JP6522236B2 - 電動機制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、ベルトを利用した駆動機構を駆動する電動機制御装置に関する。

ベルトを利用した駆動機構を有する機械装置では、ベルトの伸びによってベルトの取付け張力が低下すると、ベルトとプーリとの間の摩擦が低下し、ベルトとプーリとの間で滑りが生じる。また、ベルトが歯付ベルトの場合には、ベルトの取付け張力が低下すると、歯付ベルトとプーリとの間で歯飛びと呼ばれる現象が生じる。ベルトとプーリとの間で滑り又は歯飛びが発生すると、動力伝達効率が低下したり、入力側と出力側との同期性が劣化したりする場合がある。

精度が求められる産業用装置などでは、ベルトとプーリとの間の滑り又は歯飛びによる同期性の劣化は大きな問題となるため、ベルトの取付け張力を適切に保つ必要がある。ベルトの適切な取付け張力を維持するためには、ベルトの取付け張力を定期的に測定する必要がある。しかし、定期的な張力の測定を行うために機械装置を停止させると、機械装置の稼働時間が短くなってしまうため、機械装置の運用中に張力を測定する機能が求められている。

特許文献１には、ベルトの取付け張力がラジアル荷重となって作用するベアリングの支持部に歪センサを取付け、支持部の弾性変形を測定し、弾性変形に基づいてベルトの取付け張力を推定し、推定張力がしきい値以下になった場合に張力異常低下を検知する電動倍力装置が開示されている。

また、特許文献２には、ベルト伝達機構を介して射出成形機のスクリューを駆動するモータの角速度とトルク指令とからオブザーバを用いてスクリューの角速度、ベルトの張力及び樹脂圧力を推定し、樹脂の圧力制御に利用する電動式射出成形機の圧力制御方法が開示されている。

特許文献３には、従属側プーリに作用するベルト張力を検出して、異常を検出する搬送装置が開示されている。

特開２０１３−７１５３６号公報 特開２００６−２５６０６７号公報 特開２０１３−１３３１９２号公報

しかしながら、上記特許文献１に開示される電動倍力装置は、ベルトの取付け張力を推定するために歪センサを追加で設置する必要があることに加え、センサ設置場所及びセンサ測定値を取得するための配線が必要になる。

また、上記特許文献２に開示される圧力制御方法は、オブザーバを用いた推定を行うためにベルトのばね定数及び動摩擦抵抗といった値を予め測定し設定する必要がある。さらに、上記特許文献２に開示される圧力制御方法は、経年変化でベルトのばね定数が変化した場合にはベルトの張力を推定できないためベルトの取付け張力の異常を検知する目的には不適当である。

また、上記特許文献３に開示される搬送装置は、ベルト張力から異常検出を実施する機能を有することのみ記載されており、異常検出を実現する具体的な方法についは開示していない。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、センサを追加したりベルトの特性を予め測定して設定したりすることなくベルトの取付け張力の変化を測定できる電動機制御装置を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、ベルトを用いて駆動源から負荷へトルクを伝達する駆動部の駆動源である電動機を制御する電動機制御装置であって、電動機の角度、角速度又は角加速度の目標値を表す駆動指令信号を出力する指令生成部と、電動機の角度、角速度又は角加速度の値を表す駆動検出信号を出力する駆動検出器と、駆動検出信号及び駆動指令信号が入力され、電動機に供給する駆動電流の目標値である電流指令値を出力する制御演算部とを有する。本発明は、駆動電流の値である駆動電流検出値を出力する駆動電流検出部と、電流指令値及び駆動電流検出値が入力され、駆動電流を電動機に出力する電流制御演算部と、駆動電流検出値又は電流指令値と、駆動検出信号とが入力されて、電動機にかかる定常的な負荷の大きさを表す定常負荷算出値を出力する定常負荷算出部と、電動機にかかる定常的な負荷の基準値である第一の定常負荷基準値を記憶する第一の定常負荷基準値記憶部と、定常負荷算出値と第一の定常負荷基準値との比較に基づいて、ベルトの取付け張力の状態を表す張力変動解析値を出力する張力変動解析部とを備える。

本発明によれば、センサを追加したりベルトの特性を予め測定して設定したりすることなく、電動機の速度とトルクの値とからベルトの取付け張力の変化を測定できるという効果を奏する。

本発明の実施の形態１に係る電動機制御装置の構成を示すブロック図 実施の形態１に係る電動機制御装置のベルト駆動機構の構成を示す模式図 実施の形態１に係る電動機制御装置のベルトの取付け張力が小プーリに及ぼす影響を表した模式図 実施の形態１に係る電動機制御装置におけるベルトの取付け張力と電動機に作用する定常的な負荷との関係を示す図 本発明の実施の形態２に係る電動機制御装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態３に係る電動機制御装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態４に係る電動機制御装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態５に係る電動機制御装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態６に係る電動機制御装置の構成を示すブロック図 実施の形態１，２，３，４，５，６に係る電動機制御装置の制御部の機能をハードウェアで実現した構成を示す図 実施の形態１，２，３，４，５，６に係る電動機制御装置の制御部の機能をソフトウェアで実現した構成を示す図

以下に、本発明の実施の形態に係る電動機制御装置を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る電動機制御装置の構成を示すブロック図である。実施の形態１に係る電動機制御装置５１は、駆動源である電動機３及び電動機３に機械的に連結されたベルト駆動機構２を備えた駆動部１と、電動機３の角度を検出する駆動検出器４と、電動機３を制御する制御部９とを有する。

電動機３は、印加された駆動電流によりトルクを発生させ、ベルト駆動機構２を駆動する。

駆動検出器４は、電動機３の角度を検出して電動機３の角度の測定値を表す駆動検出信号を出力する。

制御部９は、電動機３の角度の目標値を表す駆動指令信号を出力する指令生成部６と、指令生成部６が出力した駆動指令信号に駆動検出信号が追従するように、電動機３に供給する駆動電流の大きさの目標値である電流指令値を計算する制御演算部５と、電動機３に印加された駆動電流を検出して駆動電流の測定値である駆動電流検出値を出力する駆動電流検出部７と、駆動電流検出値が電流指令値に追従するように電動機３に駆動電流を印加する電流制御演算部８と、駆動検出信号と駆動電流検出値とから、電動機３にかかる定常的な負荷の大きさを示す定常負荷算出値を算出する定常負荷算出部１０と、電動機３にかかる定常的な負荷の基準値である第一の定常負荷基準値を記憶する第一の定常負荷基準値記憶部１１ａと、定常負荷算出値と第一の定常負荷基準値との比較に基づく値である張力変動解析値を出力する張力変動解析部１２とを有する。

次に、図１に示す電動機制御装置５１の動作について説明する。制御演算部５は、指令生成部６が出力した駆動指令信号と駆動検出器４が出力した駆動検出信号との差が零に近づくように電流指令値を計算する。電流制御演算部８は、電流指令値と駆動電流検出部７が出力した駆動電流検出値との差が零に近づくように電動機３に電流を印加する。電動機３は印加された電流に対応するトルクを発生させ、ベルト駆動機構２を含む駆動部１を駆動させる。つまり、制御演算部５は、電動機３で発生したトルクによる電動機３の駆動を検出した駆動検出信号が駆動指令信号に追従するように、電動機３に印加する電流の大きさを計算する。

ベルト駆動機構２は、少なくとも二つのプーリと環状のベルトとで構成される。図２は、実施の形態１に係る電動機制御装置のベルト駆動機構の構成を示す模式図である。図２に示すベルト駆動機構２は、小プーリ２０１と、大プーリ２０２と、小プーリ２０１及び大プーリ２０２にまたがって外周にかかる環状のベルト２０３とを備えている。小プーリ２０１は、電動機３と機械的に連結されており、電動機３の駆動に伴い回転する。また、大プーリ２０２には、不図示の負荷が連結されている。ベルト２０３は、小プーリ２０１の回転を大プーリ２０２に伝え、ひいては電動機３のトルクを大プーリ２０２に連結された負荷に伝える。すなわち、駆動部１は、小プーリ２０１、大プーリ２０２及びベルト２０３を用いて駆動源である電動機３から負荷へトルクを伝達する。

電動機３のトルクを負荷へと効率的に伝えるためには、小プーリ２０１及び大プーリ２０２とベルト２０３との間の滑りがなるべく生じないことが重要である。なお、ベルト２０３に歯付ベルトを用いる場合は、小プーリ２０１と大プーリ２０２との同期性を保たせるためには、歯飛びが生じないようにしなければならない。小プーリ２０１及び大プーリ２０２とベルト２０３との滑り及び歯飛びを防止するためには、ベルト２０３の取付け張力を適切に保つ必要がある。

図３は、実施の形態１に係る電動機制御装置のベルトの取付け張力が小プーリに及ぼす影響を表した模式図である。ベルト２０３の取付け張力は、大プーリ２０２へ向かう方向の力となって小プーリ２０１に働き、小プーリ２０１の回転軸でもある電動機３のシャフトへの軸荷重となる。電動機３のシャフトは、軸荷重によってベアリングといった軸受に押し付けられ回転摩擦が増加する。また、ベルト２０３が歯付ベルトであるときは、ベルト２０３が小プーリ２０１に噛み合う時に生じる抵抗もベルト２０３の取付け張力で変化する。回転摩擦を含む回転抵抗は、電動機３及び小プーリ２０１の回転方向と反対方向に定常的に発生し、電動機３に作用する。なお、図３中には、回転摩擦トルクの方向を矢印Ａで示し、電動機３及び小プーリ２０１の回転方向を矢印Ｂで示している。

定常負荷算出部１０は、駆動電流検出部７が出力した駆動電流検出値と駆動検出器４が出力した駆動検出信号とから、電動機３に対して定常的に作用する負荷を示す定常負荷算出値を計算する。以降、定常負荷算出値の算出について説明する。電動機３は、印加された電流に応じてトルクを発生させるため、電動機３で発生しているトルクの値は、駆動電流検出値から得ることができる。電動機３は、駆動指令信号に応じて駆動部１が加減速するために必要な加減速トルクと、駆動部１においてベルト２０３の取付け張力とは関係なく生じる粘性摩擦及びクーロン摩擦といった摩擦に対するトルクと、取付け張力に応じて生じる摩擦に対するトルクとを総和したトルクを発生させている。これらのうち、クーロン摩擦に対するトルク及び取付け張力に応じて生じる摩擦に対するトルクが、定常的に発生している負荷となる。

定常的な負荷を求めるためには、電動機３が発生させているトルクの値から加減速トルクの値と速度により変化する粘性摩擦に対するトルクの値とを除く必要がある。加減速トルクは、駆動検出信号に対して微分演算といった演算を行うことで求められる角加速度と駆動部１の慣性モーメントとから計算でき、加減速トルクの値を電動機３が発生させているトルクの値から減算することで、粘性摩擦に対するトルクと定常的な負荷に対するトルクとを合わせた値が得られる。

次に、ベルト２０３の取付け張力は、電動機３の角速度に関わらず定常的には一定と考えられる。そこで、粘性摩擦に対するトルクと定常的な負荷に対するトルクとを合わせた値から、電動機３の角速度によって変化する粘性摩擦に対するトルクの値を最小二乗法といった同定手法で算出して取り除くことで、定常的な負荷の値が得られる。定常負荷算出部１０は、定常的な負荷を示す定常負荷算出値を出力する。図４は、実施の形態１に係る電動機制御装置におけるベルトの取付け張力と電動機に作用する定常的な負荷との関係を示す図である。定常負荷算出値に対して、取付け張力に応じた摩擦トルクとクーロン摩擦などの速度により変化しない摩擦トルクとの関係は、図４に示すように、取付け張力が大きくなるにつれて、張力に応じた摩擦トルクの割合が大きくなる関係となる。さらに取付け張力に応じた摩擦トルクが、クーロン摩擦に対するトルクに対し、支配的であれば定常負荷算出値から取付け張力の状態をおおよそ把握できる。

第一の定常負荷基準値記憶部１１ａが記憶する第一の定常負荷基準値は、ベルト２０３の取付け張力を適切に調整した直後のようにベルト２０３の取付け張力が正常であると判断できる特定の状態における定常的な負荷の値である定常負荷基準値が予め設定されている。そして、張力変動解析部１２は、第一の定常負荷基準値記憶部１１ａが記憶している第一の定常負荷基準値と定常負荷算出部１０が出力した定常負荷算出値とから、定常負荷基準値に対する定常負荷算出値の変動を計算し、定常負荷算出値の変動を示す張力変動解析値を出力する。ここで、図４に示すように、速度に依存しない摩擦に対するトルクよりも張力に応じた摩擦トルクが大きく支配的な関係であれば、定常負荷基準値に対する定常負荷算出値の割合からベルト２０３の取付け張力の変動をおおよそ把握できる。張力変動解析値は、正常な状態からの定常負荷算出値の変動の割合を表す値、又は予め設定されたしきい値と変動の大きさを比較し異常の有無を表す値とすることができるが、これらに限定はされない。

張力変動解析部１２は、第一の定常負荷基準値記憶部１１ａが記憶している第一の定常負荷基準値及び、定常負荷算出値から正常な状態からの定常負荷算出値の変動を計算でき、ベルト２０３の取付け張力の状態を表す値である張力変動解析値を出力できる。

なお、実施の形態１では、第一の定常負荷基準値記憶部１１ａが記憶する第一の定常負荷基準値は、ベルト２０３の取付け張力が正常な状態での定常的な負荷であるが、第一の定常負荷基準値は、ベルト２０３の取付け張力が異常な状態での定常的な負荷、又は異常のしきい値に相当する状態での定常的な負荷であっても良い。第一の定常負荷基準値が、ベルト２０３の取付け張力が異常な状態での定常的な負荷、又は異常のしきい値に相当する状態での定常的な負荷である場合、張力変動解析部１２は、第一の定常負荷基準値に対し、定常負荷算出部１０により出力された定常負荷算出値が、ベルト２０３の取付け張力が異常な状態又は異常のしきい値に相当する状態であることを示しているかについて判断した張力変動解析値を出力する。

また、実施の形態１では、駆動検出器４は電動機３の角度を検出して駆動検出信号を出力しているが、電動機３の角度の代わりに電動機３の角速度又は角加速度を検出して駆動検出信号を出力しても良い。さらには、小プーリ２０１又は大プーリ２０２の角度、角速度若しくは角加速度を検出して駆動検出信号を出力してもよい。

実施の形態１に係る電動機制御装置は、センサを追加したりベルト２０３の特性を予め測定して設定したりすることなく、電動機３の速度とトルクの値とからベルト２０３の取付け張力の変化を測定することができる。

実施の形態２．
図５は、本発明の実施の形態２に係る電動機制御装置の構成を示すブロック図である。実施の形態２に係る電動機制御装置５２は、制御部９が、第一の張力基準値記憶部１３ａ及び張力変動解析部１２ａを備え、張力変動解析部１２を備えない点で図１に示した実施の形態１に係る電動機制御装置５１と相違する。その他の構成要素については、実施の形態１に係る電動機制御装置５１と同様であるため、同じ符号を付して説明を省略する。

第一の張力基準値記憶部１３ａが記憶する第一の張力基準値は、第一の定常負荷基準値記憶部１１ａが記憶している第一の定常負荷基準値に対応したベルト２０３の取付け張力である。張力変動解析部１２ａは、第一の定常負荷基準値と、第一の張力基準値と、定常負荷算出部１０が出力した定常負荷算出値とが入力される。張力変動解析部１２ａは、第一の定常負荷基準値と第一の張力基準値の関係と、定常負荷算出部１０が出力した定常負荷算出値とを用い、ベルト２０３の取付け張力を算出し、算出した取付け張力の値に基づいて張力変動解析値を出力する。

張力変動解析部１２ａが行う演算について説明する。張力変動解析部１２ａは、ベルト２０３の取付け張力が零である時に、定常的な負荷が零になると仮定して演算を行う。その場合は、図４における速度に依存しない摩擦分のトルクが零である状態に相当し、ベルト２０３の取付け張力と定常負荷算出値との関係は、定数項が０である１次式であると仮定できる。定数項が０である１次式は、１組の値があれば係数を求められる。したがって、第一の定常負荷基準値記憶部１１ａが記憶している第一の定常負荷基準値と第一の張力基準値記憶部１３ａが記憶している第一の張力基準値とから、ベルト２０３の取付け張力と定常的な負荷との関係を表す１次式が得られる。そして、この１次式を用いることで、定常負荷算出部１０が出力した定常負荷算出値からベルト２０３の現在の取付け張力を計算できるようになる。張力変動解析部１２ａが出力する張力変動解析値は、計算された取付け張力の値、正常な取付け張力から算出した取付け張力の変動の割合を示す値、又は予め設定されたしきい値との比較により判定した異常の有無を示す値とすることができるが、これらに限定はされない。

以上で説明したように、張力変動解析部１２ａは、第一の定常負荷基準値記憶部１１ａが記憶している第一の定常負荷基準値と、第一の張力基準値記憶部１３ａが記憶している第一の張力基準値とから定常的な負荷とベルト２０３の取付け張力との関係を表す１次式を計算し、定常負荷算出部１０が出力した定常負荷算出値からベルト２０３の取付け張力を推定し、推定した取付け張力に基づいて張力変動解析値を出力できる。

実施の形態２では、第一の定常負荷基準値記憶部１１ａが記憶する第一の定常負荷基準値は、ベルト２０３の取付け張力が正常な状態の定常的な負荷の値であり、第一の張力基準値記憶部１３ａが記憶する第一の張力基準値は、同じ状態のベルト２０３の取付け張力であるが、第一の定常負荷基準値及び第一の張力基準値は、ベルト２０３の取付け張力が異常な状態の定常的な負荷の値及び取付け張力、又は異常のしきい値に相当する状態の定常的な負荷の値及び取付け張力であっても良い。

実施の形態２では、電動機３で発生しているトルクの値を駆動電流検出部７が出力した駆動電流検出値から得ていたが、駆動電流検出値の代わりに制御演算部５が出力した電流指令値を用いて電動機３で発生しているトルクの値を計算しても良い。

また、実施の形態２では、駆動検出器４は電動機３の角度を検出して駆動検出信号を出力しているが、電動機３の角度の代わりに電動機３の角速度又は角加速度を検出して駆動検出信号を出力しても良い。さらには、小プーリ２０１又は大プーリ２０２の角度、角速度若しくは角加速度を検出して駆動検出信号を出力してもよい。

実施の形態３．
図６は、本発明の実施の形態３に係る電動機制御装置の構成を示すブロック図である。実施の形態３に係る電動機制御装置５３は、制御部９が、第二の定常負荷基準値記憶部１１ｂ及び第二の張力基準値記憶部１３ｂ並びに張力変動解析部１２ｂを備え、張力変動解析部１２ａを備えない点で、図５に示す実施の形態２に係る電動機制御装置５２と相違する。その他の構成要素については、実施の形態２と同様であるため、同じ符号を付して説明を省略する。

第二の定常負荷基準値記憶部１１ｂが記憶する第二の定常負荷基準値は、第一の定常負荷基準値とは異なる取付け張力に対する定常的な負荷の値である。第二の張力基準値記憶部１３ｂに予め記憶される第二の張力基準値は、第二の定常負荷基準値に対応したベルト２０３の取付け張力の値である。

張力変動解析部１２ｂは、第一の定常負荷基準値と、第二の定常負荷基準値と、第一の張力基準値と、第二の張力基準値と、定常負荷算出部１０が出力した定常負荷算出値とが入力される。そして、張力変動解析部１２ｂは、第一の定常負荷基準値と第一の張力基準値、及び第二の定常負荷基準値と第二の張力基準値の関係を用いて、定常負荷算出値から現在のベルト２０３の取付け張力を算出し、算出した取付け張力の値に基づいて張力変動解析値を出力する。

張力変動解析部１２ｂは、第一の定常負荷基準値と第一の張力基準値、及び第二の定常負荷基準値と第二の張力基準値の２組の関係から、定常的な負荷とベルト２０３の取付け張力の関係を表す１次式の係数と定数項とを算出する。このようにして、定常的な負荷とベルト２０３の取付け張力との関係を表す１次式を算出することで、ベルト２０３の取付け張力が零である時に定常負荷算出値が零にならない場合、つまり、図４における駆動部１で取付け張力に関係なく発生するクーロン摩擦に対するトルクが無視できないほど大きい場合においても、この１次式を用いて定常負荷算出部１０が出力した定常負荷算出値からベルト２０３の現在の取付け張力を計算できる。張力変動解析部１２ｂが出力する張力変動解析値は、計算した取付け張力、正常な取付け張力から算出した取付け張力の変動の割合、又は予め設定されたしきい値となる取付け張力との比較により判定した異常の有無とすることができる。

以上で説明したように、張力変動解析部１２ｂは、第一の定常負荷基準値記憶部１１ａが記憶している第一の定常負荷基準値及び第二の定常負荷基準値記憶部１１ｂが記憶している第二の定常負荷基準値と、第一の張力基準値記憶部１３ａが記憶している第一の張力基準値及び第二の張力基準値記憶部１３ｂが記憶している第二の張力基準値とから算出した１次式から、定常負荷算出部１０が出力した定常負荷算出値に対応するベルト２０３の取付け張力を計算し、ベルト２０３の取付け張力の状態を表す値である張力変動解析値を出力できる。この構成により、ベルト２０３の取付け張力以外の力の駆動部１への影響、特に速度に依存しない摩擦の駆動部１への影響が大きい条件であっても、その影響を除去してベルト２０３の取付け張力を精度良く把握できる。

実施の形態３では、第一の定常負荷基準値記憶部１１ａ及び第一の張力基準値記憶部１３ａと、第二の定常負荷基準値記憶部１１ｂ及び第二の張力基準値記憶部１３ｂとの二組の定常負荷基準値記憶部と張力基準値記憶部とを備えるが、三組以上の定常負荷基準値記憶部及び張力基準値記憶部を備えてもよい。その場合、張力変動解析部１２ｂは各々の定常負荷基準値記憶部と張力基準値記憶部とから出力された定常負荷基準値と張力基準値との関係を用いて、定常負荷算出値から現在のベルト２０３の取付け張力を推定する。その場合、張力変動解析部１２ｂが算出する定常的な負荷とベルト２０３の取付け張力との関係式は２次以上の関係式であっても良い。

実施の形態３では、電動機３で発生しているトルクの値を駆動電流検出部７が出力した駆動電流検出値から得ていたが、駆動電流検出値の代わりに制御演算部５が出力した電流指令値を用いて電動機３で発生しているトルクの値を計算しても良い。

また、実施の形態３では、駆動検出器４は電動機３の角度を検出して駆動検出信号を出力しているが、電動機３の角度の代わりに電動機３の角速度又は角加速度を検出して駆動検出信号を出力しても良い。さらには、小プーリ２０１又は大プーリ２０２の角度、角速度若しくは角加速度を検出して駆動検出信号を出力してもよい。

実施の形態４．
図７は、本発明の実施の形態４に係る電動機制御装置の構成を示すブロック図である。実施の形態４に係る電動機制御装置５４は、制御部９が、張力変動解析制御部１４、第一の定常負荷基準値記憶部１１ｃ及び張力変動解析部１２ｃを備え、第一の定常負荷基準値記憶部１１ａ及び張力変動解析部１２を備えない点で、図１に示す実施の形態１に係る電動機制御装置５１と相違する。その他の構成要素については、実施の形態１と同様であるため、同じ符号を付して説明を省略する。

張力変動解析制御部１４が出力する張力変動解析制御信号は、初期は第一の定常負荷基準値を記憶する期間であることを表し、一定期間後は張力変動を解析する期間であることを表す。

第一の定常負荷基準値記憶部１１ｃは、定常負荷算出部１０が出力した定常負荷算出値と張力変動解析制御信号とが入力され、第一の定常負荷基準値を記憶する期間であることを表す張力変動解析制御信号が入力されている期間において、入力された定常負荷算出値から第一の定常負荷基準値を演算する。そして、張力変動を解析する期間であることを表す張力変動解析制御信号が入力されている期間においては、第一の定常負荷基準値記憶部１１ｃは演算処理を停止して値を保持し、記憶した定常負荷基準値を出力する。

張力変動解析部１２ｃは、定常負荷算出部１０が出力した定常負荷算出値と第一の定常負荷基準値と張力変動解析制御信号とが入力される。そして、張力変動を解析する期間であることを表す張力変動解析制御信号が入力されている期間において、定常負荷算出部１０が出力した現在の定常負荷算出値について第一の定常負荷基準値に対する変動を計算し、計算結果である張力変動解析値を出力する。

続いて、電動機制御装置５４の動作の流れについて説明する。張力変動解析制御部１４は、はじめに第一の定常負荷基準値を記憶する期間であることを表す張力変動解析制御信号を出力する。第一の定常負荷基準値記憶部１１ｃは、第一の定常負荷基準値を記憶する期間において、定常負荷算出部１０が出力した定常負荷算出値に平均化といった演算処理を行って算出した値である第一の定常負荷基準値を記憶する。第一の定常負荷基準値を記憶する期間は、ベルト２０３の取付け張力がほとんど変化しない程度の期間である２、３時間から１日程度が適切である。

張力変動解析制御部１４は、次に、張力変動を解析する期間であることを表す張力変動解析制御信号を出力する。第一の定常負荷基準値記憶部１１ｃは、張力変動を解析する期間においては第一の定常負荷基準値の算出を停止し、第一の定常負荷基準値の値を保持した上で出力する。張力変動解析部１２ｃは、張力変動を解析する期間において、定常負荷算出部１０が出力した現在の定常負荷算出値について、第一の定常負荷基準値記憶部１１ｃが出力する第一の定常負荷基準値に対する変動を計算し、計算結果である張力変動解析値を出力する。

以上で説明したように、第一の定常負荷基準値を記憶する期間と張力変動を解析する期間とを張力変動解析制御部１４が設定することで、第一の定常負荷基準値を記憶する期間において第一の定常負荷基準値記憶部１１ｃは、定常負荷算出部１０が出力する定常負荷算出値から第一の定常負荷基準値を算出し記憶することができる。これにより、第一の定常負荷基準値記憶部１１ｃに予め第一の定常負荷基準値を記憶させる必要は無くなる。そして、張力変動解析部１２ｃは、第一の定常負荷基準値を記憶する期間の後に、ベルト２０３の取付け張力の状態を表す値である張力変動解析値を計算するため、ユーザはより簡単にベルト２０３の取付け張力の状態を把握できる。

なお、実施の形態４では、実施の形態１に張力変動解析制御部１４を追加した構成について説明したが、実施の形態２のように第一の張力基準値記憶部１３ａを追加した構成とすることも可能である。その場合、第一の定常負荷基準値を記憶する期間であることを表す張力変動解析制御信号が出力されている期間中にベルト駆動機構２のベルト２０３の取付け張力を測定し、測定結果である第一の張力基準値を第一の張力基準値記憶部１３ａに記憶させれば良い。

また、実施の形態４では、電動機３で発生しているトルクの値を駆動電流検出部７が出力した駆動電流検出値から得ていたが、駆動電流検出値の代わりに制御演算部５が出力した電流指令値を用いて電動機３で発生しているトルクの値を計算しても良い。

また、実施の形態４では、駆動検出器４は電動機３の角度を検出して駆動検出信号を出力しているが、電動機３の角度の代わりに電動機３の角速度又は角加速度を検出して駆動検出信号を出力しても良い。さらには、小プーリ２０１又は大プーリ２０２の角度、角速度若しくは、角加速度を検出して駆動検出信号として出力してもよい。

また、実施の形態４では、張力変動解析制御部１４は、第一の定常負荷基準値を記憶する期間と張力変動を解析する期間とを、時間に基づいて決定しているが、駆動検出器４が出力する駆動検出信号又は指令生成部６が出力する駆動指令信号に基づいてこれらの期間を決定してもよい。この場合は、駆動検出信号の積算値、駆動指令信号の積算値又は信号出力回数を算出し、その算出値に基づいてこれらの期間を決定すればよい。

実施の形態５．
図８は、本発明の実施の形態５に係る電動機制御装置の構成を示すブロック図である。実施の形態５に係る電動機制御装置５５は、制御部９が、張力変動解析制御部１４ａ、第一の定常負荷基準値記憶部１１ｄ、第二の定常負荷基準値記憶部１１ｅ、第一の張力基準値記憶部１３ｄ、第二の張力基準値記憶部１３ｅ及び張力変動解析部１２ｄを備え、第一の定常負荷基準値記憶部１１ａ、第二の定常負荷基準値記憶部１１ｂ、第一の張力基準値記憶部１３ａ、第二の張力基準値記憶部１３ｂ及び張力変動解析部１２ｂを備えない点で、図６に示す実施の形態３に係る電動機制御装置５３と相違する。その他の構成要素については、実施の形態３と同様であるため、同じ符号を付して説明を省略する。

張力変動解析制御部１４ａは、初期に第一の定常負荷基準値を記憶する期間であることを表す張力変動解析制御信号を一定期間だけ出力する。そして、さらに予め定めた期間が経過した後に、第二の定常負荷基準値を記憶する期間であることを表す張力変動解析制御信号を一定期間だけ出力する。その後、張力変動を解析する期間であることを表す張力変動解析制御信号を出力する。

第一の定常負荷基準値記憶部１１ｄは、定常負荷算出部１０が出力した定常負荷算出値と張力変動解析制御信号とが入力され、第一の定常負荷基準値を記憶する期間であることを表す張力変動解析制御信号が入力されている期間において、入力された定常負荷算出値から第一の定常負荷基準値を演算する。そして、第一の定常負荷基準値を記憶する期間以外の期間においては、第一の定常負荷基準値記憶部１１ｄは演算処理を停止して値を保持し、記憶した第一の定常負荷基準値を出力する。

第二の定常負荷基準値記憶部１１ｅは、定常負荷算出部１０が出力した定常負荷算出値と張力変動解析制御信号とが入力され、第二の定常負荷基準値を記憶する期間であることを表す張力変動解析制御信号が入力されている期間において、入力された定常負荷算出値から第二の定常負荷基準値を演算する。そして、第二の定常負荷基準値を記憶する期間以外の期間においては、第二の定常負荷基準値記憶部１１ｅは演算処理を停止して値を保持し、記憶した第二の定常負荷基準値を出力する。

第一の張力基準値記憶部１３ｄは、第一の定常負荷基準値に対応したベルト２０３の取付け張力の値である第一の張力基準値を予め記憶している。また、第二の張力基準値記憶部１３ｅは、第一の張力基準値記憶部１３ｄが記憶している第一の張力基準値が入力され、第一の張力基準値に対して予め定められた割合の値を第二の張力基準値として記憶する。

そして、張力変動解析部１２ｄは、第一の定常負荷基準値と第二の定常負荷基準値と、第一の張力基準値と第二の張力基準値と、定常負荷算出値と、張力変動解析制御信号とが入力される。そして、張力変動解析部１２ｄは、張力変動を解析する期間であることを表す張力変動解析制御信号が入力されている期間において、第一の定常負荷基準値と第一の張力基準値との関係及び第二の定常負荷基準値と第二の張力基準値との関係を用いて、定常負荷算出部１０が出力した定常負荷算出値から現在のベルト２０３の取付け張力を算出し、算出した取付け張力の値に基づいて張力変動解析値を出力する。

続いて、電動機制御装置５５の動作の流れについて説明する。張力変動解析制御部１４ａは、はじめに第一の定常負荷基準値を記憶する期間であることを表す張力変動解析制御信号を出力する。第一の定常負荷基準値記憶部１１ｄは、第一の定常負荷基準値を記憶する期間において、定常負荷算出部１０が出力した定常負荷算出値に平均化といった演算処理を行って算出した値である第一の定常負荷基準値を記憶する。第一の定常負荷基準値を記憶する期間は、ベルト２０３の取付け張力がほとんど変化しない程度の期間である２、３時間から１日程度が適切である。

張力変動解析制御部１４ａは、その後、第一の定常負荷基準値を記憶する期間であることを表す張力変動解析制御信号の出力を終了し、第一の定常負荷基準値記憶部１１ｄは、第一の定常負荷基準値の算出を停止し、第一の定常負荷基準値の値を保持する。

張力変動解析制御部１４ａは、第一の定常負荷基準値を記憶する期間であることを表す張力変動解析制御信号の出力が終わった後、１日から数日程度経過してから、第二の定常負荷基準値を記憶する期間であることを表す張力変動解析制御信号を出力する。第二の定常負荷基準値記憶部１１ｅは、第二の定常負荷基準値を記憶する期間において、定常負荷算出部１０が出力した定常負荷算出値に平均化といった演算処理を行って算出した値である第二の定常負荷基準値を記憶する。第二の定常負荷基準値を記憶する期間は、ベルト２０３の取付け張力がほとんど変化しない程度の期間である２、３時間から１ヶ月程度が適切である。新品のベルト２０３は、図２のように小プーリ２０１と大プーリ２０２との間に取付けられた場合、その取付け張力により初期伸びが生じ、ベルト２０３の周長が伸びることにより取付け張力が低下する。そのため、第一の定常負荷基準値を記憶する期間と第二の定常負荷基準値を記憶する期間とではベルト２０３の取付け張力が異なり、第二の定常負荷基準値記憶部１１ｅは、第一の定常負荷基準値とは異なるベルト２０３の取付け張力に対する定常的な負荷の値となる第二の定常負荷基準値を算出し記憶できる。

ここで、第二の張力基準値記憶部１３ｅは、第一の張力基準値記憶部１３ｄが記憶している第一の張力基準値が入力され、第一の張力基準値に対してベルト２０３の初期伸びから決まる割合に小さくした値である第二の張力基準値を記憶する。

張力変動解析制御部１４ａは、第二の定常負荷基準値を記憶する期間であることを表す張力変動解析制御信号の出力を終了した後、張力変動を解析する期間であることを表す張力変動解析制御信号を出力する。張力変動を解析する期間において、第一の定常負荷基準値記憶部１１ｄは第一の定常負荷基準値の値を保持した上で出力し、第二の定常負荷基準値記憶部１１ｅは、第二の定常負荷基準値の算出を停止し、第二の定常負荷基準値の値を保持した上で出力する。張力変動解析部１２ｄは、張力変動を解析する期間において、第一の定常負荷基準値と第一の張力基準値との関係及び第二の定常負荷基準値と第二の張力基準値との関係を用いて、定常負荷算出部１０が出力した定常負荷算出値から現在のベルト２０３の取付け張力を算出し、算出した取付け張力の値に基づいて張力変動解析値を出力する。張力変動解析値は、推定した取付け張力の値、ベルト２０３の正常な取付け張力に対する推定した取付け張力の変化量、又は推定した取付け張力と予め設定されたしきい値とを比較して異常の有無を表す値とすることができるが、これらに限定はされない。

以上で説明したように、第一の定常負荷基準値を記憶する期間と、第二の定常負荷基準値を記憶する期間と、張力変動を解析する期間とを張力変動解析制御部１４ａが設定することで、第一の定常負荷基準値記憶部１１ｄ及び第二の定常負荷基準値記憶部１１ｅは、定常負荷算出部１０が出力する定常負荷算出値に基づいて、ベルト２０３の異なる取付け張力に対応した第一の定常負荷基準値と第二の定常負荷基準値とを算出し記憶することができる。これにより、第一の定常負荷基準値記憶部１１ｄ及び第二の定常負荷基準値記憶部１１ｅに予め定常負荷基準値を記憶させる必要は無くなる。そして、張力変動解析部１２ｄは、第二の定常負荷基準値を記憶する期間の後に、ベルト２０３の取付け張力の状態を表す値である張力変動解析値を計算するため、ユーザはより簡単にベルト２０３の取付け張力の状態を把握できるようになる。また、この構成により、実施の形態３の電動機制御装置５３と同様に、ベルト２０３の取付け張力以外の影響、特に速度に依存しない摩擦の影響が駆動部１に強く働いている条件であっても、その影響を除去してベルト２０３の取付け張力を精度良く把握できるようになる。

なお、実施の形態５では、第一の定常負荷基準値記憶部１１ｄ及び第一の張力基準値記憶部１３ｄと、第二の定常負荷基準値記憶部１１ｅ及び第二の張力基準値記憶部１３ｅとの二組の定常負荷基準値記憶部並びに張力基準値記憶部を備えるが、三組以上の定常負荷基準値記憶部及び張力基準値記憶部を備えてもよい。その場合、張力変動解析制御部１４ａは、それぞれの定常負荷基準値記憶部において定常負荷基準値を算出する期間を設定する。また、張力変動解析部１２ｄは各々の定常負荷基準値記憶部及び張力基準値記憶部から出力された定常負荷基準値と張力基準値との関係を用いて、定常負荷算出値から現在のベルト２０３の取付け張力を推定する。

また、実施の形態５では、電動機３で発生しているトルクの値を駆動電流検出部７が出力した駆動電流検出値から得ていたが、駆動電流検出値の代わりに制御演算部５が出力した電流指令値を用いて電動機３で発生しているトルクの値を計算しても良い。

また、実施の形態５では、駆動検出器４は電動機３の角度を検出して駆動検出信号を出力しているが、電動機３の角度の代わりに電動機３の角速度又は角加速度を検出して駆動検出信号を出力しても良い。さらには、駆動検出信号は、小プーリ２０１又は大プーリ２０２の角度、角速度若しくは、角加速度を検出して出力してもよい。

また、実施の形態５では、張力変動解析制御部１４ａは、第一の定常負荷基準値を記憶する期間と、第二の定常負荷基準値を記憶する期間と、張力変動を解析する期間とを時間に基づいて決定しているが、駆動検出器４が出力する駆動検出信号又は指令生成部６が出力する駆動指令信号に基づいてこれらの期間を決定してもよい。この場合は、駆動検出信号の積算値、駆動指令信号の積算値又は信号出力回数を算出し、第一の定常負荷基準値を記憶する期間と、第二の定常負荷基準値を記憶する期間と、張力変動を解析する期間とを算出値に基づいて決定すればよい。

実施の形態６．
図９は、本発明の実施の形態６に係る電動機制御装置の構成を示すブロック図である。実施の形態６に係る電動機制御装置５６は、制御部９が、平均負荷算出部１５、平均負荷基準値記憶部１６及び張力変動解析部１２ｅを備え、定常負荷算出部１０、第一の定常負荷基準値記憶部１１ａ及び張力変動解析部１２を備えない点で、図１に示す実施の形態１に係る電動機制御装置５１と相違する。その他の構成要素については、実施の形態１と同様であるため、同じ符号を付して説明を省略する。

平均負荷算出部１５は、駆動電流検出部７が出力した駆動電流検出値が入力され、平均負荷を算出し、算出結果である平均負荷算出値を出力する。平均負荷基準値記憶部１６が記憶する平均負荷基準値は、特定の状態の平均負荷の値である。張力変動解析部１２ｅは、平均負荷算出値と平均負荷基準値との比較に基づく値である張力変動解析値を出力する。

平均負荷算出部１５は、駆動電流検出値の平均値に基づいて、電動機３で発生している負荷の平均値である平均負荷算出値を算出する。指令生成部６が出力する駆動指令信号が同じパターンの繰り返しであれば、駆動部１の状態に変化がない限りにおいて平均負荷算出値は変化しない。また、駆動指令信号の速度が正方向逆方向の両方が含まれていると、平均負荷算出値に含まれる摩擦成分は相殺されるが、駆動指令信号の速度が１方向のみであれば、平均負荷算出値に摩擦に起因した成分も含まれることになる。この場合においても、摩擦を含めて駆動部１の状態に変化がない限りにおいて平均負荷算出値は変化しない。

実施の形態１で説明したように、ベルト駆動機構２のベルト２０３の取付け張力の変化により、駆動部１で生じる摩擦の大きさが変化する。摩擦の大きさが変化すると平均負荷算出部１５が算出する平均負荷算出値も変化するため、平均負荷算出値の変化からベルト２０３の取付け張力の変化をおおよそ把握できる。

平均負荷基準値記憶部１６は、ベルト２０３の取付け張力を適切に調整した直後といったベルト２０３の取付け張力が正常であると判断できる時点における負荷の平均値である平均負荷基準値が予め設定されている。そして、張力変動解析部１２ｅは、平均負荷基準値記憶部１６が記憶している平均負荷基準値と平均負荷算出部１５が出力した平均負荷算出値とから、平均負荷基準値に対する平均負荷算出値の変動を計算し、張力変動解析値を出力する。駆動部１のベルト２０３の取付け張力以外の状態に変化がなければ、平均負荷基準値に対する平均負荷算出値の変化からベルト２０３の取付け張力が変動したことを把握できる。張力変動解析値は、正常な状態からの平均負荷算出値の変動の割合、又は予め設定されたしきい値と変動の大きさとを比較し異常の有無を表す値とすることができるが、これらに限定はされない。

以上で説明したように、平均負荷算出部１５は、ベルト２０３の取付け張力により発生する摩擦の影響を含む負荷の平均値を算出して平均負荷算出値を出力する。張力変動解析部１２ｅは、平均負荷基準値記憶部１６が記憶している平均負荷基準値及び、平均負荷算出値から、正常な状態に対する平均負荷算出値の変動を計算でき、ベルト２０３の取付け張力の状態を表す値である張力変動解析値を出力できる。

なお、実施の形態６では、平均負荷基準値記憶部１６が記憶する平均負荷基準値は、ベルト２０３の取付け張力が正常な状態の負荷の平均値であるが、平均負荷基準値は、ベルト２０３の取付け張力が異常な状態の負荷の平均値、又は異常のしきい値に相当する状態の負荷の平均値であっても良い。その場合、張力変動解析部１２ｅは、定常負荷基準値に対し、平均負荷算出部１５により出力された負荷の平均値が異常な状態となっているかについて判断し張力変動解析値を出力する。

なお、実施の形態６では、電動機３で発生しているトルクの値を駆動電流検出部７が出力した駆動電流検出値から得ていたが、駆動電流検出値の代わりに制御演算部５が出力した電流指令値を用いて電動機３で発生しているトルクの値を計算しても良い。

また、実施の形態６では、駆動検出器４は電動機３の角度を検出して駆動検出信号を出力しているが、電動機３の角度の代わりに電動機３の角速度又は角加速度を検出して駆動検出信号を出力しても良い。さらには、駆動検出信号は、小プーリ２０１又は大プーリ２０２の角度、角速度若しくは、角加速度の検出結果であってもよい。

上記の実施の形態１，２，３，４，５，６の電動機制御装置５１，５２，５３，５４，５５，５６の制御部９の機能は、処理回路により実現される。すなわち、制御部９は、電動機３の角度、角速度又は角加速度の目標値を表す駆動指令信号を出力する処理、電動機３に供給する駆動電流の大きさの目標値である電流指令値を出力する処理、駆動電流の大きさの測定値である駆動電流検出値を出力する処理、駆動電流を電動機３に出力する処理、電動機３にかかる定常的な負荷の大きさを表す定常負荷算出値を出力する処理、電動機３にかかる定常的な負荷の基準値である第一の定常負荷基準値を記憶する処理、ベルト２０３の取付け張力の状態を表す張力変動解析値を出力する処理、第二の定常負荷基準値を記憶する処理及び第二の張力基準値を記憶する処理を行う処理回路を備える。また、処理回路は、専用のハードウェアであっても、記憶装置に格納されるプログラムを実行する演算装置であってもよい。

処理回路が専用のハードウェアである場合、処理回路は、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、特定用途向け集積回路、フィールドプログラマブルゲートアレイ、又はこれらを組み合わせたものが該当する。図１０は、実施の形態１，２，３，４，５，６に係る電動機制御装置５１，５２，５３，５４，５５，５６の制御部９の機能をハードウェアで実現した構成を示す図である。処理回路１９には、電動機３の角度、角速度又は角加速度の目標値を表す駆動指令信号を出力する処理、電動機３に供給する駆動電流の大きさの目標値である電流指令値を出力する処理、駆動電流の大きさの測定値である駆動電流検出値を出力する処理、駆動電流を電動機３に出力する処理、電動機３にかかる定常的な負荷の大きさを表す定常負荷算出値を出力する処理、電動機３にかかる定常的な負荷の基準値である第一の定常負荷基準値を記憶する処理、ベルト２０３の取付け張力の状態を表す張力変動解析値を出力する処理、第二の定常負荷基準値を記憶する処理、第一の張力基準値を記憶する処理及び第二の張力基準値を記憶する処理を実現する論理回路１９ａが組み込まれている。

処理回路１９が演算装置の場合、電動機３の角度、角速度又は角加速度の目標値を表す駆動指令信号を出力する処理、電動機３に供給する駆動電流の大きさの目標値である電流指令値を出力する処理、駆動電流の大きさの測定値である駆動電流検出値を出力する処理、駆動電流を電動機３に出力する処理、電動機３にかかる定常的な負荷の大きさを表す定常負荷算出値を出力する処理、電動機３にかかる定常的な負荷の基準値である第一の定常負荷基準値を記憶する処理、ベルト２０３の取付け張力の状態を表す張力変動解析値を出力する処理、第二の定常負荷基準値を記憶する処理、第一の張力基準値を記憶する処理及び第二の張力基準値を記憶する処理は、ソフトウェア、ファームウェア、又はソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。

図１１は、実施の形態１，２，３，４，５，６に係る電動機制御装置５１，５２，５３，５４，５５，５６の制御部９の機能をソフトウェアで実現した構成を示す図である。処理回路１９は、プログラム１９ｂを実行する演算装置１９１と、演算装置１９１がワークエリアに用いるランダムアクセスメモリ１９２と、プログラム１９ｂを記憶する記憶装置１９３とを有する。記憶装置１９３に記憶されているプログラム１９ｂを演算装置１９１がランダムアクセスメモリ１９２上に展開し、実行することにより、電動機３の角度、角速度又は角加速度の目標値を表す駆動指令信号を出力する処理、電動機３に供給する駆動電流の大きさの目標値である電流指令値を出力する処理、駆動電流の大きさの測定値である駆動電流検出値を出力する処理、駆動電流を電動機３に出力する処理、電動機３にかかる定常的な負荷の大きさを表す定常負荷算出値を出力する処理、電動機３にかかる定常的な負荷の基準値である第一の定常負荷基準値を記憶する処理、ベルト２０３の取付け張力の状態を表す張力変動解析値を出力する処理、第二の定常負荷基準値を記憶する処理、第一の張力基準値を記憶する処理及び第二の張力基準値を記憶する処理が実現される。ソフトウェア又はファームウェアはプログラム言語で記述され、記憶装置１９３に格納される。第一の定常負荷基準値、第一の張力基準値及び第二の定常負荷基準値は、記憶装置１９３に記憶される。

処理回路１９は、記憶装置１９３に記憶されたプログラム１９ｂを読み出して実行することにより、各処理を実現する。すなわち、電動機制御装置は、処理回路１９により実行されるときに、電動機３の角度、角速度又は角加速度の目標値を表す駆動指令信号を出力するステップ、電動機３に供給する駆動電流の大きさの目標値である電流指令値を出力するステップ、駆動電流の大きさの測定値である駆動電流検出値を出力するステップ、駆動電流を電動機３に出力するステップ、電動機３にかかる定常的な負荷の大きさを表す定常負荷算出値を出力するステップ、電動機３にかかる定常的な負荷の基準値である第一の定常負荷基準値を記憶するステップ、ベルト２０３の取付け張力の状態を表す張力変動解析値を出力するステップ、第二の定常負荷基準値を記憶するステップ、第一の張力基準値を記憶するステップ及び第二の張力基準値を記憶するステップが結果的に実行されることになるプログラム１９ｂを記憶するための記憶装置１９３を備える。また、プログラム１９ｂは、上記の手順及び方法をコンピュータに実行させるものであるとも言える。

なお、電動機３の角度、角速度又は角加速度の目標値を表す駆動指令信号を出力する処理、電動機３に供給する駆動電流の大きさの目標値である電流指令値を出力する処理、駆動電流の大きさの測定値である駆動電流検出値を出力する処理、駆動電流を電動機３に出力する処理、電動機３にかかる定常的な負荷の大きさを表す定常負荷算出値を出力する処理、電動機３にかかる定常的な負荷の基準値である第一の定常負荷基準値を記憶する処理、ベルト２０３の取付け張力の状態を表す張力変動解析値を出力する処理、第二の定常負荷基準値を記憶する処理、第一の張力基準値を記憶する処理及び第二の張力基準値を記憶する処理について、一部を専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェア又はファームウェアで実現するようにしてもよい。

このように、処理回路１９は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、又はこれらの組み合わせによって、上述の各機能を実現することができる。

以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

１ 駆動部、２ ベルト駆動機構、３ 電動機、４ 駆動検出器、５ 制御演算部、６ 指令生成部、７ 駆動電流検出部、８ 電流制御演算部、９ 制御部、１０ 定常負荷算出部、１１ａ，１１ｃ，１１ｄ 第一の定常負荷基準値記憶部、１１ｂ，１１ｅ 第二の定常負荷基準値記憶部、１２，１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ 張力変動解析部、１３ａ，１３ｄ 第一の張力基準値記憶部、１３ｂ，１３ｅ 第二の張力基準値記憶部、１４，１４ａ 張力変動解析制御部、１５ 平均負荷算出部、１６ 平均負荷基準値記憶部、１９ 処理回路、１９ａ 論理回路、１９ｂ プログラム、５１ 電動機制御装置、１９１ 演算装置、１９２ ランダムアクセスメモリ、１９３ 記憶装置、２０１ 小プーリ、２０２ 大プーリ、２０３ ベルト。

Claims (8)

1. ベルトを用いて駆動源から負荷へトルクを伝達する駆動部の前記駆動源である電動機を制御する電動機制御装置であって、
   前記電動機の角度、角速度又は角加速度の目標値を表す駆動指令信号を出力する指令生成部と、
   前記電動機の角度、角速度又は角加速度の値を表す駆動検出信号を出力する駆動検出器と、
   前記駆動検出信号及び前記駆動指令信号が入力され、前記電動機に供給する駆動電流の目標値である電流指令値を出力する制御演算部と、
   前記駆動電流の値である駆動電流検出値を出力する駆動電流検出部と、
   前記電流指令値及び前記駆動電流検出値が入力され、前記駆動電流を前記電動機に出力する電流制御演算部と、
   前記駆動電流検出値又は前記電流指令値と、前記駆動検出信号とが入力されて、前記電動機にかかる定常的な負荷の大きさを表す定常負荷算出値を出力する定常負荷算出部と、
   前記電動機にかかる定常的な負荷の基準値である第一の定常負荷基準値を記憶する第一の定常負荷基準値記憶部と、
   前記定常負荷算出値と前記第一の定常負荷基準値との比較に基づいて、前記ベルトの取付け張力の状態を表す張力変動解析値を出力する張力変動解析部とを備えることを特徴とする電動機制御装置。
2. 前記定常負荷算出部は、前記駆動電流検出値と前記駆動検出信号とに基づいて、前記電動機が発生させるトルクと、前記駆動部が加減速するために要する加減速トルクと、前記駆動部における粘性摩擦により発生する粘性摩擦トルクとを算出し、前記電動機が発生させるトルクから前記加減速トルク及び前記粘性摩擦トルクを減算することにより、前記定常負荷算出値を算出することを特徴とする請求項１に記載の電動機制御装置。
3. 前記ベルトの取付け張力の基準値である第一の張力基準値を記憶する第一の張力基準値記憶部を備え、
   前記張力変動解析値は、前記第一の張力基準値に関連付けられた前記第一の定常負荷基準値と、前記定常負荷算出値との比較に基づいて前記張力変動解析部が算出した前記ベルトの取付け張力の値であることを特徴とする請求項１に記載の電動機制御装置。
4. 第二の定常負荷基準値を記憶する第二の定常負荷基準値記憶部と、
   第二の張力基準値を記憶する第二の張力基準値記憶部とを備え、
   前記張力変動解析部は、前記第一の張力基準値と関連付けた前記第一の定常負荷基準値及び前記第二の張力基準値と関連付けた前記第二の定常負荷基準値で定められる関係と、前記定常負荷算出値との比較に基づいて、前記張力変動解析値を出力することを特徴とする請求項３に記載の電動機制御装置。
5. 時間、前記駆動指令信号又は前記駆動電流検出値に基づいて、前記第一の定常負荷基準値を算出する期間であることを表す第１の信号と、前記張力変動解析値を算出する期間であることを表す第２の信号とのいずれかを出力する張力変動解析制御部を備え、
   前記第一の定常負荷基準値記憶部は、前記第１の信号が入力されている期間に、前記定常負荷算出値に基づいて前記第一の定常負荷基準値を算出して記憶し、
   前記張力変動解析部は、前記第２の信号が入力されている期間に、前記張力変動解析値を出力することを特徴とする請求項１に記載の電動機制御装置。
6. 時間、前記駆動指令信号又は前記駆動電流検出値に基づいて、前記第一の定常負荷基準値を算出する期間であることを表す第１の信号と、前記張力変動解析値を算出する期間であることを表す第２の信号と、前記第二の定常負荷基準値を算出する期間であることを表す第３の信号とのいずれかを出力する張力変動解析制御部を備え、
   前記第一の定常負荷基準値記憶部は、前記第１の信号が入力されている期間に、前記定常負荷算出値に基づいて前記第一の定常負荷基準値を算出して記憶し、かつ、前記第二の定常負荷基準値記憶部は、前記第３の信号が入力されている期間に、前記定常負荷算出値に基づいて前記第二の定常負荷基準値を算出して記憶し、
   前記張力変動解析部は、前記第２の信号が入力されている期間に、前記張力変動解析値を出力することを特徴とする請求項４に記載の電動機制御装置。
7. 前記第一の定常負荷基準値記憶部が記憶する前記第一の定常負荷基準値は、前記ベルトの取付け張力を特定の値に設定した状態で前記電動機にかかる定常的な負荷の大きさを表す値であり、
   前記張力変動解析部は、前記定常負荷算出値が前記第一の定常負荷基準値以下の値になった時に前記ベルトの取付け張力の異常を表す前記張力変動解析値を出力することを特徴とする請求項１に記載の電動機制御装置。
8. ベルトを用いて駆動源から負荷へトルクを伝達する駆動部の前記駆動源である電動機を制御する電動機制御装置であって、
   前記電動機の角度、角速度又は角加速度の目標値を表す駆動指令信号を出力する指令生成部と、
   前記電動機の角度、角速度又は角加速度の値を表す駆動検出信号を出力する駆動検出器と、
   前記駆動検出信号及び前記駆動指令信号が入力され、前記電動機に供給する駆動電流の大きさの目標値である電流指令値を出力する制御演算部と、
   前記駆動電流の値を表す駆動電流検出値を出力する駆動電流検出部と、
   前記電流指令値及び前記駆動電流検出値が入力され、前記駆動電流を前記電動機に出力する電流制御演算部と、
   前記駆動電流検出値又は前記電流指令値が入力されて、前記電動機にかかる負荷の平均値を表す平均負荷算出値を出力する平均負荷算出部と、
   前記電動機にかかる負荷の平均の基準値を表す平均負荷基準値を記憶する平均負荷基準値記憶部と、
   前記平均負荷算出値と前記平均負荷基準値との比較に基づいて、前記ベルトの取付け張力の状態を表す張力変動解析値を出力する張力変動解析部とを備えることを特徴とする電動機制御装置。

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