JP2019197193A - サーボモータ駆動装置及びガルバノ駆動装置、並びにレーザ加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】モータの軸受の摩耗を早期に検出し得るガルバノ駆動装置を提供する。【解決手段】駆動制御手段５は、判定用駆動信号ｄｐｃを出力する判定モードを備え、判定用駆動信号に基づくガルバノミラーの回動状態に基づいて、駆動モータ２の出力軸３の軸受の摩耗度合を検出する摩耗検出手段１５と、判定モード時にフィードバック制御部７，８の動作を無効化し、回動状態信号ｒｔを摩耗検出手段１５のみに供給する切換手段１１，１４を備えた。【選択図】図１

Description

本発明は、サーボモータ駆動装置及びサーボモータでガルバノスキャナが駆動されるガルバノ駆動装置、並びにガルバノ駆動装置を備えたレーザ加工装置に関するものである。

レーザ加工装置は、レーザ光源から出力されるレーザ光をガルバノスキャナで２次元的にスキャニングすることで、被加工面上に文字、記号、図形等をマーキングし、あるいは穴あけ、切断等を行う。

ガルバノスキャナは、サーボモータの出力軸の回転に基づいてガルバノミラーが回転され、レーザ光がＸ−Ｙ平面上においてスキャニングされる。サーボモータの出力軸は、サーボモータのケース内に設けられる軸受（ボールベアリング）に支持されている。

軸受の摩耗は、サーボモータの出力軸の円滑な回転を阻害し、ガルバノスキャナではガルバノミラーの円滑な回動が妨げられて、スキャニング精度が低下する。
そこで、ガルバノミラーの目標の回動位置（角度）と、実際の回動位置（角度）との偏差に基づいてフィードバック制御をかけることにより、実際の回動位置を目標の回動位置に一致させるように制御するようにしたサーボモータ駆動装置が提案されている。

このようなサーボモータ駆動装置に関連する先行技術文献として、特許文献１〜６が知られている。

特開２００３−２３７９２号公報 特開２００７−３２７１２号公報 特開２００３−１９１０８３号公報 特開２０１３−１６７７７７号公報 特開平０４−１２７９８０号公報 特開平０９−３８７８７号公報

上記のようなフィードバック制御機能を備えたサーボモータ駆動装置では、軸受の摩耗による出力軸の回転位置の偏差を補正するので、軸受の細かな摩耗度合を判別することは困難である。

従って、フィードバック制御を行いながら、出力軸の目標の回転位置と実際の回転位置との偏差が大きくなると、サーボモータの交換が必要となる。その結果、例えばレーザ加工装置でガルバノスキャナが稼働中にサーボモータの交換が必要となると、その修復作業のために作業効率が低下する。

この発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は駆動モータの軸受の摩耗を早期に検出し得るサーボモータ駆動装置及びガルバノ駆動装置、並びにレーザ加工装置を提供することにある。

上記課題を解決するガルバノ駆動装置は、駆動モータの出力軸の回転によりガルバノミラーを回動させるガルバノ駆動手段と、前記ガルバノ駆動手段に、前記ガルバノミラーをあらかじめ設定された回動位置まで回動させる駆動信号を出力する駆動制御手段と、前記駆動信号に基づく前記ガルバノミラーの回動状態を検出した回動状態信号を出力する回動状態検出手段と、前記駆動信号と前記回動状態信号との偏差を補正するように、前記駆動信号を補正して前記駆動モータに供給するフィードバック制御部とを有するガルバノ駆動装置において、前記駆動制御手段は、判定用駆動信号を出力する判定モードを備え、前記判定用駆動信号に基づく前記ガルバノミラーの回動状態に基づいて前記出力軸の軸受の摩耗度合を検出する摩耗検出手段と、前記判定モード時に前記フィードバック制御部の動作を無効化し、前記回動状態信号を前記摩耗検出手段のみに供給する切換手段を備えたことを特徴とする。

この構成により、判定モードではフィードバック制御部の動作が無効化されるので、回動状態信号から駆動モータの軸受の細かな摩耗度合が検出可能となる。
また、上記のガルバノ駆動装置では、前記駆動制御手段は、前記判定モード時に、前記ガルバノミラーの有効回動範囲全域を回動させる判定用駆動信号を出力し、前記摩耗検出手段は、前記判定用駆動信号に基づく回動状態信号に基づいて、前記ガルバノミラーの有効回動範囲全域に亘って摩耗度合を検出することが好ましい。

この構成により、判定モード時には、ガルバノミラーの有効回動範囲の全域に亘って摩耗度合が検出可能となる。
また、上記のガルバノ駆動装置では、前記駆動制御手段は、前記判定モード時に、前記ガルバノミラーを繰り返し回動させる判定用駆動信号を出力し、前記摩耗検出手段は、前記判定用駆動信号に基づく回動状態信号に基づいて、前記出力軸の軸受の摩耗度合を検出することが好ましい。

この構成により、ガルバノミラーを繰り返し回動させて回動状態信号と基準値を比較するので、摩耗度合の検出精度が向上する。
また、上記のガルバノ駆動装置では、前記駆動制御手段は、前記判定モード時に、前記ガルバノミラーを往復方向に繰り返し回動させる判定用駆動信号を出力し、前記摩耗検出手段は、前記判定用駆動信号に基づく回動状態信号に基づいて、前記ガルバノミラーの往復方向に亘って前記出力軸の軸受の摩耗度合を検出することが好ましい。

この構成により、ガルバノミラーの往動時及び復動時における出力軸の軸受の摩耗度合を検出することができるので、摩耗度合の検出精度が向上する。
また、上記のガルバノ駆動装置では、前記駆動制御手段は、前記判定用駆動信号として台形波を出力することが好ましい。

この構成により、ガルバノミラーを回動させるトルクを時間的に徐々に増大させ、且つ徐々に減少させて回動状態信号を生成することにより、軽微な摩耗の検出精度が向上する。

また、上記のガルバノ駆動装置では、前記駆動制御手段は、前記駆動信号として前記ガルバノミラーをあらかじめ設定された回動位置まで回動させる駆動位置信号を出力するとともに、前記判定用駆動信号として判定用駆動位置モニタ（観察）信号を出力し、前記摩耗検出手段は、前記回動状態信号として前記判定用駆動位置モニタ（観察）信号に基づく前記ガルバノミラーの回動位置を検出した現在位置信号とあらかじめ設定された基準値とを比較することにより、前記出力軸の軸受の摩耗度合を検出することが好ましい。

この構成により、判定モードではフィードバック制御部の動作が無効化されるので、現在位置信号から駆動モータの軸受の細かな摩耗度合が検出可能となる。
また、上記のガルバノ駆動装置では、前記駆動制御手段は、電源の投入に続いて前記判定モードに移行することが好ましい。

この構成により、ガルバノ駆動装置の立ち上げ時に摩耗度合を検出可能となるので、摩耗が進んでいる状態でのガルバノ駆動装置及びレーザ加工装置の稼働が防止される。
また、上記のガルバノ駆動装置では、前記駆動制御手段は、電源のシャットダウン時に前記判定モードに移行し、前記摩耗検出手段は、前記判定モードにおける検出結果を記憶する記憶手段と、電源の再投入時に、前記記憶手段に記憶された検出結果を出力する出力手段を備えることが好ましい。

この構成により、電源のシャットダウン時に判定モードに移行して、検出結果を記憶手段に記憶し、電源の再投入時にその検出結果を出力手段で出力するので、摩耗が進んだ状態でのガルバノ駆動装置の稼働が防止可能となる。

また、上記のガルバノ駆動装置では、前記駆動モータの温度を検出した現在温度信号を前記摩耗検出手段に出力する温度検出手段を備え、前記摩耗検出手段は、前記現在温度信号に基づいて、前記現在位置信号と前記基準値のいずれかを温度補正することが好ましい。

この構成により、駆動モータの温度の変化により軸受のグリスの粘度が変化しても、軸受の摩耗度合の検出精度が低下することはない。
上記課題を解決するレーザ加工装置は、レーザ光源から出射されるレーザ光を、上記のいずれか１つに記載のガルバノ駆動装置で回動されるガルバノミラーを介して被加工面に照射することを特徴とする。

この構成により、判定モードではフィードバック制御部の動作が無効化されるので、現在位置信号から駆動モータの軸受の細かな摩耗度合が検出可能となる。駆動モータの交換時期の予測が容易となり、駆動モータの交換は、レーザ加工装置の稼働時以外の時間に行うことが可能となる。

上記課題を解決するサーボモータ駆動装置は、サーボモータと、前記サーボモータを駆動するサーボモータ駆動手段と、前記サーボモータ駆動手段に、駆動信号を出力する駆動制御手段と、前記駆動信号に基づく前記サーボモータの出力軸の回動状態を検出した回動状態信号を出力する回動状態検出手段と、前記駆動信号と前記回動状態信号との偏差を補正するように、前記駆動信号を補正して前記サーボモータに供給するフィードバック制御部とを有するサーボモータ駆動装置において、前記駆動制御手段は、判定用駆動信号を出力する判定モードを備え、前記判定用駆動信号に基づく前記サーボモータの回動状態に基づいて前記出力軸の軸受の摩耗度合を検出する摩耗検出手段と、前記判定モード時に前記フィードバック制御部の動作を無効化し、前記回動状態信号を前記摩耗検出手段のみに供給する切換手段を備えたことを特徴とする。

この構成により、判定モードではフィードバック制御部の動作が無効化されるので、回動状態信号からサーボモータの軸受の細かな摩耗度合が検出可能となる。

本発明のサーボモータ駆動装置及びガルバノ駆動装置、並びにレーザ加工装置によれば、駆動モータの軸受の摩耗を早期に検出することができる。

第一の実施形態のレーザ加工装置を示すブロック図。 第一の実施形態のレーザ加工装置の通常動作時の構成を示すブロック図。 第一の実施形態のレーザ加工装置の摩耗判定時の構成を示すブロック図。 駆動モータの出力軸の回動範囲を示す説明図。 駆動モータの出力軸の判定モード時の回動範囲を示す説明図。 駆動モータの出力軸の判定モード時の回動動作を示す説明図。 判定用駆動位置モニタ（観察）信号を示す説明図。 判定モード時の現在位置信号を示す説明図。 駆動モータの出力軸の判定モード時の回動動作を示す説明図。 判定用駆動位置モニタ（観察）信号を示す説明図。 レーザ加工装置の動作を示すフローチャート。 レーザ加工装置の動作を示すフローチャート。 第二の実施形態のレーザ加工装置を示すブロック図。 第二の実施形態のレーサ加工装置の通常動作時の構成を示すブロック図。 第二の実施形態のレーザ加工装置の摩耗判定時の構成を示すブロック図。

（第一の実施形態）
以下、レーザ加工装置に搭載されるガルバノ駆動装置の動作を制御するサーボモータ駆動装置の第一の実施形態を図面に従って説明する。

図１は、レーザ加工装置のブロック図の一例を示す。ガルバノミラー１は、駆動モータ２の出力軸３の回転に基づいて回動され、レーザ光源１７から供給されるレーザ光Ｌを被加工物の加工面に向かって照射する。駆動モータ２は、ケース内に設けられるボールベアリング等の軸受に出力軸３が回転可能に支持され、コイル４に供給される電流に基づいて、出力軸３の回転角及び回転速度が制御される。

レーザ加工動作を制御する駆動制御手段５は、ガルバノミラー１の回動位置を制御する駆動位置信号ｄｐを、加算器６を介して増幅器７及び積分器８に出力する。また、駆動位置信号ｄｐは後記切換器１１にも出力される。増幅器７は駆動位置信号ｄｐを増幅して加算器９に出力し、積分器８は駆動位置信号ｄｐの電圧値を積分して加算器９に出力する。

加算器９は、増幅器７、積分器８及び後記速度検出手段１０から出力される電圧信号を加算して切換器１１に出力する。
切換器１１は、駆動制御手段５から出力される制御信号ｃｓ１に基づいて切替制御され、加算器９の出力信号と駆動位置信号ｄｐのいずれかをＶ／Ｉ変換器（電圧電流変換器）１２に出力する。駆動位置信号ｄｐ及び加算器９の出力信号は電圧信号であって、Ｖ／Ｉ変換器１２は駆動位置信号ｄｐ若しくは加算器９の出力信号を電流信号に変換して駆動モータ２に駆動電流ｄｉとして供給する。

駆動モータ２の出力軸３は、駆動電流ｄｉに基づく回転速度及び回転角度で回転される。そして、出力軸３の回転に基づいてガルバノミラー１が回動される。
駆動モータ２には、出力軸３の回転位置（回転角）すなわちガルバノミラー１の回動角を検出する位置検出手段１３が設けられている。位置検出手段１３は、ガルバノミラー１の回動角を検出して電圧信号である現在位置信号ｒｔに変換する。現在位置信号ｒｔは、ガルバノミラー１の実際の回動状態を検出した回動状態信号となる。

位置検出手段１３から出力される現在位置信号ｒｔは、速度検出手段１０及び切換器１４に出力される。速度検出手段１０は、現在位置信号ｒｔを微分することによりガルバノミラー１の回転速度を示す電圧信号を生成し、その電圧信号を加算器９に出力する。

切換器１４は、駆動制御手段５から出力される制御信号ｃｓ２に基づいて切替制御され、位置検出手段１３から出力される現在位置信号ｒｔを加算器６と摩耗検出手段１５のいずれかに出力する。制御信号ｃｓ２は、駆動モータ２の軸受の摩耗を判定するための判定モード時に、駆動制御手段５から出力され、切換器１４は制御信号ｃｓ２が入力されると、現在位置信号ｒｔを摩耗検出手段１５のみに出力する。

摩耗検出手段１５は、現在位置信号ｒｔが切換器１４を介して入力されるとき、現在位置信号ｒｔとあらかじめ設定されている基準値とを比較し、その比較結果に基づいて駆動モータ２の軸受の摩耗を検出する。

駆動制御手段５では、レーザ加工装置の起動時あるいはシャットダウン時に判定モードとなるように設定され、判定モード時にはあらかじめ設定された判定用駆動位置モニタ（観察）信号ｄｐｃを出力する。

摩耗検出手段１５に設定されている基準値は、判定用駆動位置モニタ（観察）信号ｄｐｃに基づいて駆動モータ２が作動するとき、摩耗がない状態での現在位置信号ｒｔに対応する数値があらかじめ設定されていて、摩耗検出手段１５は基準値と現在位置信号ｒｔとの誤差を検出する。

図４は、判定モード時に判定用駆動位置モニタ（観察）信号ｄｐｃに基づいて動作する駆動モータ２の出力軸３及びガルバノミラー１の回転動作の一例を示す。通常、ガルバノミラー１は一定の回動限界角度α１で往復回動可能であり、仕様上の駆動モータ２の出力軸３の回動範囲である有効回動範囲α２は、回動限界角度α１より狭い範囲に設定され、ガルバノミラー１は有効回動範囲α２内で往復回動するように制御される。

判定モードでは、判定用駆動位置モニタ（観察）信号ｄｐｃにより回動限界角度α１の範囲で出力軸３を往復回動させ、その状態での現在位置信号ｒｔを摩耗検出手段１５に入力して、摩耗度合を検出する。また、図５に示すように、回動限界角度α１より狭い任意の判定角度α３の範囲で往復回動させて摩耗度合を検出してもよい。

また、判定モードでは判定用駆動位置モニタ（観察）信号ｄｐｃにより出力軸３及びガルバノミラー１を繰り返し回動させ、その場合の現在位置信号ｒｔに基づいて摩耗検出手段１５により摩耗度合を検出する。

具体的には、例えば図６に示すように、回動限界角度α１の範囲でガルバノミラー１を往復回動させることにより繰り返しの回動動作を行う。この時、原点位置ｘから最大回動位置ｙまで回動させるとき、ガルバノミラー１の現在位置信号ｒｔに基づいて摩耗度合を検出する。

このとき、例えば図７に示すように、原点位置ｘから最大回動位置ｙまでの往動時は、ガルバノミラー１の回動速度が放物線状に増大するような判定用駆動位置モニタ（観察）信号ｄｐｃが出力され、位置検出手段１３から図８に示すような現在位置信号ｒｔが摩耗検出手段１５に出力される。

摩耗検出手段１５では、ガルバノミラー１の往動時の現在位置信号ｒｔ１に基づいて摩耗度合を判定し、復動時の現在位置信号ｒｔ２では摩耗度合を判定しない。
図９は、ガルバノミラー１を往復動作させ、往動時及び復動時の現在位置信号ｒｔに基づいて摩耗度合を判定する場合を示す。この場合には、例えば出力軸３の原点位置ｘから最大回動位置ｙまでの往動時と、最大回動位置ｙから原点位置ｘまでの復動時の現在位置信号ｒｔが摩耗検出手段１５に出力されて摩耗度合が判定される。

この時の判定用駆動位置モニタ（観察）信号ｄｐｃは、図１０に示すように、電圧レベルが台形状に遷移する信号が駆動制御手段５から出力される。
図１に示すように、駆動モータ２には温度検出手段１６が設置されている。温度検出手段１６は、駆動モータ２の温度を検出した現在温度信号ｔｍを、摩耗検出手段１５に出力する。

摩耗検出手段１５は、現在温度信号ｔｍに基づいて基準値を温度補正し、補正した基準値と現在位置信号ｒｔを比較することにより、摩耗度合を検出する。
駆動モータ２の出力軸の軸受に充填されているグリスは、温度によって粘度が変化する。このため、レーザ加工装置の電源投入に続く摩耗度合の判定時には、駆動モータ２の温度が低いため、グリスの粘度が高い。また、レーザ加工装置のシャットダウン処理の開始に続いて行われる摩耗度合の判定時には、駆動モータ２の温度が高いため、グリスの粘度が低い。

摩耗検出手段１５は、駆動モータ２の温度の変化に基づいて基準値を温度補正することにより、現在位置信号ｒｔと基準値を比較して摩擦度合を検出するとき、グリスの粘度の影響をなくすように動作する。

次に、上記のように構成されたレーザ加工装置及びガルバノ駆動装置の作用を説明する。
駆動モータ２の軸受の摩耗度合を判定する判定モードは、レーザ加工装置の電源投入時あるいはシャットダウン処理の開始に続いて行われる。

図１１は、電源投入に続いて判定モードを開始する場合を示す。同図に示すように、レーザ加工装置に電源が投入されると、判定モードが開始されて摩耗検出手段１５で摩耗度合の判定動作が行われ（ステップ１）、判定結果が表示装置に表示される。その後、通常動作に移行して、駆動モータ２によりガルバノミラー１の動作が制御される（ステップ２）。

ステップ１の判定動作時には、図３に示すように、切換器１１には駆動制御手段５から判定用駆動位置モニタ（観察）信号ｄｐｃが直接に入力される。判定用駆動位置モニタ（観察）信号ｄｐｃは、図７あるいは図１０に示す信号である。そして、判定用駆動位置モニタ（観察）信号ｄｐｃがＶ／Ｉ変換器１２で駆動電流ｄｉに変換されて、駆動モータ２に供給される。

駆動モータ２は、駆動電流ｄｉの供給に基づいて出力軸３が回転駆動され、出力軸３の回転に基づいてガルバノミラー１が回動される。この時、判定用駆動位置モニタ（観察）信号ｄｐｃによりガルバノミラー１は有効回動範囲α２あるいは有効回動範囲α２より狭い任意の判定角度α３の範囲で往復回動する。

位置検出手段１３は、ガルバノミラー１の回動角を検出した現在位置信号ｒｔを切換器１４に出力する。判定モードでは、切換器１４は摩耗検出手段１５側に切り換えられ、現在位置信号ｒｔは摩耗検出手段１５に出力される。

摩耗検出手段１５は、現在位置信号ｒｔが入力されると、現在位置信号ｒｔとあらかじめ設定されている基準値とを比較し、その比較結果を検出して表示手段等に出力する。作業者は、その比較結果を確認することにより、駆動モータ２の軸受の摩耗度合が確認可能となる。

ステップ２の通常動作では、図２に示すように、切換器１１は加算器９側に切り換えられ、切換器１４は加算器６側に切り換えられる。この状態で、駆動制御手段５から駆動位置信号ｄｐが加算器６に出力されると、その駆動位置信号ｄｐが増幅器７、積分器８、加算器９及び切換器１４を介してＶ／Ｉ変換器１２に供給される。

Ｖ／Ｉ変換器１２は、増幅器７及び積分器８の出力信号の加算値に基づいて駆動電流ｄｉを生成して駆動モータ２のコイル４に供給する。駆動モータ２は、駆動電流ｄｉの供給に基づいて出力軸３が回転され、ガルバノミラー１が回動される。

ガルバノミラー１が回動されると、位置検出手段１３によりガルバノミラー１の回動位置（回動角）を電圧に変換した現在位置信号ｒｔが生成され、速度検出手段１０及び切換器１４に出力される。

速度検出手段１０は、現在位置信号ｒｔに基づいて出力軸３の回転速度に相当する電圧信号を生成し、加算器９に出力する。また、現在位置信号ｒｔは切換器１４を経て加算器６に出力する。

このような動作により、ガルバノミラー１の回動角及び回動速度が、駆動位置信号ｄｐによる回動角及び回動速度に一致するようにフィードバック制御が行われる。
図１２は、レーザ加工装置の電源をシャットダウンするときに、判定モードを開始する場合を示す。レーザ加工装置に電源が投入されると、通常動作に移行して、駆動モータ２によりガルバノミラー１の動作が制御される（ステップ１１）。

通常動作が終了して、シャットダウン動作が開始されると（ステップ１２）、判定モードが開始されて摩耗検出手段１５で摩耗度合の判定動作が行われる（ステップ１３）。ステップ１３の判定動作は、図１１に示すステップ１の動作と同様である。

判定動作が終了すると、例えば判定結果を摩耗検出手段１５にあらかじめ設けられている記憶部（記憶手段）に記憶し、電源再投入時に表示部（出力手段）等で確認可能として、電源を遮断する。

上記のようなレーザ加工装置及びガルバノ駆動装置では、次に示す効果を得ることができる。
（１）判定モードでは、切換器１１，１４が切り換えられて、駆動制御手段５から出力される駆動位置信号ｄｐと、位置検出手段１３で検出された現在位置信号ｒｔとの偏差を補正するフィードバック制御が停止される。この状態で、摩耗検出手段１５で現在位置信号ｒｔとあらかじめ設定されている基準値との比較に基づいて、駆動モータ２の出力軸３の軸受の摩耗度合が検出される。従って、細かな摩耗度合を確認することが容易となる。

（２）細かな摩耗度合を確認することができるので、駆動モータ２の最適な交換時期を予測することが容易となる。従って、通常動作時にレーザ加工装置の運転を停止して駆動モータ２を交換する必要はなくなるため、作業効率を向上させることができる。

（３）判定モード時に、駆動制御手段５から出力される判定用駆動位置モニタ（観察）信号ｄｐｃでガルバノミラー１が有効回動範囲α２の全域に亘って回動される。従って、ガルバノミラー１の有効回動範囲α２の全域に亘って摩耗度合を検出することができる。

（４）駆動制御手段５から出力される判定用駆動位置モニタ（観察）信号ｄｐｃにより、ガルバノミラー１を有効回動範囲α２あるいは判定角度α３で繰り返し回動させることにより、摩耗度合の判定精度を向上させることができる。

（５）駆動制御手段５から出力される判定用駆動位置モニタ（観察）信号ｄｐｃでガルバノミラー１を有効回動範囲α２あるいは判定角度α３の範囲で繰り返し往復回動させ、往動時及び復動時の現在位置信号ｒｔに基づいて摩耗判定を行うことができる。従って、往動時あるいは復動時の一方でのみの摩耗判定では検出しにくい摩耗をも検出可能となるので、摩耗度合の判定精度を向上させることができる。

（６）ガルバノミラー１を有効回動範囲α２あるいは判定角度α３の範囲で繰り返し往復回動させるとき、判定用駆動位置モニタ（観察）信号ｄｐｃを台形波とした。従って、ガルバノミラー１を回動させるためのトルクを小さいトルクから時間的に徐々に増加させ、次いで徐々に減少させ、且つこれを繰り返すことができるので、より軽微な摩耗を精度よく検出することができる。

（７）レーザ加工装置の電源投入に続いて、判定モードに移行して摩耗判定を行うことにより、レーザ加工装置の稼働に先立って摩耗度合を確認することができる。従って、摩耗が進行した状態でのレーザ加工処理を防止して、不良品の生成を未然に防止することができる。

（８）レーザ加工装置のシャットダウンの開始時に、判定モードに移行して摩耗判定を行い、その判定結果を摩耗検出手段１５に記憶することができる。そして、レーザ加工装置の次の稼働時に、電源の投入に基づいて判定結果を表示部等に表示することができるので、摩耗が進んだ状態でのレーザ加工装置の稼働を防止することができる。

（９）温度検出手段で検出された駆動モータ２の温度信号を摩耗検出手段１５に出力することにより、摩耗検出手段１５による摩耗判定に温度補正を加えることができる。すなわち、電源投入に続いて行われる摩耗判定において、駆動モータ２の温度が上昇していないとき、あるいはシャットダウン時の摩耗判定において、駆動モータ２の温度が上昇しているとき、軸受のグリスの粘度が温度によって変化する。摩耗検出手段１５は、現在位置信号ｒｔを基準値と比較するとき、グリスの粘性変化に対応するように基準値を補正して、その補正後の基準値と現在位置信号ｒｔを比較して摩耗判定を行うことができる。従って、摩耗判定の精度を向上させることができる。

（第二の実施形態）
図１３〜図１５は、レーザ加工装置の第二の実施形態を示す。この実施形態では判定モード時にガルバノミラー１の回動状態を検出する回動状態信号を、駆動モータ２のコイル４に流れる電流値に基づいて生成するようにしたものである。第一の実施形態と同一構成部分は、同一符号を付して詳細な説明を省略する。

図１３に示すように、切換器１１の出力信号は加算器２１を介してＶ／Ｉ変換器１２に出力される。Ｖ／Ｉ変換器１２から出力される駆動電流ｄｉは、コイル４を経てＩ／Ｖ変換器２２に供給される。

Ｉ／Ｖ変換器２２は、駆動電流ｄｉの電流値を電圧信号に変換した回動状態信号ｒｓを生成し、切換器２３に出力する。切換器２３は、駆動制御手段５から出力される制御信号ｃｓ３に基づいて切り換え制御され、通常動作時には回動状態信号ｒｓを加算器２１に出力し、判定モードでは回動状態信号ｒｓを摩耗検出手段１５に出力する。

位置検出手段１３から出力される現在位置信号ｒｔは、加算器６にのみ出力される。判定モード時には、駆動制御手段５からあらかじめ設定された判定用駆動電流モニタ（観察）信号ｄｐｉが切換器１１を介して加算器２１に出力される。判定用駆動電流モニタ（観察）信号ｄｐｉは、例えば駆動モータ２のコイル４に定電流を供給して、出力軸３を一定のトルクで回転させる信号である。その他の構成は、第一の実施形態と同様である。

上記のように構成されたレーザ加工装置では、図１４に示すように、通常動作時には駆動制御手段５から駆動位置信号ｄｐが加算器６に出力される。そして、駆動位置信号ｄｐに基づく駆動電流ｄｉが駆動モータ２のコイル４に供給され、駆動モータ２の動作によりガルバノミラー１が回動される。

ガルバノミラー１の回動状態は、位置検出手段１３で検出されて現在位置信号ｒｔとして出力される。そして、現在位置信号ｒｔが加算器６に供給され、現在位置信号ｒｔに基づいて検出された出力軸３の回転速度に相当する電圧信号が加算器９に出力される。

このような動作により、ガルバノミラー１の回動角及び回動速度が、駆動位置信号ｄｐによる回動角及び回動速度に一致するようにフィードバック制御が行われる。
また、駆動電流ｄｉの電流値がＩ／Ｖ変換器２２により電圧信号に変換されて加算器２１に出力される。このため、駆動電流ｄｉの変動を抑制するようにフィードバック制御が行われる。

図１５に示すように、判定モード時には、切換器１１，２３が切り換えられて、判定用駆動電流モニタ（観察）信号ｄｐｉが切換器１１及び加算器２１を介してＶ／Ｉ変換器１２に出力される。すると、駆動モータ２のコイル４に判定用駆動電流モニタ（観察）信号ｄｐｉに基づく駆動電流ｄｉが供給され、駆動モータ２の出力軸３が回転して、ガルバノミラー１が回動される。

ここで、出力軸３の軸受に摩耗が生じていると、出力軸３が円滑に回転されない状態となる。すると、Ｉ／Ｖ変換器２２に入力される駆動電流ｄｉが定電流とはならず、リップルが生じる状態となる。

Ｉ／Ｖ変換器２２は、駆動電流ｄｉの変動に基づく回動状態信号ｒｓを切換器２３を介して摩耗検出手段１５に出力する。摩耗検出手段１５は、回動状態信号ｒｓに基づいて駆動電流ｄｉの変動、すなわち出力軸３の摩耗度合を判定する。

上記のようなレーザ加工装置及びガルバノ駆動装置では、次に示す効果を得ることができる。
（１）判定モードでは、切換器１１，２３が切り換えられて、駆動制御手段５から出力される駆動位置信号ｄｐと、位置検出手段１３で検出された現在位置信号ｒｔとの偏差を補正するフィードバック制御が停止される。そして、駆動制御手段５から出力される判定用駆動電流モニタ（観察）信号ｄｐｉに基づく定電流で駆動モータ２が駆動される。この状態で、摩耗検出手段１５で駆動電流ｄｉの変動を検出した回動状態信号ｒｓに基づいて、駆動モータ２の出力軸３の軸受の摩耗度合が検出される。従って、細かな摩耗度合を確認することが容易となる。

（２）駆動電流ｄｉの変動を検出した回動状態信号ｒｓに基づいて、細かな摩耗度合を確認することにより、第一の実施形態と同様な効果を得ることができる。
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。

・摩耗検出手段１５では、位置検出手段１３から出力される現在位置信号ｒｔに温度補正を加え、その補正後の現在位置信号と基準値を比較して摩耗度合を検出するようにしてもよい。

・判定用駆動電流モニタ（観察）信号ｄｐｉは、定電流である必要はない。判定用駆動電流モニタ（観察）信号ｄｐｉにより駆動モータ２のコイル４に供給する電流と、コイル４に実際に流れる電流との差を摩耗検出手段１５で検出するようにしてもよい。

・第一及び第二の実施形態において、切換器１１をＶ／Ｉ変換器１２の後段に挿入して、判定用駆動位置モニタ（観察）信号ｄｐｃあるいは判定用駆動電流モニタ（観察）信号ｄｐｉをコイル４に直接に供給する電流信号としてもよい。

・上記実施形態のサーボモータ駆動装置は、ＦＡロボットのアーム制御装置、検査テーブル等の角度制御装置、工作機械等の載置テーブルの移動制御装置、ロボットの関節部制御装置、監視カメラの回転制御装置、プロッタや刻印機をＸＹＺ方向の３軸で制御する制御装置等に使用可能である。

１…ガルバノミラー、２…サーボモータ（駆動モータ）、３…出力軸、５…駆動制御手段（ガルバノ駆動手段）、６，９…フィードバック制御部（加算器）、７…フィードバック制御部（増幅器）、８…フィードバック制御部（積分器）、１１，１４…切換手段（切換器）、１３…回動状態検出手段（位置検出手段）、１５…摩耗検出手段、１６…温度検出手段、１７…レーザ光源、２２…回動状態検出手段（Ｉ／Ｖ変換器）、Ｌ…レーザ光、ｄｐ…駆動信号（駆動位置信号）、ｄｐｃ…判定用駆動信号（判定用駆動位置モニタ（観察）信号）、ｄｐｉ…判定用駆動信号（判定用駆動電流モニタ（観察）信号）、ｒｔ…回動状態信号（現在位置信号）、ｒｓ…回動状態信号、ｔｍ…現在温度信号、α２…有効回動範囲。

Claims (11)

1. 駆動モータの出力軸の回転によりガルバノミラーを回動させるガルバノ駆動手段と、
   前記ガルバノ駆動手段に、前記ガルバノミラーをあらかじめ設定された回動位置まで回動させる駆動信号を出力する駆動制御手段と、
   前記駆動信号に基づく前記ガルバノミラーの回動状態を検出した回動状態信号を出力する回動状態検出手段と、
   前記駆動信号と前記回動状態信号との偏差を補正するように、前記駆動信号を補正して前記駆動モータに供給するフィードバック制御部と
   を有するガルバノ駆動装置において、
   前記駆動制御手段は、判定用駆動信号を出力する判定モードを備え、
   前記判定用駆動信号に基づく前記ガルバノミラーの回動状態に基づいて前記出力軸の軸受の摩耗度合を検出する摩耗検出手段と、
   前記判定モード時に前記フィードバック制御部の動作を無効化し、前記回動状態信号を前記摩耗検出手段のみに供給する切換手段と
   を備えたことを特徴とするガルバノ駆動装置。
2. 請求項１に記載のガルバノ駆動装置において、
   前記駆動制御手段は、前記判定モード時に、前記ガルバノミラーの有効回動範囲全域を回動させる判定用駆動信号を出力し、
   前記摩耗検出手段は、前記判定用駆動信号に基づく回動状態信号に基づいて、前記ガルバノミラーの有効回動範囲全域に亘って摩耗度合を検出することを特徴とするガルバノ駆動装置。
3. 請求項１又は２に記載のガルバノ駆動装置において、
   前記駆動制御手段は、前記判定モード時に、前記ガルバノミラーを繰り返し回動させる判定用駆動信号を出力し、
   前記摩耗検出手段は、前記判定用駆動信号に基づく回動状態信号に基づいて、前記出力軸の軸受の摩耗度合を検出することを特徴とするガルバノ駆動装置。
4. 請求項３に記載のガルバノ駆動装置において、
   前記駆動制御手段は、前記判定モード時に、前記ガルバノミラーを往復方向に繰り返し回動させる判定用駆動信号を出力し、
   前記摩耗検出手段は、前記判定用駆動信号に基づく回動状態信号に基づいて、前記ガルバノミラーの往復方向に亘って前記出力軸の軸受の摩耗度合を検出することを特徴とするガルバノ駆動装置。
5. 請求項４に記載のガルバノ駆動装置において、
   前記駆動制御手段は、前記判定用駆動信号として台形波を出力することを特徴とするガルバノ駆動装置。
6. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載のガルバノ駆動装置において、
   前記駆動制御手段は、前記駆動信号として前記ガルバノミラーをあらかじめ設定された回動位置まで回動させる駆動位置信号を出力するとともに、前記判定用駆動信号として判定用駆動位置モニタ（観察）信号を出力し、
   前記摩耗検出手段は、前記回動状態信号として前記判定用駆動位置モニタ（観察）信号に基づく前記ガルバノミラーの回動位置を検出した現在位置信号とあらかじめ設定された基準値とを比較することにより、前記出力軸の軸受の摩耗度合を検出することを特徴とするガルバノ駆動装置。
7. 請求項１乃至６のいずれか１項に記載のガルバノ駆動装置において、
   前記駆動制御手段は、電源の投入に続いて前記判定モードに移行することを特徴とするガルバノ駆動装置。
8. 請求項１乃至６のいずれか１項に記載のガルバノ駆動装置において、
   前記駆動制御手段は、電源のシャットダウン時に前記判定モードに移行し、
   前記摩耗検出手段は、
   前記判定モードにおける検出結果を記憶する記憶手段と、
   電源の再投入時に、前記記憶手段に記憶された検出結果を出力する出力手段と
   を備えたことを特徴とするガルバノ駆動装置。
9. 請求項６に記載のガルバノ駆動装置において、
   前記駆動モータの温度を検出した現在温度信号を前記摩耗検出手段に出力する温度検出手段を備え、
   前記摩耗検出手段は、前記現在温度信号に基づいて、前記現在位置信号と前記基準値のいずれかを温度補正することを特徴とするガルバノ駆動装置。
10. レーザ光源から出射されるレーザ光を、請求項１乃至９のいずれか１項に記載のガルバノ駆動装置で回動されるガルバノミラーを介して被加工面に照射することを特徴とするレーザ加工装置。
11. サーボモータと、
    前記サーボモータを駆動するサーボモータ駆動手段と、
    前記サーボモータ駆動手段に、駆動信号を出力する駆動制御手段と、
    前記駆動信号に基づく前記サーボモータの出力軸の回動状態を検出した回動状態信号を出力する回動状態検出手段と、
    前記駆動信号と前記回動状態信号との偏差を補正するように、前記駆動信号を補正して前記サーボモータに供給するフィードバック制御部と
    を有するサーボモータ駆動装置において、
    前記駆動制御手段は、判定用駆動信号を出力する判定モードを備え、
    前記判定用駆動信号に基づく前記サーボモータの回動状態に基づいて前記出力軸の軸受の摩耗度合を検出する摩耗検出手段と、
    前記判定モード時に前記フィードバック制御部の動作を無効化し、前記回動状態信号を前記摩耗検出手段のみに供給する切換手段と
    を備えたことを特徴とするサーボモータ駆動装置。