(57)【要約】【課題】一定動作を繰り返す装置の負荷の状態をリアルタイムに監視し、所定値を超えた負荷トルクを瞬時に検出できるモータ制御装置を提供する。【解決手段】ある一定の動作を繰り返し行う装置に搭載され、動作指令生成手段３と不揮発性メモリ１０を有するモータ制御装置１において、初期状態での動作時モータトルク値を不揮発性メモリ１０に記憶する初期値設定手段６と、記憶したトルク値からトルクの限界値を設定する限界値設定手段７と、動作中のモータトルク値を監視して限界値と比較を行うトルク比較手段５とを有し、モータトルク値がトルク限界値設定手段７により設定した限界値を超えるとアラーム出力手段１５で外部に知らせる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ある一定の動作を繰り返し行う装置に搭載され、動作指令生成手段と不揮発性メモリを有するモータ制御装置において、初期状態での動作時モータトルク値を前記不揮発性メモリに記憶する初期値設定手段と、前記記憶したトルク値からトルクの限界値を設定する限界値設定手段と、動作中のモータトルク値を監視して前記限界値と比較を行うトルク比較手段とを有し、モータトルク値が限界値を超えるとアラームを発生し外部に知らせるモータ制御装置。
【請求項２】
１サイクル動作中のある任意の点でのモータトルク値を監視し、設定された限界値と比較を行う請求項１記載のモータ制御装置。
【請求項３】
１サイクル動作中のある任意の領域におけるモータトルク平均値を監視し、設定された限界値と比較を行う請求項１記載のモータ制御装置。
【請求項４】
不揮発性メモリに記憶したデータ値を波形グラフィックまたは数値として外部に出力する機能を有する請求項１から請求項３のいずれか１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、産業用機器などの保守保全に有効な監視機能を搭載したモータ制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に産業用機器において、装置の点検や検査は例えば月に一度や動作１０００回毎に一度など、動作時間や動作回数などがある一定の条件に達すると行われることが多い。また、産業用機器に用いられるモータ制御装置においても動作時間などを累積的に記録し、あらかじめ設定した値を超えると警告を発する機能を有し、装置の保守などに役立てているものもある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平７−１２４８８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明が解決しようとする課題は、装置の磨耗や劣化などによる負荷トルクの経時変化を常時監視し、負荷トルクの変化がある限度を超えた場合に即座に外部にその情報を知らせ、装置の保守に役立てることである。
【０００４】
また、経時変化以外でも、稼動部に異物が混入した場合などにエラーとして検知できないような比較的小さな状態変化も管理できるようにすることである。
【０００５】
上記従来の方法は、定期点検や装置の寿命などの目安として予測した計算値に基づくものであるため、実際の装置としての異常や寿命と必ずしも一致するとは限らず、装置が全く正常であっても累積値がある限度を超えると警告を発したり、また逆に累積値が限度に達する前に異常が起こる場合もある。
【０００６】
このため、予測値や累積値ではなく実際の装置の状態をリアルタイムに監視して、その情報をもとに判断を行う必要がある。
【０００７】
一般的に産業用機器に用いられるモータは、一定の動作パターンを繰り返し行う場合が少なくない。例えば搬送装置では、一定ポイント間を移動することよって荷物の搬送を行う。このような場合、モータは一定パターンの動作指令にしたがって繰り返し動作し、運ぶ荷物の重さがある程度決まっていれば、移動するときのモータ出力トルクは毎回限定された範囲でしか変動しない。
【０００８】
本発明は上記従来の課題を解決するものであり、一定動作を繰り返す装置の負荷の状態をリアルタイムに監視し、所定値を超えた負荷変化を瞬時に検出できるモータ制御装置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】
【０００９】
上記の課題を解決するために本発明は、ある一定の動作を繰り返し行う装置に搭載され、動作指令生成手段と不揮発性メモリを有するモータ制御装置において、初期状態での動作時モータトルク値を前記不揮発性メモリに記憶する初期値設定手段と、前記記憶したトルク値からトルクの限界値を設定する限界値設定手段と、動作中のモータトルク値を監視して前記限界値と比較を行うトルク比較手段とを有し、モータトルク値が限界値を超えるとアラームを発生し外部に知らせるモータ制御装置である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のモータ制御装置によれば、初期動作から設定したモータトルクの限界値と動作中のモータトルク値とをリアルタイムで監視することにより、異常の初期段階を検出することができる。このため、装置の機械的な磨耗や劣化などの経時変化や稼動部への異物混入による負荷増大など状態変化に応じた処置が的確に実施できる。
【００１１】
また、１動作サイクル中の任意の点におけるトルクが限界値を超えた場合に異常を検出するように設定したり、１サイクル動作中のある領域における平均トルクが限界値を超えた場合に異常を検出するように設定することも可能であるため、装置の仕様やユーザの管理方法に柔軟に対応することができる。
【００１２】
また、動作中のモータトルク値を外部に出力することができるため、現在の状態や初期状態からのトルク変化量などを容易に確認することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
ある一定の動作を繰り返し行う装置に搭載され、動作指令生成手段と不揮発性メモリを有するモータ制御装置において、初期状態での動作時モータトルク値を前記不揮発性メモリに記憶する初期値設定手段と、前記記憶したトルク値からトルクの限界値を設定する限界値設定手段と、動作中のモータトルク値を監視して前記限界値と比較を行うトルク比較手段とを有し、モータトルク値が限界値を超えるとアラームを発生し外部に知らせるモータ制御装置である。
【実施例１】
【００１４】
図１は本発明のモータ制御装置における要部ブロック図で、コンバータやインバータなどの電源部や上位制御器とのインターフェイス部などの構成については省略している。
【００１５】
図１において、本発明の要部はモータ制御装置１のＣＰＵ２と不揮発性メモリ１０であり、不揮発性メモリ１０はＣＰＵ２に内蔵されていてもよい。
【００１６】
ＣＰＵ２内のメモリには動作指令生成手段３、サーボ制御部４、トルク比較手段５、初期値設定手段６、限界値設定手段７がアルゴリズムとして実装されており、サーボ制御部４を介してモータ８に指令を送る。
【００１７】
そして、モータ８に取り付けられたセンサ９の情報がサーボ制御部４に入力されることによりモータの位置、速度を検出し適切な制御を行う。
【００１８】
一方、不揮発性メモリ１０にはモータ制御に必要な様々なパラメータなどを記憶するパラメータ記憶部１１と、モータトルク値を監視するためのデータを記憶するデータ記憶部１２を有している。
【００１９】
初期値設定手段６は、試運転などを行ってモータをある一定動作パターンで動作させた時のモータトルク値を初期値として取り込み、データ記憶部１２に保存する。
【００２０】
ここで、データ記憶部１２に記憶するトルク値はモータの定格トルクに対する負荷率(％)や、電流値などで換算した値でもよい。
【００２１】
また、通信コネクタ１３に外部設定器１４を接続して通信を行うことによって、動作パターンやトルク初期値などを数値やグラフィックで確認することができる。
【００２２】
これによりユーザはトルク初期値を確認し、装置の仕様や使い方などから初期値に対し
てどの程度トルクが変動した場合にアラームとするかを決定し、外部設定器１４などから変動幅としてのオフセット値を入力する。
【００２３】
一方、限界値設定手段７は、入力されたオフセット量からトルク限界値を求め、データ記憶部１２に保存する。トルク限界値としてデータ記憶部１２に記憶する値は、初期値の場合と同様にモータ定格トルクに対する負荷率(％)や電流値なでに換算した値でもよい。
【００２４】
またトルク限界値もトルク初期値と同様に外部設定器１４で数値やグラフィックとして確認することができる。
【００２５】
なお、初期値と限界値はデータ記憶部１２のそれぞれ別々の領域に記憶されるため、互いの値を上書きすることはない。
【００２６】
トルク比較手段５は、データ記憶部１２に記憶されているトルク限界値と動作中のモータトルク値を常に比較し、負荷の状態をリアルタイムで監視している。
【００２７】
仮にモータトルク値がデータ記憶部１２に設定されたトルク限界値を超えた場合、サーボ制御部４はアラーム信号を出力し、アラーム出力手段１５によって外部に知らせる。
【００２８】
例えば、アラーム発生手段１５は、モータ制御装置１の状態モニタに表示したり、外部設定器１４に出力することなどが可能である。
【００２９】
また、不揮発性メモリ１０に記憶されたパラメータやモータトルク値は動作中であっても常に通信コネクタ１３を介して外部設定器１４に出力することができ、数値や波形として容易に確認することができる。
【００３０】
図２は本発明のモータ制御装置１の動作指令生成手段３が生成する動作指令の一例の説明図である。
【００３１】
図２において、ユーザがあらかじめパラメータとして設定し、パラメータ記憶部１１に記憶した加速時間２１、減速時間２２、最高速度２３、移動距離２４から台形で表されるような動作指令３１を生成しモータ８に指令を与えると、この動作指令３１に基づいて加速、減速を行い目標位置までモータ８が回転する。
【００３２】
ここで、搬送装置などの産業装置において荷物を目標地点に運んで戻ってくるように、ある複数のポイント間の移動動作を繰り返す場合を想定した一例について説明する。
【００３３】
図３は、横軸に時間（位置）、縦軸に速度とトルクを示したもので、ＡポイントからＨポイントまでを１サイクルとした動作指令３２（実線で示す）について説明する。なお、この１サイクル動作時のモータトルクの変化をトルクパターン３３(破線)で表している。
【００３４】
まず、モータ８はＡポイントから＋方向に加速しＢポイントで最高速度に達する。時間Ｂポイントから一定速度でＣポイントまで移動し減速を開始する。
【００３５】
Ｄポイントでモータ８は停止し、ＤポイントからＥポイント間だけ停止し続ける。
【００３６】
その後、今度は−方向に加速しＦポイントで最高速度に達し、Ｇポイントで減速を開始し、Ｈポイントに達する。
【００３７】
ここで、ＡポイントからＤポイントまでとＥポイントからＨポイントまでの移動距離を
同じにして、速度とトルクの極性を逆向きにすれば、ＡポイントとＨポイントは同位置となり、この一連の動作を繰り返せば２点間の往復運動となる。
【００３８】
今、１サイクル中のある点における最大トルク値３４にを基準にして、装置の状態を監視する場合を考える。
【００３９】
ユーザは最大トルク値３４を初期値として不揮発性メモリ１０のデータ記憶部１２に保存し、その値から増加方向にオフセット量３６ａ、減少方向にオフセット量３６ｂを持たせた値をトルク限界値３５ａ、トルク限界値３５ｂとして不揮発性メモリ１０のデータ記憶部１２に保存する。
【００４０】
モータ制御装置１は、これ以後、動作中にモータトルク値がトルク限界値３５ａからトルク限界値３５ｂの範囲を超えないかどうかをリアルタイムで監視し、もし超えた場合はアラームを発生して、例えばモータ制御装置１の状態モニタ画面を点滅させるなどの手段によって外部に知らせる。
【００４１】
このアラームによって、ユーザはモータトルクが正常動作範囲からはみ出したことを異常の初期段階で検知できるため、装置の磨耗や劣化、あるいは異物の混入によって稼動部の負荷が大きくなっているなどの原因を推測し、必要な処置を早期に行うことができる。
【００４２】
ところで、上述したようなトルク監視方法は、装置の加減速時などのトルク変動が比較的大きい領域での監視が必要な場合に有効であるが、トルク変動が少ない一定速度動作中の監視を行いたい場合などにおいては、動作中の実トルク値を基準にした場合、偶発的な振動などで限界値を超えてしまい、装置は正常であってもアラームを発生してしまう可能性がある。
【００４３】
そのような場合には、例えば図３に示すように１サイクル中でトルク値が安定している領域３７の平均トルクを比較すると有効である。
【００４４】
ユーザは初期値設定手段６によって初期状態でのトルクパターン３３内から安定領域を選択し、その領域の平均トルクを求めてデータ記憶部１２に保存するとともに、限界値設定手段７によって適当なオフセット量を考慮してトルク限界値をデータ記憶部１２に保存し、動作中のモータトルク平均値と比較することによって装置の状態を監視することができる。
【００４５】
図３に示すような動作指令３２やトルク値の波形データは、通信コネクタ１３を介していつでもパソコンなどの外部設定器１４に出力することができるため、容易に確認することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明のモータ制御装置は、一定動作を繰り返す産業用機器などの負荷状態をリアルタイムで監視して初期異常を検出するのに有効である。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明のモータ制御装置における要部ブロック図
【図２】動作指令の説明図
【図３】動作指令とトルクパターンの説明図
【符号の説明】
【００４８】
１  モータ制御装置
２  ＣＰＵ
３  動作指令生成手段
４  サーボ制御部
５  トルク比較手段
６  初期値設定手段
７  限界値設定手段
８  モータ
９  センサ
１０  不揮発性メモリ
１１  パラメータ記憶部
１２  データ記憶部
１３  通信コネクタ
１４  外部設定器
１５  アラーム出力手段
２１  加速時間
２２  減速時間
２３  最高速度
２４  移動距離
３１，３２  動作指令
３３  トルクパターン
３４  最大トルク値
３５ａ  トルク限界値
３５ｂ  トルク限界値
３６  オフセット量
３７  選択領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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