JP6251582B2

JP6251582B2 - Method and apparatus for determining appropriateness of motor, and robot apparatus

Info

Publication number: JP6251582B2
Application number: JP2014011418A
Authority: JP
Inventors: 昌雄古谷
Original assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Current assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Priority date: 2014-01-24
Filing date: 2014-01-24
Publication date: 2017-12-20
Anticipated expiration: 2034-01-24
Also published as: JP2015139347A

Description

本発明は、巻線を有するモータと該モータのドライバとの組合せの適正を判定する方法及び装置、並びにこれを用いたロボット装置に関する。 The present invention relates to a method and apparatus for determining the appropriateness of a combination of a motor having a winding and a driver of the motor, and a robot apparatus using the same.

各種の移動体を備える装置には、様々なモータが搭載されている。例えば工業用ロボット装置等においては、移動速度や回転角度などを高精度に制御することができるサーボモータが、多数種使用されている。サーボモータはサーボアンプ（ドライバ）によって駆動されるが、両者は容量をマッチングさせて組み合わせる必要がある。例えば、サーボアンプ容量に対してサーボモータ容量が小さすぎると、サーボモータに過度の電流が流れ、モータ焼損の要因となる。逆に、サーボモータ容量が大きすぎると、サーボモータのトルクが不足することになる。 Various motors are mounted on apparatuses including various moving bodies. For example, in an industrial robot apparatus or the like, many types of servo motors that can control a moving speed, a rotation angle, and the like with high accuracy are used. The servo motor is driven by a servo amplifier (driver), and both of them need to be combined with matching capacity. For example, if the servo motor capacity is too small relative to the servo amplifier capacity, an excessive current flows through the servo motor, causing motor burnout. Conversely, if the servo motor capacity is too large, the torque of the servo motor will be insufficient.

しかし、多数種のサーボモータが使用されるロボット装置等においては、当該装置の生産時やモータの交換時に、サーボモータとサーボアンプとの組合せのミスマッチが生じ得る。その誘因の一つは、多数種のサーボモータにおいてコネクタ類を含む配線部材が共通部品化されていることである。 However, in a robot apparatus or the like in which many types of servo motors are used, a mismatch between the combination of the servo motor and the servo amplifier may occur when the apparatus is produced or when the motor is replaced. One of the incentives is that the wiring members including connectors are common parts in many types of servo motors.

そこで、実際に組み付けられたサーボモータとサーボアンプとの組合せが適正であるか否かを判別する技術が必要となる。特許文献１には、温度特性の異なる抵抗素子を予めモータに組み込み、その抵抗値を計測することでモータの種類判別を行う技術が開示されている。しかし、この技術では、前記抵抗素子を予め組み付ける手間が必要であり、また組み付け間違いが生じ得る。特許文献２には、複数種のモータを実際に駆動させた時の電気的な特性値を予め記憶しておき、モータの組み付け後に実際にモータを駆動させることでモータの種類判別を行う技術が開示されている。しかし、この技術では、モータの特性値が負荷によって変動するため正確な種類判別が阻害される懸念があり、また、種類判別のための駆動によってモータが焼損してしまうリスクもある。 Therefore, a technique for determining whether or not the combination of the servo motor and the servo amplifier that are actually assembled is appropriate is required. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-228561 discloses a technique for determining a motor type by incorporating resistance elements having different temperature characteristics into a motor in advance and measuring the resistance value. However, this technique requires time and labor for assembling the resistance element in advance, and an assembly error may occur. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-26883 discloses a technique for storing in advance electrical characteristic values when a plurality of types of motors are actually driven, and determining the type of motor by actually driving the motor after the motor is assembled. It is disclosed. However, with this technique, there is a concern that accurate type discrimination is hindered because the characteristic value of the motor varies depending on the load, and there is also a risk that the motor will burn out due to drive for type discrimination.

特開２００８−１５４４２５号公報JP 2008-154425 A 特開２００１−１３６７８３号公報JP 2001-136783 A

本発明の目的は、巻線を有するモータと該モータのドライバとの組合せの適正を、簡易且つ確実に判定することができる技術を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a technique that can easily and reliably determine the appropriateness of a combination of a motor having a winding and a driver of the motor.

本発明の一局面に係るモータの適正判定方法は、巻線を有するモータと、該モータを駆動するドライバと、前記モータによって移動される移動体とを含む駆動系において、前記ドライバに対する前記モータの電気的な組合せ適正を判定する方法であって、前記ドライバによって前記モータを駆動させ、前記移動体を移動経路に沿って移動させるステップと、前記移動経路上又はその近傍に配置されたストッパに前記移動体を当止させ、前記モータのロック状態を形成するステップと、前記ロック状態となる前の状態のモータの、前記巻線に印加されるモータ電圧を検出するステップと、前記モータ電圧に基づいて、前記ドライバに対する前記モータの電気的な組合せ適正を判定するステップと、を備える。 According to an aspect of the present invention, there is provided a method for determining the appropriateness of a motor, including: a motor having a winding; a driver that drives the motor; and a moving body that is moved by the motor. A method for determining appropriate electrical combination, wherein the motor is driven by the driver and the moving body is moved along a movement path, and the stopper is disposed on or in the vicinity of the movement path. the mobile is abutting-stops, and detecting and forming a locked state of the motor, the motor in a state before becoming the locked state, the motor voltage applied to the winding, on the basis of the motor voltage And determining the appropriate electrical combination of the motor with respect to the driver.

この方法によれば、巻線を有するモータをロック状態とすることで、当該モータを電気的に単なるコイルと扱えるようにすることができる。一般に、巻線抵抗はモータの種別（容量）と密接に関連する。容量が大きいモータの巻線は、線径が太くターン数が少ないことから巻線抵抗は小さく、容量が小さいモータの巻線は、線径が細くターン数が多いことから巻線抵抗は大きい傾向がある。従って、ロック状態となる前の状態のモータの、前記巻線に印加されるモータ電圧を検出することで、モータの種別を的確に判別することができる。このため、ドライバに対するモータの組合せ適合性も的確に判定することができる。 According to this method, by setting the motor having the windings in the locked state, the motor can be electrically handled as a simple coil. In general, the winding resistance is closely related to the type (capacity) of the motor. Windings of motors with large capacities tend to have a large winding diameter and small number of turns, so the winding resistance is small, and windings of motors with small capacities tend to have a large winding resistance because of the small diameter and many turns There is. Therefore, the motor in a state before the locked state, by detecting the motor voltage applied to the windings, it is possible to accurately determine the type of motor. For this reason, it is possible to accurately determine the suitability of the motor for the driver.

上記のモータの適正判定方法において、前記組合せ適正を判定するステップは、前記モータ電圧が、適正なモータの巻線抵抗に応じて予め定められた範囲の電圧であるか否かを判定するステップであることが望ましい。 In the motor suitability determination method, the step of determining the suitability of the combination is a step of determining whether or not the motor voltage is a voltage within a predetermined range according to a proper winding resistance of the motor. It is desirable to be.

この方法によれば、ロック状態となる前の状態のモータのモータ電圧を検知することで、簡易且つ確実にモータの巻線抵抗を評価することができる。一般に、前記移動体がストッパに当止されると、モータは過負荷状態となる。従って、過負荷発生の検出とモータ電圧の検出とを組み合わせることにより、前記移動体のストッパへの当止検知、及びモータの巻線抵抗の評価を、簡易なシーケンスで実現することができる。 According to this method, it is possible to easily and reliably evaluate the winding resistance of the motor by detecting the motor voltage of the motor in the state before the locked state. Generally, when the moving body is stopped by a stopper, the motor is overloaded. Therefore, by combining the detection of the occurrence of overload and the detection of the motor voltage, the detection of the stop of the moving body against the stopper and the evaluation of the winding resistance of the motor can be realized in a simple sequence.

上記のモータの適正判定方法において、前記ストッパは、前記移動体の原点復帰動作のために設置されたものであり、前記原点復帰動作の際に、上記の一連のステップが実行されることが望ましい。 In the motor determination method described above, it is preferable that the stopper is installed for the origin return operation of the moving body, and the series of steps described above is performed during the origin return operation. .

この方法によれば、装置の使用開始時又は電源投入時、或いはモータ交換後などに実行される移動体の原点復帰動作の機会を利用して、ドライバに対するモータの組合せ適合性を判定させることができる。 According to this method, it is possible to determine the suitability of the motor for the driver by using the opportunity of the origin return operation of the moving body that is executed at the start of use of the apparatus, when the power is turned on, or after the motor is replaced. it can.

本発明の他の局面に係るモータの適正判定装置は、巻線を有するモータと、前記モータを駆動するドライバと、前記モータによって移動力が与えられ、所定の移動経路に沿って移動する移動体と、前記移動経路上又はその近傍に配置されるストッパと、前記移動体が、前記モータによって前記移動経路に沿って移動すると共に前記ストッパに当止するように、前記ドライバを制御する駆動制御部と、少なくとも前記ストッパに前記移動体が当止した状態となる前の状態において、前記モータの、前記巻線に印加されるモータ電圧を検出する測定部と、前記モータ電圧に基づいて、前記ドライバに対する前記モータの電気的な組合せ適正を判定する判定部と、を備える。 An appropriateness determination apparatus for a motor according to another aspect of the present invention includes a motor having a winding, a driver that drives the motor, and a moving body that is given a moving force by the motor and moves along a predetermined moving path. And a stopper disposed on or in the vicinity of the movement path, and a drive control unit that controls the driver so that the moving body moves along the movement path by the motor and stops against the stopper. When, in a state before the movable body in at least the stopper is equivalent sealed state, of the motor, and a measuring unit for detecting the motor voltage applied to the winding, on the basis of the motor voltage, the driver And a determination unit for determining whether the electric combination of the motor is appropriate.

この構成によれば、前記駆動制御部が前記移動体を前記ストッパに当止させることで、巻線を有するモータをロック状態とすることができ、当該モータを電気的に単なるコイルと扱えるようにすることができる。そして、測定部が、ロック状態となる前の状態のモータの、前記巻線に印加されるモータ電圧を検出することで、判定部がモータの種別を的確に判別することができる。このため、ドライバに対するモータの組合せ適合性も的確に判定することができる。 According to this configuration, the drive control unit stops the moving body against the stopper so that the motor having the windings can be locked, and the motor can be electrically handled as a simple coil. can do. The measuring unit detects the motor voltage applied to the winding of the motor in a state before the locked state, whereby the determining unit can accurately determine the type of the motor. For this reason, it is possible to accurately determine the suitability of the motor for the driver.

上記のモータの適正判定装置において、前記ドライバに対して適正なモータが組合せられた場合に検出されるべきモータ電圧の上限値及び下限値と、前記モータの負荷が過負荷であることを判定する過負荷条件とを記憶する記憶部をさらに備え、前記判定部は、前記測定部の計測結果に基づき、前記過負荷条件を満たすか否かを判定しつつ、前記モータ電圧が前記上限値の範囲内にあるか否かを判定することが望ましい。 In proper determination apparatus of the motor, it determines the upper limit value and the lower limit value of the motor voltage to be detected when the proper motor is combined to the driver, load of the motor is overloaded The storage unit further stores an overload condition, and the determination unit determines whether the overload condition is satisfied based on the measurement result of the measurement unit, and the motor voltage is within the upper limit range. It is desirable to determine whether it is within.

この構成によれば、ロック状態のモータのモータ電圧が前記上限値の範囲内にあるか否か判定することで、簡易且つ確実にモータの巻線抵抗を評価することができる。また、過負荷条件の監視とモータ電圧の検出とを組み合わせることにより、前記移動体のストッパへの当止検知、及びモータの巻線抵抗の評価を、簡易なシーケンスで実現することができる。 According to this configuration, it is possible to easily and reliably evaluate the winding resistance of the motor by determining whether or not the motor voltage of the locked motor is within the range of the upper limit value . Further, by combining the monitoring of the overload condition and the detection of the motor voltage, it is possible to realize the detection of the stop of the moving body against the stopper and the evaluation of the winding resistance of the motor in a simple sequence.

上記のモータの適正判定装置において、前記ストッパは、前記移動体の原点復帰動作のために設置されたものであり、前記駆動制御部は、前記原点復帰動作のために前記移動体を前記ストッパに当止させる制御を行うことが望ましい。 In the motor appropriateness determination apparatus, the stopper is installed for an origin return operation of the movable body, and the drive control unit uses the movable body as the stopper for the origin return operation. It is desirable to perform control to stop.

この構成によれば、装置の使用開始時又は電源投入時、或いはモータ交換後などに実行される移動体の原点復帰動作の機会を利用して、前記判定部においてドライバに対するモータの組合せ適合性を判定させることができる。 According to this configuration, the determination unit uses the opportunity of the origin return operation of the moving body that is executed at the start of use of the apparatus, when the power is turned on, or after the motor replacement, etc. Can be determined.

本発明のさらに他の局面に係るロボット装置は、上記のモータの適正判定装置の前記移動体がロボット要素として用いられるロボット装置であって、前記モータは交換可能に前記ロボット装置に組み付けられ、前記駆動制御部は、前記モータが交換された後に、前記移動体を前記ストッパに当止させる制御を行う。 A robot apparatus according to still another aspect of the present invention is a robot apparatus in which the moving body of the motor appropriateness determination apparatus is used as a robot element, wherein the motor is replaceably assembled to the robot apparatus, The drive control unit performs control to stop the moving body against the stopper after the motor is replaced.

この構成によれば、メンテナンス等によりモータが交換された後に、ドライバに対する当該交換されたモータの組合せ適合性を判定させる機能を、ロボット装置に具備させることができる。 According to this configuration, after the motor is replaced by maintenance or the like, the robot apparatus can be provided with a function of determining the compatibility of the replaced motor with the driver.

本発明によれば、巻線を有するモータと該モータのドライバとの組合せの適正を、簡易且つ確実に判定することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the appropriateness of the combination of the motor which has a coil | winding, and the driver of this motor can be determined easily and reliably.

単軸ロボットの構成を示す模式的な図である。It is a schematic diagram which shows the structure of a single axis robot. 本発明の実施形態に係るロボット装置（モータの適正判定装置）の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the robot apparatus (motor appropriateness determination apparatus) which concerns on embodiment of this invention. サーボアンプに適正な容量のサーボモータが組合せられた場合の、モータ電圧及びモータ電流を示すグラフである。It is a graph which shows a motor voltage and a motor current at the time of combining the servo motor of appropriate capacity | capacitance with a servo amplifier. サーボアンプに過小な容量のサーボモータが組合せられた場合の、モータ電圧及びモータ電流を示すグラフである。It is a graph which shows a motor voltage and a motor current at the time of combining a servomotor with an excessive capacity | capacitance with a servo amplifier. サーボアンプに過大な容量のサーボモータが組合せられた場合の、モータ電圧及びモータ電流を示すグラフである。It is a graph which shows a motor voltage and a motor electric current when a servomotor with an excessive capacity is combined with a servo amplifier. コントローラによるモータの適正判定動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the appropriateness determination operation of the motor by a controller.

以下、本発明の実施形態を、図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明に係るモータの適正判定方法の一つの適用対象として例示する、単軸ロボット１の構成を示す模式的な図である。本発明に係るモータの適正判定方法は、巻線を有するモータと、該モータを駆動するドライバと、前記モータによって移動される移動体とを含み、該移動体がストッパによって所定の基準位置に当止される構成を備える駆動系全般に適用可能である。ここでは、前記駆動系の一例として、単軸ロボット１を例示する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration of a single-axis robot 1 exemplified as one application target of a motor suitability determination method according to the present invention. A motor suitability determination method according to the present invention includes a motor having a winding, a driver that drives the motor, and a moving body that is moved by the motor, and the moving body hits a predetermined reference position by a stopper. The present invention can be applied to all drive systems having a configuration that can be stopped. Here, a single-axis robot 1 is illustrated as an example of the drive system.

単軸ロボット１は、ロボットユニット１０と、該ロボットユニット１０に駆動力を与えるモータユニット２０とを含む。ロボットユニット１０は、ベースフレーム１１、ねじ軸１２（移動経路）及び移動テーブル１３（移動体）を含む。 The single-axis robot 1 includes a robot unit 10 and a motor unit 20 that applies a driving force to the robot unit 10. The robot unit 10 includes a base frame 11, a screw shaft 12 (movement path), and a movement table 13 (moving body).

ベースフレーム１１は、Ｘ方向に直線状に延びる金属フレームであり、ねじ軸１２を収容する内部空間と、移動テーブル１３の＋Ｘ又は−Ｘ方向への移動をガイドするレール部とを備えている。ねじ軸１２は、外周面に雄ねじが形成され、Ｘ方向に直線状に延びる軸部材であり、ベースフレーム１１の前記内部空間に収容されている。ベースフレーム１１のＸ方向両端部には、ねじ軸１２の軸端を各々回転自在に支持する軸受け部が設けられている。 The base frame 11 is a metal frame that extends linearly in the X direction, and includes an internal space that houses the screw shaft 12 and a rail portion that guides the movement of the moving table 13 in the + X or −X direction. The screw shaft 12 is a shaft member in which a male screw is formed on the outer peripheral surface and extends linearly in the X direction, and is accommodated in the internal space of the base frame 11. Bearing portions that rotatably support the shaft ends of the screw shafts 12 are provided at both ends in the X direction of the base frame 11.

移動テーブル１３は、ロボット要素として用いられる移動体であり、ナット部材１４を介してねじ軸１２に係合されている。ナット部材１４は、ねじ軸１２と噛み合う雌ねじ部と、移動テーブル１３を支持する支持部とを含む。モータユニット２０は、ベースフレーム１１の＋Ｘ方向端部に配置され、ねじ軸１２を正方向又は逆方向に回転させることで、ねじ軸１２に沿った移動経路を移動するよう移動テーブル１３に移動力を与える。例えば、ねじ軸１２が正方向に回転されることで移動テーブル１３が＋Ｘ方向に移動し、逆方向に回転されることで移動テーブル１３が−Ｘ方向に移動する。 The moving table 13 is a moving body used as a robot element, and is engaged with the screw shaft 12 via a nut member 14. The nut member 14 includes a female screw portion that meshes with the screw shaft 12 and a support portion that supports the moving table 13. The motor unit 20 is disposed at the end of the base frame 11 in the + X direction, and rotates the screw shaft 12 in the forward direction or the reverse direction to move the moving force on the moving table 13 so as to move the moving path along the screw shaft 12. give. For example, when the screw shaft 12 is rotated in the forward direction, the moving table 13 is moved in the + X direction, and when the screw shaft 12 is rotated in the reverse direction, the moving table 13 is moved in the −X direction.

ベースフレーム１１の＋Ｘ方向端部には第１ストッパ１５が、−Ｘ方向端部には第２ストッパ１６が各々配置されている。第１ストッパ１５は、移動テーブル１３の移動経路における＋Ｘ方向の移動限界を定め、第２ストッパ１６は、−Ｘ方向の移動限界を定めている。つまり、本実施形態では、第１ストッパ１５及び第２ストッパ１６は、移動テーブル１３の移動経路の両端近傍に配置されたストッパである。また、本実施形態では、第１ストッパ１５の近傍における移動経路上に、移動テーブル１３の原点位置が定められている例を示している。つまり、第１ストッパ１５は、移動テーブル１３の原点復帰動作のために設置されたストッパでもある。 A first stopper 15 is disposed at the end of the base frame 11 in the + X direction, and a second stopper 16 is disposed at the end of the −X direction. The first stopper 15 defines a movement limit in the + X direction on the movement path of the movement table 13, and the second stopper 16 defines a movement limit in the -X direction. That is, in the present embodiment, the first stopper 15 and the second stopper 16 are stoppers disposed near both ends of the moving path of the moving table 13. In the present embodiment, an example in which the origin position of the moving table 13 is determined on the moving path in the vicinity of the first stopper 15 is shown. That is, the first stopper 15 is also a stopper installed for the origin return operation of the moving table 13.

第１ストッパ１５及び第２ストッパ１６は、移動テーブル１３のＸ方向側端面と対向する当止面を各々有している。この当止面には、移動テーブル１３が当止する際の衝撃を緩和するダンパー（図略）が組み付けられている。もちろん、前記ダンパーは移動テーブル１３のＸ方向側端面に組み付けられていても良く、或いは前記ダンパーの組み付けを省いても良い。 The first stopper 15 and the second stopper 16 each have a stop surface facing the end surface on the X direction side of the moving table 13. A damper (not shown) for reducing the impact when the moving table 13 stops is assembled to the stop surface. Of course, the damper may be assembled to the end surface of the movable table 13 in the X direction, or the assembly of the damper may be omitted.

図２は、本発明の実施形態に係るロボット装置（モータの適正判定装置）の電気的構成を示すブロック図である。ロボット装置は、複数の駆動系３０、３０Ａ、３０Ｂ・・・、コントローラ４０、操作部５０及び表示パネル５１を備えている。駆動系３０は、一つのロボットユニット１０を動作させるための駆動系であり、上述のモータユニット２０と、このモータユニット２０を駆動するドライバであるサーボアンプ２３と、モータ電流を計測するための電流センサ２４とを備えている。駆動系３０Ａ、３０Ｂは、各々他のロボットユニットを動作させる駆動系であり、上述の駆動系３０と同様な構成を備えている。 FIG. 2 is a block diagram showing an electrical configuration of the robot apparatus (motor appropriateness determination apparatus) according to the embodiment of the present invention. The robot apparatus includes a plurality of drive systems 30, 30A, 30B,..., A controller 40, an operation unit 50, and a display panel 51. The drive system 30 is a drive system for operating one robot unit 10, and includes the motor unit 20 described above, a servo amplifier 23 that is a driver for driving the motor unit 20, and a current for measuring the motor current. Sensor 24. The drive systems 30 </ b> A and 30 </ b> B are drive systems that operate other robot units, and have the same configuration as the drive system 30 described above.

モータユニット２０は、サーボモータ２１とエンコーダ２２とを含む。サーボモータ２１は、フィードバック制御により駆動されるモータであり、磁界を発生させる巻線を備えている。サーボモータ２１としては、ＡＣ型（同期電動機又は誘導電動機）或いはＤＣ型（ブラシ付ＤＣモータ）のものを用いることができる。ＡＣサーボモータの場合、永久磁石が搭載されたロータと前記巻線が搭載されたステータとを含む。 The motor unit 20 includes a servo motor 21 and an encoder 22. The servo motor 21 is a motor driven by feedback control, and includes a winding that generates a magnetic field. As the servo motor 21, an AC type (synchronous motor or induction motor) or a DC type (DC motor with brush) can be used. In the case of an AC servo motor, it includes a rotor on which a permanent magnet is mounted and a stator on which the winding is mounted.

エンコーダ２２は、サーボモータ２１の回転速度、回転角度、モータ軸の回転位置を検出するセンサであり、その検出結果を示す信号はサーボアンプ２３にフィードバックされる。なお、モータユニット２０は、単軸ロボット１に対して交換可能に組み付けられている。 The encoder 22 is a sensor that detects the rotation speed, rotation angle, and rotation position of the motor shaft of the servo motor 21, and a signal indicating the detection result is fed back to the servo amplifier 23. The motor unit 20 is assembled to the single-axis robot 1 so as to be replaceable.

サーボアンプ２３は、モータユニット２０を駆動するモータドライバであり、駆動制御用のマイクロコンピュータを内蔵している。前記マイクロコンピュータは、所定のプログラムが実行されることで、制御部２３１、測定部２３２、判定部２３３及び記憶部２３４を機能的に具備するように動作する。 The servo amplifier 23 is a motor driver that drives the motor unit 20 and incorporates a microcomputer for driving control. The microcomputer operates to functionally include a control unit 231, a measurement unit 232, a determination unit 233, and a storage unit 234 by executing a predetermined program.

制御部２３１は、サーボモータ２１を動作させる駆動電圧信号を生成し、サーボモータ２１の回転開始及び停止、回転方向、回転速度等の動作を制御する。また、サーボアンプ２３は、前記駆動電圧信号に基づいて実際にサーボモータ２１に印加する電力を生成する駆動回路部を有している。さらに、制御部２３１は、エンコーダ２２から与えられるフィードバック信号と、コントローラ４０から与えられる目標位置を示す指令パルス信号とを比較し、前記目標位置に至るようサーボモータ２１の駆動を制御する機能を有している。これらの制御に加えて、制御部２３１は、電流センサ２４からフィードバックされる計測値に基づきモータ電流を一定の上限値にクランプする制御も行う。 The control unit 231 generates a drive voltage signal for operating the servo motor 21 and controls operations such as rotation start and stop, rotation direction, and rotation speed of the servo motor 21. The servo amplifier 23 has a drive circuit unit that generates electric power that is actually applied to the servomotor 21 based on the drive voltage signal. Further, the control unit 231 has a function of comparing the feedback signal supplied from the encoder 22 with the command pulse signal indicating the target position supplied from the controller 40 and controlling the drive of the servo motor 21 so as to reach the target position. doing. In addition to these controls, the control unit 231 also performs control for clamping the motor current to a certain upper limit value based on the measurement value fed back from the current sensor 24.

測定部２３２は、少なくとも第１ストッパ１５に移動テーブル１３が当止した状態において、サーボモータ２１の、例えばステータに搭載されたモータ巻線の電気抵抗に由来する電気的特徴量を検出する。第１ストッパ１５に移動テーブル１３が当止すると、サーボモータ２１は動作が停止した状態となり、前記モータ巻線は電気的には単純なコイルとしてその電気性能を評価することが可能となる。検出する電気的特徴量としては特に制限は無いが、本実施形態では計測の容易性に鑑みて、前記モータ巻線に印加されるモータ電圧と、前記モータ巻線に流れるモータ電流とを計測対象とする。このモータ電圧及びモータ電流から、前記モータ巻線の巻線抵抗を評価することができる。前記モータ電流については、電流センサ２４の計測値が利用される。 The measurement unit 232 detects an electrical feature amount derived from the electrical resistance of the motor winding of the servo motor 21, for example, mounted on the stator, at least in a state where the moving table 13 is in contact with the first stopper 15. When the moving table 13 comes into contact with the first stopper 15, the servo motor 21 stops operating, and the motor winding can be evaluated as an electrically simple coil. Although there is no particular limitation on the electrical feature value to be detected, in the present embodiment, in consideration of ease of measurement, the motor voltage applied to the motor winding and the motor current flowing in the motor winding are to be measured. And From this motor voltage and motor current, the winding resistance of the motor winding can be evaluated. For the motor current, the measured value of the current sensor 24 is used.

なお、電流センサ２４によるモータ電流の計測値は、サーボモータ２１のトルク（負荷状態；過負荷に至るか否か）を検出するためにも用いられる。これは、第１ストッパ１５に移動テーブル１３が当止したことを検知するためである。サーボモータ２１は、移動テーブル１３が第１ストッパ１５に当止すると過負荷状態となり、モータ電流は急激に上昇する。上述の通り、制御部２３１のフィードバック制御によりモータ電流が一定の上限値にクランプされるので、過負荷状態に至っても直ちにモータ巻線が焼損することはない。従って、モータ電流に基づき負荷を監視する（本実施形態では後述の通りモータ電流の時間積分値で監視する）ことで、移動テーブル１３が第１ストッパ１５に当止されたことを検知できる。そして、この当止状態の検知後にモータ電圧が所定の電圧値であるか否かを判定することで、的確に当該サーボモータ２１の巻線抵抗を評価することができる。 The measured value of the motor current by the current sensor 24 is also used for detecting the torque of the servo motor 21 (load state; whether overload is reached). This is to detect that the moving table 13 has stopped against the first stopper 15. The servo motor 21 is overloaded when the moving table 13 comes into contact with the first stopper 15, and the motor current rapidly increases. As described above, since the motor current is clamped to a certain upper limit value by the feedback control of the control unit 231, even if an overload state is reached, the motor winding does not burn out immediately. Therefore, by monitoring the load based on the motor current (in this embodiment, monitoring with the time integral value of the motor current as described later), it is possible to detect that the moving table 13 has come into contact with the first stopper 15. Then, it is possible to accurately evaluate the winding resistance of the servo motor 21 by determining whether or not the motor voltage is a predetermined voltage value after detecting the stop state.

判定部２３３は、測定部２３２が検出する前記電気的特徴量に基づいて、サーボアンプ２３に対するサーボモータ２１の電気的な組合せ適正を判定する。ここで言う組合せ適正とは、サーボモータ２１の容量とサーボアンプ２３の容量とがマッチングしているか否かを指す。サーボアンプ２３の容量に対してサーボモータ２１の容量が小さすぎると、モータ巻線に過度の電流が流れ、モータ焼損の要因となる。逆に、サーボモータ２１の容量が大きすぎると、サーボモータ２１のトルクが不足することになる。このようなミスマッチは、ロボット装置の生産時、或いはサーボモータ２１の交換時に生じ得る。判定部２３３は、移動テーブル１３の原点復帰動作が実行される際に当該移動テーブル１３が第１ストッパ１５に当止されることを利用して、上記のようなミスマッチを自動検出する役目を果たす。 The determination unit 233 determines whether the servo motor 21 is electrically combined with the servo amplifier 23 based on the electrical feature amount detected by the measurement unit 232. “Combination appropriate” here refers to whether or not the capacity of the servo motor 21 and the capacity of the servo amplifier 23 are matched. If the capacity of the servo motor 21 is too small with respect to the capacity of the servo amplifier 23, an excessive current flows through the motor windings, causing motor burnout. On the contrary, if the capacity of the servo motor 21 is too large, the torque of the servo motor 21 will be insufficient. Such a mismatch may occur when the robot apparatus is produced or when the servo motor 21 is replaced. The determination unit 233 serves to automatically detect the mismatch as described above by utilizing the fact that the moving table 13 is stopped by the first stopper 15 when the origin returning operation of the moving table 13 is executed. .

判定部２３３は、サーボモータ２１の巻線抵抗を評価するために、測定部２３２により検出されたモータ電圧が、所定の電圧値であるか否かを判定する。例えば、容量が１００Ｗのサーボアンプ２３には、容量が１００Ｗのサーボモータ２１を組み合わせることが望ましい。通常、巻線抵抗はモータ容量と密接に関連する。容量が大きいモータ巻線は、線径が太くターン数が少ないことから巻線抵抗は小さく、容量が小さいモータ巻線は、線径が細くターン数が多いことから巻線抵抗は大きい。すなわち、サーボモータ２１の容量毎に、搭載されている巻線に応じたユニークな巻線抵抗が存在する。このため、モータ電流がクランプされて一定である状態においては、前記ユニークな巻線抵抗に応じたモータ電圧が検出されることになる。 The determination unit 233 determines whether or not the motor voltage detected by the measurement unit 232 is a predetermined voltage value in order to evaluate the winding resistance of the servo motor 21. For example, it is desirable that the servo amplifier 23 having a capacity of 100 W is combined with the servo motor 21 having a capacity of 100 W. Usually, winding resistance is closely related to motor capacity. A motor winding with a large capacity has a large wire diameter and a small number of turns, so the winding resistance is small. A motor winding with a small capacity has a small wire diameter and a large number of turns, and thus has a large winding resistance. That is, for each capacity of the servo motor 21, there is a unique winding resistance corresponding to the mounted winding. For this reason, when the motor current is clamped and constant, the motor voltage corresponding to the unique winding resistance is detected.

具体的には判定部２３３は、サーボアンプ２３に、適正容量のサーボモータ２１が組合せられた場合に検出されるべきモータ電圧の適正範囲を予め定め、その適正範囲内に測定部２３２が検出したモータ電圧が入っているか否かに基づいて、前記組合せ適正を判定する。サーボアンプ２３の容量に対してサーボモータ２１の容量が大きすぎると、モータ電圧は前記適正範囲の下限値を下回ることになる。一方、サーボアンプ２３の容量に対してサーボモータ２１の容量が小さすぎると、モータ電圧は前記適正範囲の上限値を超過することになる。本実施形態では、判定部２３３は、前記原点復帰動作の開始と同時にモータ電圧が前記適正範囲の上限値を超過するか否かの判定を開始する。 Specifically, the determination unit 233 predetermines an appropriate range of the motor voltage to be detected when the servo motor 21 having an appropriate capacity is combined with the servo amplifier 23, and the measurement unit 232 detects within the appropriate range. The suitability of the combination is determined based on whether or not the motor voltage is present. If the capacity of the servo motor 21 is too large relative to the capacity of the servo amplifier 23, the motor voltage falls below the lower limit value of the appropriate range. On the other hand, if the capacity of the servo motor 21 is too small with respect to the capacity of the servo amplifier 23, the motor voltage exceeds the upper limit value of the appropriate range. In the present embodiment, the determination unit 233 starts determining whether or not the motor voltage exceeds the upper limit value of the appropriate range simultaneously with the start of the origin return operation.

また、判定部２３３は、測定部２３２により検出されるモータ電流に基づき、サーボモータ２１の負荷を監視する。そして、サーボモータ２１が過負荷に至ったことが検出されると、つまり、移動テーブル１３が第１ストッパ１５に当止した（＋Ｘのストローク端への到達した）と判定すると、判定部２３３は、モータ電圧が前記適正範囲の下限値を超過しているか否かを判定する。なお、モータ電圧が前記上限値を超過するか否かの判定は、過負荷検知の時点で終了する。すなわち、前記原点復帰動作の開始後〜過負荷検知の間においてモータ電圧が前記適正範囲の上限値を超過せず、且つ、過負荷検知の時点において前記原点復帰動作の開始後〜過負荷検知の間のモータ電圧の最大値が前記適正範囲の下限値を超過している場合に、判定部２３３は前記組合せが適正であると判定する。モータの負荷が過負荷であることを判定する過負荷条件は、モータ電流の時間積分値が予め定められた値を超過したか否かである。これは一例であり、例えばクランプ電流により定まる上限負荷の状態が所定時間だけ継続したか否かに基づいて過負荷判定を行うようにしても良い。 The determination unit 233 monitors the load on the servo motor 21 based on the motor current detected by the measurement unit 232. When it is detected that the servo motor 21 has been overloaded, that is, when it is determined that the moving table 13 has stopped against the first stopper 15 (has reached the stroke end of + X), the determination unit 233 Then, it is determined whether or not the motor voltage exceeds the lower limit value of the appropriate range. Note that the determination of whether or not the motor voltage exceeds the upper limit ends when the overload is detected. That is, the motor voltage does not exceed the upper limit value of the appropriate range between the start of the home return operation and the overload detection, and after the start of the home return operation at the time of overload detection. The determination unit 233 determines that the combination is appropriate when the maximum value of the motor voltage in between exceeds the lower limit value of the appropriate range. The overload condition for determining that the motor load is an overload is whether or not the time integral value of the motor current exceeds a predetermined value. This is an example, and for example, the overload determination may be performed based on whether or not the upper limit load state determined by the clamp current has continued for a predetermined time.

記憶部２３４は、各々の駆動系３０、３０Ａ、３０Ｂ・・・に関連付けて、前記適正範囲を定めるモータ電圧の上限値及び下限値と、前記過負荷条件を定めるモータ電流の時間積分値とを各々記憶する。判定部２３３は、各駆動系３０、３０Ａ、３０Ｂ・・・について、記憶部２３４に格納されているデータを参照して、前記組合せ適正を判定する。 The storage unit 234 associates each drive system 30, 30A, 30B,... With the upper limit value and the lower limit value of the motor voltage that defines the appropriate range, and the time integral value of the motor current that defines the overload condition. Remember each one. The determination unit 233 refers to the data stored in the storage unit 234 for each of the drive systems 30, 30A, 30B.

コントローラ４０は、ロボット装置の全体動作、すなわち複数の駆動系３０、３０Ａ、３０Ｂ・・・の動作を制御するコントローラである。コントローラ４０は、駆動制御部４１を含む。駆動制御部４１は、駆動系３０、３０Ａ、３０Ｂ・・・の各々が備えるサーボアンプ２３に対して、所定のシーケンスに沿って動作するよう制御信号を与えるプログラマブルコントローラ（ＰＬＣ）である。前記制御信号には、移動テーブル１３の原点復帰動作のための制御信号、つまり、移動テーブル１３が、サーボモータ２１の駆動によってねじ軸１２に沿って移動すると共に第１ストッパ１５に当止するように、サーボアンプ２３を制御する制御信号が含まれる。 The controller 40 is a controller that controls the overall operation of the robot apparatus, that is, the operations of the plurality of drive systems 30, 30A, 30B,. The controller 40 includes a drive control unit 41. The drive control unit 41 is a programmable controller (PLC) that gives a control signal to the servo amplifier 23 included in each of the drive systems 30, 30A, 30B,... So as to operate along a predetermined sequence. The control signal includes a control signal for the origin return operation of the moving table 13, that is, the moving table 13 moves along the screw shaft 12 by driving the servo motor 21 and stops against the first stopper 15. Includes a control signal for controlling the servo amplifier 23.

操作部５０は、ユーザから当該ロボット装置（コントローラ４０）に対する操作情報の入力を受け付ける。ユーザは、操作部５０を通して、前記適正範囲の上限値及び下限値の入力、前記過負荷条件の入力等を行うことができる。表示パネル５１は、当該ロボット装置に関する各種の表示を行う。この表示パネル５１には、判定部２３３によるモータ組合せ適正の判定結果も表示される。 The operation unit 50 receives input of operation information for the robot apparatus (controller 40) from the user. The user can input the upper limit value and the lower limit value of the appropriate range, the overload condition, and the like through the operation unit 50. The display panel 51 performs various displays related to the robot apparatus. The display panel 51 also displays the determination result of the motor combination appropriateness by the determination unit 233.

続いて、サーボアンプ２３とサーボモータ２１との組合せ適正の判定例について、具体例を挙げて説明する。図３は、サーボアンプ２３（容量＝１００Ｗ）に、適正な容量のサーボモータ２１（容量＝１００Ｗ）が組合せられた場合の、モータ電圧Ｅ及びモータ電流Ａを示すグラフである。図３並びに以下に示す図４及び図５の例では、モータ電圧Ｅ及びモータ電流Ａをデジタル値にて表示している。また、これらの図において、モータ電圧の適正範囲の上限電圧をＬ１で、下限電圧をＬ２で各々表示している。基準時刻Ｔ＝０において、移動テーブル１３の速度指令Ｖが＋Ｖ０に設定され、原点復帰動作を行うべく移動テーブル１３が＋Ｘ方向（図１参照）に向かって移動を開始する。 Next, an example of determining whether the servo amplifier 23 and the servo motor 21 are properly combined will be described with a specific example. FIG. 3 is a graph showing the motor voltage E and the motor current A when the servo motor 21 (capacity = 100 W) having an appropriate capacity is combined with the servo amplifier 23 (capacity = 100 W). In the example of FIG. 3 and FIGS. 4 and 5 shown below, the motor voltage E and the motor current A are displayed as digital values. In these figures, the upper limit voltage of the appropriate range of the motor voltage is indicated by L1, and the lower limit voltage is indicated by L2. At the reference time T = 0, the speed command V of the movement table 13 is set to + V0, and the movement table 13 starts moving in the + X direction (see FIG. 1) to perform the origin return operation.

時刻Ｔ０において、モータ電圧Ｅ及びモータ電流Ａが上昇し始める。これは、移動テーブル１３が第１ストッパ１５に当接し始め、これに伴いサーボモータ２１の負荷が上昇するためである。なお、急峻にモータ電圧Ｅ及びモータ電流Ａが上昇しないのは、第１ストッパ１５にダンパーが具備され、移動テーブル１３が急激に停止しないからである。 At time T0, the motor voltage E and the motor current A begin to rise. This is because the moving table 13 starts to come into contact with the first stopper 15 and the load on the servo motor 21 increases accordingly. Note that the motor voltage E and the motor current A do not rise steeply because the first stopper 15 is provided with a damper and the moving table 13 does not stop suddenly.

時刻Ｔ１は、前記ダンパーの緩衝限界まで移動テーブル１３が＋Ｘ方向に移動した状態である。この状態では、移動テーブル１３は停止状態に至り、サーボモータ２１のロータがロックされた状態となる。また、モータ電流Ａは上限電流（クランプ電流）に達している。なお、判定部２３３は過負荷発生を検知するために、一定時間範囲内のモータ電流Ａの時間積分値が所定値を超過するか否かを常時計測している。 At time T1, the moving table 13 has moved in the + X direction to the buffer limit of the damper. In this state, the moving table 13 reaches a stopped state, and the rotor of the servo motor 21 is locked. Further, the motor current A reaches the upper limit current (clamp current). Note that the determination unit 233 constantly measures whether or not the time integral value of the motor current A within a certain time range exceeds a predetermined value in order to detect the occurrence of overload.

時刻Ｔ２は、モータ電流Ａの時間積分値が所定値を超過した時刻である。判定部２３３は、この時刻Ｔ２において、モータ電圧Ｅが適正範囲に属しているか否かを判定する。ここでは、モータ電圧Ｅが上限電圧Ｌ１〜下限電圧Ｌ２の範囲内であるので、判定部２３３は「サーボアンプ２３とサーボモータ２１との組合せは適正である」との判定を下す。 Time T2 is the time when the time integral value of the motor current A exceeds a predetermined value. The determination unit 233 determines whether or not the motor voltage E belongs to an appropriate range at the time T2. Here, since the motor voltage E is within the range of the upper limit voltage L1 to the lower limit voltage L2, the determination unit 233 determines that “the combination of the servo amplifier 23 and the servomotor 21 is appropriate”.

時刻Ｔ２以降、つまり適正なサーボモータ２１が組み付けられていると判定された後は、専ら移動テーブル１３の原点復帰動作が実行される。すなわち、時刻Ｔ２において、サーボモータ２１の回転方向が反転され、移動テーブル１３が速度指令Ｖ＝−Ｖ０で、−Ｘ方向に向けて移動を開始する。その後、移動テーブル１３が−Ｘ方向に移動するに伴い、時刻Ｔ３でモータ電圧Ｅ及びモータ電流Ａが下降を開始し、時刻Ｔ４でモータ電圧Ｅ及びモータ電流Ａが反転する。この時刻Ｔ４が、移動テーブル１３が第１ストッパ１５から離間するタイミングである。 After time T2, that is, after it is determined that the proper servo motor 21 is assembled, the origin return operation of the moving table 13 is executed exclusively. That is, at time T2, the rotation direction of the servo motor 21 is reversed, and the moving table 13 starts moving in the -X direction with the speed command V = -V0. Thereafter, as the moving table 13 moves in the −X direction, the motor voltage E and the motor current A start to decrease at time T3, and the motor voltage E and the motor current A are reversed at time T4. This time T4 is a timing at which the moving table 13 is separated from the first stopper 15.

時刻Ｔ５は、移動テーブル１３の原点位置が確認された時刻であって、サーボモータ２１のゼロ位置（例えば磁極ゼロ位置又はエンコーダゼロ信号位置）を示す信号が検出されるタイミングである。この時刻Ｔ５においてサーボモータ２１の駆動は停止され（速度Ｖ＝０）、移動テーブル１３の原点復帰動作は完了する。 Time T5 is a time when the origin position of the moving table 13 is confirmed, and is a timing at which a signal indicating a zero position of the servo motor 21 (for example, a magnetic pole zero position or an encoder zero signal position) is detected. At this time T5, the drive of the servo motor 21 is stopped (speed V = 0), and the origin return operation of the moving table 13 is completed.

次に、図４は、サーボアンプ２３（容量＝１００Ｗ）に、過小な容量のサーボモータ２１（容量＝６０Ｗ）が組合せられた場合の、モータ電圧及びモータ電流を示すグラフである。この場合、サーボモータ２１が過小容量であるため、過大なモータ電流をサーボモータ２１に流し得ることになり、モータ電圧も上昇し得る。 Next, FIG. 4 is a graph showing a motor voltage and a motor current when the servo motor 21 (capacity = 60 W) having an excessive capacity is combined with the servo amplifier 23 (capacity = 100 W). In this case, since the servo motor 21 has a small capacity, an excessive motor current can flow through the servo motor 21, and the motor voltage can also rise.

図３の場合と同様に、基準時刻Ｔ＝０において、移動テーブル１３の速度指令Ｖが＋Ｖ０に設定され、原点復帰動作を行うべく移動テーブル１３が＋Ｘ方向に向かって移動を開始する。時刻Ｔ０１は、移動テーブル１３が第１ストッパ１５に当接し始め、モータ電圧Ｅ及びモータ電流Ａが上昇し始めるタイミングである。 As in the case of FIG. 3, at the reference time T = 0, the speed command V of the moving table 13 is set to + V0, and the moving table 13 starts moving in the + X direction to perform the home return operation. Time T01 is a timing when the moving table 13 starts to contact the first stopper 15 and the motor voltage E and the motor current A start to rise.

その後、モータ電圧Ｅは上昇を続け、時刻Ｔ１１で、適正範囲の上限電圧Ｌ１を超過するに至る。この時点では、未だモータ電流Ａは上限電流に達していない。しかし、モータ電圧Ｅが上限電圧Ｌ１を超過したことで、サーボモータ２１がサーボアンプ２３に対して過小容量であることが判る。この場合、判定部２３３は「サーボアンプ２３とサーボモータ２１との組合せは不適正である」との判定を下す。従って、時刻Ｔ１１の時点でサーボモータ２１への通電が停止され、移動テーブル１３の原点復帰動作が中止される。 Thereafter, the motor voltage E continues to rise and exceeds the upper limit voltage L1 in the appropriate range at time T11. At this time, the motor current A has not yet reached the upper limit current. However, since the motor voltage E exceeds the upper limit voltage L <b> 1, it can be seen that the servo motor 21 has a small capacity with respect to the servo amplifier 23. In this case, the determination unit 233 determines that “the combination of the servo amplifier 23 and the servo motor 21 is inappropriate”. Therefore, energization to the servomotor 21 is stopped at time T11, and the origin return operation of the moving table 13 is stopped.

一方、図５は、サーボアンプ２３（容量＝１００Ｗ）に、過大な容量のサーボモータ２１（容量＝２００Ｗ）が組合せられた場合の、モータ電圧及びモータ電流を示すグラフである。この場合、サーボモータ２１の巻線抵抗が小さいので、モータ電圧は低いレベルとなる。 On the other hand, FIG. 5 is a graph showing a motor voltage and a motor current when an excessively large servo motor 21 (capacity = 200 W) is combined with the servo amplifier 23 (capacity = 100 W). In this case, since the winding resistance of the servo motor 21 is small, the motor voltage is at a low level.

基準時刻Ｔ＝０において、移動テーブル１３の速度指令Ｖが＋Ｖ０に設定され、原点復帰動作を行うべく移動テーブル１３が＋Ｘ方向に向かって移動を開始する。時刻Ｔ０２は、移動テーブル１３が第１ストッパ１５に当接し始め、モータ電圧Ｅ及びモータ電流Ａが上昇し始めるタイミングである。時刻Ｔ２１は、前記ダンパーの緩衝限界まで移動テーブル１３が＋Ｘ方向に移動してサーボモータ２１のロータがロックされ、モータ電流Ａが上限電流（クランプ電流）に達した時刻である。この時刻Ｔ２１においても、モータ電圧Ｅはさほど上昇していないことが判る。図３の例と同様に、判定部２３３は、モータ電流Ａの時間積分値をモニターしている。 At the reference time T = 0, the speed command V of the movement table 13 is set to + V0, and the movement table 13 starts moving in the + X direction to perform the origin return operation. Time T02 is a timing when the moving table 13 starts to contact the first stopper 15 and the motor voltage E and the motor current A start to rise. Time T21 is the time when the moving table 13 moves in the + X direction to the buffer limit of the damper, the rotor of the servo motor 21 is locked, and the motor current A reaches the upper limit current (clamp current). It can be seen that the motor voltage E has not increased so much at this time T21. As in the example of FIG. 3, the determination unit 233 monitors the time integral value of the motor current A.

時刻Ｔ２２は、モータ電流Ａの時間積分値が所定値を超過した時刻である。判定部２３３は、この時刻Ｔ２２において、モータ電圧Ｅが適正範囲に属しているか否かを判定する。ここでは、モータ電圧Ｅが下限電圧Ｌ２を下回っている。このため、判定部２３３は「サーボアンプ２３とサーボモータ２１との組合せは不適正である」との判定を下すことになる。 Time T22 is the time when the time integral value of the motor current A exceeds a predetermined value. The determination unit 233 determines whether or not the motor voltage E belongs to an appropriate range at the time T22. Here, the motor voltage E is lower than the lower limit voltage L2. For this reason, the determination unit 233 determines that “the combination of the servo amplifier 23 and the servo motor 21 is inappropriate”.

次に、コントローラ４０によるサーボモータ２１の適正判定動作を、図６に示すフローチャートに基づいて説明する。当該適正判定動作の一連のステップは、移動テーブル１３の原点復帰動作の際に実行される。この原点復帰動作は、電源オフ時の位置データのバックアップ機能を備えているロボット装置においては当該装置の初使用の際に、前記バックアップ機能を備えていないロボット装置においては当該装置に電源を投入する度に実行される。 Next, the appropriateness determination operation of the servomotor 21 by the controller 40 will be described based on the flowchart shown in FIG. A series of steps of the appropriateness determination operation is executed at the time of the origin return operation of the movement table 13. This origin return operation is performed when a robot apparatus having a position data backup function when the power is turned off is turned on when the apparatus is used for the first time in a robot apparatus without the backup function. Executed every time.

また、サーボモータ２１は交換可能にロボット装置に組み付けられている。サーボモータ２１の交換は、当該ロボット装置の故障時やメンテナンス時に行われ得る。サーボモータ２１の交換が行われた際には、上述のバックアップ機能の有無に拘わらず、原点復帰動作が実行される。この際、サーボアンプ２３に対する当該交換されたサーボモータ２１の組合せ適合性が判定される。 The servo motor 21 is assembled to the robot apparatus so as to be replaceable. The replacement of the servo motor 21 can be performed at the time of failure or maintenance of the robot apparatus. When the servo motor 21 is replaced, the origin return operation is executed regardless of the presence or absence of the backup function described above. At this time, the compatibility of the replaced servo motor 21 with the servo amplifier 23 is determined.

サーボアンプ２３の制御部２３１は、原点復帰動作を開始すると、まず移動テーブル１３の動作（移動）方向を決定する（ステップＳ１）。図１に示す例では、第１ストッパ１５が原点復帰用のストッパとして設置されており、移動テーブル１３の現在位置はねじ軸１２（移動経路）のＸ方向中央付近である。このため制御部２３１は、移動テーブル１３の移動方向を＋Ｘ方向と決定する。また、制御部２３１は、原点復帰速度、つまり移動テーブル１３の移動速度Ｖ０を決定する（ステップＳ２）。 When the control unit 231 of the servo amplifier 23 starts the origin return operation, it first determines the operation (movement) direction of the movement table 13 (step S1). In the example shown in FIG. 1, the first stopper 15 is installed as a stopper for returning to the origin, and the current position of the moving table 13 is near the center in the X direction of the screw shaft 12 (moving path). Therefore, the control unit 231 determines the moving direction of the moving table 13 as the + X direction. Further, the control unit 231 determines the origin return speed, that is, the movement speed V0 of the movement table 13 (step S2).

さらに、判定部２３３は、モータ電圧Ｅの監視を以下のステップで行うに当たり、当該原点復帰動作におけるモータ電圧の最大値Ｅｍａｘを記録する図略のメモリの記憶値をリセット（Ｅｍａｘ＝０）する（ステップＳ３）。なお、このとき判定部２３３は、記憶部２３４からモータ電圧の適正範囲を定める上限電圧Ｅｈｉｇｈ及び下限電圧Ｅｌｏｗ（図３他に示している上限電圧Ｌ１及び下限電圧Ｌ２に相当）を読み出す。 Further, when monitoring the motor voltage E in the following steps, the determination unit 233 resets the stored value of a memory (not shown) that records the maximum value Emax of the motor voltage in the origin return operation (Emax = 0) ( Step S3). At this time, the determination unit 233 reads the upper limit voltage Ehigh and the lower limit voltage Elow (corresponding to the upper limit voltage L1 and the lower limit voltage L2 shown in FIG. 3 and others) that define an appropriate range of the motor voltage from the storage unit 234.

その後、制御部２３１は、移動経路に沿って速度Ｖ０で移動テーブル１３を移動させ、原点位置に復帰させるサーボ制御を開始する（ステップＳ４；移動体を移動経路に沿って移動させるステップ）。これに伴い、測定部２３２は、モータ電圧Ｅ及びモータ電流Ａの計測を開始する。 Thereafter, the control unit 231 starts servo control for moving the movement table 13 along the movement path at the speed V0 and returning it to the origin position (step S4; step of moving the moving body along the movement path). Accordingly, the measurement unit 232 starts measuring the motor voltage E and the motor current A.

その後、判定部２３３は、測定部２３２が検出したモータ電圧Ｅが上限電圧Ｅｈｉｇｈを超過しているか否かを判定する（ステップＳ５）。検出されたモータ電圧Ｅが上限電圧Ｅｈｉｇｈを超過していない場合（ステップＳ５でＮＯ）、当該モータ電圧Ｅが処理開始後に検出された最大値Ｅｍａｘを超過しているか否かが判定される（ステップＳ６）。なお、初回のルーチンでは、ステップＳ３でＥｍａｘ＝０が前記メモリに記憶されているので、必ずステップＳ６のＥ＞Ｅｍａｘの不等式を満足することになる。ステップＳ６でＹＥＳの場合、判定部２３３は、前記メモリの記憶値を、最新のモータ電圧Ｅの検出値（Ｅｍａｘ＝Ｅ）に書き換える（ステップＳ７）。一方、ステップＳ６でＮＯの場合、ステップＳ７はスキップされる。 Thereafter, the determination unit 233 determines whether or not the motor voltage E detected by the measurement unit 232 exceeds the upper limit voltage Ehigh (step S5). If the detected motor voltage E does not exceed the upper limit voltage Ehigh (NO in step S5), it is determined whether or not the motor voltage E exceeds the maximum value Emax detected after the start of processing (step S5). S6). In the first routine, since Emax = 0 is stored in the memory in step S3, the inequality E> Emax in step S6 is always satisfied. If YES in step S6, the determination unit 233 rewrites the stored value in the memory to the latest detected value (Emax = E) of the motor voltage E (step S7). On the other hand, if NO in step S6, step S7 is skipped.

続いて判定部２３３は、サーボモータ２１が過負荷状態にあるか否かを判定する（ステップＳ８）。このステップＳ８は、図３に基づいて説明したように、移動テーブル１３が停止状態となってサーボモータ２１のロータがロックされた状態に至り、モータ電流Ａの積分値が予め定められた値を超過したか否か（時刻Ｔ２が到来したか否か）を判定するステップである。換言すると、ステップＳ８は、第１ストッパ１５に移動テーブル１３を当止させ、サーボモータ２１のロック状態が形成されたか否かを確認するステップである。 Subsequently, the determination unit 233 determines whether or not the servo motor 21 is in an overload state (step S8). In step S8, as described with reference to FIG. 3, the moving table 13 is stopped and the rotor of the servo motor 21 is locked, and the integral value of the motor current A is set to a predetermined value. This is a step of determining whether or not the time has been exceeded (whether or not time T2 has arrived). In other words, step S8 is a step of confirming whether or not the locked state of the servo motor 21 is formed by stopping the moving table 13 against the first stopper 15.

判定部２３３が、サーボモータ２１は過負荷状態ではないと判定した場合（ステップＳ８でＮＯ）、ステップＳ４に戻って上述のルーチンが繰り返される。サーボモータ２１の容量がサーボアンプ２３に対して過小である場合、ルーチンの繰り返し途中において、図４の時刻Ｔ１１の状態のように、やがてモータ電圧Ｅの最大値Ｅｍａｘが上限電圧Ｅｈｉｇｈ（Ｌ１）を超過する（ステップＳ５でＹＥＳ）。この場合、判定部２３３はサーボモータ２１とサーボアンプ２３との組合せが異常であると判定し、原点復帰動作をエラー停止させる（ステップＳ２０）。その後、コントローラ４０は、表示パネル５１に、「サーボアンプとサーボモータとの組合せが不適正である」旨の表示を行う。ステップＳ４〜ステップＳ８のルーチンを換言すると、移動テーブル１３のサーボ制御を実行しつつモータ電圧Ｅの最大値Ｅｍａｘをホールドしてゆき、そのホールドされた最大値Ｅｍａｘが上限電圧Ｅｈｉｇｈ（Ｌ１）を超過したら前記サーボ制御を停止するものである。 When the determination unit 233 determines that the servo motor 21 is not in an overload state (NO in step S8), the process returns to step S4 and the above routine is repeated. When the capacity of the servo motor 21 is too small with respect to the servo amplifier 23, the maximum value Emax of the motor voltage E eventually reaches the upper limit voltage Ehigh (L1) as shown in the state at time T11 in FIG. Exceeds (YES in step S5). In this case, the determination unit 233 determines that the combination of the servo motor 21 and the servo amplifier 23 is abnormal, and stops the origin return operation with an error (step S20). Thereafter, the controller 40 displays on the display panel 51 that “the combination of the servo amplifier and the servo motor is inappropriate”. In other words, the routine of step S4 to step S8 holds the maximum value Emax of the motor voltage E while executing the servo control of the moving table 13, and the held maximum value Emax exceeds the upper limit voltage Ehigh (L1). Then, the servo control is stopped.

これに対し、サーボモータ２１が過負荷状態であると判定した場合（ステップＳ８でＹＥＳ）、判定部２３３は、当該状態、つまりサーボモータ２１がロックされていることが確認された状態において、それまでにホールドされた最大値Ｅｍａｘ（電気的特徴量）が下限電圧Ｅｌｏｗを下回っているか否かを判定する（ステップＳ９；巻線抵抗に由来する電気的特徴量を検出するステップ及びモータの電気的な組合せ適正を判定するステップ）。つまり、過負荷発生の検出に至る過程において検出されたモータ電圧Ｅの最大値Ｅｍａｘが、上限電圧Ｅｈｉｇｈより小さい状態において（ステップＳ５で確認済み）、下限電圧Ｅｌｏｗよりも小さいか否かが判定される。 On the other hand, when it is determined that the servo motor 21 is in an overload state (YES in step S8), the determination unit 233 determines that the servo motor 21 is locked in this state, that is, the servo motor 21 is confirmed to be locked. It is determined whether or not the maximum value Emax (electrical feature amount) held so far is lower than the lower limit voltage Elow (step S9; step of detecting an electrical feature amount derived from the winding resistance and the electrical of the motor) Step of determining appropriate combination). That is, it is determined whether or not the maximum value Emax of the motor voltage E detected in the process leading to detection of the occurrence of overload is smaller than the lower limit voltage Elow in a state where the maximum value Emax is smaller than the upper limit voltage Ehigh (confirmed in step S5). The

最大値Ｅｍａｘが下限電圧Ｅｌｏｗより小さい場合（ステップＳ９でＹＥＳ）、図５で例示したように、サーボモータ２１の容量がサーボアンプ２３に対して過大であるケースである。この場合も、判定部２３３はサーボモータ２１とサーボアンプ２３との組合せが異常であると判定し、原点復帰動作をエラー停止させる（ステップＳ２０）。そして、コントローラ４０は、表示パネル５１に「組合せ不適正」の旨の表示を行う。 When the maximum value Emax is smaller than the lower limit voltage Elow (YES in step S9), as illustrated in FIG. 5, the capacity of the servo motor 21 is excessive with respect to the servo amplifier 23. Also in this case, the determination unit 233 determines that the combination of the servo motor 21 and the servo amplifier 23 is abnormal, and stops the origin return operation with an error (step S20). Then, the controller 40 displays a message “unsuitable combination” on the display panel 51.

最大値Ｅｍａｘが下限電圧Ｅｌｏｗより大きい場合（ステップＳ９でＮＯ）、図３で例示したように、モータ電圧Ｅが適正範囲の範疇にあることになる。この場合、判定部２３３は、「サーボモータとサーボアンプとの組合せが適正である」と判定する。そして、コントローラ４０は、表示パネル５１に「組合せは適正である」の旨の表示を行う。 When the maximum value Emax is larger than the lower limit voltage Elow (NO in step S9), the motor voltage E is within the range of the appropriate range as illustrated in FIG. In this case, the determination unit 233 determines that “the combination of the servo motor and the servo amplifier is appropriate”. Then, the controller 40 displays on the display panel 51 that “the combination is appropriate”.

以降は、原点復帰動作のための処理が継続される。駆動制御部４１は、移動テーブル１３の動作方向を反転させ（ステップＳ１０）、移動テーブル１３を−Ｘ方向に移動させる。つまり、サーボモータ２１のゼロ位置まで移動テーブル１３を向かわせるサーボ制御が開始される（ステップＳ１１）。そして、サーボモータ２１のゼロ位置を示す信号が検出されるか否かが確認され（ステップＳ１２）、ゼロ位置が確認された時点で原点復帰動作が完了する。 Thereafter, the process for the origin return operation is continued. The drive control unit 41 reverses the operation direction of the movement table 13 (step S10), and moves the movement table 13 in the −X direction. That is, the servo control for moving the moving table 13 to the zero position of the servo motor 21 is started (step S11). Then, it is confirmed whether or not a signal indicating the zero position of the servo motor 21 is detected (step S12). When the zero position is confirmed, the return to origin operation is completed.

以上説明した通り、本実施形態によれば、移動テーブル１３の原点復帰動作の際に、第１ストッパ１５に移動テーブル１３を当止させ、サーボモータ２１のロック状態を形成するステップと、ロック状態のサーボモータ２１のモータ電圧（巻線抵抗に由来する電気的特徴量）を検出するステップと、モータ電圧に基づいて、サーボアンプ２３に対するサーボモータ２１の電気的な組合せ適正を判定するステップとを含む、適正判定処理が実行される。サーボモータ２１をロック状態とすることで、当該モータを電気的に単なるコイルと扱えるようにすることができる。この際、電流リミッタによりモータ電流は一定となる。従って、モータ電圧とモータ電流とから、当該サーボモータ２１の巻線抵抗を的確に評価することができ、サーボアンプ２３に対するサーボモータ２１の組合せ適合性も的確に判定することができる。 As described above, according to the present embodiment, when the moving table 13 is returned to the origin, the step of causing the moving table 13 to stop against the first stopper 15 and forming the locked state of the servo motor 21; Detecting a motor voltage of the servo motor 21 (electrical feature amount derived from winding resistance) and determining an appropriate electrical combination of the servo motor 21 with respect to the servo amplifier 23 based on the motor voltage. Including, appropriateness determination processing is executed. By setting the servo motor 21 in the locked state, the motor can be handled electrically as a simple coil. At this time, the motor current becomes constant by the current limiter. Accordingly, the winding resistance of the servo motor 21 can be accurately evaluated from the motor voltage and the motor current, and the combination suitability of the servo motor 21 with respect to the servo amplifier 23 can also be accurately determined.

以上、本発明の実施形態にについて説明したが、本発明は上述の態様に限定されるものではない。本発明は、例えば次のような変形実施形態を採用することができる。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the above-mentioned aspect. The present invention can employ the following modified embodiments, for example.

（１）上記実施形態では、本発明に係るモータの適正判定方法が、移動テーブル１３の原点復帰動作が行われるタイミングで実行される例を示した。本発明に係るモータの適正判定方法は、原点復帰動作とは無関係に実行されても良い。例えば、上記実施形態では第１ストッパ１５が移動テーブル１３の移動経路の端部近傍に配置され、原点位置に移動テーブル１３を復帰させる過程において、モータの適正判定を行うようにした。これに代えて、移動経路上の所定の箇所に何らかの基準位置を設定するストッパが設けられている場合に、当該ストッパを利用して、或いは、移動経路上の任意の箇所にストッパを進退可能に配置して、上記で説明したモータの適正判定方法を実行するようにしても良い。但し、原点復帰動作と同時にモータの適正判定方法を実行すれば、当該判定のための専用の動作及びストッパの設置を省くことができるので好ましい。 (1) In the above embodiment, the example in which the motor suitability determination method according to the present invention is executed at the timing when the origin return operation of the moving table 13 is performed has been described. The motor suitability determination method according to the present invention may be executed regardless of the origin return operation. For example, in the above embodiment, the first stopper 15 is disposed in the vicinity of the end of the moving path of the moving table 13, and in the process of returning the moving table 13 to the origin position, the appropriateness of the motor is determined. Instead of this, when a stopper for setting a certain reference position is provided at a predetermined location on the movement path, the stopper can be used, or the stopper can be moved back and forth at an arbitrary position on the movement path. It may be arranged to execute the motor suitability determination method described above. However, it is preferable to execute the motor appropriateness determination method at the same time as the return to origin operation because a dedicated operation for the determination and installation of a stopper can be omitted.

（２）上記実施形態では、サーボモータ２１が過負荷状態に至るか否かに基づいて、移動テーブル１３が第１ストッパ１５に当止したか否か（ストローク端に達したか否か）を判定する例を示した。これは一例であり、例えばモータ電流が所定の電流値に達したか否かに基づいて、ストローク端への到達を知見するようにしても良い。或いは、原点復帰速度が所定の速度以下に低下したか否かに基づいて、ストローク端への到達を知見することもできる。この場合、エンコーダ２２の出力信号を利用して、原点復帰速度を検出することができる。 (2) In the above embodiment, whether or not the moving table 13 has stopped against the first stopper 15 (whether or not the stroke end has been reached) is determined based on whether or not the servo motor 21 reaches an overload state. An example of determination is shown. This is an example, and for example, the arrival at the stroke end may be known based on whether or not the motor current has reached a predetermined current value. Alternatively, the arrival at the stroke end can also be found based on whether or not the origin return speed has decreased below a predetermined speed. In this case, the origin return speed can be detected using the output signal of the encoder 22.

（３）上記実施形態では、ロボット要素として、ボールねじ１２に沿って移動する移動テーブル１３を例示した。この態様は一例であり、例えばベルトドライブ方式で移動テーブル１３が移動するものであっても良い。また、移動体は直線移動するものに限られず、スカラーロボットのように揺動支点回りに揺動する移動体であっても良い。さらに、モータはサーボモータに限定されるものではなく、各種のモータ及びそのドライバに本発明を適用でき、さらにはリニアモータなどにも本発明を適用することができる。 (3) In the said embodiment, the movement table 13 which moves along the ball screw 12 was illustrated as a robot element. This mode is an example, and the moving table 13 may move by, for example, a belt drive method. Further, the moving body is not limited to the one that moves linearly, and may be a moving body that swings around a swing fulcrum, such as a scalar robot. Furthermore, the motor is not limited to a servo motor, and the present invention can be applied to various motors and their drivers, and further the present invention can be applied to linear motors and the like.

１単軸ロボット
１２ねじ軸（移動経路）
１３移動テーブル（移動体）
１５第１ストッパ（ストッパ）
２０モータユニット
２１サーボモータ（巻線を有するモータ）
２２エンコーダ
２３サーボアンプ（ドライバ）
２３１制御部
２３２測定部
２３３判定部
２３４記憶部
２４電流センサ
３０、３０Ａ、３０Ｂ駆動系
４０コントローラ
４１駆動制御部
1 Single axis robot 12 Screw axis (movement path)
13 Moving table (moving body)
15 First stopper (stopper)
20 Motor unit 21 Servo motor (motor with windings)
22 Encoder 23 Servo amplifier (driver)
231 Control unit 232 Measurement unit 233 Determination unit 234 Storage unit 24 Current sensor 30, 30A, 30B Drive system 40 Controller 41 Drive control unit

Claims

In a drive system including a motor having a winding, a driver that drives the motor, and a moving body that is moved by the motor, a method for determining the appropriate electrical combination of the motor with respect to the driver,
Driving the motor by the driver and moving the moving body along a movement path;
Stopping the moving body against a stopper disposed on or near the moving path, and forming a locked state of the motor;
Detecting said motor in a state before the lock state, the motor voltage applied to the winding,
Determining an appropriate electrical combination of the motor with respect to the driver based on the motor voltage ;
A method for determining the appropriateness of a motor.

In the motor proper determination method according to claim 1 ,
The step of determining appropriateness of the combination is a method of determining appropriateness of the motor, which is a step of determining whether or not the motor voltage is a voltage within a predetermined range in accordance with an appropriate winding resistance of the motor.

In the motor proper determination method according to claim 1 or 2,
The said stopper is installed for the origin return operation | movement of the said mobile body, The above-mentioned series of steps are performed in the case of the said origin return operation | movement, The appropriateness determination method of a motor.

A motor having windings;
A driver for driving the motor;
A moving body that is given a moving force by the motor and moves along a predetermined moving path;
A stopper disposed on or in the vicinity of the moving path;
A drive control unit that controls the driver so that the moving body moves along the moving path by the motor and stops against the stopper;
In a state before the movable body in at least the stopper is equivalent sealed state, and a measuring unit for detecting the motor voltage applied to the motor, the windings,
Based on the motor voltage , a determination unit that determines appropriate electrical combination of the motor with respect to the driver;
A motor suitability determination device.

In the motor suitability determination device according to claim 4 ,
A storage unit that stores an upper limit value and a lower limit value of a motor voltage to be detected when an appropriate motor is combined with the driver, and an overload condition for determining that the load of the motor is an overload. Further comprising
The determination unit determines whether the motor voltage is within the upper limit range while determining whether the overload condition is satisfied based on the measurement result of the measurement unit. Judgment device.

In the motor suitability determination device according to claim 5,
The stopper is installed for the origin return operation of the moving body,
The drive control unit is a motor appropriateness determination device that performs control to stop the moving body against the stopper for the origin return operation.

A robot apparatus in which the movable body of the motor suitability determination apparatus according to any one of claims 4 to 6 is used as a robot element,
The motor is replaceably assembled to the robot apparatus,
The said drive control part is a robot apparatus which performs control which stops the said mobile body to the said stopper after the said motor is replaced | exchanged.