軸に夫々対応してＰゲイン及びＩゲインの設定パラメータ値を表示するウィンドー、該ウィンドーから設定しようとする軸を選択する軸選択釦及びパラメータを設定する軸を選択した際に該軸及びこれに対応して設定されたＰゲイン、Ｉゲインを表示する設定ウィンドー、設定ウィンドーに表示された軸におけるサーボモータの速度波形及びトルク波形を表示するための波形表示釦が配列されている。尚、パラメータ設定画面の初期状態としては、走行軸、前後軸及び上下軸のうち、設定ウィンドーに走行軸及びこれに関するＰゲイン及びＩゲインを表示させる。
【００２８】
そして設定ウィンドーに表示された「走行軸」に関する各種パラメータを設定、又は修正するには設定しようとするＰゲイン或いはＩゲインのパラメータウィンドーを指定した後に書込み釦を押下し、指定されたウィンドーにパラメータを書き込み可能にさせる。
【００２９】
この書込み釦は、押下されると登録釦に表示が切換わり、ＰゲインまたはＩゲインのパラメータを書込んだ後に登録釦を押下することにより、これらパラメータを登録する。尚、登録釦は押下されると、書込み釦に表示を切換える。
【００３０】
そして上記した処理により各軸（走行軸、前後軸及び上下軸）のサーボモータ１７，１９，２１をフィードバック制御するのに必要なＰゲイン及びＩゲインの設定が終了した際には、パラメータ設定画面中の「戻る」釦を押下してメニュー画面に表示換えする。
【００３１】
一方、設定された各軸のＰゲイン及びＩゲインのパラメータ値の適否を判断するためには各サーボモータ１７，１９，２１の速度波形及びトルク波形を確認する必要がある。
この場合にあっては、 ステップ５９によりパラメータ設定画面中に配列された波形表示釦が押下されたか否かを判定する。波形表示釦以外の釦が押下された場合には、ステップ６０により押下された釦に対応する処理を実行する。反対に、波形表示させるために波形表示釦が押下されてステップ５９がYESのとき、ステップ６１により表示部材３１ａに波形表示画面（図１１参照）を表示させる。
【００３２】
該波形表示画面には波形表示する軸を選択するための軸選択釦、波形モニター開始を指示するためのスタート釦及びモニター終了を指示するためのストップ釦が配列されている。上記したように波形表示画面の初期設定としては、「走行軸」に関する速度波形及びトルク波形を表示するように設定されている。
【００３３】
次に、ステップ６２により波形表示しようとする軸を「走行軸」から「前後軸」に切換えるために軸切換え釦が押下されたか否かを判定する。軸切換え釦が押下されてステップ６２がＹＥＳのとき、ステップ６３により軸切換え釦が更に１回押下されたか否かを判定する。軸切換え釦が１回押下された状態にあっては、ステップ６３がNOになり、ステップ６４により表示部材３１ａに前後軸のサーボモータ１９に関する波形表示画面を表示させる。反対に、軸切換え釦が更に１回押下されてステップ６３がYESのとき、ステップ６５により軸切換え釦が更に１回押下されたか否かを判定する。
【００３４】
今、軸切換え釦が合計２回、押下されてステップ６５がNOのとき、ステップ６６により波形表示する軸として上下軸が選択されたと判断して表示部材３１ａに上下軸のサーボモータ２１に関する波形表示画面を表示させる。反対に、軸切換え釦が合計３回押下されてステップ６５がYESのとき、ステップ６１に戻り、軸として走行軸が設定された波形表示画面の初期画面を表示させる。
【００３５】
そして表示部材３１ａに走行軸、前後軸または上下軸のいずれかの波形表示画面を表示させた状態において、ステップ６７により選択されたサーボモータ１７、１９または２１の速度波形及びトルク波形の測定を開始するためのスタート釦が押下されたか否かを判定する。該画面中のスタート釦以外の釦が押下された場合には、ステップ６８により押下された釦に対応する処理を実行する。反対に、スタート釦が押下されてステップ６７がYESのとき、ステップ６９により選択されたサーボモータ１７、１９または２１の電流及び電圧を測定開始した後、ステップ７０によりストップ釦が押下されたか否かを判定する。尚、ストップ釦以外の釦が押下された場合には、ステップ７０がＮＯになり、ステップ７１により押下された釦に対応する処理を実行する。
【００３６】
反対に、ストップ釦が押下されてステップ７０がYESのとき、ステップ７２によりスタート釦押下後からストップ釦押下までの間で、波形データ領域３９ｃの記憶容量に対応する時間内に測定されたサーボモータ１７,１９又は２１の印加電流及び電圧に基づいて速度波形及びトルク波形を演算処理し、次にステップ７３により演算された波形データに基づいて表示部材３１ａに速度波形及びトルク波形を表示させる。
【００３７】
このとき、表示部材３１ａには測定された速度波形及びトルク波形を表示することになるが、パラメータを設定したり、修正するには無負荷状態時に測定された最適パラメータによる速度波形及びトルク波形を基準波形として表示させ、これら基準波形と測定された波形と比較することによりパラメータの設定及び修正作業を容易化することができる。このため、波形表示画面に基準波形釦（図示せず）を設け、該釦が押下された際に図１２に示す基準波形を表示するようにしてもよい。また、測定された波形を表示する際に基準波形を色違い又は線種違いで表示させてもよい。
【００３８】
これにより作業者は、表示部材３１ａに表示された現在の速度波形及びトルク波形と基準波形に基づいて偏差を確認及び推測することができ、サーボモータ１７,１９又は２１の実際の駆動制御する際のＰゲイン及びＩゲインを予測することができる。
【００３９】
次に、ステップ７４により波形表示画面中に配列された「戻る」釦が押下されたか否かを判定し、NOの場合にはステップ６７に戻る。反対に「戻る」釦が押下されてステップ７４がYESの場合には、ステップ５８に戻って表示部材３１ａにパラメータ設定画面を表示させる。そして波形表示画面に表示された速度波形及びトルク波形から予測されたＰゲイン及びゲインを設定したり、修正する。
【００４０】
本実施形態は、各種データを設定入力する際に使用する操作ボックス３１の表示部材３１ａにサーボモータ１７，１９，２１をフィードバック制御する際のＰＩ動作させるためのＰゲイン及びＩゲインを決定するのに補助となる速度波形及びトルク波形を表示し、表示された各波形に基づいてこれらパラメータの選択を容易化することができる。また。その際に従来のようにその都度、電圧電流測定器を接続する手間を省くことができ、パラメータの設定作業を簡易化することができる。
【００４１】
上記説明は、サーボモータ１７，１９，２１をフィードバック制御する際にＰＩ動作させるためのＰゲイン及びＩゲインを設定するのを容易化するために表示部材３１ａに速度波形及びトルク波形を表示するものとしたが、フィードバック制御する際の動作としては上記の他に微分動作（Ｄ動作）をも行い、そのＤゲインを設定するための波形を表示するものとしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】成形品取出機の全体斜視図である。
【図２】コントローラに接続された操作ボックスの全体斜視図である。
【図３】制御概略を示す電気的ブロック図である。
【図４】パラメータ設定及び波形表示処理の一部を示すフローチャートである。
【図５】パラメータ設定及び波形表示処理の一部を示すフローチャートである。
【図６】パラメータ設定及び波形表示処理の一部を示すフローチャートである。
【図７】スタート画面を示す説明図である。
【図８】メニュー画面第１頁目を示す説明図である。
【図９】メニュー画面第２頁目を示す説明図である。
【図１０】パラメータ設定画面を示す説明図である。
【図１１】波形表示画面を示す説明図である。
【図１２】基準波形の表示画面を示す説明図である。
【符号の説明】
【００４３】
１−成形品取出機、１７，１９，２１−サーボモータ、３１−操作ボックス、３１ａ−表示部材
【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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