JP6479256B2 - Motor control device and motor device using the same - Google Patents

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    • H02P29/0241Detecting a fault condition, e.g. short circuit, locked rotor, open circuit or loss of load the fault being an overvoltage

Description

本発明は、バックラッシを測定するモータ制御装置及びこれを用いたモータ装置に関する。   The present invention relates to a motor control device for measuring backlash and a motor device using the same.

ネジ、歯車などの伝達部を用いて動力の伝達を行う伝達機構には、例えば歯車同士が自由に動くことができるように、バックラッシが設けられる。ここで、バックラッシとは、一対の歯車を噛みあわせた場合の歯同士の隙間のことである。バックラッシは、使用に伴う摩耗で増大し、振動、精度の悪化、強度の低下、故障などの原因になることがある。そこで、バックラッシを計測することで伝達機構の摩耗度合いを把握し、伝達機構の寿命、劣化などを推定することができるモータ制御装置が必要とされている。   A transmission mechanism that transmits power using a transmission unit such as a screw or a gear is provided with a backlash so that the gears can move freely, for example. Here, the backlash is a gap between teeth when a pair of gears are engaged. Backlash increases due to wear caused by use, and may cause vibration, deterioration of accuracy, decrease in strength, failure, and the like. Accordingly, there is a need for a motor control device that can measure the backlash to determine the degree of wear of the transmission mechanism and estimate the life and deterioration of the transmission mechanism.

特許文献1は、モータの駆動軸の回転状態を位置検出器からの位置信号を用いて取得し、負荷側の負荷軸の回転状態を位置検出器からの位置信号を用いて取得し、駆動軸の回転状態と負荷軸の回転状態に基づいて伝達機構のバックラッシを測定するモータ制御装置を開示する。詳細には、モータなどの駆動装置により駆動軸を正転駆動した後さらに逆転駆動して、駆動軸から負荷軸への伝達機構による動力の伝達精度を計測することで、伝達機構のバックラッシを推定する。   Patent Document 1 acquires the rotation state of a drive shaft of a motor using a position signal from a position detector, acquires the rotation state of a load shaft on a load side using a position signal from the position detector, and drives the drive shaft. Disclosed is a motor control device that measures the backlash of a transmission mechanism based on the rotational state of the motor and the rotational state of a load shaft. Specifically, the backlash of the transmission mechanism is estimated by measuring the power transmission accuracy of the transmission mechanism from the drive shaft to the load shaft by driving the drive shaft in the forward direction with a drive device such as a motor and then rotating in the reverse direction. To do.

また、特許文献2は、モータの駆動軸での回転状態を検出する位置検出器と駆動軸にかかるトルクを計測するトルクセンサとからの入力を用いて、伝達機構のバックラッシを測定するモータ制御装置を開示する。具体的には、想定されるバックラッシの大きさ以上に駆動軸を正転駆動した後、想定される最大のバックラッシ以上に逆転駆動したとき、逆転駆動開始からトルクが急増するまでの駆動軸の位置信号の変化量からバックラッシを算出する。ここでは、駆動軸がバックラッシに相当する角度だけ逆転駆動した場合の伝達機構の内部の機械的な接触をトルクセンサによって判定している。   Patent Document 2 discloses a motor control device that measures the backlash of a transmission mechanism by using inputs from a position detector that detects a rotation state of a drive shaft of a motor and a torque sensor that measures torque applied to the drive shaft. Is disclosed. Specifically, the position of the drive shaft from the start of reverse rotation drive to the sudden increase in torque when the drive shaft is driven forward rotation beyond the assumed backlash magnitude and then reversely driven beyond the assumed maximum backlash. Backlash is calculated from the amount of signal change. Here, the mechanical contact inside the transmission mechanism when the drive shaft is reversely driven by an angle corresponding to backlash is determined by a torque sensor.

特開平7−181107号公報Japanese Patent Laid-Open No. 7-181107 特開2012−149919号公報JP2012-149919A

しかしながら、従来技術では、バックラッシを測定するためには、負荷軸及び駆動軸双方の回転状態を検出する位置検出器からの位置信号、又はモータの駆動軸の回転状態を検出する位置検出器と駆動軸にかかるトルクを計測するトルクセンサとからの信号が必要であった。これにより、モータ制御装置が接続できる装置構成が限定されるという問題があった。   However, in the prior art, in order to measure the backlash, the position signal from the position detector that detects the rotation state of both the load shaft and the drive shaft, or the position detector and the drive that detect the rotation state of the motor drive shaft. A signal from a torque sensor that measures the torque applied to the shaft was required. As a result, there is a problem that the device configuration to which the motor control device can be connected is limited.

本発明は、上述のような事情を鑑みてなされたもので、モータの駆動軸の回転状態を検出する位置検出器からの位置信号さえ取得できれば、伝達機構のバックラッシを測定することができるモータ制御装置を提供することを目的としている。   The present invention has been made in view of the circumstances as described above, and it is possible to measure the backlash of the transmission mechanism as long as the position signal from the position detector that detects the rotation state of the drive shaft of the motor can be acquired. The object is to provide a device.

本発明に係るモータ制御装置は、モータを一方向に正駆動させた後に、一方向とは反対の方向にモータを逆駆動させる駆動指令を生成する駆動指令生成器と、駆動指令とモータの動作状態を示す位置信号とに基づいて、モータを駆動するためのトルク指令を生成するトルク指令生成器と、位置信号に基づいて算出した信号を用いて、モータに接続する駆動側伝達部と負荷に接続する負荷側伝達部との間の接触を測定完了接触として検出し、検出結果を接触信号として出力する接触検出器と、接触信号及び位置信号に基づき、駆動側伝達部及び負荷側伝達部間のバックラッシを推定するバックラッシ推定器と、を備える。   The motor control device according to the present invention includes a drive command generator that generates a drive command that reversely drives the motor in a direction opposite to the one direction after the motor is normally driven in one direction, and the drive command and the motor operation A torque command generator for generating a torque command for driving the motor based on the position signal indicating the state, a drive side transmission unit connected to the motor and a load using the signal calculated based on the position signal A contact detector that detects a contact between the connected load side transmission unit as a measurement completion contact and outputs the detection result as a contact signal, and between the drive side transmission unit and the load side transmission unit based on the contact signal and the position signal. A backlash estimator that estimates the backlash of

本発明に係るモータ制御装置にあっては、モータの駆動軸の回転状態を検出する位置検出器からの位置信号さえ取得できれば、伝達機構のバックラッシを測定することができる。これにより、より幅広い構成の装置に接続することができる。   In the motor control device according to the present invention, the backlash of the transmission mechanism can be measured as long as the position signal from the position detector that detects the rotational state of the drive shaft of the motor can be acquired. Thereby, it can connect to the apparatus of a wider structure.

本発明の実施の形態1に係るモータ装置を説明するためのブロック図である。It is a block diagram for demonstrating the motor apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. 伝達機構の内部構造と、正転駆動及び逆転駆動によるバックラッシの計測過程とを示した図である。It is the figure which showed the internal structure of a transmission mechanism, and the measurement process of the backlash by forward rotation drive and reverse rotation drive. 本発明の実施の形態1に係るモータ制御装置の逆転駆動時の時系列波形の一例を示した図である。It is the figure which showed an example of the time-sequential waveform at the time of reverse drive of the motor control apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. 駆動指令Cdにおける加速度指令値を一定とした場合における時系列波形の一例を示した図である。It is the figure which showed an example of the time series waveform when the acceleration command value in drive command Cd is made constant. 駆動指令Cdにおける速度指令値を一定とした場合における時系列波形の一例を示した図である。It is the figure which showed an example of the time series waveform when the speed command value in drive command Cd is made constant. 本発明の実施の形態2に係るモータ装置を説明するためのブロック図である。It is a block diagram for demonstrating the motor apparatus which concerns on Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態2に係るモータ制御装置の逆転駆動時の時系列波形の一例を示した図である。It is the figure which showed an example of the time-sequential waveform at the time of reverse drive of the motor control apparatus which concerns on Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態3に係るモータ装置を説明するためのブロック図である。It is a block diagram for demonstrating the motor apparatus which concerns on Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態3に係るモータ制御装置の逆転駆動時の時系列波形の一例を示した図である。It is the figure which showed an example of the time-sequential waveform at the time of reverse drive of the motor control apparatus which concerns on Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態4に係るモータ装置を説明するためのブロック図である。It is a block diagram for demonstrating the motor apparatus which concerns on Embodiment 4 of this invention. 本発明の実施の形態4に係るモータ制御装置の逆転駆動時における時系列波形の一例を示した図である。It is the figure which showed an example of the time-sequential waveform at the time of reverse rotation drive of the motor control apparatus which concerns on Embodiment 4 of this invention. 本発明の実施の形態5に係るモータ装置を説明するためのブロック図である。It is a block diagram for demonstrating the motor apparatus which concerns on Embodiment 5 of this invention. 本発明の実施の形態6に係るモータ装置を説明するためのブロック図である。It is a block diagram for demonstrating the motor apparatus which concerns on Embodiment 6 of this invention. 本発明の実施の形態6に係るバックラッシ計測手順を表したフロー図である。It is a flowchart showing the backlash measurement procedure which concerns on Embodiment 6 of this invention. 本発明の実施の形態6に係るモータ制御装置の伝達機構の負荷軸が外力を受けて回転する方向とバックラッシ推定動作時の駆動方向を示した図である。It is the figure which showed the drive direction at the time of the backlash estimation operation | movement in which the load shaft of the transmission mechanism of the motor control apparatus which concerns on Embodiment 6 of this invention receives external force, and rotates. 本発明の実施の形態6に係るモータ制御装置が複数回の試験駆動を行う駆動指令を生成した場合の時系列波形の一例を示した図である。It is the figure which showed an example of the time-sequential waveform when the motor control apparatus which concerns on Embodiment 6 of this invention produced | generated the drive command which performs the test drive of multiple times. 本発明の実施の形態6に係るモータ装置の伝達機構の内部構造と、バックラッシの計測過程を示した図である。It is the figure which showed the internal structure of the transmission mechanism of the motor apparatus which concerns on Embodiment 6 of this invention, and the measurement process of a backlash. 本発明の実施の形態6に係る推定負荷軸位置を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the estimated load shaft position which concerns on Embodiment 6 of this invention. 本発明の実施の形態7に係るモータ装置を説明するためのブロック図である。It is a block diagram for demonstrating the motor apparatus which concerns on Embodiment 7 of this invention. 本発明の実施の形態8に係るモータ装置を説明するためのブロック図である。It is a block diagram for demonstrating the motor apparatus which concerns on Embodiment 8 of this invention. 本発明の実施の形態8に係るモータ制御装置の逆転駆動時の時系列波形の一例を示した図である。It is the figure which showed an example of the time-sequential waveform at the time of reverse drive of the motor control apparatus which concerns on Embodiment 8 of this invention.

以下に、本発明に係るモータ制御装置の実施の形態を図1〜図21を用いて説明する。なお、以下の実施の形態により、本発明が限定されるものではなく、各実施の形態を適宜変更してもよく、適宜組み合わせてもよいことは言うまでもない。以下の実施の形態では、駆動力としてトルクを発生させる回転型のモータを例に挙げて説明しているが、リニアモータのように直線的な推力を駆動力として発生させる装置に関しても、本発明のモータ制御装置を同様に適用可能である。   Embodiments of a motor control device according to the present invention will be described below with reference to FIGS. It should be noted that the present invention is not limited to the following embodiments, and it goes without saying that the embodiments may be appropriately changed or combined appropriately. In the following embodiments, a rotary motor that generates torque as a driving force is described as an example. However, the present invention also relates to a device that generates a linear thrust as a driving force, such as a linear motor. The motor control device can be similarly applied.

実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1に係るモータ装置を説明するためのブロック図である。モータ装置は、モータ制御装置1、モータ2、モータ2の駆動軸の回転状態(動作状態)を検出する位置検出器3、及び伝達機構100を有する。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a block diagram for explaining a motor device according to Embodiment 1 of the present invention. The motor device includes a motor control device 1, a motor 2, a position detector 3 that detects a rotation state (operation state) of a drive shaft of the motor 2, and a transmission mechanism 100.

モータ2は、モータ制御装置1により制御されて駆動する。伝達機構100は、モータ2のトルクを負荷4に伝達し、駆動軸101を介してモータ2と接続され、負荷軸102を介して負荷4と接続される。位置検出器3は、モータ2の駆動軸の回転状態を検出して位置信号Spとして出力する。位置検出器3は例えばロータリエンコーダである。なお、本実施の形態では、位置検出器3とモータ制御装置1とを別構成としたが、モータ制御装置1が位置検出器3を有する構成であってもよい。また、ロータリエンコーダに代えて速度センサ又は加速度センサ等を用いてもよい。   The motor 2 is controlled and driven by the motor control device 1. The transmission mechanism 100 transmits the torque of the motor 2 to the load 4, is connected to the motor 2 via the drive shaft 101, and is connected to the load 4 via the load shaft 102. The position detector 3 detects the rotation state of the drive shaft of the motor 2 and outputs it as a position signal Sp. The position detector 3 is a rotary encoder, for example. In the present embodiment, the position detector 3 and the motor control device 1 are configured separately, but the motor control device 1 may include the position detector 3. A speed sensor or an acceleration sensor may be used instead of the rotary encoder.

モータ制御装置1は、駆動指令生成器10、トルク指令生成器11、電流制御器12、接触検出器13、及びバックラッシ推定器14を有する。駆動指令生成器10は、トルク指令生成器11に対して駆動指令Cdを出力する。トルク指令生成器11はまず、位置信号Sp及び駆動指令Cdを用いて、位置検出器3が出力する位置信号Spが駆動指令Cdを追従するように、トルク指令Ctを生成する。さらに、このトルク指令Ctを電流制御器12及び接触検出器13に出力する。電流制御器12はトルク指令Ctに対応する電流Imをモータ2に出力する。   The motor control device 1 includes a drive command generator 10, a torque command generator 11, a current controller 12, a contact detector 13, and a backlash estimator 14. The drive command generator 10 outputs a drive command Cd to the torque command generator 11. The torque command generator 11 first generates a torque command Ct using the position signal Sp and the drive command Cd so that the position signal Sp output from the position detector 3 follows the drive command Cd. Further, this torque command Ct is output to the current controller 12 and the contact detector 13. The current controller 12 outputs a current Im corresponding to the torque command Ct to the motor 2.

接触検出器13は、入力されたトルク指令Ctを用いて、伝達機構100における接触を検出して検出結果を接触信号Scとして出力する。バックラッシ推定器14は、接触信号Scと位置信号Spを用いて、伝達機構100におけるバックラッシを推定する。   The contact detector 13 detects contact in the transmission mechanism 100 using the input torque command Ct, and outputs a detection result as a contact signal Sc. The backlash estimator 14 estimates the backlash in the transmission mechanism 100 using the contact signal Sc and the position signal Sp.

ここで、伝達機構100の構成について図2により説明する。図2は、実施の形態1に係るモータ装置の伝達機構100の内部構造と、正転駆動及び逆転駆動によるバックラッシの計測過程とを示した図である。図2(a)、(b)及び(c)が、それぞれバックラッシを計測する前の歯車の状態、正転駆動した歯車の状態、及び逆転駆動した歯車の状態を示す。なお、本実施の形態では、図中(b)の矢印で示す反時計回りの方向を正転方向とし、(c)の矢印で示す時計回りの方向を逆転方向としているが、正転方向及び逆転方向の方向を入れ替えてもよいことは言うまでもない。以下、回転型モータによる駆動は、「正転駆動」及び「逆転駆動」に対応する。また、回転型モータ又はリニアモータによる駆動は、「正駆動」及び「逆駆動」に対応する。   Here, the configuration of the transmission mechanism 100 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a diagram illustrating an internal structure of the transmission mechanism 100 of the motor device according to the first embodiment and a backlash measurement process by forward drive and reverse drive. FIGS. 2A, 2B, and 2C show the state of the gear before measuring the backlash, the state of the gear that is driven in the forward direction, and the state of the gear that is driven in the reverse direction, respectively. In the present embodiment, the counterclockwise direction indicated by the arrow (b) in the figure is the forward rotation direction, and the clockwise direction indicated by the arrow (c) is the reverse rotation direction. Needless to say, the direction of the reverse rotation direction may be changed. Hereinafter, driving by the rotary motor corresponds to “forward rotation driving” and “reverse rotation driving”. Further, driving by a rotary motor or linear motor corresponds to “forward driving” and “reverse driving”.

駆動軸101は、モータ2の駆動回転軸であり、この駆動軸101に駆動側歯車(駆動側伝達部)101aが取付けられる。負荷軸102は、伝達機構100を介して駆動軸101から負荷4に対してトルクを伝達するための被駆動回転軸である。この負荷軸102に負荷側歯車(負荷側伝達部)102aが取付けられる。伝達機構100において、駆動側歯車101a及び負荷側歯車102aが噛みあうことで、モータ2のトルクが負荷4に伝達される。   The drive shaft 101 is a drive rotation shaft of the motor 2, and a drive side gear (drive side transmission unit) 101 a is attached to the drive shaft 101. The load shaft 102 is a driven rotary shaft for transmitting torque from the drive shaft 101 to the load 4 via the transmission mechanism 100. A load side gear (load side transmission portion) 102 a is attached to the load shaft 102. In the transmission mechanism 100, the torque of the motor 2 is transmitted to the load 4 by the drive side gear 101 a and the load side gear 102 a meshing with each other.

なお、本実施の形態の伝達機構100として、2つの歯車を備えた減速機を例に挙げて説明しているが、歯車を3つ以上有する伝達機構を用いてもよい。また、2つの歯車の代わりに、ラックアンドピニオン、ボールネジなどにより構成されていてもよい。駆動側歯車101a及び負荷側歯車102aを、両歯車と呼ぶ場合がある。   In addition, although the reduction mechanism provided with two gears is mentioned as an example as the transmission mechanism 100 of the present embodiment, a transmission mechanism having three or more gears may be used. Further, instead of the two gears, a rack and pinion, a ball screw, or the like may be used. The drive side gear 101a and the load side gear 102a may be referred to as both gears.

次に本実施の形態で、モータ2の正転駆動及び逆転駆動により伝達機構100のバックラッシを計測するモータ制御装置1の動作手順を説明する。   Next, in the present embodiment, an operation procedure of the motor control device 1 that measures the backlash of the transmission mechanism 100 by forward rotation and reverse rotation of the motor 2 will be described.

本実施の形態において、バックラッシは角度バックラッシを意味するものとして以下説明を行う。ここで、角度バックラッシとは、一方の歯車が固定されたとき、他方の歯車が動くことができる角度の最大値のことである。図2(c)に示す点線間の角度θがバックラッシである。従って、図2(b)に示す状態から図2(c)に示す状態になるまでに、駆動軸101が回転する角度すなわち位置信号Spの変化量からバックラッシを測定することができる。角度バックラッシの代わりに、法線方向バックラッシ、円周方向バックラッシなど異なる種類のバックラッシを用いてもよい。   In the present embodiment, backlash will be described below as meaning angular backlash. Here, the angle backlash is a maximum value of an angle at which one gear can move when one gear is fixed. The angle θ between the dotted lines shown in FIG. 2C is the backlash. Therefore, from the state shown in FIG. 2B to the state shown in FIG. 2C, the backlash can be measured from the angle at which the drive shaft 101 rotates, that is, the amount of change in the position signal Sp. Instead of the angle backlash, different types of backlash such as a normal backlash and a circumferential backlash may be used.

なお、以下では図2(b)から図2(c)の状態になるまでの時間を接触所要時間Tcと呼ぶ。また、接触所要時間Tcでのモータ2の位置信号Spの変化量を接触位置変位Pcと呼ぶ。さらに、バックラッシを測定するに際し、駆動側歯車101aと負荷側歯車102aとの接触には2つの場合があり、以下では両者を区別して説明を行う。「測定前接触」とはバックラッシの測定を開始するため、両歯車101a及び102aが図2(b)に示す状態となったことであるとする。より詳細には一方の方向に駆動軸101を正転駆動することで、駆動側歯車101aと負荷側歯車102aとが接触することであるとする。「測定完了接触」とは、図2(c)に示す状態となったことであり、逆転駆動による接触である。より詳細には両歯車101a及び102aが「測定前接触」した後、モータ2が駆動軸101を一方の方向とは反対の他方の方向に逆転駆動させることで、駆動側歯車101aと負荷側歯車102aとが接触することである。   Hereinafter, the time from the state shown in FIG. 2B to the state shown in FIG. 2C is referred to as a contact required time Tc. Further, the amount of change in the position signal Sp of the motor 2 during the required contact time Tc is referred to as a contact position displacement Pc. Furthermore, when measuring the backlash, there are two cases of contact between the drive side gear 101a and the load side gear 102a, and the following description will be given separately. “Contact before measurement” means that both gears 101a and 102a are in the state shown in FIG. 2B in order to start measurement of backlash. More specifically, it is assumed that the drive side gear 101a and the load side gear 102a come into contact with each other by driving the drive shaft 101 in the normal direction in one direction. “Measurement completion contact” means that the state shown in FIG. 2C is reached, and is contact by reverse rotation driving. More specifically, after both the gears 101a and 102a are “contact before measurement”, the motor 2 drives the drive shaft 101 in the reverse direction in the opposite direction to the one direction so that the drive side gear 101a and the load side gear are driven. 102a is in contact.

図2(a)に示したように、正転駆動開始時には、両歯車101a及び102aが機械的に互いに接触しているとは限らない。そこでまず、駆動指令生成器10の生成する図中矢印で示す正転方向の駆動指令Cdにより、モータ2は駆動軸101を反時計回りに回転させることで、駆動側歯車101aが正転駆動する。駆動指令Cdは、例えばモータ2に対する位置指令値、速度指令値、加速度指令値などのパラメータにより構成される。図2(b)に示したように、正転駆動することで、両歯車101a及び102aが測定前接触する。   As shown in FIG. 2A, the two gears 101a and 102a are not always in mechanical contact with each other at the start of forward rotation driving. Therefore, first, the motor 2 rotates the drive shaft 101 counterclockwise by the drive command Cd in the forward direction indicated by the arrow in the figure generated by the drive command generator 10, so that the drive side gear 101a is driven forward. . The drive command Cd includes, for example, parameters such as a position command value, a speed command value, and an acceleration command value for the motor 2. As shown in FIG. 2B, the two gears 101a and 102a come into contact before measurement by being driven forward.

ここで、逆転駆動の開始時刻の検出方法の一例を説明する。負荷軸102と負荷軸102を支える軸受け等との間に発生する摩擦力により、両歯車101a及び102aが接触する際に減速して停止するように、駆動指令Cdにおける加速度指令値及び速度指令値が調整される。これにより、バックラッシ推定器14は位置信号Spにより逆転駆動の開始時間を検出する。バックラッシ推定器14が例えば、位置信号Spが変化しない状態すなわちモータ2の停止状態を予め設定された時間検知した後、さらにモータ2の停止状態の直前とは逆の方向における位置信号Spの変化を検出した場合、その検出した時刻を逆転駆動の開始時間とする。なお、位置信号Spから逆転駆動の開始時間を判断する代わりに、駆動指令Cdがバックラッシ推定器14に入力される構成とし、バックラッシ推定器14が、この駆動指令Cdにより、逆転駆動の開始時間を判断するようにしてもよい。   Here, an example of a method of detecting the reverse drive start time will be described. The acceleration command value and the speed command value in the drive command Cd are decelerated and stopped when both the gears 101a and 102a come into contact with each other due to the frictional force generated between the load shaft 102 and the bearing supporting the load shaft 102. Is adjusted. Thus, the backlash estimator 14 detects the reverse drive start time from the position signal Sp. For example, after the backlash estimator 14 detects the state in which the position signal Sp does not change, that is, the stop state of the motor 2 for a preset time, the backlash estimator 14 further changes the position signal Sp in the direction opposite to that immediately before the stop state of the motor 2. If detected, the detected time is set as the reverse drive start time. Instead of determining the reverse drive start time from the position signal Sp, the drive command Cd is input to the backlash estimator 14, and the backlash estimator 14 uses the drive command Cd to set the reverse drive start time. You may make it judge.

次に、駆動軸101が逆転駆動されると、両歯車101a及び102aは、図2(b)に示す測定前接触とは反対の面で、図2(c)で示す通り測定完了接触する。この測定完了接触を、接触検出器13が検出し、検出結果を接触信号Scとして出力する。接触信号Scを電圧で表す場合、例えば非接触状態を0Vの電圧とし、接触状態を0Vとは異なる値、例えば2Vの電圧として接触信号Scを出力する。   Next, when the drive shaft 101 is driven in reverse, both the gears 101a and 102a are in contact with each other as shown in FIG. 2C on the surface opposite to the pre-measurement contact shown in FIG. This measurement completion contact is detected by the contact detector 13, and the detection result is output as a contact signal Sc. When the contact signal Sc is represented by a voltage, for example, the non-contact state is set to a voltage of 0V, and the contact state is output as a voltage different from 0V, for example, a voltage of 2V.

駆動軸101の回転により両歯車101a及び102aが接触すると、モータ2が駆動する慣性モーメントが増大し、モータ2の駆動に大きなトルクが必要になる。そのため、トルク指令生成器11は位置信号Spが駆動指令Cdに追従するために必要なトルク指令Ctを逆転駆動させる方向(逆転駆動に対応する方向)に増加させる。接触検出器13は、このトルク指令Ctの増加を検出して、伝達機構100の測定完了接触を検出する。   When both gears 101 a and 102 a come into contact with each other due to the rotation of the drive shaft 101, the moment of inertia driven by the motor 2 increases, and a large torque is required for driving the motor 2. For this reason, the torque command generator 11 increases the torque command Ct necessary for the position signal Sp to follow the drive command Cd in the direction in which the torque signal Ct is driven in the reverse direction (the direction corresponding to the reverse drive). The contact detector 13 detects an increase in the torque command Ct and detects a measurement completion contact of the transmission mechanism 100.

なお、測定前接触及び測定完了接触を確実に生じさせるためには、伝達機構100の実際のバックラッシよりも大きく正転駆動及び逆転駆動させるための駆動指令Cdが必要である。そのため、予め許容する最大のバックラッシ(最大バックラッシ許容量)を定めておき、駆動指令生成器10は、駆動軸101を許容する最大のバックラッシに相当する角度より十分大きく駆動させる駆動指令Cdを生成してもよい。   In order to reliably generate the pre-measurement contact and the measurement completion contact, the drive command Cd for forward rotation and reverse rotation larger than the actual backlash of the transmission mechanism 100 is required. Therefore, the maximum backlash allowed (maximum backlash allowable amount) is determined in advance, and the drive command generator 10 generates a drive command Cd that drives the drive shaft 101 sufficiently larger than the angle corresponding to the maximum backlash allowed. May be.

図3は、実施の形態1に係るモータ制御装置1の逆転駆動時における時系列波形の一例を示した図である。すなわち、図中(a)〜(d)において横軸は時間である。縦軸は、それぞれ(a)がトルク指令Ctを、(b)がトルク指令Ctの単位時間当たりの変化量を、(c)が位置信号Spを、(d)が接触信号Scを示す。   FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a time-series waveform when the motor control device 1 according to the first embodiment is driven in reverse rotation. That is, the horizontal axis is time in (a) to (d) in the figure. On the vertical axis, (a) shows the torque command Ct, (b) shows the amount of change per unit time of the torque command Ct, (c) shows the position signal Sp, and (d) shows the contact signal Sc.

位置信号Spがバックラッシに相当する角度分変化すると、両歯車101a及び102aが接触する。ここで、トルク指令Ctが一時的に増大(あるいは減少)するため、図3(a)に示すピークA1が現れる。トルク指令Ctの変化を示す時間微分値もまた一時的に増大(あるいは減少)するため、図3(b)に示すピークB1が現れる。図3(c)に示す位置信号Spの変化量Cは、接触所要時間Tcにおける位置信号Spの変化量であり、バックラッシに相当するものである。   When the position signal Sp changes by an angle corresponding to backlash, both gears 101a and 102a come into contact with each other. Here, since the torque command Ct temporarily increases (or decreases), a peak A1 shown in FIG. Since the time differential value indicating the change in the torque command Ct also temporarily increases (or decreases), the peak B1 shown in FIG. 3B appears. A change amount C of the position signal Sp shown in FIG. 3C is a change amount of the position signal Sp in the required contact time Tc, and corresponds to backlash.

接触検出器13による測定完了接触の検出方法の一例について説明する。トルク指令Ctの単位時間当たりの変化量が予め設定されたしきい値を逆転駆動させる方向(逆転駆動に対応する方向)に超えた場合に、接触検出器13が測定完了接触を検出して、両歯車101a及び102aの接触状態を示す接触信号Scをバックラッシ推定器14に出力する。ここで、予め設定されたしきい値は例えば図3(b)の破線b1である。なお、接触検出器13は、トルク指令Ctの単位時間当たりの変化量ではなくトルク指令Ctが予め設定されたしきい値(破線a1)を逆転駆動させる方向に超えた場合に、測定完了接触を検出したとするようにしてもよい。換言すると、接触検出器13は、トルク指令Ct又はトルク指令Ctの単位時間当たりの変化量が予め設定されたしきい値を逆転駆動させる方向に超えた場合に、測定完了接触を検出したとする。また、しきい値の決定方法としては、例えば、トルク指令Ctに基づき、動的に設定してもよい。なお、トルク指令Ct及びトルク指令Ctの変化量において逆転駆動させる方向(逆転駆動に対応する方向)は、例えば図3(a),(b)ではマイナスの方向である。   An example of a method for detecting a measurement completion contact by the contact detector 13 will be described. When the amount of change per unit time of the torque command Ct exceeds a preset threshold value in the direction of reverse rotation driving (direction corresponding to reverse rotation driving), the contact detector 13 detects the measurement completion contact, A contact signal Sc indicating the contact state of both gears 101 a and 102 a is output to the backlash estimator 14. Here, the preset threshold value is, for example, a broken line b1 in FIG. Note that the contact detector 13 determines the measurement completion contact when the torque command Ct exceeds the preset threshold value (broken line a1) in the reverse drive direction instead of the change amount per unit time of the torque command Ct. It may be assumed that it has been detected. In other words, the contact detector 13 detects the measurement completion contact when the torque command Ct or the change amount per unit time of the torque command Ct exceeds the preset threshold value in the direction of reverse driving. . Further, as a method for determining the threshold value, for example, it may be set dynamically based on the torque command Ct. Note that the direction of reverse rotation driving (the direction corresponding to reverse rotation driving) in the torque command Ct and the change amount of the torque command Ct is a negative direction in FIGS. 3A and 3B, for example.

図3(d)において、T1は駆動軸101が逆転駆動している期間(以下、「逆転駆動期間」と呼ぶ。)を示している。また、T2は両歯車101a及び102aが接触していない非接触状態である期間(以下、「非接触期間」と呼ぶ。)であり、この時間において駆動側歯車101aのみが回転し、負荷側歯車102aは停止している。一方で、接触期間T3は両歯車101a及び102aが接触している接触状態の期間(以下、「接触期間」と呼ぶ。)であり、接触期間T3では負荷側歯車102aが駆動側歯車101aとともに回転している。なお、非接触期間T2から接触期間T3に切り替わる点が測定完了接触の開始時間であり、接触期間T3の間は駆動側歯車101aが負荷側歯車102aを駆動させるが、接触期間T3から時間がさらに経過すると両歯車101a及び102aが離れるため、接触信号Scは非接触状態を示す。また、非接触期間T2は上述した接触所要時間Tcでもある。   In FIG. 3D, T1 indicates a period during which the drive shaft 101 is driven in reverse rotation (hereinafter referred to as “reverse rotation drive period”). T2 is a non-contact state in which both gears 101a and 102a are not in contact (hereinafter referred to as “non-contact period”). During this time, only the drive-side gear 101a rotates and the load-side gear is rotated. 102a is stopped. On the other hand, the contact period T3 is a period of contact state in which both gears 101a and 102a are in contact (hereinafter referred to as “contact period”). In the contact period T3, the load side gear 102a rotates together with the drive side gear 101a. doing. The point at which the non-contact period T2 switches to the contact period T3 is the start time of the measurement completion contact. During the contact period T3, the drive side gear 101a drives the load side gear 102a. Since the two gears 101a and 102a are separated after the lapse of time, the contact signal Sc indicates a non-contact state. Further, the non-contact period T2 is also the above-described required contact time Tc.

ここで、バックラッシ推定器14によるバックラッシの推定方法について説明する。図3(a)、(b)に示すトルク指令Ct又はトルク指令Ctの変化量の値により、接触検出器13により接触信号Sc(図3(d))が生成される。バックラッシ推定器14は、まず、逆転駆動の開始から接触信号Scが立ち上がるまでの非接触期間(接触所要時間Tc)T2を求める。次に、図3(c)に示すように、測定前接触から測定完了接触までの時間(接触所要時間Tc)における位置信号Spの変化量Cを求め、この変化量Cからバックラッシを推定する。   Here, a backlash estimation method by the backlash estimator 14 will be described. A contact signal Sc (FIG. 3 (d)) is generated by the contact detector 13 based on the torque command Ct shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b) or the value of the change amount of the torque command Ct. The backlash estimator 14 first obtains a non-contact period (required contact time Tc) T2 from the start of reverse rotation drive until the contact signal Sc rises. Next, as shown in FIG. 3C, a change amount C of the position signal Sp in the time from the pre-measurement contact to the measurement completion contact (contact required time Tc) is obtained, and the backlash is estimated from the change amount C.

さらに、トルク指令Ctが最大(あるいは最小)すなわち図3(a)に示すピークA1になる場合、又はトルク指令Ctの単位時間当たりの変化量が最大(あるいは最小)すなわち図3(b)に示すピークB1になる場合に、接触検出器13が測定完了接触を検出する構成としてもよい。これにより測定完了接触を検出する際に、しきい値の設定が不要になる。   Further, when the torque command Ct is maximum (or minimum), that is, the peak A1 shown in FIG. 3A, or the amount of change per unit time of the torque command Ct is maximum (or minimum), that is, shown in FIG. When the peak B1 is reached, the contact detector 13 may be configured to detect a measurement completion contact. This eliminates the need to set a threshold when detecting a measurement completion contact.

本実施の形態では、トルク指令生成器11は、駆動指令Cdと位置信号Spとに基づいて、トルク指令Ctを生成する。これにより、トルク指令Ct又はトルク指令Ctの単位時間当たりの変化量が、予め設定されたしきい値を逆転駆動に対応する方向に超えた場合、あるいは最大になる場合に、接触検出器13が測定完了接触を検出したとすることでバックラッシの推定が可能となっている。トルク指令Ct又はトルク指令Ctの単位時間当たりの変化量が最大であることを判定する方法の例としては、予め最大値を定義しておく方法、又は逆転駆動期間TIで最も大きいトルク指令Ct又はトルク指令Ctの単位時間当たりの変化量の値を最大とする方法が挙げられる。   In the present embodiment, the torque command generator 11 generates a torque command Ct based on the drive command Cd and the position signal Sp. Thereby, when the change amount per unit time of the torque command Ct or the torque command Ct exceeds a preset threshold value in the direction corresponding to the reverse rotation drive, or when it becomes the maximum, the contact detector 13 The backlash can be estimated by detecting the measurement completion contact. As an example of a method for determining that the torque command Ct or the amount of change per unit time of the torque command Ct is the maximum, a method in which a maximum value is defined in advance, or a torque command Ct that is the largest in the reverse drive period TI or A method of maximizing the value of change per unit time of the torque command Ct can be mentioned.

図4は、駆動指令Cdにおける加速度指令値を一定とした場合における時系列波形の一例を示した図である。図中(a)〜(d)において横軸は時間である。縦軸は、それぞれ(a)が駆動指令Cdによる加速度指令値を、(b)がトルク指令Ctを、(c)が位置信号Spを、(d)が接触信号Scを示す。また、図4(a)に示すように、予め設定された時間Taだけ、駆動指令生成器10は逆転駆動時にモータ2の加速度が一定になるように駆動指令Cdを与える。これにより、図4(b)に示すように、モータ2の逆転駆動時において、測定完了接触した時点を除きトルク指令Ctの変化が小さいため、トルク指令CtのピークA11が顕著に現れるようになる。なお、加速度指令値を大幅に変化させる駆動指令Cdを用いた場合には、測定完了接触した時点以外でもトルク指令Ctが大きく変化して、トルク指令Ctのピークができる。このトルク指令Ctのピークがノイズとなり、測定完了接触であると誤検出される場合がある。一方で、本実施の形態のように加速度指令値を一定にすることで、このようなノイズの問題を解決することができる。なお、図4(d)のT1、T2、T3は、図3(d)と同様に、それぞれ逆転駆動期間、非接触期間、接触期間である。   FIG. 4 is a diagram showing an example of a time-series waveform when the acceleration command value in the drive command Cd is constant. In the drawings (a) to (d), the horizontal axis represents time. On the vertical axis, (a) shows the acceleration command value by the drive command Cd, (b) shows the torque command Ct, (c) shows the position signal Sp, and (d) shows the contact signal Sc. Further, as shown in FIG. 4A, the drive command generator 10 gives a drive command Cd so that the acceleration of the motor 2 becomes constant during reverse rotation drive for a preset time Ta. As a result, as shown in FIG. 4B, when the motor 2 is driven in reverse rotation, the change in the torque command Ct is small except when the measurement completion contact is made, so that the peak A11 of the torque command Ct appears prominently. . In addition, when the drive command Cd that greatly changes the acceleration command value is used, the torque command Ct changes greatly even at a time other than the time when the measurement completion contact is made, and the torque command Ct peaks. The peak of the torque command Ct becomes noise and may be erroneously detected as a measurement completion contact. On the other hand, such a problem of noise can be solved by making the acceleration command value constant as in the present embodiment. Note that T1, T2, and T3 in FIG. 4D are a reverse drive period, a non-contact period, and a contact period, respectively, as in FIG. 3D.

図5は、駆動指令Cdにおける速度指令値を一定とした場合における時系列波形の一例を示した図である。図中(a)〜(d)において横軸は時間である。縦軸は、それぞれ(a)が駆動指令Cdにおける速度指令値を、(b)がトルク指令Ctを、(c)が位置信号Spを、(d)が接触信号Scを示す。さらに、図5(a)に示すように、期間Tbでは、速度指令値を一定にする駆動指令Cdにより、測定完了接触した時点を除きトルク指令Ctがほぼ一定の値になる。従って、このような駆動指令Cdを用いることで、図5(b)に示すように、バックラッシ分だけ駆動側歯車101aが回転したときに、トルク指令CtのピークA12がさらに顕著に現れるようになる。このときの接触信号Scの時間変化は、理想的には図5(d)に示すようになる。なお、図5(d)のT1、T2、T3は、図3(d)と同様に、それぞれ逆転駆動期間、非接触期間、接触期間である。   FIG. 5 is a diagram showing an example of a time-series waveform when the speed command value in the drive command Cd is constant. In the drawings (a) to (d), the horizontal axis represents time. On the vertical axis, (a) shows the speed command value in the drive command Cd, (b) shows the torque command Ct, (c) shows the position signal Sp, and (d) shows the contact signal Sc. Further, as shown in FIG. 5A, in the period Tb, the torque command Ct becomes a substantially constant value except for the time point when the measurement completion contact is made by the drive command Cd that makes the speed command value constant. Therefore, by using such a drive command Cd, as shown in FIG. 5B, when the drive-side gear 101a rotates by the amount corresponding to the backlash, the peak A12 of the torque command Ct appears more prominently. . The time change of the contact signal Sc at this time is ideally as shown in FIG. Note that T1, T2, and T3 in FIG. 5D are a reverse drive period, a non-contact period, and a contact period, respectively, as in FIG. 3D.

特許文献2に挙げた従来技術では、両歯車101a及び102aの機械的な接触を、駆動軸101のトルクセンサを用いて測定し、同時に位置信号Spを用いてバックラッシを計測する必要があった。しかし、本実施の形態のモータ制御装置では、トルク指令生成器11が、駆動指令Cdと位置信号Spとに基づいてトルク指令Ctを生成し、電流制御器12がトルク指令Ctに基づいてモータ2に電流Imを供給し、モータ2を駆動する。従って、本実施の形態のモータ制御装置では、センサから得られる情報として、位置信号Spさえ得られればバックラッシの計測が可能である。これにより、より幅広い構成の装置に接続することができる。   In the prior art described in Patent Document 2, it is necessary to measure the mechanical contact between both gears 101a and 102a using the torque sensor of the drive shaft 101 and simultaneously measure the backlash using the position signal Sp. However, in the motor control device of the present embodiment, the torque command generator 11 generates the torque command Ct based on the drive command Cd and the position signal Sp, and the current controller 12 generates the motor 2 based on the torque command Ct. Is supplied with current Im, and the motor 2 is driven. Therefore, in the motor control apparatus of the present embodiment, the backlash can be measured as long as the position signal Sp is obtained as information obtained from the sensor. Thereby, it can connect to the apparatus of a wider structure.

実施の形態2.
図6は、本発明の実施の形態2に係るモータ装置を説明するためのブロック図である。本実施の形態では、接触検出器13aがトルク指令Ctの代わりに位置信号Spを用いて測定完了接触を検出する点が実施の形態1と異なる。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 6 is a block diagram for explaining a motor apparatus according to Embodiment 2 of the present invention. The present embodiment is different from the first embodiment in that the contact detector 13a detects the measurement completion contact using the position signal Sp instead of the torque command Ct.

なお、本実施の形態では、実施の形態1とは異なる構成のみについて説明を行うこととし、図中、同じまたは対応する構成については同一符号を付し、それらの構成の説明は繰り返さない。   In the present embodiment, only components different from those in the first embodiment will be described, and the same or corresponding components in the figure are denoted by the same reference numerals, and description of those components will not be repeated.

本実施の形態では、接触検出器13aが、モータ2の回転状況を示す位置信号Spから求めたモータ2の加速度を用いて、伝達機構100の内部の測定完了接触を検出する。   In the present embodiment, the contact detector 13 a detects the measurement completion contact inside the transmission mechanism 100 using the acceleration of the motor 2 obtained from the position signal Sp indicating the rotation state of the motor 2.

本実施の形態では、接触検出器13aが、モータ2の速度、加速度、及びジャークを、それぞれ位置信号Spを時間についてそれぞれ1回微分、2回微分、及び3回微分することで導出する。上述のように速度、加速度、及びジャークを微分して導出する代わりに、離散時間での差分をとるようにしてもよい。また、微分または離散時間における差分をする前に位置信号Spにハイパスフィルタを適用してもよい。これにより、位置信号Spの変動成分をより明確にすることができる。   In the present embodiment, the contact detector 13a derives the speed, acceleration, and jerk of the motor 2 by differentiating the position signal Sp once, twice, and three times with respect to time, respectively. Instead of differentiating the speed, acceleration, and jerk as described above, the difference in discrete time may be taken. Further, a high-pass filter may be applied to the position signal Sp before performing differentiation or difference in discrete time. Thereby, the fluctuation component of the position signal Sp can be made clearer.

接触検出器13aは、逆転駆動時の加速度を用いて、伝達機構100における測定完了接触を検出し、検出結果を接触信号Scとして出力する。   The contact detector 13a detects the measurement completion contact in the transmission mechanism 100 using the acceleration at the time of reverse rotation driving, and outputs the detection result as a contact signal Sc.

図7は、実施の形態2に係るモータ制御装置の逆転駆動時の時系列波形の一例を示した図である。図中、縦軸については、(a)が位置信号Spにより算出された加速度、(b)が加速度の単位時間当たりの変化量であるジャーク、(c)が位置信号Sp、(d)が接触信号Scを示す。   FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a time-series waveform at the time of reverse rotation driving of the motor control device according to the second embodiment. In the figure, regarding the vertical axis, (a) is the acceleration calculated from the position signal Sp, (b) is the jerk that is the amount of change of acceleration per unit time, (c) is the position signal Sp, and (d) is the contact. Signal Sc is shown.

接触検出器13aは、加速度が予め設定されたしきい値(例えば図7(a)の破線a2)を正転駆動させる方向(正転駆動に対応する方向)に超えた場合に、測定完了接触を検出したとする。これは、両歯車101a及び102aが接触することで、駆動側歯車101aの加速度が一時的に減少(あるいは増大)するためである。また、接触検出器13aは、加速度の代わりにジャークが図7(b)に示す破線b2を正転駆動させる方向に超えた場合に、測定完了接触を検出したとしてもよい。しきい値の決定方法としては、例えば、トルク指令Ctに基づき、動的に設定してもよい。なお、加速度及びジャークにおいて正転駆動させる方向(正転駆動に対応する方向)は、例えば図7(a),(b)ではプラスの方向である。   The contact detector 13a makes a measurement completion contact when the acceleration exceeds a preset threshold value (for example, a broken line a2 in FIG. 7A) in a direction for normal rotation driving (direction corresponding to normal rotation driving). Is detected. This is because the acceleration of the drive side gear 101a temporarily decreases (or increases) when both the gears 101a and 102a come into contact with each other. Moreover, the contact detector 13a may detect the measurement completion contact when the jerk exceeds the broken line b2 shown in FIG. As a method for determining the threshold value, for example, the threshold value may be dynamically set based on the torque command Ct. Note that the direction of forward rotation in acceleration and jerk (direction corresponding to forward rotation) is a positive direction in FIGS. 7A and 7B, for example.

なお、しきい値を設定する代わりに、加速度が最大(あるいは最小)すなわち図7(a)に示すピークA2になる場合、又はジャークが最大(あるいは最小)すなわち図7(b)に示すピークB2になる場合に、測定完了接触を検出したとしてもよい。これによりしきい値の設定が不要になる。   It should be noted that instead of setting the threshold value, the acceleration is maximum (or minimum), that is, peak A2 shown in FIG. 7A, or the jerk is maximum (or minimum), that is, peak B2 shown in FIG. 7B. In this case, the measurement completion contact may be detected. This eliminates the need to set a threshold value.

本実施の形態では、接触検出器13aが位置信号Spにより算出された加速度、又は位置信号Spにより算出されたジャークが予め設定されたしきい値を逆転駆動に対応する方向に超えた場合、あるいは最大となった場合に、測定完了接触を検出したとすることでバックラッシの推定が可能となっている。そのため、トルク指令生成器11は、必ずしも駆動指令Cd及び位置信号Spに基づいてトルク指令Ctを生成する必要はなく、駆動指令Cdのみに基づいてトルク指令Ctを生成する構成も考えられる。位置信号Spにより算出された加速度、又は位置信号Spにより算出されたジャークが最大であることを判定する方法の例としては、予めこれらの最大値を定義しておく方法、又は逆転駆動期間TIで最も大きい加速度又はジャークの値を最大とする方法が挙げられる。   In the present embodiment, when the contact detector 13a exceeds the acceleration calculated by the position signal Sp or the jerk calculated by the position signal Sp in a direction corresponding to the reverse rotation driving, or The backlash can be estimated by detecting that the measurement completion contact is detected when the maximum is reached. Therefore, the torque command generator 11 does not necessarily have to generate the torque command Ct based on the drive command Cd and the position signal Sp, and a configuration in which the torque command Ct is generated based only on the drive command Cd is also conceivable. As an example of a method for determining that the acceleration calculated by the position signal Sp or the jerk calculated by the position signal Sp is the maximum, a method in which these maximum values are defined in advance, or a reverse drive period TI A method of maximizing the value of the largest acceleration or jerk is mentioned.

特許文献2に挙げた従来技術では、両歯車101a及び102aの機械的な接触を、駆動軸101のトルクセンサを用いて測定し、同時に位置信号Spを用いてバックラッシを計測する必要があった。しかし、本実施の形態では、接触検出器13aが、位置信号Spを用いて算出した加速度あるいはジャークを用いて、両歯車101a及び102aの機械的な接触を検出している。すなわち、接触検出器13aは、位置信号Spに基づいて算出した信号を用いてモータ2に接続する駆動側歯車101aと負荷側歯車102aとの間の接触を測定完了接触として検出し、検出結果を接触信号Scとして出力する。さらに、バックラッシ推定器14が、接触信号Sc及び位置信号Spに基づき、駆動側歯車101aと負荷側歯車102aとの間のバックラッシを推定する。従って、本実施の形態では、センサから得られる情報として、位置信号Spさえ得られればバックラッシの計測が可能である。これにより、より幅広い構成の装置に接続することができる。   In the prior art described in Patent Document 2, it is necessary to measure the mechanical contact between both gears 101a and 102a using the torque sensor of the drive shaft 101 and simultaneously measure the backlash using the position signal Sp. However, in the present embodiment, the contact detector 13a detects the mechanical contact between the two gears 101a and 102a using the acceleration or jerk calculated using the position signal Sp. That is, the contact detector 13a detects a contact between the drive side gear 101a connected to the motor 2 and the load side gear 102a as a measurement completion contact using a signal calculated based on the position signal Sp, and detects the detection result. Output as a contact signal Sc. Further, the backlash estimator 14 estimates the backlash between the drive side gear 101a and the load side gear 102a based on the contact signal Sc and the position signal Sp. Therefore, in this embodiment, the backlash can be measured as long as the position signal Sp is obtained as information obtained from the sensor. Thereby, it can connect to the apparatus of a wider structure.

実施の形態3.
図8は、本発明の実施の形態3に係るモータ装置を説明するためのブロック図である。本実施の形態では、接触検出器13bがトルク指令Ctに加えて位置信号Spを用いて測定完了接触を検出する点が実施の形態1と異なる。
Embodiment 3 FIG.
FIG. 8 is a block diagram for explaining a motor apparatus according to Embodiment 3 of the present invention. The present embodiment is different from the first embodiment in that the contact detector 13b detects the measurement completion contact using the position signal Sp in addition to the torque command Ct.

なお、本実施の形態では、実施の形態1とは異なる構成のみについて説明を行うこととし、図中、同じまたは対応する構成については同一符号を付し、それらの構成の説明は繰り返さない。   In the present embodiment, only components different from those in the first embodiment will be described, and the same or corresponding components in the figure are denoted by the same reference numerals, and description of those components will not be repeated.

接触検出器13bは、まず、伝達機構100の内部で両歯車101a及び102aの接触等により発生するトルクを示す抽出外乱Deを算出する。次に、抽出外乱Deを用いて、測定完了接触を検出し、検出結果を接触信号Scとして出力する。なお、抽出外乱Deは式(1)のように算出される。
De=Jm・Ac−Ct・・・式(1)
The contact detector 13b first calculates an extraction disturbance De indicating the torque generated by the contact between the two gears 101a and 102a in the transmission mechanism 100. Next, the measurement completion contact is detected using the extraction disturbance De, and the detection result is output as the contact signal Sc. Note that the extraction disturbance De is calculated as in Expression (1).
De = Jm · Ac-Ct Formula (1)

ここでまた、右辺の第一項は、実際にモータ2が加速されるのに用いられた慣性分のトルクを示す。Jm及びAcは、それぞれモータ2の回転子の慣性モーメント及び位置検出器3により得られた加速度を示す。位置検出器3により得られた加速度は加速度信号とも呼ばれる。右辺の第二項はトルク指令生成器11が生成したトルク指令Ctである。式(1)のように、トルク指令Ctと慣性分のトルクとの差をとることで算出された伝達機構100のトルクすなわち抽出外乱Deを用いている。従って、駆動指令Cdにおける加速度指令値が変化してトルク指令Ctが変動する場合でも、モータ2の回転による慣性分のトルクとの差をとることで、測定完了接触を検出する際に誤検出の原因となるピークの生成を抑制することができる。従って、伝達機構100の内部の測定完了接触によるトルクの変化を精度良く抽出することができる。   Here, the first term on the right side shows the torque for the inertia used to actually accelerate the motor 2. Jm and Ac represent the moment of inertia of the rotor of the motor 2 and the acceleration obtained by the position detector 3, respectively. The acceleration obtained by the position detector 3 is also called an acceleration signal. The second term on the right side is the torque command Ct generated by the torque command generator 11. As in equation (1), the torque of the transmission mechanism 100 calculated by taking the difference between the torque command Ct and the inertia torque, that is, the extracted disturbance De is used. Therefore, even when the acceleration command value in the drive command Cd changes and the torque command Ct fluctuates, a difference from the torque corresponding to the inertia due to the rotation of the motor 2 is taken to detect erroneous detection when detecting the measurement completion contact. The generation of causal peaks can be suppressed. Therefore, it is possible to accurately extract a change in torque due to a measurement completion contact inside the transmission mechanism 100.

図9は、実施の形態3に係るモータ制御装置の逆転駆動時における時系列波形の一例を示した図である。図中、縦軸については、(a)が抽出外乱Deを、(b)が抽出外乱Deの単位時間当たりの変化量を、(c)が位置信号Spを、(d)が接触信号Scを示す。位置信号Spがバックラッシに相当する角度分変化すると、両歯車101a及び102aが測定完了接触して抽出外乱Deが急増する。これにより抽出外乱Deの時間微分値も急増する。   FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a time-series waveform when the motor control device according to the third embodiment is driven in reverse rotation. In the figure, regarding the vertical axis, (a) shows the extracted disturbance De, (b) shows the amount of change per unit time of the extracted disturbance De, (c) shows the position signal Sp, and (d) shows the contact signal Sc. Show. When the position signal Sp changes by an angle corresponding to backlash, both the gears 101a and 102a come into contact with completion of measurement, and the extraction disturbance De increases rapidly. Thereby, the time differential value of the extraction disturbance De also increases rapidly.

本実施の形態の接触検出器13bは、抽出外乱Deが図9(a)の破線a3で示す予め設定されたしきい値を正転駆動させる方向に超えた場合、又は抽出外乱Deの時間微分値が図9(b)の破線b3で示す予め設定されたしきい値を正転駆動させる方向に超えた場合に、測定完了接触の検出を行ったとする。なお、抽出外乱Deにおいて正転駆動させる方向(正転駆動に対応する方向)は、例えば図9(a),(b)ではプラスの方向である。   The contact detector 13b of the present embodiment is configured so that the extraction disturbance De exceeds the preset threshold indicated by the broken line a3 in FIG. 9A in the direction of normal rotation or the time differentiation of the extraction disturbance De. Assume that the measurement completion contact is detected when the value exceeds a preset threshold value indicated by a broken line b3 in FIG. Note that the forward driving direction (the direction corresponding to the forward driving) in the extraction disturbance De is a positive direction in FIGS. 9A and 9B, for example.

なお、抽出外乱Deが図9(a)のピークA3のように最大(あるいは最小)になる場合、又は抽出外乱Deの時間微分値が図9(b)のピークB3のように最大(あるいは最小)になる場合に、接触検出器13bが測定完了接触の検出を行ったとしてもよい。これにより、しきい値の設定が不要になる。   When the extraction disturbance De is maximum (or minimum) like the peak A3 in FIG. 9A, or the time differential value of the extraction disturbance De is maximum (or minimum) as the peak B3 in FIG. 9B. ), The contact detector 13b may detect the measurement completion contact. This eliminates the need to set a threshold value.

本実施の形態では、接触検出器13bは、位置信号Sp及びトルク指令Ctにより算出された抽出外乱De又は抽出外乱Deの時間微分値が、予め設定されたしきい値を逆転駆動に対応する方向に超えた場合、あるいは最大となった場合に、測定完了接触を検出したとすることでバックラッシの推定が可能となっている。そのため、トルク指令生成器11は、必ずしも駆動指令Cd及び位置信号Spに基づいてトルク指令Ctを生成する必要はなく、駆動指令Cdのみに基づいてトルク指令Ctを生成する構成も考えられる。抽出外乱De又は抽出外乱Deの時間微分値が最大であることを判定する方法の例としては、予めこれらの最大値を定義しておく方法、又は逆転駆動期間TIで最も大きい抽出外乱De又は抽出外乱Deの時間微分値を最大とする方法が挙げられる。   In the present embodiment, the contact detector 13b has a direction in which the extraction disturbance De calculated by the position signal Sp and the torque command Ct or the time differential value of the extraction disturbance De corresponds to the reverse drive with a preset threshold value. The backlash can be estimated by determining that the measurement completion contact is detected when the value exceeds or reaches the maximum. Therefore, the torque command generator 11 does not necessarily have to generate the torque command Ct based on the drive command Cd and the position signal Sp, and a configuration in which the torque command Ct is generated based only on the drive command Cd is also conceivable. As an example of a method for determining that the extraction disturbance De or the time differential value of the extraction disturbance De is the maximum, a method in which these maximum values are defined in advance, or the extraction disturbance De or extraction having the largest value in the reverse drive period TI A method of maximizing the time differential value of the disturbance De is mentioned.

本実施の形態の接触検出器13bは、トルク指令Ct及び位置信号Spにより算出された抽出外乱Deに基づき、測定完了接触を検出している。従って、トルク指令Ctに対する応答速度が遅いモータ装置を利用している場合でも、トルク指令Ctのみを用いている場合に比べて、接触検出に遅れが生じない。よって、バックラッシの計測精度の低下が抑制できる。   The contact detector 13b of the present embodiment detects a measurement completion contact based on the extracted disturbance De calculated by the torque command Ct and the position signal Sp. Therefore, even when using a motor device having a slow response speed to the torque command Ct, there is no delay in contact detection compared to using only the torque command Ct. Therefore, a decrease in backlash measurement accuracy can be suppressed.

特許文献2に挙げた従来技術では、両歯車101a及び102aの機械的な接触を、駆動軸101のトルクセンサを用いて測定し、同時に位置信号Spを用いてバックラッシを計測する必要があった。しかし、本実施の形態では、接触検出器13bが、位置信号Spを用いて算出した加速度と、トルク指令Ctとに基づき抽出外乱Deを算出し、モータ2に接続する駆動側歯車101aと負荷側歯車102aとの間の接触を測定完了接触として検出し、検出結果を接触信号Scとして出力する。さらに、バックラッシ推定器14が、接触信号Sc及び位置信号Spに基づき、駆動側歯車101aと負荷側歯車102aとの間のバックラッシを推定する。従って、本実施の形態では、センサから得られる情報として、位置信号Spさえ得られればバックラッシの計測が可能である。   In the prior art described in Patent Document 2, it is necessary to measure the mechanical contact between both gears 101a and 102a using the torque sensor of the drive shaft 101 and simultaneously measure the backlash using the position signal Sp. However, in the present embodiment, the contact detector 13b calculates the extraction disturbance De based on the acceleration calculated using the position signal Sp and the torque command Ct, and the drive side gear 101a connected to the motor 2 and the load side A contact with the gear 102a is detected as a measurement completion contact, and the detection result is output as a contact signal Sc. Further, the backlash estimator 14 estimates the backlash between the drive side gear 101a and the load side gear 102a based on the contact signal Sc and the position signal Sp. Therefore, in this embodiment, the backlash can be measured as long as the position signal Sp is obtained as information obtained from the sensor.

上述の構成により、本実施の形態のモータ制御装置は、実施の形態1の効果に加え、トルク指令Ctに対する応答速度が遅いモータ制御装置であっても、バックラッシを正確に測定でき、駆動指令Cdによる指令値が大きく変動した場合でも安定してバックラッシを測定できるという効果を奏する。   With the above-described configuration, in addition to the effects of the first embodiment, the motor control device of the present embodiment can accurately measure the backlash even if the motor control device has a slow response speed to the torque command Ct, and the drive command Cd Even when the command value by fluctuates greatly, it is possible to stably measure the backlash.

実施の形態4.
図10は、本発明の実施の形態4に係るモータ装置を説明するためのブロック図である。電流検出器15は、電流Imを電流信号Simとして検出する。本実施の形態のモータ制御装置は、位置信号Spの代わりに電流信号Simを用いて測定完了接触を検出する接触検出器13cを有する点が実施の形態1とは異なる。
Embodiment 4 FIG.
FIG. 10 is a block diagram for explaining a motor apparatus according to Embodiment 4 of the present invention. The current detector 15 detects the current Im as a current signal Sim. The motor control apparatus according to the present embodiment is different from the first embodiment in that the motor control apparatus includes a contact detector 13c that detects a measurement completion contact using the current signal Sim instead of the position signal Sp.

図11は、本発明の実施の形態4に係るモータ制御装置の逆転駆動時における時系列波形の一例を示した図である。すなわち、図中(a)〜(d)において横軸は時間である。縦軸は、それぞれ(a)が電流信号Simを、(b)が電流信号Simの時間微分値を、(c)が位置信号Spを、(d)が接触信号Scを示す。   FIG. 11 is a diagram showing an example of a time-series waveform when the motor control device according to the fourth embodiment of the present invention is driven in reverse rotation. That is, the horizontal axis is time in (a) to (d) in the figure. On the vertical axis, (a) shows the current signal Sim, (b) shows the time differential value of the current signal Sim, (c) shows the position signal Sp, and (d) shows the contact signal Sc.

なお、本実施の形態では、実施の形態1とは異なる構成のみについて説明を行うこととし、図中、同じまたは対応する構成については同一符号を付し、それらの構成の説明は繰り返さない。   In the present embodiment, only components different from those in the first embodiment will be described, and the same or corresponding components in the figure are denoted by the same reference numerals, and description of those components will not be repeated.

本実施の形態の接触検出器13cは、電流信号Simから伝達機構100の内部の測定完了接触を検出する。バックラッシに相当する角度分だけ位置信号Spが変化する場合に、両歯車101a及び102aが接触する。この接触によりモータ2が駆動する慣性モーメントが増大するため、モータ2を駆動するためのトルクが非接触状態に比べ大きくなる。従って、モータ2に供給される電流Imも急激に増加する。ここで、電流信号Simの電流値が増大(あるいは減少)し、電流信号Simの時間微分値も増大する(あるいは減少)。例えば、図11(a)に示す通り、電流信号Simも一時的に増大し、ピークA4が現れる。図11(b)に示す通り、電流信号Simの変化を示す時間微分値もまた一時的に増大(あるいは減少)し、ピークB4が現れる。   The contact detector 13c of the present embodiment detects a measurement completion contact inside the transmission mechanism 100 from the current signal Sim. When the position signal Sp changes by an angle corresponding to backlash, both gears 101a and 102a come into contact with each other. This contact increases the moment of inertia that the motor 2 drives, so that the torque for driving the motor 2 becomes larger than in the non-contact state. Therefore, the current Im supplied to the motor 2 also increases abruptly. Here, the current value of the current signal Sim increases (or decreases), and the time differential value of the current signal Sim also increases (or decreases). For example, as shown in FIG. 11A, the current signal Sim also temporarily increases and a peak A4 appears. As shown in FIG. 11B, the time differential value indicating the change in the current signal Sim also temporarily increases (or decreases), and a peak B4 appears.

測定完了接触の検出の方法としては、図3で説明した方法と同様に、電流信号Simが、予め設定されたしきい値を逆転駆動させる方向(逆転駆動に対応する方向)に超えた場合に、測定完了接触を検出したとする。図11(a)では、破線a4が予め設定されたしきい値である。電流信号Simを用いる代わりに、電流信号Simの時間微分値を用いてもよい。この場合、図11(b)の破線b4が予め設定されたしきい値である。なお、電流信号Sim及び電流信号Simの時間微分値において逆転駆動させる方向(逆転駆動に対応する方向)は、例えば図11(a),(b)ではマイナスの方向である。   As a method of detecting the measurement completion contact, as in the method described with reference to FIG. 3, when the current signal Sim exceeds the preset threshold value in the direction of reverse driving (direction corresponding to the reverse driving). Assume that a measurement completion contact is detected. In FIG. 11A, a broken line a4 is a preset threshold value. Instead of using the current signal Sim, a time differential value of the current signal Sim may be used. In this case, a broken line b4 in FIG. 11B is a preset threshold value. Note that the direction in which the current signal Sim and the time differential value of the current signal Sim are driven in the reverse direction (the direction corresponding to the reverse drive) is a negative direction in FIGS. 11A and 11B, for example.

なお、予め設定されたしきい値を用いる代わりに、電流信号Simが最大(あるいは最小)すなわち図11(a)に示すピークA4になる場合又は電流信号Simの時間微分値が最大(あるいは最小)すなわち図11(b)に示すピークB4になる場合に、測定完了接触を行ったとしてもよい。これにより、しきい値の設定が不要になる。   Instead of using a preset threshold value, when the current signal Sim is maximum (or minimum), that is, when the peak A4 shown in FIG. 11A is reached, or the time differential value of the current signal Sim is maximum (or minimum). That is, the measurement completion contact may be performed when the peak B4 shown in FIG. This eliminates the need to set a threshold value.

本実施の形態では、トルク指令生成器11は、駆動指令Cdと位置信号Spとに基づいて、トルク指令Ctを生成する。さらに、電流制御器12がトルク指令Ctに基づきモータ2に電流Imを供給し、電流検出器15が電流信号Simを検出する。これにより、電流信号Sim又は電流信号Simの単位時間当たりの変化量が、予め設定されたしきい値を逆転駆動に対応する方向に超えた場合、あるいは最大になる場合に、接触検出器13cが測定完了接触を検出したとすることでバックラッシの推定が可能となっている。電流信号Sim又は電流信号Simの単位時間当たりの変化量が最大であることを判定する方法の例としては、予めこれらの最大値を定義しておく方法、又は逆転駆動期間TIで最も大きい電流信号Sim又は電流信号Simの単位時間当たりの変化量の時間微分値を最大とする方法が挙げられる。   In the present embodiment, the torque command generator 11 generates a torque command Ct based on the drive command Cd and the position signal Sp. Further, the current controller 12 supplies the current Im to the motor 2 based on the torque command Ct, and the current detector 15 detects the current signal Sim. As a result, when the current signal Sim or the amount of change per unit time of the current signal Sim exceeds a preset threshold value in the direction corresponding to the reverse rotation or becomes maximum, the contact detector 13c is The backlash can be estimated by detecting the measurement completion contact. As an example of a method for determining that the current signal Sim or the amount of change per unit time of the current signal Sim is maximum, a method in which these maximum values are defined in advance, or a current signal that is the largest in the reverse drive period TI A method of maximizing the time differential value of the amount of change per unit time of Sim or current signal Sim can be mentioned.

特許文献2に挙げた従来技術では、両歯車101a及び102aの機械的な接触を、駆動軸101のトルクセンサを用いて測定し、同時に位置信号Spを用いてバックラッシを計測する必要があった。しかし、本実施の形態のモータ制御装置では、トルク指令生成器11が、駆動指令Cdと位置信号Spに基づいてトルク指令Ctを生成し、電流制御器12がトルク指令Ctに基づいてモータ2に電流Imを供給し、モータ2を駆動する。さらに接触検出器13cが、電流信号Simを用いて測定完了接触を検出する。従って、本実施の形態では、センサから得られる情報として、位置信号Spさえ得られればバックラッシの計測が可能である。   In the prior art described in Patent Document 2, it is necessary to measure the mechanical contact between both gears 101a and 102a using the torque sensor of the drive shaft 101 and simultaneously measure the backlash using the position signal Sp. However, in the motor control device of the present embodiment, the torque command generator 11 generates the torque command Ct based on the drive command Cd and the position signal Sp, and the current controller 12 applies to the motor 2 based on the torque command Ct. The current Im is supplied and the motor 2 is driven. Further, the contact detector 13c detects the measurement completion contact using the current signal Sim. Therefore, in this embodiment, the backlash can be measured as long as the position signal Sp is obtained as information obtained from the sensor.

上述の構成により、本実施の形態のモータ制御装置は、実施の形態1の効果を奏する。   With the above-described configuration, the motor control device of the present embodiment has the effects of the first embodiment.

実施の形態5.
図12は、本発明の実施の形態5に係るモータ装置を説明するブロック図である。本実施の形態の接触検出器13dは、電流信号Simに加えて位置信号Spを用いて測定完了接触を検出する点が実施の形態4とは異なる。
Embodiment 5. FIG.
FIG. 12 is a block diagram illustrating a motor device according to Embodiment 5 of the present invention. The contact detector 13d according to the present embodiment is different from the fourth embodiment in that the measurement completion contact is detected using the position signal Sp in addition to the current signal Sim.

なお、本実施の形態では、実施の形態1とは異なる構成のみについて説明を行うこととし、図中、同じまたは対応する構成については同一符号を付し、それらの構成の説明は繰り返さない。   In the present embodiment, only components different from those in the first embodiment will be described, and the same or corresponding components in the figure are denoted by the same reference numerals, and description of those components will not be repeated.

接触検出器13dは、まず、伝達機構100の内部で発生する機械的な接触等の外乱を含む抽出外乱Deを算出する。次に、抽出外乱Deを用いて、測定完了接触を検出し、検出結果を接触信号Scとして出力する。抽出外乱Deは式(2)のように算出される。
De=Jm・Ac−Kt・Sim・・・(2)
First, the contact detector 13d calculates an extraction disturbance De including disturbances such as mechanical contact generated inside the transmission mechanism 100. Next, the measurement completion contact is detected using the extraction disturbance De, and the detection result is output as the contact signal Sc. The extraction disturbance De is calculated as in equation (2).
De = Jm.Ac-Kt.Sim (2)

但し、式(2)において、右辺の第一項は、式(1)の右辺の第一項と同様に実際にモータ2が加速されるのに用いられた慣性分のトルクである。式(2)の右辺の第二項は、電流信号Simから算出されたモータ2において発生する合計のトルクである。ここでKtは、モータ2に供給される電流Imに対応する電流信号Simと発生するトルクとの関係を示すトルク定数である。式(2)のように、モータ2における合計のトルクと慣性分のトルクとの差を取ることで、伝達機構100を駆動するために用いられたトルクを導出できる。   However, in Equation (2), the first term on the right side is the torque for the inertia used to actually accelerate the motor 2 as in the first term on the right side of Equation (1). The second term on the right side of Equation (2) is the total torque generated in the motor 2 calculated from the current signal Sim. Here, Kt is a torque constant indicating the relationship between the current signal Sim corresponding to the current Im supplied to the motor 2 and the generated torque. The torque used to drive the transmission mechanism 100 can be derived by taking the difference between the total torque in the motor 2 and the torque for inertia as shown in Expression (2).

接触検出器13dは、トルク指令Ctの代わりに電流信号Simより導出されたトルクを用いて、測定完了接触を検出している。よって、トルク指令生成器11及び電流制御器12の応答性の影響を減じ、伝達機構100の内部の測定完了接触による外乱を精度良く算出することができる。   The contact detector 13d detects the measurement completion contact using the torque derived from the current signal Sim instead of the torque command Ct. Therefore, the influence of the responsiveness of the torque command generator 11 and the current controller 12 can be reduced, and the disturbance due to the measurement completion contact inside the transmission mechanism 100 can be accurately calculated.

接触検出器13dによる測定完了接触の検出方法としては、抽出外乱De又は抽出外乱Deの単位時間当たりの変化量が、しきい値を超えた場合に、測定完了接触を検出したとしてもよい。また、抽出外乱De又は抽出外乱Deの変化量が最大(あるいは最小)になる場合に、測定完了接触を検出したとしてもよい。これにより、しきい値の設定が不要になる。   As a method for detecting the measurement completion contact by the contact detector 13d, the measurement completion contact may be detected when the extraction disturbance De or the amount of change of the extraction disturbance De per unit time exceeds a threshold value. Alternatively, the measurement completion contact may be detected when the extraction disturbance De or the amount of change in the extraction disturbance De is maximum (or minimum). This eliminates the need to set a threshold value.

本実施の形態では、接触検出器13dは、位置信号Sp及び電流信号Simにより算出された抽出外乱De又は抽出外乱Deの時間微分値が、予め設定されたしきい値を逆転駆動に対応する方向に超えた場合、あるいは最大となった場合に、測定完了接触を検出したとすることでバックラッシの推定が可能となっている。そのため、トルク指令生成器11は、必ずしも駆動指令Cd及び位置信号Spに基づいてトルク指令Ctを生成する必要はなく、駆動指令Cdのみに基づいてトルク指令Ctを生成する構成も考えられる。抽出外乱De又は抽出外乱Deの時間微分値が最大であることを判定する方法の例としては、予めこれらの最大値を定義しておく方法又は、逆転駆動期間TIで最も大きい抽出外乱De又は抽出外乱Deの時間微分値を最大とする方法が挙げられる。   In the present embodiment, the contact detector 13d has a direction in which the extraction disturbance De calculated by the position signal Sp and the current signal Sim or the time differential value of the extraction disturbance De corresponds to the reverse drive with a preset threshold value. The backlash can be estimated by determining that the measurement completion contact is detected when the value exceeds or reaches the maximum. Therefore, the torque command generator 11 does not necessarily have to generate the torque command Ct based on the drive command Cd and the position signal Sp, and a configuration in which the torque command Ct is generated based only on the drive command Cd is also conceivable. As an example of a method for determining that the extraction disturbance De or the time differential value of the extraction disturbance De is the maximum, a method in which these maximum values are defined in advance, or the extraction disturbance De or extraction that is the largest in the reverse drive period TI A method of maximizing the time differential value of the disturbance De is mentioned.

実施の形態4の接触検出器13cは、接触の判定に電流信号Simを用いており、トルク指令生成器11の位置信号Spに対する応答性又は電流制御器12のトルク指令Ctに対する応答性が低い場合には、接触検出に遅れが生じ、バックラッシの計測精度が低くなる場合がある。また、実施の形態2の接触検出器13aは、接触の判定に位置信号Spの加速度を用いており、駆動指令Cdの加速度指令値を大きく変動させた場合には、接触を誤検出する場合がある。本実施の形態では、位置信号Sp及び電流信号Simを共に用いているため、接触検出の遅れ又は接触の誤検出を低減できる。   The contact detector 13c of the fourth embodiment uses the current signal Sim for contact determination, and the response to the position signal Sp of the torque command generator 11 or the response to the torque command Ct of the current controller 12 is low. In some cases, there is a delay in contact detection, and the backlash measurement accuracy is lowered. Further, the contact detector 13a of the second embodiment uses the acceleration of the position signal Sp for contact determination, and when the acceleration command value of the drive command Cd is greatly changed, the contact may be erroneously detected. is there. In the present embodiment, since both the position signal Sp and the current signal Sim are used, it is possible to reduce contact detection delay or contact detection error.

特許文献2に挙げた従来技術では、両歯車101a及び102aの機械的な接触を、駆動軸101のトルクセンサを用いて測定し、同時に位置信号Spを用いてバックラッシを計測する必要があった。しかし、本実施の形態では、接触検出器13dが、位置信号Spを用いて算出した加速度と、電流信号Simに基づき抽出外乱Deを算出し、モータ2に接続する駆動側歯車101aと負荷側歯車102aとの間の接触を測定完了接触として検出し、検出結果を接触信号Scとして出力する。さらに、バックラッシ推定器14が、接触信号Sc及び位置信号Spに基づき、駆動側歯車101aと負荷側歯車102aとの間のバックラッシを推定する。従って、本実施の形態では、センサから得られる情報として、位置信号Spさえ得られればバックラッシの計測が可能である。   In the prior art described in Patent Document 2, it is necessary to measure the mechanical contact between both gears 101a and 102a using the torque sensor of the drive shaft 101 and simultaneously measure the backlash using the position signal Sp. However, in the present embodiment, the contact detector 13d calculates the extraction disturbance De based on the acceleration calculated using the position signal Sp and the current signal Sim, and the drive side gear 101a and the load side gear connected to the motor 2. The contact with 102a is detected as a measurement completion contact, and the detection result is output as a contact signal Sc. Further, the backlash estimator 14 estimates the backlash between the drive side gear 101a and the load side gear 102a based on the contact signal Sc and the position signal Sp. Therefore, in this embodiment, the backlash can be measured as long as the position signal Sp is obtained as information obtained from the sensor.

上記の構成により、本実施の形態のモータ制御装置は、実施の形態4の効果に加え、接触検出器13dが位置信号Sp及び電流信号Simを共に用いて測定完了接触を検出するため、高精度かつ簡易にバックラッシを測定可能である。   With the above configuration, the motor control device of the present embodiment has a high accuracy because the contact detector 13d detects the measurement completion contact using both the position signal Sp and the current signal Sim in addition to the effects of the fourth embodiment. And backlash can be measured easily.

実施の形態6.
図13は、本発明の実施の形態6に係るモータ装置を説明するブロック図である。本実施の形態のモータ制御装置は、図13に示すように、図1に示した駆動指令生成器10およびバックラッシ推定器14の代わりに、それぞれ駆動指令生成器10aおよびバックラッシ推定器14aを有する点が異なる。本実施の形態のモータ制御装置は、負荷4及びこれに連結した負荷軸102に外部から外力Fdが加わる場合でもバックラッシを計測可能とする構成である。
Embodiment 6 FIG.
FIG. 13 is a block diagram illustrating a motor device according to Embodiment 6 of the present invention. As shown in FIG. 13, the motor control apparatus of the present embodiment has a drive command generator 10a and a backlash estimator 14a instead of the drive command generator 10 and the backlash estimator 14 shown in FIG. Is different. The motor control device according to the present embodiment is configured such that backlash can be measured even when an external force Fd is applied to the load 4 and the load shaft 102 connected thereto.

駆動指令生成器10aは、後述する複数回の試験駆動を行わせるための駆動指令Cdを生成する。バックラッシ推定器14aは、詳細は後述するが、外力Fdに応じて変化する負荷軸102の位置も考慮してバックラッシを推定する。   The drive command generator 10a generates a drive command Cd for performing a plurality of test drives described later. Although the details will be described later, the backlash estimator 14a estimates the backlash in consideration of the position of the load shaft 102 that changes according to the external force Fd.

なお、本実施の形態では、実施の形態1とは異なる構成のみについて説明を行うこととし、図中、同じまたは対応する構成については同一符号を付し、それらの構成の説明は繰り返さない。   In the present embodiment, only components different from those in the first embodiment will be described, and the same or corresponding components in the figure are denoted by the same reference numerals, and description of those components will not be repeated.

上記構成により、本実施の形態では、外力Fdによって負荷軸102が回転する場合でも、複数回の正転駆動及び逆転駆動によって、負荷軸102の位置を推定し、バックラッシを精度良く計測できる。   With the above configuration, in the present embodiment, even when the load shaft 102 is rotated by the external force Fd, the position of the load shaft 102 can be estimated and the backlash can be accurately measured by multiple forward and reverse rotations.

図14は、実施の形態6に係るバックラッシ計測手順を表したフロー図である。計測の手順を、図14に示すフローに沿って説明する。フロー図中の符号Si(i=1,2,・・・)は各ステップを示す。   FIG. 14 is a flowchart showing a backlash measurement procedure according to the sixth embodiment. The measurement procedure will be described along the flow shown in FIG. A symbol Si (i = 1, 2,...) In the flow diagram indicates each step.

まず、ステップS1において、駆動指令生成器10aは、正転駆動及び逆転駆動の方向、繰り返し回数(試験駆動の回数)、加速度、及び正転駆動時と逆転駆動時における駆動軸101の回転量などの設定条件を、図示しない記憶部から取得する。なお、設定条件を記憶部から取得する代わりに、外部の入力端末を介して取得してもよい。   First, in step S1, the drive command generator 10a determines the direction of forward rotation and reverse rotation, the number of repetitions (number of times of test drive), acceleration, the amount of rotation of the drive shaft 101 during forward rotation and reverse rotation, and the like. Are obtained from a storage unit (not shown). In addition, you may acquire setting conditions via an external input terminal instead of acquiring from a memory | storage part.

図15は、本発明の実施の形態6に係るモータ制御装置の伝達機構100の負荷軸102が外力Fdを受けて回転する方向とバックラッシ測定時の駆動方向を示した図である。図中、外力Fdによる負荷軸102の回転方向が予め設定されており、この負荷軸102の回転を妨げる方向の駆動が正転駆動として設定され、正転駆動の逆方向の駆動が逆転駆動として設定される。   FIG. 15 is a diagram illustrating a direction in which the load shaft 102 of the transmission mechanism 100 of the motor control device according to the sixth embodiment of the present invention rotates in response to the external force Fd and a driving direction at the time of backlash measurement. In the drawing, the rotation direction of the load shaft 102 by the external force Fd is set in advance, the driving in the direction that prevents the rotation of the load shaft 102 is set as the forward rotation driving, and the driving in the reverse direction of the forward driving is the reverse driving. Is set.

図16は、本発明の実施の形態6に係るモータ制御装置が複数回の試験駆動を行う駆動指令Cdを生成した場合の時系列波形の一例を示した図である。図中、(a)、(b)、(c)は、それぞれ縦軸が位置指令値、速度指令値、及び加速度指令値を示す。(a)〜(c)において、正転駆動及び逆転駆動からなる試験駆動を3回行うように駆動指令Cdが生成されている。なお、以下では3回の試験駆動に対応する期間を、それぞれ試験駆動期間Td1、試験駆動期間Td2、及び試験駆動期間Td3として説明する。また、試験駆動期間Td1、Td2、Td3における接触所要時間をそれぞれTc1、Tc2、Tc3としている。接触所要時間Tc1、Tc2、Tc3に対応する接触位置変位をそれぞれPc1、Pc2、Pc3としている。試験駆動期間Td1〜Td3では、加速度指令値などのパラメータが互いに異なるように駆動指令Cdが生成される。図16(c)に示す通り試験駆動期間Td1〜Td3それぞれにおいて、一点鎖線の両矢印及び実線の両矢印がそれぞれ、正転駆動期間及び逆転駆動期間を示す。図16(c)に示す通り、試験駆動期間Td1、試験駆動期間Td2、試験駆動期間Td3の順に、逆転駆動期間での加速度指令値が大きくなるようにしている。また、図16(a)に示す接触所要時間がTc1、Tc2、Tc3の順に短くなっている。   FIG. 16 is a diagram illustrating an example of a time-series waveform when the motor control device according to the sixth embodiment of the present invention generates a drive command Cd for performing test drive a plurality of times. In the figure, in each of (a), (b), and (c), the vertical axis indicates a position command value, a speed command value, and an acceleration command value. In (a) to (c), the drive command Cd is generated so that the test drive including the forward rotation drive and the reverse rotation drive is performed three times. In the following description, periods corresponding to three test drives are described as a test drive period Td1, a test drive period Td2, and a test drive period Td3, respectively. Further, the required contact times in the test drive periods Td1, Td2, and Td3 are Tc1, Tc2, and Tc3, respectively. The contact position displacements corresponding to the contact required times Tc1, Tc2, and Tc3 are Pc1, Pc2, and Pc3, respectively. In the test drive periods Td1 to Td3, drive commands Cd are generated so that parameters such as acceleration command values are different from each other. As shown in FIG. 16C, in each of the test drive periods Td1 to Td3, the double-dotted arrow and the double-dotted solid line indicate the forward drive period and the reverse drive period, respectively. As shown in FIG. 16C, the acceleration command value in the reverse drive period increases in the order of the test drive period Td1, the test drive period Td2, and the test drive period Td3. Moreover, the contact required time shown to Fig.16 (a) is shortened in order of Tc1, Tc2, and Tc3.

図17を用いて、ステップS2及びS3を説明する。図17は、実施の形態6に係るモータ装置の伝達機構100の内部構造と、バックラッシの計測過程を示した図である。   Steps S2 and S3 will be described with reference to FIG. FIG. 17 is a diagram illustrating an internal structure of the transmission mechanism 100 of the motor device according to the sixth embodiment and a backlash measurement process.

ステップS2において、モータ2の正転駆動により、伝達機構100の内部で両歯車101a及び102aは互いに接触すなわち測定前接触する。   In step S2, the gears 101a and 102a come into contact with each other, that is, before measurement, inside the transmission mechanism 100 by the forward rotation of the motor 2.

次に、ステップS3において、まず、モータ2の逆転駆動により、図17(b)に実線で示すように、両歯車101a及び102aを測定前接触のときに接触していた歯面と反対の面に接触させる。ここで、接触検出器13は測定完了接触を検出し、接触信号Scを出力する。なお図中、負荷側歯車102aの位置は外力Fdによる影響で、図17(b)の点線で示す逆転開始時の位置から、接触所要時間Tc後には実線で示す位置へと回転している。   Next, in step S3, first, by reverse rotation driving of the motor 2, as shown by a solid line in FIG. 17B, the surface opposite to the tooth surface that was in contact with the gears 101a and 102a at the time of the pre-measurement contact. Contact. Here, the contact detector 13 detects a measurement completion contact and outputs a contact signal Sc. In the figure, the position of the load side gear 102a is influenced by the external force Fd, and is rotated from the position at the start of reverse rotation indicated by the dotted line in FIG. 17B to the position indicated by the solid line after the required contact time Tc.

ステップS4において、バックラッシ推定器14aは、ステップS1で設定された繰り返し回数と、測定完了接触の検出回数を比較して、測定完了接触の検出回数が繰り返し回数に到達したか否かを判断する。測定完了接触の検出回数が繰り返し回数より小さい場合(NO)には、再度前回とは別の試験駆動にて再度ステップS2〜S3を繰り返す。一方、測定完了接触の検出回数が繰り返し回数以上の場合(YES)には、ステップS5に進む。   In step S4, the backlash estimator 14a compares the number of repetitions set in step S1 with the number of measurement completion contact detections, and determines whether or not the number of measurement completion contact detections has reached the number of repetitions. If the number of detections of the measurement completion contact is smaller than the number of repetitions (NO), steps S2 to S3 are repeated again in a test drive different from the previous time. On the other hand, if the number of detections of measurement completion contact is greater than or equal to the number of repetitions (YES), the process proceeds to step S5.

ステップS5において、負荷軸位置の推定を行う。ステップS5を説明するに当たり、まず、負荷軸位置及び推定負荷軸位置を説明する。   In step S5, the load shaft position is estimated. In describing step S5, first, the load shaft position and the estimated load shaft position will be described.

図17を用いて、本実施の形態での負荷軸位置について説明する。負荷軸位置は、逆転駆動の開始時における駆動軸101の回転位置を基準とし、負荷軸102の回転位置を両歯車101a及び102a間の減速比を用いて駆動軸101の回転角に換算して表現したものである。   The load shaft position in the present embodiment will be described with reference to FIG. The load shaft position is based on the rotational position of the drive shaft 101 at the start of reverse rotation driving, and the rotational position of the load shaft 102 is converted into the rotational angle of the drive shaft 101 using the reduction ratio between the two gears 101a and 102a. It is a representation.

例えば、図17(a)では、負荷軸位置は、線分O−a(実線)と線分O−b(点線)とのなす角であり、バックラッシBに相当する回転角である。但し、線分O−a(実線)は、逆転駆動の開始時における駆動軸101の回転位置である。また、線分O−b(点線)は、逆転駆動の開始時における負荷軸位置である。   For example, in FIG. 17A, the load axis position is an angle formed by a line segment Oa (solid line) and a line segment Ob (dotted line), and is a rotation angle corresponding to the backlash B. However, the line segment Oa (solid line) is the rotational position of the drive shaft 101 at the start of the reverse rotation drive. A line segment Ob (dotted line) is a load shaft position at the start of reverse rotation driving.

また、図17(b)では、負荷軸位置は、線分O−a(実線)と線分O−b1(実線)とのなす角であり、負荷軸102の回転により線分O−b(点線)が線分O−b1(実線)に移動し、負荷軸102の回転により負荷軸位置が大きくなることがわかる。なお、線分O−a(実線)は基準の回転位置であるので、逆転駆動の開始時から変化しない。また、図17(b)のように両歯車101a及び102aが接触する場合は、負荷軸位置が接触位置変位Pcに相当する。   In FIG. 17B, the load axis position is an angle formed by the line segment O-a (solid line) and the line segment O-b1 (solid line), and the line segment O-b ( It can be seen that the dotted line) moves to the line segment O-b1 (solid line), and the load shaft position increases as the load shaft 102 rotates. Since the line segment Oa (solid line) is the reference rotational position, it does not change from the start of reverse rotation driving. When both gears 101a and 102a are in contact as shown in FIG. 17B, the load shaft position corresponds to the contact position displacement Pc.

次に、推定負荷軸位置を説明する。図18は、本発明の実施の形態6に係る推定負荷軸位置Ple(t)を説明するための図である。推定負荷軸位置Ple(t)は、任意の時刻tにおける負荷軸位置を推定したものである。但し、時刻tは逆転駆動開始時間からの時間を示す。   Next, the estimated load shaft position will be described. FIG. 18 is a diagram for explaining the estimated load shaft position Ple (t) according to the sixth embodiment of the present invention. The estimated load axis position Ple (t) is an estimate of the load axis position at an arbitrary time t. However, the time t indicates the time from the reverse drive start time.

図18(a)は縦軸が負荷軸位置であり、横軸が逆転駆動の開始時からの時間を示す。図18(b)は、逆転駆動開始時からの駆動軸101における位置信号Spの変化量を示す。また、図中両矢印は、後述する方法で導出されるバックラッシBの大きさを示している。図18(a),(b)にひし形で示したのは、(ステップS1)で繰り返し回数を3回としたときの、接触位置変位Pcと接触所要時間Tcの関係をプロットしたものである。図中、各プロットは、図16に示した試験駆動期間Td1〜Td3に対応する接触位置変位Pcと接触所要時間Tcをプロットしたものであり、それぞれPl1〜Pl3と表記している。例えば、Pl1は(Tc1,Pc1)である。   In FIG. 18A, the vertical axis represents the load axis position, and the horizontal axis represents the time from the start of reverse rotation driving. FIG. 18B shows the amount of change in the position signal Sp on the drive shaft 101 from the start of reverse rotation driving. Moreover, the double-headed arrow in the figure indicates the size of the backlash B derived by the method described later. 18 (a) and 18 (b) plot the relationship between the contact position displacement Pc and the required contact time Tc when the number of repetitions is 3 in (Step S1). In the figure, each plot is a plot of the contact position displacement Pc and the required contact time Tc corresponding to the test drive periods Td1 to Td3 shown in FIG. 16, and is indicated as Pl1 to Pl3, respectively. For example, Pl1 is (Tc1, Pc1).

次に、ステップS5において、バックラッシ推定器14aは、試験駆動期間Td1〜Td3のそれぞれに対応する接触位置変位Pcと接触所要時間Tcとの組Pl1〜Pl3を用いて、推定負荷軸位置Ple(t)を推定する。   Next, in step S5, the backlash estimator 14a uses the sets Pl11 to Pl3 of the contact position displacement Pc and the required contact time Tc corresponding to each of the test drive periods Td1 to Td3 to estimate the load axis position Ple (t ).

本実施の形態では、説明を簡易とするため、負荷軸102に加わる外力Fdが試験駆動期間Td1〜Td3間で同じ大きさであり、外力Fdに伴い駆動される負荷軸102が試験駆動期間Td1〜Td3で同じ加速度で駆動されるものとしている。推定負荷軸位置Ple(t)を、式(3)に示す2次の多項式からなる近似関数で近似する。
Ple(t)=Ka・t2+Kb ・・・式(3)
In the present embodiment, for simplicity of explanation, the external force Fd applied to the load shaft 102 has the same magnitude during the test drive periods Td1 to Td3, and the load shaft 102 driven with the external force Fd is in the test drive period Td1. It is assumed that they are driven at the same acceleration at Td3. The estimated load shaft position Ple (t) is approximated by an approximate function composed of a quadratic polynomial shown in Expression (3).
Ple (t) = Ka · t2 + Kb Formula (3)

但し、式(3)においてKa及びKbは、それぞれ外力Fdによる負荷軸102の加速度に関する係数、及び逆転駆動の開始時における負荷軸位置すなわち図18(a)に示すバックラッシBを表す近似係数である。また詳細は後述するが、Ka及びKbの値の導出は、接触所要時間Tcと接触位置変位Pcからなるデータセットを複数組用いてなされる。近似関数は、式(3)以外にも外力Fdによって移動する負荷軸102の位置を近似するのに適していれば次数や項数は問わない。多項式の代わりに、対数、指数、三角関数等による近似関数であってもよい。   However, in Equation (3), Ka and Kb are coefficients relating to the acceleration of the load shaft 102 due to the external force Fd, and approximate coefficients representing the load shaft position at the start of the reverse rotation drive, that is, the backlash B shown in FIG. . Although details will be described later, the values of Ka and Kb are derived by using a plurality of data sets including the required contact time Tc and the contact position displacement Pc. The approximation function may be of any order and number of terms as long as it is suitable for approximating the position of the load shaft 102 that is moved by the external force Fd in addition to the expression (3). Instead of a polynomial, an approximate function using a logarithm, an exponent, a trigonometric function, or the like may be used.

近似係数Ka、Kbの導出方法としては、例えば最小二乗法を用いる。最小二乗法では、得られた接触所要時間Tcと接触位置変位Pcの組と、推定負荷軸位置Ple(t)との残差の二乗和が最小になるように近似係数を決定する。なお、近似係数の導出方法として、最小二乗法以外を用いてもよいことは言うまでもない。また、外力Fdの大きさを可変としてもよいことは言うまでもない。   As a method for deriving the approximation coefficients Ka and Kb, for example, a least square method is used. In the least square method, the approximation coefficient is determined so that the sum of squares of the residuals between the set of the required contact time Tc and the contact position displacement Pc and the estimated load shaft position Ple (t) is minimized. Needless to say, a method other than the method of least squares may be used as a method for deriving the approximation coefficient. Needless to say, the magnitude of the external force Fd may be variable.

Ka及びKbの決定には、接触所要時間Tc及び接触位置変位Pcのデータセットを最低2組取得すればよい。従って、2組より多くのデータセットを得た場合、異常値の除去を行ってもよい。異常値の除去方法として、例えば近似関数との標準残差が予め設定された値以上になるデータセットが存在する場合に、当該データセットを除去する。これにより、バックラッシ測定結果のばらつきを抑えることができる。本実施例では、試験駆動の回数を3回としたので、最大1組のデータセットを除去することができる。   To determine Ka and Kb, it is only necessary to obtain at least two sets of data sets for the required contact time Tc and the contact position displacement Pc. Therefore, when more than two sets of data sets are obtained, abnormal values may be removed. As a method for removing abnormal values, for example, when there is a data set whose standard residual with an approximate function is equal to or greater than a preset value, the data set is removed. Thereby, the dispersion | variation in a backlash measurement result can be suppressed. In the present embodiment, since the number of test drives is three, a maximum of one data set can be removed.

なお、上述の説明では、逆転駆動時(ステップS3)の加速度が毎回異なるよう、複数回の駆動指令Cdを生成しているが、同じ加速度で複数回の駆動指令Cdを用いることで、複数の接触所要時間Tc及び接触位置変位Pcのデータセットから平均値を算出する構成も考えられる。この場合、外力Fdが時間的に変化する影響等を平均化でき、バックラッシ測定結果のばらつきを抑えることができる。また、同じ加速度で複数回の駆動指令Cdを用い複数の接触所要時間Tc及び接触位置変位Pcのデータセットから異常値を取り除く構成も考えられる。この異常値を取り除く構成としては、加速度が毎回異なる場合と同じく、例えば近似関数との標準残差が予め設定された値以上になるデータセットが存在する場合に、当該データセットを除去する構成が挙げられる。この場合、外力Fdが瞬間的に変化する影響等を除去でき、バックラッシ測定結果のばらつきを抑えることができる。   In the above description, the drive command Cd is generated a plurality of times so that the acceleration at the time of reverse rotation (step S3) is different each time. However, by using the drive command Cd a plurality of times at the same acceleration, a plurality of drive commands Cd are used. A configuration in which an average value is calculated from the data set of the contact required time Tc and the contact position displacement Pc is also conceivable. In this case, the influence of the external force Fd changing with time can be averaged, and variations in the backlash measurement results can be suppressed. A configuration is also conceivable in which an abnormal value is removed from a data set of a plurality of required contact times Tc and a contact position displacement Pc by using a plurality of drive commands Cd at the same acceleration. As a configuration for removing the abnormal value, as in the case where the acceleration is different every time, for example, when there is a data set in which the standard residual with the approximate function is equal to or greater than a preset value, a configuration for removing the data set is included. Can be mentioned. In this case, the influence of the external force Fd changing instantaneously can be removed, and variations in the backlash measurement results can be suppressed.

なお、上述の説明では、逆転駆動(ステップS3)時に測定完了接触の検出を行っているが、逆転駆動と測定完了接触の検出は必ずしも同時に行う必要はない。まずステップS2及びS3で得られた時系列波形のデータ(例えば図3(a)〜(d))を、全試験駆動について記憶部(図示省略)に予め記録しておき、次に記憶部で記録された時系列波形のデータを用いて、各試験駆動における測定完了接触の検出を、ステップS4の後に接触検出器13により一括で行ってもよい。   In the above description, the measurement completion contact is detected during reverse rotation driving (step S3), but the reverse rotation driving and the measurement completion contact detection are not necessarily performed simultaneously. First, the time-series waveform data obtained in steps S2 and S3 (eg, FIGS. 3A to 3D) are recorded in advance in a storage unit (not shown) for all test drives, and then stored in the storage unit. Detection of measurement completion contact in each test drive may be collectively performed by the contact detector 13 after step S4 using the recorded time-series waveform data.

最後に、ステップS6において、バックラッシ推定器14aは、推定負荷軸位置Ple(t)を用いて、伝達機構100の有するバックラッシを推定する。図18(a)に、3組の接触位置変位Pcと接触所要時間Tcから推定した推定負荷軸位置Ple(t)の例を示す。図18(a)に示す推定負荷軸位置Ple(t)にt=0を代入すると、バックラッシBが算出できる。本実施の形態ではKbの絶対値である|Kb|が推定されたバックラッシBに相当する。   Finally, in step S6, the backlash estimator 14a estimates the backlash of the transmission mechanism 100 using the estimated load shaft position Ple (t). FIG. 18A shows an example of the estimated load shaft position Ple (t) estimated from the three sets of contact position displacement Pc and the required contact time Tc. When t = 0 is substituted into the estimated load shaft position Ple (t) shown in FIG. 18A, the backlash B can be calculated. In the present embodiment, | Kb |, which is the absolute value of Kb, corresponds to the estimated backlash B.

図18(b)では、3つの点線が試験駆動期間Td1〜Td3それぞれの位置信号Spの変化量を示している。図18(b)に示す丸形のプロットは、外力Fdがない場合の逆転駆動開始から測定完了接触までの位置信号Spの変化量である接触位置変位PcすなわちバックラッシBである。外力Fdがない場合には、負荷軸102の位置変化がない。これにより、試験駆動期間Td1〜Td3において、駆動指令Cdにおける加速度指令値を変化させても、接触所要時間Tcは変化するが、接触位置変位Pcは変化しない。従って、図中破線により示すバックラッシBに相当する位置が接触位置変位Pcに等しくなる。よって、図18(b)に示す丸形としてプロットされる。   In FIG. 18B, three dotted lines indicate the amount of change in the position signal Sp in each of the test drive periods Td1 to Td3. The round plot shown in FIG. 18B is the contact position displacement Pc, that is, the backlash B, which is the amount of change in the position signal Sp from the start of reverse rotation driving to the measurement completion contact when there is no external force Fd. When there is no external force Fd, the position of the load shaft 102 does not change. Thereby, in the test drive periods Td1 to Td3, even if the acceleration command value in the drive command Cd is changed, the required contact time Tc is changed, but the contact position displacement Pc is not changed. Therefore, the position corresponding to the backlash B indicated by the broken line in the figure is equal to the contact position displacement Pc. Therefore, it is plotted as a round shape shown in FIG.

外力Fdが加わった場合には、駆動側歯車101aの加速度を変化(例えば減少)させて接触所要時間Tcが変化(延長)すると、この接触所要時間Tcの変化(延長)により負荷側歯車102aの回転量が変化(増加)する。従って、この回転量の変化(増加)の分だけ接触位置変位Pcが変化(増加)する。   When the external force Fd is applied, if the required contact time Tc changes (extends) by changing (for example, decreasing) the acceleration of the driving gear 101a, the change (extension) of the required contact time Tc causes the load side gear 102a to change. The amount of rotation changes (increases). Therefore, the contact position displacement Pc changes (increases) by the amount of change (increase) in the rotation amount.

例えば、試験駆動期間Td3では、逆転駆動時の加速度指令値が最も大きいため、接触所要時間Tc3が最も短くなり、外力Fdにより負荷軸102が最も少なく回転する。これにより、接触位置変位Pcが最も小さくなる。プロットPl3は最も図18(b)で左側かつ上側に配置される。一方、試験駆動期間Td1では、逆転駆動時の加速度が最も小さいため、接触所要時間Tc1が最も長くなり、外力Fdにより負荷軸102が最も多く回転する。これにより接触位置変位Pcが最も大きくなる。図中、プロットPl1は最も右側かつ下側に配置される。   For example, in the test drive period Td3, since the acceleration command value during reverse drive is the largest, the required contact time Tc3 is the shortest, and the load shaft 102 is rotated the least by the external force Fd. Thereby, the contact position displacement Pc becomes the smallest. The plot Pl3 is arranged on the left side and the upper side most in FIG. On the other hand, in the test drive period Td1, since the acceleration during the reverse drive is the smallest, the required contact time Tc1 is the longest, and the load shaft 102 rotates most by the external force Fd. Thereby, the contact position displacement Pc becomes the largest. In the drawing, the plot Pl1 is arranged on the rightmost side and the lower side.

以上の通り、本実施の形態のバックラッシ推定器14aは、推定負荷軸位置Ple(t)を導出してバックラッシを推定する。これにより、本実施の形態のモータ制御装置は、実施の形態1の効果に加え、負荷軸102に外力Fdが加わる環境でも、複数回の正転駆動及び逆転駆動からなる試験駆動によって伝達機構100のバックラッシを高精度かつ容易に計測できるという効果を奏する。   As described above, the backlash estimator 14a of the present embodiment derives the estimated load shaft position Ple (t) and estimates the backlash. Thereby, in addition to the effect of the first embodiment, the motor control device of the present embodiment can transmit the transmission mechanism 100 by the test drive including the forward rotation drive and the reverse rotation drive a plurality of times even in an environment where the external force Fd is applied to the load shaft 102. There is an effect that the backlash can be easily measured with high accuracy.

実施の形態7.
図19は、本発明の実施の形態7に係るモータ装置を説明するためのブロック図である。実施の形態6では、予め外力Fdの方向が設定されていた。一方で本実施の形態では外力Fdが任意の方向に働くものとする。
Embodiment 7 FIG.
FIG. 19 is a block diagram for explaining a motor device according to Embodiment 7 of the present invention. In the sixth embodiment, the direction of the external force Fd is set in advance. On the other hand, in this embodiment, it is assumed that the external force Fd works in an arbitrary direction.

図中、トルク指令Ctを用いて、負荷軸102に加わる外力Fdの方向を判定し、正転駆動時及び逆転駆動時の駆動方向Ddを出力する駆動方向決定器16を新たに有する点が異なる。また、駆動指令生成器10aに代えて、駆動方向Ddに応じて、逆転駆動毎に加速度が異なるよう駆動指令Cdを生成する駆動指令生成器10bを有する点も異なる。なお、本実施の形態では、実施の形態6とは異なる構成のみについて説明を行うこととし、同じまたは対応する構成については同一符号を付し、それらの構成の説明は繰り返さない。   In the figure, the torque command Ct is used to determine the direction of the external force Fd applied to the load shaft 102, and a drive direction determiner 16 that newly outputs the drive direction Dd during forward rotation and reverse rotation is different. . Moreover, it is different in that it has a drive command generator 10b that generates a drive command Cd so that the acceleration is different for each reverse drive according to the drive direction Dd instead of the drive command generator 10a. In the present embodiment, only configurations different from those in Embodiment 6 will be described, and the same or corresponding configurations will be denoted by the same reference numerals, and description of those configurations will not be repeated.

本実施の形態では、図14のステップS1において、駆動方向決定器16により負荷軸102に加わる外力Fdの方向を判定する。駆動指令生成器10bにより駆動側歯車101aを停止させる制御が行われ、駆動方向決定器16が、両歯車101a及び102aが接触した状態で生成されたトルク指令を用いて、外力Fdの方向を判断しさらに駆動方向Ddを決定する。   In the present embodiment, the direction of the external force Fd applied to the load shaft 102 is determined by the drive direction determiner 16 in step S1 of FIG. The drive command generator 10b performs control to stop the drive side gear 101a, and the drive direction determiner 16 determines the direction of the external force Fd using the torque command generated with both the gears 101a and 102a in contact with each other. Further, the driving direction Dd is determined.

具体的には、位置信号Spが変化しないすなわち駆動側歯車101aが回転しないように、駆動指令Cdが駆動指令生成器10bにより生成される。両歯車101a及び102aが接触しない状態では、駆動側歯車101aにトルクを加える必要がないので、駆動軸101に加わる摩擦等の影響を無視すればトルク指令Ctは0である。その後、一定時間が経過して両歯車101a及び102aが接触した状態では、負荷側歯車102aが外力Fdにより駆動側歯車101aを回転させようとする。しかし、駆動側歯車101aが静止するように制御されているため、駆動側歯車101aは、トルク指令Ctにより、負荷側歯車102aから加わる力を打ち消すように回転しようとする。従って、トルク指令Ctに対応する駆動側歯車101aの回転方向を用いて、外力Fdの方向及び正転駆動の駆動方向Ddを推定できる。   Specifically, the drive command Cd is generated by the drive command generator 10b so that the position signal Sp does not change, that is, the drive side gear 101a does not rotate. When the gears 101a and 102a are not in contact with each other, it is not necessary to apply torque to the driving gear 101a. Therefore, if the influence of friction applied to the driving shaft 101 is ignored, the torque command Ct is zero. After that, in a state where both the gears 101a and 102a are in contact with each other after a certain period of time, the load side gear 102a tries to rotate the drive side gear 101a by the external force Fd. However, since the drive-side gear 101a is controlled so as to be stationary, the drive-side gear 101a tries to rotate so as to cancel the force applied from the load-side gear 102a by the torque command Ct. Therefore, the direction of the external force Fd and the drive direction Dd of the forward rotation drive can be estimated using the rotation direction of the drive side gear 101a corresponding to the torque command Ct.

例えば、両歯車101a及び102aが接触し、静止した状態で生成されたトルク指令Ctが駆動側歯車101aを反時計回りに回転させようとするものであれば、駆動側歯車101aを時計回りに回転させる外力Fdが働いているものと判断できる。そのため、負荷側歯車102aの回転方向すなわち外力Fdの方向が図17に示すように反時計回りであることがわかる。さらに外力Fdの方向がわかれば、駆動方向Ddも決定することができる。   For example, if both the gears 101a and 102a are in contact with each other and the torque command Ct generated in a stationary state is intended to rotate the driving gear 101a counterclockwise, the driving gear 101a is rotated clockwise. It can be determined that the external force Fd to be applied is working. Therefore, it can be seen that the rotation direction of the load side gear 102a, that is, the direction of the external force Fd is counterclockwise as shown in FIG. Furthermore, if the direction of the external force Fd is known, the drive direction Dd can also be determined.

なお、駆動側歯車101aを停止させる代わりに、逆転駆動及び正転駆動により駆動側歯車101aを往復運動させて、正転駆動時と逆転駆動時とにおけるトルク指令Ctを比較することで、駆動方向Ddを決定してもよい。なお、駆動方向決定器16がトルク指令Ctに代えてモータ2の電流Imから駆動方向Ddを決定してもよい。   Instead of stopping the drive-side gear 101a, the drive-side gear 101a is reciprocated by reverse rotation drive and forward rotation drive, and the torque command Ct at the time of forward rotation drive and at the time of reverse rotation drive is compared, so that the drive direction Dd may be determined. The drive direction determiner 16 may determine the drive direction Dd from the current Im of the motor 2 instead of the torque command Ct.

本実施の形態のモータ制御装置は、接触検出器13に代えて、接触検出器13a,13b,13c,13dのいずれか1つを備える構成であってもよく、それらの場合においても、同様にバックラッシを測定可能である。   The motor control device of the present embodiment may be configured to include any one of the contact detectors 13a, 13b, 13c, and 13d instead of the contact detector 13, and in those cases as well, Backlash can be measured.

上記構成により、本実施の形態のモータ制御装置は、実施の形態1の効果に加え、負荷軸102に外力Fdが加わる場合にも、駆動指令Cdの駆動方向を自動的に決定してバックラッシを測定できるという効果を奏する。   With the above configuration, the motor control device of the present embodiment automatically determines the drive direction of the drive command Cd and reduces backlash even when the external force Fd is applied to the load shaft 102 in addition to the effects of the first embodiment. There is an effect that it can be measured.

実施の形態8.
図20は、本発明の実施の形態8に係るモータ装置を説明するためのブロック図である。本実施の形態では、モータ2の回転状況を示す位置信号Spがあらかじめ設定された最小検出位置と最大検出位置とで決まる範囲で、接触検出器13eが伝達機構100の内部の測定完了接触を検出する点が実施の形態1と異なる。
Embodiment 8 FIG.
FIG. 20 is a block diagram for explaining a motor apparatus according to Embodiment 8 of the present invention. In the present embodiment, the contact detector 13e detects the measurement completion contact inside the transmission mechanism 100 within a range in which the position signal Sp indicating the rotation state of the motor 2 is determined by a preset minimum detection position and maximum detection position. This is different from the first embodiment.

上記構成により、本実施の形態では、摩擦や減速の影響等、外乱が多い場合にも安定した接触の検出が可能となり、精度良くバックラッシを測定することができる。   With the above configuration, in the present embodiment, stable contact can be detected even when there are many disturbances such as the influence of friction and deceleration, and the backlash can be measured with high accuracy.

なお、本実施の形態では、実施の形態1とは異なる構成のみについて説明を行うこととし、図中、同じまたは対応する構成については同一符号を付し、それらの構成の説明は繰り返さない。   In the present embodiment, only components different from those in the first embodiment will be described, and the same or corresponding components in the figure are denoted by the same reference numerals, and description of those components will not be repeated.

図21は、実施の形態8に係るモータ制御装置の逆転駆動時の時系列波形の一例を示した図である。実施の形態1では、接触検出器13が、位置信号Spの示すモータ2の位置によらず、逆転駆動時の接触を判定している。しかし、トルク指令Ct及びトルク指令Ctの単位時間あたりの変化量は、モータ2が逆転駆動開始後、摩擦の影響によって図21(a)に示すピークX13を持ったり、(b)に示すピークY13を持ったりする場合がある。また、トルク指令Ctの単位時間あたりの変化量が、モータ2が減速する際に両歯車101a及び102aの所望しない接触を原因として、図21(b)に示すピークZ13を持つ場合がある。そのため、実施の形態1では、接触検出器13が、ピークX13、ピークY13又はピークZ13により接触を誤検出し、バックラッシの推定精度が悪化することがある。   FIG. 21 is a diagram illustrating an example of a time-series waveform at the time of reverse rotation driving of the motor control device according to the eighth embodiment. In the first embodiment, the contact detector 13 determines contact during reverse rotation regardless of the position of the motor 2 indicated by the position signal Sp. However, the torque command Ct and the amount of change per unit time of the torque command Ct have a peak X13 shown in FIG. 21 (a) or a peak Y13 shown in FIG. You may have. Further, the amount of change per unit time of the torque command Ct may have a peak Z13 shown in FIG. 21B due to an undesired contact between the two gears 101a and 102a when the motor 2 decelerates. Therefore, in the first embodiment, the contact detector 13 may erroneously detect contact by the peak X13, the peak Y13, or the peak Z13, and the backlash estimation accuracy may deteriorate.

本実施の形態の接触検出器13eは、位置信号Spが示すモータ2の位置が、予め設定した最小検出位置S13を逆転駆動方向に超えてから、予め設定した最大検出位置L13を逆転駆動方向に超えるまでの期間に接触を検出する。すなわち、図21(d)に示す期間T13で接触を検出し、測定完了接触を示す接触信号Scを生成する。   The contact detector 13e of the present embodiment is configured so that the position of the motor 2 indicated by the position signal Sp exceeds the preset minimum detection position S13 in the reverse drive direction, and then sets the preset maximum detection position L13 in the reverse drive direction. Detect contact in the period until it is exceeded. That is, contact is detected in a period T13 shown in FIG. 21D, and a contact signal Sc indicating measurement completion contact is generated.

測定完了接触の検出方法としては、図3で説明した方法と同様に、トルク指令Ctが、破線で示した予め定められたしきい値a1を逆転駆動させる方向(逆転駆動に対応する方向)に超えた場合に、測定完了接触を検出したとする。トルク指令Ctを用いる代わりにトルク指令Ctの時間微分値を用い、しきい値a1を用いる代わりに破線b1のしきい値を用いても良い。   As a method for detecting the measurement completion contact, as in the method described with reference to FIG. 3, the torque command Ct is driven in the direction in which the predetermined threshold value a1 indicated by the broken line is driven in the reverse direction (the direction corresponding to the reverse drive). Suppose that the measurement completion contact is detected when exceeding. Instead of using the torque command Ct, the time differential value of the torque command Ct may be used, and the threshold value of the broken line b1 may be used instead of using the threshold value a1.

なお、予め設定されたしきい値を用いる代わりに、トルク指令Ctが最大(あるいは最小)すなわち図21(a)に示すピークA13になる場合、又はトルク指令Ctの時間微分値が最大(あるいは最小)すなわち図21(b)に示すピークB13になる場合に、測定完了接触を行ったとしてもよい。これにより、しきい値の設定が不要になる。   Instead of using a preset threshold value, the torque command Ct is maximum (or minimum), that is, the peak A13 shown in FIG. 21A, or the time differential value of the torque command Ct is maximum (or minimum). ) That is, the measurement completion contact may be performed when the peak B13 shown in FIG. This eliminates the need to set a threshold value.

ただし、上記に示した通り、しきい値を超えた場合及びピークを用いる場合も、期間T13以外では接触の検出は行わず、測定完了接触を示す信号は生成しない。   However, as described above, even when the threshold value is exceeded and when a peak is used, contact detection is not performed outside the period T13, and a signal indicating measurement completion contact is not generated.

最小検出位置は予め想定されるバックラッシより十分小さい値に設定することが望ましく、トルク指令Ctに摩擦が及ぼす影響及び伝達機構100を製造する際の標準的な加工精度から決定することができる。最大検出位置は、予め想定されるバックラッシより十分大きい値に設定することが望ましく、減速を開始するモータ位置、歯車の歯数、形状等から適切な値を選定することができる。   The minimum detection position is desirably set to a value sufficiently smaller than the assumed backlash, and can be determined from the influence of friction on the torque command Ct and the standard processing accuracy when the transmission mechanism 100 is manufactured. The maximum detection position is desirably set to a value sufficiently larger than the assumed backlash, and an appropriate value can be selected from the motor position at which deceleration is started, the number of gear teeth, the shape, and the like.

なお、実施の形態2の接触検出器13aのようにトルク指令Ctの代わりに位置信号Spを用いて測定完了接触を検出する場合、実施の形態3の接触検出器13bのようにトルク指令Ctと位置信号Spとを用いて測定完了接触を検出する場合、実施の形態4の接触検出器13cのように電流信号Simを用いて測定完了接触を検出する場合、及び実施の形態5の接触検出器13dのように電流信号Simと位置信号Spを用いて測定完了接触を検出する場合も本実施の形態と同様に、各実施の形態の接触検出器が最小検出位置と最大検出位置とで決まる範囲で、伝達機構100の内部の測定完了接触を検出することが可能である。   Note that when the measurement completion contact is detected using the position signal Sp instead of the torque command Ct as in the contact detector 13a in the second embodiment, the torque command Ct and the torque command Ct are detected as in the contact detector 13b in the third embodiment. When the measurement completion contact is detected using the position signal Sp, when the measurement completion contact is detected using the current signal Sim as in the contact detector 13c of the fourth embodiment, and the contact detector of the fifth embodiment Similarly to the present embodiment, when the measurement completion contact is detected using the current signal Sim and the position signal Sp as in 13d, the range in which the contact detector of each embodiment is determined by the minimum detection position and the maximum detection position. Thus, it is possible to detect the measurement completion contact inside the transmission mechanism 100.

また、実施の形態6のように、駆動指令生成器10に代えて駆動指令生成器10aが複数回の試験駆動を行わせる駆動指令Cdを生成し、バックラッシ推定器14に代えてバックラッシ推定器14aがバックラッシを推定する場合も本実施の形態と同様に、接触検出器13が最小検出位置と最大検出位置とで決まる範囲で、伝達機構100の内部の測定完了接触を検出することが可能である。   Further, as in the sixth embodiment, the drive command generator 10a generates a drive command Cd for performing the test drive a plurality of times instead of the drive command generator 10, and the backlash estimator 14a is replaced with the backlash estimator 14. When the backlash is estimated, the measurement completion contact inside the transmission mechanism 100 can be detected within the range determined by the minimum detection position and the maximum detection position by the contact detector 13 as in the present embodiment. .

上記の通り、本実施の形態のモータ制御装置は、摩擦、減速の影響等、外乱が多い場合にも接触を誤検出せず、伝達機構100のバックラッシを測定することができる。これにより、さらに幅広い構成の装置で精度良くバックラッシを測定することができる。   As described above, the motor control device of the present embodiment can measure the backlash of the transmission mechanism 100 without erroneously detecting contact even when there are many disturbances such as friction and deceleration. As a result, the backlash can be measured with high accuracy using an apparatus having a wider configuration.

1 モータ制御装置、2 モータ、3 位置検出器、4 負荷、10,10a,10b 駆動指令生成器、11 トルク指令生成器、12 電流制御器、13,13a,13b,13c,13d,13e 接触検出器、14,14a バックラッシ推定器、15 電流検出器、16 駆動方向決定器、100 伝達機構、101 駆動軸、101a 駆動側伝達部(駆動側歯車)、102 負荷軸、102a 負荷側伝達部(負荷側歯車)。   1 motor controller, 2 motor, 3 position detector, 4 load, 10, 10a, 10b drive command generator, 11 torque command generator, 12 current controller, 13, 13a, 13b, 13c, 13d, 13e contact detection 14, 14a Backlash estimator, 15 Current detector, 16 Drive direction determiner, 100 Transmission mechanism, 101 Drive shaft, 101a Drive side transmission part (drive side gear), 102 Load shaft, 102a Load side transmission part (load) Side gear).

Claims (17)

モータを一方向に正駆動させた後に前記一方向とは反対の方向に前記モータを逆駆動させる駆動指令を生成する駆動指令生成器と、
前記駆動指令と前記モータの動作状態を示す位置信号とに基づいて、前記モータを駆動するためのトルク指令を生成するトルク指令生成器と、
前記位置信号に基づいて算出した信号を用いて、前記モータに接続する駆動側伝達部と負荷に接続する負荷側伝達部との間の接触を測定完了接触として検出し、検出結果を接触信号として出力する接触検出器と、
前記接触信号及び前記位置信号に基づき、前記駆動側伝達部及び負荷側伝達部間のバックラッシを推定するバックラッシ推定器と
を備えることを特徴とするモータ制御装置。
A drive command generator for generating a drive command for driving the motor in the opposite direction to the one direction after driving the motor forward in one direction;
A torque command generator that generates a torque command for driving the motor based on the drive command and a position signal indicating an operation state of the motor;
Using the signal calculated based on the position signal, contact between the drive side transmission unit connected to the motor and the load side transmission unit connected to the load is detected as a measurement completion contact, and the detection result is used as a contact signal. A contact detector to output,
A motor control apparatus comprising: a backlash estimator that estimates a backlash between the drive side transmission unit and the load side transmission unit based on the contact signal and the position signal.
前記接触検出器は、前記位置信号から求めた加速度又は前記加速度の単位時間当たりの変化量が予め設定されたしきい値を、前記正駆動に対応する方向に超えた場合に、前記測定完了接触を検出したとすることを特徴とする請求項1に記載のモータ制御装置。   The contact detector, when the acceleration obtained from the position signal or a change amount per unit time of the acceleration exceeds a preset threshold in a direction corresponding to the positive drive, the measurement completion contact The motor control device according to claim 1, wherein the motor control device is detected. 前記接触検出器は、前記位置信号を用いて加速度信号を算出し、前記加速度信号及び前記トルク指令に基づき抽出外乱を算出し、前記抽出外乱を用いて前記測定完了接触を検出することを特徴とする請求項1に記載のモータ制御装置。   The contact detector calculates an acceleration signal using the position signal, calculates an extraction disturbance based on the acceleration signal and the torque command, and detects the measurement completion contact using the extraction disturbance. The motor control device according to claim 1. 前記接触検出器は、前記位置信号を用いて加速度信号を算出し、前記加速度信号及び前記モータに供給される電流に対応する電流信号に基づき抽出外乱を算出し、前記抽出外乱を用いて前記測定完了接触を検出することを特徴とする請求項1に記載のモータ制御装置。   The contact detector calculates an acceleration signal using the position signal, calculates an extraction disturbance based on the acceleration signal and a current signal corresponding to a current supplied to the motor, and uses the extraction disturbance to perform the measurement. The motor control device according to claim 1, wherein completion contact is detected. 前記トルク指令生成器は、前記駆動指令及び前記位置信号に基づいて、前記トルク指令を生成することを特徴とする請求項1に記載のモータ制御装置。   The motor control device according to claim 1, wherein the torque command generator generates the torque command based on the drive command and the position signal. 前記接触検出器は、前記トルク指令又は前記トルク指令の単位時間当たりの変化量が予め設定されたしきい値を、前記逆駆動に対応する方向に超えた場合に、前記測定完了接触を検出したとすることを特徴とする請求項5に記載のモータ制御装置。   The contact detector detects the measurement completion contact when the torque command or a change amount per unit time of the torque command exceeds a preset threshold value in a direction corresponding to the reverse drive. The motor control device according to claim 5, wherein: 前記接触検出器は、前記モータに供給される電流に対応する電流信号又は前記電流信号の単位時間当たりの変化量が予め設定されたしきい値を、前記逆駆動に対応する方向に超えた場合に、前記測定完了接触を検出したとすることを特徴とする請求項5に記載のモータ制御装置。   The contact detector, when the current signal corresponding to the current supplied to the motor or the amount of change per unit time of the current signal exceeds a preset threshold in the direction corresponding to the reverse drive The motor control device according to claim 5, wherein the measurement completion contact is detected. 前記トルク指令に基づき、前記駆動指令の正駆動の方向を決定する駆動方向決定器をさらに備える
ことを特徴とする請求項5に記載のモータ制御装置。
The motor control device according to claim 5, further comprising a drive direction determiner that determines a positive drive direction of the drive command based on the torque command.
前記モータに供給される電流に対応する電流信号に基づき、前記駆動指令の正駆動の方向を決定する駆動方向決定器をさらに備える
ことを特徴とする請求項5に記載のモータ制御装置。
The motor control device according to claim 5, further comprising: a drive direction determiner that determines a positive drive direction of the drive command based on a current signal corresponding to a current supplied to the motor.
前記駆動指令生成器は、予め定められた最大バックラッシ許容量以上に前記逆駆動させる前記駆動指令を生成する
ことを特徴とする請求項1に記載のモータ制御装置。
The motor control device according to claim 1, wherein the drive command generator generates the drive command to perform the reverse drive beyond a predetermined maximum backlash allowable amount.
前記駆動指令生成器は、前記逆駆動する際の前記モータの加速度又は速度が予め設定された時間だけ一定となる前記駆動指令を生成する
ことを特徴とする請求項1に記載のモータ制御装置。
The motor control device according to claim 1, wherein the drive command generator generates the drive command in which an acceleration or a speed of the motor at the time of reverse driving is constant for a preset time.
前記接触検出器は、前記位置信号が予め設定された最小検出位置と最大検出位置とで決まる範囲で、前記測定完了接触を検出する
ことを特徴とする請求項1に記載のモータ制御装置。
The motor control device according to claim 1, wherein the contact detector detects the measurement completion contact within a range in which the position signal is determined by a preset minimum detection position and a maximum detection position.
前記バックラッシ推定器は、前記逆駆動の開始から前記測定完了接触までの時間である接触所要時間の前記位置信号の変化量を、接触位置変位として算出することで、前記バックラッシを推定する
ことを特徴とする請求項1に記載のモータ制御装置。
The backlash estimator estimates the backlash by calculating, as a contact position displacement, a change amount of the position signal of a required contact time, which is a time from the start of the reverse drive to the measurement completion contact. The motor control device according to claim 1.
前記駆動指令生成器は、前記正駆動及び前記逆駆動からなる試験駆動を前記モータに対して複数回行わせる前記駆動指令を生成することを特徴とする請求項13に記載のモータ制御装置。   The motor control device according to claim 13, wherein the drive command generator generates the drive command for causing the motor to perform a test drive including the forward drive and the reverse drive a plurality of times. 前記逆駆動の加速度の大きさが複数回の前記試験駆動で互いに異なることを特徴とする請求項14に記載のモータ制御装置。   The motor control device according to claim 14, wherein the magnitudes of accelerations of the reverse drive are different from each other in the plurality of test drives. 前記バックラッシ推定器は、複数回の前記試験駆動の各々に対応する前記接触所要時間及び前記接触位置変位を用いて、前記バックラッシを推定することを特徴とする請求項14に記載のモータ制御装置。   The motor control apparatus according to claim 14, wherein the backlash estimator estimates the backlash using the required contact time and the contact position displacement corresponding to each of the plurality of test drives. モータと、
前記モータの動作状態を位置信号として出力する位置検出器と、
前記モータを一方向に正駆動させた後に前記一方向とは反対の方向に前記モータを逆駆動させる駆動指令を生成する駆動指令生成器と、
前記駆動指令と前記位置信号とに基づいて、前記モータを駆動するためのトルク指令を生成するトルク指令生成器と、
前記位置信号に基づいて算出した信号を用いて、前記モータに接続する駆動側伝達部と負荷に接続する負荷側伝達部との間の接触を測定完了接触として検出し、検出結果を接触信号として出力する接触検出器と、
前記接触信号及び前記位置信号に基づき、前記駆動側伝達部及び負荷側伝達部間のバックラッシを推定するバックラッシ推定器と
を備えることを特徴とするモータ装置。
A motor,
A position detector that outputs the operation state of the motor as a position signal;
A drive command generator that generates a drive command to reverse drive the motor in a direction opposite to the one direction after the motor is positively driven in one direction;
A torque command generator for generating a torque command for driving the motor based on the drive command and the position signal;
Using the signal calculated based on the position signal, contact between the drive side transmission unit connected to the motor and the load side transmission unit connected to the load is detected as a measurement completion contact, and the detection result is used as a contact signal. A contact detector to output,
A motor apparatus comprising: a backlash estimator that estimates a backlash between the drive-side transmission unit and the load-side transmission unit based on the contact signal and the position signal.
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