(57)【要約】【課題】駆動モータのボールベアリングのフレッティングを回避する電動機制御装置を提供する。【解決手段】微小移動検出部１は、位置偏差の絶対値を入力とし、内部に微小移動量のしきい値を保持した記憶部１１ａを有する移動量設定器１１と、移動量設定器１１の出力を積分する積分器１２と、積分器１２の出力と記憶部１１ａのしきい値とを比較する比較器１３とを備えており、移動量設定器１１は、入力される位置偏差の絶対値が記憶部１１ａのしきい値を超えるときに積分クリア信号を出力、しきい値以下のときはそのままの値を出力する。積分器１２は移動量設定器１１の出力値を積分する。比較器１３は積分器１２の積分値としきい値とを比較して、しきい値を超えた場合に異常処理（警告またはアラーム）をする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
位置指令とモータ位置検出器のフィードバック信号との位置偏差を用いて速度指令を生成し、位置決め制御する電動機制御装置において、位置指令を位置情報として保持する位置カウンタと、内部に移動量のしきい値を保持した記憶部を有する移動量設定器との位置を比較する位置比較器と、前記位置カウンタの出力から移動の有無を検出する移動判定器と、前記移動判定器の出力から移動回数をカウントする移動回数カウンタと、内部に移動回数のしきい値を保持した記憶部を有する回数設定器との回数を比較する回数比較器を備え、前記位置比較器は、位置カウンタの位置がしきい値を超えた時に、位置カウンタと回数カウンタをリセットするリセット信号を出力し、前記回数比較器において移動回数がしきい値を超えたときに異常処理する電動機制御装置。
【請求項２】
移動回数カウンタは、微小移動量の変化が元の位置を基準にして前回と変化したかを判別し、元の位置に戻ったときにカウントを更新する請求項１に記載の電動機制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボールベアリングを用いたサーボモータの微小移動を検出する電動機制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、サーボモータを用いてテーブルを高速、高精度位置決めする用途が増えている。そこではぎりぎりまでの高いゲイン設定と馴染みによる粘性の低下等による微小移動により、モータ用ベアリングのフレッティング寿命が問題となる。
【０００３】
そこで、フレッティングを防止するためベアリングのボールに密度の小さいセラミックボールを使用したベアリングが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、グリースの配合を適切にすることにより耐フレッティング性を向上したベアリングが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】実開平４−９３５２０号公報
【特許文献２】特開２００４−２６９４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
解決しようとする問題点は、ボールベアリングのフレッティングにつながるサーボモータの微小移動の検出が困難な点である。また、特殊なベアリングを採用してフレッティングを回避するとコストアップにつながるだけでなく管理が煩雑になる。
【０００６】
一般にサーボモータを用いた位置決め装置の回転部、直動部にはボールベアリングが使用され、微小移動が繰り返し指令された場合、ベアリングの転動体はほとんど転がることなく正逆転を繰り返すことになり、正転反転時にボールの慣性力によって滑りが発生し、その結果、フレッティングすなわち接触する２面間が相対的な繰り返し微小滑りを生じて磨耗する現象が引き起こされる可能性があった。
【０００７】
本発明は上記従来の課題を解決するものであり、駆動モータのボールベアリングのフレッティングを回避する電動機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】
【０００８】
上記の課題を解決するために本発明は、位置指令を位置情報として保持する位置カウンタと、内部に移動量のしきい値を保持した記憶部を有する移動量設定器との位置を比較する位置比較器と、前記位置カウンタの出力から移動の有無を検出する移動判定器と、前記移動判定器の出力から移動回数をカウントする移動回数カウンタと、内部に移動回数のしきい値を保持した記憶部を有する回数設定器との回数を比較する回数比較器を備え、前記位置比較器は、位置カウンタの位置がしきい値を超えた時に、位置カウンタと回数カウンタをリセットするリセット信号を出力し、前記回数比較器において移動回数がしきい値を超えたときに異常処理する電動機制御装置である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の電動機制御装置によれば、同じ位置でのしきい値以下の微小移動の回数をカウントし設定された回数のしきい値と比較するものであり、指令による微小移動を検出し、微小移動によるボールベアリングのフレテッングを回避することができる。
【００１０】
また、この電動機制御装置によって、駆動モータに特殊なベアリングを採用する必要がなくなり、駆動モータとの組合せが容易になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
位置指令を位置情報として保持する位置カウンタと、内部に移動量のしきい値を保持した記憶部を有する移動量設定器との位置を比較する位置比較器と、前記位置カウンタの出力から移動の有無を検出する移動判定器と、前記移動判定器の出力から移動回数をカウントする移動回数カウンタと、内部に移動回数のしきい値を保持した記憶部を有する回数設定器との回数を比較する回数比較器を備え、前記位置比較器は、位置カウンタの位置がしきい値を超えた時に、位置カウンタと回数カウンタをリセットするリセット信号を出力し、前記回数比較器において移動回数がしきい値を超えたときに異常処理する電動機制御装置である。
【実施例１】
【００１２】
実施例１は電動機制御装置の位置指令から微小移動を検出するもので、上位からの微小移動の検出に適している。
【００１３】
図１は実施例１における電動機制御装置の位置制御に関する制御ブロックの一部で、１は微小移動検出部、２は位置検出器、３は位置偏差アンプである。位置指令と位置検出器２から得た位置フィードバック信号との差分を位置偏差として、位置偏差アンプ３でゲイン倍して速度指令とする位置制御を行っている。
【００１４】
実施例１の要部である微小移動検出部の構成について、図２を用いて説明する。図２において、微小移動検出部１は、位置指令を位置情報として保持する位置カウンタ１１と、内部に移動量のしきい値を保持した記憶部１６ａを有する移動量設定器１６のしきい値とを比較する位置比較器１５と、位置カウンタ１１の出力から移動の有無を検出する移動判定器１２と、移動判定器１２の出力から移動回数をカウントする移動回数カウンタ１３と、内部に移動回数のしきい値を保持した記憶部１７ａを有する回数設定器１７との回数を比較する比較器１７とを備えている。
【００１５】
また、移動判定器１２は、図３に示すように位置情報を入力とし変化検出器１２ａと、ゼロ検出器１２ｂとを備えている。
【００１６】
移動量設定器１６の記憶部１６ａには、あらかじめフレッティングを誘起する移動量をしきい値として設定する。このしきい値は、使用するベアリングサイズによって決定する。
【００１７】
位置比較器１５は、位置が記憶部１６ａのしきい値を超えるときに位置カウンタ１１と移動回数カウンタ１３のリセット信号を出力する。
【００１８】
移動判定器１２は、位置情報を入力とし変化検出器１２ａで変化を検出し、ゼロ検出器１２ｂでもとの位置に戻ったことを検出し移動ありの信号を出力する。
【００１９】
移動回数カウンタ１３は、移動判定器１２の移動ありの信号をカウントし移動の回数をカウントする。
【００２０】
回数設定器１７の記憶部１７ａには、あらかじめフレッティングを誘起する移動回数をしきい値として設定する。このしきい値は、使用するベアリングの耐久性によって決定する。
【００２１】
比較器１４は、動回数カウンタ１３の回数としきい値とを比較して、しきい値を超えた場合に異常処理（警告またはアラーム）をする。この異常処理により指令パターンの見直しをする。
【００２２】
以下、図４のフローチャートを用いて微小移動の検出動作について説明する。まず、微小移動検出部の入力である位置指令を位置カウンタでカウントし位置情報とし、移動量設定器１６のしきい値と比較判定する（第１ステップ）。この第１ステップの判定において、位置がしきい値を越えるときはリセット信号を出力する。
【００２３】
次に、位置カウンタ１１の情報を移動判別器に入力し、変化の有無を検出し、変化があった場合にさらにゼロになったかを検出しゼロになった場合信号を出力する。（第２ステップ）。
【００２４】
次に、回数カウンタ１３で移動の回数をカウントし、その値を回数設定器１７のしきい値と比較し、移動の回数がしきい値を越えるときには異常処理をする。
【００２５】
このように、第１ステップにおいて、位置がしきい値を越えればボールベアリングのボールがフレッティングを誘起しない程度に回転したと判断できるので、位置カウンタ１１と移動回数カウンタ１３のリセット信号を出力する。
【００２６】
この第１ステップの判定は、移動がしきい値以下の微小移動か判定することを意味し、しきい値を超える場合に両カウンタをリセットするということは、ボールが回転したことによりベアリングの油膜が均一な状態になったことを意味する。
【００２７】
この第２ステップは移動があったことを判定し、この微小移動が繰り返されるとフレッティングを誘起することを意味し、回数設定器でその回数を変更することができ、フレティングを誘起するまでの耐量としきい値との関係を可変にすることができる。
【００２８】
カウントされた値は比較器１４で比較され、しきい値を超えればフレッティングを誘起する可能性があるため警告表示（またはアラーム出力）して停止する。これによりフレッティングを回避できる。
【００２９】
なお、サーボモータのベアリングはもちろん、負荷のボールねじのナット、リニアガイドなどに対して移動量設定器のしきい値を設定すれば、その装置に用いたベアリングのフレッティングを回避できる。
【００３０】
また、移動量のしきい値はフレッティングを誘起する移動量より小さな値、つまりベアリングの転動体が転がらない範囲に設定し、また、移動回数のしきい値をベアリングの強度にあわせて適宜設定することによりフレッティング破壊を回避できる。
【００３１】
このように、駆動モータのフレッティングを回避できるため、駆動モータに特殊なベアリングを採用する必要がなくなり、駆動モータとの組合せが容易になる。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明の電動機制御装置は、ボールベアリングのフレッティングにつながるサーボモータの微小移動の検出に最適であり、指令として微小移動が与えられる用途などにも有効である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施例１における位置制御の一部を示すブロック図
【図２】本発明の実施例１における微小移動検出部のブロック図
【図３】本発明の実施例１における移動判定器のブロック図
【図４】本発明の実施例１の微小移動検出におけるフローチャート
【符号の説明】
【００３４】
１  微小移動検出部
２  位置検出器
３  位置偏差アンプ
１１  位置カウンタ
１２  移動判定器
１３  移動回数カウンタ
１４  回数比較器
１５  位置比較器
１６  移動量設定器
１６ａ  記憶部
１７  回数設定器
１７ａ  記憶部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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