(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータ位置を入力し、目標とする位置指令に前記モータ位置が一致するよう位置制御及び速度制御を行い、トルク指令を出力する位置・速度制御部と、前記トルク指令を入力し、モータへ電流指令を出力する電流制御部と、を備えるモータ制御装置において、
モータ位置を検出するモータ位置検出器と、前記モータ位置の情報をもとに確率密度関数を演算する確率密度演算部と、を備え、
前記確率密度演算部は、前記モータ位置の確率密度関数を演算することを特徴とするモータ制御装置。
【請求項２】
前記確率密度演算部は、確率密度関数が正常な状態か否か監視し、正常でない場合には警報を発することを特徴とする請求項１記載のモータ制御装置。
【請求項３】
前記確率密度演算部は、確率密度関数が一定の分布範囲から外れた場合に正常でないと判断することを特徴とする請求項１又は２記載のモータ制御装置。
【請求項４】
前記確率密度演算部は、確率密度関数が正常な状態か否かの判断を前記確率密度関数の標準偏差に閾値を設けて行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載のモータ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主にロボットや工作機械などに用いられるモータ制御装置、特に異常診断機能を備えたモータ制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、モータ制御装置において確率密度関数を用いて異常発生を診断する例として、同じく出願人が先に出願した特願２００１−２５７０６５号の発明が挙げられる。前記先行発明のモータ制御装置は、モータ位置を入力し、目標とする位置指令に前記モータ位置が一致するよう位置制御及び速度制御を行い、トルク指令を出力する位置・速度制御部と、前記トルク指令を入力し、モータへ電流指令を出力する電流制御部と、前記電流指令により駆動されるモータと、モータ位置を検出するモータ位置検出器と、を備え、かつ前記トルク指令を入力し、前記トルク指令の確率密度関数を演算する確率密度演算部を備えたものである。
図５は、先行発明を適用するモータ制御装置のブロック図である。
図５において、１１は位置・速度制御部であり、位置検出器１４で検出されたモータ位置Ｐｆｂを入力し、目標位置と位置Ｐｆｂが一致するよう位置制御及び速度制御を行いトルク指令Tｒｅｆを電流制御部へ出力する。
１２は電流制御であり、トルク指令Tｒｅｆを入力してこれに応じた電流を出力してモータ１３を駆動する。
１５は確率密度関数演算部であり、前記トルク指令Tｒｅｆを入力し、トルク指令の確率密度関数の標準偏差σ（Tｒｅｆ）を算出する。
１６は異常診断部であり、前記σ（Tｒｅｆ）が一定水準を越えた場合、警報を発するものである。
【０００３】
次に、異常診断部１６において異常を診断する手順について、図６を用いて説明する。図６は、異常診断部１６の内部の処理を示すフローチャートである。
図６において、ステップＳに続く数値はステップ番号を示す。
Ｓ６６１ではトルクの確率密度関数の標準偏差σ（Tｒｅｆ）を入力する。  Ｓ６６２では前記σ（Tｒｅｆ）を入力し、標準偏差の閾値を設定する関数σ０（Tｒｅｆ）と比較し、σ（Tｒｅｆ）≧σ０（Tｒｅｆ）となる場合はＳ６６３へ進み、それ以外はＳ６６４へ進む。
Ｓ６６３では異常を示す警報を発し、Ｓ６６４では運転を継続する。なお、Ｓ６６３において、警報を発する代わりに非常停止などの措置をとってもよい。
この結果、閾値σ０（Tｒｅｆ）を任意に設定することで、異常な状態に対して制御装置が補償トルクを発生しない場合にも、例えば一時的なノイズなどによる誤検出が少ない異常診断を行うことができる。
このように、先行発明のモータ制御装置はトルク指令の確率密度分布の標準偏差に閾値を設けて異常を診断するので、例えば一時的なノイズなどによる誤検出が少ない異常診断を行うことができるという効果がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、先行発明のモータ制御装置では、トルク指令の確率密度関数により異常診断を行うため、例えば、フィードバック制御を用いていない状態やフィードバック制御におけるゲインが低い状態で異常振動が発生している場合において、異常に対して制御装置が補償トルクを発生しないため異常を把握できない、という問題点があった。
そこで、本発明は異常な状態において、制御装置が補償トルクを発生しない場合でも誤検出の少ない異常診断ができるモータ制御装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するもので、そのため、請求項１記載のモータ制御装置は、モータ位置を入力し、目標とする位置指令に前記モータ位置が一致するよう位置制御及び速度制御を行い、トルク指令を出力する位置・速度制御部と、前記トルク指令を入力し、モータへ電流指令を出力する電流制御部と、を備えるモータ制御装置において、モータ位置を検出するモータ位置検出器と、前記モータ位置の情報をもとに確率密度関数を演算する確率密度演算部と、を備え、前記確率密度演算部は前記モータ位置の確率密度関数を演算することを特徴とするものである。
請求項２記載のモータ制御装置は、請求項１記載のモータ制御装置において、前記確率密度演算部が、前記確率密度関数が正常な状態か否か監視し、正常でない場合には警報を発することを特徴とする。
請求項３記載のモータ制御装置は、請求項１又は２記載のモータ制御装置において、前記確率密度演算部が、前記確率密度関数が一定の分布範囲から外れた場合に正常でないと判断することを特徴とする。
請求項４記載のモータ制御装置は、請求項１〜３のいずれか１項記載のモータ制御装置において、前記確率密度演算部が、前記確率密度関数が正常な状態か否かの判断を、前記確率密度関数の標準偏差に閾値を設けて行うことを特徴とする。
以上のように、本発明に係るモータ制御装置によれば、検出したモータ位置の情報を元に演算した確率密度分布の標準偏差に閾値を設けて異常を診断するので、異常に対して制御装置が補償トルクを発生しない場合にも、例えば一時的なノイズなどによる誤検出が少ない異常診断を行うことができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について図面に基づいて説明する。
図１は本発明の第１の実施の形態を示すモータ制御装置のブロック図である。
図１において、１１は位置・速度制御部であり、位置検出器１４で検出されたモータ位置Ｐｆｂを入力し、目標位置と位置Ｐｆｂが一致するよう位置制御及び速度制御を行いトルク指令Tｒｅｆを電流制御部へ出力する。
１２は電流制御であり、トルク指令Tｒｅｆを入力してこれに応じた電流を出力してモータ１３を駆動する。
１５は確率密度関数演算部であり、前記モータ位置Ｐｆｂを入力し、モータ位置の確率密度関数の標準偏差σ（Ｐｆｂ）を算出する。
１６は異常診断部であり、前記σ（Ｐｆｂ）が一定水準を越えた場合、警報を発する。
【０００７】
次に、異常診断部１６において異常を診断する手順について、図２を用いて説明する。図２は、異常診断部１６の内部の処理を示すフローチャートである。
図２において、ステップＳに続く数値はステップ番号を示す。
Ｓ１６１ではモータ位置の確率密度関数の標準偏差σ（Ｐｆｂ）を入力する。
Ｓ１６２では前記σ（Ｐｆｂ）を入力し、標準偏差の閾値を設定する関数σ０（Ｐｆｂ）と比較し、σ（Ｐｆｂ）≧σ０（Ｐｆｂ）となる場合はＳ１６３へ進み、それ以外はＳ１６４へ進む。
Ｓ１６３では異常を示す警報を発し、Ｓ１６４では運転を継続する。なお、Ｓ１６３において、警報を発する代わりに非常停止などの措置をとってもよい。
この結果、閾値σ０（Ｐｆｂ）を任意に設定することで、異常な状態に対して制御装置が補償トルクを発生しない場合にも、例えば一時的なノイズなどによる誤検出が少ない異常診断を行うことができる。
【０００８】
図３は本発明の第２の実施の形態を示すモータ制御装置のブロック図である。
図３が図１と異なる点は、確率密度関数演算部１５の入力信号がモータ位置Ｐｆｂに替えて、モータ速度Ｖｆｂを用いていることである。モータ速度Ｖｆｂは位置検出器１４の検出値であるモータ位置Ｐｆｂを微分器などの位置／速度変換部１７を介して求められる。その他の各構成部分は図１と同じであり、同一符号を付して説明は省略する。１６は異常診断部であり、前記σ（Ｖｆｂ）が一定水準を越えた場合、警報を発する。異常診断部１６において異常を診断する手順は、図２と原則同じであり、図２におけるモータ位置Ｐｆｂに替えて、モータ速度Ｖｆｂを用いればよい。
【０００９】
図４は本発明の第３の実施の形態を示すモータ制御装置のブロック図である。
図４が図１と異なる点は、確率密度関数演算部１５の入力信号がモータ位置Ｐｆｂに替えて、モータ加速度Ａｆｂを用いていることである。モータ加速度Ａｆｂは位置検出器１４の検出値であるモータ位置Ｐｆｂを二重微分器などの位置／加速度変換部１８を介して求められる。その他の各構成部分は図１と同じであり、同一符号を付して説明は省略する。１６は異常診断部であり、前記σ（Ａｆｂ）が一定水準を越えた場合、警報を発する。また、異常診断部１６において異常を診断する手順は、図２と原則同じであり、図２におけるモータ位置Ｐｆｂに替えて、モータ加速度Ａｆｂを用いればよい。
【００１０】
【発明の効果】
請求項１〜４記載のモータ制御装置によれば、検出したモータ位置の情報を元に演算した確率密度分布の標準偏差に閾値を設けて異常を診断するので、異常に対して制御装置が補償トルクを発生しない場合でも、例えば一時的なノイズなどによる誤検出が少ない異常診断を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施の形態を示すブロック図である。
【図２】図１における異常診断部１６の詳細を示すフローチャートである。
【図３】本発明の第二の実施の形態を示すブロック図である。
【図４】本発明の第三の実施の形態を示すブロック図である。
【図５】先行発明を示すブロック図である。
【図６】図５における異常診断部１６の詳細を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１１  位置・速度制御部
１２  電流制御部
１３  モータ
１４  位置検出器
１５  確率密度関数演算部
１６  異常診断部
１７  位置／速度変換部
１８  位置／加速度変換部
【図１】
0004240912.tif 000002
【図２】
0004240912.tif 000003
【図３】
0004240912.tif 000004
【図４】
0004240912.tif 000005
【図５】
0004240912.tif 000006
【図６】
0004240912.tif 000007