JP2014135030A - バックラッシを補正するモータ制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】最適なバックラッシ補正を実行可能なモータ制御装置を提供する。
【解決手段】モータ制御装置は、位置指令作成部と、可動部の位置検出値と被駆動部の位置検出値との間の偏差を計算する偏差計算部と、可動部が第１の方向及び第２の方向に駆動されるときに、可動部が被駆動部に係合したときの偏差を第１の方向又は第２の方向に関連付けて係合時偏差として保持する保持部と、偏差計算部によって計算される偏差及び保持部によって保持される係合時偏差に基づいてバックラッシ補正量を計算する補正量計算部と、を具備する。可動部が被駆動部に係合したか否かは、被駆動部の移動量と閾値とを比較して判定される。
【選択図】図２

Description

本発明は、バックラッシを補正するモータ制御装置に関する。

工作機械等の産業機械における送り軸及び産業用ロボットアームの軸（機械可動部）には、サーボモータが連結される。サーボモータの回転運動は、ボールネジを介してテーブルの直線運動に変換されたり、減速機を介して低減された回転速度を伴って軸に伝達されたりする。
これらボールネジ及び減速機においては、サーボモータ側のネジ又は歯車等の機械要素と、サーボモータによって駆動される被駆動部側の対応する機械要素とが互いに係合することによって、動力が伝達される。ここで、サーボモータが正方向に回転するときに機械要素が係合する係合位置と、負方向に回転するときの機械要素の係合位置との間に差が存在する場合がある。このような差は一般的にバックラッシと称されており、サーボモータによる被駆動部の位置決め精度を低下させる原因になり得る。

図７はバックラッシを説明するための図である。図７には、図示されないモータにより駆動される可動部ＷＡと、可動部ＷＡによって駆動される被駆動部ＷＢとが示されている。可動部ＷＡはその両端に突出部Ａ１，Ａ２を有しており、被駆動部ＷＢはその中央に突起部Ｂを有している。可動部ＷＡが右方向に移動すると、可動部ＷＡの左側の突出部Ａ１の内方端が被駆動部ＷＢの突起部Ｂに係合する（図７の（ａ）の状態）。これにより、可動部ＷＡ及び被駆動部ＷＢが一体的に右方向に移動するようになる。

また、被駆動部ＷＢを右方向から左方向に移動させる場合には、可動部ＷＡが左方向に移動される（図７の（ｂ）の状態）。そして、可動部ＷＡの右側の突出部Ａ２の内方端が被駆動部ＷＢの突起部Ｂに係合する（図７の（ｃ）の状態）と、可動部ＷＡ及び被駆動部ＷＢが一体的に左方向に移動するようになる。

このように被駆動部ＷＢを反転させるときには、可動部ＷＡと被駆動部ＷＢとの間の係合が解除されてから、それらが再び係合するまでの間に、可動部ＷＡがバックラッシに相当する所定の移動量Ｃ（図７の（ａ）及び（ｃ）参照）だけ移動する必要がある。このようなバックラッシに起因する追加の移動量Ｃは、位置精度を低下させる原因になり得る。

それに対し、バックラッシを補償する補正量を作成し、反転時にこの補正量をモータの位置指令に加算することが行われている。特許文献１においては、各送り軸における反転前の送り速度及び反転するまでの移動量に対する補正量との関係を予め測定しておき、その関係に基づいて補正量を計算することが開示されている。また、特許文献２には、反転後の経過時間に応じて補正量を変更することが開示されている。

図８は、バックラッシを説明するための別の図である。図８には、可動部ＷＡの突出部Ａ１，Ａ２のいずれもが突起部Ｂに係合していない状態が示されている。このような状態から可動部ＷＡを左方向に移動させると、可動部ＷＡはバックラッシに相当する距離Ｃよりも短い距離Ｃ１だけ移動して、被駆動部ＷＢに係合する（図７の（ｃ）の状態を参照されたい）ことになる。このような事象はバックラッシが比較的大きい場合に生じる傾向がある。

このような場合において、バックラッシに対応する一定の補正量をモータの位置指令に加算すると、補正量が過度に大きくなることになる。また、補正量が過度に大きくなるのを避けるために、バックラッシよりも小さい補正量を設定することも可能である。しかしながら、補正量を小さくしすぎると、逆に反転時の補正量が不足する虞がある。

これに対し、本願出願人によって出願されていて未公開の先行出願である特許文献３には、可動部と被駆動部とが互いに任意の位置関係にある場合でも適切なバックラッシ補正量が求められるモータ制御装置が開示されている。

しかしながら、特許文献３に係る関連技術は、可動部が被駆動部に係合したときの可動部と被駆動部との間の位置関係を記憶することが要求される。このような情報はソフトウェアに記憶させられるものの、制御装置への電力供給が絶たれると、記憶された情報は消失する。或いは必要な情報を不揮発性メモリに記憶させてもよいが、その場合はコスト増大につながる。また、機械構成及び機械特性が変化する可能性もあるので、制御装置の起動時にバックラッシ補正に必要な情報を取得するのが好ましい。

特開平９−３１９４１８号公報 特開２０００−２５０６１４号公報 特願２０１２−１９５０９８号公報

したがって、起動直後の動作においても最適なバックラッシ補正を実行可能なモータ制御装置が望まれている。

本願に係る１番目の発明によれば、モータにより駆動される可動部と、該可動部により駆動される被駆動部との間のバックラッシを補正するモータ制御装置において、前記被駆動部の位置指令を作成する位置指令作成部と、前記可動部の位置を検出する第１の位置検出部と、前記被駆動部の位置を検出する第２の位置検出部と、前記第１の位置検出部によって検出される第１の位置検出値と前記第２の位置検出部によって検出される第２の位置検出値との間の偏差を計算する偏差計算部と、前記可動部が第１の方向及び該第１の方向とは反対の第２の方向に駆動されるときに、前記可動部が前記被駆動部に係合したか否かを判定する判定部と、前記判定部によって前記可動部が前記被駆動部に係合したと判定されたときに前記偏差計算部によって計算される前記偏差を前記第１の方向又は前記第２の方向に関連付けて係合時偏差として保持する保持部と、前記偏差計算部によって計算される前記偏差、及び前記保持部によって保持される前記係合時偏差に基づいて、バックラッシ補正量を計算する補正量計算部と、を具備し、前記判定部は、前記被駆動部の移動量が閾値を超えたときに前記可動部が前記被駆動部に係合したと判定する、モータ制御装置が提供される。
本願に係る２番目の発明によれば、１番目の発明において、前記位置指令作成部は、前記判定部による前記可動部が前記被駆動部に係合したか否かの判定の際に、前記被駆動部を予備動作させる位置指令を作成可能である。
本願に係る３番目の発明によれば、２番目の発明において、前記被駆動部を予備動作させる位置指令が、前記被駆動部に対する位置指令の単位よりも小さく設定される。
本願に係る４番目の発明によれば、３番目の発明において、前記被駆動部を予備動作させる位置指令が、前記被駆動部に対する位置指令の単位の半分に設定される。
本願に係る５番目の発明によれば、１番目から４番目のいずれかの発明において、前記第１の方向及び前記第２の方向における前記係合時偏差のうちの少なくともいずれか一方が前記保持部によって保持されていない場合に、前記位置指令作成部が、前記被駆動部を予備動作せる位置指令を作成可能である。

本願発明に係るモータ制御装置においては、被駆動部の移動量が閾値を超えたときに可動部と被駆動部とが互いに係合したと判定する。したがって、可動部と被駆動部とが互いに係合するときの位置関係に関する情報が予め記憶されていなくても適切なバックラッシ補正量が得られるようになる。

本発明の第１の実施形態に係るモータ制御装置の機能ブロック図である。 本発明の第１の実施形態に係るモータ制御装置においてバックラッシ補正量を算出する過程を示すフローチャートである。 本発明の実施形態に係るモータ制御装置において、可動部と被駆動部とが互いに係合したときの各駆動方向における係合時偏差を算出する過程を示すフローチャートである。 本発明の実施形態に係るモータ制御装置において、可動部と被駆動部とが互いに係合したときの偏差を得るための被駆動部の予備動作を説明する図である。 可動部及び被駆動部の動作を説明する図である。 本発明の第２の実施形態に係るモータ制御装置の機能ブロック図である。 バックラッシを説明するための図である。 バックラッシを説明するための別の図である。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。図示される実施形態の各構成要素は、本発明の理解を助けるためにその縮尺が実用的な形態から変更されている場合がある。同様の構成要素については同様の参照符号が共通して使用される。

図１は本発明の第１の実施形態に係るモータ制御装置１０の機能ブロック図である。図１に示されるように、１対の突出部Ａ１，Ａ２を有する可動部ＷＡがネジを介してモータＭの出力軸に取付けられている。そして、突起部Ｂを有する被駆動部ＷＢが可動部ＷＡに係合可能に配置されている。

図７を参照して説明したように可動部ＷＡ及び被駆動部ＷＢの間には、バックラッシが存在している。バックラッシの大きさ（移動量Ｃ）は、例えば三次元測定器により可動部ＷＡの移動量を測定し、測定された移動量をモータＭの移動量と比較してその差を測定することにより求められる。或いは、象限が切替わるときに生じる、いわゆる象限突起を測定することによってバックラッシが求められてもよい。

図１に示されるように、可動部ＷＡの位置を検出する第１の位置検出部１１、例えばエンコーダがモータＭに取付けられている。この第１の位置検出部１１は公知の手法により可動部ＷＡの速度を検出することもできる。さらに、被駆動部ＷＢの位置を検出する第２の位置検出部１２が被駆動部ＷＢに隣接して配置されている。

モータ制御装置１０は、可動部ＷＡの位置指令値ＣＰを周期的に作成する位置指令作成部２０と、可動部ＷＡの速度指令ＣＶを作成する速度指令作成部２４と、モータＭのトルク指令ＣＴを作成するトルク指令作成部２６とを備えている。

さらに、モータ制御装置１０は、第１の位置検出部１１によって検出される第１の位置検出値ＤＰ１と、第２の位置検出部１２によって検出される第２の位置検出部ＤＰ２との間の偏差ΔＰを計算する偏差計算部３１を含んでいる。また、モータ制御装置１０は、可動部ＷＡを任意の初期位置から第１の方向及び該第１の方向とは反対の第２の方向に移動させたときに可動部ＷＡが被駆動部ＷＢに係合したか否かを判定する判定部３２を含んでいる。

さらに、モータ制御装置１０は、判定部３２によって可動部ＷＡが被駆動部ＷＢに係合したことが判定されたときに偏差計算部３１が計算した偏差ΔＰを第１の方向及び第２の方向に関連付けて係合時偏差ΔＰ０として保持する保持部３３を含んでいる。なお、保持部３３は、速度などの他の要素も保持できるものとする。さらに、モータ制御装置１０は、バックラッシを解消するためのバックラッシ補正量を計算する補正量計算部３４を含んでいる。

図２は、本発明の実施形態に係るモータ制御装置１０においてバックラッシ補正量を算出する過程を示すフローチャートである。図２に示される処理は所定の制御周期毎に繰返し行われる。以下、図１及び図２を参照して本発明のモータ制御装置１０の動作を説明する。

先ず、図２のステップＳ１１において、モータ制御装置１０の位置指令作成部２０が、加工プログラムに基づいて位置指令値ＣＰを作成する。位置指令作成部２０から出力される位置指令ＣＰには、図１に示されるように加工用位置指令３６と、０．５パルス指令発生器３７の出力値とが含まれ得るが、ステップＳ１１においては加工用位置指令３６が作成される。加工用位置指令３６は、被駆動部ＷＢを所定の位置に移動させるための位置指令である。後述する被駆動部ＷＢを予備動作させるための位置指令と区別するために説明の便宜上「加工用」という表現が使用されるものの、本発明の適用対象を限定する意図はない。次いで、ステップＳ１２及びＳ１３において、第１の位置検出部１１及び第２の位置検出部１２によって、可動部ＷＡの位置及び被駆動部ＷＢの位置が検出され、第１の位置検出値ＤＰ１及び第２の位置検出値ＤＰ２がそれぞれ生成される。

図１に示されるように、位置指令作成部２０により作成された位置指令値ＣＰから、第１の位置検出部１１により検出された第１の位置検出値ＤＰ１が減算器２１にて減算され、第１の位置偏差ΔＰ１が作成される。なお、図１から分かるように、第１の位置検出値ＤＰ１は、第１の位置検出部１１の検出値に変換係数３０が乗算された値である。

第２の位置検出部１２により検出された第２の位置検出値ＤＰ２は、減算器２７にて位置指令値ＣＰから減算されて第２の位置偏差ΔＰ２が作成される。さらに、減算器２８において第２の位置偏差ΔＰ２から第１の位置偏差ΔＰ１が減算されて、ローパスフィルタ２９を通じて加算器２３に出力される。ここで、減算器２８と加算器２３との間にローパスフィルタ２９を介在させる理由は、位置偏差の変化が大きいときは第１の位置検出部１１からの位置検出値に基づいて位置を制御することで安定的に可動部ＷＡを動かし、位置偏差の変化が小さいときは第２の位置検出部１２からの位置検出値に基いて位置を制御することで、被駆動部ＷＢの位置決め精度を高めるためである。

加算器２３により加算された第１の位置偏差ΔＰ１及び第２の位置偏差ΔＰ２は速度指令作成部２４に入力されて、速度指令値ＣＶが作成される。さらに、第１の位置検出部１１により検出された速度検出値ＤＶが、減算器２５において速度指令値ＣＶから減算されて、速度偏差ΔＶが算出される。次いで、トルク指令作成部２６が速度偏差ΔＶに基づいてトルク指令値ＣＴを作成するとともに、トルク指令値ＣＴがモータＭに入力される。なお、作成された速度指令値ＣＶ及び速度検出値ＤＶは保持部３３に順次保持されるものとする。

図１から分かるように、本発明においては、減算器２８により第２の位置偏差ΔＰ２から第１の位置偏差ΔＰ１を減算した値が偏差計算部３１に入力される。第１の位置偏差ΔＰ１及び第２の位置偏差ΔＰ２はいずれも位置指令値ＣＰを含んでいるので、減算器２８における減算の結果、偏差計算部３１への入力値においては、位置指令値ＣＰが実質的に除去されている。したがって、偏差計算部３１は第１の位置検出値ＤＰ１と第２の位置検出値ＤＰ２との間の偏差ΔＰを容易に計算できる（ステップＳ１４）。或いは、後述するように第１の位置偏差ΔＰ１及び第２の位置偏差ΔＰ２を偏差計算部３１に直接的に入力し、偏差ΔＰを算出してもよい。

その後、ステップＳ１５において、第１の方向及び第２の方向において可動部ＷＡと被駆動部ＷＢとが互いに係合した状態の係合時偏差ΔＰ０が保持部３３によって保持されているか否かが判定される。ステップＳ１５において、第１の方向及び第２の方向のうちの少なくともいずれか一方における係合時偏差ΔＰ０が保持されていないと判定された場合、ステップＳ１６に進み、より詳細に後述する係合時偏差ΔＰ０を取得する処理が実行される。他方、ステップＳ１５において、第１の方向及び第２の方向における係合時偏差ΔＰ０がそれぞれ保持されていると判定された場合、ステップＳ１７に進む。ステップＳ１７においては、偏差計算部３１によって計算される偏差ΔＰと、保持部３３によって保持されている係合時偏差ΔＰ０とに基づいて、バックラッシ補正量が算出される。

図３を参照して、図２のステップＳ１６において係合時偏差ΔＰ０を算出する処理について説明する。図３は、本発明の実施形態に係るモータ制御装置１０において、可動部ＷＡと被駆動部ＷＢとが互いに係合したときの第１の方向及び第２の方向における係合時偏差ΔＰ０を算出する過程を示すフローチャートである。

図３に示されるように、先ず、ステップＳ２１において位置指令作成部２０の加工用位置指令３６が被駆動部ＷＢを停止させる指令であるか否かについて判定される。このステップＳ２１において、加工用位置指令３６が被駆動部ＷＢを停止させる指令ではないと判定された場合には、ステップＳ３０に進む。この場合は、図２のステップＳ１５で判定されたように係合時偏差ΔＰ０が保持されていないにもかかわらず、操作者が何らかの理由で被駆動部ＷＢを動作させようとしていることを意味する。このとき、バックラッシ補正量は未取得であるので、バックラッシ補正を実行することなく処理を完了させる。したがって、補正量計算部３４はバックラッシ補正量をゼロに設定する（ステップＳ３０）。

他方、ステップＳ２１において、加工用位置指令３６が被駆動部ＷＢを停止させる指令であった場合、ステップＳ２２に進み、被駆動部ＷＢを予備動作させるための位置指令が作成される。この予備動作のための位置指令は、０．５パルス指令発生器３７から加算器３８に出力され、位置指令作成部２０から位置指令ＣＰとして出力される。本実施形態において、０．５パルス指令発生器３７は、位置指令ＣＰの単位の０．５倍のパルス（以下、「０．５パルス」と称する）に相当する位置指令を出力する。

図４は、本実施形態に係るモータ制御装置１０において、可動部ＷＡと被駆動部ＷＢとが互いに係合したときの係合時偏差ΔＰ０を得るための被駆動部ＷＢの予備動作を説明する図である。予備動作時において、被駆動部ＷＢは、通常の動作制御時、例えば加工時の移動量に比べて顕著に小さい移動量だけ移動するのが好ましい。ここでは、前述したように位置指令ＣＰの単位の０．５倍のパルスが生成される場合を考える。

図４の（ａ）は、可動部ＷＡ及び被駆動部ＷＢの初期状態における位置関係を示している。このとき、被駆動部ＷＢは座標Ｘ＝０に位置している。この状態から０．５パルスの位置指令が作成される（すなわち、被駆動部ＷＢをＸ＝０．５の位置に移動させるための位置指令が作成される）。０．５パルスの位置指令に応答して、可動部ＷＡが図４の右方向（第１の方向）に移動して、可動部ＷＡの突出部Ａ１が被駆動部ＷＢの突起部Ｂと係合する（図４の（ｂ）の状態）。その後、可動部ＷＡ及び被駆動部ＷＢは、被駆動部ＷＢがＸ＝１の位置に到達するまで一体的に第１の方向に移動する。

被駆動部ＷＢがＸ＝１に位置する状態（図４の（ｃ）の状態）は、指令位置（Ｘ＝０．５）を越えて第１の方向に移動したことになる。したがって、モータＭは、被駆動部ＷＢを第１の方向とは反対方向の第２の方向に移動させるように反転動作する。それにより、可動部ＷＡが第２の方向に移動して、可動部ＷＡの突出部Ａ２と被駆動部ＷＢの突起部Ｂとが互いに係合する（図４の（ｄ）の状態）。その後、可動部ＷＡ及び被駆動部ＷＢは、被駆動部ＷＢがＸ＝０の位置に到達するまで一体的に第２の方向に移動する。このように、被駆動部ＷＢを予備動作させるために０．５パルスを用いれば、被駆動部ＷＢがいったん第１の方向に移動した後に第２の方向に反転して移動するような挙動を示す。それにより、第１の方向及び第２の方向の両方の駆動方向について、可動部ＷＡと被駆動部ＷＢとを互いに係合させられる。また、位置指令の単位の０．５倍の大きさのパルスを用いれば、被駆動部ＷＢが第１の方向に移動する速度と、第２の方向に移動する速度とが等しくなり、予備動作を迅速に実行できるので有利である。

再び図３を参照して、ステップＳ２３において、第１の方向における係合時偏差ΔＰ０が取得されているか否かが判定される。ステップＳ２３において、第１の方向における係合時偏差ΔＰ０が取得されていないと判定された場合、ステップＳ２４に進み、被駆動部ＷＢが第１の方向に移動したか否かが判定される。この判定は、可動部ＷＡが被駆動部ＷＢに係合したか否かを判定するために、判定部３２（図１）によって実行される判定である。判定部３２は、第２の位置検出部１２の位置検出値ＤＰ２に基づいて得られる被駆動部ＷＢの予備動作時における移動量と、閾値３５（図１）とを比較し、被駆動部ＷＢの移動量が閾値３５を超えたときに可動部ＷＡが被駆動部ＷＢに係合したと判定する。このことを図４に照らして説明すると、（ｂ）の状態から（ｃ）に至るまでに被駆動部ＷＢが移動する移動量（プラス１）と、閾値３５とが比較される。閾値３５は、ゼロとプラス１との間の任意の値であり得る。閾値３５は、ノイズ又は外乱による判定エラーを排除するように設定される。

ステップＳ２４において、被駆動部が第１の方向に移動したと判定された場合は、ステップＳ２５に進み、そのときの可動部ＷＡの位置検出値ＤＰ１と、被駆動部ＷＢの位置検出値ＤＰ２との間の偏差が、第１の方向における係合時偏差ΔＰ０として保持部３３に保持される。

ステップＳ２３において第１の方向における係合時偏差ΔＰ０が取得されていると判定された場合、又はステップＳ２４において被駆動部ＷＢが第１の方向に移動していないと判定された場合は、ステップＳ２６に進む。

ステップＳ２６〜Ｓ２８においては、前述したステップＳ２３〜Ｓ２５と同様の処理が第２の方向について実行される。したがって、ステップＳ２７において被駆動部ＷＢが第２の方向に移動したか否かについて判定されるとき、図４の（ｄ）の状態から（ｅ）の状態に至るまでに被駆動部ＷＢが移動する移動量（マイナス１）と、閾値３５とが比較される。閾値３５は、マイナス１とゼロとの間において、ノイズ又は外乱の影響を考慮して設定される。以上のようにして、第１の方向及び第２の方向の両方における係合時偏差ΔＰ０が係合時偏差保持部３３に保持される。

前述したように、図示される実施形態においては、被駆動部ＷＢを予備動作させるための位置指令として、加工用位置指令の単位の０．５倍のパルスが利用される。しかしながら、本発明はこのような特定の例に限定されない。例えば加工用位置指令の単位未満の任意の大きさであって、０．５倍のパルス以外の位置指令が用いられてもよい。或いは、加工用位置指令の単位以上の大きさの位置指令が被駆動部ＷＢの予備動作のために用いられてもよい。例えば、加工用位置指令の単位の２倍の大きさの指令が付与される場合（指令位置がＸ＝２の場合）、いったん被駆動部ＷＢがＸ＝２の位置に到達した後に、被駆動部ＷＢをＸ＝０に戻す逆向きの指令を付与すればよい。

続いて、可動部ＷＡ及び被駆動部ＷＢの動作を説明する図である図５を参照して、図２に示されるステップＳ１７におけるバックラッシ補正量の算出処理について説明する。図５は、ボールネジによってモータＭから可動部ＷＡへと動力が伝達される場合を示している。例えば可動部ＷＡはネジ軸Ｎを有するボールネジである場合、突出部Ａ１，Ａ２がネジ山に相当し、被駆動部ＷＢの突起部Ｂがネジ軸Ｎに嵌合するナットに相当する。

図５の（ａ）に示される状態は、可動部ＷＡ及び被駆動部ＷＢの初期状態の位置関係を示す一例である。図５の（ａ）においては、被駆動部ＷＢの突起部Ｂは可動部ＷＡの１対の突出部Ａ１，Ａ２の間に位置している。図中には突起部Ｂと突出部Ａ１，Ａ２との間の間隙Ｌ１，Ｌ２がそれぞれ示されているものの、実際にはこれら間隙Ｌ１，Ｌ２の大きさは未知である。以下、図５の右方向を第１の方向、左方向を第２の方向として説明する。また、図５に示される（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）の状態において、第１の位置検出部１１によって検出される可動部ＷＡの位置検出値をそれぞれＸＡ、ＸＡ１、ＸＡ２とし、第２の位置検出部１２によって検出される被駆動部ＷＢの位置検出値をそれぞれＸＢ、ＸＢ１、ＸＢ２とする。

図５の（ｂ）は、可動部ＷＡの突出部Ａ１と被駆動部ＷＢの突起部Ｂとが互いに係合している状態を示しており、（ｃ）は、可動部ＷＡの突出部Ａ２と被駆動部ＷＢの突起部Ｂとが互いに係合している状態を示している。図５から明らかなように、被駆動部ＷＢを図５の（ａ）の状態から第１の方向に駆動させる場合のバックラッシの大きさはＬ１であり、第２の方向に駆動する場合のバックラッシの大きさはＬ２である。

図５の（ａ）の状態から（ｂ）の状態まで被駆動部ＷＢを移動させた場合、可動部ＷＡは、被駆動部ＷＢに対して相対的に第１の方向にＬ１だけ移動することになる。したがって、（ｂ）の状態における可動部ＷＡの位置検出値ＸＡ１と被駆動部ＷＢの位置検出値ＸＢ１との間の偏差から、（ａ）の状態における可動部ＷＡの位置検出値ＸＡと被駆動部ＷＢの位置検出値ＸＢとの間の偏差を減算すれば、第１の方向におけるバックラッシ補正量に相当するＬ１が求められる。

同様に、被駆動部ＷＢを第２の方向に移動させる場合は、（ｃ）の状態における可動部ＷＡの位置検出値ＸＡ２と被駆動部ＷＢの位置検出値ＸＢ２との間の偏差から、（ａ）の状態における可動部ＷＡの位置検出値ＸＡと被駆動部ＷＢの位置検出値ＸＢとの間の偏差を減算すれば、第２の方向におけるバックラッシ補正量に相当するＬ２が求められる。

このように本実施形態においては、現在の可動部ＷＡの位置ＸＡと被駆動部ＷＢの位置ＸＢとの間の偏差ΔＰと、保持部３３に保持された係合時偏差ΔＰ０とに基づいてバックラッシ補正量を算出する。したがって、可動部ＷＡと被駆動部ＷＢとの位置関係に応じた最適なバックラッシ補正量を作成することが可能になる。また、必要なバックラッシ補正量は、被駆動部ＷＢを微小に移動させる予備動作によって得られる。したがって、モータ制御装置１０の電源投入直後における最初の指令を実行する場合であっても、バックラッシに起因する位置決め精度低下を防止できる。

図６は本発明の第２の実施形態に係るモータ制御装置１０’の機能ブロック図である。図６においては、第１の位置検出部１１によって検出される第１の位置検出値ＤＰ１及び第２の位置検出部１２によって検出される第２の位置検出値ＤＰ２が偏差計算部３１に直接的に入力されている。そして、前述した第１の実施形態と同様にして補正量計算部３４により計算されたバックラッシ補正量は、分配部３９を通って加算器２２に入力され、速度指令値ＣＶに加算される。分配部３９を通ることによって、補正量計算部３４から出力されるバックラッシ補正量は時分割されて加算器２２に付与される。このようなモータ制御装置１０’の場合であっても、第１の実施形態に関連して前述したのと同様な効果が得られるのは明らかであろう。

１０ モータ制御装置
１０’ モータ制御装置
１１ 第１の位置検出部
１２ 第２の位置検出部
２０ 位置指令作成部
２４ 速度指令作成部
２６ トルク指令作成部
３１ 偏差計算部
３２ 判定部
３３ 保持部
３４ 補正量計算部
３５ 閾値
ＷＡ 可動部
ＷＢ 被駆動部

Claims (5)

1. モータにより駆動される可動部と、該可動部により駆動される被駆動部との間のバックラッシを補正するモータ制御装置において、
   前記被駆動部の位置指令を作成する位置指令作成部と、
   前記可動部の位置を検出する第１の位置検出部と、
   前記被駆動部の位置を検出する第２の位置検出部と、
   前記第１の位置検出部によって検出される第１の位置検出値と前記第２の位置検出部によって検出される第２の位置検出値との間の偏差を計算する偏差計算部と、
   前記可動部が第１の方向及び該第１の方向とは反対の第２の方向に駆動されるときに、前記可動部が前記被駆動部に係合したか否かを判定する判定部と、
   前記判定部によって前記可動部が前記被駆動部に係合したと判定されたときに前記偏差計算部によって計算される前記偏差を前記第１の方向又は前記第２の方向に関連付けて係合時偏差として保持する保持部と、
   前記偏差計算部によって計算される前記偏差、及び前記保持部によって保持される前記係合時偏差に基づいて、バックラッシ補正量を計算する補正量計算部と、を具備し、
   前記判定部は、前記被駆動部の移動量が閾値を超えたときに前記可動部が前記被駆動部に係合したと判定する、モータ制御装置。
2. 前記位置指令作成部は、前記判定部による前記可動部が前記被駆動部に係合したか否かの判定の際に、前記被駆動部を予備動作させる位置指令を作成可能である、請求項１に記載のモータ制御装置。
3. 前記被駆動部を予備動作させる位置指令が、前記被駆動部に対する位置指令の単位よりも小さく設定される、請求項２に記載のモータ制御装置。
4. 前記被駆動部を予備動作させる位置指令が、前記被駆動部に対する位置指令の単位の半分に設定される、請求項３に記載のモータ制御装置。
5. 前記第１の方向及び前記第２の方向における前記係合時偏差のうちの少なくともいずれか一方が前記保持部によって保持されていない場合に、前記位置指令作成部が、前記被駆動部を予備動作せる位置指令を作成可能である、請求項２〜４のいずれか１項に記載のモータ制御装置。

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