JP5360811B2 - Impedance matching device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an impedance matching device including a function of predicting service life of a mechanism part of a variable impedance element. <P>SOLUTION: The impedance matching device includes: a target value detecting means for detecting a numerical value, as a target value, including information on the minimum value of output torque of motors 7a and 7b, which is needed to keep a residual deviation present between a target position and the present position of operation shafts of variable impedance elements 3 and 4 within an allowable value; memories 31 and 32 for storing the number of accumulated days from a reference time to the day when the target value is detected together with the detected target value; and first and second service life estimating parts 34 and 35 using the target value and the number of accumulated days stored in the memories 31 and 32 to estimate the number of accumulated days from the reference time to the day when the mechanism part of the variable impedance elements reaches the end of the service life by a method of least squares. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、半導体製造装置に用いるプラズマ処理装置等において、高周波電源と負荷との間のインピーダンスの整合を図るために用いるインピーダンス整合装置に関するものである。   The present invention relates to an impedance matching apparatus used for matching impedance between a high frequency power source and a load in a plasma processing apparatus or the like used in a semiconductor manufacturing apparatus.

高周波電源からプロセスチャンバ内に設けられたプラズマ発生装置等の負荷に電力を供給する場合には、例えば特許文献1に示されているように、負荷からの電力の反射を無くして負荷に効率よく電力を供給するために、高周波電源と負荷との間にインピーダンス整合装置を設けて、電源の出力インピーダンスと負荷のインピーダンスとを整合させるようにしている。   When power is supplied from a high-frequency power source to a load such as a plasma generator provided in the process chamber, for example, as disclosed in Patent Document 1, the reflection of power from the load is eliminated and the load is efficiently processed. In order to supply electric power, an impedance matching device is provided between the high-frequency power source and the load to match the output impedance of the power source and the impedance of the load.

インピーダンス整合装置は、電源と負荷との間に設けられて電源と負荷との間のインピーダンスの整合を図る際に操作される可変インピーダンス素子と、モータを駆動源として可変インピーダンス素子の操作軸を操作する操作機構と、インピーダンスの整合を図るために必要な操作軸の目標位置を設定する目標位置設定部と、操作軸の現在位置を検出する操作軸位置検出部と、可変インピーダンス素子の操作軸の位置を目標位置設定部で設定された目標位置に一致させるようにモータを制御するモータ制御部とを備えていて、高周波電源と負荷との間のインピーダンスの整合を図るために可変インピーダンス素子の操作軸を制御する。可変インピーダンス素子としては、可変コンデンサや、可変インダクタが用いられる。   The impedance matching device is provided between the power source and the load and is operated when matching the impedance between the power source and the load, and the operation shaft of the variable impedance element is operated using the motor as a drive source. An operation mechanism that performs operation, a target position setting unit that sets a target position of the operation axis necessary for impedance matching, an operation axis position detection unit that detects a current position of the operation axis, and an operation axis of the variable impedance element A motor control unit that controls the motor so that the position matches the target position set by the target position setting unit, and operates the variable impedance element to achieve impedance matching between the high-frequency power source and the load. Control the axis. A variable capacitor or a variable inductor is used as the variable impedance element.

例えば、特許文献1に示されたインピーダンス整合装置は、高周波電源から負荷に入力される入力電圧及び入力電流と、該入力電圧と入力電流との間の位相差とを検出する入力検出部と、高周波電源の出力端子間に対して並列に接続された第1の可変コンデンサと、高周波電源の一方の出力端子と負荷の一端との間に接続された第2の可変コンデンサと、第1の可変コンデンサ及び第2の可変コンデンサのそれぞれに対して設けられた第1及び第2のモータを備えてこれらのモータを駆動源として第1の可変コンデンサ及び第2の可変コンデンサの操作軸を操作する操作機構と、前記入力検出部により検出される入力電圧及び入力電流から求められる電源の出力インピーダンスの値に基づいて第1の可変コンデンサの操作軸の位置を目標位置とするように第1のモータを制御するモータ制御部と、入力検出部により検出される入力電圧及び入力電流の位相差に基づいて第2の可変コンデンサの操作軸の位置を目標位置とするように第2のモータを制御するモータ制御部とを備えている。特許文献2や特許文献3に示されているように、第1の可変コンデンサ及び第2の可変コンデンサとしては、多くの場合、真空容器内に固定電極と可動電極とを封入した真空可変コンデンサが用いられている。   For example, the impedance matching device disclosed in Patent Document 1 includes an input detection unit that detects an input voltage and an input current that are input from a high-frequency power source to a load, and a phase difference between the input voltage and the input current; A first variable capacitor connected in parallel to the output terminals of the high frequency power supply, a second variable capacitor connected between one output terminal of the high frequency power supply and one end of the load, and a first variable An operation for operating the operating shafts of the first variable capacitor and the second variable capacitor with the first and second motors provided for the capacitor and the second variable capacitor, respectively. Based on the mechanism and the value of the output impedance of the power source obtained from the input voltage and input current detected by the input detection unit, the position of the operating axis of the first variable capacitor is determined as the target position. The position of the operation shaft of the second variable capacitor is set as the target position based on the phase difference between the input voltage and the input current detected by the input detector and the motor controller that controls the first motor. A motor control unit for controlling the second motor. As shown in Patent Document 2 and Patent Document 3, as the first variable capacitor and the second variable capacitor, a vacuum variable capacitor in which a fixed electrode and a movable electrode are sealed in a vacuum container is often used. It is used.

インピーダンス整合装置に用いる真空可変コンデンサなどの可変インピーダンス素子は、使用に伴って操作軸の潤滑剤(グリスなど)が固化していき、操作軸からモータにかかる負荷トルクが増大していく。また操作軸とその軸受け部との間の接触部の機械的な摩耗や、操作軸の回転変位を可変インピーダンス素子の可動部(可変コンデンサの場合には可動電極)に伝達する変位伝達機構を構成する部品の機械的摩耗によっても、操作軸からモータにかかる負荷トルクが増大していく。特に、操作軸の回転変位をネジ機構により直線変位に変換して真空室内に配置された可動電極に伝達するように構成された真空可変コンデンサの場合には、ネジ機構を構成しているネジのうち、真空室内に配置された可動電極に結合されている一方のネジに真空室側から常時吸引力が作用して、ネジ機構を構成しているネジ同士の接触部に偏った力がかかるため、比較的短期間でネジ山の摩耗が進行し、操作軸を操作するために必要なトルクが増大していく。   In a variable impedance element such as a vacuum variable capacitor used in an impedance matching device, a lubricant (such as grease) on an operation shaft is solidified with use, and a load torque applied to the motor from the operation shaft increases. Also, a displacement transmission mechanism that transmits mechanical wear of the contact part between the operating shaft and its bearing part and rotational displacement of the operating shaft to the movable part of the variable impedance element (movable electrode in the case of a variable capacitor) is configured. The load torque applied to the motor from the operation shaft also increases due to mechanical wear of the parts to be performed. In particular, in the case of a vacuum variable capacitor configured to convert the rotational displacement of the operation shaft into a linear displacement by a screw mechanism and transmit the linear displacement to a movable electrode disposed in the vacuum chamber, the screw of the screw constituting the screw mechanism Among them, one of the screws connected to the movable electrode arranged in the vacuum chamber is always subjected to a suction force from the vacuum chamber side, and a biased force is applied to the contact portions of the screws constituting the screw mechanism. The wear of the thread progresses in a relatively short period of time, and the torque necessary for operating the operating shaft increases.

本明細書では、上記のように、可変インピーダンス素子の操作軸の潤滑剤が固化したり、操作軸の回転変位を可変インピーダンス素子の可動部に伝達する変位伝達機構の構成部品が摩耗したりして、可変インピーダンス素子を操作するために必要なトルクが大きくなっていく状態を可変インピーダンス素子の機構部の劣化と呼ぶ。   In the present specification, as described above, the lubricant of the operation shaft of the variable impedance element is solidified, or the components of the displacement transmission mechanism that transmits the rotational displacement of the operation shaft to the movable portion of the variable impedance element are worn out. Thus, the state in which the torque required to operate the variable impedance element increases is called deterioration of the mechanism portion of the variable impedance element.

上記のように、可変インピーダンス素子の機構部の劣化によりモータにかかる負荷トルクが過大になり、モータの駆動能力の限界を超えると、操作軸を回転させることができなくなるため、インピーダンスの整合を図ることができなくなる。   As described above, the load torque applied to the motor becomes excessive due to the deterioration of the mechanism portion of the variable impedance element, and the operating shaft cannot be rotated when the limit of the driving capability of the motor is exceeded. I can't do that.

例えば、可変インピーダンス素子を操作するモータとして、パルスモータや、ステッピングモータを用いた場合には、モータにかかる負荷トルクが増大していくと、やがて駆動パルスとモータの回転との同期をとることができない脱調状態が生じ、モータを回転させることができなくなる。従来は、可変インピーダンス素子の機構部の劣化が、寿命に近い状態まで進んだ際にもその操作を可能にするように、モータの出力トルクを十分に大きい値(一定値)に設定していた。   For example, when a pulse motor or a stepping motor is used as a motor for operating a variable impedance element, if the load torque applied to the motor increases, the drive pulse and the rotation of the motor may eventually be synchronized. An impossible step-out state occurs, and the motor cannot be rotated. Conventionally, the output torque of the motor has been set to a sufficiently large value (a constant value) so that it can be operated even when the deterioration of the mechanism of the variable impedance element has advanced to near the end of its life. .

可変インピーダンス素子の機構部の劣化が進み、モータにより可変インピーダンス素子を操作することができなくなった場合には、可変インピーダンス素子を交換したり、その機構部の部品を交換したりする等のメンテナンスを行う必要がある。またメンテナンスの際には、インピーダンス整合装置の再調整を行うことが必要になる。可変インピーダンス素子を操作することができなくなった場合に、インピーダンス整合装置全体を交換することもあるが、その場合にもインピーダンス整合装置の再調整が必要であり、その作業には長時間を要する。   If the mechanism of the variable impedance element has deteriorated and the motor cannot operate the variable impedance element, maintenance such as exchanging the variable impedance element or parts of the mechanism There is a need to do. Further, it is necessary to readjust the impedance matching device during maintenance. When the variable impedance element can no longer be operated, the entire impedance matching device may be replaced. In this case as well, the impedance matching device needs to be readjusted, and this operation takes a long time.

特開2001−16779号公報JP 2001-16779 A 特開平11−97293号公報JP 11-97293 A 特開平10−106888号公報JP-A-10-106888

上記のように可変インピーダンス素子の機構部の劣化によりモータにかかる負荷トルクが増大して、可変インピーダンス素子の操作を正常に行うことができなくなった場合には、電源と負荷のインピーダンス整合ができなくなるため、整合装置の修理や交換などのメンテナンス作業を行う必要があり、その作業に長い時間を要する。  As described above, when the load torque applied to the motor increases due to the deterioration of the mechanism portion of the variable impedance element, and the variable impedance element cannot be normally operated, impedance matching between the power source and the load cannot be performed. Therefore, it is necessary to perform maintenance work such as repair and replacement of the alignment device, which takes a long time.

整合装置の本来の役割である整合動作が機能しなくなると、半導体製造プロセス等を中断することを余儀なくされるが、プロセスを中断すると大きな損失が生じるため、その様な事態を招くことは極力避ける必要がある。   If the alignment operation, which is the original role of the alignment device, does not function, it will be necessary to interrupt the semiconductor manufacturing process, etc. However, if the process is interrupted, a large loss will occur, so avoid such a situation as much as possible. There is a need.

整合装置の機能が突然喪失する事態が生じるのを防ぐためには、可変インピーダンス素子の機構部の寿命を的確に判定し得るようにしておいて、その判定結果に基づいて可変インピーダンス素子のメンテナンスを的確に行うことが望ましい。   In order to prevent a situation in which the function of the matching device is suddenly lost, it is possible to accurately determine the life of the mechanism of the variable impedance element, and based on the determination result, the maintenance of the variable impedance element is accurately performed. It is desirable to do this.

そこで、本出願人は先に、特願2008−117554において、可変インピーダンス素子を駆動するために必要なトルクの大きさから、可変インピーダンス素子の機構部の寿命が近いか否かを判定する寿命判定手段を備えたインピーダンス整合装置を提案した。   Therefore, the applicant of the present application first in Japanese Patent Application No. 2008-117554, determines whether or not the lifetime of the mechanism portion of the variable impedance element is near from the magnitude of the torque required to drive the variable impedance element. An impedance matching device with means was proposed.

既提案のインピーダンス整合装置に設けられている寿命判定手段においては、可変インピーダンス素子を操作するモータを制御するモータ制御部に可変インピーダンス素子の操作軸の目標位置と現在位置との間の偏差を零に近づける制御を行わせた際に、操作軸の現在位置と目標位置との間に存在する残留偏差を許容値以下に収めるために必要としたモータの出力トルクの最小値の情報を含む数値を判定対象値として求めて、この判定対象値を判定基準値と比較し、判定対象値が判定基準値以上であるときに可変インピーダンス素子の機構部の寿命が近いと判定する。   In the life determination means provided in the previously proposed impedance matching device, the deviation between the target position of the operating axis of the variable impedance element and the current position is set to zero in the motor control unit that controls the motor that operates the variable impedance element. A value that includes information on the minimum value of the motor output torque required to keep the residual deviation existing between the current position of the operation axis and the target position below the allowable value when control is performed to approach The determination target value is obtained and compared with the determination reference value. When the determination target value is equal to or greater than the determination reference value, it is determined that the lifetime of the mechanism portion of the variable impedance element is near.

一般に、可変インピーダンス素子を操作するために必要なトルクは、可変インピーダンス素子の機構部の劣化が進行するにつれて大きくなっていき、可変インピーダンス素子の機構部の劣化が進むにつれて該可変インピーダンス素子を操作するために必要なモータの出力トルクが大きくなっていく。従って、可変インピーダンス素子の操作軸の目標位置と現在位置との間の偏差を零に近づける制御をモータ制御部に行わせた場合に、可変インピーダンス素子の操作軸の現在位置と目標位置との間に存在する残留偏差を許容値以下に収めるために必要としたモータの出力トルクの最小値は、可変インピーダンス素子の機構部の劣化が進むにつれて大きくなっていく。   In general, the torque required to operate the variable impedance element increases as the mechanism portion of the variable impedance element progresses and operates as the mechanism portion of the variable impedance element progresses. Therefore, the output torque of the motor necessary for this increases. Therefore, when the motor control unit is controlled to make the deviation between the target position of the operation axis of the variable impedance element and the current position close to zero, the distance between the current position of the operation axis of the variable impedance element and the target position. The minimum value of the output torque of the motor required to keep the residual deviation existing in the circuit below the allowable value increases as the mechanism portion of the variable impedance element progresses.

従って、既提案の発明のように、可変インピーダンス素子の操作軸の現在位置と目標位置との間に存在する残留偏差を許容値以下に収めるために必要なモータの出力トルクの最小値の情報を含む数値を判定対象値として求めて、求めた判定対象値を判定基準値と比較するようにすると、判定対象値が判定基準値以上になったときに、可変インピーダンス素子の機構部の劣化が進んで、寿命が近づいていると判定することができる。   Therefore, as in the previously proposed invention, information on the minimum value of the motor output torque necessary to keep the residual deviation existing between the current position of the operating shaft of the variable impedance element and the target position below the allowable value. If a numerical value including the value is determined as a determination target value and the calculated determination target value is compared with the determination reference value, the deterioration of the mechanism portion of the variable impedance element proceeds when the determination target value is equal to or greater than the determination reference value. Thus, it can be determined that the lifetime is approaching.

また、可変インピーダンス素子の操作軸の現在位置と目標位置との間に存在する残留偏差が許容値を超える状態を招くモータの出力トルクの最大値の情報を含む数値を判定対象値として求めて、この判定対象値を判定基準値と比較することによっても、可変インピーダンス素子の機構部の劣化が進み、寿命が近づいていることを判定することができる。   Further, a numerical value including information on the maximum value of the output torque of the motor that causes a state in which the residual deviation existing between the current position and the target position of the operation axis of the variable impedance element exceeds the allowable value is obtained as a determination target value. By comparing this determination target value with the determination reference value, it is possible to determine that the mechanical part of the variable impedance element has been deteriorated and the life is approaching.

既提案の発明によれば、可変インピーダンス素子の機構部の寿命が近づいていることを判定することができ、可変インピーダンス素子の交換のタイミングを知ることができる。しかしながら、判定対象値を判定基準値と比較する方法により、可変インピーダンス素子の機構部の劣化が進んでいるか否かを判定できるのは、機構部の劣化が相当に進んで、判定対象値に目に見える変化が現れるようになってからであるため、可変インピーダンス素子の機構部の寿命が近づいているとの判定が行われてから、当該機構部が実際に寿命を迎えるまでの間には、僅かな期間しか残されていない。従って、既提案の発明によった場合、せっかく可変インピーダンス素子の機構部の寿命を判定することができても、可変インピーダンス素子の代替品の調達が間に合わないおそれが生じる。   According to the already proposed invention, it is possible to determine that the life of the mechanism portion of the variable impedance element is approaching, and to know the replacement timing of the variable impedance element. However, the method of comparing the determination target value with the determination reference value can determine whether or not the deterioration of the mechanism portion of the variable impedance element has progressed. From the time when the mechanism part of the variable impedance element is approaching the end of its life, until the mechanism part actually reaches the end of life, Only a short period remains. Therefore, according to the already proposed invention, even if it is possible to determine the lifetime of the mechanism portion of the variable impedance element, there is a possibility that procurement of a substitute for the variable impedance element is not in time.

可変インピーダンス素子の代替品の発注を余裕を持って行い得るようにするためには、可変インピーダンス素子の機構部が寿命を迎える時期を、該機構部が実際に寿命を迎える時期よりもかなり前の時点で、十分な余裕をもって予測し得るようにしておくことが好ましい。   In order to be able to place an order for a substitute for a variable impedance element with a margin, the time when the mechanism part of the variable impedance element reaches the end of its life is considerably earlier than the time when the mechanism part actually reaches the end of its life. It is preferable to be able to predict with sufficient margin at the time.

本発明の目的は、インピーダンス整合装置に、可変インピーダンス素子が寿命を迎える時期を、余裕をもって推定する機能を持たせることにある。   An object of the present invention is to provide an impedance matching device with a function of estimating with a margin when the variable impedance element reaches the end of its life.

本願においては、上記の課題を解決するために、第1ないし第12の発明が開示される。本願で開示される第1ないし第12の発明はいずれも、電源と負荷との間に設けられて前記電源と負荷との間のインピーダンスの整合を図る際に操作される操作軸を有する可変インピーダンス素子と、モータを駆動源として前記可変インピーダンス素子の前記操作軸を操作する操作機構と、前記操作軸の現在位置を検出する操作軸位置検出部と、前記操作軸の目標位置を設定するとともに設定した目標位置と前記操作軸位置検出部により検出された前記操作軸の現在位置との偏差を零にするために必要な前記モータの駆動量を演算する目標位置設定部と、前記モータの出力トルクを設定するトルク設定信号を出力する出力トルク設定部及び前記トルク設定信号に応じて前記モータに流す駆動電流の大きさを調整し得る機能を有するモータ駆動部を備えて前記モータの出力トルクを前記トルク設定信号により設定されたトルクに等しくした状態で前記モータを前記目標位置設定部により演算された駆動量だけ回転させるように前記モータ駆動部を制御するモータ制御部とを備えたインピーダンス整合装置を対象とする。   In the present application, the first to twelfth inventions are disclosed in order to solve the above-described problems. In any of the first to twelfth inventions disclosed in the present application, a variable impedance having an operation shaft that is provided between a power source and a load and is operated when matching impedance between the power source and the load is achieved. An element, an operation mechanism that operates the operation axis of the variable impedance element using a motor as a drive source, an operation axis position detection unit that detects a current position of the operation axis, and a target position of the operation axis are set and set A target position setting unit for calculating a driving amount of the motor necessary for making a deviation between the target position detected and the current position of the operation axis detected by the operation axis position detection unit zero, and an output torque of the motor An output torque setting unit that outputs a torque setting signal for setting the motor, and a motor drive having a function capable of adjusting the magnitude of the drive current that flows to the motor in accordance with the torque setting signal And a motor for controlling the motor drive unit to rotate the motor by the drive amount calculated by the target position setting unit in a state where the output torque of the motor is equal to the torque set by the torque setting signal. An impedance matching device including a control unit is a target.

本発明の前提となる上記の構成は、本出願人が先に出願した特願2008−117554に開示されている発明のそれと同様である。本願発明においては、可変インピーダンス素子の機構部の寿命を推定する際に用いる「判定対象値」を検出する判定対象値検出手段が設けられるとともに、検出された「判定対象値」を寿命の判定に用いる「可変データ」とともに記憶する「判定対象値・可変データ記憶部」と、「判定対象値・可変データ記憶部」に記憶されている判定対象値と可変データの値との間の関係から寿命を推定する「寿命推定部」とが新たに設けられる。以下、第1ないし第12の発明の要部の構成をその作用と共に説明する。   The above-described configuration which is the premise of the present invention is the same as that of the invention disclosed in Japanese Patent Application No. 2008-117554 filed earlier by the present applicant. In the present invention, there is provided a determination target value detecting means for detecting a “determination target value” used when estimating the lifetime of the mechanism portion of the variable impedance element, and the detected “determination target value” is used for determining the lifetime. Lifetime based on the relationship between the “determination target value / variable data storage unit” stored together with the “variable data” used and the determination target value stored in the “determination target value / variable data storage unit” and the value of the variable data A “lifetime estimation unit” that estimates The structure of the main part of the first to twelfth inventions will be described below together with the operation thereof.

(1)第1の発明
第1の発明においては、可変インピーダンス素子の操作軸の目標位置と現在位置との間の偏差を零に近づける制御をモータ制御部に行わせた際に操作軸の現在位置と目標位置との間に存在する残留偏差を許容値以下に抑えるために必要なモータの出力トルクの最小値の情報を含む数値または該最小値の情報を含む数値の大きさを評価する数値を判定対象値として用いる。
(1) 1st invention In 1st invention, when making the motor control part perform control which makes the deviation between the target position of the operating shaft of a variable impedance element and the current position approach zero, the present of the operating shaft A numerical value that contains information on the minimum value of the output torque of the motor necessary to keep the residual deviation existing between the position and the target position below the allowable value, or a numerical value that evaluates the magnitude of the numerical value that contains the information on the minimum value Is used as a determination target value.

ここで、「出力トルクの最小値の情報を含む数値」とは、出力トルクの最小値そのものでもよく、出力トルクの最小値の情報を含む何らかの数値(例えば、モータの出力トルクをトルク設定信号により設定するようにする場合には、出力トルクの最小値を与えるトルク設定信号の大きさ)でもよいとの趣旨である。   Here, the “numerical value including the information on the minimum value of the output torque” may be the minimum value of the output torque itself, or any numerical value including the information on the minimum value of the output torque (for example, the output torque of the motor by the torque setting signal). In the case of setting, the magnitude of the torque setting signal that gives the minimum value of the output torque) may be used.

インピーダンス整合装置に用いる可変インピーダンス素子の機構部の劣化が進むと、可変インピーダンス素子を操作するために必要なトルクが大きくなっていき、可変インピーダンス素子を操作するために必要なモータの出力トルクが大きくなっていく。そのため、可変インピーダンス素子の操作軸の目標位置と現在位置との間の偏差を零に近づける制御をモータ制御部に行わせた際に操作軸の現在位置と目標位置との間に存在する残留偏差を許容値以下に収めるために必要なモータの出力トルクの最小値は、可変インピーダンス素子の機構部の劣化が進むにつれて大きくなっていく。   As the mechanism of the variable impedance element used in the impedance matching device deteriorates, the torque required to operate the variable impedance element increases, and the motor output torque required to operate the variable impedance element increases. It will become. Therefore, the residual deviation existing between the current position of the operating shaft and the target position when the motor control unit is controlled to bring the deviation between the target position of the operating shaft of the variable impedance element and the current position close to zero. The minimum value of the output torque of the motor necessary for keeping the value below the allowable value increases as the mechanism of the variable impedance element deteriorates.

従って、残留偏差を許容値以下に収めるために必要なモータの出力トルクの最小値の情報を含む数値または該最小値の情報を含む数値の大きさを評価する数値を判定対象値とすると、該判定対象値には、可変インピーダンス素子の機構部の劣化の状態が反映される。   Therefore, when a numerical value that includes information on the minimum value of the output torque of the motor necessary to keep the residual deviation below the allowable value or a numerical value that evaluates the magnitude of the numerical value that includes the information on the minimum value is set as the determination target value, The determination target value reflects the state of deterioration of the mechanism portion of the variable impedance element.

なお「最小値の情報を含む数値の大きさを評価する数値」とは、残留偏差を許容値以下に収めるために必要なモータの出力トルクの最小値の情報を含む数値の大きさがどの程度の範囲にあるかを示す数値を意味する。例えば、モータの出力トルクの最小値の情報を含む数値の大きさを5段階に評価する場合には、モータの出力トルクの最小値の情報を含む数値を、その大きさに応じて、1ないし5のいずれかの数値で表す。最小値の情報を含む数値の大きさが大きい場合ほど「評価する数値」を大きくしていってもよく、最小値の情報を含む数値の大きさが大きい場合ほど「評価する数値」を小さくしていってもよい。   The "numerical value that evaluates the size of the numerical value including the information on the minimum value" means how large the numerical value including the information on the minimum value of the motor output torque necessary to keep the residual deviation below the allowable value. It means a numerical value indicating whether it is in the range. For example, when the magnitude of the numerical value including the information on the minimum value of the motor output torque is evaluated in five levels, the numerical value including the information on the minimum value of the motor output torque is set to 1 to It is represented by any numerical value of 5. The larger the numerical value including the minimum value information, the larger the “evaluated numerical value” may be, and the larger the numerical value including the minimum value information, the smaller the “evaluated numerical value”. May be.

また可変インピーダンス素子の機構部の寿命を予測するためには、寿命を何らかの変数で表す必要がある。寿命を表す変数としては、寿命とある相関関係をもって値が変化する変数、例えば、基準時からの累積日数(経過日数)または累積時間(経過時間)、可変インピーダンス素子の機構部を操作するモータの駆動量の基準時からの累積値、モータの往復回数(モータが一方向への回転を終了した後、他方向への回転を終了するまでの動作を1往復動作とする)の基準時からの累積値、及び高周波電源から負荷に電力を供給する時間(電力供給時間)の基準時からの累積値等を用いることができる。本発明においては、これらの変数を「可変データ」として、この可変データにより可変インピーダンス素子の機構部の寿命を表す。基準時としては、例えばインピーダンス整合装置の運転を開始した日や、メンテナンスを行った日等を用いることができる。   Moreover, in order to predict the lifetime of the mechanism part of the variable impedance element, it is necessary to represent the lifetime by some variable. The variable representing the life is a variable whose value changes with a certain correlation with the life, for example, the cumulative number of days (elapsed days) or the cumulative time (elapsed time) from the reference time, the motor that operates the mechanism of the variable impedance element Cumulative value of drive amount from the reference time, the number of reciprocations of the motor (the operation from the end of rotation in one direction to the end of rotation in the other direction is one reciprocation operation) from the reference time The cumulative value, the cumulative value from the reference time of the time for supplying power from the high frequency power supply to the load (power supply time), and the like can be used. In the present invention, these variables are referred to as “variable data”, and the lifetime of the mechanism portion of the variable impedance element is represented by the variable data. As the reference time, for example, a date when the operation of the impedance matching device is started, a date when maintenance is performed, or the like can be used.

本願の第1の発明においては、可変インピーダンス素子の機構部の寿命を表す変数を可変データとして、多数の判定対象値と各判定対象値に対応する可変データの値とを蓄積していき、判定対象値が判定基準値に達したときに可変データがとることが推定される値である「寿命到達時可変データ推定値」及び該寿命到達時可変データ推定値から寿命判定用可変データの最新値を差し引くことにより求められる「残余寿命推定値」の少なくとも一方を、蓄積された判定対象値と可変データの値との間の関係から、最小自乗法や線形予測法等の予測法を用いて、定期的にまたは随時求めることができるようにする。   In the first invention of the present application, a variable representing the lifetime of the mechanism portion of the variable impedance element is used as variable data, and a large number of determination target values and variable data values corresponding to the respective determination target values are accumulated. “Variable data estimated value at the end of life” that is estimated to be taken by the variable data when the target value reaches the judgment reference value, and the latest value of the variable data for life judgment from the estimated variable data at the end of the life From the relationship between the accumulated determination target value and the value of variable data, at least one of the “remaining life estimated value” obtained by subtracting the value, using a prediction method such as the least square method or the linear prediction method, Be able to ask regularly or from time to time.

そのため、本願の第1の発明に係わるインピーダンス整合装置は、インピーダンス整合装置本来の機能を果たすために必要な前記の構成に加えて、下記の構成を備えている。
(1.1)トルク設定信号の大きさを増加させながら操作軸の目標位置と現在位置との間の偏差を零に近づける制御を繰り返して、目標位置と現在位置との間に存在する残留偏差を許容値以下に抑えるために必要なモータの出力トルクの最小値の情報を含む数値または該最小値の情報を含む数値の大きさを評価する数値を判定対象値として検出する判定対象値検出手段を備えている。
(1.2)判定対象値検出手段が各判定対象値を検出する毎に該判定対象値を記憶するとともに、可変インピーダンス素子の機構部の寿命を表すために用いる変数を可変データとして各判定対象値が求められた時点での可変データの値を記憶する判定対象値・可変データ記憶部を備えている。
(1.3)可変インピーダンス素子の機構部の劣化の状態が正常な状態から外れたときの判定対象値の値を判定基準値として、判定対象値が判定基準値に達したときに可変データがとることが推定される「寿命到達時可変データ推定値」及び該寿命到達時可変データ推定値から寿命判定用可変データの最新値を差し引くことにより求められる「残余寿命推定値」の少なくとも一方を判定対象値・可変データ記憶部に記憶されている判定対象値と可変データの値との間の関係から求める寿命推定部を備えている。
Therefore, the impedance matching device according to the first invention of the present application has the following configuration in addition to the above-described configuration necessary for fulfilling the original function of the impedance matching device.
(1.1) Residual deviation existing between the target position and the current position by repeating the control to make the deviation between the target position of the operation axis and the current position close to zero while increasing the magnitude of the torque setting signal. Determination target value detection means for detecting, as a determination target value, a numerical value including information on the minimum value of the output torque of the motor necessary for suppressing the motor to be equal to or less than an allowable value, or a numerical value for evaluating the magnitude of the numerical value including the minimum value information It has.
(1.2) Each time the determination target value detection unit detects each determination target value, the determination target value is stored, and each variable to be used is a variable used to represent the life of the mechanism portion of the variable impedance element as variable data. A determination target value / variable data storage unit that stores the value of the variable data at the time when the value is obtained is provided.
(1.3) Using the value of the determination target value when the state of deterioration of the mechanism portion of the variable impedance element deviates from the normal state as a determination reference value, the variable data is stored when the determination target value reaches the determination reference value. Judge at least one of “variable estimated value at the end of life” estimated to be taken and “estimated remaining life” obtained by subtracting the latest value of variable data for life judgment from the estimated variable data at the end of life A life estimation unit is provided which is obtained from the relationship between the determination target value stored in the target value / variable data storage unit and the value of the variable data.

上記のように、可変インピーダンス素子の機構部の劣化の状態が反映される判定対象値と、可変インピーダンス素子の機構部の寿命を表わすのに適した変数である可変データとを蓄積していって、蓄積された判定対象値と可変データとの間の関係から、判定対象値が判定基準値に達したときに可変データがとることが推定される「寿命到達時可変データ推定値」及び該寿命到達時可変データ推定値から可変データの最新値を差し引くことにより得られる「残余寿命推定値」の少なくとも一方を求めるようにしておくと、「寿命到達時可変データ推定値」または「残余寿命推定値」から可変インピーダンス素子の機構部が寿命を迎える時期を、該機構部が実際に寿命を迎える時期よりもかなり前の時期に推定することができる。   As described above, the determination target value that reflects the state of deterioration of the mechanism portion of the variable impedance element and variable data that is a variable suitable for representing the lifetime of the mechanism portion of the variable impedance element are accumulated. From the relationship between the accumulated determination target value and the variable data, it is estimated that the variable data takes when the determination target value reaches the determination reference value, and the lifetime reaching variable data estimated value and the lifetime If at least one of the “remaining life estimated value” obtained by subtracting the latest value of variable data from the arrival variable data estimated value is calculated, the “life reached variable data estimated value” or “residual life estimated value” From the above, it is possible to estimate the time when the mechanism portion of the variable impedance element reaches the end of life, a time considerably before the time when the mechanism portion actually reaches the end of life.

例えば、可変データとして、基準時からの累積日数(経過日数)を用いるものとする。この場合、上記寿命推定部により、基準時から将来可変インピーダンス素子の機構部が寿命に達した状態になるであろう日までの累積日数を「寿命到達時可変データ推定値」として得ることができるため、可変インピーダンス素子の機構部の寿命が何時尽きるのかを推定することができる。また上記寿命到達時可変データ推定値から寿命判定用可変データの最新値(例えば基準時から現在までの累積日数)を差し引くことにより「残余寿命推定値」を求めると、後どの程度寿命が残されているのかを推定することができる。   For example, the cumulative number of days (elapsed days) from the reference time is used as variable data. In this case, the lifetime estimation unit can obtain the cumulative number of days from the reference time to the date when the mechanism unit of the variable impedance element will reach the lifetime in the future as the “lifetime variable data estimation value”. Therefore, it is possible to estimate when the lifetime of the mechanism portion of the variable impedance element is exhausted. In addition, when the "remaining life estimation value" is obtained by subtracting the latest value of life-determining variable data (for example, the cumulative number of days from the reference time to the present) from the estimated variable data at the end of life, how much life is left after Can be estimated.

また、可変インピーダンス素子の機構部を操作するモータの使用を開始してからその寿命が尽きるまでの間に可能な該モータの総駆動量(カタログ値または設計値)が分かっている場合に、該モータの駆動量の基準時からの累積値を可変データとして用いると、上記寿命推定部により求められた、現時点から可変インピーダンス素子の機構部が寿命を迎えるまでの間に可能なモータの駆動量を「残余寿命推定値」として求めることができるため、後どの程度寿命が残されているかを知ることができる。   Further, when the total driving amount (catalog value or design value) of the motor that is possible from the start of use of the motor that operates the mechanism unit of the variable impedance element to the end of its life is known, If the accumulated value from the reference time of the motor drive amount is used as variable data, the motor drive amount possible from the present time until the life of the mechanism unit of the variable impedance element is obtained by the life estimation unit. Since it can be obtained as the “remaining life estimated value”, it is possible to know how much life is left behind.

上記の寿命の推定は、判定対象値が判定基準値に達する時期よりもかなり前の時期に(可変インピーダンス素子の機構部の寿命が尽きる時期よりもかなり前の時期に)随時行うことができるため、可変インピーダンス素子の機構部の寿命予測を余裕を持って行うことができ、可変インピーダンス素子の代替品またはその機構部を構成する部品の代替品の発注を余裕を持って行うことができる。   The above life estimation can be performed at any time before the time when the judgment target value reaches the judgment reference value (at a time well before the life of the variable impedance element mechanism). Therefore, the life prediction of the mechanism portion of the variable impedance element can be performed with a margin, and the replacement of the variable impedance element or the replacement of the parts constituting the mechanism portion can be ordered with a margin.

上記第1の発明においては、可変インピーダンス素子の操作軸の現在位置と目標位置との間に存在する残留偏差を許容値以下に抑えるために必要なモータの出力トルクの最小値の情報を含む数値または該最小値の情報を含む数値の大きさを評価する数値を判定対象値として、該判定対象値を検出するように判定対象値検出手段を構成しているが、本発明は、判定対象値検出手段をこのように構成する場合に限定されない。   In the first aspect of the invention, the numerical value including information on the minimum value of the output torque of the motor necessary for suppressing the residual deviation existing between the current position and the target position of the operation axis of the variable impedance element to be equal to or less than the allowable value. Alternatively, the determination target value detection unit is configured to detect the determination target value using a numerical value that evaluates the magnitude of the numerical value including the minimum value information as the determination target value. It is not limited to the case where the detection means is configured in this way.

(2)第2の発明
本願に開示された第2の発明は、下記の構成を備えている。
(2.1)トルク設定信号の大きさを減少させながら操作軸の目標位置と現在位置との間の偏差を零に近づける制御を繰り返して、目標位置と現在位置との間に存在する残留偏差が許容値を超える状態を招くモータの出力トルクの最大値の情報を含む数値または該最大値の情報を含む数値の大きさを評価する数値を判定対象値として検出する判定対象値検出手段を備えている。
(2.2)出力トルク設定部が前記判定対象値を検出する毎に該判定対象値を記憶するとともに、可変インピーダンス素子の機構部の寿命を表すために用いる変数を可変データとして、各判定対象値が求められた時点での前記可変データの値を記憶する判定対象値・可変データ記憶部を備えている。
(2.3)可変インピーダンス素子の機構部の劣化の状態が正常な状態から外れたときの前記判定対象値の値を判定基準値として、前記判定対象値が前記判定基準値に達したときに前記可変データがとることが推定される寿命到達時可変データ推定値及び該寿命到達時可変データ推定値から前記可変データの最新値を差し引くことにより求められる残余寿命推定値の少なくとも一方を前記判定対象値・可変データ記憶部に記憶されている判定対象値と可変データの値との間の関係から求める寿命推定部を備えている。
(2) Second Invention The second invention disclosed in the present application has the following configuration.
(2.1) Residual deviation existing between the target position and the current position by repeating the control to reduce the deviation between the target position of the operation axis and the current position to zero while decreasing the magnitude of the torque setting signal. A determination target value detecting means for detecting, as a determination target value, a numerical value that includes information on the maximum value of the output torque of the motor that causes a state that exceeds a permissible value, or a numerical value that evaluates the magnitude of the numerical value including the maximum value information ing.
(2.2) Each time the output torque setting unit detects the determination target value, the determination target value is stored, and a variable used to represent the life of the mechanism unit of the variable impedance element is used as variable data. A determination target value / variable data storage unit for storing the value of the variable data at the time when the value is obtained is provided.
(2.3) When the determination target value reaches the determination reference value with the value of the determination target value when the state of deterioration of the mechanism portion of the variable impedance element deviates from a normal state as a determination reference value The determination target is at least one of a life-time variable data estimated value estimated to be taken by the variable data and a remaining life estimation value obtained by subtracting the latest value of the variable data from the life-time variable data estimated value. A life estimation unit is provided which is obtained from the relationship between the determination target value stored in the value / variable data storage unit and the value of the variable data.

なお「出力トルクの最大値の情報を含む数値」とは、出力トルクの最大値そのものでもよく、出力トルクの最大値の情報を含む何らかの数値(例えば、モータの出力トルクをトルク設定信号により設定するようにする場合には、出力トルクの最大値を与えるトルク設定信号の大きさ)でもよいとの趣旨である。   The “numerical value including information on the maximum value of output torque” may be the maximum value of output torque itself, or any numerical value including information on the maximum value of output torque (for example, the output torque of the motor is set by a torque setting signal). In this case, the torque setting signal that gives the maximum value of the output torque) may be used.

上記「最大値の情報を含む数値の大きさを評価する数値」は、残留偏差が許容値を超える状態を招くモータの出力トルクの最大値の情報を含む数値の大きさがどの程度の範囲にあるかを示す数値である。例えば、残留偏差が許容値を超える状態を招くモータの出力トルクの最大値の情報を含む数値の大きさを5段階に評価する場合には、モータの出力トルクの最大値の情報を含む数値を、その大きさに応じて、1ないし5のいずれかの数値で表す。最大値の情報を含む数値の大きさが大きい場合ほど「評価する数値」を大きくしていってもよく、最大値の情報を含む数値の大きさが大きい場合ほど「評価する数値」を小さくしていってもよい。   The above “numerical value for evaluating the magnitude of the numerical value including information on the maximum value” is the range of the numerical value including the information on the maximum value of the output torque of the motor that causes the residual deviation to exceed the allowable value. A numerical value indicating whether or not there is. For example, in the case of evaluating the magnitude of a numerical value including information on the maximum value of the output torque of the motor that leads to a state in which the residual deviation exceeds the allowable value, the numerical value including information on the maximum value of the motor output torque is Depending on the size, it is expressed by a numerical value of 1 to 5. The larger the numerical value including the maximum value information, the larger the “evaluated numerical value” may be, and the larger the numerical value including the maximum value information, the smaller the “evaluated numerical value”. May be.

インピーダンス整合装置に用いる可変インピーダンス素子の機構部の劣化が進むと、可変インピーダンス素子を操作するために必要なトルクが大きくなっていき、該可変インピーダンス素子を操作するために必要なモータの出力トルクが大きくなっていくため、残留偏差が許容値を超える状態を招くモータの出力トルクの最大値は、可変インピーダンス素子の機構部の劣化が進むにつれて大きくなっていく。そのため、残留偏差が許容値を超える状態を招くモータの出力トルクの最大値の情報を含む数値または該最大値の情報を含む数値の大きさを評価する数値を判定対象値とすると、該判定対象値には、可変インピーダンス素子の機構部の劣化の状態が反映される。従って本発明によっても、第1の発明による場合と同様の効果を得ることができる。   As the mechanism of the variable impedance element used in the impedance matching device deteriorates, the torque required to operate the variable impedance element increases, and the motor output torque required to operate the variable impedance element increases. Therefore, the maximum value of the output torque of the motor that causes the residual deviation to exceed the allowable value increases as the mechanism of the variable impedance element deteriorates. Therefore, when a numerical value that includes information on the maximum value of the output torque of the motor that causes the residual deviation to exceed the allowable value or a numerical value that evaluates the magnitude of the numerical value that includes the information on the maximum value is set as the determination target value, The value reflects the state of deterioration of the mechanism portion of the variable impedance element. Therefore, according to the present invention, the same effect as in the case of the first invention can be obtained.

(3)第3の発明
本発明は、下記の構成を有する。
(3.1)可変インピーダンス素子の機構部が正常な状態で可変インピーダンス素子の操作軸の実際の位置と目標位置との間に存在する残留偏差を零に近づける制御を行う際にモータの出力トルクが取り得る値の中から選定した値を有するトルクを検査時トルクとして、モータの出力トルクを検査時トルクに固定した状態で、残留偏差を零に近づける制御を行わせて、該制御が完了したときに可変インピーダンス素子の操作軸の実際の位置と目標位置との間に存在する残留偏差の大きさの情報を含む数値または該残留偏差の大きさの情報を含む数値の大きさを評価する数値を判定対象値として検出する判定対象値検出手段を備えている。
(3.2)出力トルク設定部が判定対象値を検出する毎に該判定対象値を記憶するとともに、可変インピーダンス素子の機構部の寿命を表すために用いる変数を可変データとして、各判定対象値が求められた時点での前記可変データの値を記憶する判定対象値・可変データ記憶部を備えている。
(3.3)可変インピーダンス素子の機構部の劣化の状態が正常な状態から外れたときの判定対象値の値を判定基準値として、判定対象値が判定基準値に達したときに可変データがとることが推定される寿命到達時可変データ推定値及び該寿命到達時可変データ推定値から可変データの最新値を差し引くことにより求められる残余寿命推定値の少なくとも一方を判定対象値・可変データ記憶部に記憶されている判定対象値と可変データの値との間の関係から求める寿命推定部を備えている。
(3) Third Invention The present invention has the following configuration.
(3.1) The output torque of the motor when performing control to bring the residual deviation existing between the actual position of the operating shaft of the variable impedance element and the target position close to zero while the mechanism of the variable impedance element is normal As the torque having the value selected from the values that can be taken as the torque at the time of inspection, the control is completed by causing the residual deviation to approach zero while fixing the output torque of the motor to the torque at the time of inspection. A numerical value that includes information on the magnitude of the residual deviation that exists between the actual position of the operating axis of the variable impedance element and the target position, or a numerical value that evaluates the magnitude of the numerical value that includes information on the magnitude of the residual deviation Is provided as a determination target value detecting means.
(3.2) Each time the output torque setting unit detects the determination target value, the determination target value is stored, and a variable used to represent the life of the mechanism unit of the variable impedance element is used as variable data, and each determination target value is stored. Is provided with a determination target value / variable data storage unit that stores the value of the variable data at the time when the value is obtained.
(3.3) Using the value of the determination target value when the state of deterioration of the mechanical portion of the variable impedance element deviates from the normal state as a determination reference value, the variable data is obtained when the determination target value reaches the determination reference value. At least one of the estimated lifetime variable data estimated value and the remaining lifetime estimated value obtained by subtracting the latest value of the variable data from the estimated lifetime variable data estimated value is a determination target value / variable data storage unit. Is provided with a life estimation unit that is obtained from the relationship between the determination target value stored in the table and the value of the variable data.

「残留偏差の大きさの情報を含む数値」は、操作軸の現在位置と目標位置との間の差の大きさそのものを示す数値でもよく、操作軸の現在位置と目標位置との間の差の大きさと一定の関係を有する数値、例えば、操作軸の現在位置及び目標位置をそれぞれ示す電気信号の大きさの差を表わす数値でもよい。   The “numerical value including information on the magnitude of residual deviation” may be a numerical value indicating the magnitude of the difference between the current position of the operation axis and the target position itself, or the difference between the current position of the operation axis and the target position. For example, a numerical value representing a difference between the magnitudes of electrical signals indicating the current position and the target position of the operation axis may be used.

なお「残留偏差の大きさの情報を含む数値の大きさを評価する数値」は、位置制御が完了した時点で操作軸の実際の位置と目標位置との間に存在する残留偏差の大きさの情報を含む数値がどの程度の範囲にあるかを示す数値である。例えば、残留偏差の大きさの情報を含む数値を5段階に評価する場合には、残留偏差の大きさの情報を含む数値を1ないし5のいずれかの数値で表す。残留偏差の大きさの情報を含む数値が大きい場合ほど「評価する数値」を大きくしていってもよく、残留偏差の大きさの情報を含む数値が大きい場合ほど「評価する数値」を小さくしていってもよい。   Note that the “numerical value that evaluates the magnitude of the numerical value including the residual deviation information” is the value of the residual deviation that exists between the actual position of the operating axis and the target position when the position control is completed. It is a numerical value indicating the range of the numerical value including information. For example, when the numerical value including the information on the magnitude of the residual deviation is evaluated in five levels, the numerical value including the information on the magnitude of the residual deviation is represented by any one of 1 to 5. The larger the numerical value that contains the residual deviation information, the larger the “evaluated numerical value” may be. The larger the numerical value that contains the residual deviation information, the smaller the “evaluated numerical value”. May be.

モータの出力トルクを一定値に固定した状態で可変インピーダンス素子の操作軸の位置制御を行った際に、その位置制御が完了した時点で操作軸の実際の位置と目標位置との間に存在する残留偏差の大きさは、可変インピーダンス素子の機構部の劣化が進むにつれて大きくなっていく。そのため、可変インピーダンス素子の機構部が正常な状態で、可変インピーダンス素子の操作軸の実際の位置と目標位置との間に存在する残留偏差を零に近づける制御を行う際にモータの出力トルクが取り得る値の中から予め選定した値を有するトルクを検査時トルクとして、モータの出力トルクをこの検査時トルクに固定した状態で、可変インピーダンス素子の操作軸の位置制御を行わせて、該位置制御が完了した時点で操作軸の実際の位置と目標位置との間に存在する残留偏差の大きさの情報を含む数値、または該残留偏差の大きさの情報を含む数値の大きさを評価する数値を判定対象値として検出するようにすると、該判定対象値には、可変インピーダンス素子の機構部の劣化の状態が反映される。従って本発明によった場合にも、第1の発明による場合と同様の効果を得ることができる。   When the position control of the operating shaft of the variable impedance element is performed with the motor output torque fixed at a constant value, it exists between the actual position of the operating shaft and the target position when the position control is completed. The magnitude of the residual deviation increases as the mechanism portion of the variable impedance element progresses. For this reason, when the mechanism of the variable impedance element is in a normal state, the output torque of the motor is taken when the residual deviation existing between the actual position of the operation shaft of the variable impedance element and the target position is brought close to zero. The position control of the operating shaft of the variable impedance element is performed in a state where the torque having a value selected in advance from the obtained values is set as the torque at the time of inspection and the output torque of the motor is fixed to the torque at the time of inspection. A numerical value that includes information on the magnitude of the residual deviation that exists between the actual position of the operating axis and the target position when the operation is completed, or a numerical value that evaluates the numerical value that includes information on the magnitude of the residual deviation Is detected as the determination target value, the determination target value reflects the state of deterioration of the mechanism portion of the variable impedance element. Therefore, also in the case of the present invention, the same effect as in the case of the first invention can be obtained.

(4)第4の発明
本願に開示された第4の発明は、下記の構成を有する。
(4.1)可変インピーダンス素子の操作軸の予め設定された変位の範囲を検査対象範囲として該検査対象範囲で前記操作軸の目標位置と現在位置とを監視してモータ制御部による制御が完了した時点で目標位置と現在位置との間に存在する残留偏差が許容値を超えたときに異常判定を行う異常判定部を備えている。
(4.2)トルク設定信号の大きさを増加させながら操作軸の目標位置と現在位置との間の偏差を零に近づける制御を繰り返して、異常判定部が初めて検査対象範囲の全範囲で異常判定を行わなかったときのトルク設定信号の大きさの情報を含む数値または該トルク設定信号の大きさの情報を含む数値の大きさを評価する数値を判定対象値として検出する判定対象値検出手段を備えている。
(4.3)出力トルク設定部が判定対象値を検出する毎に該判定対象値を記憶するとともに、可変インピーダンス素子の機構部の寿命を表すために用いる変数を可変データとして、各判定対象値が求められた時点での前記可変データの値を記憶する判定対象値・可変データ記憶部を備えている。
(4.4)可変インピーダンス素子の機構部の劣化の状態が正常な状態から外れたときの判定対象値の値を判定基準値として、判定対象値が判定基準値に達したときに可変データがとることが推定される寿命到達時可変データ推定値及び該寿命到達時可変データ推定値から可変データの最新値を差し引くことにより求められる残余寿命推定値の少なくとも一方を判定対象値・可変データ記憶部に記憶されている判定対象値と可変データの値との間の関係から求める寿命推定部を備えている。
(4) Fourth Invention A fourth invention disclosed in the present application has the following configuration.
(4.1) Using the preset displacement range of the operation axis of the variable impedance element as the inspection target range, the target position and the current position of the operation axis are monitored in the inspection target range, and the control by the motor control unit is completed An abnormality determination unit is provided that performs abnormality determination when a residual deviation existing between the target position and the current position exceeds an allowable value at the time when the error is detected.
(4.2) By repeatedly controlling the deviation between the target position of the operating axis and the current position to be zero while increasing the magnitude of the torque setting signal, the abnormality determination unit is abnormal for the first time in the entire inspection target range. Determination target value detecting means for detecting, as a determination target value, a numerical value including information on the magnitude of the torque setting signal when no determination is made or a numerical value evaluating the numerical value including information on the magnitude of the torque setting signal It has.
(4.3) Each time the output torque setting unit detects the determination target value, the determination target value is stored, and a variable used to represent the life of the mechanism unit of the variable impedance element is used as variable data. Is provided with a determination target value / variable data storage unit that stores the value of the variable data at the time when the value is obtained.
(4.4) Using the value of the determination target value when the deterioration state of the mechanical part of the variable impedance element is out of the normal state as a determination reference value, the variable data is obtained when the determination target value reaches the determination reference value. At least one of the estimated lifetime variable data estimated value and the remaining lifetime estimated value obtained by subtracting the latest value of the variable data from the estimated lifetime variable data estimated value is a determination target value / variable data storage unit. Is provided with a life estimation unit that is obtained from the relationship between the determination target value stored in the table and the value of the variable data.

「トルク設定信号の大きさの情報を含む数値」は、トルク設定信号の大きさを示す数値そのものでもよく、トルク設定信号の大きさと一定の関係を有する何らかの数値、例えばトルク設定信号に対応するモータの出力トルクの大きさを表わす数値でもよい。   The “numerical value including information on the magnitude of the torque setting signal” may be a numerical value itself indicating the magnitude of the torque setting signal, or any numerical value having a certain relationship with the magnitude of the torque setting signal, for example, a motor corresponding to the torque setting signal. It may be a numerical value representing the magnitude of the output torque.

なお上記「トルク設定信号の大きさの情報を含む数値の大きさを評価する数値」は、トルク設定信号の大きさの情報を含む数値がどの程度の範囲にあるかを示す数値である。例えば、トルク設定信号の大きさの情報を含む数値を5段階に評価する場合には、トルク設定信号の大きさの情報を含む数値を1ないし5のいずれかの数値で表す。トルク設定信号の大きさの情報を含む数値が大きい場合ほど「評価する数値」を大きくしていってもよく、トルク設定信号の大きさの情報を含む数値が大きい場合ほど「評価する数値」を小さくしていってもよい。   The “numerical value for evaluating the numerical value including the information on the magnitude of the torque setting signal” is a numerical value indicating the range of the numerical value including the information on the magnitude of the torque setting signal. For example, when a numerical value including information on the magnitude of the torque setting signal is evaluated in five stages, a numerical value including information on the magnitude of the torque setting signal is represented by any one of 1 to 5. The larger the numerical value including the torque setting signal magnitude information, the larger the “evaluated numerical value” may be, and the larger the numerical value including the torque setting signal magnitude information, the “evaluated numerical value”. It may be small.

上記のように、操作軸の目標位置と現在位置とを監視して、モータ制御部による制御が行われた時点での目標位置と現在位置との残留偏差が許容値を超えたときに異常判定を行う異常判定部を設けておくと、異常判定部が異常判定を行ったときに、可変インピーダンス素子の可動部に異常があることを知ることができ、異常判定部が最初の異常判定を行ったときにメンテナンスの時期が近いことを知ることができる。   As described above, the target position and the current position of the operation axis are monitored, and an abnormality is determined when the residual deviation between the target position and the current position when the control by the motor control unit exceeds the allowable value If an abnormality determination unit is provided, when the abnormality determination unit performs abnormality determination, it can be known that there is an abnormality in the movable part of the variable impedance element, and the abnormality determination unit performs the first abnormality determination. You can know that the maintenance time is near.

上記のような異常判定部が設けれている場合に、可変インピーダンス素子の操作軸の予め設定された変位の範囲を検査対象範囲として、トルク設定信号の大きさを増加させながら操作軸の目標位置と現在位置との間の偏差を零に近づける制御を繰り返した際に、異常判定部が初めて検査対象範囲の全範囲で異常判定を行なわなかったときのトルク設定信号の大きさは、可変インピーダンス素子の機構部の劣化が進むにつれて大きくなっていく。そのため、初めて検査対象範囲の全範囲で異常判定が行なわれなくなるときのトルク設定信号の大きさの情報を含む数値、または該トルク設定信号の大きさの情報を含む数値の大きさを評価する数値を判定対象値とすると、該判定対象値には、可変インピーダンス素子の機構部の劣化の状態が反映される。従って本発明によった場合にも、第1の発明による場合と同様の効果を得ることができる。   When the abnormality determination unit as described above is provided, the target position of the operation shaft while increasing the magnitude of the torque setting signal with the range of the preset displacement of the operation shaft of the variable impedance element as the inspection target range The magnitude of the torque setting signal when the abnormality determination unit does not perform abnormality determination in the entire inspection target range for the first time when the control for making the deviation between the current position and the current position close to zero is repeated is the variable impedance element As the mechanism of the deterioration progresses, it increases. Therefore, a numerical value including information on the magnitude of the torque setting signal when abnormality determination is not performed for the entire range of the inspection target range for the first time, or a numerical value for evaluating the magnitude of the numerical value including information on the magnitude of the torque setting signal Is a determination target value, the deterioration target value reflects the state of deterioration of the mechanism portion of the variable impedance element. Therefore, also in the case of the present invention, the same effect as in the case of the first invention can be obtained.

なお「トルク設定信号の大きさを増加させながら操作軸の目標位置と現在位置との間の偏差を零に近づける制御を繰り返した際に、異常判定部が初めて検査対象範囲の全範囲で異常判定を行なわなかったときのトルク設定信号の大きさ」は、第1の発明において判定対象値検出手段が判定対象値として検出する「目標位置と現在位置との間に存在する残留偏差を許容値以下に抑えるために必要なモータの出力トルクの最小値」に対応している。   In addition, “When the control to increase the deviation between the target position of the operating axis and the current position to zero is repeated while increasing the magnitude of the torque setting signal, the abnormality determination unit makes an abnormality determination for the entire inspection target range for the first time. "The magnitude of the torque setting signal when the control is not performed" is the "remaining deviation existing between the target position and the current position below the allowable value" detected by the determination target value detection means as the determination target value in the first invention. This corresponds to the “minimum value of the output torque of the motor necessary to suppress the noise to the minimum”.

(5)第5の発明
本願に開示された第5の発明は、下記の構成を有する。
(5.1)可変インピーダンス素子の操作軸の予め設定された変位の範囲を検査対象範囲として該検査対象範囲で前記操作軸の目標位置と現在位置とを監視してモータ制御部による制御が完了した時点で目標位置と現在位置との間に存在する残留偏差が許容値を超えたときに異常判定を行う異常判定部を備えている。
(5.2)トルク設定信号の大きさを減少させながら操作軸の目標位置と現在位置との間の偏差を零に近づける制御を繰り返して、異常判定部が初めて異常判定を行ったときのトルク設定信号の大きさの情報を含む数値または該トルク設定信号の大きさの情報を含む数値の大きさを評価する数値を判定対象値として検出する判定対象値検出手段を備えている。
(5.3)出力トルク設定部が前記判定対象値を検出する毎に該判定対象値を記憶するとともに、可変インピーダンス素子の機構部の寿命を表すために用いる変数を可変データとして、各判定対象値が求められた時点での可変データの値を記憶する判定対象値・可変データ記憶部を備えている。
(5.4)可変インピーダンス素子の機構部の劣化の状態が正常な状態から外れたときの判定対象値の値を判定基準値として、判定対象値が判定基準値に達したときに可変データがとることが推定される寿命到達時可変データ推定値及び該寿命到達時可変データ推定値から可変データの最新値を差し引くことにより求められる残余寿命推定値の少なくとも一方を判定対象値・可変データ記憶部に記憶されている判定対象値と可変データの値との間の関係から求める寿命推定部を備えている。
(5) Fifth Invention The fifth invention disclosed in the present application has the following configuration.
(5.1) Using the preset displacement range of the operation axis of the variable impedance element as the inspection target range, the target position and the current position of the operation axis are monitored in the inspection target range, and the control by the motor control unit is completed An abnormality determination unit is provided that performs abnormality determination when a residual deviation existing between the target position and the current position exceeds an allowable value at the time when the error is detected.
(5.2) Torque when the abnormality determination unit makes an abnormality determination for the first time by repeatedly controlling the deviation between the target position of the operation shaft and the current position to zero while decreasing the magnitude of the torque setting signal. Judgment target value detection means is provided for detecting, as a judgment target value, a numerical value including the magnitude information of the setting signal or a numerical value for evaluating the magnitude of the numerical value including the magnitude information of the torque setting signal.
(5.3) Each time the output torque setting unit detects the determination target value, the determination target value is stored, and a variable used to represent the life of the mechanism unit of the variable impedance element is used as variable data. A determination target value / variable data storage unit that stores the value of the variable data at the time when the value is obtained is provided.
(5.4) Using the value of the determination target value when the state of deterioration of the mechanism portion of the variable impedance element deviates from the normal state as the determination reference value, the variable data is obtained when the determination target value reaches the determination reference value. At least one of the estimated lifetime variable data estimated value and the remaining lifetime estimated value obtained by subtracting the latest value of the variable data from the estimated lifetime variable data estimated value is a determination target value / variable data storage unit. Is provided with a life estimation unit that is obtained from the relationship between the determination target value stored in the table and the value of the variable data.

操作軸の目標位置と現在位置とを監視してモータ制御部による制御が行われた時点での目標位置と現在位置との残留偏差が許容値を超えたときに異常判定を行うようにした異常判定部が設けれている場合に、トルク設定信号の大きさを減少させながら操作軸の目標位置と現在位置との間の偏差を零に近づける制御を繰り返した際に異常判定部が初めて異常判定を行ったときのトルク設定信号の大きさは、可変インピーダンス素子の機構部の劣化が進むにつれて大きくなっていく。そのため、初めて異常判定が行なわれるときのトルク設定信号の大きさの情報を含む数値、または該トルク設定信号の大きさの情報を含む数値の大きさを評価する数値を判定対象値とすると、該判定対象値には、可変インピーダンス素子の機構部の劣化の状態が反映される。従って本発明によった場合にも、第1の発明による場合と同様の効果を得ることができる。   Abnormality is determined when the residual deviation between the target position and the current position exceeds the allowable value when the target position and the current position of the operation axis are monitored and control by the motor control unit is performed. When the determination unit is provided, the abnormality determination unit makes an abnormality determination for the first time when the control for reducing the deviation between the target position of the operation shaft and the current position to zero is repeated while reducing the magnitude of the torque setting signal. The magnitude of the torque setting signal when performing is increased as the mechanism portion of the variable impedance element progresses. Therefore, when a numerical value including information on the magnitude of the torque setting signal when abnormality determination is performed for the first time or a numerical value evaluating the numerical value including information on the magnitude of the torque setting signal is set as the determination target value, The determination target value reflects the state of deterioration of the mechanism portion of the variable impedance element. Therefore, also in the case of the present invention, the same effect as in the case of the first invention can be obtained.

なお「トルク設定信号の大きさを減少させながら操作軸の目標位置と現在位置との間の偏差を零に近づける制御を繰り返した際に、異常判定部が初めて異常判定を行ったときのトルク設定信号の大きさ」は、第2の発明で判定対象値検出手段が判定対象値として検出する「目標位置と現在位置との間に存在する残留偏差が許容値を超える状態を招くモータの出力トルクの最大値」に対応している。   The torque setting when the abnormality determination unit makes an abnormality determination for the first time when the control to reduce the deviation between the target position of the operating axis and the current position to zero is repeated while reducing the magnitude of the torque setting signal. “Signal magnitude” means “the output torque of the motor that causes the residual deviation between the target position and the current position to exceed the allowable value, which is detected by the determination target value detection means as the determination target value in the second invention. Corresponds to the “maximum value”.

(6)第6の発明
本願に開示された第6の発明は、第1ないし第5の発明のいずれかで用いる寿命推定部の構成を更に特定したもので、第6の発明においては、寿命推定部が、判定対象値・可変データ記憶部に記憶されている可変データの値のうち、最新のN(Nは2以上の整数)個の可変データの値と、該N個の可変データの値のそれぞれに対応する判定対象値とを用いて前記寿命到達時可変データ推定値または前記残余寿命推定値を求めるように構成される。
(6) Sixth invention
The sixth invention disclosed in the present application further specifies the configuration of the life estimation unit used in any of the first to fifth inventions. In the sixth invention, the life estimation unit is a determination target value. Among the variable data values stored in the variable data storage unit, the latest N (N is an integer of 2 or more) variable data values and the determination corresponding to each of the N variable data values Using the target value, the variable data estimated value at the end of life or the estimated remaining life value is obtained.

(7)第7の発明
本願に開示された第7の発明は、上記第6の発明で用いる寿命推定部の構成を更に特定したもので、第6の発明においては、寿命推定部が、寿命到達時可変データ推定値または残余寿命推定値を求めることができないときに、Nの値を増加させて寿命到達時可変データ推定値または残余寿命推定値を求めるように構成される。
(7) Seventh Invention The seventh invention disclosed in the present application further specifies the configuration of the life estimation unit used in the sixth invention, and in the sixth invention, the life estimation unit is a lifetime. When the variable data estimated value at the time of arrival or the estimated remaining life value cannot be obtained, the value of N is increased to obtain the variable data estimated value at the time of reaching life or the estimated remaining life value.

(8)第8の発明
本願に開示された第8の発明は、第1ないし第7の発明のいずれかにおいて判定対象値・可変データ記憶部に記憶される可変データを特定したもので、本発明においては、判定対象値・可変データ記憶部に記憶される可変データの値が、基準時からの累積日数(経過日数)または累積時間(経過時間)、モータの駆動量の基準時からの累積値、モータの往復回数の基準時からの累積値及び電源から負荷に電力を供給する時間の基準時からの累積値からなる可変データ群の中から選択された少なくとも1つの可変データの値である。
(8) Eighth Invention The eighth invention disclosed in the present application specifies variable data stored in a determination target value / variable data storage unit in any of the first to seventh inventions. In the invention, the value of the variable data stored in the determination target value / variable data storage unit is the cumulative number of days (elapsed days) or cumulative time (elapsed time) from the reference time, and the cumulative amount of motor drive from the reference time. The value of at least one variable data selected from a variable data group consisting of a value, a cumulative value from the reference time of the number of reciprocations of the motor, and a cumulative value from the reference time of the time for supplying power from the power source to the load. .

(9)第9の発明
本願に開示された第9の発明は、第1ないし第8の発明のいずれかにおいて、寿命推定部が残余寿命推定値を求める際に用いる可変データの最新値を特定としたもので、本発明では、寿命推定部が残余寿命推定値を求める際に用いる可変データの最新値を、判定対象値・可変データ記憶部に記憶された可変データの値のうちの最新の値とするか、または残余寿命推定値を求める際に新たに取得した値とする。
(9) Ninth Invention In the ninth invention disclosed in the present application, in any one of the first to eighth inventions, the latest value of the variable data used when the life estimation unit obtains the remaining life estimation value is specified. In the present invention, the latest value of the variable data used when the life estimation unit obtains the remaining life estimation value is the latest value of the variable data stored in the determination target value / variable data storage unit. Or a newly acquired value when the estimated remaining life is obtained.

(10)第10の発明
本願に開示された第10の発明は、第1ないし第9の発明のいずれかにおいて、寿命推定部が寿命到達時可変データ推定値を求める際に用いる手法を特定したものである。本発明においては、寿命推定部が、最小自乗法を用いて寿命到達時可変データ推定値を求めるように構成される。
(10) Tenth Invention In a tenth invention disclosed in the present application, in any one of the first to ninth inventions, the method used when the life estimation unit obtains a variable data estimate when the life is reached is specified. Is. In the present invention, the life estimation unit is configured to obtain the variable data estimated value when the life is reached using the least square method.

(11)第11の発明
本願に開示された第11の発明も、第1ないし第9の発明のいずれかにおいて、寿命推定部が寿命到達時可変データ推定値を求める際に用いる手法を特定したもので、本発明においては、上記寿命推定部が、線形予測法を用いて寿命到達時可変データ推定値を求めるように構成される。
(11) Eleventh invention In the eleventh invention disclosed in the present application as well, in any one of the first to ninth inventions, the method used when the life estimation unit obtains the variable data estimated value when the life is reached is specified. Therefore, in the present invention, the life estimation unit is configured to obtain a variable data estimated value at the end of life using a linear prediction method.

(12)第12の発明
本願に開示された第12の発明は、本発明に係わるインピーダンス整合装置の好ましい態様を示したもので、本発明においては、第1ないし第11の発明のいずれかの構成に加えて更に、寿命推定部で推定された寿命到達時可変データ推定値及び残余寿命推定値の少なくとも一方を表示する表示部が設けられる。
(12) Twelfth Invention A twelfth invention disclosed in the present application is a preferred embodiment of the impedance matching apparatus according to the present invention. In the present invention, any one of the first to eleventh inventions is provided. In addition to the configuration, there is further provided a display unit for displaying at least one of the variable data estimated value at the end of life estimated by the life estimating unit and the estimated remaining life value.

本発明に係わるインピーダンス整合装置によれば、可変インピーダンス素子の機構部の劣化の状態が反映される判定対象値と、可変インピーダンス素子の機構部の寿命を表わすのに適した変数である可変データの各判定対象値が求められた時点での値とを蓄積して、蓄積された判定対象値と可変データとの間の関係から、判定対象値が判定基準値に達したときに可変データがとることが推定される「寿命到達時可変データ推定値」及び該寿命到達時可変データ推定値から寿命判定用可変データの最新値を差し引くことにより得られる「残余寿命推定値」の少なくとも一方を求めるようにしたので、「寿命到達時可変データ推定値」または「残余寿命推定値」から可変インピーダンス素子の機構部が寿命を迎える時期を、該機構部が実際に寿命を迎える時期よりもかなり前の時期に求めることができる。   According to the impedance matching device of the present invention, the determination target value that reflects the state of deterioration of the mechanism portion of the variable impedance element and the variable data that is a variable suitable for representing the life of the mechanism portion of the variable impedance element are stored. From the relationship between the accumulated determination target value and the variable data, the variable data takes when the determination target value reaches the determination reference value from the accumulated value of the determination target value and the variable data. At least one of “estimated life expectancy data” and “estimated remaining life” obtained by subtracting the latest value of the life-determining variable data from the estimated life data variable is calculated. Therefore, when the mechanism part of the variable impedance element reaches the end of its life from the "variable data estimated value at the end of life" or "estimated remaining life", the mechanism part actually It can be determined well in advance of the time than the time to celebrate.

従って本発明によれば、可変インピーダンス素子の機構部の寿命予測を余裕を持って行うことができ、可変インピーダンス素子の代替品またはその機構部を構成する部品の代替品の発注を余裕を持って行うことができる。   Therefore, according to the present invention, the life prediction of the mechanism portion of the variable impedance element can be performed with a margin, and the order for a substitute of the variable impedance element or a component constituting the mechanism section can be ordered with a margin. It can be carried out.

本発明に係わるインピーダンス整合装置の一実施形態の構成を示したブロック図である。It is the block diagram which showed the structure of one Embodiment of the impedance matching apparatus concerning this invention. 本発明の実施形態においてモータ駆動部にトルク設定信号を与える回路の構成例を示したブロック図である。It is the block diagram which showed the structural example of the circuit which provides a torque setting signal to a motor drive part in embodiment of this invention. 本発明の実施形態においてモータ駆動部にトルク設定信号を与える回路の他の構成例を示した回路図である。FIG. 5 is a circuit diagram showing another configuration example of a circuit that provides a torque setting signal to a motor drive unit in the embodiment of the present invention. 図1及び図2の実施形態の異常判定部、判定値検出手段及び検査結果出力部を構成し、更に可変インピーダンス素子の機構部の寿命を推定するためにマイクロプロセッサに実行させるタスクのアルゴリズムの第1の例の第1の部分を示したフローチャートである。The abnormality determination unit, determination value detection means, and inspection result output unit of the embodiment of FIGS. 1 and 2 are configured, and a task algorithm to be executed by the microprocessor in order to estimate the lifetime of the mechanism unit of the variable impedance element. It is the flowchart which showed the 1st part of 1 example. 図1及び図2の実施形態の異常判定部、判定値検出手段及び検査結果出力部を構成し、更に可変インピーダンス素子の機構部の寿命を推定するためにマイクロプロセッサに実行させるタスクのアルゴリズムの第1の例の第2の部分を示したフローチャートである。The abnormality determination unit, determination value detection means, and inspection result output unit of the embodiment of FIGS. 1 and 2 are configured, and a task algorithm to be executed by the microprocessor in order to estimate the lifetime of the mechanism unit of the variable impedance element. It is the flowchart which showed the 2nd part of the example of 1. FIG. 図1及び図2の実施形態の異常判定部、判定値検出手段及び検査結果出力部を構成し、更に可変インピーダンス素子の機構部の寿命を推定するためにマイクロプロセッサに実行させるタスクのアルゴリズムの第2の例の第1の部分を示したフローチャートである。The abnormality determination unit, determination value detection means, and inspection result output unit of the embodiment of FIGS. 1 and 2 are configured, and a task algorithm to be executed by the microprocessor in order to estimate the lifetime of the mechanism unit of the variable impedance element. 3 is a flowchart showing a first part of an example of 2. 図1及び図2の実施形態の異常判定部、判定値検出手段及び検査結果出力部を構成し、更に可変インピーダンス素子の機構部の寿命を推定するためにマイクロプロセッサに実行させるタスクのアルゴリズムの第2の例の第2の部分を示したフローチャートである。The abnormality determination unit, determination value detection means, and inspection result output unit of the embodiment of FIGS. 1 and 2 are configured, and a task algorithm to be executed by the microprocessor in order to estimate the lifetime of the mechanism unit of the variable impedance element. 6 is a flowchart showing a second part of the example 2; 本発明の実施形態において、可変インピーダンス素子の機構部の寿命を推定するために収集された判定対象値のデータと、可変データとしての累積日数、駆動量及び往復回数のデータとをテーブルの形にまとめて示したデータテーブルである。In the embodiment of the present invention, the determination target value data collected for estimating the lifetime of the mechanism portion of the variable impedance element, and the accumulated days, drive amount, and round-trip number data as variable data in the form of a table. It is the data table shown collectively. 図8に示された可変データのうち、累積日数に着目して、該累積日数と判定対象値との関係を示したグラフである。9 is a graph showing the relationship between the cumulative number of days and the determination target value by paying attention to the cumulative number of days in the variable data shown in FIG. 図8に示されたデータを用いて可変インピーダンス素子の機構部の寿命を推定した結果の一例を示したデータテーブルである。FIG. 9 is a data table showing an example of a result of estimating the lifetime of the mechanism portion of the variable impedance element using the data shown in FIG. 8. FIG. 図8に示されたデータを用いて可変インピーダンス素子の機構部の寿命を推定した結果の他の例を示したデータテーブルである。9 is a data table showing another example of a result of estimating the lifetime of the mechanism portion of the variable impedance element using the data shown in FIG. 8.

以下図面を参照して本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。
図1は本発明の一実施形態に係わるインピーダンス整合装置の構成を示したものである。本実施形態に係わるインピーダンス整合装置は、本出願人が行った先の出願(特願2008−117554)に開示されたインピーダンス整合装置が備えている構成に加えて、可変インピーダンス素子が寿命を迎える時期を推定する機能を実現するための構成を更に備えたものである。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 shows the configuration of an impedance matching apparatus according to an embodiment of the present invention. The impedance matching device according to the present embodiment is a time when the variable impedance element reaches the end of its life, in addition to the configuration of the impedance matching device disclosed in the previous application (Japanese Patent Application No. 2008-117554) filed by the present applicant. The apparatus further includes a configuration for realizing a function for estimating.

図1において1は高周波電源、2は半導体製造装置等のプロセスチャンバである。プロセスチャンバ2内にはプラズマ発生装置等の、高周波電源1の負荷が収容されている。3及び4は高周波電源1とプロセスチャンバ(負荷)2との間に設けられた第1及び第2の可変インピーダンス素子で、第1の可変インピーダンス素子3は高周波電源1及び負荷に対して並列に接続され、第2の可変インピーダンス素子4は、高周波電源1及びプロセスチャンバ2に対して直列に接続されている。本実施形態では、第1の可変インピーダンス素子3が第1の可変コンデンサVC1からなり、第2の可変インピーダンス素子4が第2の可変コンデンサVC2からなっている。第1の可変コンデンサVC1及び第2の可変コンデンサVC2としては真空可変コンデンサが用いられている。図示の例では、第2の可変コンデンサVC2とプロセスチャンバとの間にインダクタンス5が挿入されている。   In FIG. 1, 1 is a high-frequency power source, and 2 is a process chamber of a semiconductor manufacturing apparatus or the like. A load of the high frequency power source 1 such as a plasma generator is accommodated in the process chamber 2. Reference numerals 3 and 4 denote first and second variable impedance elements provided between the high frequency power source 1 and the process chamber (load) 2, and the first variable impedance element 3 is parallel to the high frequency power source 1 and the load. The second variable impedance element 4 is connected to the high-frequency power source 1 and the process chamber 2 in series. In the present embodiment, the first variable impedance element 3 is composed of a first variable capacitor VC1, and the second variable impedance element 4 is composed of a second variable capacitor VC2. A vacuum variable capacitor is used as the first variable capacitor VC1 and the second variable capacitor VC2. In the illustrated example, an inductance 5 is inserted between the second variable capacitor VC2 and the process chamber.

また、負荷に入力される電圧Vinと、電流Iinと、電圧Vinと電流Iinとの間の位相差θinとを検出する入力検出部6が、高周波電源1と第2の可変コンデンサVC2との間に設けられている。入力検出部6による電圧Vin、電流Iinおよび位相差θinの検出方法は、周知であるので説明を省略する。   An input detection unit 6 that detects the voltage Vin input to the load, the current Iin, and the phase difference θin between the voltage Vin and the current Iin is provided between the high-frequency power source 1 and the second variable capacitor VC2. Is provided. Since the detection method of the voltage Vin, the current Iin, and the phase difference θin by the input detection unit 6 is well known, the description thereof is omitted.

第1の可変コンデンサVC1に対しては、第1のモータ7aを駆動源として該第1の可変コンデンサVC1の操作軸を操作する第1の操作機構が設けられ、第2の可変コンデンサVC2に対しては、第2のモータ7bを駆動源として該第2の可変コンデンサVC2の操作軸を操作する第2の操作機構が設けられている。インピーダンス整合装置の可変インピーダンス素子を操作するモータとしては、パルスモータやステップモータが多く用いられる。本実施形態では、第1の可変コンデンサVC1及び第2の可変コンデンサVC2をそれぞれ操作するモータ7a及び7bとしてステップモータを用いるものとする。各操作機構は、各モータの回転を各可変コンデンサの操作軸に伝達する機構により構成することができる。例えば、各モータの回転軸と各可変コンデンサの操作軸とを接続するカップリングを用いた機構により各操作機構を構成することができる。場合によっては、各モータの回転を減速して各可変コンデンサの操作軸に伝達する機構により各操作機構を構成することもできる。   For the first variable capacitor VC1, there is provided a first operating mechanism for operating the operating shaft of the first variable capacitor VC1 using the first motor 7a as a drive source, and for the second variable capacitor VC2. Thus, a second operating mechanism is provided for operating the operating shaft of the second variable capacitor VC2 using the second motor 7b as a drive source. As a motor for operating the variable impedance element of the impedance matching device, a pulse motor or a step motor is often used. In this embodiment, step motors are used as the motors 7a and 7b for operating the first variable capacitor VC1 and the second variable capacitor VC2, respectively. Each operation mechanism can be configured by a mechanism that transmits the rotation of each motor to the operation shaft of each variable capacitor. For example, each operation mechanism can be configured by a mechanism using a coupling that connects the rotation shaft of each motor and the operation shaft of each variable capacitor. In some cases, each operation mechanism can be constituted by a mechanism that decelerates the rotation of each motor and transmits it to the operation shaft of each variable capacitor.

また第1の可変コンデンサVC1の操作軸の位置を検出する第1の位置検出部8aと、第2の可変コンデンサVC2の操作軸の位置を検出する第2の位置検出部8bとを備えた操作軸位置検出部8が設けられ、第1及び第2の位置検出部8a及び8bの出力信号Spa及びSpbが、入力検出部6から得られる入力電圧検出信号Sv、入力電流検出信号Si及び位相差検出信号Sθとともに目標位置設定部9に入力されている。   Further, an operation provided with a first position detector 8a for detecting the position of the operating axis of the first variable capacitor VC1 and a second position detector 8b for detecting the position of the operating axis of the second variable capacitor VC2. The shaft position detector 8 is provided, and the output signals Spa and Spb of the first and second position detectors 8a and 8b are obtained from the input voltage detection signal Sv, the input current detection signal Si and the phase difference obtained from the input detector 6, respectively. It is input to the target position setting unit 9 together with the detection signal Sθ.

目標位置設定部9は、入力検出部6により検出された入力電圧Vin及び入力電流Iinを用いて、インピーダンス整合装置の入力端(入力検出部6の入力端)から負荷側を見たインピーダンスを演算により求めて、高周波電源1とプロセスチャンバ(負荷)2とのインピーダンス整合を行なうために必要な可変コンデンサVC1及びVC2のそれぞれの操作軸の目標位置を設定するとともに、設定した目標位置と、操作軸位置検出部8により検出された可変コンデンサVC1及びVC2のそれぞれの操作軸の現在位置との偏差を零にするために必要なモータ7a及び7bの駆動量を演算する。   The target position setting unit 9 uses the input voltage Vin and the input current Iin detected by the input detection unit 6 to calculate the impedance viewed from the input side of the impedance matching device (input end of the input detection unit 6). The target positions of the operation axes of the variable capacitors VC1 and VC2 necessary for impedance matching between the high frequency power source 1 and the process chamber (load) 2 are set as well as the set target position and the operation axis. The drive amounts of the motors 7a and 7b necessary to make the deviation from the current position of each operation axis of the variable capacitors VC1 and VC2 detected by the position detector 8 are calculated.

即ち、目標位置設定部9は、先ずインピーダンス整合装置の入力端から伝送線路を経由し高周波電源1側を見た電源側インピーダンス(通常は50Ω)と、インピーダンス整合装置の入力端からプロセスチャンバ(負荷)2側を見た負荷側インピーダンスとを整合させるために必要な可変コンデンサVC1及びVC2のそれぞれの操作軸の位置を演算し、演算した位置を可変コンデンサVC1及びVC2のそれぞれの操作軸の目標位置として設定する。   That is, the target position setting unit 9 firstly has a power source side impedance (usually 50Ω) viewed from the input end of the impedance matching device via the transmission line, and a process chamber (load) from the input end of the impedance matching device. ) Calculate the positions of the operation axes of the variable capacitors VC1 and VC2 necessary for matching the load side impedance viewed from the second side, and calculate the calculated positions as the target positions of the operation axes of the variable capacitors VC1 and VC2. Set as.

目標位置設定部9はまた、第1の可変コンデンサVC1の操作軸の演算された目標位置と、第1の位置検出部8aにより検出された可変コンデンサVC1の操作軸の現在位置との偏差を零にするために必要なステップモータ7aの駆動量(ステップモータ7aに与えるパルス数)を演算して、演算した駆動量を示す目標位置設定信号Sdaを第1のモータ駆動部10aに与え、第2の可変コンデンサVC2の操作軸の演算された目標位置と、第2の位置検出部8bにより検出された第2の可変コンデンサVC2の操作軸の現在位置との偏差を零にするために必要なステップモータ7bの駆動量(ステップモータに与えるパルス数)を演算して、演算した駆動量を示す目標位置設定信号Sdbを第2のモータ駆動部10bに与える。本実施形態では、第1のモータ駆動部10aと第2のモータ駆動部10bとにより、モータ駆動部10が構成されている。   The target position setting unit 9 also sets the deviation between the calculated target position of the operation axis of the first variable capacitor VC1 and the current position of the operation axis of the variable capacitor VC1 detected by the first position detection unit 8a to zero. To calculate the drive amount of the step motor 7a (number of pulses to be applied to the step motor 7a) required to achieve the target position setting signal Sda indicating the calculated drive amount to the first motor drive unit 10a, Steps required to make the deviation between the calculated target position of the operation axis of the variable capacitor VC2 and the current position of the operation axis of the second variable capacitor VC2 detected by the second position detector 8b zero. The driving amount of the motor 7b (number of pulses applied to the step motor) is calculated, and a target position setting signal Sdb indicating the calculated driving amount is supplied to the second motor driving unit 10b. In the present embodiment, the motor driving unit 10 is configured by the first motor driving unit 10a and the second motor driving unit 10b.

可変コンデンサVC1及びVC2のそれぞれの操作軸の目標位置の演算は、例えば、インピーダンスの整合を図るために必要な可変コンデンサVC1及びVC2のリアクタンス値を目標リアクタンス値として演算する手段と、各可変コンデンサに対して予め求めた操作軸の回転角度位置と各可変コンデンサの静電容量との間の関係を用いて、演算された各目標リアクタンス値に対応する各可変コンデンサの操作軸の回転角度位置(目標位置)を演算する手段とにより行なうことができる。   The calculation of the target position of each operation axis of the variable capacitors VC1 and VC2 is performed by, for example, means for calculating the reactance values of the variable capacitors VC1 and VC2 necessary for impedance matching as the target reactance value, and for each variable capacitor. Using the relationship between the rotation angle position of the operation axis determined in advance and the capacitance of each variable capacitor, the rotation angle position of the operation axis of each variable capacitor corresponding to each calculated target reactance value (target Position).

第1及び第2の位置検出部8a及び8bは、例えば、可変コンデンサVC1及びVC2のそれぞれの操作軸が微少角度回転する毎に位置検出パルスを発生するエンコーダを用いて構成することができる。   The first and second position detectors 8a and 8b can be configured using, for example, an encoder that generates a position detection pulse each time the operation axes of the variable capacitors VC1 and VC2 rotate by a minute angle.

11は第1の可変コンデンサVC1の機構部及び第2の可変コンデンサVC2の機構部の異常の有無を判定する異常判定部である。異常判定部11は、第1の可変コンデンサVC1の操作軸の目標位置と現在位置、及び第2の可変コンデンサVC2の操作軸の目標位置と現在位置をそれぞれ監視して、目標位置設定部9から第1のモータ駆動部10a及び第2のモータ駆動部10bにそれぞれ演算した駆動量を示す目標位置設定信号Sda及びSdbが与えられた後、モータ7a及び7bの駆動が完了したと見なされる時点で、第1の可変コンデンサVC1の操作軸の目標位置と現在位置との残留偏差が許容値を超えているときに第1の可変コンデンサVC1の機構部の状態が異常である(正常な範囲から外れている)との異常判定を行う。同様に、第2の可変コンデンサVC2の操作軸の目標位置と現在位置との残留偏差が許容値を超えているときに第2の可変コンデンサVC2の機構部の状態が異常であるとの異常判定を行う。   Reference numeral 11 denotes an abnormality determination unit that determines whether or not there is an abnormality in the mechanism unit of the first variable capacitor VC1 and the mechanism unit of the second variable capacitor VC2. The abnormality determination unit 11 monitors the target position and current position of the operation axis of the first variable capacitor VC1, and the target position and current position of the operation axis of the second variable capacitor VC2, respectively. After the target position setting signals Sda and Sdb indicating the calculated driving amounts are given to the first motor driving unit 10a and the second motor driving unit 10b, respectively, at the time when the driving of the motors 7a and 7b is considered to be completed. When the residual deviation between the target position of the operating axis of the first variable capacitor VC1 and the current position exceeds the allowable value, the state of the mechanism portion of the first variable capacitor VC1 is abnormal (out of the normal range). )). Similarly, when the residual deviation between the target position of the operation axis of the second variable capacitor VC2 and the current position exceeds the allowable value, the abnormality determination that the state of the mechanism portion of the second variable capacitor VC2 is abnormal. I do.

なお可変コンデンサの操作軸の目標位置と現在位置との「残留偏差」は、モータ駆動部10が目標位置設定部9で演算された駆動量だけモータを駆動した時点で、可変コンデンサの操作軸の目標位置と現在位置との間に存在する偏差である。ここで、「モータ駆動部10が目標位置設定部9で演算された駆動量だけモータを駆動した時点」とは、通常は、検出の遅れを考慮して、モータが実際に駆動したと考えられる時点を示す。   The “residual deviation” between the target position and the current position of the variable capacitor operation axis is determined when the motor drive unit 10 drives the motor by the drive amount calculated by the target position setting unit 9. This is a deviation existing between the target position and the current position. Here, “the time when the motor driving unit 10 drives the motor by the driving amount calculated by the target position setting unit 9” is usually considered that the motor is actually driven in consideration of a detection delay. Indicates the time.

即ち、可変コンデンサの操作軸の現在位置の検出には遅れが伴うことが避けられず、可変コンデンサの操作軸の目標位置のデータ及びその目標位置に対応する現在位置の検出データは、同時に発生するものではないので、モータが脱調状態になったときに、可変コンデンサの操作軸の目標位置と現在位置との間に存在する偏差を正確に検知するためには何らかの工夫を要する。例えば、目標位置のデータを目標位置設定部9から異常判定部11に出力する際に、検出の遅れを考慮して現在位置の検出データを出力するタイミングを遅らせる処理を行うことにより、モータが脱調状態になったときに可変コンデンサの操作軸の目標位置と現在位置との間に存在する偏差を正確に検知することができる。また、異常判定部11に目標位置のデータ及び現在位置の検出データを一旦記憶するメモリを設け、遅れを考慮してメモリから読み出す等の処理を行うことによっても、上記の偏差を正確に検知することができる。   In other words, it is inevitable that the detection of the current position of the operating axis of the variable capacitor is delayed, and the target position data of the operating axis of the variable capacitor and the detection data of the current position corresponding to the target position are generated simultaneously. Therefore, some device is required to accurately detect the deviation existing between the target position of the operating axis of the variable capacitor and the current position when the motor is out of step. For example, when the target position data is output from the target position setting unit 9 to the abnormality determination unit 11, the process of delaying the timing of outputting the current position detection data in consideration of the detection delay is performed, so that the motor is removed. The deviation existing between the target position of the operation axis of the variable capacitor and the current position can be accurately detected when the adjustment state is reached. In addition, the abnormality determination unit 11 is provided with a memory that temporarily stores target position data and current position detection data, and the above deviation can be accurately detected by performing processing such as reading from the memory in consideration of the delay. be able to.

ところで、本実施形態のように、ステップモータ7a及び7bにより可変コンデンサVC1及びVC2の操作軸をそれぞれ駆動する場合、各操作軸を現在位置から最終目標位置まで移動させるために必要な数のパルスが多すぎると、そのパルスをモータ駆動部10a,10bからモータ7a,7bに一度に与えても、モータが応答できないため、モータ駆動部10a,10bからモータ7a,7bに与えるパルスの数は、モータが正常に応答し得る範囲の数に制限する必要がある。   By the way, when the operation axes of the variable capacitors VC1 and VC2 are respectively driven by the step motors 7a and 7b as in the present embodiment, the number of pulses necessary for moving each operation axis from the current position to the final target position is obtained. If the number of pulses is too large, the motor cannot respond even if the pulses are given from the motor drive units 10a and 10b to the motors 7a and 7b at a time. Therefore, the number of pulses given from the motor drive units 10a and 10b to the motors 7a and 7b Should be limited to the number of ranges that can respond normally.

そのため、上記目標位置設定部9は、実際には、第1及び第2の可変コンデンサVC1及びVC2の操作軸を現在位置から最終目標位置まで動かすために必要な駆動量を一度に演算して、その駆動量を示す目標位置設定信号をモータ駆動部10a及び10bに与えるのではなく、モータが応答し得る範囲の駆動量を演算して、その駆動量だけモータを駆動したときに到達する筈の操作軸の位置を暫定目標位置として演算する。   Therefore, the target position setting unit 9 actually calculates the drive amount required to move the operation axes of the first and second variable capacitors VC1 and VC2 from the current position to the final target position at a time, Rather than giving the target position setting signal indicating the drive amount to the motor drive units 10a and 10b, the drive amount within the range in which the motor can respond is calculated, and it should be reached when the motor is driven by that drive amount. The position of the operation axis is calculated as the temporary target position.

目標位置設定部9は、演算した駆動量を示す目標位置設定信号Sda及びSdbをモータ駆動部10a及び10bに与える。モータ駆動部10a及び10bは、与えられた目標位置設定信号Sda及びSdbに応じてモータ7a及び7bに駆動パルスを与えて、第1及び第2の可変コンデンサVC1及びVC2の操作軸の位置を暫定目標位置まで変位させる。   The target position setting unit 9 gives target position setting signals Sda and Sdb indicating the calculated driving amount to the motor driving units 10a and 10b. The motor drive units 10a and 10b provide drive pulses to the motors 7a and 7b in accordance with the given target position setting signals Sda and Sdb, and provisionally determine the positions of the operation axes of the first and second variable capacitors VC1 and VC2. Displace to the target position.

また目標位置設定部9は、演算した前記暫定目標位置を異常判定部11に与える。異常判定部11は、第1の可変コンデンサVC1の操作軸の暫定目標位置と現在位置との間の残留偏差及び第2の可変コンデンサVC2の操作軸の暫定目標位置と現在位置との間の残留偏差を監視し、モータ7aの駆動が完了したと見なされる時点で、第1の可変コンデンサVC1の操作軸の暫定目標位置と現在位置との間の残留偏差が許容値を超えているときに第1の可変コンデンサが異常であると判定し、モータ7bの駆動が完了したと見なされる時点で、第2の可変コンデンサVC2の操作軸の暫定目標位置と現在位置との間の残留偏差が許容値を超えているときに第2の可変コンデンサが異常であると判定する。   The target position setting unit 9 gives the calculated provisional target position to the abnormality determination unit 11. The abnormality determination unit 11 includes a residual deviation between the temporary target position of the operation axis of the first variable capacitor VC1 and the current position, and a residual between the temporary target position of the operation axis of the second variable capacitor VC2 and the current position. The deviation is monitored, and when the driving of the motor 7a is considered to be completed, the first deviation is detected when the residual deviation between the temporary target position of the operating shaft of the first variable capacitor VC1 and the current position exceeds the allowable value. When it is determined that the first variable capacitor is abnormal and it is considered that the driving of the motor 7b is completed, the residual deviation between the temporary target position of the operation axis of the second variable capacitor VC2 and the current position is an allowable value. Is exceeded, it is determined that the second variable capacitor is abnormal.

目標位置設定部9は、可変コンデンサVC1及びVC2の操作軸の位置が暫定目標位置に達したときに、新たなモータの駆動量と、その駆動量に相応した暫定目標位置とを演算して、その駆動量を示す目標位置設定信号Sda及びSdbをモータ駆動部10a,10bに与えると共に、暫定目標位置を異常判定部11に与えて異常判定を行わせる。これらの動作を繰り返しながら、可変コンデンサの操作軸を最終目標位置に向けて移動させていく。   The target position setting unit 9 calculates a new motor driving amount and a temporary target position corresponding to the driving amount when the positions of the operation axes of the variable capacitors VC1 and VC2 reach the temporary target position. The target position setting signals Sda and Sdb indicating the drive amount are given to the motor drive units 10a and 10b, and the provisional target position is given to the abnormality determination unit 11 to perform abnormality determination. The operation axis of the variable capacitor is moved toward the final target position while repeating these operations.

すなわち、暫定目標位置をそのときの目標位置としながら、可変コンデンサの操作軸を最終目標位置に向けて移動させていく。なお、インピーダンス整合装置がその本来の動作を行う際には、時々刻々と変化する負荷の状態に迅速に対応させるため、通常は可変コンデンサの操作軸が最終目標位置に移動する過程においても最終目標位置(インピーダンスの整合を行うための目標位置)の演算が行われ、新たな最終目標位置が演算された場合には、最終目標位置が新たに演算された位置に更新される。   That is, the operating axis of the variable capacitor is moved toward the final target position while setting the temporary target position as the target position at that time. It should be noted that when the impedance matching device performs its original operation, the final target is usually used even in the process of moving the variable capacitor operating axis to the final target position in order to quickly respond to the changing load state. When the position (target position for impedance matching) is calculated and a new final target position is calculated, the final target position is updated to the newly calculated position.

暫定目標位置まで可変コンデンサの操作軸を変位させるようにモータ7a及び7bを駆動する過程と、異常判定部11により異常判定処理を行なう過程とを行なわせるためには、「所定の処理時間」を必要とする。モータ7a及び7bが可変コンデンサVC1及びVC2の操作軸を現在位置から暫定目標位置まで動かすために必要な時間が上記処理時間よりも長いと、モータが正常に回転していても、操作軸の現在位置と暫定目標位置との間の残留偏差が許容値を超えてしまい、異常判定部11が異常判定を行ってしまう。従って、残留偏差が許容値を超えているか否かの判定を正確に行わせるためには、目標位置設定部9が一度に演算する駆動量を、上記処理時間内にモータを駆動できるだけの大きさ以下に制限して、演算した駆動量に基づいて可変コンデンサの操作軸の暫定目標位置を演算する必要がある。   In order to perform the process of driving the motors 7a and 7b so as to displace the operation axis of the variable capacitor to the temporary target position and the process of performing the abnormality determination process by the abnormality determination unit 11, a "predetermined processing time" is set. I need. If the time required for the motors 7a and 7b to move the operation axes of the variable capacitors VC1 and VC2 from the current position to the provisional target position is longer than the above processing time, even if the motor is rotating normally, The residual deviation between the position and the provisional target position exceeds the allowable value, and the abnormality determination unit 11 performs the abnormality determination. Therefore, in order to accurately determine whether or not the residual deviation exceeds the allowable value, the drive amount calculated by the target position setting unit 9 at a time is large enough to drive the motor within the processing time. It is necessary to calculate the provisional target position of the operation axis of the variable capacitor based on the calculated drive amount, with the following limitation.

なお、インピーダンス整合装置がその本来の動作を行う際には、時々刻々と変化する負荷の状態に対応させるため、上記「所定の処理時間」が短く設定されることが多い。しかし、機構部の状態が正常な状態にあるか否かの検査を行う際には、負荷の状態を考慮する必要がないため、上記「所定の処理時間」を長く設定することが可能である。そのため、機構部の状態が正常な状態にあるか否かの検査を行う際には、「所定の処理時間」を長くすることで、暫定目標位置を設定することなく異常判定を行わせることが可能となる。この場合は、最終目標位置が唯一の目標位置になる。もちろん、機構部の状態が正常な状態にあるか否かの検査を行う際にも、インピーダンス整合装置がその本来の動作を行う際と同様に、暫定目標位置を設定するようにしてもよい。   When the impedance matching device performs its original operation, the “predetermined processing time” is often set short in order to cope with the load state that changes from moment to moment. However, since it is not necessary to consider the state of the load when checking whether or not the state of the mechanism part is in a normal state, the “predetermined processing time” can be set longer. . Therefore, when checking whether the state of the mechanism is in a normal state, it is possible to make an abnormality determination without setting a provisional target position by lengthening the “predetermined processing time”. It becomes possible. In this case, the final target position is the only target position. Of course, when performing an inspection as to whether or not the state of the mechanical unit is normal, the provisional target position may be set in the same manner as when the impedance matching device performs its original operation.

異常判定部11は、第1の可変コンデンサVC1の機構部が異常であるとの異常判定を行ったときに第1の異常判定信号Saaを発生し、第2の可変コンデンサVC2の可動部が異常であるとの異常判定を行ったときに第2の異常判定信号Sabを発生する。異常判定部11が出力する第1の異常判定信号Saa及び第2の異常判定信号Sabはそれぞれ第1の出力トルク設定部12a及び第2の出力トルク設定部12bに与えられる。   The abnormality determination unit 11 generates a first abnormality determination signal Saa when performing an abnormality determination that the mechanism unit of the first variable capacitor VC1 is abnormal, and the movable part of the second variable capacitor VC2 is abnormal. When the abnormality determination is made, the second abnormality determination signal Sab is generated. The first abnormality determination signal Saa and the second abnormality determination signal Sab output from the abnormality determination unit 11 are provided to the first output torque setting unit 12a and the second output torque setting unit 12b, respectively.

第1の出力トルク設定部12a及び第2の出力トルク設定部12bは、インピーダンス整合時及び可変コンデンサVC1及びVC2の検査時に、第1のモータ7a及び第2のモータ7bの出力トルクを設定する部分である。インピーダンス整合時には、第1の出力トルク設定部12a及び第2の出力トルク設定部12bが、異常判定部11による判定結果に応じて第1のモータ7a及び第2のモータ7bの出力トルクを設定し、可変コンデンサVC1及びVC2の検査時には、第1の出力トルク設定部12a及び第2の出力トルク設定部12bが、モータ7a及び7bの出力トルクを、その値を変化させながら段階的に変化させる。   The first output torque setting unit 12a and the second output torque setting unit 12b are portions for setting output torques of the first motor 7a and the second motor 7b at the time of impedance matching and inspection of the variable capacitors VC1 and VC2. It is. At the time of impedance matching, the first output torque setting unit 12a and the second output torque setting unit 12b set the output torques of the first motor 7a and the second motor 7b according to the determination result by the abnormality determination unit 11. When the variable capacitors VC1 and VC2 are inspected, the first output torque setting unit 12a and the second output torque setting unit 12b change the output torques of the motors 7a and 7b step by step while changing their values.

本実施形態で用いる第1の出力トルク設定部12aは、インピーダンス整合時に、異常判定部11が第1のモータ7aについて最初の異常判定を行うまでの間、モータ7aの出力トルクを初期トルクに設定し、異常判定部11が最初の異常判定を行った後はモータ7aの出力トルクを上記初期トルクよりも大きい異常検出後トルクに設定するように構成される。   The first output torque setting unit 12a used in the present embodiment sets the output torque of the motor 7a to the initial torque until the abnormality determination unit 11 performs the first abnormality determination on the first motor 7a during impedance matching. And after the abnormality determination part 11 performs the first abnormality determination, it is comprised so that the output torque of the motor 7a may be set to the torque after abnormality detection larger than the said initial torque.

また第2の出力トルク設定部12bも、インピーダンス整合時に、異常判定部11が最初の異常判定を行うまでの間、モータ7bの出力トルクを初期トルクに設定し、異常判定部11が最初の異常判定を行った後はモータ7bの出力トルクを初期トルクよりも大きい異常検出後トルクに設定するように構成される。   The second output torque setting unit 12b also sets the output torque of the motor 7b to the initial torque until the abnormality determination unit 11 performs the first abnormality determination during impedance matching. After the determination, the output torque of the motor 7b is set to a torque after abnormality detection that is larger than the initial torque.

従来のインピーダンス整合装置においては、可変コンデンサ(可変インピーダンス素子)を操作するモータの出力トルクを,メンテナンスが必要な程度まで可変コンデンサの機構部の劣化が進んだ状態でも、可変コンデンサの操作軸を目標位置まで回転させることができるような大きさに設定していたが、上記初期トルクは、従来のインピーダンス整合装置において設定されていたモータの出力トルクよりも小さい値に設定する。また異常検出後トルクは、従来のインピーダンス整合装置において設定されていたモータの出力トルクと同等の大きさに設定する。初期トルクの設定の仕方については後で詳細に説明する。   In the conventional impedance matching device, the output torque of the motor that operates the variable capacitor (variable impedance element) is targeted for the operating axis of the variable capacitor even when the mechanism of the variable capacitor has deteriorated to the extent that maintenance is required. The initial torque is set to a value smaller than the output torque of the motor set in the conventional impedance matching device. The torque after abnormality detection is set to a magnitude equivalent to the motor output torque set in the conventional impedance matching device. The method for setting the initial torque will be described in detail later.

第1及び第2の出力トルク設定部12a及び12bはまた、後記するように、可変コンデンサVC1及びVC2の検査を行う際に、残留偏差が許容値を超える状態を招くモータの出力トルクの最大値の情報を含む数値を判定対象値として求めるために、モータ7a及び7bの出力トルクの設定値を、大きい値から小さい値まで値を異ならせて段階的に変化させることができるようになっている。可変コンデンサVC1及びVC2の検査は、製造ラインが停止しているときに行われる。   As will be described later, the first and second output torque setting units 12a and 12b also provide the maximum value of the output torque of the motor that causes the residual deviation to exceed the allowable value when the variable capacitors VC1 and VC2 are inspected. In order to obtain a numerical value including this information as a determination target value, the set value of the output torque of the motors 7a and 7b can be changed stepwise by changing the value from a large value to a small value. . The inspection of the variable capacitors VC1 and VC2 is performed when the production line is stopped.

第1のモータ駆動部10aは、目標位置設定部9により設定されたパルス数だけ第1のモータ7aに駆動パルスを与えるとともに、第1のモータ7aの出力トルクを第1の出力トルク設定部12aにより設定されたトルクに等しくするように、該第1のモータ7aに流す駆動電流を調整する。   The first motor driving unit 10a applies driving pulses to the first motor 7a by the number of pulses set by the target position setting unit 9, and outputs the output torque of the first motor 7a to the first output torque setting unit 12a. The drive current passed through the first motor 7a is adjusted so as to be equal to the torque set by.

また第2のモータ駆動部10bは、目標位置設定部9により設定されたパルス数だけ第2のモータ7bに駆動パルスを与えるとともに、第2のモータ7bの出力トルクを第2の出力トルク設定部12bにより設定されたトルクに等しくするように、第2のモータ7bに流す駆動電流を調整する。   The second motor drive unit 10b gives drive pulses to the second motor 7b by the number of pulses set by the target position setting unit 9, and outputs the output torque of the second motor 7b to the second output torque setting unit. The drive current passed through the second motor 7b is adjusted so as to be equal to the torque set by 12b.

本実施形態では、第1のモータ7a及び第2のモータ7bの出力トルクをそれぞれ第1の出力トルク設定部12a及び第2の出力トルク設定部12bにより設定されたトルクに等しくするように、第1のモータ7a及び第2のモータ7bに流す駆動電流を調整するが、後記する可変インピーダンス素子の検査時には、モータ7a及び7bの出力トルクを細かく調整し得るようにしておくことが望ましい。   In the present embodiment, the output torques of the first motor 7a and the second motor 7b are set equal to the torques set by the first output torque setting unit 12a and the second output torque setting unit 12b, respectively. The drive currents that flow through the first motor 7a and the second motor 7b are adjusted, but it is desirable that the output torques of the motors 7a and 7b can be finely adjusted when a variable impedance element to be described later is inspected.

そのため、本実施形態では、図2に示すように、モータ駆動部10a,10bを、制御端子に与えられるトルク設定信号電圧(アナログ電圧)Vτa,Vτbの大きさに応じてモータ7a,7bに流す駆動電流を調整し得る機能を有するドライバICにより構成するとともに、出力トルク設定部12a,12bの出端子とモータ駆動部10a,10bをそれぞれ構成するドライバICの制御端子との間にDAコンバータ14a,14bを設けて、出力トルク設定部12a,12bがそれぞれ出力したトルク設定値(デジタル値)をトルク設定信号電圧(アナログ電圧)Vτa,Vτbに変換してモータ駆動部10a,10bに与えるようにしている。   Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. 2, the motor driving units 10a and 10b are caused to flow through the motors 7a and 7b in accordance with the magnitudes of torque setting signal voltages (analog voltages) Vτa and Vτb applied to the control terminals. In addition to the driver IC having a function capable of adjusting the drive current, the DA converter 14a, between the output terminals of the output torque setting units 12a and 12b and the control terminals of the driver ICs constituting the motor drive units 10a and 10b, respectively. 14b is provided to convert the torque setting values (digital values) output from the output torque setting units 12a and 12b to torque setting signal voltages (analog voltages) Vτa and Vτb, respectively, and apply them to the motor driving units 10a and 10b. Yes.

出力トルク設定部12a及び12bにはそれぞれ第1及び第2のメモリ20a及び20bが接続されている。メモリ20a,20bには、多数のトルク設定信号電圧値(デジタル値)と、該多数のトルク設定信号電圧値のアナログ変換値である出力トルク設定信号電圧Vτa,Vτbをそれぞれモータ駆動部10a,10bを構成するドライバICに与えたときに得られるモータの出力トルクとの間の関係を与えるデータテーブルが記憶されている。このデータテーブルは、トルク設定信号電圧値の大きさが大きくなっていくに従って、設定されるモータの出力トルクが大きくなっていくようにトルク設定信号電圧値の大きさとモータの出力トルクとの間の関係を定めて、各トルク設定信号電圧値(デジタル値)と対応するモータの出力トルクとを1対1で対応させてテーブルの形にまとめたものである。   The output torque setting units 12a and 12b are connected to first and second memories 20a and 20b, respectively. The memories 20a and 20b store a large number of torque setting signal voltage values (digital values) and output torque setting signal voltages Vτa and Vτb, which are analog conversion values of the numerous torque setting signal voltage values, respectively, in the motor driving units 10a and 10b. The data table which gives the relationship between the output torque of the motor obtained when giving to the driver IC which comprises is stored. This data table shows the difference between the torque setting signal voltage value and the motor output torque so that the set motor output torque increases as the torque setting signal voltage value increases. The relationship is determined, and each torque setting signal voltage value (digital value) and the corresponding motor output torque are associated with each other in a one-to-one correspondence and are summarized in a table form.

出力トルク設定部12a,12bは、可変コンデンサVC1及びVC2の検査時に、メモリ20a,20bからトルク設定信号電圧のデジタル値を小さい順に読み出して、DAコンバータ14a,14bを介してモータ駆動部10a,10bに与える。   The output torque setting units 12a and 12b read the digital values of the torque setting signal voltages from the memories 20a and 20b in ascending order when the variable capacitors VC1 and VC2 are inspected, and the motor driving units 10a and 10b via the DA converters 14a and 14b. To give.

本実施形態では、第1の出力トルク設定部12a及び第2の出力トルク設定部12bにより出力トルク設定部12が構成されている。またモータ駆動部10と出力トルク設定部12とにより、可変コンデンサ(可変インピーダンス素子)VC1及びVC2の操作軸の位置を目標位置設定部9で設定された目標位置に一致させるように(操作軸の現在位置と目標位置との偏差を零にするように)モータ7a,7bを制御するモータ制御部13が構成され、モータ制御部13と目標位置設定部9とにより、インピーダンスの整合を図るように可変インピーダンス素子3及び4の操作軸の位置を制御する「操作軸位置制御装置」が構成されている。   In this embodiment, the output torque setting part 12 is comprised by the 1st output torque setting part 12a and the 2nd output torque setting part 12b. Further, the motor drive unit 10 and the output torque setting unit 12 make the positions of the operation axes of the variable capacitors (variable impedance elements) VC1 and VC2 coincide with the target position set by the target position setting unit 9 (the operation axis of the operation axis). A motor control unit 13 is configured to control the motors 7a and 7b (so that the deviation between the current position and the target position is zero), and the motor control unit 13 and the target position setting unit 9 match impedances. An “operation axis position control device” that controls the positions of the operation axes of the variable impedance elements 3 and 4 is configured.

前述のように、第1の可変コンデンサVC1の可動部がグリスの固化や機械的摺動部の摩耗などにより劣化すると、第1の可変コンデンサVC1の操作軸から第1のモータ7aにかかる負荷トルクが大きくなっていく。第1のモータ7aにかかる負荷トルクが大きくなっていき、ある限界と超えると、モータ7aの回転が駆動パルスと同期しない状態(脱調状態)になりモータ7aを回転させることができなくなる。このような状態が生じると、第1の可変コンデンサVC1の操作軸を目標位置まで回転させることができなくなり、高周波電源1と負荷2との間のインピーダンスの整合をとることができなくなって、モータ駆動部10aがモータ7aの駆動を完了した時点での可変コンデンサVC1の操作軸の現在位置と目標位置との残留偏差が大きくなる。   As described above, when the movable part of the first variable capacitor VC1 deteriorates due to solidification of grease or wear of the mechanical sliding part, the load torque applied to the first motor 7a from the operation shaft of the first variable capacitor VC1. Is getting bigger. When the load torque applied to the first motor 7a increases and exceeds a certain limit, the rotation of the motor 7a is not synchronized with the drive pulse (step-out state), and the motor 7a cannot be rotated. When such a state occurs, the operating shaft of the first variable capacitor VC1 cannot be rotated to the target position, and impedance matching between the high-frequency power source 1 and the load 2 cannot be achieved, and the motor The residual deviation between the current position of the operating shaft of the variable capacitor VC1 and the target position at the time when the drive unit 10a completes driving of the motor 7a becomes large.

同様に、第2の可変コンデンサVC2の可動部が劣化した場合には、モータ7bの回転が駆動パルスと同期しない状態(脱調状態)になり、モータ7bを正常に回転させることができなくなる。このような状態が生じると、第2の可変コンデンサVC2の操作軸を目標位置まで回転させることができなくなるため、高周波電源1と負荷との間のインピーダンスの整合をとることができなくなり、モータ駆動部10bがモータ7bの駆動を完了した時点での可変コンデンサVC2の操作軸の現在位置と目標位置との残留偏差が大きくなる。   Similarly, when the movable part of the second variable capacitor VC2 deteriorates, the rotation of the motor 7b is not synchronized with the drive pulse (step-out state), and the motor 7b cannot be rotated normally. When such a state occurs, the operation axis of the second variable capacitor VC2 cannot be rotated to the target position, and impedance matching between the high frequency power source 1 and the load cannot be achieved, and the motor is driven. The residual deviation between the current position of the operating axis of the variable capacitor VC2 and the target position at the time when the unit 10b completes driving of the motor 7b increases.

従って、異常判定部11で、各可変コンデンサの操作軸の現在位置と目標位置とを監視して、両位置の間の残留偏差が許容値を超えたか否かを判定することにより、各可変コンデンサの可動部が異常であるか否かを判定することができる。   Accordingly, the abnormality determination unit 11 monitors the current position and the target position of the operation axis of each variable capacitor, and determines whether or not the residual deviation between both positions exceeds the allowable value, thereby determining each variable capacitor. It can be determined whether or not the movable part is abnormal.

前述のように、本実施形態では、インピーダンス整合時に、異常判定部11により異常判定が行われるまでの間、モータ7a,7bの出力トルクを初期トルクに設定し、異常判定部11により異常判定を行われた後にモータ7a,7bの出力トルクを従来のインピーダンス整合装置において設定されていたモータの出力トルクと同等の異常検出後トルクに設定する。   As described above, in this embodiment, during impedance matching, the output torque of the motors 7a and 7b is set to the initial torque until the abnormality determination is performed by the abnormality determination unit 11, and the abnormality determination unit 11 performs the abnormality determination. After being performed, the output torque of the motors 7a and 7b is set to a torque after abnormality detection equivalent to the output torque of the motor set in the conventional impedance matching device.

本実施形態において、初期トルクの大きさは、異常検出後トルクよりも小さく、かつ可変コンデンサの機構部が一定時間後にはメンテナンスを必要とするといえる程度まで劣化した状態になる前の状態では、該可変コンデンサの操作軸を操作し得るが、可変コンデンサの機構部が一定時間後にはメンテナンスを必要とするといえる程度まで劣化した状態では、可変コンデンサの操作軸を操作することができなくなる程度の大きさに設定される。即ち、可変コンデンサの機構部が一定時間後にはメンテナンスを必要とするといえる程度まで劣化したときに、可変コンデンサの操作軸の目標位置と現在位置との残留偏差が許容値を超えて異常判定部が異常判定を行うように初期トルクの大きさが設定される。   In this embodiment, the magnitude of the initial torque is smaller than the torque after abnormality detection, and in a state before the variable capacitor mechanism part has deteriorated to such an extent that maintenance is required after a certain time, The operation axis of the variable capacitor can be operated, but when the mechanism of the variable capacitor has deteriorated to the extent that maintenance is required after a certain period of time, it is so large that the operation axis of the variable capacitor cannot be operated. Set to That is, when the mechanism of the variable capacitor has deteriorated to the extent that it can be said that maintenance is required after a certain period of time, the residual deviation between the target position of the operation axis of the variable capacitor and the current position exceeds the allowable value, and the abnormality determination unit The magnitude of the initial torque is set so as to perform abnormality determination.

本実施形態のように、異常判定部11が最初の異常判定を行ったときにモータの出力トルクを初期トルクよりも大きい異常検出後トルクに設定し直すようにすると、最初の異常判定が行われたこと、またはモータの出力トルクが初期トルクから異常検出後トルクに切り換えられたことから、可変コンデンサの機構部が一定時間後にメンテナンスを行うことが必要な程度に(メンテナンスの時期が近いといえる程度に)劣化していることを知ることができる。従って、メンテナンスが必要であることを看過して運転が継続されて、製造ラインを止める必要がある事態が突然生じるのを防ぐことができる。また、モータの出力トルクを初期トルクよりも大きい異常検出後トルクに設定し直すことによって、再度、残留偏差が許容値に収まるようにモータを駆動させることが可能となる。   As in the present embodiment, when the abnormality determination unit 11 performs the first abnormality determination, the motor output torque is reset to a torque after abnormality detection that is larger than the initial torque, so that the first abnormality determination is performed. Or the output torque of the motor has been switched from the initial torque to the torque after abnormality detection, so that the mechanism of the variable capacitor needs to be maintained after a certain period of time (to the extent that maintenance can be said to be near To know that it has deteriorated. Accordingly, it is possible to prevent a situation in which the operation is continued and the production line needs to be stopped suddenly from being overlooked that maintenance is necessary. Further, by resetting the output torque of the motor to the torque after abnormality detection that is larger than the initial torque, it is possible to drive the motor again so that the residual deviation falls within the allowable value.

上記の説明では、可変コンデンサの機構部が一定時間後にはメンテナンスを必要とするといえる程度まで劣化したときに、可変コンデンサの操作軸の目標位置と現在位置との残留偏差が許容値を超えて異常判定部が最初の異常判定を行うようにモータの初期トルクの大きさを設定して、異常判定部が最初の異常判定を行ったときに、メンテナンスの時期が近いことを知り得るようにしたが、モータの初期トルクを小さめに設定して、可変コンデンサの機構部が一定時間後にはメンテナンスを必要とするといえる程度まで劣化するまでの間に異常判定が複数回行われるようにしてもよい。   In the above description, when the mechanism of the variable capacitor has deteriorated to the extent that maintenance can be said to be necessary after a certain period of time, the residual deviation between the target position of the variable capacitor operating shaft and the current position exceeds the allowable value and is abnormal. The magnitude of the initial torque of the motor is set so that the determination unit makes the first abnormality determination, and when the abnormality determination unit makes the first abnormality determination, it can be known that the maintenance time is near Alternatively, the initial torque of the motor may be set to be small, and the abnormality determination may be performed a plurality of times before the mechanism portion of the variable capacitor is deteriorated to the extent that maintenance is required after a certain time.

即ち、モータ制御部13は、異常判定部11が最初の異常判定を行うまでの間は、モータの出力トルクを初期トルクに設定し、異常判定部が最初の異常判定を行った後は、モータの出力トルクを、初期トルクよりも大きく、かつ異常判定が行われる毎に値が増大していく異常検出後トルクに設定する出力トルク設定部と、モータの出力トルクを出力トルク設定部により設定されたトルクとするようにモータを駆動するモータ駆動部とを備えた構成とすることができる。   That is, the motor control unit 13 sets the output torque of the motor to the initial torque until the abnormality determination unit 11 performs the first abnormality determination, and after the abnormality determination unit performs the first abnormality determination, The output torque is set by the output torque setting unit, and the output torque setting unit sets the output torque of the motor, which is larger than the initial torque and increases after detection of abnormality, and the output torque of the motor. And a motor drive unit that drives the motor so as to obtain a sufficient torque.

上記のように異常判定が行われる毎に異常検出後トルクの大きさを増大させていく場合、出力トルク設定部12は、異常判定部11が最初の異常判定を行った後異常判定が行われる毎に異常検出後トルクの値を増大させていく際の該異常検出後トルクの増分を予め定めた値(例えば予め定めた一定値)とするように構成することができる。   When increasing the magnitude of torque after abnormality detection every time abnormality determination is performed as described above, the output torque setting unit 12 performs abnormality determination after the abnormality determination unit 11 performs the first abnormality determination. The increment of the torque after abnormality detection when increasing the value of the torque after abnormality detection every time can be configured to be a predetermined value (for example, a predetermined constant value).

また上記のように異常判定が行われる毎に異常検出後トルクの大きさを増大させていく場合、出力トルク設定部12は、異常判定部が最初の異常判定を行った後異常判定が行われる毎に異常検出後トルクの値を増大させていく際の増分を、異常判定が行われた回数と設定するトルクとの間の予め定められた関係に基づいて決定するように構成することもできる。例えば、異常判定が行われる回数の増大に伴って、異常検出後トルクの値の増分を大きくしていくように、出力トルク設定部12を構成することができる。   Further, when the magnitude of the torque after abnormality detection is increased every time abnormality determination is performed as described above, the output torque setting unit 12 performs the abnormality determination after the abnormality determination unit performs the first abnormality determination. The increment when increasing the value of the torque after abnormality detection every time can also be determined based on a predetermined relationship between the number of times the abnormality determination has been performed and the torque to be set. . For example, the output torque setting unit 12 can be configured to increase the increase in the value of the torque after abnormality detection as the number of times that abnormality determination is performed increases.

製造ラインの停止時に、インピーダンス整合装置の可変コンデンサ(可変インピーダンス素子)VC1及びVC2の機構部の状態が正常な範囲にあるか否かの検査を行い得るようにするとともに、可変コンデンサの機構部が寿命を迎える時期を十分な余裕をもって推定することを可能にするために、本実施形態においては、第1の可変コンデンサVC1及び第2の可変コンデンサVC2のそれぞれの機構部の劣化の状態が反映される第1及び第2の判定対象値を検出する第1及び第2の判定対象値検出手段を設けている。   When the production line is stopped, it is possible to inspect whether or not the state of the mechanical parts of the variable capacitors (variable impedance elements) VC1 and VC2 of the impedance matching device is in a normal range. In this embodiment, the state of deterioration of each mechanism part of the first variable capacitor VC1 and the second variable capacitor VC2 is reflected in order to make it possible to estimate the time of reaching the end of life with a sufficient margin. There are provided first and second determination target value detecting means for detecting the first and second determination target values.

可変コンデンサVC1及びVC2の操作機構の検査と寿命の判定とを行わせるために、検査及び寿命推定のためのデータ収集時に、データ収集のためにモータ7a及び7bを制御して操作軸の位置を制御する検査専用の制御ブロックを特に設けてもよいが、本実施形態では、目標位置設定部9とモータ制御部13とにより構成される「操作軸位置制御装置」に、上記第1及び第2の判定対象値を検出する機能を持たせている。   In order to perform the inspection of the operation mechanism of the variable capacitors VC1 and VC2 and the determination of the life, the motors 7a and 7b are controlled to collect the data at the time of data collection for the inspection and life estimation, and the position of the operation shaft is set. A control block dedicated to the inspection to be controlled may be provided in particular, but in this embodiment, the “operation axis position control device” configured by the target position setting unit 9 and the motor control unit 13 includes the first and second control blocks. A function for detecting the determination target value is provided.

即ち、本実施形態では、「操作軸位置制御装置」を構成する目標位置設定部9及びモータ制御部13の機能を実現するためにマイクロプロセッサに実行させるプログラムに、判定対象値を検出するためのタスクを実行する部分を設けることにより、上記第1の判定対象値及び第2の判定対象値をそれぞれ検出する機能を実現する第1の判定対象値検出手段及び第2の判定対象値検出手段を構成し、これら第1及び第2の判定対象値検出手段により、「判定対象値検出手段」が構成されている。   In other words, in the present embodiment, a program to be executed by the microprocessor to realize the functions of the target position setting unit 9 and the motor control unit 13 constituting the “operation axis position control device” is for detecting a determination target value. A first determination target value detection unit and a second determination target value detection unit that realize a function of detecting the first determination target value and the second determination target value, respectively, by providing a task execution part. These “first and second determination target value detection means” constitute “determination target value detection means”.

本実施形態では、上記第1の判定対象値検出手段が、製造ラインの停止時に、第1の可変コンデンサVC1の操作軸の予め設定された変位の範囲を検査対象範囲として、トルク設定信号Vτaの大きさを段階的に増加させながら可変コンデンサVC1の操作軸の位置を目標位置に一致させるようにモータ7aを制御する制御動作を繰り返すことにより、異常判定部11に異常か否かの判定を行う過程を反復させて、異常判定部11が初めて検査対象範囲の全範囲で異常判定を行わなかったときのトルク設定信号の大きさの情報を含む数値または該トルク設定信号の大きさの情報を含む数値の大きさを評価する数値を判定対象値Vkaとして検出するように構成される。   In the present embodiment, the first determination target value detection means uses the preset displacement range of the operation axis of the first variable capacitor VC1 as the inspection target range when the production line is stopped. By repeating the control operation for controlling the motor 7a so that the position of the operation axis of the variable capacitor VC1 coincides with the target position while gradually increasing the size, the abnormality determination unit 11 determines whether or not there is an abnormality. The process is repeated, and the numerical value including the magnitude information of the torque setting signal or the magnitude information of the torque setting signal when the abnormality determination unit 11 does not perform the abnormality determination in the entire inspection target range for the first time is included. A numerical value for evaluating the magnitude of the numerical value is configured to be detected as the determination target value Vka.

同様に、第2の判定対象値検出手段は、製造ラインの停止時に、第2の可変コンデンサVC2の操作軸の予め設定された変位の範囲を検査対象範囲として、トルク設定信号Vτbの大きさを段階的に増加させながら可変コンデンサVC2の操作軸の位置を目標位置に一致させるようにモータ7bを制御する制御動作を繰り返すことにより、異常判定部11に異常か否かの判定を行う過程を反復させて、異常判定部11が初めて検査対象範囲の全範囲で異常判定を行わなかったときのトルク設定信号の大きさの情報を含む数値または該トルク設定信号の大きさの情報を含む数値の大きさを評価する数値を判定対象値Vkbとして検出するように構成される。   Similarly, the second determination target value detection means sets the magnitude of the torque setting signal Vτb when the production line is stopped, using the preset displacement range of the operation axis of the second variable capacitor VC2 as the inspection target range. By repeating the control operation for controlling the motor 7b so as to make the position of the operation axis of the variable capacitor VC2 coincide with the target position while increasing it stepwise, the process of determining whether or not the abnormality determination unit 11 is abnormal is repeated. Thus, the numerical value including the information on the magnitude of the torque setting signal or the numerical value including the information on the magnitude of the torque setting signal when the abnormality determination unit 11 does not perform the abnormality determination in the entire inspection target range for the first time. A numerical value for evaluating the height is detected as the determination target value Vkb.

上記「トルク設定信号の大きさの情報を含む数値の大きさを評価する数値」は、初めて検査対象範囲の全範囲で異常判定が行なわれなくなったときのトルク設定信号の大きさの情報を含む数値の大きさがどの程度の範囲にあるかを示す数値である。本実施形態では、トルク設定信号の大きさの情報を含む数値の大きさを5段階に評価するものとし、初めて検査対象範囲の全範囲で異常判定が行なわれなくなったときのトルク設定信号の大きさの情報を含む数値を、1ないし5のいずれかの数値で表す。   The above “numerical value for evaluating the magnitude of the numerical value including information on the magnitude of the torque setting signal” includes information on the magnitude of the torque setting signal when abnormality determination is no longer performed in the entire inspection target range for the first time. This is a numerical value indicating the range of the numerical value. In the present embodiment, the magnitude of a numerical value including information on the magnitude of the torque setting signal is evaluated in five stages, and the magnitude of the torque setting signal when the abnormality determination is no longer performed in the entire inspection target range for the first time. A numerical value including this information is represented by a numerical value of 1 to 5.

本実施形態において、「検査対象範囲の全範囲で異常判定が行われなくなった」状態とは、可変インピーダンス素子3,4の操作軸の目標位置が検査対象範囲のいずれの位置にある場合でも、操作軸の位置をその目標位置に一致させる制御を行わせる際に異常判定部が異常判定を行うことがない状態を意味する。検査対象範囲の全範囲に亘って検査を行って判定対象値を検出する際には、例えばトルク設定信号電圧値(出力トルク設定信号の電圧値を与えるデジタル値)をn個(nは2以上の整数)用意しておいて、検査対象範囲の最終位置を唯一の目標位置として操作軸を検査対象範囲の初期位置から最終位置まで動かす制御を、トルク設定信号の大きさを段階的に増加させながら最大でn回繰り返すようにすればよい。また、検査対象範囲の最終位置を唯一の目標位置とするのではなく、検査対象範囲の初期位置と最終位置との間に少なくとも1つの暫定目標位置を設定して、操作軸を該暫定目標位置を経て検査対象位置の初期位置から最終位置まで動かす制御を、トルク設定信号の大きさを段階的に増加させながら最大でn回繰り返すようにしてもよい。   In the present embodiment, the state that “abnormality determination is no longer performed in the entire inspection target range” means that the target position of the operation axis of the variable impedance elements 3 and 4 is in any position of the inspection target range. It means a state in which the abnormality determination unit does not perform abnormality determination when performing control to match the position of the operation axis with the target position. When detecting the determination target value by performing inspection over the entire inspection target range, for example, n torque setting signal voltage values (digital values giving the voltage value of the output torque setting signal) (n is 2 or more) The number of torque setting signals is increased step by step to control the operation axis from the initial position to the final position of the inspection target range with the final position of the inspection target range as the only target position. However, it may be repeated at most n times. Also, instead of setting the final position of the inspection target range as the only target position, at least one temporary target position is set between the initial position and the final position of the inspection target range, and the operation axis is set to the temporary target position. The control of moving from the initial position to the final position of the inspection target position through the above may be repeated at most n times while gradually increasing the magnitude of the torque setting signal.

なお、機構部の劣化度合いを細かく検出して寿命の推定を精度よく行うためには、n(トルク設定信号電圧値の数)を大きな値とするのが好ましいが、nの値を大きくすると、検出にかかる時間を多く必要とする。そのため、nの値は、製造ラインの休止期間等を考慮して適切な値に設定する。   In order to accurately detect the degree of deterioration of the mechanism and accurately estimate the life, it is preferable to set n (number of torque setting signal voltage values) to a large value. A lot of time is required for detection. Therefore, the value of n is set to an appropriate value in consideration of the production line idle period and the like.

上記の実施形態では、出力トルク設定信号電圧Vτa,Vτbの大きさを増大させながら、目標位置設定部9及びモータ制御部13により構成される「操作軸位置制御装置」に操作軸の目標位置と現在位置との間の残留偏差を零に近づける制御を繰り返し行わせて、異常判定部11が初めて検査対象範囲の全範囲で異常判定を行わなかったときのトルク設定信号の大きさの情報を含む数値、または該トルク設定信号の大きさの情報を含む数値の大きさを評価する数値を判定対象値として検出するように判定対象値検出部を構成している。この場合、判定対象値として検出されるトルク設定信号により与えられるモータの出力トルクの大きさは、可変コンデンサの操作軸の目標位置と現在位置との間に存在する残留偏差を許容値以下に抑えるために必要なモータの出力トルクの最小値に等しい。   In the above embodiment, while increasing the magnitudes of the output torque setting signal voltages Vτa and Vτb, the “operation axis position control device” configured by the target position setting unit 9 and the motor control unit 13 is set to the target position of the operation axis. It includes information on the magnitude of the torque setting signal when the abnormality determination unit 11 has not performed abnormality determination for the first time in the entire inspection target range by repeatedly performing control to bring the residual deviation from the current position close to zero. The determination target value detection unit is configured to detect a numerical value or a numerical value that evaluates a numerical value including information on the magnitude of the torque setting signal as a determination target value. In this case, the magnitude of the output torque of the motor given by the torque setting signal detected as the determination target value suppresses the residual deviation existing between the target position of the operating axis of the variable capacitor and the current position below the allowable value. Is equal to the minimum value of the motor output torque required.

従って、第1の判定対象値検出手段は、基本的には、トルク設定信号Vτaの大きさを段階的に増加させながら可変コンデンサVC1の操作軸の現在位置と目標位置との間に存在する残留偏差を零に近づける制御を繰り返して、目標位置と現在位置との間に存在する残留偏差を許容値以下に抑えるために必要なモータ7aの出力トルクの最小値の情報を含む数値または該最小値の情報を含む数値の大きさを評価する数値を判定対象値として検出するように構成されていればよい。   Accordingly, the first determination target value detecting means basically includes a residual existing between the current position and the target position of the operating axis of the variable capacitor VC1 while increasing the magnitude of the torque setting signal Vτa stepwise. A numerical value including information on the minimum value of the output torque of the motor 7a necessary for suppressing the residual deviation existing between the target position and the current position below the allowable value by repeating the control to bring the deviation close to zero, or the minimum value It is only necessary to be configured to detect a numerical value for evaluating the magnitude of the numerical value including the information as the determination target value.

同様に、第2の判定対象値検出手段は、基本的には、トルク設定信号Vτbの大きさを段階的に増加させながら可変コンデンサVC2の操作軸の現在位置と目標位置との間に存在する残留偏差を零に近づける制御を繰り返して、目標位置と現在位置との間に存在する残留偏差を許容値以下に抑えるために必要なモータ7bの出力トルクの最小値の情報を含む数値または該最小値の情報を含む数値の大きさを評価する数値を判定対象値として検出するように構成されていればよい。   Similarly, the second determination target value detecting means basically exists between the current position and the target position of the operating axis of the variable capacitor VC2 while gradually increasing the magnitude of the torque setting signal Vτb. A numerical value including information on the minimum value of the output torque of the motor 7b necessary for suppressing the residual deviation existing between the target position and the current position to be equal to or less than the allowable value by repeating the control to bring the residual deviation close to zero or the minimum It is only necessary to be configured to detect a numerical value that evaluates the magnitude of a numerical value including value information as a determination target value.

即ち、判定対象値検出手段は、トルク設定信号の大きさを増加させながら可変インピーダンス素子の操作軸の目標位置と現在位置との間の偏差を零に近づける制御を繰り返して、操作軸の目標位置と現在位置との間に存在する残留偏差を許容値以下に抑えるために必要なモータの出力トルクの最小値の情報を含む数値または該最小値の情報を含む数値の大きさを評価する数値を判定対象値として検出するように構成されていればよく、上記の実施形態のように、トルク設定信号の大きさを増加させながら操作軸の目標位置と現在位置との間の偏差を零に近づける制御を繰り返して、異常判定部が初めて検査対象範囲の全範囲で異常判定を行わなかったときのトルク設定信号の大きさの情報を含む数値または該トルク設定信号の大きさの情報を含む数値の大きさを評価する数値を判定対象値として検出するように構成する場合に限定されない。   That is, the determination target value detection unit repeats control to make the deviation between the target position of the operating shaft of the variable impedance element and the current position close to zero while increasing the magnitude of the torque setting signal, and thereby the target position of the operating shaft. A numerical value that includes information on the minimum value of the output torque of the motor necessary to keep the residual deviation existing between the current position and the current position below the allowable value, or a numerical value that evaluates the magnitude of the numerical value that includes the information on the minimum value. As long as it is configured to detect as a determination target value, the deviation between the target position of the operation shaft and the current position is made close to zero while increasing the magnitude of the torque setting signal as in the above embodiment. By repeating the control, a numerical value including information on the magnitude of the torque setting signal or information on the magnitude of the torque setting signal when the abnormality determination unit does not perform abnormality determination in the entire inspection target range for the first time. Not limited to the case configured to detect a numerical value to evaluate the magnitude of the non-numbers as determination target value.

例えば、操作軸の目標位置と現在位置との間の偏差を零に近づけるようにモータ7a,7bを制御して、該制御が完了した時点で操作軸の現在位置と目標位置との間に存在する残留偏差を演算する過程を、モータの出力トルクの大きさを増加させながら繰り返し行わせることにより、操作軸の目標位置と現在位置との間に存在する残留偏差を許容値以下に抑えるために必要なモータの出力トルクの最小値の情報を含む数値(または該最小値の情報を含む数値の大きさを評価する数値)を探索して、探索した値を判定対象値とするように判定対象値検出手段を構成することもできる。なお「出力トルクの最小値の情報を含む数値」は、出力トルクの最小値そのものでもよく、該出力トルクの最小値に対応する数値、例えば出力トルクの最小値を与えるトルク設定信号の大きさでもよい。   For example, the motors 7a and 7b are controlled so that the deviation between the target position of the operation shaft and the current position is close to zero, and exists between the current position and the target position of the operation shaft when the control is completed. In order to keep the residual deviation between the target position of the operating shaft and the current position below the allowable value by repeatedly performing the process of calculating the residual deviation to increase the output torque of the motor. Search target for a numerical value (or a numerical value that evaluates the magnitude of the numerical value that includes the minimum value information) including information on the minimum value of the required motor output torque, and to determine the searched value as a determination target value Value detection means can also be configured. The “numerical value including information on the minimum value of the output torque” may be the minimum value of the output torque itself, or a numerical value corresponding to the minimum value of the output torque, for example, the magnitude of the torque setting signal that gives the minimum value of the output torque. Good.

上記「最小値の情報を含む数値の大きさを評価する数値」は、残留偏差を許容値以下に抑えるために必要なモータの出力トルクの最小値の情報を含む数値の大きさがどの程度の範囲にあるかを示す数値である。   The above “numerical value for evaluating the numerical value including the information on the minimum value” is the size of the numerical value including the information on the minimum value of the motor output torque necessary to keep the residual deviation below the allowable value. It is a numerical value indicating whether it is in the range.

製造ラインの停止時に判定対象値を求めるために、可変コンデンサVC1及びVC2の操作軸を目標位置に向けて動かしていく際の動作は、インピーダンス整合時のそれと同様でよい。即ち、判定対象値を求める際に、目標位置設定部9は、モータが応答し得る範囲の駆動量を演算して、演算した駆動量を示す目標位置設定信号Sda及びSdbをモータ駆動部10a及び10bに与える。モータ駆動部10a及び10bは、与えられた目標位置設定信号Sda及びSdbに応じてモータ7a及び7bに駆動パルスを与えて、第1及び第2の可変コンデンサVC1及びVC2の操作軸を暫定目標位置まで変位させる。目標位置設定部9はまた、演算した駆動量だけモータを駆動したときに到達する筈の操作軸の位置を暫定目標位置として演算して、演算した暫定目標位置を異常判定部11に与え、該異常判定部11に第1及び第2の可変コンデンサが異常であるか否かの判定を行なわせる。暫定目標位置まで可変コンデンサの操作軸を変位させるようにモータ7a及び7bを駆動する過程と、異常判定部11により異常判定処理を行なう過程とからなる一連の処理過程を繰り返しながら、第1及び第2の可変コンデンサの操作軸を検査時に適した最終目標位置に向けて変位させていく。   The operation for moving the operation axes of the variable capacitors VC1 and VC2 toward the target position in order to obtain the determination target value when the production line is stopped may be the same as that during impedance matching. That is, when obtaining the determination target value, the target position setting unit 9 calculates a driving amount within a range in which the motor can respond, and outputs target position setting signals Sda and Sdb indicating the calculated driving amount to the motor driving unit 10a and 10b. The motor drive units 10a and 10b give drive pulses to the motors 7a and 7b in accordance with the given target position setting signals Sda and Sdb, and set the operation axes of the first and second variable capacitors VC1 and VC2 as temporary target positions. Displace up to. The target position setting unit 9 also calculates, as a temporary target position, the position of the operation shaft that is reached when the motor is driven by the calculated drive amount, and gives the calculated temporary target position to the abnormality determination unit 11. The abnormality determination unit 11 is made to determine whether or not the first and second variable capacitors are abnormal. While repeating a series of processes consisting of a process of driving the motors 7a and 7b so as to displace the operation axis of the variable capacitor to the temporary target position and a process of performing the abnormality determination process by the abnormality determination unit 11, the first and first processes are repeated. The operating axis of the variable capacitor 2 is displaced toward the final target position suitable for inspection.

検査時及び寿命推定時に設定する可変コンデンサVC1及びVC2の操作軸の最終目標位置は、予め定めておいた一定の位置でもよく、検査を行う際に外部から入力された位置でもよい。   The final target position of the operation axes of the variable capacitors VC1 and VC2 set at the time of inspection and at the time of life estimation may be a predetermined fixed position or a position input from the outside when performing the inspection.

検査時及び寿命推定時における操作軸の初期位置は、任意の位置に設定することができる。即ち、検査時及び寿命推定時における操作軸の初期位置は、検査及び寿命推定時を開始する際の現在位置のままでもよく、予め設定した一定の位置であってもよい。検査時及び寿命推定時における操作軸の初期位置を予め設定した初期位置とする場合には、検査及び寿命推定のためのデータの収集を開始する前にモータ7a,7bにより、可変コンデンサVC1,VC2の操作軸を予め設定した初期位置まで動かしておく。   The initial position of the operation axis at the time of inspection and life estimation can be set to an arbitrary position. That is, the initial position of the operation axis at the time of inspection and life estimation may be the current position at the start of inspection and life estimation, or may be a predetermined fixed position. When the initial position of the operation axis at the time of inspection and life estimation is set to the preset initial position, the variable capacitors VC1 and VC2 are set by the motors 7a and 7b before starting the collection of data for inspection and life estimation. The operation axis is moved to a preset initial position.

なお、いずれの場合であっても、初期位置から最終目標位置までが、検査対象範囲となる。   In either case, the range from the initial position to the final target position is the inspection target range.

上記のように、可変コンデンサの検査及び寿命の推定を行なう際の操作軸の初期位置を任意の位置に設定し得るようにしておくとともに、操作軸の最終目標位置を任意に設定し得るようにしておくと、可変コンデンサVC1及びVC2の機構部の状態が正常な状態にあるか否かの検査及び寿命の推定を操作軸の任意の回転範囲を検査対象範囲として行うことが可能になる。例えば、操作軸の回転範囲のうち、使用頻度の高い範囲、すなわち、摩耗度合いが高いと思われる範囲を検査対象範囲として検査を行えば、検査時間を短縮できるので効率的に検査を行うことが可能となる。また摩耗度合いが高いと思われる範囲を検査対象範囲として寿命予測に用いる判定対象値を求めるようにすれば、寿命予測をより的確に行うことができる。   As described above, the initial position of the operation axis when inspecting the variable capacitor and estimating the lifetime can be set to an arbitrary position, and the final target position of the operation axis can be set arbitrarily. Accordingly, it is possible to inspect whether or not the state of the mechanical parts of the variable capacitors VC1 and VC2 is in a normal state and to estimate the lifetime using an arbitrary rotation range of the operation shaft as an inspection target range. For example, if an inspection is performed using a frequently used range of the rotation range of the operating shaft, that is, a range where the degree of wear is likely to be high as the inspection target range, the inspection time can be shortened, so that the inspection can be performed efficiently. It becomes possible. Moreover, if the determination target value used for the life prediction is obtained with the range where the degree of wear is considered to be high as the inspection target range, the life prediction can be performed more accurately.

本実施形態では、第1の判定対象値検出手段が検出した第1の判定対象値Vkaを第1の可変コンデンサVC1に対して設定された第1の判定基準値と比較して、第1の判定対象値Vkaが第1の判定基準値以上であるときに第1の可変コンデンサVC1の機構部の状態が正常な状態から外れていることを示す検査結果を出力する第1の検査結果出力部15aと、第2の判定対象値検出手段が検出した第2の判定対象値Vkbを第2の可変コンデンサVC2に対して設定された第2の判定基準値と比較して、第2の判定対象値Vkbが第2の判定基準値以上であるときに第2の可変コンデンサVC2の機構部の状態が正常な状態から外れていることを示す検査結果を出力する第2の検査結果出力部15bとが設けられている。   In the present embodiment, the first determination target value Vka detected by the first determination target value detection means is compared with the first determination reference value set for the first variable capacitor VC1, and the first determination target value Vka is detected. A first test result output unit that outputs a test result indicating that the state of the mechanical unit of the first variable capacitor VC1 is out of the normal state when the determination target value Vka is equal to or greater than the first determination reference value. 15a and the second determination target value Vkb detected by the second determination target value detection means are compared with the second determination reference value set for the second variable capacitor VC2, and the second determination target value is compared. A second test result output unit 15b for outputting a test result indicating that the state of the mechanism of the second variable capacitor VC2 is out of the normal state when the value Vkb is equal to or greater than the second determination reference value; Is provided.

可変コンデンサを操作するために必要なトルクは、可変コンデンサの機構部の劣化が進行するにつれて大きくなっていき、可変コンデンサの機構部の劣化が進むにつれて該可変コンデンサを操作するために必要なモータの出力トルクが大きくなっていく。そのため、可変コンデンサの操作軸の目標位置と現在位置との間の偏差を零に近づける制御をモータ制御部に行わせたときに操作軸の現在位置と目標位置との間に存在する残留偏差を許容値以下に収めるために必要なモータの出力トルクの最小値は、可変コンデンサの機構部の劣化が進むにつれて大きくなっていく。   The torque required to operate the variable capacitor increases as the mechanism of the variable capacitor deteriorates, and the motor required to operate the variable capacitor as the mechanism of the variable capacitor progresses. The output torque increases. Therefore, the residual deviation existing between the current position of the operating shaft and the target position when the motor control unit is controlled to make the deviation between the target position of the operating axis of the variable capacitor and the current position close to zero. The minimum value of the output torque of the motor necessary to keep the value below the allowable value increases as the mechanism of the variable capacitor deteriorates.

また新品の可変インピーダンス素子であっても、その機構部に異常があるときには、機構部が正常である場合に比べて、該可変コンデンサを操作するために必要なトルクが大きくなっているため、上記残留偏差を許容値以下に収めるために必要なモータの出力トルクの最小値が大きい値を示す。   Even if a new variable impedance element is used, when the mechanism is abnormal, the torque required to operate the variable capacitor is larger than when the mechanism is normal. The minimum value of the motor output torque necessary to keep the residual deviation below the allowable value is large.

従って、上記のように、残留偏差を許容値以下に収めるために必要なモータの出力トルクの最小値の情報を含む数値を判定対象値として求めて、求められた判定対象値を判定基準値と比較するようにすると、可変コンデンサの機構部の状態が正常な状態から外れているか否か(メンテナンス時期が近いか否か、寿命が近いか否か、機構部に異常があるか、機構部が故障しているか否かなど)を判定することができる。   Therefore, as described above, a numerical value including information on the minimum value of the output torque of the motor necessary for keeping the residual deviation below the allowable value is obtained as the judgment target value, and the obtained judgment target value is set as the judgment reference value. If the comparison is made, whether the state of the mechanism part of the variable capacitor is out of the normal state (whether the maintenance time is near, whether the life is near, whether the mechanism part is abnormal, It is possible to determine whether or not a failure has occurred.

図1に示した例では、第1及び第2の判定対象値検出手段が第1及び第2の判定対象値Vka及びVkbをそれぞれ第1の検査結果出力部15a及び15bに与えるとともに、外部にも出力するようになっている。このように、判定対象値Vka及びVkbを外部にも出力し得るようにしておくと、判定対象値を可変インピーダンス素子のメンテナンスの管理に利用することができる。例えば、出力された判定対象値を、検査を行なった日時とともに記憶しておいて、次のメンテナンスの際に参考にすることができる。   In the example shown in FIG. 1, the first and second determination target value detection means provide the first and second determination target values Vka and Vkb to the first inspection result output units 15a and 15b, respectively, and externally. Is also output. As described above, if the determination target values Vka and Vkb can be output to the outside, the determination target value can be used for managing the maintenance of the variable impedance element. For example, the output determination target value can be stored together with the date and time of the inspection, and can be used as reference during the next maintenance.

上記のように、第1及び第2の判定対象値検出手段が出力する第1及び第2の判定対象値Vka及びVkbをそれぞれに対して設定された判定基準値と比較すると、それぞれの判定対象値が判定基準値以上であるときに可変コンデンサVC1及びVC2の機構部の状態が正常な状態から外れていると判定することができる。   As described above, when the first and second determination target values Vka and Vkb output from the first and second determination target value detection means are compared with the determination reference values set for the respective determination target values, When the value is greater than or equal to the determination reference value, it can be determined that the state of the mechanical parts of the variable capacitors VC1 and VC2 is out of the normal state.

判定対象値を判定基準値と比較することにより可変コンデンサの機構部の状態の判定を可能にする上記の構成は、特願2008−117554に記載された既提案のインピーダンス整合装置にも備わっている構成である。しかしながら、判定対象値を判定基準値と比較することにより可変コンデンサの機構部の状態の判定が可能になるのは、可変コンデンサVC1及びVC2の機構部の摩耗が相当に進んで寿命に近づいたときであるため、判定対象値を判定基準値と比較した結果、第1の検査結果出力部15a及び15bにより可変コンデンサVC1及びVC2の機構部の状態が正常な状態から外れているとの判定された時点で、可変コンデンサの代替品を発注しても間に合わないおそれがある。   The above-described configuration that enables determination of the state of the variable capacitor mechanism by comparing the determination target value with the determination reference value is also provided in the previously proposed impedance matching device described in Japanese Patent Application No. 2008-117554. It is a configuration. However, it is possible to determine the state of the variable capacitor mechanism by comparing the determination target value with the determination reference value when the wear of the variable capacitor VC1 and VC2 mechanism has advanced considerably and approached the end of its life. Therefore, as a result of comparing the determination target value with the determination reference value, it is determined by the first inspection result output units 15a and 15b that the state of the mechanism unit of the variable capacitors VC1 and VC2 is out of the normal state. At that time, even if you order a replacement for the variable capacitor, it may not be in time.

そこで本発明においては、判定対象値が判定基準値に達する前に可変インピーダンス素子の機構部の寿命を推定する機能をインピーダンス整合装置に持たせる。そのため、本発明においては、判定対象値検出手段に加えて、更に、判定対象値と寿命を表わす変数である可変データ(例えば基準時からの経過日数)とを記憶する判定対象値・可変データ記憶部と、判定対象値・可変データ記憶部に記憶された判定対象値と可変データとの関係から寿命を推定する寿命推定部とが設けられる。   Therefore, in the present invention, the impedance matching device is provided with a function of estimating the lifetime of the mechanism portion of the variable impedance element before the determination target value reaches the determination reference value. Therefore, in the present invention, in addition to the determination target value detection means, a determination target value / variable data storage that further stores the determination target value and variable data (e.g., the number of days elapsed from the reference time) representing the life. And a life estimation unit that estimates the life from the relationship between the determination target value stored in the determination target value / variable data storage unit and the variable data.

本実施形態においては、判定対象値・可変データ記憶部を構成するために第3のメモリ31及び第4のメモリ32が設けられ、寿命推定部を構成するために第1の寿命推定部34及び第2の寿命推定部35が設けられている。また日時のデータを得るためにカレンダー部33が設けられ、推定結果を表示するためにモニタを備えた表示部36が設けられている。   In the present embodiment, a third memory 31 and a fourth memory 32 are provided to configure the determination target value / variable data storage unit, and a first life estimation unit 34 and a life estimation unit are provided. A second life estimation unit 35 is provided. A calendar unit 33 is provided for obtaining date and time data, and a display unit 36 provided with a monitor is provided for displaying the estimation result.

以下、本発明の特徴部分である、可変インピーダンス素子の機構部の寿命の推定機能を実現するための構成について詳細に説明する。   Hereinafter, a configuration for realizing the function of estimating the lifetime of the mechanism portion of the variable impedance element, which is a feature of the present invention, will be described in detail.

本実施形態では、寿命の推定を可能にするため、インピーダンス整合装置が整合動作を休止しているときに、第1の判定対象値検出手段及び第2の判定対象値検出手段により、第1の判定対象値及び第2の判定対象値を検出し、検出された第1の判定対象値Vka及び第2の判定対象値Vkbをそれぞれ第3のメモリ31及び第4のメモリ32に記憶させる。   In the present embodiment, the first determination target value detection unit and the second determination target value detection unit perform the first determination target value detection unit when the impedance matching device pauses the matching operation in order to enable estimation of the lifetime. The determination target value and the second determination target value are detected, and the detected first determination target value Vka and the second determination target value Vkb are stored in the third memory 31 and the fourth memory 32, respectively.

可変インピーダンス素子の機構部の寿命を推定するためには、可変インピーダンス素子の機構部の劣化の状態が反映される判定対象値の他に、寿命を表す何らかの変数が必要である。寿命を表す変数としては、寿命とある相関関係をもって値が変化する変数を用いることができる。例えば、基準時からの累積日数(経過日数)または累積時間(経過時間)、可変インピーダンス素子の機構部を操作するモータの駆動量の基準時からの累積値、モータの往復回数の基準時からの累積値及び高周波電源から負荷に電力を供給する時間(高周波電力供給時間、以下RF供給時間という。)の基準時からの累積値等を、寿命を表す変数(可変データ)として用いることができる。   In order to estimate the lifetime of the mechanism portion of the variable impedance element, in addition to the determination target value reflecting the state of deterioration of the mechanism portion of the variable impedance element, some variable representing the lifetime is required. As a variable representing the life, a variable whose value changes with a certain correlation with the life can be used. For example, the cumulative number of days (elapsed days) or the cumulative time (elapsed time) from the reference time, the cumulative value from the reference time of the drive amount of the motor that operates the mechanism part of the variable impedance element, the reciprocation number of the motor from the reference time The cumulative value and the cumulative value from the reference time of the time for supplying power from the high frequency power source to the load (high frequency power supply time, hereinafter referred to as RF supply time) can be used as a variable (variable data) representing the life.

目標位置設定部9は、モータ7a,7bの駆動量の累積値、モータ7a,7bの往復回数の累積値及びRF供給時間の基準時からの累積値を日時と関連づけてメモリに記憶している。従って、モータの駆動量の基準時からの累積値、モータの往復回数の基準時からの累積値及びRF供給時間の基準時からの累積値は、目標位置設定部9内のメモリに記憶された内容から容易に取得することができる。基準時としては、例えばインピーダンス整合装置の運転を開始した日や、メンテナンスを行った日等を用いることができる。   The target position setting unit 9 stores a cumulative value of the driving amounts of the motors 7a and 7b, a cumulative value of the number of reciprocations of the motors 7a and 7b, and a cumulative value from the reference time of the RF supply time in a memory in association with the date and time. . Therefore, the cumulative value from the reference time of the motor drive amount, the cumulative value from the reference time of the motor reciprocation times, and the cumulative value from the reference time of the RF supply time are stored in the memory in the target position setting unit 9. It can be easily obtained from the contents. As the reference time, for example, a date when the operation of the impedance matching device is started, a date when maintenance is performed, or the like can be used.

上記モータの「往復回数」は、モータが一方向への回転を終了した後他方向への回転を終了するまでの動作を1往復動作としてその回数を計数したものであり、モータの回転量の如何は問わない。例えば、モータが一方向に1/1000回転した後他方向に1/1000回転する動作も、モータが一方向に10/1000回転した後他方向に20/1000回転する動作も、同じ1往復動作として扱う。また異なる日に跨って行われた往復動作、例えばある日の運転停止間際にモータが一方向に1/1000回転して停止した後、次の日の運転開始時に他方向に例えば1/1000回転した場合や、ある日の運転停止間際にモータが一方向に20/1000回転して停止した後、次の日の運転開始時に他方向に例えば10/1000回転した場合の往復動作も1往復動作と数える。   The “number of reciprocations” of the motor is a count of the number of rotations of the motor as a single reciprocating operation from the end of rotation of the motor in one direction to the end of rotation in the other direction. It doesn't matter what. For example, the motor rotates 1/1000 in one direction and then 1/1000 in the other direction, and the motor rotates 10/00 in one direction and then 20/1000 in the other direction. Treat as. In addition, reciprocating operation performed over different days, for example, 1/1000 rotation in the other direction at the start of the next day after the motor stops 1/1000 rotation in one direction just before stopping on one day If the motor stops 20/1000 rotations in one direction just before stopping on a certain day, and then starts rotating the next day, for example, 10/1000 rotations in the other direction, the reciprocating operation is also 1 reciprocating operation. And count.

本発明に係わるインピーダンス整合装置を運用するに当たっては、製造ラインの稼働に支障を来さない範囲でラインを停止させて、可変インピーダンス素子の機構部の寿命の推定に用いるデータを随時収集する。寿命の推定に用いるデータを収集するデータ収集処理においては、まず第1及び第2の判定対象値検出手段に可変インピーダンス素子3及び4についての判定対象値を検出するための処理を行わせ、第1の可変インピーダンス素子3及び第2の可変インピーダンス素子4についてそれぞれ検出した判定対象値を第3のメモリ31及び第4のメモリ32に記憶させる。またこれらの判定対象値が検出された時点での第1及び第2の可変インピーダンス素子についての各種の可変データの値をメモリ31及び32に記憶させる。第1及び第2の可変インピーダンス素子に対して判定対象値を検出して、検出した判定対象値を各種の可変データの値とともに第3のメモリ31及び第4のメモリ32に記憶する処理は、1週間に1回、一月に1回(毎月同じ日でなくても可)というように定期的に行ってもよく、不等間隔で行ってもよい。無理にラインを止めてまで行う必要はない。   In operating the impedance matching apparatus according to the present invention, the line is stopped within a range that does not hinder the operation of the production line, and data used for estimating the lifetime of the mechanism portion of the variable impedance element is collected as needed. In the data collection process for collecting data used for life estimation, first, the first and second determination target value detection means perform a process for detecting determination target values for the variable impedance elements 3 and 4, The determination target values detected for the first variable impedance element 3 and the second variable impedance element 4 are stored in the third memory 31 and the fourth memory 32, respectively. The values of various variable data for the first and second variable impedance elements at the time when these determination target values are detected are stored in the memories 31 and 32. Processing for detecting the determination target value for the first and second variable impedance elements and storing the detected determination target value in the third memory 31 and the fourth memory 32 together with various variable data values is as follows. It may be performed regularly, such as once a week or once a month (not necessarily the same day every month), or at irregular intervals. It is not necessary to stop the line forcibly.

寿命の推定に用いる可変データとしては、前述の可変データのいずれを用いてもよいが、寿命を直感的に把握するためには、基準時(基準日)からの累積日数(経過日数)を可変データとして用いるのが最もわかりやすい。従って本実施形態では、各判定対象値が検出される毎に、各判定対象値が検出された時点での基準日からの累積日数を寿命の推定に用いる可変データとして、他の可変データとともに第3のメモリ31及び第4のメモリ32に記憶させる。   Any of the above-mentioned variable data may be used as variable data used for life estimation, but in order to grasp the life intuitively, the cumulative number of days (elapsed days) from the reference time (reference date) is variable. It is easiest to use as data. Therefore, in this embodiment, every time each determination target value is detected, the cumulative number of days from the reference date at the time when each determination target value is detected is used as variable data used for life estimation, together with other variable data. 3 memory 31 and fourth memory 32.

なお本発明においては、基準時からの累積時間(経過時間)を可変データとして用いることを何等妨げないが、寿命の推定を行う際には、累積日数を問題にすれば十分であるため、本実施形態では、基準日からの累積日数を寿命の推定に用いる可変データとする。   In the present invention, the cumulative time (elapsed time) from the reference time is not prevented from being used as variable data. However, when estimating the lifetime, it is sufficient to consider the cumulative number of days. In the embodiment, the cumulative number of days from the reference date is used as variable data used for life estimation.

前述のように、本実施形態では、基準日からの累積日数を可変データとしてこの可変データにより可変インピーダンス素子の機構部の寿命を表すため、判定対象値・可変データ記憶部を構成する第3及び第4のメモリ31及び32には、基準日からの累積日数を可変データとして判定対象値とともに記憶させておけば十分であるが、本実施形態では、モータの駆動量の基準時からの累積値、モータの往復回数の基準時からの累積値及びRF供給時間の基準時からの累積値も可変データとしてメモリ31及び32に記憶させるようにしている。本実施形態では、モータの駆動量の基準時からの累積値、モータの往復回数の基準時からの累積値及びRF供給時間の基準時からの累積値を寿命の推定に用いないが、これらの可変データをメモリに記憶させて蓄積しておくと、可変インピーダンス素子の機構部の消耗の状態を分析する際に参考にすることができる。   As described above, in the present embodiment, the cumulative number of days from the reference date is used as variable data to represent the lifetime of the mechanism unit of the variable impedance element using this variable data. In the fourth memories 31 and 32, it is sufficient to store the cumulative number of days from the reference date together with the determination target value as variable data. However, in this embodiment, the cumulative value of the motor drive amount from the reference time is stored. The accumulated value from the reference time of the number of reciprocations of the motor and the accumulated value from the reference time of the RF supply time are also stored in the memories 31 and 32 as variable data. In this embodiment, the cumulative value from the reference time of the motor drive amount, the cumulative value from the reference time of the number of reciprocations of the motor, and the cumulative value from the reference time of the RF supply time are not used for life estimation. If the variable data is stored in the memory and accumulated, it can be used as a reference when analyzing the state of wear of the mechanism portion of the variable impedance element.

また本発明においては、基準日からの累積日数に代えて、モータの駆動量の基準時からの累積値、モータの往復回数の基準時からの累積値及びRF供給時間の基準時からの累積値のうちのいずれかを可変インピーダンス素子の機構部の寿命を表す可変データとして用いるようにすることもできる。従って、判定対象値・可変データ記憶部は、基準時からの累積日数または累積時間、モータの駆動量の前記基準時からの累積値、モータの往復動作回数の基準時からの累積値及び電源から負荷に電力を供給する時間の前記基準時からの累積値からなる可変データ群の中から選択された少なくとも1つの可変データの値を記憶するように構成されていればよい。   In the present invention, instead of the cumulative number of days from the reference date, the cumulative value from the reference time of the motor drive amount, the cumulative value from the reference time of the motor reciprocation number, and the cumulative value from the reference time of the RF supply time Any of the above can be used as variable data representing the lifetime of the mechanism portion of the variable impedance element. Therefore, the determination target value / variable data storage unit includes the cumulative number of days or cumulative time from the reference time, the cumulative value of the motor drive amount from the reference time, the cumulative value of the motor reciprocation times from the reference time, and the power source. What is necessary is just to be comprised so that the value of the at least 1 variable data selected from the variable data group which consists of the cumulative value from the said reference time of the time which supplies electric power to load may be memorize | stored.

カレンダー部33は、毎日の日付を出力する機能と、基準時からの累積日数を演算する機能とを有する部分で、第1の可変インピーダンス素子3の操作機構に対する判定対象値及び第2の可変インピーダンス素子4の操作機構に対する判定対象値がそれぞれ第3のメモリ31及び第4のメモリ32に書き込まれた日に、第3のメモリ31及び第4のメモリ32にその当日の日付を書き込むとともに、基準時からその当日までの累積日数を寿命の推定に用いる可変データとして書き込む。   The calendar unit 33 has a function of outputting a daily date and a function of calculating the cumulative number of days from the reference time, and a determination target value and a second variable impedance for the operation mechanism of the first variable impedance element 3. On the day when the determination target value for the operation mechanism of the element 4 is written in the third memory 31 and the fourth memory 32, respectively, the date of the day is written in the third memory 31 and the fourth memory 32, and the reference The cumulative number of days from the time to the current day is written as variable data used for life estimation.

本実施形態では、第3のメモリ31及び第4のメモリ32により、判定対象値検出手段が各判定対象値を求める毎に該判定対象値を記憶するとともに、可変インピーダンス素子の機構部の寿命を表すために用いる変数を可変データとして、各判定対象値が求められた時点での可変データの値を記憶する判定対象値・可変データ記憶部が構成されている。   In the present embodiment, the third memory 31 and the fourth memory 32 store the determination target value each time the determination target value detection unit obtains each determination target value, and the lifetime of the mechanism unit of the variable impedance element. A determination target value / variable data storage unit is configured to store variable data values at the time when each determination target value is obtained, using variables used for representing as variable data.

第1の寿命推定部34は、第1の可変インピーダンス素子3の機構部の劣化の状態が正常な状態から外れたときの判定対象値の値を判定基準値として、判定対象値Vkaが判定基準値に達したときに可変データがとることが推定される「寿命到達時可変データ推定値」を、判定対象値Vkaが判定基準値に達する前に、第3のメモリ(判定対象値・可変データ記憶部)31に記憶されている判定対象値と可変データとの間の関係から求めるとともに、「寿命到達時可変データ推定値」から可変データの最新値を差し引くことにより、後どの程度寿命が残されているかを示す「残余寿命推定値」を求める。   The first life estimation unit 34 uses the determination target value Vka as the determination reference value when the deterioration state of the mechanism portion of the first variable impedance element 3 deviates from the normal state, and the determination target value Vka is the determination reference. The “variable data estimated value at the end of life” estimated to be taken by the variable data when the value reaches the value is stored in the third memory (determination target value / variable data before the determination target value Vka reaches the determination reference value. (Storage unit) 31 is obtained from the relationship between the determination target value stored in the variable data and the variable data, and by subtracting the latest value of the variable data from the “variable data estimated value at the end of life”, how much life is left after “Residual life estimated value” indicating whether or not

また第2の寿命推定部35は、第2の可変インピーダンス素子4の機構部の劣化の状態が正常な状態から外れたときの判定対象値の値を判定基準値として、判定対象値Vkbが判定基準値に達したときに可変データがとることが推定される「寿命到達時可変データ推定値」を、判定対象値Vkbが判定基準値に達する前に、第4のメモリ(判定対象値・可変データ記憶部)32に記憶されている判定対象値と可変データ(累積日数)との間の関係から求めるとともに、「寿命到達時可変データ推定値」から可変データの最新値を差し引くことにより「残余寿命推定値」を求める。   The second life estimation unit 35 determines the determination target value Vkb using the determination target value when the deterioration state of the mechanism unit of the second variable impedance element 4 deviates from the normal state as a determination reference value. The “lifetime variable data estimated value” estimated to be taken by the variable data when reaching the reference value is stored in the fourth memory (determination target value / variable before the determination target value Vkb reaches the determination reference value. (Data storage unit) 32 is obtained from the relationship between the determination target value stored in the data 32 and the variable data (cumulative days), and by subtracting the latest value of the variable data from the "variable data estimated value at the end of life" "Estimated life" is obtained.

なお本実施形態では、第1及び第2の寿命推定部が、「寿命到達時可変データ推定値」と「残余寿命推定値」との双方を出力するように構成されているが、寿命推定部は、これらのうちのいずれか一方のみを出力するように構成してもよい。   In the present embodiment, the first and second life estimation units are configured to output both the “lifetime variable data estimation value” and the “remaining life estimation value”. May be configured to output only one of these.

本実施形態では、判定対象値(残留偏差を許容値以下に収めるために必要な前記モータの出力トルクの最小値の情報を含む数値)の大きさを5段階に分けて、判定対象値検出手段により検出される判定対象値の大きさを1ないし5のいずれかの数値で示し、判定基準値を「5」としている。即ち可変インピーダンス素子の操作機構の摩耗が進んで寿命が近いときに、判定対象値が「5」に達するように、判定対象値の大きさのクラス分けをしている。   In this embodiment, the size of the determination target value (numerical value including information on the minimum value of the output torque of the motor necessary for keeping the residual deviation below the allowable value) is divided into five levels, and the determination target value detection means The value of the determination target value detected by 1 is indicated by a numerical value of 1 to 5, and the determination reference value is “5”. That is, the size of the determination target value is classified so that the determination target value reaches “5” when wear of the operation mechanism of the variable impedance element is advanced and the life is near.

図8は、インピーダンス整合装置の運転を開始した日を基準日(可変データ=0)として、第1の可変コンデンサVC1の機構部の寿命の推定に用いるデータを収集した結果の一例をまとめて示したデータテーブルを示している。   FIG. 8 collectively shows an example of results obtained by collecting data used for estimating the lifetime of the mechanism portion of the first variable capacitor VC1, with the day when the impedance matching device is started as the reference date (variable data = 0). The data table is shown.

図8において、「判定対象値」は、残留偏差を許容値以下に収めるために必要なモータの出力トルクの最小値の情報を含む数値の大きさを1ないし5の数値で示したものである。この例では、可変インピーダンス素子の操作機構が寿命に近づいたときに判定対象値が判定基準値「5」に達するように、残留偏差を許容値以下に収めるために必要なモータの出力トルクの最小値の情報を含む数値と1ないし5の数値との対応関係を定めている。出力トルクの最小値の情報を含む数値と1ないし5の数値との対応関係は比例関係でなくてもよい。   In FIG. 8, the “determination target value” is a numerical value of 1 to 5 indicating the magnitude of a numerical value including information on the minimum value of the motor output torque necessary for keeping the residual deviation below the allowable value. . In this example, the minimum output torque of the motor necessary to keep the residual deviation below the allowable value so that the determination target value reaches the determination reference value “5” when the operating mechanism of the variable impedance element approaches the life. Correspondence between a numerical value including value information and a numerical value of 1 to 5 is defined. The correspondence relationship between the numerical value including the information on the minimum value of the output torque and the numerical value of 1 to 5 may not be a proportional relationship.

また図8に示した例では、基準時からの「累積日数」、モータの「駆動量」及び往復回数を可変データとして収集している。「駆動量」は、可変インピーダンス素子の操作軸を駆動するステップモータの駆動量で、図示のテーブルに示された駆動量は、モータに与えられたパルス数(モータ駆動のステップ数)で示されている。また「往復回数」は、モータを往復動作させた回数を示している。   In the example shown in FIG. 8, “cumulative days” from the reference time, “drive amount” of the motor, and the number of reciprocations are collected as variable data. The “drive amount” is the drive amount of the step motor that drives the operating shaft of the variable impedance element, and the drive amount shown in the illustrated table is indicated by the number of pulses (number of motor drive steps) given to the motor. ing. “Number of reciprocations” indicates the number of times the motor is reciprocated.

図9は、図8に基づいて判定対象値と累積日数との関係をグラフで示したものである。この例では、インピーダンス整合装置の使用を開始した後初期の段階では、判定対象値が「2」であるが、基準時から150日経過すると判定対象値は「1」となり、図示のAの部分のように、初期の段階よりもかえって判定対象値が小さくなっている。これは、可変インピーダンス素子の操作軸を動かす機構部の摩耗(例えば可変コンデンサの可動電極を直線変位させるネジ機構のネジ山の摩耗)や、また操作機構に塗布されている潤滑剤(グリス)の馴染みにより、初期よりもかえって小さなトルクで可変インピーダンス素子を操作できるようになったためである。Aの部分を過ぎると、可変インピーダンス素子の機構部の劣化に伴って、Bの部分のように、残留偏差を許容範囲内に収めるために必要なトルクの最小値の情報を含む数値の大きさを評価する数値(判定対象値)が徐々に大きくなっていく。またBの部分では、判定対象値を示す数値が1だけ大きくなるのに要する期間が徐々に短くなっていく傾向が見られる。   FIG. 9 is a graph showing the relationship between the determination target value and the cumulative number of days based on FIG. In this example, the determination target value is “2” in the initial stage after the use of the impedance matching device is started, but the determination target value becomes “1” when 150 days have elapsed from the reference time. Thus, the determination target value is smaller than in the initial stage. This is because the wear of the mechanism that moves the operating shaft of the variable impedance element (for example, the wear of the thread of the screw mechanism that linearly displaces the movable electrode of the variable capacitor) or the lubricant (grease) applied to the operating mechanism. This is because the variable impedance element can be operated with a smaller torque than in the initial stage due to the familiarity. When the portion A is passed, as the mechanism portion of the variable impedance element deteriorates, the magnitude of the numerical value including information on the minimum value of the torque necessary to keep the residual deviation within the allowable range as in the portion B. The numerical value (determination target value) for evaluating is gradually increased. In part B, the period required for the numerical value indicating the determination target value to increase by 1 tends to be gradually shortened.

上記のようにして多数の判定対象値と、各判定対象値が検出された時点での可変データの値(累積日数)とが収集されると、最小二乗法や、線形予測法などの予測手法を用いることにより、将来判定対象値が判定基準値に達したときにとるであろう可変データの値を寿命到達時可変データ推定値として求めることができる。またこの寿命到達時可変データ推定値から可変データ(累積日数)の最新値を差し引くことにより、後どの程度寿命が残されているかの目安となる残余寿命推定値を求めることができる。   When a large number of determination target values and variable data values (cumulative days) at the time when each determination target value is detected are collected as described above, a prediction method such as a least square method or a linear prediction method is used. By using this, the value of the variable data that will be taken when the future determination target value reaches the determination reference value can be obtained as the variable data estimated value at the end of life. Further, by subtracting the latest value of the variable data (cumulative days) from the estimated value at the time of reaching the life, a remaining life estimated value that becomes a measure of how much life is left can be obtained.

一般に、過去のデータに基づいて将来の値を推定する手法として、最小二乗法を用いて作成した回帰直線に基づく方法がよく用いられている。本実施形態においても、複数の判定対象値と各判定対象値が検出された時の可変データ(累積日数)の値とに最小二乗法を適用して回帰直線を求め、求めた回帰直線に基づいて可変インピーダンス素子の機構部の寿命の推定を行う。   In general, as a method for estimating a future value based on past data, a method based on a regression line created using a least square method is often used. Also in the present embodiment, a regression line is obtained by applying the least square method to a plurality of judgment target values and the value of variable data (cumulative days) when each judgment target value is detected, and based on the obtained regression line Thus, the lifetime of the mechanism part of the variable impedance element is estimated.

最小二乗法により回帰直線を求める演算の手法は周知であり、その演算は、マイクロプロセッサを用いれば簡単に行うことができるため、回帰直線は、過去の判定対象値のデータがあれば、簡単に求めることができる。しかし、図9から明らかなように、判定対象値(必要トルクの最小値)は、Aの部分のように累積日数の増大に伴って小さくなっていく部分もあり、Bの部分のように等間隔で値が大きくなっていかない部分もあるので、単純に過去の判定対象値のデータのすべてを用いればよいというわけではない。   The method of calculating the regression line by the least square method is well known, and since the calculation can be easily performed by using a microprocessor, the regression line can be easily calculated if there is data of past judgment target values. Can be sought. However, as is clear from FIG. 9, the determination target value (minimum required torque value) has a portion that decreases as the cumulative number of days increases, such as portion A, and the like, for example, portion B. Since there are portions where the value does not increase at intervals, it is not necessary to simply use all of the past determination target value data.

例えば、図9において図示のAの範囲の例えば累積日数が300日の時点で、過去の判定対象値のデータの全て用いると、回帰直線の傾きがマイナス値となるため、現時点から寿命が尽きる日までの残り日数がマイナス値で演算されてしまい、寿命の推定を行うことができない。   For example, when the cumulative number of days in the range A shown in FIG. 9 is 300 days, for example, when all of the past determination target value data is used, the slope of the regression line becomes a negative value. The remaining number of days until is calculated as a negative value, and the life cannot be estimated.

また、図9のBの部分のように等間隔で値が大きくなっていかない部分もあるので、できるだけ的確に寿命を推定するためには、最新の判定対象値のデータを用いて演算することにより、現在の可変インピーダンス素子の状態を反映させた形で回帰直線を求めることが望ましい。そのため、回帰直線を求める際には工夫をする必要がある。   In addition, since there is a portion where the value does not increase at regular intervals, such as the portion B in FIG. 9, in order to estimate the life as accurately as possible, the calculation is performed using the latest determination target value data. It is desirable to obtain the regression line in a form reflecting the current state of the variable impedance element. Therefore, it is necessary to devise when calculating the regression line.

本発明において、最小二乗法を用いて寿命の推定を行う際に、記憶されている最新のN個の判定対象値のデータが寿命の判定に用いることができるデータであるか否かを判定するに当っては、種々の考え方を採用することができる。   In the present invention, when the lifetime is estimated using the least square method, it is determined whether or not the latest stored data of the N determination target values are data that can be used for determining the lifetime. In this case, various ideas can be adopted.

例えば、N個の判定対象値が全体として、累積日数の増加に対してプラスの傾きを示していると認められる場合(例えば3→3→4→4→4→5のような変化を示している場合)には、そのN個の判定対象値のデータを寿命の推定に用いることができるとし、N個の判定対象値の中に累積日数の増加に対してマイナスの変化を変化を示しているものが1つでもある場合(例えば2→3→4→2→3→4のような変化を示している場合)には、そのN個の判定対象値のデータのすべてを寿命の推定には用いないとの考え方をとることができる。   For example, when it is recognized that N determination target values as a whole show a positive slope with respect to the increase in the cumulative number of days (for example, 3 → 3 → 4 → 4 → 4 → 5) The N judgment target values can be used for life estimation, and the N judgment target values show a change in a negative change with respect to an increase in the cumulative number of days. If there is even one (for example, a change such as 2 → 3 → 4 → 2 → 3 → 4), all of the N judgment target value data are used for life estimation. Can be considered not to use.

なお、上記のように、2→3→4→2→3→4のような変化を示した場合には、4からみて一旦小さくなる2と3とを寿命の推定には用いないことにして、2→3→4→4(データ数4)と変化したものとみなしてもよいし、マイナスの変化を示していないと仮定して2→3→4→4→4→4(データ数6)と変化したものとみなしてもよい。   As described above, when changes such as 2 → 3 → 4 → 2 → 3 → 4 are shown, 2 and 3 that are temporarily reduced from 4 are not used for life estimation. 2 → 3 → 4 → 4 (number of data 4) may be regarded as changed, and assuming that no negative change is indicated, 2 → 3 → 4 → 4 → 4 → 4 (data number 6) ) And may have been changed.

また記憶されている最新のN個の判定対象値のデータの一部に累積日数の増加に対してマイナスの傾きを示すものが含まれていても、該N個の判定対象値のデータを全体的に見れば累積日数の増加に対して判定対象値がプラスの傾きで変化していることが認められる場合(例えば2→3→2→3→4→5のような変化を示している場合)には、そのN個の判定対象値のデータを寿命の推定に用いるとの考え方をとることもできる。   Further, even if some of the latest stored N determination target value data includes a negative slope with respect to the increase in the cumulative number of days, the N determination target value data as a whole If it is recognized that the judgment target value is changing with a positive slope with respect to the increase in the cumulative number of days (for example, showing a change such as 2 → 3 → 2 → 3 → 4 → 5) ) Can also be taken to use the data of the N determination target values for life estimation.

本実施形態のように、判定対象値として、評価値(1ないし5の数値)を用いる場合、インピーダンス整合装置の運転開始後初期の段階で生じる図9のAの部分を演算に用いないようにするためには、例えば判定対象値が「3」以上の値を示すようになった後のデータを用いるようにすればよい。すべての判定対象値が2以下の場合には、回帰直線を求める演算を行わずに、等分の間は寿命に至らないと判定するようにすればよい。   As in the present embodiment, when an evaluation value (numerical value of 1 to 5) is used as a determination target value, the portion A in FIG. 9 generated at the initial stage after the operation of the impedance matching device is started is not used for the calculation. In order to do this, for example, data after the determination target value has become a value of “3” or more may be used. When all the determination target values are 2 or less, it may be determined that the lifetime is not reached for an equal period without performing the calculation for obtaining the regression line.

また本実施形態のように、判定対象値として、評価値(1ないし5の数値)を用いる場合には、判定対象値の微小な変化が分からないため、異なる日に検出された複数の判定対象値が同じ値を示すことがあり得る。最小二乗法による場合、演算に用いるすべての判定対象値が同じ(例えば3→3→3→3→3→3のような変化を示している場合)であると回帰直線の傾きが0(ゼロ)になって寿命を推定できないため、演算エラーが生じる。従って、演算エラーが生じた場合の対処法を予め決めておく必要がある。例えば、データ数を多くすれば演算エラーが生じにくくなるため、演算エラーが生じたときに暫定的に演算に使用するデータ数を予め決めておいた数だけ増加させるようにしておけばよい。演算に使用するデータ数を増加させると、演算エラーが生じるのを回避することができるが、寿命が若干長くなる方向で演算されてしまう傾向がある。しかし寿命の推定は大まかなものでよいので、寿命が若干長めに演算されても大きな問題は生じない。   In addition, when an evaluation value (numerical value of 1 to 5) is used as a determination target value as in this embodiment, since a minute change in the determination target value is not known, a plurality of determination targets detected on different days It is possible that the values show the same value. In the case of the least square method, if all the determination target values used in the calculation are the same (for example, a change such as 3 → 3 → 3 → 3 → 3 → 3), the slope of the regression line is 0 (zero) ) And the life cannot be estimated, so that an operation error occurs. Therefore, it is necessary to determine in advance how to deal with an operation error. For example, if the number of data is increased, calculation errors are less likely to occur. Therefore, when a calculation error occurs, the number of data temporarily used for calculation may be increased by a predetermined number. Increasing the number of data used for computation can avoid computation errors, but there is a tendency that the computation is performed in a direction in which the life is slightly increased. However, since the estimation of the life may be a rough one, even if the life is calculated to be slightly longer, no major problem will occur.

図10は、図8に示されたテーブルのような形でデータがメモリに記憶されている場合に、判定対象値が3以上の値を示すようになった2007年3月2日以降の各日付において、累積日数を推定に用いる可変データとし、最新の(直近の)6個のデータを用いて寿命の推定を行った結果を示している。図10において、「推定日」は可変インピーダンス素子が寿命を迎える日として推定された日であるが、「推定日」の欄に記載された数値は、基準日から寿命を迎える日までの累積日数、即ち、可変インピーダンス素子が寿命を迎える日に可変データがとることが推定される値(寿命到達時可変データ推定値)である。   FIG. 10 shows each of the items after March 2, 2007 when the determination target value shows a value of 3 or more when the data is stored in the memory like the table shown in FIG. It shows the result of estimating the life using the latest 6 (most recent) data as the variable data using the accumulated days for estimation on the date. In FIG. 10, the “estimated date” is the date estimated as the date when the variable impedance element reaches the end of its life, but the numerical value described in the “estimated date” column is the cumulative number of days from the reference date to the date when the end of the life is reached. That is, it is a value (variable data estimated value when the life is reached) estimated that the variable data takes on the day when the variable impedance element reaches the end of its life.

例えば2007年3月2日に行った寿命推定では、同日までに求められているデータのうち、2007年3月2日、2007年1月11日、2006年11月22日、2006年10月3日、2006年8月14日及び2006年6月25日にそれぞれ検出された最新の6個の(判定対象値,累積日数)の値(3,700),(2,650),(2,600),(2,550),(2,500)及び(2,450)を用いて、最小二乗法により回帰直線を求める演算を行い、その結果、将来寿命を迎える日に可変データ(累積日数)がとると推定された値(寿命到達時可変データ推定値)が1,000であり、現時点から寿命に至る日までの残り日数(残余寿命推定値)は300(=1,000−700)であると推定された。他の日付においても同様に最新の6個の(判定対象値,累積日数)の値を用いて寿命の推定を行っている。推定を行った日付が新しくなるにつれて、残り日数が少なくなっており、可変インピーダンス素子の寿命の推定が、可変インピーダンス素子の劣化の進行と矛盾しない形で行われていることが分かる。   For example, in the life estimation performed on March 2, 2007, among the data required up to that date, March 2, 2007, January 11, 2007, November 22, 2006, October 2006 On the 3rd, August 14, 2006 and June 25, 2006, the latest six (judgment value, cumulative number of days) values (3,700), (2,650), (2 , 600), (2,550), (2,500), and (2,450) are used to calculate a regression line by the least square method, and as a result, variable data (accumulated on the day when the future life is reached) The value (estimated life time variable data estimated value) taken as the number of days) is 1,000, and the remaining number of days from the current time to the life (estimated remaining life value) is 300 (= 1,000-700). ). Similarly, for the other dates, the life is estimated using the latest six values (determination target value, accumulated days). As the estimation date becomes new, the remaining number of days decreases, and it can be seen that estimation of the lifetime of the variable impedance element is performed in a manner consistent with the progress of deterioration of the variable impedance element.

図10に示した例では、残り日数を求める際の演算(寿命到達時可変データ推定値から可変データの最新値を差し引く演算)に、図8のデータテーブルの形でメモリに記憶されている可変データのうちの最新値を用いているが、寿命の推定を行う日までの累積日数とメモリに記憶されている累積日数とが異なる場合(記憶されている累積日数の最新値が過去のデータである場合)には、残り日数を求める際の可変データの最新値として、寿命の推定を行う日にカレンダー部から新たに取得した累積日数を用いるようにするのが好ましい。   In the example shown in FIG. 10, a variable stored in the memory in the form of a data table in FIG. 8 is used for the calculation for calculating the remaining number of days (calculation of subtracting the latest value of variable data from the variable data estimated value at the end of life). The latest value of the data is used, but the cumulative number of days up to the date on which the life is estimated differs from the cumulative number of days stored in the memory (the latest value of the cumulative number of days stored is past data In some cases, it is preferable to use the cumulative number of days newly acquired from the calendar part on the day when the life is estimated as the latest value of the variable data when calculating the remaining days.

上記の実施形態では、基準時からの累積日数を寿命の推定に用いる可変データとしたが、他の可変データを用いて寿命の推定を行うこともできる。図11は、図8に示された形でデータがメモリに記憶されている場合に、判定対象値が3以上の値を示すようになった2007年3月2日以降の各日付において、モータの駆動量を推定に用いる可変データとし、最新の(直近の)6個のデータを用いて寿命の推定を行った結果を示している。図11において、「推定駆動量」は、可変インピーダンス素子の機構部が寿命を迎えた際に可変データ(モータの駆動量)がとることが予想される値(寿命到達時可変データ推定値)を示している。また「残り駆動量」は、推定駆動量から推定を行った日における最新の可変データ(駆動量)の値を差し引いて求めた値(残余寿命推定値)である。   In the above embodiment, the cumulative number of days from the reference time is variable data used for life estimation. However, life estimation can also be performed using other variable data. FIG. 11 shows a case where the determination target value shows a value of 3 or more and each date after March 2, 2007 when the data is stored in the memory in the form shown in FIG. The driving amount is used as variable data for estimation, and the life estimation is performed using the latest (most recent) six data. In FIG. 11, “estimated drive amount” is a value (variable data estimated value when the life is reached) that the variable data (motor drive amount) is expected to take when the mechanism of the variable impedance element reaches the end of its life. Show. The “remaining drive amount” is a value (estimated remaining life) obtained by subtracting the value of the latest variable data (drive amount) on the day of estimation from the estimated drive amount.

上記の実施形態では、判定対象値として、トルク値の大きさを評価する数値を用いているが、トルク値の情報を含む数値(例えば残留偏差を許容範囲内に収めるために必要なトルクの最小値または該最小値に対応するトルク設定信号の大きさ)を判定対象値として用いてもよい。判定対象値として評価値を用いる場合、評価値間のトルクの差が等しければ各評価値とトルク値との対応関係が明確に分かるので特に問題がないが、評価値間のトルクの差が不均一である場合には、評価値とトルク値との対応関係が分からなくなるので、寿命の推定値の演算を行う際にトルクの大きさを考慮することが難しくなる。これに対し、判定対象値としてトルク値を用いれば、寿命の推定を行う際のトルク値を考慮して推定演算を行うことができるため、データの処理は面倒になるが、寿命の推定をより的確に行うことができる。   In the above embodiment, a numerical value for evaluating the magnitude of the torque value is used as the determination target value. However, a numerical value including information on the torque value (for example, the minimum torque required to keep the residual deviation within the allowable range). Or the magnitude of the torque setting signal corresponding to the minimum value) may be used as the determination target value. When evaluation values are used as judgment target values, there is no particular problem because the correspondence between each evaluation value and torque value can be clearly understood if the torque difference between evaluation values is equal. If it is uniform, the correspondence between the evaluation value and the torque value is not known, so it is difficult to consider the magnitude of the torque when calculating the estimated life value. On the other hand, if the torque value is used as the determination target value, the estimation calculation can be performed in consideration of the torque value at the time of life estimation. It can be done accurately.

図1に示した実施形態において、目標位置設定部9、第1の出力トルク設定部12a、第2の出力トルク設定部12b、異常判定部11及びこれらを利用して判定対象値を検出する判定対象値検出手段、並びに第1の検査結果出力部15a及び第2の検査結果出力部15bの機能は、マイクロプロセッサを用いて実現される。また寿命の推定を行うための演算処理もマイクロプロセッサを用いて行われる。第1の出力トルク設定部12a、第2の出力トルク設定部12b、異常判定部11、判定対象値検出手段、第1の検査結果出力部15a及び第2の検査結果出力部15bを構成し、かつ可変インピーダンス素子の寿命の推定を行うために、マイクロプロセッサに実行させるタスクのアルゴリズムの一例を示したフローチャートを図4及び図5に示した。   In the embodiment shown in FIG. 1, the target position setting unit 9, the first output torque setting unit 12 a, the second output torque setting unit 12 b, the abnormality determination unit 11, and the determination for detecting the determination target value using them. The functions of the target value detection means and the first inspection result output unit 15a and the second inspection result output unit 15b are realized using a microprocessor. A calculation process for estimating the lifetime is also performed using a microprocessor. The first output torque setting unit 12a, the second output torque setting unit 12b, the abnormality determination unit 11, the determination target value detection means, the first inspection result output unit 15a and the second inspection result output unit 15b are configured, FIG. 4 and FIG. 5 are flowcharts showing examples of task algorithms executed by the microprocessor in order to estimate the lifetime of the variable impedance element.

図4及び図5に示したタスクは、製造ラインが停止している状態で検査指令が与えられたときに実行されるものである。まず、図示していないステップで、モータによって可変コンデンサの操作軸を予め設定した検査対象範囲の初期位置まで動かしておく。もちろん、そのときの現在位置を初期位置とする場合には、このステップは不要である。次に、このアルゴリズムによる場合には、先ずステップS101で変数k(初期値0)を1だけインクリメントし、ステップS102でトルク設定信号電圧値対トルクテーブル(データテーブル)からトルク設定信号の電圧値(デジタル値)Vkを読み出す。次いでステップS103で、読み出した電圧値Vkをモータ駆動部に与え、ステップS104でトルク設定完了信号を目標位置設定部に与える。このとき目標位置設定部は、可変コンデンサの操作軸の目標位置を設定する。可変コンデンサの操作軸の目標位置が設定されると、モータ駆動部10がモータ7a,7bに駆動電流を流して、該モータを回転させ、可変コンデンサの操作軸を目標位置に向けて変位させる。   The tasks shown in FIGS. 4 and 5 are executed when an inspection command is given while the production line is stopped. First, in a step not shown, the operating axis of the variable capacitor is moved to the initial position of the inspection target range set in advance by the motor. Of course, this step is not necessary when the current position at that time is set as the initial position. Next, in the case of this algorithm, first, in step S101, the variable k (initial value 0) is incremented by 1, and in step S102, the torque setting signal voltage value vs. the torque setting signal voltage value (data table) ( Read digital value Vk. Next, in step S103, the read voltage value Vk is given to the motor drive unit, and in step S104, a torque setting completion signal is given to the target position setting unit. At this time, the target position setting unit sets the target position of the operating axis of the variable capacitor. When the target position of the operating axis of the variable capacitor is set, the motor driving unit 10 sends a driving current to the motors 7a and 7b to rotate the motor and displace the operating axis of the variable capacitor toward the target position.

なお、変数k=1のときに、トルク設定信号電圧値対トルクテーブルから読み出すトルク設定信号の電圧値は、トルク設定信号電圧値対トルクテーブルに記憶されている電圧値のうちの最小値である。また、変数kが最大値(kmax)のときに、トルク設定信号電圧値対トルクテーブルから読み出すトルク設定信号の電圧値は、トルク設定信号電圧値対トルクテーブルに記憶されている電圧値のうちの最大値である。また、変数kが1つ大きくなるに従って、読み出すトルク設定信号の電圧値も大きくなっていく。   Note that when the variable k = 1, the voltage value of the torque setting signal read from the torque setting signal voltage value versus the torque table is the minimum value of the voltage values stored in the torque setting signal voltage value versus the torque table. . When the variable k is the maximum value (kmax), the voltage value of the torque setting signal read from the torque setting signal voltage value versus the torque table is the torque setting signal voltage value versus the voltage value stored in the torque table. It is the maximum value. Further, as the variable k increases by 1, the voltage value of the torque setting signal to be read increases.

なお、トルク設定信号の最大電圧値に対応するモータの出力トルクに達したときには、検査の対象とした可変コンデンサの機構部の状態が、正常な範囲から外れていると判定されるようにトルク設定信号の電圧値を設定しておく。   Note that when the motor output torque corresponding to the maximum voltage value of the torque setting signal is reached, the torque setting is performed so that the state of the mechanism of the variable capacitor to be inspected is determined to be out of the normal range. Set the voltage value of the signal.

モータの駆動が完了した時点でステップS106を実行して、可変コンデンサの操作軸の目標位置と現在位置との間に存在する残留偏差を求め、この残留偏差を許容値と比較する。その結果残留偏差が許容値を超えている場合には、ステップS107に移行する。ステップ107では、kがkmax以上であるか否かを判定する。この判定の結果、k≧kmaxでない場合には、ステップS108に移行し、操作軸の位置を初期位置に戻した後、ステップS101に戻る。また、ステップS107で、k≧kmaxである場合には、ステップS109に移行する。ステップS109では、検査の対象とした可変コンデンサの機構部の状態が正常な範囲から外れているとして、メンテナンス指令を発生させてこのタスクを終了する。この理由は、トルク設定信号の電圧値を最大値にしたにも関わらず残留偏差が許容値を超えているので、明らかにメンテナンスが必要であると判断できるからである。   When the driving of the motor is completed, step S106 is executed to determine a residual deviation existing between the target position of the operating axis of the variable capacitor and the current position, and this residual deviation is compared with an allowable value. As a result, when the residual deviation exceeds the allowable value, the process proceeds to step S107. In step 107, it is determined whether k is equal to or greater than kmax. As a result of the determination, if k ≧ kmax is not satisfied, the process proceeds to step S108, the position of the operation axis is returned to the initial position, and then the process returns to step S101. In step S107, if k ≧ kmax, the process proceeds to step S109. In step S109, assuming that the state of the mechanism of the variable capacitor to be inspected is out of the normal range, a maintenance command is generated and this task is terminated. This is because it can be clearly determined that the maintenance is necessary because the residual deviation exceeds the allowable value even though the voltage value of the torque setting signal is maximized.

なお、ステップS108で操作軸の位置を初期位置に戻す際に、操作軸位置検出部8によって操作軸の現在位置を監視するが、もし初期位置に戻らないようであれば、一時的に、トルク設定信号の電圧値を大きくする(例えば最大値)。そして、トルク設定信号の電圧値を最大値にしたにもかかわらず初期位置に戻らない場合は、図示していないが、その時点でステップS109に移行し、メンテナンス指令を発生させてこのタスクを終了する。この理由も、上記の操作軸の位置を初期位置に戻す場合と同様で、明らかにメンテナンスが必要であると判断できるからである。   When the operation axis position is returned to the initial position in step S108, the operation axis position detection unit 8 monitors the current position of the operation axis. Increase the voltage value of the setting signal (for example, the maximum value). If the voltage does not return to the initial position even though the voltage value of the torque setting signal is set to the maximum value, although not shown in the drawing, the process proceeds to step S109 at that time to generate a maintenance command and finish this task. To do. This is also because it can be determined that maintenance is clearly necessary, as in the case of returning the position of the operation shaft to the initial position.

ステップS106で残留偏差が許容値より大きくはないと判定されたときには、ステップS110に移行してその時のトルク設定信号の電圧値Vkを判定値として出力し、ステップS111で電圧値Vkに対応するモータの出力トルクの値をデータテーブルから読み出して出力する。次いでステップS112で電圧値Vkに対応するモータの出力トルクを判定基準値と比較する。その結果、モータの出力トルクが判定基準値未満であると判定された場合には、ステップS113に移行する。ステップS112でモータの出力トルクが判定基準値以上であると判定されたときには、ステップ109で、検査の対象とした可変コンデンサの機構部の状態が正常な範囲から外れているとして、メンテナンス指令を発生させてこのタスクを終了する。ステップS113で現在位置が最終目標位置(検査対象範囲の最終位置)であるか否かを判定し、ステップS113で現在位置が最終目標位置でないと判定されたときにはステップS105に戻る。   When it is determined in step S106 that the residual deviation is not greater than the allowable value, the process proceeds to step S110, where the voltage value Vk of the torque setting signal at that time is output as a determination value. In step S111, the motor corresponding to the voltage value Vk is output. The output torque value is read from the data table and output. In step S112, the motor output torque corresponding to the voltage value Vk is compared with a determination reference value. As a result, when it is determined that the output torque of the motor is less than the determination reference value, the process proceeds to step S113. When it is determined in step S112 that the output torque of the motor is equal to or greater than the determination reference value, a maintenance command is issued in step 109, assuming that the state of the variable capacitor mechanism to be inspected is out of the normal range. To finish this task. In step S113, it is determined whether or not the current position is the final target position (the final position of the inspection target range). If it is determined in step S113 that the current position is not the final target position, the process returns to step S105.

またステップS113で現在位置が最終目標位置であると判定されたときには、図5のステップS114以降を実行して、寿命の推定のための演算処理を行う。   If it is determined in step S113 that the current position is the final target position, step S114 and subsequent steps in FIG. 5 are executed to perform calculation processing for life estimation.

なおステップS113で現在位置が最終位置であると判定されたときに、寿命の推定のための演算処理を行わないように構成してもよい。その場合は、ステップS113を実行した後にタスクを終了するようにすればよい。   Note that when it is determined in step S113 that the current position is the final position, a calculation process for estimating the life may not be performed. In that case, what is necessary is just to make it complete | finish a task after performing step S113.

ステップS114では、寿命推定の演算に用いる判定対象値のデータ数Nを初期値N1とする。N1の値は例えば6とする。次いでステップS115に進んで出力されたトルク値(本実施形態では判定対象値の評価値)、日時、基準時からの累積日数、駆動量などをメモリ31及び32に記憶させ、ステップS116で判定対象値の最新値が推定に用いることが可能な値であるか否かを判定する。ステップS116で判定対象値が推定に用いることができる値であると判定された場合(例えば図9において、Aの部分を寿命の推定に用いないとする場合には評価値3が以上であると判定された場合)には、ステップS117に進んで記憶されている判定対象値のデータ数がN以上であるか否かを判定する。その結果記憶されている判定対象値のデータ数がN以上である場合には、ステップS118で記憶されているN個の判定対象値の値が推定に用いることができる値であるか否か(推定が可能であるか否か)を判定する。その結果、N個の判定対象値の値が寿命の推定に用いることができない値(例えばすべて同じ値である)であると判定された場合には、ステップS119で推定に用いるデータ数Nを1だけインクリメントし、ステップS117に戻る。   In step S114, the number N of determination target values used for the life estimation calculation is set as an initial value N1. The value of N1 is 6, for example. Next, the process proceeds to step S115 and the output torque value (evaluation value of the determination target value in the present embodiment), date and time, accumulated days from the reference time, drive amount, etc. are stored in the memories 31 and 32, and the determination target is determined in step S116. It is determined whether or not the latest value is a value that can be used for estimation. When it is determined in step S116 that the determination target value is a value that can be used for estimation (for example, in FIG. 9, when the portion A is not used for estimation of the lifetime, the evaluation value 3 is greater than or equal to) If it is determined), the process proceeds to step S117 to determine whether or not the number of data of the determination target value stored is N or more. If the number of determination target values stored as a result is N or more, whether or not the values of the N determination target values stored in step S118 are values that can be used for estimation ( It is determined whether or not estimation is possible. As a result, when it is determined that the values of the N determination target values cannot be used for life estimation (for example, all are the same value), the number of data N used for estimation is set to 1 in step S119. Is incremented by one and the process returns to step S117.

なお、上記のように、N個の判定対象値の中に累積日数等の可変データの増加に対してマイナスの変化を示しているものが1つでもある場合(例えば2→3→4→2→3→4のような変化を示している場合)に、そのN個の判定対象値のデータのすべてを寿命の推定には用いないとの考え方をすることができる。このとき、上記の例では、2→3→4→4(データ数4)とみなす場合と、2→3→4→4→4→4(データ数6)とみなす場合があるが、どちらの場合でもステップS117で判定する判定対象値のデータ数Nの数を変更するわけではない。即ち、上記の例ではN=6のままとし、ステップS118で推定が可能であるか否かを判定する。   As described above, when one of the N determination target values shows a negative change with respect to an increase in variable data such as the cumulative number of days (for example, 2 → 3 → 4 → 2). It can be considered that all the data of the N determination target values are not used for life estimation when a change such as → 3 → 4 is indicated. At this time, in the above example, 2 → 3 → 4 → 4 (data number 4) and 2 → 3 → 4 → 4 → 4 → 4 (data number 6) may be considered. Even in this case, the number N of the determination target values determined in step S117 is not changed. That is, in the above example, N = 6 is maintained, and it is determined whether or not estimation is possible in step S118.

ステップS117において、記憶されている判定対象値のデータ数がN以上でないと判定された場合には、ステップS120に進んで現時点でメモリに記憶されている判定対象値のデータ数を推定に用いるデータ数Nとする。次いでステップS121に進んで記憶されている判定対象値のデータ数Nが2以上であるか否かを判定し、2以上である場合には、ステップS122に進んで記憶されているN個の判定対象値の値が推定に用いることができる値であるか否か(推定が可能であるか否)かを判定する。その結果、記憶されている判定対象値のデータの値が推定に用いることができる値である(推定可能である)と判定された場合には、ステップS123に進んで寿命到達時可変データ推定値を求めるための演算を行い、その結果を出力する。次いでステップS124でNの値を初期値に戻し、このタスクを終了する。ステップS118において記憶されている判定対象値のデータが推定演算に用いることができる値であると判定されたときにもステップS123に進んで寿命到達時可変データ推定値を求めるための演算を行い、その結果を出力する。ステップS116で判定対象値の最新値が寿命の推定に用いることができないと判定された場合、ステップS121で判定対象値のデータ数Nが2未満であると判定された場合、及びステップS122で記憶されている判定対象値のデータが寿命の推定に用いることができないと判定された場合(例えばすべて同じ値であると判定された場合)には、ステップS125に進んで寿命を推定できないことをモニタ36に表示させてこのタスクを終了する。   In step S117, when it is determined that the number of stored determination target value data is not N or more, the process proceeds to step S120, and the number of determination target value data currently stored in the memory is used for estimation. Let N be the number. Next, the process proceeds to step S121, where it is determined whether or not the number N of data of the determination target values stored is 2 or more. If it is 2 or more, the process proceeds to step S122 and N determinations are stored. It is determined whether the target value is a value that can be used for estimation (whether estimation is possible). As a result, when it is determined that the data value of the stored determination target value is a value that can be used for estimation (estimation is possible), the process proceeds to step S123 and the variable data estimated value at the end of life is reached. The operation for obtaining is performed and the result is output. Next, in step S124, the value of N is returned to the initial value, and this task ends. Even when it is determined that the data of the determination target value stored in step S118 is a value that can be used for the estimation calculation, the process proceeds to step S123 to perform calculation for obtaining the variable data estimated value at the end of life, The result is output. If it is determined in step S116 that the latest value of the determination target value cannot be used for life estimation, if it is determined in step S121 that the number of data N of the determination target value is less than 2, and stored in step S122. If it is determined that the determination target value data cannot be used for life estimation (for example, when it is determined that all the values are the same), the process proceeds to step S125 to monitor that the life cannot be estimated. This is finished by displaying on 36.

上記のアルゴリズムによる場合には、ステップ106により、異常判定部11が構成され、ステップ101ないし106とステップ110ないし113とにより、トルク設定信号の大きさを増加させながら可変コンデンサVC1及びVC2の操作軸の目標位置と現在位置との間の偏差を零に近づける制御を繰り返して、異常判定部が初めて検査対象範囲の全範囲で異常判定を行わなかったときのトルク設定信号の大きさの情報を含む数値または該トルク設定信号の大きさの情報を含む数値の大きさを評価する数値を判定対象値として検出する判定対象値検出手段が構成される。またステップ112及び109により、判定対象値または該判定対象値から求めたモータの出力トルクを判定基準値と比較して、判定対象値または該判定対象値から求めたモータの出力トルクが判定基準値以上であるときに可変インピーダンス素子の機構部の状態が正常な状態から外れていることを示す検査結果を出力する検査結果出力部15a,15bが構成される。   In the case of the above algorithm, the abnormality determination unit 11 is configured by step 106, and the operation axes of the variable capacitors VC1 and VC2 are increased while increasing the magnitude of the torque setting signal by steps 101 to 106 and steps 110 to 113. Including information on the magnitude of the torque setting signal when the abnormality determination unit does not perform abnormality determination for the first time in the entire inspection target range by repeatedly controlling the deviation between the target position and the current position to zero. A determination target value detection unit configured to detect, as a determination target value, a numerical value that evaluates the numerical value or the magnitude of the numerical value including information on the magnitude of the torque setting signal. Further, in steps 112 and 109, the determination target value or the motor output torque obtained from the determination target value is compared with the determination reference value, and the determination target value or the motor output torque obtained from the determination target value is determined as the determination reference value. Test result output units 15a and 15b for outputting a test result indicating that the state of the mechanism unit of the variable impedance element is out of the normal state are configured.

上記の実施形態では、目標位置設定部9及びモータ制御部13からなる「操作軸位置制御装置」に、モータを制御したときに異常判定部が異常判定を行なうか否かを判定する過程をトルク設定信号の大きさを増加させながら繰り返し行なわせて、初めて検査対象範囲の全範囲で異常判定が行なわれなくなったときのトルク設定信号の大きさの情報を含む数値を判定対象値として検出するように判定対象値検出手段を構成したが、本発明は、判定対象値検出手段をこのように構成する場合に限定されない。   In the above embodiment, the “operation shaft position control device” composed of the target position setting unit 9 and the motor control unit 13 is subjected to the process of determining whether or not the abnormality determination unit performs abnormality determination when the motor is controlled. By repeatedly performing the setting signal while increasing the magnitude of the setting signal, a numerical value including information on the magnitude of the torque setting signal when the abnormality determination is not performed for the entire inspection target range for the first time is detected as the determination target value. Although the determination target value detection means is configured as described above, the present invention is not limited to the case where the determination target value detection means is configured in this way.

例えば、目標位置設定部9及びモータ制御部13によりモータ7a,7bを制御したときに異常判定部11が異常判定を行なうか否かを判定する過程を、出力トルク設定信号Vτa,Vτbの大きさを減少させながら繰り返し行わせて、初めて異常判定が行われたときのトルク設定信号の大きさの情報を含む数値、または該トルク設定信号の大きさの情報を含む数値の大きさを評価する数値を判定対象値として検出するように第1及び第2の判定対象値検出手段を構成するようにしてもよい。この場合、第1及び第2の検査結果出力部15a及び15bは、検出された判定対象値または該判定対象値から求めたモータ7a及び7bの出力トルクを判定基準値と比較して、判定対象値または該判定対象値から求めたモータ7a及び7bの出力トルクが判定基準値以上であるときに可変インピーダンス素子3及び4の機構部の状態が正常な状態から外れていることを示す検査結果を出力するように構成する。   For example, the process of determining whether or not the abnormality determination unit 11 performs an abnormality determination when the motors 7a and 7b are controlled by the target position setting unit 9 and the motor control unit 13 is the magnitude of the output torque setting signals Vτa and Vτb. A numerical value that includes information on the magnitude of the torque setting signal when the abnormality determination is made for the first time, or a numerical value that evaluates the magnitude of the numerical value that includes information on the magnitude of the torque setting signal. The first and second determination target value detection means may be configured so as to detect as a determination target value. In this case, the first and second inspection result output units 15a and 15b compare the detected determination target value or the output torque of the motors 7a and 7b obtained from the determination target value with the determination reference value, and determine the determination target value. A test result indicating that the state of the mechanical portion of the variable impedance elements 3 and 4 is out of the normal state when the output torque of the motors 7a and 7b obtained from the value or the determination target value is equal to or greater than the determination reference value. Configure to output.

この場合、寿命の推定に用いるデータを記憶する判定対象値・可変データ記憶部は、判定対象値検出手段が各判定対象値を検出する毎に該判定対象値を記憶するとともに、可変インピーダンス素子の機構部の寿命を表すために用いる変数を可変データとして、各判定対象値が求められた時点での前記可変データの値を記憶するように構成する。   In this case, the determination target value / variable data storage unit that stores data used for life estimation stores the determination target value each time the determination target value detection unit detects each determination target value, and the variable impedance element. A variable used to represent the life of the mechanism unit is set as variable data, and the value of the variable data at the time when each determination target value is obtained is stored.

また寿命推定部は、可変インピーダンス素子の機構部の劣化の状態が正常な状態から外れたときの判定対象値の値を判定基準値として、判定対象値が判定基準値に達したときに可変データがとることが推定される寿命到達時可変データ推定値及び該寿命到達時可変データ推定値から可変データの最新値を差し引くことにより求められる残余寿命推定値の少なくとも一方を判定対象値・可変データ記憶部に記憶されている判定対象値と可変データの値との間の関係から求めるように構成する。   In addition, the life estimation unit uses the value of the determination target value when the deterioration state of the mechanism unit of the variable impedance element deviates from the normal state as a determination reference value, and the variable data is obtained when the determination target value reaches the determination reference value. At least one of the estimated lifetime variable data estimated value and the remaining lifetime estimated value obtained by subtracting the latest variable data value from the estimated lifetime variable data estimate value is stored as a determination target value / variable data storage It is comprised so that it may obtain | require from the relationship between the determination object value memorize | stored in the part and the value of variable data.

目標位置設定部9及びモータ制御部13からなる操作軸位置制御装置によりモータ7a,7bを制御したときに異常判定部11が異常判定を行なうか否かを判定する過程を、トルク設定信号Vkの大きさを減少させながら繰り返し行なわせた場合に、初めて異常判定が行われたときのトルク設定信号の大きさは、残留偏差が許容値を超える状態を招くモータの出力トルクの最大値である。   The process of determining whether or not the abnormality determination unit 11 performs abnormality determination when the motors 7a and 7b are controlled by the operation shaft position control device including the target position setting unit 9 and the motor control unit 13 is described below. When it is repeatedly performed while reducing the magnitude, the magnitude of the torque setting signal when the abnormality determination is made for the first time is the maximum value of the output torque of the motor that causes the residual deviation to exceed the allowable value.

可変インピーダンス素子の機構部の劣化が進行するにつれて可変コンデンサを操作するために必要なモータの出力トルクが大きくなっていくため、可変コンデンサの操作軸の目標位置と現在位置との間の偏差を零に近づける制御を目標位置設定部及びモータ制御部に行わせた場合に操作軸の現在位置と目標位置との間に存在する残留偏差が許容値を超える状態を招くモータの出力トルクの最大値は、可変コンデンサの機構部の劣化が進むにつれて大きくなっていく。また新品の可変コンデンサであっても、その機構部に異常があるときには、機構部が正常である場合に比べて、該可変コンデンサを操作するために必要なトルクが大きくなっているため、上記残留偏差が許容値を超える状態を招くモータの出力トルクの最大値が大きい値を示す。従って、残留偏差が許容値を超える状態を招くモータの出力トルクの最大値の情報を含む数値を判定対象値として求めて、求められた判定対象値を判定基準値と比較するようにしても、可変コンデンサの機構部の状態が正常な状態から外れているか否かを的確に判定することができる。   As the deterioration of the mechanism of the variable impedance element progresses, the motor output torque required to operate the variable capacitor increases, so the deviation between the target position of the variable capacitor operating shaft and the current position is reduced to zero. When the target position setting unit and the motor control unit are controlled to approach to the maximum value of the motor output torque that causes the residual deviation existing between the current position of the operation shaft and the target position to exceed the allowable value, As the mechanism portion of the variable capacitor deteriorates, it becomes larger. Even if a new variable capacitor is used, when the mechanism is abnormal, the torque required to operate the variable capacitor is larger than when the mechanism is normal. The maximum value of the output torque of the motor that causes the state where the deviation exceeds the allowable value is shown. Therefore, a numerical value including information on the maximum value of the output torque of the motor that causes the residual deviation to exceed the allowable value is obtained as the determination target value, and the obtained determination target value may be compared with the determination reference value. It is possible to accurately determine whether or not the state of the mechanism portion of the variable capacitor is out of the normal state.

従って本発明で用いる判定対象値検出手段は、操作軸の目標位置と現在位置との間の偏差を零に近づける制御を目標位置設定部9及びモータ制御部13からなる「操作軸位置検出装置」に繰り返し行わせて、操作軸の現在位置と目標位置との間に存在する残留偏差を求める過程を、モータ7aの出力トルクを減少させながら反復することにより、残留偏差が許容値を超える状態を招くモータ7aの出力トルクの最大値の情報を含む数値または該最大値の情報を含む数値の大きさを評価する数値を判定対象値として検出するように構成されていればよく、モータ7aの出力トルクの最大値の情報を含む数値または該最大値の情報を含む数値の大きさを評価する数値を判定対象値として求める手法は、上記の実施形態に示した手法に限定されない。   Therefore, the determination target value detection means used in the present invention is an “operation axis position detection device” comprising a target position setting unit 9 and a motor control unit 13 for controlling the deviation between the target position of the operation axis and the current position to be close to zero. Repeatedly performing the process of obtaining the residual deviation existing between the current position of the operating shaft and the target position while reducing the output torque of the motor 7a, thereby causing the residual deviation to exceed the allowable value. It may be configured to detect a numerical value that includes information on the maximum value of the output torque of the inviting motor 7a or a numerical value that evaluates the magnitude of the numerical value that includes the information on the maximum value as the determination target value. A method for obtaining a numerical value that includes information on the maximum value of torque or a numerical value that evaluates the magnitude of the numerical value that includes information on the maximum value as a determination target value is not limited to the method described in the above embodiment.

同様に、判定対象値検出手段は、操作軸の目標位置と現在位置との間の偏差を零に近づける制御を目標位置設定部9及びモータ制御部13に行わせて、操作軸の現在位置と目標位置との間に存在する残留偏差を求める過程を、モータ7bの出力トルクを減少させながら反復することにより、残留偏差が許容値を超える状態を招くモータ7bの出力トルクの最大値の情報を含む数値または該最大値の情報を含む数値の大きさを評価する数値を判定対象値として検出するように構成されていればよく、モータ7bの出力トルクの最大値の情報を含む数値または該最大値の情報を含む数値の大きさを評価する数値を判定対象値として求める手法は、上記の実施形態に示した手法に限定されない。   Similarly, the determination target value detection unit causes the target position setting unit 9 and the motor control unit 13 to perform control to bring the deviation between the target position of the operation axis and the current position closer to zero, and the current position of the operation axis. By repeating the process of obtaining the residual deviation existing between the target position and the output torque of the motor 7b while reducing the output torque of the motor 7b, information on the maximum value of the output torque of the motor 7b that causes the residual deviation to exceed the allowable value is obtained. The numerical value including the information on the maximum value of the output torque of the motor 7b or the maximum value may be used as long as it is configured to detect the numerical value including the numerical value including or the numerical value including the information on the maximum value as the determination target value. A method for obtaining a numerical value that evaluates the magnitude of a numerical value including value information as a determination target value is not limited to the method described in the above embodiment.

上記「最大値の情報を含む数値の大きさを評価する数値」は、残留偏差が許容値を超える状態を招くモータ7bの出力トルクの最大値の情報を含む数値の大きさがどの程度の範囲にあるかを示す数値である。   The above-mentioned “numerical value for evaluating the magnitude of the numerical value including the information on the maximum value” is a range in which the magnitude of the numerical value including the information on the maximum value of the output torque of the motor 7b in which the residual deviation exceeds the allowable value. It is a numerical value that indicates whether or not.

上記のように、目標位置設定部9及びモータ制御部13によりモータ7a,7bを制御したときに異常判定部11が異常判定を行なうか否かを判定する過程を、トルク設定信号Vkの大きさを減少させながら繰り返し行なわせて、初めて異常判定が行われたときのトルク設定信号の大きさの情報を含む数値(残留偏差が許容値を超える状態を招くモータの出力トルクの最大値の情報を含む数値)を判定対象値として求めるように判定対象値検出手段を構成して、検出された判定対象値を用いて可変インピーダンス素子の機構部の寿命の推定を行う場合にマイクロプロセッサに実行させるプログラムのアルゴリズムを示すフローチャートを図6及び図7に示した。   As described above, the process of determining whether or not the abnormality determination unit 11 performs the abnormality determination when the target position setting unit 9 and the motor control unit 13 control the motors 7a and 7b is the magnitude of the torque setting signal Vk. A numerical value including information on the magnitude of the torque setting signal when the abnormality determination is made for the first time (information on the maximum value of the output torque of the motor that causes the residual deviation to exceed the allowable value) A program to be executed by the microprocessor when the determination target value detecting means is configured to obtain the determination target value as the determination target value and the lifetime of the mechanism portion of the variable impedance element is estimated using the detected determination target value. A flowchart showing the algorithm is shown in FIGS.

なお、変数kが最大値のときに、トルク設定信号電圧値対トルクテーブルから読み出すトルク設定信号の電圧値は、トルク設定信号電圧値対トルクテーブルに記憶されている電圧値のうちの最大値である。また、変数kが最小値(kmin=1)のときに、トルク設定信号電圧値対トルクテーブルから読み出すトルク設定信号の電圧値は、トルク設定信号電圧値対トルクテーブルに記憶されている電圧値のうちの最小値である。また、変数kが1つ小さくなるに従って、読み出すトルク設定信号の電圧値も小さくなっていく。また、トルク設定信号の最小電圧値に対応するモータの出力トルクのときに、予め設定された検査対象範囲の全範囲において、残留偏差が許容値を超えない場合は、検査の対象とした可変コンデンサの機構部の状態が、正常な範囲であると判定できるようにトルク設定信号の最小電圧値を設定しておく。   When the variable k is the maximum value, the voltage value of the torque setting signal read from the torque setting signal voltage value vs. torque table is the maximum value of the voltage values stored in the torque setting signal voltage value vs. torque table. is there. Further, when the variable k is the minimum value (kmin = 1), the voltage value of the torque setting signal read from the torque setting signal voltage value versus the torque table is the voltage value stored in the torque setting signal voltage value versus the torque table. It is the minimum of them. Further, as the variable k is decreased by 1, the voltage value of the torque setting signal to be read is also decreased. If the motor output torque corresponds to the minimum voltage value of the torque setting signal and the residual deviation does not exceed the allowable value in the entire inspection target range, the variable capacitor to be inspected The minimum voltage value of the torque setting signal is set so that it can be determined that the state of the mechanism part is in the normal range.

このアルゴリズムによる場合には、先ず図6のステップS201で変数k(初期値は最大値+1)を1だけデクリメントし、ステップS202でトルク設定信号電圧値対トルクテーブル(データテーブル)からトルク設定信号の電圧値(デジタル値)Vkを読み出す。次いでステップS203で、読み出した電圧値Vkをモータ駆動部に与え、ステップS204でトルク設定完了信号を目標位置設定部に与える。このとき目標位置設定部は、可変コンデンサの操作軸の目標位置を設定する。可変コンデンサの操作軸の目標位置が設定されると、モータ駆動部10がモータ7a,7bに駆動電流を流して、該モータを回転させ、可変コンデンサの操作軸を目標位置に向けて変位させる。   In the case of this algorithm, first, the variable k (initial value is the maximum value + 1) is decremented by 1 in step S201 of FIG. 6, and the torque setting signal voltage value vs. torque table (data table) is calculated from the torque setting signal voltage value in step S202. The voltage value (digital value) Vk is read. Next, in step S203, the read voltage value Vk is given to the motor drive unit, and in step S204, a torque setting completion signal is given to the target position setting unit. At this time, the target position setting unit sets the target position of the operating axis of the variable capacitor. When the target position of the operating axis of the variable capacitor is set, the motor driving unit 10 sends a driving current to the motors 7a and 7b to rotate the motor and displace the operating axis of the variable capacitor toward the target position.

モータの駆動が完了した時点でステップS206を実行して、可変コンデンサの操作軸の目標位置と現在位置との間に存在する残留偏差を求め、この残留偏差を許容値と比較する。その結果残留偏差が許容値を超えていない場合には、ステップS207に移行して操作軸の現在位置が最終目標位置であるか否かを判定し、最終目標位置でない場合にはステップS205に戻る。ステップS207で現在位置が最終目標位置であると判定されたときには、ステップS208に移行して、kがkmin以下であるか否かを判定する。この判定の結果、k≦kminである場合にはこのタスクを終了し、k≦kminでない場合には、ステップS209に移行し、操作軸の位置を初期位置に戻した後、ステップS201に戻る。なお、ステップS208でk≦kminである場合は、残留偏差が許容値を超える状態を招くモータの出力トルクの最大値の情報を含む数値が判定基準値未満であるので、可変コンデンサの機構部の状態が正常であることを示す情報を出力してもよい。   When the driving of the motor is completed, step S206 is executed to determine a residual deviation existing between the target position of the operating axis of the variable capacitor and the current position, and this residual deviation is compared with an allowable value. As a result, if the residual deviation does not exceed the allowable value, the process proceeds to step S207 to determine whether or not the current position of the operation axis is the final target position. If the residual deviation is not the final target position, the process returns to step S205. . When it is determined in step S207 that the current position is the final target position, the process proceeds to step S208, and it is determined whether k is equal to or less than kmin. As a result of the determination, if k ≦ kmin, this task is terminated. If k ≦ kmin is not satisfied, the process proceeds to step S209, the position of the operation axis is returned to the initial position, and the process returns to step S201. If k ≦ kmin in step S208, the numerical value including the information on the maximum value of the output torque of the motor that causes the residual deviation to exceed the allowable value is less than the determination reference value. Information indicating that the state is normal may be output.

ステップS206で残留偏差が許容値より大きいと判定されたときには、ステップS210に移行してその時のトルク設定信号の電圧値Vkを判定値として出力し、ステップS211で電圧値Vkに対応するモータの出力トルクの値をデータテーブルから読み出して出力する。次いでステップS212で電圧値Vkに対応するモータの出力トルクを判定基準値と比較する。その結果、モータの出力トルクが判定基準値以上であると判定されたときには、ステップS213で、検査の対象とした可変コンデンサの機構部の状態が正常な範囲から外れているとして、メンテナンス指令を発生させてこのタスクを終了する。ステップS212でモータの出力トルクが判定基準値未満であると判定された場合には、図7のステップS214に移行して可変インピーダンス素子の機構部の寿命を推定する処理を行わせる。図7に示されたフローチャートは、各ステップに付されたステップ番号が相違する点を除き、図5に示されたフローチャートと同一であるのでその説明は省略する。   When it is determined in step S206 that the residual deviation is larger than the allowable value, the process proceeds to step S210, and the voltage value Vk of the torque setting signal at that time is output as a determination value. In step S211, the motor output corresponding to the voltage value Vk is output. The torque value is read from the data table and output. In step S212, the motor output torque corresponding to the voltage value Vk is compared with a determination reference value. As a result, when it is determined that the output torque of the motor is equal to or greater than the determination reference value, a maintenance command is generated in step S213, assuming that the state of the mechanism of the variable capacitor to be inspected is out of the normal range. To finish this task. If it is determined in step S212 that the motor output torque is less than the determination reference value, the process proceeds to step S214 in FIG. 7 to perform processing for estimating the lifetime of the mechanism portion of the variable impedance element. The flowchart shown in FIG. 7 is the same as the flowchart shown in FIG. 5 except that the step numbers assigned to the respective steps are different, so that the description thereof is omitted.

なお図6のステップS212において、トルク値が判定基準値未満であると判定された状態は、残留偏差が許容値を超える状態を招くモータの出力トルクの最大値の情報を含む数値が判定基準値未満の状態であるので、ステップS212において、トルク値が判定基準値未満であると判定された場合には、寿命の推定を行う処理に移行する前に、可変コンデンサの機構部の状態が正常であることを示す情報を出力してもよい。   In step S212 in FIG. 6, the state in which the torque value is determined to be less than the determination reference value indicates that the numerical value including information on the maximum value of the motor output torque that causes the residual deviation to exceed the allowable value is the determination reference value. Therefore, if it is determined in step S212 that the torque value is less than the determination reference value, the state of the mechanism portion of the variable capacitor is normal before proceeding to the process of estimating the life. You may output the information which shows that there exists.

またステップS212でトルク値が判定基準値未満であると判定されたときに、寿命の推定のための演算処理を行わないように構成してもよい。この場合は、ステップS212を実行した後にタスクを終了すればよい。   In addition, when it is determined in step S212 that the torque value is less than the determination reference value, a calculation process for estimating the life may not be performed. In this case, what is necessary is just to complete | finish a task after performing step S212.

本発明においてはまた、モータ7a,7bの出力トルクを一定値に固定した状態で可変インピーダンス素子3,4の操作軸の位置制御を行わせた場合に制御が完了した時点で操作軸の実際の位置と目標位置との間に存在する残留偏差の大きさの情報を含む数値、または該残留偏差の大きさの情報を含む数値の大きさを評価する数値を判定対象値として用いて、可変インピーダンス素子3,4の機構部の寿命の推定を行わせることもできる。   In the present invention, when the output control of the variable impedance elements 3 and 4 is performed with the output torques of the motors 7a and 7b being fixed to a constant value, the actual operation shaft is controlled when the control is completed. A variable impedance using a numerical value that includes information on the magnitude of the residual deviation existing between the position and the target position, or a numeric value that evaluates the magnitude of the numerical value that includes information on the magnitude of the residual deviation as a determination target value The lifetime of the mechanism part of the elements 3 and 4 can also be estimated.

この場合、第1及び第2の判定対象値検出手段は、可変インピーダンス素子3及び4の機構部が正常な状態で、モータ制御部13により可変インピーダンス素子3及び4の操作軸の実際の位置と目標位置との間に存在する残留偏差を許容範囲に収める制御を行う際にモータ7a及び7bの出力トルクが取り得る値の中から予め選定した値を有するトルクを検査時トルクとして、モータの出力トルクを検査時トルクに固定した状態で、可変インピーダンス素子3及び4の操作軸の位置制御を行わせて、該位置制御が完了した時点で操作軸の実際の位置と目標位置との間に存在する残留偏差の大きさの情報を含む数値、または該残留偏差の大きさの情報を含む数値の大きさを評価する数値を判定対象値として検出するように構成される。   In this case, the first and second determination target value detection means detect the actual position of the operation axis of the variable impedance elements 3 and 4 by the motor control unit 13 while the mechanism unit of the variable impedance elements 3 and 4 is normal. When performing control to keep the residual deviation existing between the target position within the allowable range, the torque output having a value selected in advance from the values that can be taken by the output torque of the motors 7a and 7b is used as the inspection torque. While the torque is fixed to the torque at the time of inspection, the position control of the operation shaft of the variable impedance elements 3 and 4 is performed, and when the position control is completed, it exists between the actual position of the operation shaft and the target position. A numerical value including the residual deviation magnitude information or a numerical value for evaluating the numerical magnitude including the residual deviation magnitude information is detected as a determination target value.

またメモリ31及び32により構成される判定対象値・可変データ記憶部は、上記判定対象値検出手段が各判定対象値を検出する毎に該判定対象値を記憶するとともに、可変インピーダンス素子の機構部の寿命を表すために用いる変数を可変データとして、各判定対象値が求められた時点での可変データの値を記憶するように構成される。   The determination target value / variable data storage unit configured by the memories 31 and 32 stores the determination target value each time the determination target value detection unit detects each determination target value, and the mechanism unit of the variable impedance element. The variable used to represent the lifetime of the data is configured as variable data, and the value of the variable data at the time when each determination target value is obtained is stored.

更に可変インピーダンス素子3及び4の機構部の寿命を推定する第1及び第2の寿命推定部34及び35は、可変インピーダンス素子3及び4の機構部の劣化の状態が正常な状態から外れたときの判定対象値の値を判定基準値として、判定対象値が判定基準値に達したときに可変データがとることが推定される寿命到達時可変データ推定値及び該寿命到達時可変データ推定値から可変データの最新値を差し引くことにより求められる残余寿命推定値の少なくとも一方を判定対象値・可変データ記憶部に記憶されている判定対象値と可変データの値との間の関係から求めるように構成される。   Furthermore, the first and second lifetime estimation units 34 and 35 for estimating the lifetime of the mechanism portion of the variable impedance elements 3 and 4 are used when the deterioration state of the mechanism portion of the variable impedance elements 3 and 4 deviates from a normal state. Using the value of the determination target value as the determination reference value, from the life reached variable data estimated value estimated to be taken by the variable data when the determination target value reaches the determination reference value, and the life reached variable data estimated value It is configured to obtain at least one of the remaining life estimated value obtained by subtracting the latest value of the variable data from the relationship between the judgment target value and the value of the variable data stored in the judgment target value / variable data storage unit Is done.

モータ7a,7bの出力トルクを一定値に固定した状態で可変インピーダンス素子3,4の操作軸の位置制御を行った際に、その位置制御が完了した時点で可変インピーダンス素子の操作軸の実際の位置と目標位置との間に存在する残留偏差の大きさは、可変インピーダンス素子3,4の機構部の劣化が進むにつれて大きくなっていく。従って、可変インピーダンス素子3,4の機構部が正常な状態で、モータ制御部13により可変インピーダンス素子3,4の操作軸の実際の位置と目標位置との間に存在する残留偏差を許容範囲に収める制御を行う際にモータの出力トルクが取り得る値の中から予め選定した値を有するトルクを検査時トルクとして、モータの出力トルクをこの検査時トルクに固定した状態で、可変インピーダンス素子3,4の操作軸の位置制御を行わせて、該位置制御が完了した時点で操作軸の実際の位置と目標位置との間に存在する残留偏差の大きさの情報を含む数値、または該残留偏差の大きさの情報を含む数値の大きさを評価する数値を判定対象値として検出するようにすると、該判定対象値には、可変インピーダンス素子の機構部の劣化の状態が反映される。従って本実施形態によった場合にも、可変インピーダンス素子3、4の機構部の寿命を推定することができる。   When the position control of the operation shafts of the variable impedance elements 3 and 4 is performed in a state where the output torque of the motors 7a and 7b is fixed to a constant value, when the position control is completed, the actual operation shafts of the variable impedance elements are The magnitude of the residual deviation that exists between the position and the target position increases as the mechanism of the variable impedance elements 3 and 4 deteriorates. Therefore, the residual deviation existing between the actual position of the operating shaft of the variable impedance elements 3 and 4 and the target position is set within the allowable range by the motor control unit 13 with the mechanism of the variable impedance elements 3 and 4 in a normal state. The torque having a value selected in advance from the values that can be taken by the output torque of the motor when performing the control to be stored is set as the torque at the time of inspection, and the variable output impedance element 3, with the motor output torque fixed to the torque at the time of inspection The numerical value including the information on the magnitude of the residual deviation existing between the actual position of the operating axis and the target position at the time when the position control of the operating axis is completed. If a numerical value that evaluates the magnitude of the numerical value including the magnitude information is detected as the determination target value, the deterioration state of the mechanism portion of the variable impedance element is counteracted with the determination target value. It is. Therefore, also in the case of this embodiment, it is possible to estimate the lifetime of the mechanism portion of the variable impedance elements 3 and 4.

上記の説明では、モータの出力トルクを設定するトルク設定信号をDAコンバータを用いて発生させるとしたが、一定の直流電圧を分圧する、分圧比が異なる抵抗分圧回路を多数設けて、これらの抵抗分圧回路の出力電圧をスイッチで切り換えて選択的に出力することにより、電圧値が異なる多数のトルク設定信号を発生させるようにしてもよい。例えば、図3に示したように、一定の直流電圧Vccを出力する直流電源の正極端子に一端が接続された抵抗器R0の他端に多数の固定抵抗器R1,R2,…の一端を接続するとともに、抵抗器R1,R2,…の他端をスイッチSW1,SW2,…を通して直流電源の負極端子(図示の例では接地されている)に接続して、スイッチSW1,SW2,…を選択的にオン状態にすることにより、大きさが異なる電圧値を有するトルク設定信号Vτa,Vτbを発生させるようにした分圧回路を用いてもよい。図3に示したような分圧回路としては、IC化されたものを入手することができる。   In the above description, the torque setting signal for setting the output torque of the motor is generated using the DA converter. However, a number of resistance voltage dividing circuits that divide a constant DC voltage and have different voltage dividing ratios are provided. A large number of torque setting signals having different voltage values may be generated by selectively outputting the output voltage of the resistance voltage dividing circuit with a switch. For example, as shown in FIG. 3, one end of a number of fixed resistors R1, R2,... Is connected to the other end of a resistor R0 whose one end is connected to a positive terminal of a DC power source that outputs a constant DC voltage Vcc. The other ends of the resistors R1, R2,... Are connected to the negative terminal (grounded in the illustrated example) of the DC power source through the switches SW1, SW2,. Alternatively, a voltage dividing circuit may be used in which torque setting signals Vτa and Vτb having different voltage values are generated by turning them on. As the voltage dividing circuit shown in FIG. 3, an IC can be obtained.

上記の実施形態では、最小二乗法を用いて、可変インピーダンス素子の機構部の推定寿命を示す寿命到達時可変データ推定値及び残余寿命推定値求めるようにしたが、本発明はこのような方法を用いる場合に限定されるものではなく、例えば、過去に検出された複数の判定対象値の中から選択した2つの判定対象値と、各判定対象値が検出された時点での可変データの値とに比例演算を施すことにより、寿命の予測に用いる直線の傾きを求める線形予測法を用いて寿命到達時可変データ推定値を求めるようにすることもできる。   In the above-described embodiment, the least-square method is used to obtain the lifetime reaching variable data estimated value and the remaining lifetime estimated value indicating the estimated lifetime of the mechanism portion of the variable impedance element. It is not limited to the case of using, for example, two determination target values selected from a plurality of determination target values detected in the past, and the value of variable data at the time when each determination target value is detected By performing a proportional calculation, it is also possible to obtain a life data variable estimated value using a linear prediction method for obtaining a slope of a straight line used for life prediction.

上記の実施形態では、「操作軸位置制御装置」を構成する目標位置設定部9及びモータ制御部13の機能を実現するためにマイクロプロセッサに実行させるプログラムに、判定対象値を検出するためのタスクを実行する部分を設けることにより、上記第1の判定対象値及び第2の判定対象値をそれぞれ検出する機能を実現する第1の判定対象値検出手段及び第2の判定対象値検出手段を構成するとしたが、本発明はこのように構成する場合に限定されるものではなく、可変インピーダンス素子3,4の操作機構の検査と寿命の判定とを行わせるために、検査及び寿命推定のためのデータ収集時に、データ収集のためにモータ7a及び7bを制御して操作軸の位置を制御する検査及び/または寿命推定専用の制御ブロックを特に設けて、この制御ブロックに判定対象値を検出する機能を持たせるようにしてもよい。   In the above embodiment, the task for detecting the determination target value in the program executed by the microprocessor to realize the functions of the target position setting unit 9 and the motor control unit 13 constituting the “operation axis position control device”. The first determination target value detection unit and the second determination target value detection unit that realize the function of detecting the first determination target value and the second determination target value, respectively, are configured by providing a part for executing However, the present invention is not limited to such a configuration, and in order to perform the inspection of the operation mechanism of the variable impedance elements 3 and 4 and the determination of the life, the inspection and life estimation are performed. At the time of data collection, a control block dedicated to inspection and / or life estimation for controlling the position of the operation axis by controlling the motors 7a and 7b for data collection is provided. It may be provided with a function of detecting a decision target values in the block.

本実施形態において、可変インピーダンス素子3,4の検査及び寿命の推定は双方同時に行なわせてもよく、個別に行なわせてもよい。   In the present embodiment, both the inspection of the variable impedance elements 3 and 4 and the estimation of the life may be performed simultaneously or individually.

上記の説明では、可変インピーダンス素子が可変コンデンサであるとして実施形態の説明をしたが、可変コンデンサ以外の可変インピーダンス素子の検査及び寿命の推定を行なう場合にも本発明を適用できることはもちろんである。   In the above description, the embodiment has been described on the assumption that the variable impedance element is a variable capacitor. However, it goes without saying that the present invention can also be applied to inspection of a variable impedance element other than the variable capacitor and estimation of the lifetime.

1 高周波電源
2 プロセスチャンバ
3 第1の可変コンデンサ
4 第2の可変コンデンサ
5 インダクタンス
6 入力検出部
7a 第1のモータ
7b 第2のモータ
8 位置検出部
8a 第1の位置検出部
8b 第2の位置検出部
9 目標位置設定部
10 モータ駆動部
11 異常判定部
12 出力トルク設定部
13 モータ制御部
15a 第1の検査結果出力部
15b 第1の検査結果出力部
20a 第1のメモリ
20b 第2のメモリ
31 第3のメモリ
32 第4のメモリ
33 カレンダー部
34 第1の寿命推定部
35 第2の寿命推定部
36 モニタ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 High frequency power supply 2 Process chamber 3 1st variable capacitor 4 2nd variable capacitor 5 Inductance 6 Input detection part 7a 1st motor 7b 2nd motor 8 Position detection part 8a 1st position detection part 8b 2nd position Detection unit 9 Target position setting unit 10 Motor drive unit 11 Abnormality determination unit 12 Output torque setting unit 13 Motor control unit 15a First inspection result output unit 15b First inspection result output unit 20a First memory 20b Second memory 31 Third Memory 32 Fourth Memory 33 Calendar Unit 34 First Life Estimating Unit 35 Second Life Estimating Unit 36 Monitor

Claims (12)

電源と負荷との間に設けられて前記電源と負荷との間のインピーダンスの整合を図る際に操作される操作軸を有する可変インピーダンス素子と、モータを駆動源として前記可変インピーダンス素子の前記操作軸を操作する操作機構と、前記操作軸の現在位置を検出する操作軸位置検出部と、前記操作軸の目標位置を設定するとともに設定した目標位置と前記操作軸位置検出部により検出された前記操作軸の現在位置との偏差を零にするために必要な前記モータの駆動量を演算する目標位置設定部と、前記モータの出力トルクを設定するトルク設定信号を出力する出力トルク設定部及び前記トルク設定信号に応じて前記モータに流す駆動電流の大きさを調整し得る機能を有するモータ駆動部を備えて前記モータの出力トルクを前記トルク設定信号により設定されたトルクに等しくした状態で前記モータを前記目標位置設定部により演算された駆動量だけ回転させるように前記モータ駆動部を制御するモータ制御部とを備えたインピーダンス整合装置であって、
前記トルク設定信号の大きさを増加させながら前記操作軸の目標位置と現在位置との間の偏差を零に近づける制御を繰り返して、前記目標位置と現在位置との間に存在する残留偏差を許容値以下に抑えるために必要な前記モータの出力トルクの最小値の情報を含む数値または該最小値の情報を含む数値の大きさを評価する数値を判定対象値として検出する判定対象値検出手段と、
前記出力トルク設定部が前記判定対象値を検出する毎に該判定対象値を記憶するとともに、前記可変インピーダンス素子の機構部の寿命を表すために用いる変数を可変データとして、各判定対象値が求められた時点での前記可変データの値を記憶する判定対象値・可変データ記憶部と、
前記可変インピーダンス素子の機構部の劣化の状態が正常な状態から外れたときの前記判定対象値の値を判定基準値として、前記判定対象値が前記判定基準値に達したときに前記可変データがとることが推定される寿命到達時可変データ推定値及び該寿命到達時可変データ推定値から前記可変データの最新値を差し引くことにより求められる残余寿命推定値の少なくとも一方を前記判定対象値・可変データ記憶部に記憶されている判定対象値と可変データの値との間の関係から求める寿命推定部と、
を備えてなるインピーダンス整合装置。
A variable impedance element provided between a power source and a load and operated when matching impedance between the power source and the load, and the operation axis of the variable impedance element using a motor as a drive source An operation mechanism for operating the operation axis, an operation axis position detection unit for detecting a current position of the operation axis, a target position of the operation axis is set, and the set target position and the operation detected by the operation axis position detection unit A target position setting unit for calculating a driving amount of the motor necessary to make a deviation from the current position of the shaft zero; an output torque setting unit for outputting a torque setting signal for setting an output torque of the motor; and the torque A motor drive unit having a function of adjusting a magnitude of a drive current flowing to the motor in accordance with a setting signal, and outputting an output torque of the motor to the torque setting signal; A impedance matching device and a motor controller for controlling the motor driving unit to rotate by the driving amount calculated by the target position setting unit the motor at equal state to a torque set by,
The residual deviation existing between the target position and the current position is allowed by repeating the control to make the deviation between the target position of the operation shaft and the current position close to zero while increasing the magnitude of the torque setting signal. A determination target value detecting means for detecting, as a determination target value, a numerical value including information on the minimum value of the output torque of the motor necessary for suppressing the value to be equal to or less than a value, or a numerical value for evaluating the magnitude of the numerical value including the information on the minimum value; ,
Each time the output torque setting unit detects the determination target value, the determination target value is stored, and each determination target value is obtained by using, as variable data, a variable used to represent the life of the mechanism unit of the variable impedance element. A determination target value / variable data storage unit for storing the value of the variable data at a given time;
The value of the determination target value when the state of deterioration of the mechanism portion of the variable impedance element deviates from a normal state is set as a determination reference value, and the variable data is obtained when the determination target value reaches the determination reference value. At least one of a life-variable variable estimated value estimated to be taken and a remaining life estimated value obtained by subtracting the latest value of the variable data from the life-variable variable data estimated value is the determination target value / variable data. A life estimation unit determined from the relationship between the determination target value stored in the storage unit and the value of the variable data;
An impedance matching device comprising:
電源と負荷との間に設けられて前記電源と負荷との間のインピーダンスの整合を図る際に操作される操作軸を有する可変インピーダンス素子と、モータを駆動源として前記可変インピーダンス素子の前記操作軸を操作する操作機構と、前記操作軸の現在位置を検出する操作軸位置検出部と、前記操作軸の目標位置を設定するとともに設定した目標位置と前記操作軸位置検出部により検出された前記操作軸の現在位置との偏差を零にするために必要な前記モータの駆動量を演算する目標位置設定部と、前記モータの出力トルクを設定するトルク設定信号を出力する出力トルク設定部及び前記トルク設定信号に応じて前記モータに流す駆動電流の大きさを調整し得る機能を有するモータ駆動部を備えて前記モータの出力トルクを前記トルク設定信号により設定されたトルクに等しくした状態で前記モータを前記目標位置設定部により演算された駆動量だけ回転させるように前記モータ駆動部を制御するモータ制御部とを備えたインピーダンス整合装置であって、
前記トルク設定信号の大きさを減少させながら前記操作軸の目標位置と現在位置との間の偏差を零に近づける制御を繰り返して、前記目標位置と現在位置との間に存在する残留偏差が許容値を超える状態を招く前記モータの出力トルクの最大値の情報を含む数値または該最大値の情報を含む数値の大きさを評価する数値を判定対象値として検出する判定対象値検出手段と、
前記出力トルク設定部が前記判定対象値を検出する毎に該判定対象値を記憶するとともに、前記可変インピーダンス素子の機構部の寿命を表すために用いる変数を可変データとして、各判定対象値が求められた時点での前記可変データの値を記憶する判定対象値・可変データ記憶部と、
前記可変インピーダンス素子の機構部の劣化の状態が正常な状態から外れたときの前記判定対象値の値を判定基準値として、前記判定対象値が前記判定基準値に達したときに前記可変データがとることが推定される寿命到達時可変データ推定値及び該寿命到達時可変データ推定値から前記可変データの最新値を差し引くことにより求められる残余寿命推定値の少なくとも一方を前記判定対象値・可変データ記憶部に記憶されている判定対象値と可変データの値との間の関係から求める寿命推定部と、
を備えてなるインピーダンス整合装置。
A variable impedance element provided between a power source and a load and operated when matching impedance between the power source and the load, and the operation axis of the variable impedance element using a motor as a drive source An operation mechanism for operating the operation axis, an operation axis position detection unit for detecting a current position of the operation axis, a target position of the operation axis is set, and the set target position and the operation detected by the operation axis position detection unit A target position setting unit for calculating a driving amount of the motor necessary to make a deviation from the current position of the shaft zero; an output torque setting unit for outputting a torque setting signal for setting an output torque of the motor; and the torque A motor drive unit having a function of adjusting a magnitude of a drive current flowing to the motor in accordance with a setting signal, and outputting an output torque of the motor to the torque setting signal; A impedance matching device and a motor controller for controlling the motor driving unit to rotate by the driving amount calculated by the target position setting unit the motor at equal state to a torque set by,
While the magnitude of the torque setting signal is decreased, the control to make the deviation between the target position of the operating shaft and the current position close to zero is allowed to allow a residual deviation existing between the target position and the current position. A determination target value detecting means for detecting, as a determination target value, a numerical value that includes information on the maximum value of the output torque of the motor that causes a state exceeding the value or a numerical value that includes the maximum value information;
Each time the output torque setting unit detects the determination target value, the determination target value is stored, and each determination target value is obtained by using, as variable data, a variable used to represent the life of the mechanism unit of the variable impedance element. A determination target value / variable data storage unit for storing the value of the variable data at a given time;
The value of the determination target value when the state of deterioration of the mechanism portion of the variable impedance element deviates from a normal state is set as a determination reference value, and the variable data is obtained when the determination target value reaches the determination reference value. At least one of a life-variable variable estimated value estimated to be taken and a remaining life estimated value obtained by subtracting the latest value of the variable data from the life-variable variable data estimated value is the determination target value / variable data. A life estimation unit determined from the relationship between the determination target value stored in the storage unit and the value of the variable data;
An impedance matching device comprising:
電源と負荷との間に設けられて前記電源と負荷との間のインピーダンスの整合を図る際に操作される操作軸を有する可変インピーダンス素子と、モータを駆動源として前記可変インピーダンス素子の前記操作軸を操作する操作機構と、前記操作軸の現在位置を検出する操作軸位置検出部と、前記操作軸の目標位置を設定するとともに設定した目標位置と前記操作軸位置検出部により検出された前記操作軸の現在位置との偏差を零にするために必要な前記モータの駆動量を演算する目標位置設定部と、前記モータの出力トルクを設定するトルク設定信号を出力する出力トルク設定部及び前記トルク設定信号に応じて前記モータに流す駆動電流の大きさを調整し得る機能を有するモータ駆動部を備えて前記モータの出力トルクを前記トルク設定信号により設定されたトルクに等しくした状態で前記モータを前記目標位置設定部により演算された駆動量だけ回転させるように前記モータ駆動部を制御するモータ制御部とを備えたインピーダンス整合装置であって、
前記可変インピーダンス素子の機構部が正常な状態で前記可変インピーダンス素子の操作軸の実際の位置と目標位置との間に存在する残留偏差を零に近づける制御を行う際に前記モータの出力トルクが取り得る値の中から選定した値を有するトルクを検査時トルクとして、前記モータの出力トルクを前記検査時トルクに固定した状態で、前記残留偏差を零に近づける制御を行わせて、該制御が完了したときに前記可変インピーダンス素子の操作軸の実際の位置と目標位置との間に存在する残留偏差の大きさの情報を含む数値または該残留偏差の大きさの情報を含む数値の大きさを評価する数値を判定対象値として検出する判定対象値検出手段と、
前記出力トルク設定部が前記判定対象値を検出する毎に該判定対象値を記憶するとともに、前記可変インピーダンス素子の機構部の寿命を表すために用いる変数を可変データとして、各判定対象値が求められた時点での前記可変データの値を記憶する判定対象値・可変データ記憶部と、
前記可変インピーダンス素子の機構部の劣化の状態が正常な状態から外れたときの前記判定対象値の値を判定基準値として、前記判定対象値が前記判定基準値に達したときに前記可変データがとることが推定される寿命到達時可変データ推定値及び該寿命到達時可変データ推定値から前記可変データの最新値を差し引くことにより求められる残余寿命推定値の少なくとも一方を前記判定対象値・可変データ記憶部に記憶されている判定対象値と可変データの値との間の関係から求める寿命推定部と、
を備えてなるインピーダンス整合装置。
A variable impedance element provided between a power source and a load and operated when matching impedance between the power source and the load, and the operation axis of the variable impedance element using a motor as a drive source An operation mechanism for operating the operation axis, an operation axis position detection unit for detecting a current position of the operation axis, a target position of the operation axis is set, and the set target position and the operation detected by the operation axis position detection unit A target position setting unit for calculating a driving amount of the motor necessary to make a deviation from the current position of the shaft zero; an output torque setting unit for outputting a torque setting signal for setting an output torque of the motor; and the torque A motor drive unit having a function of adjusting a magnitude of a drive current flowing to the motor in accordance with a setting signal, and outputting an output torque of the motor to the torque setting signal; A impedance matching device and a motor controller for controlling the motor driving unit to rotate by the driving amount calculated by the target position setting unit the motor at equal state to a torque set by,
When the mechanism of the variable impedance element is in a normal state, the output torque of the motor is taken when the residual deviation existing between the actual position of the operation axis of the variable impedance element and the target position is brought close to zero. With the torque having a value selected from the obtained values as inspection torque, the control is completed by causing the residual deviation to approach zero while the output torque of the motor is fixed to the inspection torque. The numerical value including the information on the magnitude of the residual deviation existing between the actual position of the operation axis of the variable impedance element and the target position or the magnitude of the numerical value including the information on the magnitude of the residual deviation is evaluated. Determination target value detection means for detecting a numerical value to be determined as a determination target value;
Each time the output torque setting unit detects the determination target value, the determination target value is stored, and each determination target value is obtained by using, as variable data, a variable used to represent the life of the mechanism unit of the variable impedance element. A determination target value / variable data storage unit for storing the value of the variable data at a given time;
The value of the determination target value when the state of deterioration of the mechanism portion of the variable impedance element deviates from a normal state is set as a determination reference value, and the variable data is obtained when the determination target value reaches the determination reference value. At least one of a life-variable variable estimated value estimated to be taken and a remaining life estimated value obtained by subtracting the latest value of the variable data from the life-variable variable data estimated value is the determination target value / variable data. A life estimation unit determined from the relationship between the determination target value stored in the storage unit and the value of the variable data;
An impedance matching device comprising:
電源と負荷との間に設けられて前記電源と負荷との間のインピーダンスの整合を図る際に操作される操作軸を有する可変インピーダンス素子と、モータを駆動源として前記可変インピーダンス素子の前記操作軸を操作する操作機構と、前記操作軸の現在位置を検出する操作軸位置検出部と、前記操作軸の目標位置を設定するとともに設定した目標位置と前記操作軸位置検出部により検出された前記操作軸の現在位置との偏差を零にするために必要な前記モータの駆動量を演算する目標位置設定部と、前記モータの出力トルクを設定するトルク設定信号を出力する出力トルク設定部及び前記トルク設定信号に応じて前記モータに流す駆動電流の大きさを調整し得る機能を有するモータ駆動部を備えて前記モータの出力トルクを前記トルク設定信号により設定されたトルクに等しくした状態で前記モータを前記目標位置設定部により演算された駆動量だけ回転させるように前記モータ駆動部を制御するモータ制御部とを備えたインピーダンス整合装置であって、
前記可変インピーダンス素子の操作軸の予め設定された変位の範囲を検査対象範囲として該検査対象範囲で前記操作軸の目標位置と現在位置とを監視して前記モータ制御部による制御が完了した時点で前記目標位置と現在位置との間に存在する残留偏差が許容値を超えたときに異常判定を行う異常判定部と、
前記トルク設定信号の大きさを増加させながら前記操作軸の目標位置と現在位置との間の偏差を零に近づける制御を繰り返して、前記異常判定部が初めて前記検査対象範囲の全範囲で異常判定を行わなかったときの前記トルク設定信号の大きさの情報を含む数値または該トルク設定信号の大きさの情報を含む数値の大きさを評価する数値を判定対象値として検出する判定対象値検出手段と、
前記出力トルク設定部が前記判定対象値を検出する毎に該判定対象値を記憶するとともに、前記可変インピーダンス素子の機構部の寿命を表すために用いる変数を可変データとして、各判定対象値が求められた時点での前記可変データの値を記憶する判定対象値・可変データ記憶部と、
前記可変インピーダンス素子の機構部の劣化の状態が正常な状態から外れたときの前記判定対象値の値を判定基準値として、前記判定対象値が前記判定基準値に達したときに前記可変データがとることが推定される寿命到達時可変データ推定値及び該寿命到達時可変データ推定値から前記可変データの最新値を差し引くことにより求められる残余寿命推定値の少なくとも一方を前記判定対象値・可変データ記憶部に記憶されている判定対象値と可変データの値との間の関係から求める寿命推定部と、
を更に備えてなるインピーダンス整合装置。
A variable impedance element provided between a power source and a load and operated when matching impedance between the power source and the load, and the operation axis of the variable impedance element using a motor as a drive source An operation mechanism for operating the operation axis, an operation axis position detection unit for detecting a current position of the operation axis, a target position of the operation axis is set, and the set target position and the operation detected by the operation axis position detection unit A target position setting unit for calculating a driving amount of the motor necessary to make a deviation from the current position of the shaft zero; an output torque setting unit for outputting a torque setting signal for setting an output torque of the motor; and the torque A motor drive unit having a function of adjusting a magnitude of a drive current flowing to the motor in accordance with a setting signal, and outputting an output torque of the motor to the torque setting signal; A impedance matching device and a motor controller for controlling the motor driving unit to rotate by the driving amount calculated by the target position setting unit the motor at equal state to a torque set by,
When a preset displacement range of the operation axis of the variable impedance element is set as an inspection target range, a target position and a current position of the operation axis are monitored in the inspection target range, and control by the motor control unit is completed An abnormality determination unit that performs abnormality determination when a residual deviation existing between the target position and the current position exceeds an allowable value;
The abnormality determination unit for the first time makes an abnormality determination over the entire range of the inspection target range by repeatedly controlling the deviation between the target position of the operation axis and the current position to be zero while increasing the magnitude of the torque setting signal. Determination target value detection means for detecting, as a determination target value, a numerical value that includes information on the magnitude of the torque setting signal when it is not performed or a numerical value that evaluates the magnitude of the numerical value that includes information on the magnitude of the torque setting signal When,
Each time the output torque setting unit detects the determination target value, the determination target value is stored, and each determination target value is obtained by using, as variable data, a variable used to represent the life of the mechanism unit of the variable impedance element. A determination target value / variable data storage unit for storing the value of the variable data at a given time;
The value of the determination target value when the state of deterioration of the mechanism portion of the variable impedance element deviates from a normal state is set as a determination reference value, and the variable data is obtained when the determination target value reaches the determination reference value. At least one of a life-variable variable estimated value estimated to be taken and a remaining life estimated value obtained by subtracting the latest value of the variable data from the life-variable variable data estimated value is the determination target value / variable data. A life estimation unit determined from the relationship between the determination target value stored in the storage unit and the value of the variable data;
An impedance matching device further comprising:
電源と負荷との間に設けられて前記電源と負荷との間のインピーダンスの整合を図る際に操作される操作軸を有する可変インピーダンス素子と、モータを駆動源として前記可変インピーダンス素子の前記操作軸を操作する操作機構と、前記操作軸の現在位置を検出する操作軸位置検出部と、前記操作軸の目標位置を設定するとともに設定した目標位置と前記操作軸位置検出部により検出された前記操作軸の現在位置との偏差を零にするために必要な前記モータの駆動量を演算する目標位置設定部と、前記モータの出力トルクを設定するトルク設定信号を出力する出力トルク設定部及び前記トルク設定信号に応じて前記モータに流す駆動電流の大きさを調整し得る機能を有するモータ駆動部を備えて前記モータの出力トルクを前記トルク設定信号により設定されたトルクに等しくした状態で前記モータを前記目標位置設定部により演算された駆動量だけ回転させるように前記モータ駆動部を制御するモータ制御部とを備えたインピーダンス整合装置であって、
前記可変インピーダンス素子の操作軸の予め設定された変位の範囲を検査対象範囲として該検査対象範囲で前記操作軸の目標位置と現在位置とを監視して前記モータ制御部による制御が完了した時点で前記目標位置と現在位置との間に存在する残留偏差が許容値を超えたときに異常判定を行う異常判定部と、
前記トルク設定信号の大きさを減少させながら前記操作軸の目標位置と現在位置との間の偏差を零に近づける制御を繰り返して、前記異常判定部が初めて異常判定を行ったときの前記トルク設定信号の大きさの情報を含む数値または該トルク設定信号の大きさの情報を含む数値の大きさを評価する数値を判定対象値として検出する判定対象値検出手段と、
前記出力トルク設定部が前記判定対象値を検出する毎に該判定対象値を記憶するとともに、前記可変インピーダンス素子の機構部の寿命を表すために用いる変数を可変データとして、各判定対象値が求められた時点での前記可変データの値を記憶する判定対象値・可変データ記憶部と、
前記可変インピーダンス素子の機構部の劣化の状態が正常な状態から外れたときの前記判定対象値の値を判定基準値として、前記判定対象値が前記判定基準値に達したときに前記可変データがとることが推定される寿命到達時可変データ推定値及び該寿命到達時可変データ推定値から前記可変データの最新値を差し引くことにより求められる残余寿命推定値の少なくとも一方を前記判定対象値・可変データ記憶部に記憶されている判定対象値と可変データの値との間の関係から求める寿命推定部と、
を更に備えてなるインピーダンス整合装置。
A variable impedance element provided between a power source and a load and operated when matching impedance between the power source and the load, and the operation axis of the variable impedance element using a motor as a drive source An operation mechanism for operating the operation axis, an operation axis position detection unit for detecting a current position of the operation axis, a target position of the operation axis is set, and the set target position and the operation detected by the operation axis position detection unit A target position setting unit for calculating a driving amount of the motor necessary to make a deviation from the current position of the shaft zero; an output torque setting unit for outputting a torque setting signal for setting an output torque of the motor; and the torque A motor drive unit having a function of adjusting a magnitude of a drive current flowing to the motor in accordance with a setting signal, and outputting an output torque of the motor to the torque setting signal; A impedance matching device and a motor controller for controlling the motor driving unit to rotate by the driving amount calculated by the target position setting unit the motor at equal state to a torque set by,
When a preset displacement range of the operation axis of the variable impedance element is set as an inspection target range, a target position and a current position of the operation axis are monitored in the inspection target range, and control by the motor control unit is completed An abnormality determination unit that performs abnormality determination when a residual deviation existing between the target position and the current position exceeds an allowable value;
The torque setting when the abnormality determination unit makes an abnormality determination for the first time by repeatedly controlling the deviation between the target position of the operation shaft and the current position to be close to zero while decreasing the magnitude of the torque setting signal. A determination target value detection means for detecting, as a determination target value, a numerical value that includes information on the magnitude of a signal or a numerical value that evaluates the magnitude of a numerical value that includes information on the magnitude of the torque setting signal;
Each time the output torque setting unit detects the determination target value, the determination target value is stored, and each determination target value is obtained by using, as variable data, a variable used to represent the life of the mechanism unit of the variable impedance element. A determination target value / variable data storage unit for storing the value of the variable data at a given time;
The value of the determination target value when the state of deterioration of the mechanism portion of the variable impedance element deviates from a normal state is set as a determination reference value, and the variable data is obtained when the determination target value reaches the determination reference value. At least one of a life-variable variable estimated value estimated to be taken and a remaining life estimated value obtained by subtracting the latest value of the variable data from the life-variable variable data estimated value is the determination target value / variable data. A life estimation unit determined from the relationship between the determination target value stored in the storage unit and the value of the variable data;
An impedance matching device further comprising:
前記寿命推定部は、前記判定対象値・可変データ記憶部に記憶されている可変データの値のうち、最新のN(Nは2以上の整数)個の可変データの値と、該N個の可変データの値のそれぞれに対応する判定対象値とを用いて前記寿命到達時可変データ推定値または前記残余寿命推定値を求めるように構成されている請求項1ないし5のいずれか1つに記載のインピーダンス整合装置。   The life estimation unit includes the latest N (N is an integer of 2 or more) variable data values among the variable data values stored in the determination target value / variable data storage unit, and the N data 6. The apparatus according to claim 1, wherein the variable data estimated value at the time of reaching the lifetime or the estimated remaining life value is obtained using a determination target value corresponding to each value of the variable data. Impedance matching device. 前記寿命推定部は、前記寿命到達時可変データ推定値または前記残余寿命推定値を求めることができないときに、前記Nの値を増加させて前記寿命到達時可変データ推定値または前記残余寿命推定値を求めるように構成されている請求項6に記載のインピーダンス整合装置。   When the life estimation unit cannot obtain the lifetime variable data estimation value or the remaining lifetime estimation value, the life estimation section increases the value of N to increase the lifetime variable data estimation value or the remaining lifetime estimation value. The impedance matching device according to claim 6, wherein the impedance matching device is configured to obtain the following. 前記判定対象値・可変データ記憶部に記憶される可変データの値は、前記基準時からの累積日数または累積時間、前記モータの駆動量の前記基準時からの累積値、前記モータの往復動作回数の前記基準時からの累積値及び前記電源から負荷に電力を供給する時間の前記基準時からの累積値からなる可変データ群の中から選択された少なくとも1つの可変データの値である請求項1ないし7のいずれか1つに記載のインピーダンス整合装置。   The value of the variable data stored in the determination target value / variable data storage unit includes the cumulative number of days or time from the reference time, the cumulative value of the motor drive amount from the reference time, and the number of reciprocating operations of the motor. 2. The value of at least one variable data selected from a variable data group consisting of a cumulative value from the reference time and a cumulative value from the reference time of a time for supplying power from the power source to the load. The impedance matching device according to any one of 1 to 7. 前記寿命推定部が前記残余寿命推定値を求める際に用いる前記可変データの最新値は、前記判定対象値・可変データ記憶部に記憶された可変データの値のうちの最新の値または残余寿命推定値を求める際に新たに取得した値である請求項1ないし8のいずれか1つに記載のインピーダンス整合装置。   The latest value of the variable data used when the life estimation unit obtains the remaining life estimation value is the latest value of the variable data values stored in the determination target value / variable data storage unit or the remaining life estimation. 9. The impedance matching device according to claim 1, wherein the impedance matching device is a value newly acquired when the value is obtained. 前記寿命推定部は、最小自乗法を用いて前記寿命到達時可変データ推定値を求めるように構成されている請求項1ないし9のいずれか1つに記載のインピーダンス整合装置。   The impedance matching apparatus according to any one of claims 1 to 9, wherein the life estimation unit is configured to obtain the life variable variable data estimated value using a least square method. 前記寿命推定部は、線形予測法を用いて前記寿命到達時可変データ推定値を求めるように構成されている請求項1ないし9のいずれか1つに記載のインピーダンス整合装置。   The impedance matching apparatus according to claim 1, wherein the life estimation unit is configured to obtain the variable data estimated value when the life is reached using a linear prediction method. 前記寿命推定部で推定された寿命到達時可変データ推定値及び前記残余寿命推定値の少なくとも一方を表示する表示部を更に備えている請求項1ないし11のいずれか1つに記載のインピーダンス整合装置。   The impedance matching device according to any one of claims 1 to 11, further comprising a display unit that displays at least one of the variable data estimated value at the end of life estimated by the lifetime estimating unit and the estimated remaining lifetime value. .
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