JP2010271190A

JP2010271190A - 記録装置

Info

Publication number: JP2010271190A
Application number: JP2009123405A
Authority: JP
Inventors: Seiseki Maekawa; 清石前川
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2009-05-21
Filing date: 2009-05-21
Publication date: 2010-12-02
Anticipated expiration: 2029-05-21
Also published as: JP5409111B2

Abstract

【課題】可及的に長期間のデータを効率的に記憶する記憶装置を得ること。
【解決手段】夫々所定数の記録データを格納する複数段のリングバッファと、前記夫々の段のリングバッファが格納する複数の記録データの平均値を夫々算出する複数の平均値算出手段と、を備え、前記夫々の平均値算出手段は、前記リングバッファに前記所定数の記録データが書き込まれる毎に平均値を算出し、前記算出した平均値を次段のリングバッファに書き込む。
【選択図】図２

Description

本発明は、産業用ロボット、実装機、射出成形機、工作機械、印刷機、半導体製造装置、包装機、エレベータ、空調機、車載機器などの機械装置に搭載される記録装置に関する。

特許文献１に、最初に収集した２のｎ乗個の運転データで１つのグループを形成して保存し、その後２のｎ乗個の運転データが溜まるごとに１つのグループとして保存するとともに、それ以前に形成したグループ内の各データに関して隣り合う２個のデータを基に１つの代表値を求めて保存する技術が開示されている。この技術によれば、最近のデータを詳細に記録しつつ、長期間のデータを記録することができる。

特開平４−３４８２２６号公報

上述の機械装置の予防保全に有用なデータを記録する記録装置には、限られた記憶領域に可能な限り長い期間の運転にかかるデータを記録させたいという要望がある。しかしながら、上記従来の技術によれば前記要望に充分に答えたものではなかった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、可及的に長期間のデータを効率的に記憶する記憶装置を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、夫々所定数の記録データを格納する複数段のリングバッファと、前記夫々の段のリングバッファが格納する複数の記録データの平均値を夫々算出する複数の平均値算出手段と、を備え、前記夫々の平均値算出手段は、前記リングバッファに前記所定数の記録データが書き込まれる毎に平均値を算出し、前記算出した平均値を次段のリングバッファに書き込む、ことを特徴とする。

本発明によれば、最近のデータは細かく記録し、古いデータは粗く記録することが可能になるとともに、従来技術に比べてより長期間相当のデータを記録することができるので、可及的に長期間のデータを効率的に記憶する記憶装置を得ることができるという効果を奏する。

図１は、実施の形態１の記録装置を備える機械装置の構成を説明する図である。図２は、実施の形態１の記録装置の構成を説明する図である。図３は、実施の形態２の記録装置を備える機械装置の構成を説明する図である。図４は、実施の形態３の記録装置を備える機械装置の構成を説明する図である。図５は、実施の形態４の記録装置の構成を示す図である。図６は、実施の形態５の記録装置の構成を示す図である。図７は、実施の形態６の記録装置の構成を示す図である。図８は、実施の形態８の記録装置の構成を示す図である。図９は、実施の形態１０の記録装置の構成を示す図である。図１０は、実施の形態１４の記録装置の構成を示す図である。図１１は、実施の形態１５の機械装置の構成を示す図である。図１２は、実施の形態１５の記録装置の構成を示す図である。

以下に、本発明にかかる記録装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
本発明にかかる実施の形態１の記録装置は、例えば産業用ロボット、実装機、射出成形機、工作機械、印刷機、半導体製造装置、包装機、エレベータ、空調機、車載機器などの機械装置に搭載される。図１は、機械装置の構成を説明する図である。

図示するように、機械装置１０００は、機械装置１０００の駆動部を駆動するモータ１００、モータ１００を制御するモータ制御装置２００、モータ制御装置２００への指令を生成し、生成した指令をモータ制御装置２００に送信する指令生成装置３００、および指令生成装置３００を動作させるプログラムの生成・装置内部状態のモニタなどを行う上位制御装置４００を備えている。

モータ制御装置２００は、モータ制御装置２００で制御するモータ１００のモータ制御状態量から機械装置１０００の予防保全に使用するためのデータを算出して記録するための記録装置５００を備えている。モータ制御状態量は、どのような値であってもよいが、例えばモータ電流指令、モータ電流、モータ位置、モータ速度、モータ加速度、モータ位置指令、モータ速度指令、モータ加速度指令、モータ位置誤差、モータ速度誤差などがある。ここでは、モータ制御状態量としてモータ電流指令を取り上げることとする。

図２は、記録装置５００の構成を説明する図である。記録装置５００は、モータ制御状態量であるモータ電流指令から記録データを計算する記録データ演算手段５０１と、記録データ演算手段５０１が計算した記録データを記録する記録手段５０２と、記録手段５０２が記録している記録データのうちの最も過去の期間のデータである累積データを記録する累積データ記録手段５０３と、を備えている。

記録手段５０２は、データをリング状に記録するリングバッファを複数段備えている。リングバッファの段数は２段であってもよいが、３段以上であることが好ましい。本実施の形態１では、リングバッファを５段備えているとし、各段のリングバッファにはそれぞれ１０回分のデータを記録できる（各段のリングバッファのバッファ数を１０）とする。記録データ演算手段５０１により計算された記録データは第１リングバッファ５０４の第１バッファに、記録データ演算手段５０１から出力されるたびに、書き込まれる。第１リングバッファ５０４は、第１リングバッファ５０４の第１バッファにデータが書き込まれるたびに、第１リングバッファ５０４が備える各バッファに記録されているデータを１つずつシフトする。すなわち、第１バッファに記録されているデータは第２バッファ、第２バッファに記録されているデータは第３バッファ、第９バッファに記録されているデータは第１０バッファに記録される。また、第１０バッファ（最終バッファ）に記録されているデータは消去される。

第１平均値演算手段５０５は、第１リングバッファ５０４の第１バッファにバッファの数（本実施の形態１の場合は１０）回だけ記録データが書き込まれる毎に第１リングバッファ５０４に記録されている記録データの平均値を算出し、算出した平均値を第２リングバッファ５０６に出力する。第１平均値演算手段５０５は、平均値をｙ、第ｉバッファに記録されているデータをx[i]として、
ｙ＝（ｘ［１］＋ｘ[２]＋・・・＋ｘ[１０]）／１０・・・（式１）
の式を利用して平均値を算出する。なお、式１により求まる平均値の代わりに、以下の式により求まる移動平均値を用いるようにしてもよい。すなわち、第１リングバッファ５０４に１０回分の記録データが出力されることを１周期と表現することとして、第ｋ周期の時点での移動平均値ｙ[ｋ]は、
ｙ[ｋ]＝ｙ[ｋ−１]＋(ｘ[ｋ]−ｘ[ｋ−１０])／１０・・・（式２）
となる。

第１平均値演算手段５０５から値が出力されるたびに、第２リングバッファ５０６の第１バッファに、第１平均値演算手段５０５での算出結果が記録される。第２リングバッファ５０６も、第１リングバッファ５０４と同様、第１バッファにデータが記録されるたびに各バッファに記録されているデータを１つずつシフトする。第１平均値演算手段５０５からは１０回ごとにデータが入力されるので、第２リングバッファ５０６の値は１０回（モータ制御周期の１０倍）ごとにデータがシフトされる。

第２平均値演算手段５０７は第２リングバッファ５０６に第２リングバッファ５０６のバッファ数（この場合１０）だけデータが書き込まれるたびに、第２リングバッファ５０６が備える各バッファに記録されているデータの平均値を算出し、算出した平均値を第３リングバッファ（図示せず）に出力する。第２平均値演算手段５０７の平均値の算出方法は第１平均値演算手段５０５と同一である。第２平均値演算手段５０７は、モータ制御周期の１００倍の周期毎に第２リングバッファ５０６の平均値を出力することとなる。

上記と同様の操作を（図示していない）第３リングバッファ、第３平均値演算手段、第４リングバッファ、第４平均値演算手段においても実施する。記録手段５０２の最上位リングバッファである第５リングバッファ５０８では、第４平均値演算手段からデータが出力されるたびに第５リングバッファ５０８の第１バッファに、第４平均値演算手段での算出結果を記録する。第１バッファにデータが記録されるたびに第５リングバッファ５０８のデータは１つずつシフトされ、最終の第１０バッファのデータはローパスフィルタ手段５０９に出力される。ローパスフィルタ手段５０９では、第５リングバッファ５０８からデータが入力されるたびにローパスフィルタの演算を行い、演算結果を記録手段５０２に記録されているデータの累積データとして累積データ記録手段５０３に記録されているデータを書き換える。

以上のように構成される本実施の形態１では、同じ記憶容量であれば従来技術よりも長期間のデータを保存できることを説明する。本実施の形態１は、従来技術と同様に、最近のデータを詳細に記録し、古いデータを代表値（平均値）という形で粗く記録することにより、限られた記憶領域にできるだけ長期間相当のデータを記録する。しかしながら、例えば、合計３１個のデータを記録できる容量を有する記憶領域を使用する場合、従来技術によれば１６＋８＋４＋２＋１の記憶領域を取ることができ、１６＊５＝８０周期に相当するデータしか保存できない。これに対して、本実施の形態１によれば、１段のバッファを１０とし、リングバッファの段数を３段とすれば、３０個のデータを記録できる記憶領域で１０^３＝１０００周期に相当するデータを保存することができる。すなわち、本実施の形態１は、同一の記憶容量の記憶領域に、従来技術よりもさらに長期間のデータを記録することができる。

このように、本実施の形態１では、夫々所定数の記録データを格納する複数段のリングバッファと、前記夫々の段のリングバッファが格納する複数の記録データの平均値を夫々算出する複数の平均値算出手段と、を備え、夫々の平均値算出手段は、リングバッファに所定数の記録データが書き込まれる毎に平均値を算出し、算出した平均値を次段のリングバッファに書き込むように構成したので、最近のデータは細かく記録し、古いデータは粗く記録することが可能になるとともに、従来技術に比べてより長期間相当のデータを記録することができる。すなわち、可及的に長期間のデータを効率的に記憶する記憶装置を得ることができる。また、最後段のリングバッファに書き込まれた記録データに対してローパスフィルタ演算を行うローパスフィルタ手段と、ローパスフィルタ手段による演算結果を記録する累積データ記録手段と、をさらに備えるように構成したので、古いデータをさらに効率的に記録できる効果が得られる。

なお、バッファ数は１０以外であってもかまわないが、バッファ数を１０に設定することにより、容易に記録データの対数グラフを描画することのできる効果を得ることができる。

実施の形態２．
実施の形態１の記録装置は、機械装置が備えるモータ制御装置に備えられるようにしたが、モータ制御装置ではなく指令生成装置に備えられるようにしてもよい。図３は、本発明にかかる実施の形態２の記録装置を備える機械装置の構成を示す図である。

実施の形態２の機械装置１００１は、機械を駆動するモータ１００、モータ１００を制御するモータ制御装置２０１、モータ制御装置２０１への指令を生成し、生成した指令をモータ制御装置２０１に送信するとともにモータ制御装置２０１からモータ制御状態量を受信し、受信したモータ制御状態量を記録する指令生成装置３０１、および指令生成装置３０１のプログラム生成・装置内部状態のモニタなどを行う上位制御装置４００を備えている。

指令生成装置３０１は、モータ制御装置２０１から受信するモータ制御状態量を記録する記録装置５００を備えている。記録装置５００の構成および動作は実施の形態１と同等であるので、詳細な説明を省略する。

このように、実施の形態２によれば、実施の形態１と同様に、可及的に長期間のデータを効率的に記憶する記憶装置を得ることができる。

実施の形態３．
機械装置に備えられる上位制御装置に記録装置を設けるようにしてもよい。図４は、実施の形態３の記録装置を備える機械装置の構成を説明する図である。

図示するように、機械装置１００２は、機械を駆動するモータ１００、モータ１００を制御するモータ制御装置２０１、モータ制御装置２０１への指令を生成し、生成した指令をモータ制御装置２０１に送信するとともにモータ制御装置２０１からモータ制御状態量を受信する指令生成装置３０２、指令生成装置３０２のプログラム生成・装置内部状態のモニタなどを行うとともに指令生成装置３０２からモータ制御状態量を受信し、受信したモータ制御状態量を記録する上位制御装置４０１を備えている。ここで、指令生成装置３０２はモータ制御装置２０１から受信したモータ制御状態量をモータ制御装置２０１から受信する周期よりも粗い周期で上位制御装置４０１に送信する。

上位制御装置４０１は、モータ制御状態量を記録する記録装置５００を備えている。記録装置５００は実施の形態１と同等の構成を有しているので、詳細な説明を省略する。

このように、実施の形態３によれば、実施の形態１と同様に、可及的に長期間のデータを効率的に記憶する記憶装置を得ることができる。

実施の形態４．
次に、実施の形態４の記録装置について説明する。実施の形態４の記録装置が搭載される機械装置の構成は実施の形態１と同様である。図５は、機械装置１０００のモータ制御装置２００に備えられる実施の形態４の記録装置の構成を示す図である。なお、ここでは、記録装置に５１０という符号を付すこととする。

図５に示すように、実施の形態４の記録装置５１０は、実施の形態１の記録手段の構成からローパスフィルタ手段５０９および累積データ記録手段５０３を省略した記録手段５１２を備える構成となっている。実施の形態１では最上位のリングバッファ（第５リングバッファ５０８）にてデータをシフトする際、最終バッファの値をローパスフィルタ手段５０９に入力されたが、記録装置５１０では、最終バッファの値はシフト後消去される。

なお、本実施の形態４では、記録装置５１０をモータ制御装置２００内部に搭載する場合を例に挙げて説明したが、指令生成装置３００内部や上位制御装置４００内部に搭載するように構成しても構わない。

このように、実施の形態４によれば、可及的に長期間のデータを効率的に記憶する記憶装置を得ることができる。

実施の形態５．
次に、実施の形態５の記録装置について説明する。実施の形態５の記録装置が搭載される機械装置の構成は実施の形態１と同様である。図６は、機械装置１０００のモータ制御装置２００に備えられる実施の形態５の記録装置の構成を示す図である。実施の形態６の記録装置に５２０という符号を付すこととする。

図６に示すように、記録装置５２０は第４の実施の形態の記録手段５１２の構成から記録データ演算手段５０１を省略した構成となっている。すなわち、モータ制御状態量がそのまま第１リングバッファ５０４の第１バッファに入力される。

第１リングバッファ５０４の第１バッファの入力がモータ制御状態量そのものであることをのぞき、第１リングバッファ５０４の第１バッファにデータが入力されたあとの動作は実施の形態４と同様である。

なお、以上においては記録装置５２０をモータ制御装置２００内部に搭載する場合を例に挙げて説明したが、指令生成装置３００内部や上位制御装置４００内部に搭載するように構成しても構わない。

このように、実施の形態５によれば、実施の形態１と同様に、可及的に長期間のデータを効率的に記憶する記憶装置を得ることができる。

実施の形態６．
次に、実施の形態６の記録装置について説明する。実施の形態６の記録装置が搭載される機械装置の構成は実施の形態１と同様である。図７は、機械装置１０００のモータ制御装置２００に備えられる実施の形態６の記録装置の構成を示す図である。実施の形態７の記録装置には、符号５３０を付すこととする。

図７に示すように、記録装置５３０は第１の実施の形態の記録装置５００の構成に初期値記録手段５３１が追加された構成となっている。初期値記録手段５３１には、機械装置１０００立ち上げ直後の第１リングバッファ５０４に記録された記録データが入力され、該入力された記録データを記録する。例えば初期値記録手段５３１のバッファ数が３０で、第１リングバッファ５０４のバッファ数が１０の場合、機械装置１０００立ち上げ後、第１リングバッファ５０４の第１０バッファに値から値が出力される度に初期値記録手段５３１のバッファにデータが記録され、初期値記録手段５３１のすべてのバッファにデータが記録された時点（３０回データを書き込んだ時点）で初期値記録手段５３１のバッファへの書き込みが停止され、書き込みを停止した時点の記録データを常時記録しておく。

なお、以上では記録装置５３０をモータ制御装置２００内部に搭載する場合を例に挙げて説明したが、指令生成装置３００内部や、上位制御装置４００内部に搭載するようにしても構わない。

このように、実施の形態６によれば、装置立上げ当初の詳細なデータを記録することができるので、実施の形態１の効果に加え、機械装置の予防保全や異常診断にさらに有用な記録装置を得ることができるという効果を奏する。

実施の形態７．
次に、実施の形態７の記録装置について説明する。実施の形態７の記録装置が搭載される機械装置の構成は実施の形態２と同様であり、機械装置１００１の指令生成装置３０１に備えられる実施の形態７の記録装置の構成も実施の形態２と同様である。ただし、実施の形態７の記録データ演算手段の動作が実施の形態２の動作とは異なる。実施の形態７の記録データ演算手段の動作を以下に説明する。

実施の形態７における記録データ演算手段５０１には、モータ位置指令、モータ位置が周期的に入力されるほか、位置指令完了フラグ、位置決め完了フラグが入力される。位置指令完了フラグは各動作の開始毎に０となり、位置指令が目標位置に到達すると１に変更されるフラグである。位置決め完了フラグは各動作の開始毎に０となり、モータ位置が目標位置のあらかじめ指定された近傍以内に入ったときに１となるフラグである。記録データ演算手段５０１は、位置指令完了フラグが１に変わるたびに位置決め完了フラグが１に変わるまでの時間を測定し、測定した結果を次に位置指令完了フラグが０になった周期に記憶手段５０２が備える第１リングバッファ５０４の第１バッファに書き込む。記憶手段５０２は、記録データ演算手段５０１から値が出力される度に第１リングバッファ５０４の第１バッファに値を書き込み、記録データをシフトする。

なお、以上の説明においては、位置指令完了フラグが１になってから位置決め完了フラグが１にかわるまでの時間（整定時間）を記録データ演算手段の出力としたが、位置指令完了フラグが１になってから位置決め完了フラグが１にかわるまでの間のモータ位置指令とモータ位置の差が負になる区間のモータ位置指令とモータ位置の差絶対値をオーバーシュート値として出力するようにしてもよい。

また、記録装置５００を指令生成装置３０１内部に搭載する場合を例に挙げて説明したが、モータ制御装置２０１内部や上位制御装置４００内部に搭載するようにしても構わない。

このように、実施の形態７によれば、可及的に長期間のデータを効率的に記憶する記憶装置を得ることができる。

実施の形態８．
次に、実施の形態８の記録装置について説明する。実施の形態８の記録装置が搭載される機械装置の構成は実施の形態１と同様である。図８は、機械装置１０００のモータ制御装置２００に備えられる実施の形態８の記録装置の構成を示す図である。実施の形態８の記録装置に符号５４０を付すこととする。

図８に示すように、記録装置５４０は第１の実施の形態の記録装置５００の構成、すなわち記録データ演算手段５０１、記録手段５０２および累積データ記録手段５０３からなる単位記録装置を複数有する構成となっている。図８では、第１単位記録装置５４１、第２単位記録装置５４２を示している。

実施の形態１では一種類のモータ制御状態量、すなわちモータ電流指令絶対値のみを記録データとしたが、記録装置５４０が有する各単位記録装置は、夫々別々の種類の記録データを記録する。例えば、第１単位記録装置５４１は、モータ電流指令が入力され、第１単位記録装置５４１が備える記録データ演算手段５０１は入力されたモータ電流指令からモータ電流指令絶対値を算出し、第１単位記録装置５４１の記録手段５０２はモータ電流指令絶対値を記録データとして記録する。第２単位記録装置５４２は、モータ位置誤差が入力され、第２単位記録装置５４２が備える記録データ演算手段５０１は入力されたモータ位置誤差からモータ位置誤差絶対値を算出し、第２単位記録装置５４２の記録手段５０２は前記算出したモータ位置誤差絶対値を記録データとして記録する。さらに、図示しない第３単位記録装置は、モータ電流値が入力され、第３単位記録装置が備える記録データ演算手段５０１は入力されたモータ電流値からモータ電流発振成分絶対値の実効値を算出し、第３単位記録装置の記録手段５０２は前記算出したモータ電流発振成分絶対値の実効値を記録データとして記録する。夫々の単位記録装置が備える記録データ演算手段５０１に対するモータ制御状態量の入力は同一の周期・タイミングとなる。夫々の単位記録装置が備える記録手段５０２が内部に備える構成および動作ならびに累積データ記録手段５０３の動作は実施の形態１と同等であるので、説明を省略する。

なお、以上の説明では、記録するデータとしてモータ電流指令絶対値、モータ位置誤差絶対値、モータ電流発振成分絶対値の実効値を挙げたが、モータ速度誤差、モータ電流実効値など他の値でも構わない。また、記録するデータの種類も３種類に限定する必要はなく、２種類でも４種類以上でも構わない。さらに記録手段５０２がモータ制御装置２００内部に搭載する場合を例に挙げて説明したが、指令生成装置３００内部や上位制御装置４００内部に搭載するようにしても構わない。

このように、実施の形態８によれば、可及的に長期間のデータを効率的に記憶する記憶装置を得ることができる。

実施の形態９．
次に、実施の形態９の記録装置について説明する。実施の形態９の記録装置の構成は、実施の形態８と同等であるが、実施の形態９では、各単位記録装置へのモータ制御状態量の入力タイミングが異なる。

実施の形態９においては、夫々の単位記録装置への入力周期は同一となっており、入力周期は、例えばモータ制御周期と等倍もしくは整数倍の周期となっている。ただし、各単位記録装置への入力開始は同時ではなく、１周期もしくは整数倍の周期だけずらしている。例えば、第１単位記録装置５４１へはモータ制御開始から入力をはじめ、第２単位記録装置５４２へはモータ制御開始の１周期あとから入力をはじめ、第３単位記録装置へはモータ制御開始の２周期あとから入力を開始する。

このようにデータ記録開始タイミングをずらすことにより、夫々の単位記録装置が備える記録手段５０２での第１平均値演算手段５０５が演算を行うタイミングがずれるので、実施の形態９によれば、実施の形態８による効果に加え、計算負荷を複数の単位記録装置間で平準化できる効果を得ることができる。

実施の形態１０．
次に、実施の形態１０の記録装置について説明する。実施の形態１０の記録装置を搭載する機械装置の構成は実施の形態１と同等である。図９は、機械装置１０００のモータ制御装置２００に備えられる実施の形態１０の記録装置の構成を示す図である。実施の形態１０の記録装置には、符号５５０を付すこととする。

図９に示すように、記録装置５５０は、記録データ演算手段５５１を一つと、記録手段と累積データ記録手段とのペアを複数有している。記録データ演算手段５５１は、モータ１００の動作範囲を複数のエリアに分割し、分割されたエリア毎に得られた個別モータ制御状態量を夫々別々の記録手段に記録する。分割された夫々のエリアを小文字のアルファベットの符号を付して区別し、夫々の分割エリアのモータ制御状態量を記録する記録手段および累積データ記録手段の符号５５２、５５３に夫々分割エリアの符号と同じ添え字を添えて、夫々区別するとする。すなわち、エリアａのモータ制御状態量を記録する記録手段、累積データ記録手段の符号を夫々５５２ａ、５５３ａとし、エリアｂのモータ制御状態量を記録する記録手段、累積データ記録手段の符号を夫々５５２ｂ、５５３ｂとする。

上記構成により、全てのエリアに対応する記録手段に毎周期書き込まれるのではなく、モータ１００の現在位置に応じたエリアの記録手段にのみデータが書き込まれる。各エリア記録手段では、データが記録データ演算手段から書き込まれた場合のみデータの書き込みやデータのシフトを行う。各エリアの記録手段での動作は、毎周期ごとに実施されるのではなく、データが書き込まれたときのみ実施されることを除くと、実施の形態１の記録手段内部の記録手段及び累積データ記録手段の動作と同一であるため説明は省略する。

このように、実施の形態１０によれば、エリア毎に分けてデータを記録するため、機械要素の特定のエリアが損傷する場合などに異常を検知しやすくなるという効果がある。

実施の形態１１．
実施の形態１０では、エリア毎に異なる記録手段にモータ制御状態量を記録するようにした。実施の形態１１では、さらに、夫々のリングバッファをどの記録手段に割り当てるかを変更可能に構成されている。さらにリングバッファの割り当ては、モータ１００がよく動くエリアほど段数が多くなるように変更される。

各エリアの記録手段（記録手段５５２ａ、記録手段５５２ｂ、・・・）の第１リングバッファ５０４は夫々属する記録手段が決まっている。各エリアの記録手段の第２リングバッファ以降は１段下のリングバッファまでデータを書き込んだエリアから割り当てていく。

このように、実施の形態１１によれば、より頻繁に動作するエリアに記憶領域を多く割り当てることが出来る。

実施の形態１２．
実施の形態１では、各リングバッファのバッファ数が同一であったが、バッファ数の数をリングバッファ毎に変化させてもよい。実施の形態１２は、各リングバッファでのバッファ数を上位のリングバッファほど少なくする。例えば、図２において、第１リングバッファ５０４〜第５リングバッファ５０８が備えるバッファ数が夫々１０となっているが、本実施の形態１２では、第１リングバッファ５０４のバッファ数を１４、第２リングバッファ５０６のバッファ数を１２、第３リングバッファのバッファ数を１０、第４リングバッファのバッファ数を８、第５リングバッファ５０８のバッファ数を６とする。このように構成することによって、上位のリングバッファほどバッファ数を少なくすることにより、同じサイズの記憶領域に最近の値をより細かく記録することができる。

実施の形態１３．
実施の形態１０では各リングバッファのバッファには記録データ演算手段５５１から入力される記録データを書き込むのみであったが、実施の形態１３では、記録データと共に、各記録手段５５２ａ、５５２ｂの第１リングバッファ５０４の第１バッファに書きこんだ日時（タイムスタンプ）もあわせて記録する。また第２リングバッファ以降は、第１バッファにデータを書き込むたびに、平均値演算手段５０５により平均されるデータのタイムスタンプを参照し、最初のデータのタイムスタンプと最後のデータのタイムスタンプとを記録する。

このように、実施の形態１３によれば、タイムスタンプも併せて記録することにより、必ずしも毎周期データが記録されるわけではない各エリアのデータがいつ記録されたものか容易に判定できるようになる。

実施の形態１４．
次に、実施の形態１４の記録装置について説明する。実施の形態１４の記録装置を搭載する機械装置の構成は実施の形態１と同等である。図１０は、機械装置１０００のモータ制御装置２００に備えられる実施の形態１４の記録装置の構成を示す図である。実施の形態１４の記録装置には、符号５６０を付すこととする。

図示するように、実施の形態１４の記録装置５６０は、記録データ演算手段５０１と記録手段５６２とを備えている。記録手段５６２は、第１〜第５リングバッファ５０４〜５０８と、第１〜第５ローパスフィルタ手段５６５〜５６９とを備えている。

記録データ演算手段５０１から入力された記録データは、記録手段５６２が備える第１リングバッファ５０４に入力されるとともに、１段目のローパスフィルタ手段５６５に入力される。記録データが入力されたとき、第１リングバッファ５０４の各バッファのデータは実施の形態１と同様にシフトされる。第１リングバッファ５０４のバッファ数だけ記録データ演算手段５０１からデータが出力されるたびに、第１ローパスフィルタ手段５６５の出力が、第２ローパスフィルタ手段５６７に入力されるとともに、第２リングバッファ５０６の第１バッファに書き込まれ、第２リングバッファ５０６の各バッファのデータは第１リングバッファ５０４と同様にシフトされる。第２ローパスフィルタ手段５６７と第２リングバッファ５０６に、第２リングバッファ５０６のバッファ数だけデータが入力されるたびに、第２ローパスフィルタ手段５６７の出力が第３ローパスフィルタ手段（図示せず）に入力されるとともに、第３リングバッファ（図示せず）に入力される。以後同様の動作が各段のローパスフィルタ手段とリングバッファとにおいて行われる。

このように、実施の形態１４によれば、可及的に長期間のデータを効率的に記憶する記憶装置を得ることができる。

実施の形態１５．
次に、実施の形態１５について説明する。実施の形態１５の機械装置の構成を図１１に示す。図示するように、実施の形態１５の機械装置は、機械を駆動するモータ１００、モータ１００を制御するとともに、モータ制御状態量を記録するモータ制御装置２０２、モータ制御装置２０２への指令を生成し、生成した指令をモータ制御装置２０２に送信する指令生成装置３０３、指令生成装置３０３のプログラム生成・装置内部状態のモニタなどを行う上位制御装置４００を備えている。

実施の形態１５の記録装置５７０は、第１記録装置と第２記録装置とに分割され、夫々モータ制御装置２０２、指令生成装置３０３に搭載されている。図１２は、実施の形態１５の記録装置５７０の構成を示す図である。図示するように、実施の形態１５の記録装置５７０は、実施の形態４の記録手段を二つに分割した構成となっている。すなわち、第１記録装置５７１は、記録データ演算手段５０１と、第１記録手段５７３とを有し、第２記録装置５７２は、第２記録手段５７４を有している。第１記録手段５７３は、第１リングバッファ５０４と、第１平均値演算手段５０５とを有している。第２記録手段５７４は、４段のリングバッファ、すなわち第２リングバッファ５０６〜第５リングバッファ５０８と、第２平均値演算手段５０７〜第４平均値演算手段とを有している。第３リングバッファ、第４リングバッファ、第３平均値演算手段、および第４平均値演算手段は図示していない。

第１〜第５リングバッファ５０４〜５０８および第１〜第４平均値演算手段の機能および記録データ演算手段５０１の機能は実施の形態４と同様である。

このように、記録装置５７０を二つに分割して持たせるようにしたので、モータ制御装置、指令生成装置とも記憶領域の容量が限られている場合、両者を併せて使用することにより、より多くのデータを記録できる効果がある。

なお、実施の形態１５ではモータ制御装置に第１記録装置、指令生成装置に第２記録装置を搭載するようにしたが、モータ制御装置に第１記録装置、上位制御装置に第２記録装置を搭載するようにしてもよいし、指令生成装置に第１記録装置、上位制御装置に第２記録装置を搭載するようにしてもよい。

以上のように、本発明にかかる記録装置は、産業用ロボット、実装機、射出成形機、工作機械、印刷機、半導体製造装置、包装機、エレベータ、空調機、車載機器などの機械装置に搭載される記録装置に適用して好適である。

１００モータ
２００、２０１、２０２モータ制御装置
３００、３０１、３０２、３０３指令生成装置
４００、４０１上位制御装置
５００、５１０、５２０、５３０、５４０、５５０、５６０、５７０記録装置
５０１、５５１記録データ演算手段
５０２、５１２、５５２ａ、５５２ｂ、５６２記録手段
５０３、５５３ａ、５５３ｂ累積データ記録手段
５０４、５０６、５０８リングバッファ
５０５、５０７平均値演算手段
５０９、５６５、５６７、５６９ローパスフィルタ手段
５３１初期値記録手段
５４１、５４２単位記録装置
５７１第１記録装置
５７２第２記録装置
５７３第１記録手段
５７４第２記録手段
１０００、１００１、１００２機械装置

Claims

夫々所定数の記録データを格納する複数段のリングバッファと、
前記夫々の段のリングバッファが格納する複数の記録データの平均値を夫々算出する複数の平均値算出手段と、
を備え、
前記夫々の平均値算出手段は、前記リングバッファに前記所定数の記録データが書き込まれる毎に平均値を算出し、前記算出した平均値を次段のリングバッファに書き込む、
ことを特徴とする記録装置。
最後段のリングバッファに書き込まれている記録データに対してローパスフィルタ演算を行うローパスフィルタ手段と、
前記ローパスフィルタ手段による演算結果を記録する累積データ記録手段と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
記録データの初期値を記憶する初期値記憶手段をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
夫々所定数の記録データを格納する複数段のリングバッファと、
前記夫々の段のリングバッファに書き込まれる記録データに対して夫々ローパスフィルタ演算を行う複数のローパスフィルタ手段と、
を備え、
前記夫々のローパスフィルタ手段は、前記リングバッファに前記所定数の記録データが書き込まれる毎にローパスフィルタ演算を実行し、演算結果を次段のリングバッファに書き込む、
ことを特徴とする記録装置。
前記所定数はリングバッファ毎に異なることを特徴とする請求項１または４に記載の記録装置。
最下段のリングバッファに書き込まれる記録データは、モータ位置誤差、位置決め時間、摩擦同定値、電流指令、オーバーシュート量、モータ速度、モータ加速度、推定外乱に関する情報のうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１から５のいずれか一つに記載の記録装置。