JP7184224B2 - バックラッシ量測定装置、バックラッシ量測定方法、及びバックラッシ量測定プログラム - Google Patents

Description

本開示は、バックラッシ量測定装置、学習済みの学習モデル生成装置、学習用データ生成装置、バックラッシ量測定方法、学習済みの学習モデル生成方法、学習用データ生成方法、バックラッシ量測定プログラム、学習済みの学習モデル生成プログラム、及び学習用データ生成プログラムに関する。

サーボモータを用いて機器を動かす場合、ギアやベルト、カップリング、ジョイント等を有する動力伝達手段を介して、サーボモータの動力は機器へ伝達されるが、動力伝達手段にはギアの隙間等のバックラッシが存在し、このバックラッシ分はサーボモータが回転しても機器に動力は伝達されない。そのため、機器を制御するモーションコントローラが想定している機器の位置と、実際の機器の位置との間にバックラッシ分の誤差が生じる。

この誤差を補正するために、モーションコントローラには、サーボモータの回転方向が変化したときに、バックラッシ分の位置指令を現在位置としてカウントしないバックラッシ補正機能がある。バックラッシ補正を行う場合は、バックラッシ補正量をあらかじめ、モーションコントローラのパラメータに設定する必要がある。

従来、バックラッシ量はサーボモータを手動送りすることにより、人手で計測されていたが、多大な労力が必要となるため、自動でバックラッシ量を推定する技術が開発されている。例えば、特許文献１では、モータトルク指令の振幅と位置フィードバックの振幅との相関データからバックラッシ量を推定している。

ＷＯ２００９／１０４６７６

しかしながら、従来技術は、相関データにおいて、モータトルク指令の振幅の２階微分が最大となるときの位置フィードバックの振幅をバックラッシ量として推定するため、ギアが噛み合い、機器に動力が伝達されてからもしばらくの間サーボモータを回転させる必要があった。すなわち、動力が伝達されるまでの測定時間に加え、動力が伝達されてからの測定時間も必要となり、バックラッシ量の測定に長時間を要するという課題があった。

本開示は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、より短時間で、動力伝達手段のバックラッシ量を測定するバックラッシ量測定装置を得るものである。

本開示に係るバックラッシ量測定装置は、動力伝達手段を介して機器に接続されたサーボモータを所定量回転させる回転処理を行う回転制御部と、回転制御においてサーボモータが所定量回転したときの波形データを取得する波形データ取得処理を行う波形データ取得部と、波形データ取得処理で取得した波形データに基づいて、回転制御においてサーボモータが所定量回転したときの回転が前記機器に伝達されているかを判定する判定処理を行う判定部と、判定部が、サーボモータの回転が機器に伝達されていないと判定処理において判定した場合、回転制御部による回転処理と、波形データ取得部による波形データ取得処理と、判定部よる判定処理からなる探索処理を繰り返し行う反復処理を実行させ、判定部が、サーボモータの回転が機器に伝達されていると判定処理において判定した場合、反復処理を終了し、回転制御部が回転処理においてサーボモータを回転させた回転量の反復処理における総量をバックラッシ量として算出する算出部と、判定部が、サーボモータの回転が前記機器に伝達されていないと判定したときの波形データが示す波形の継続時間を測定する継続時間測定部と、を備え、算出部は、継続時間を、反復処理において、探索処理を実行させた後に次の探索処理を実行させるまでの待機時間として設定する。

本開示に係るバックラッシ量測定装置は、動力伝達手段を介して機器に接続されたサーボモータを所定量回転させる回転処理を行う回転制御部と、回転制御においてサーボモータが所定量回転したときの波形データを取得する波形データ取得処理を行う波形データ取得部と、波形データ取得処理で取得した波形データに基づいて、回転制御においてサーボモータが所定量回転したときの回転が前記機器に伝達されているかを判定する判定処理を行う判定部と、判定部が、サーボモータの回転が機器に伝達されていないと判定処理において判定した場合、回転制御部による回転処理と、波形データ取得部による波形データ取得処理と、判定部よる判定処理からなる探索処理を繰り返し行う反復処理を実行させ、判定部が、サーボモータの回転が機器に伝達されていると判定処理において判定した場合、反復処理を終了し、回転制御部が回転処理においてサーボモータを回転させた回転量の反復処理における総量をバックラッシ量として算出する算出部と、を備えたので、所定量回転させる毎にサーボモータの回転が機器に伝達されているか判定し、サーボモータの回転が機器に伝達されていると判定された時点でバックラッシ量を算出するので、動力が伝達されてからサーボモータを回転させる必要がなく、より短時間でバックラッシ量を算出することができる。

実施の形態１に係るＦＡシステム１０００、及びバックラッシ量測定装置１００の構成を示す構成図である。 実施の形態１に係るバックラッシ量測定装置１００を実現するコンピュータのハードウェア構成の例を示す構成図である。 実施の形態１に係るバックラッシ量測定装置１００の動作を示すフローチャートである。 実施の形態１に係るバックラッシ量測定装置１００の動作の具体例を説明するための概念図である。 実施の形態２に係るＦＡシステム２０００、及びバックラッシ量測定装置２００の構成を示す構成図である。 実施の形態２に係るバックラッシ量測定装置２００が波形の継続時間を測定する動作を示すフローチャートである。 実施の形態３に係るＦＡシステム３０００、及びバックラッシ量測定装置３００の構成を示す構成図である。 実施の形態４に係るＦＡシステム４０００、及びバックラッシ量測定装置４００の構成を示す構成図である。 実施の形態４に係るバックラッシ量測定装置４００の動作を示すフローチャートである。 実施の形態５に係るＦＡシステム、及びバックラッシ量測定装置５００の構成を示す構成図である。 実施の形態５に係るバックラッシ量測定装置５００を実現するコンピュータのハードウェア構成の例を示す構成図である。 実施の形態５に係る活用部５１０がバックラッシ量を測定する動作を示すフローチャートである。 実施の形態５における学習モデルの具体例を示す概念図である。 実施の形態５に係る学習モデル生成部５２０の動作を示すフローチャートである。 実施の形態５に係る学習用データ生成部５３０の動作を示すフローチャートである。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係るＦＡ（Ｆａｃｔｏｒｙ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ）システム１０００、及びバックラッシ量測定装置１００の構成を示す構成図である。
ＦＡシステム１０００は、製品の生産設備であり、バックラッシ量測定装置１００、機器１、サーボモータ２、動力伝達手段３、モード設定手段４、及び振動センサ５を備える。

機器１は、実際に製品を生産する機械であり、動力伝達手段３を介してサーボモータ２から伝達される動力により動作する。

サーボモータ２は、動力伝達手段を介して機器１に接続されており、入力された電力に応じて回転し、機器１に動力を伝達するものである。また、サーボモータ２は、バックラッシ量測定装置１００から入力された制御指示に従い、回転を行う。バックラッシ量測定装置１００の構成については、後述する。また、サーボモータ２には、電源（図示せず）から入力された電力を増幅し、サーボアンプ（図示せず）が接続される。

動力伝達手段３は、サーボモータ２の動力を機器１に伝達するものであり、ギアやボールねじ、及びベルト等で構成される。動力伝達手段３には、ギア同士の隙間等によるバックラッシが存在する。

モード設定手段４は、バックラッシ量測定装置１００に動作モードを示すモード信号をユーザが入力するためのものであり、キーボード等が用いられる。

振動センサ５は、機器１の振動を検知し、機器１の振動を示す振動データをバックラッシ量測定装置１００に出力するものである。また、振動センサ５は、機器１に接続されているものとする。

バックラッシ量測定装置１００は、動力伝達手段３のバックラッシ量を測定するものであり、回転制御部１１、波形データ取得部１２、判定部１３、算出部１４を備える。また、実施の形態１において、バックラッシ量測定装置１００は、機器１の通常の生産動作を制御するプログラマブルロジックコントローラを兼ねる。

回転制御部１１は、サーボモータ２を回転させる回転制御を行うものであり、すなわち、サーボモータ２のモーションコントローラである。実施の形態１において、回転制御部１１は、動力伝達手段を介して機器に接続されたサーボモータを所定量回転させる回転処理を行う。また、回転制御部１１は、回転処理を行うごとに、サーボモータを回転させた回転量を示す回転量情報を算出部１４に出力する。

ここで、回転制御部１１がサーボモータ２を回転させる所定量は、動力伝達手段３のバックラッシ量より小さいことが望ましい。この所定量は、経験則から決定しても良いし、生産設備の初期設定時に予めバックラッシ量を計測しておき、当該バックラッシ量以下の値を用いるようにしてもよい。

波形データ取得部１２は、サーボモータ２が回転したときの波形データを取得するものである。実施の形態１において、波形データ取得部１２は、回転処理においてサーボモータが所定量回転したときの波形データを取得する波形データ取得処理を行う。ここで、波形データとは、振幅の時間変化を示すものであり、例えば、振動データや音声データである。実施の形態１では、波形データ取得部１２は、波形データとして、振動センサ５から振動データを取得する。

判定部１３は、サーボモータ２の回転が機器１に伝達されているかを波形データから判定するものである。実施の形態１において、判定部１３は、波形データに基づいて、回転処理によりサーボモータが所定量回転したときの回転が機器１に伝達されているかを判定する判定処理を行う。

また、実施の形態１において、判定部１３は、波形データが示す波形の振幅が第一閾値以上であり、かつ、波形データが示す波形が第二閾値以上の時間継続している場合に、サーボモータ２の回転が機器に伝達されていると判定する。ここで、波形が第二閾値以上の時間継続しているかの判定は、例えば、波形の包絡線を生成し、生成した包絡線の振幅が所定の閾値以上である時間が第二閾値以上であるか判定することにより達せられる。

ここで、各閾値は経験則により設計者が予め設定したり、ＦＡシステム１０００の最初の調整時において、回転処理、及び波形データ取得処理を行い、その時に得られた波形データから、それぞれの閾値を設定したりするようにしてもよいし、あるいは、バックラッシ量測定時において、最初の回転処理における波形データの振幅、継続時間、及び包絡線の振幅から、それぞれの閾値を決定するようにしてもよい。

算出部１４は、回転制御部１１がサーボモータ２を回転させてから、判定部１３がサーボモータ２の回転が機器１に伝達されていると判定した時点までのサーボモータ２の回転量を動力伝達手段３のバックラッシ量として算出するものである。より具体的には、実施の形態１において、算出部１４は、判定部１３が、サーボモータ２の回転が機器１に伝達されていないと判定処理において判定した場合、回転制御部１１による回転処理と、波形データ取得部１２による波形データ取得処理と、判定部１３よる判定処理からなる探索処理を繰り返し行う反復処理を実行させ、判定部１３が、サーボモータ２の回転が機器１に伝達されていると判定処理において判定した場合、反復処理を終了し、回転制御部１１が回転処理においてサーボモータ２を回転させた回転量の反復処理における総量を動力伝達手段３のバックラッシ量として算出する。

ここで、算出部１４は、サーボモータ２の回転量を、回転制御部１１から入力した回転量情報が示す回転量を内蔵する積算手段により積算することにより算出する。また、回転量の総量は、積算手段を０クリアして以降の回転量とする。すなわち、回転量の総量と述べたときも、積算手段を０クリアする前の回転量は考慮しない。

また、算出部１４は、各探索処理の間に待機時間を設定しており、反復処理を実行する場合、一度探索処理を行った後、予め決められた所定時間待機してから、次の探索処理を実行させる。これは、機器１の振動が収まる前に次の回転処理を行ってしまった場合、波形の振幅や経過時間を正確に測定できず、動力が機器１に伝達されているか正確に判定できないためである。

また、算出部１４は、モード設定手段４から入力されたモード信号に基づき、動作モードを決定するモード決定部としての役割を兼ねる。ここで、動作モードは、機器１に通常の生産動作を行わせる生産モードと、動力伝達手段３のバックラッシ量を測定するバックラッシ量測定モードである。以下では、主にバックラッシ自動調整モードを中心に説明する。

次に、実施の形態１におけるバックラッシ量測定装置１００のハードウェア構成について説明する。バックラッシ量測定装置１００の各機能は、コンピュータにより実現される。図２は、実施の形態１に係るバックラッシ量測定装置１００を実現するコンピュータのハードウェア構成の例を示す構成図である。

図２に示したハードウェアには、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等の処理装置１００００と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）やハードディスク等の記憶装置１０００１が備えられる。

図１に示す、回転制御部１１、波形データ取得部１２、判定部１３、算出部１４は、記憶装置１０００１に記憶されたプログラムが処理装置１００００で実行されることにより実現される。ここで、上記の構成は、単数の処理装置１００００及び記憶装置１０００１により実現する構成に限らず、複数の処理装置１００００及び記憶装置１０００１により実現する構成であってもよい。

また、バックラッシ量測定装置１００の各機能を実現する方法は、上記したハードウェアとプログラムの組み合わせに限らず、処理装置にプログラムをインプリメントしたＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）のような、ハードウェア単体で実現するようにしてもよいし、一部の機能を専用のハードウェアで実現し、一部を処理装置とプログラムの組み合わせで実現するようにしてもよい。

以上のように、実施の形態１に係るバックラッシ量測定装置１００は構成される。

次に、実施の形態１に係るバックラッシ量測定装置１００の動作について説明する。
図３は、実施の形態１に係るバックラッシ量測定装置１００の動作を示すフローチャートである。

また、以下において、バックラッシ量測定装置１００の動作がバックラッシ量測定方法に対応し、バックラッシ量測定装置１００の動作をコンピュータに実行させるプログラムがバックラッシ量測定プログラムに対応する。また、回転制御部１１の動作が回転制御工程に対応し、波形データ取得部１２の動作が波形データ取得工程に対応し、判定部１３の動作が判定工程に対応し、算出部１４の動作が算出工程に対応する。

まず、ステップＳ１０１において、ユーザはモード設定手段４によりバックラッシ量測定装置１００をバックラッシ量測定モードに設定する。算出部１４は、モード設定手段４からモードをバックラッシ量測定モードとする制御信号を受信すると、下記の初期位置設定を実行させる。

ステップＳ１０２において、回転制御部１１は、サーボモータ２を正方向に所定量回転させる。

ステップＳ１０３において、波形データ取得部１２は、ステップＳ１０１でサーボモータ２を所定量回転させたときの機器１の振動を検知した振動データを振動センサ５から取得する。波形データ取得部１２は、取得した振動データを判定部１３に出力する。

ステップＳ１０４において、判定部１３は、入力された振動データに基づいて、サーボモータの回転が機器に伝達されているか否かを判定する。より具体的には、入力された振動データを監視し、振幅が第一閾値以上であり、かつ、波形が第二閾値以上の時間継続
しているか否かを判定する。判定部１３が、サーボモータの回転が機器１に伝達されていないと判定した場合は、所定時間待機した後、ステップＳ１０２に戻り、回転制御部１１は、再度サーボモータを正方向に所定量回転させる。判定部１３が、サーボモータの回転が機器に伝達されていると判定した場合は、ステップＳ１０５に進み、算出部１４は、内蔵する積算手段を０クリアする。

上記のステップＳ１０２からステップＳ１０５までの処理が、初期位置設定であり、バックラッシ量を測定する準備として、動力伝達手段３のギア同士が噛み合った状態で積算手段を０にするための処理である。

初期位置設定が終了し、所定時間待機した後、ステップＳ１０６において、回転制御部１１は、サーボモータ２を逆方向に所定量回転させる。また、回転制御部１１は、サーボモータ２を回転させた回転量を示す回転量情報を算出部１４に出力する。

ステップＳ１０７において、算出部１４は、入力した回転量情報に基づき、積算手段に回転量を加算する。

ステップＳ１０８において、波形データ取得部１２は、ステップＳ１０６でサーボモータを所定量回転させたときの機器１の振動を検知した振動データを振動センサ５から取得する。波形データ取得部１２は、取得した振動データを判定部１３に出力する。

ステップＳ１０９において、判定部１３は、入力された振動データに基づいて、サーボモータの回転が機器に伝達されているか否かを判定する。より具体的には、入力された振動データを監視し、振幅が第一閾値以上であり、かつ、波形が第二閾値以上の時間継続
しているか否かを判定する。判定部１３が、サーボモータの回転が機器１に伝達されていないと判定した場合は、所定時間待機した後、Ｓ１０６に戻り再度、サーボモータを逆方向に所定量回転させる。判定部１３が、サーボモータの回転が機器１に伝達されていると判定した場合は、ステップＳ１１０に進み、算出部１４は、積算手段を読み出し、サーボモータの回転量の総量をバックラッシ量Ａとして算出する。

ここで、図４を用いて、ステップＳ１０６からステップＳ１１０までの処理の具体例について説明する。
図４は、実施の形態１に係るバックラッシ量測定装置１００の動作の具体例を説明するための概念図である。

図４において、サーボモータ２が停止の状態から、サーボモータ２の回転を一定量ずつ増やしていくと、機器１にサーボモータ２の動力が伝達されない場合は、機器１の可動部分の位置は変わらないため、図４の１回目や２回目の回転量の加算の時のように振動の振幅は小さく、振動の期間も短いものである。３回目の回転量の加算の時は、機器１にサーボモータ２の動力が伝達されるため、機器１の可動部分の位置は変化し、機器１自体も振動するため、１回目、２回目と比較して、振動データの振幅が大きく、振動が収まるまでの時間も長くなる。判定部１３は、このような振動の変化をとらえることで、サーボモータ２の動力が、動力伝達手段３を介して機器１に伝達されたか伝達されていないかを判定する。

図３に戻り、動作の続きについて、説明を行う。
以上の処理で、動作を終了してもよいが、実施の形態１に係るバックラッシ量測定装置１００は、計測誤差の低減のために、正方向と逆方向の両方でバックラッシ量を算出し、それらの平均を最終的なバックラッシ量として算出する。ここまでの処理が逆方向のバックラッシ量を測定する動作であり、以下で正方向のバックラッシ量を測定する動作について、引き続き説明する。

ステップＳ１１１において、算出部１４は、内蔵する積算手段を０クリアする。

ステップＳ１１２において、回転制御部１１は、サーボモータ２を正方向に所定量回転させる。また、回転制御部１１は、サーボモータ２を回転させた回転量を示す回転量情報を算出部１４に出力する。

ステップＳ１１３において、算出部１４は、入力した回転量情報に基づき、積算手段に回転量を加算する。

ステップＳ１１４において、波形データ取得部１２は、ステップＳ１１１でサーボモータ２を所定量回転させたときの機器１の振動を検知した振動データを振動センサ５から取得する。波形データ取得部１２は、取得した波形データを判定部１３に出力する。

ステップＳ１１５において、判定部１３は、入力された振動データに基づいて、サーボモータの回転が機器に伝達されているか否かを判定する。より具体的には、入力された振動データを監視し、振幅が第一閾値以上であり、かつ、波形が第二閾値以上の時間継続しているか否かを判定する。判定部１３が、サーボモータの回転が機器１に伝達されていないと判定した場合は、所定時間待機した後、Ｓ１１２に戻り、再度サーボモータを正方向に所定量回転させる。判定部１３が、サーボモータの回転が機器１に伝達されていると判定した場合は、ステップＳ１１６に進み、算出部１４は、積算手段を読み出し、サーボモータの回転量の総量をバックラッシ量Ｂとして記録する。

ステップＳ１１７において、算出部１４は、バックラッシ量Ａとバックラッシ量Ｂとの平均値を最終的なバックラッシ量として算出する。

ステップＳ１１８において、算出部１４は、算出したバックラッシ量を補正量として、回転制御部１１へ設定する。

以上のような動作により、実施の形態１に係るバックラッシ量測定装置１００は、所定量回転させる毎にサーボモータの回転が機器に伝達されているか判定し、サーボモータの回転が機器に伝達されていると判定された時点でバックラッシ量を算出するので、動力が伝達されてからサーボモータを回転させる必要がなく、より短時間でバックラッシ量を算出することができる。

また、実施の形態１に係るバックラッシ量測定装置１００は、波形データが示す波形の振幅が第一閾値以上であり、かつ、波形データが示す波形が第二閾値以上の時間継続している場合に、サーボモータの回転が機器に伝達されていると判定するようにしたので、ルールベースで動力が伝達されているかを判定することができ、設計者やユーザが適宜閾値を設定することにより、多様な状況に柔軟に対応することができる。

また、実施の形態１に係るバックラッシ量測定装置１００は、波形データとして、機器１に接続された振動センサ５が検知した機器の振動を示す振動データを取得するようにしたので、周囲の環境によるノイズの少ない波形データを取得することができ、高精度にバックラッシ量を測定することができる。

また、上記において、最初に正方向にサーボモータ２を回転させ初期位置設定を行い、最初の探索処理は逆方向から行うようにしたが、最初に逆方向にサーボモータ２を回転させて初期位置設定を行い、最初の探索処理を正方向から行うようにしてもよい。

実施の形態２．
次に、実施の形態２に係るバックラッシ量測定装置２００について説明する。
実施の形態１では、一度サーボモータ２を回転させた後、予め決められた所定時間待機するものであったが、実施の形態２では、波形データが示す波形の継続時間を計測し、この継続時間を待機時間とすることにより、より短時間でバックラッシ量の測定を行うバックラッシ量測定装置２００について説明する。以下では、実施の形態１との相違点を中心に説明する。

図５は、実施の形態２に係るＦＡシステム２０００、及びバックラッシ量測定装置２００の構成を示す構成図である。ＦＡシステム２０００は、製品の生産設備であり、バックラッシ量測定装置２００、機器２０１、サーボモータ２０２、動力伝達手段２０３、モード設定手段２０４、及び振動センサ２０５を備える。また、バックラッシ量測定装置２００は、回転制御部２１１、波形データ取得部２１２、判定部２１３、算出部２１４、及び継続時間測定部２１５を備える。

ここで、バックラッシ量測定装置２００の動作モードとして、生産モード、バックラッシ量測定モードに加え、波形継続時間測定モードが追加されている。

また、バックラッシ量測定装置２００の構成として、継続時間測定部２１５が追加されている。継続時間測定部２１５は、判定部２１３が、サーボモータ２０２の回転が機器２０１に伝達されていないと判定したときの波形データが示す波形の継続時間を測定するものである。ここで、継続時間測定部２１５が波形の継続時間を測定する処理を継続時間測定処理と呼ぶこととする。

また、実施の形態２に係る算出部２１４は、継続時間測定部２１５が測定した継続時間を、反復処理において、ある探索処理を実行させた後に次の探索処理を実行させるまでの待機時間として設定する。
すなわち、算出部２１４は、サーボモータ２０２が所定量回転した後、継続時間測定部２１５が測定した波形の継続時間が経過した後に、すぐ次の探索処理を実行させる。言い換えると、サーボモータ２０２が所定量回転した後、継続時間測定部２１５が測定した波形の継続時間が経過するまでは、次の探索処理を実行させない。

その他の構成については、実施の形態１と同様であるので、説明を省略する。ハードウェア構成についても、実施の形態１と同様である。継続時間測定部２１５もその他の部と同じように、記憶装置に記憶されたプログラムが処理装置で実行されることにより実現される。

次に、図６を用いて、実施の形態２に係るバックラッシ量測定装置２００の動作について説明する。
図６は、実施の形態２に係るバックラッシ量測定装置２００が波形の継続時間を測定する動作を示すフローチャートである。

まず、ステップＳ２０１において、ユーザはモード設定手段によりバックラッシ量測定装置２００を波形継続時間計測モードに設定する。波形継続時間計測モードが設定されると、算出部２１４は、回転制御部２１１に回転処理を実行させる。

ステップＳ２０２において、回転制御部２１１は、サーボモータ２０２を正方向に所定量回転させる。

ステップＳ２０３において、波形データ取得部２１２は、ステップＳ２０３でサーボモータ２０２を所定量回転させたときの機器２０１の振動を検知した振動データを振動センサ５から取得する。波形データ取得部２１２は、取得した振動データを判定部２１３と継続時間測定部２１５に出力する。

ステップＳ２０４において、判定部２１３は、入力された振動データに基づいて、サーボモータの回転が機器に伝達されているか否かを判定する。より具体的には、入力された振動データを監視し、振幅が第一閾値以上であり、かつ、波形が第二閾値以上の時間継続
しているか否かを判定する。判定部２１３が、サーボモータの回転が機器２０１に伝達されていないと判定した場合は、ステップＳ２０５に進み、判定部２１３が、サーボモータの回転が機器に伝達されていると判定した場合、動作を終了する。

ステップＳ２０４でＮＯと判定された場合、ステップＳ２０５において、継続時間測定部２１５は、入力された波形データの継続時間を測定し、測定された継続時間を示す継続時間情報を算出部２１４に出力する。算出部２１４は、入力した継続時間情報が示す継続時間を各探索処理の間の待機時間として設定する。ステップＳ２０５を行った後、バックラッシ量測定装置３００は動作を終了する。

以上のような動作により、バックラッシ量測定装置２００は、波形の継続時間を計測し、各探索処理の間の待機時間に設定するので、より短時間でバックラッシ量を測定することができる。

実施の形態２に係るバックラッシ量測定装置２００の効果について、より詳細に説明する。
サーボモータ２０２を一度回転させた後、機器２０１の振動が収まる前に、次の回転を始めてしまうと、前の振動に次の振動が重畳され、振動データからサーボモータ２０２の回転が機器２０１に伝達されているか正確に判定できない場合が考えられる。そこで、実施の形態１では、予め所定時間を設定しておき、所定時間が経過するまでは次の探索処理、すなわち回転処理を行わないようしていたが、実施の形態２に係るバックラッシ量測定装置２００は、波形の継続時間を待機時間として設定するので、余計な時間を待機することなく、より短時間でバックラッシ量の測定を行うことができる。また、設計者やユーザにより設定された待機時間が短すぎて、バックラッシ量を正確に測定できないという事態も回避することができる。

また、上記で待機時間を設定した後の、バックラッシ量測定に関する動作は実施の形態１と同様であるので、説明を省略する。

以下で、実施の形態２に係るバックラッシ量測定装置２００の変形例について説明する。

上記において、波形の継続時間を測定する動作はバックラッシ量を測定する動作と独立して行うようにしたが、バックラッシ量を測定する際の最初の回転処理における波形データから波形の継続時間を測定するようにしてもよい。

上記のステップＳ２０４において、サーボモータ２０２の回転が機器２０１に伝達されていると判定部２１３が判定した場合、動作を終了するようにしたが、動作を終了させず、サーボモータ２０２を逆方向に回転させ、その際の波形データから波形の継続時間を測定するようにしてもよい。

また、ステップＳ２０２に進む前に、実施の形態１のステップＳ１０２からステップＳ１０５までの処理を行い、動力伝達手段２０３の初期位置設定を行うようにしてもよい。この処理を行うことにより、より確実に波形の継続時間を測定することができる。また、上記の場合には、ステップＳ２０２において、サーボモータ２０２は正方向ではなく、逆方向に回転させるものとする。

実施の形態３．
次に、実施の形態３に係るバックラッシ量測定装置３００について説明する。
実施の形態１及び実施の形態２に係るバックラッシ量測定装置は、波形データとして機器の位置振動を示す振動データを用いていたが、実施の形態３に係るバックラッシ量測定装置３００は、波形データとして機器の動作音を検知した音声データを用いる。以下では、実施の形態１及び実施の形態２との相違点を中心に説明する。

図７は、実施の形態３に係るＦＡシステム３０００、及びバックラッシ量測定装置３００の構成を示す構成図である。

ＦＡシステム３０００は、製品の生産設備であり、バックラッシ量測定装置３００、機器３０１、サーボモータ３０２、動力伝達手段３０３、モード設定手段３０４、及び音声センサ３０５を備える。また、バックラッシ量測定装置３００は、回転制御部３１１、波形データ取得部３１２、判定部３１３、及び算出部３１４を備える。

音声センサ３０５は、機器３０１の周囲に設置され、機器３０１の動作音を検知し、機器３０１の動作音を示す音声データをバックラッシ量測定装置１００に出力するものである。

実施の形態３において、波形データ取得部３１２は、波形データとして、音声センサ３０５から音声データを取得する。

その他の構成及び動作については、実施の形態１と同様であるので、説明を省略する。

以上のように、振動センサ５の代わりに音声センサ３０５を用いることにより、より安価に、バックラッシ量を測定することができる。

また、実施の形態２の技術を実施の形態３に適用してもよい。すなわち、実施の形態３においても、バックラッシ量測定装置３００は、音声データが示す音声の継続時間を測定し、測定した継続時間を、各探索処理の間の待機時間として設定するようにしてもよい。

実施の形態４．
次に、実施の形態４について説明する。
以上の実施の形態１から実施の形態３に係るバックラッシ量測定装置は、振動や音声からバックラッシ量を自動的に測定するものであったが、バックラッシ量が大きく、補正で対応できない場合に、機器のユーザに警告表示を表示装置に行わせるバックラッシ量測定装置４００について説明する。

動力伝達手段が備えるギア等の部品について、摩耗が小さく、バックラッシ量が小さい場合には、補正を行うことにより、機器の制御を行うことができるが、摩耗が大きくなり、バックラッシ量が大きくなった場合に、そのまま動作を使い続けると、動力伝達手段が故障してしまう可能性がある。そこで、実施の形態４に係るバックラッシ量測定装置４００は、予め測定するバックラッシ量、すなわちサーボモータの回転量に上限を設け、この上限を超えた場合に、バックラッシ量の測定を終了するとともに、ユーザに対して、バックラッシ量が上限を超えたことを報知する表示を行うものである。
以下では、実施の形態１から実施の形態３との相違点を中心に説明する。

図８は、実施の形態４に係るＦＡシステム４０００、及びバックラッシ量測定装置４００の構成を示す構成図である。

ＦＡシステム４０００は、製品の生産設備であり、バックラッシ量測定装置４００、機器４０１、サーボモータ４０２、動力伝達手段４０３、モード設定手段４０４、振動センサ４０５、及び表示装置４０６を備える。また、バックラッシ量測定装置４００は、回転制御部４１１、波形データ取得部４１２、判定部４１３、及び算出部４１４を備える。

表示装置４０６は、算出部４１４から受信した制御信号に基づいて、ユーザに表示を行うものであり、ディスプレイ等が用いられる。

実施の形態４において、算出部４１４は、探索処理毎に、反復処理におけるサーボモータ４０２の回転量の総量が第三閾値以上であるか否かを判定し、サーボモータ４０２の回転量の総量が第三閾値以上であると判定した場合、判定部４１３でサーボモータ４０２の回転が機器４０１に伝達されていると判定されたか否かに関わらず、反復処理を終了する。

また、算出部４１４は、サーボモータの回転量の総量が第三閾値以上であると判定した場合、表示装置４０６に警告表示を行わせる制御信号を送信する。ここで、警告表示とは、例えば、バックラッシ量が測定できない旨の表示や、生産設備のオーバーホールを促す表示等である。

次に、図９を用いて、実施の形態４に係るバックラッシ量測定装置４００の動作について説明する。
図９は、実施の形態４に係るバックラッシ量測定装置４００の動作を示すフローチャートである。

実施の形態１に係るバックラッシ量測定装置１００の動作との主な違いは、ステップＳ４０９とでＮＯと判定された場合に、直接ステップＳ４０６に戻らず、ステップＳ４１０を挟む点である。同様に、ステップＳ４１６とステップＳ４１３の間にもステップＳ４１７の動作を行う。

ステップＳ４０９でＮＯと判定された場合、ステップＳ４１０において、算出部４１４は、反復処理におけるサーボモータ４０２の回転量の総量が第三閾値以上であるかを判定する。ここで、算出部４１４が、回転量の総量が第三閾値以上であると判定した場合、ステップＳ４１８に進み、回転量の総量が第三閾値未満であると判定した場合、ステップＳ４０６に戻る。ステップＳ４１６及びステップＳ４１７の動作も同様である。

ステップＳ４１０あるいは、ステップＳ４１７でＮＯに進んだ場合、ステップＳ４１８において、算出部４１４は表示装置４０６に制御信号を送信し、表示装置４０６は算出部４１４から制御信号を受信するとユーザに対して警告表示を行う。

以上のような動作により、実施の形態４に係るバックラッシ量測定装置４００は、バックラッシ量が補正できる閾値を超えた場合に、警告表示を表示装置４０６に行わせることにより、ユーザが動力伝達手段４０３の摩耗が大きくなっていることを認識することが可能になり、生産設備のオーバーホールを早期に検討することが可能になる。

また、実施の形態２の技術を実施の形態４に適用してもよい。すなわち、実施の形態４においても、バックラッシ量測定装置４００は、波形データが示す波形の継続時間を測定し、測定した継続時間を、各探索処理の間の待機時間として設定するようにしてもよい。

また、実施の形態３の技術を実施の形態４に適用しても良い。すなわち、ＦＡシステム４０００が、振動センサ４０５の代わりに、音声センサを備え、バックラッシ量測定装置４００は、波形データとして音声データを用いるようにしてもよい。

実施の形態５．
次に、実施の形態５に係るバックラッシ量測定装置５００について説明する。
実施の形態１から４に係るバックラッシ量測定装置は、波形データの振幅と継続時間に基づいて、ルールベースでサーボモータの回転が機器に伝達されているか判定するものであったが、実施の形態５では、学習モデルを用いてサーボモータの回転が機器に伝達されているか判定するバックラッシ量測定装置５００について説明する。これは、動力伝達手段が複雑であり、バックラッシ量の自動設定における、サーボモータから機器の動力が伝達されているか否かが振動や音声波形の振幅や振動収束までの長さで判定できない場合を考慮したものである。

図１０は、実施の形態５に係るＦＡシステム、及びバックラッシ量測定装置５００の構成を示す構成図である。
ＦＡシステム５０００は、製品の生産設備であり、バックラッシ量測定装置５００、機器５０１、サーボモータ５０２、動力伝達手段５０３、モード設定手段５０４、振動センサ５０５、及び表示装置５０６を備える。

実施の形態５において、バックラッシ量測定装置５００は、回転制御部５１１、波形データ取得部５１２、判定部５１３、算出部５１４、学習用データ取得部５２１、学習部５２２、ラベル付与部５３１、及びデータ量判定部５３２を備える。ここで、回転制御部５１１、波形データ取得部５１２、判定部５１３、及び算出部５１４が活用部５１０を構成し、学習用データ取得部５２１、及び学習部５２２が学習モデル生成部５２０を構成し、回転制御部５１１、波形データ取得部５１２、算出部５１４、ラベル付与部５３１、及びデータ量判定部５３２が学習用データ生成部５３０を構成する。

次に、実施の形態５におけるバックラッシ量測定装置５００のハードウェア構成について説明する。バックラッシ量測定装置５００の各機能は、コンピュータにより実現される。図１１は、実施の形態５に係るバックラッシ量測定装置５００を実現するコンピュータのハードウェア構成の例を示す構成図である。

図１１に示したハードウェアには、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等の処理装置５００００と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）やハードディスク等の記憶装置５０００１が備えられる。

図１０に示す、回転制御部５１１、波形データ取得部５１２、判定部５１３、算出部５１４、学習用データ取得部５２１、学習部５２２、ラベル付与部５３１、及びデータ量判定部５３２は、記憶装置５０００１に記憶されたプログラムが処理装置５００００で実行されることにより実現される。また、学習部５２２が学習モデルを記憶する機能、及びデータ量判定部５３２が学習用データを記憶する機能については、記憶装置５０００１により実現される。ここで、上記の構成は、単数の処理装置５００００及び記憶装置５０００１により実現する構成に限らず、複数の処理装置５００００及び記憶装置５０００１により実現する構成であってもよい。

また、バックラッシ量測定装置５００の各機能を実現する方法は、上記したハードウェアとプログラムの組み合わせに限らず、処理装置にプログラムをインプリメントしたＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）のような、ハードウェア単体で実現するようにしてもよいし、一部の機能を専用のハードウェアで実現し、一部を処理装置とプログラムの組み合わせで実現するようにしてもよい。

上記のように、実施の形態５に係るバックラッシ量測定装置５００は構成される。
以下では、活用部５１０、学習モデル生成部５２０、及び学習用データ生成部５３０について、それぞれ、活用フェーズ、学習フェーズ、及び学習用データ生成フェーズにおいて説明する。

＜活用フェーズ＞

まず、学習済みの学習モデルを活用して、バックラッシ量を測定する活用部５１０について説明する。

実施の形態５において、判定部５１３は、学習モデルを用いて、波形データからサーボモータ５０２の回転が機器５０１に伝達されているかを判定する。すなわち、判定部５１３は、後述する学習部５２２から学習済みの学習モデルを取得し、この学習モデルに波形データを入力することにより、サーボモータ５０２の動力が機器５０１に伝達されているかを判定する。

ここで、判定部５１３が用いる学習モデルは、教師あり学習により学習したものとする。より具体的には、当該学習モデルは、入力した波形データが、サーボモータ５０２の動力が機器５０１に伝達されているときの予め学習した波形データに一致するか否かを示す一致情報を出力するものであり、一致するときは「一致」を示す一致情報を出力し、一致しないときは「不一致」を示す一致情報を出力する。ここで、「一致」は「伝達」と同義であり、「不一致」は「非伝達」と同義である。また、波形データが予め学習した波形データに一致するか判定することを波形判定と呼ぶこととする。

また、波形判定における一致は、厳密に波形データが一致しなくてもよく、波形データが示す波形が同じ種類であれば、「一致」と判定し、異なる種類のものであれば、「不一致」と判定することができればよい。ここで、種類については、サーボモータ５０２の動力が機器５０１に伝達されているときの波形か、サーボモータ５０２の動力が機器５０１に伝達されていないときの波形かの二種類である。

すなわち、判定部５１３は、入力した波形データが、サーボモータ５０２の動力が機器５０１に伝達されているときの予め学習した波形データに一致する場合、動力が伝達されていることを表す「伝達」を示す判定結果を出力し、サーボモータ５０２の動力が機器５０１に伝達されているときの予め学習した波形データに一致しない場合、あるいは、サーボモータ５０２の動力が機器５０１に伝達されていないときの予め学習した波形データに一致する場合は、動力が伝達されていないことを表す「非伝達」を示す判定結果を出力する。

なお、上記において、判定部５１３は、バックラッシ量測定装置５００の学習部５２２で学習した学習モデルを用いて判定をするものとして説明したが、他の学習装置等の外部から学習モデルを取得し、この学習モデルに基づいて判定するようにしてもよい。

以上のように、活用部５１０は、構成される。
次に、図１２を用いて、活用部５１０がバックラッシ量を測定する動作について説明する。
図１２は、実施の形態５に係る活用部５１０がバックラッシ量を測定する動作を示すフローチャートである。

ステップＳ５０４、ステップＳ５０９、及びステップＳ５１５において、波形データを学習モデルに入力することにより、サーボモータ５０２の回転が機器５０１に伝達されているかを判定する。
その他の動作については、実施の形態１と同様であるので、説明を省略する。

以上のような動作により、実施の形態５に係るバックラッシ量測定装置５００は、学習モデルを用いて、サーボモータ５０２の回転が機器５０１に伝達されているかを判定することにより、動力伝達手段５０３が複雑であり、サーボモータ５０２から機器５０１への動力伝達が振動や音声波形の振幅や振動収束までの長さで判定できない場合にもバックラッシ量を高精度に測定することができる。

＜学習フェーズ＞
次に、学習済みの学習モデルを生成する学習モデル生成部５２０について説明する。

学習用データ取得部５２１は、動力伝達手段５０３を介して機器５０１に接続されたサーボモータ５０２を回転させたときの波形データと、サーボモータ５０２の回転が機器５０１に伝達されているか否かを示す一致情報とを学習用データとして取得するものである。すなわち、学習用データ取得部５２１は、一致情報が付与された波形データを学習用データとして取得する。

学習部５２２は、学習用データを用いて、サーボモータを回転させたときの波形データから、サーボモータの回転が前記機器に伝達されているか否かを判定するための学習モデルを生成するものである。
すなわち、学習部５２２は、学習用データ取得部５２１から入力した学習用データに基づいて、学習モデルの学習を行う。また、学習部５２２は、学習前において、学習前の学習モデルを予め記憶しており、学習後においては、学習後の学習モデルを記憶する。

学習部５２２が用いる学習アルゴリズムは教師あり学習、教師なし学習、強化学習等の公知のアルゴリズムを用いることができる。一例として、ニューラルネットワークを適用した場合について説明する。

学習部５２２は、例えば、ニューラルネットワークモデルに従って、いわゆる教師あり学習により、波形データの判定を学習する。ここで、教師あり学習とは、入力と結果（ラベル）のデータの組を学習装置に与えることで、それらの学習用データにある特徴を学習し、入力から結果を推論する手法をいう。

ニューラルネットワークは、複数のニューロンからなる入力層、複数のニューロンからなる中間層(隠れ層)、及び複数のニューロンからなる出力層で構成される。中間層は、１層、又は２層以上でもよい。

例えば、図１３に示すような３層のニューラルネットワークであれば、複数の入力が入力層（Ｘ１‐Ｘ３）に入力されると、その値に重みＷ１（ｗ１１‐ｗ１６）を掛けて中間層（Ｙ１‐Ｙ２）に入力され、その結果にさらに重みＷ２（ｗ２１‐ｗ２６）を掛けて出力層（Ｚ１‐Ｚ３）から出力される。この出力結果は、重みＷ１とＷ２の値によって変わる。

本実施の形態において、ニューラルネットワークは、データ取得部によって取得される学習用データの振動データと一致情報との組合せに従って、いわゆる教師あり学習により、波形判定を学習する。

すなわち、ニューラルネットワークは、入力層に学習用データの振動データを入力して出力層から出力された結果が、入力した波形データに対応付けられた一致情報に近づくように重みＷ１とＷ２を調整することで学習する。

学習部５２２は、以上のような動作により、学習済みの学習モデルを生成し、出力する。

次に、図１４を用いて、学習モデル生成部５２０が学習済みの学習モデルを生成する処理について説明する。
図１４は、実施の形態５に係る学習モデル生成部５２０の動作を示すフローチャートである。

また、以下において、学習モデル生成部５２０の動作が学習済みの学習モデル生成方法に対応し、学習モデル生成部５２０の動作をコンピュータに実行させるプログラムが学習済みの学習モデル生成プログラムに対応する。また、学習用データ取得部５２１の動作が学習用データ取得工程に対応し、学習部５２２の動作が学習工程に対応する。

ステップＳ５２１において、学習用データ取得部５２１は振動データと一致情報とが対応づけられた学習用データを取得する。なお、振動データと一致情報を同時に取得するものとしたが、振動データと一致情報を関連づけて入力できれば良く、振動データと一致情報をそれぞれ別のタイミングで取得しても良い。

ステップＳ５２２において、学習部５２２は、ステップＳ５２１で取得した学習用データに従って、いわゆる教師あり学習により、波形判定を学習し、学習済みの学習モデルを生成する。

ステップＳ５２３において、学習部５２２が生成した学習済みの学習モデルを記憶する。

＜学習用データ生成フェーズ＞
次に、学習に用いる学習用データを生成する学習用データ生成部５３０について説明する。

上記において、活用部５１０と学習モデル生成部５２０について、説明を行った。ここでは、当該学習モデル生成部５２０に入力する学習用データを生成するための学習用データ生成部５３０について説明を行う。

学習用データ生成部５３０は、回転制御部５１１、波形データ取得部５１２、及び算出部５１４を活用部５１０と共有する。

ラベル付与部５３１は、波形データにラベルを付与し、学習用データを生成するものである。より具体的には、ラベル付与部５３１は、サーボモータ５０２の回転量が予め設定されたバックラッシ量を超えていない場合は、サーボモータ５０２の回転が機器５０１に伝達されていないときの波形データであることを示す非伝達ラベルを波形データに付与し、サーボモータ５０２の回転量がバックラッシ量を超えている場合は、サーボモータ５０２の回転が機器５０１に伝達されているときの波形データであることを示す伝達ラベルを波形データに付与することにより学習用データを生成する。ここで、伝達ラベル及び非伝達ラベルが一致情報に相当し、伝達ラベルは、活用フェーズで説明した「一致」に相当し、非伝達ラベルは、活用フェーズで説明した「不一致」に相当する。
また、ラベル付与部５３１は、生成した学習用データをデータ量判定部５３２に出力する。

データ量判定部５３２は、ラベル付与部５３１が生成した学習用データが十分な量集まったか否かを判定するものである。例えば、データ量判定部５３２は、入力された学習用データが所定のバイト数に達したか否かを判定することにより、学習用データが十分な量集まったか否かを判定する。また、データ量判定部５３２は、入力された学習用データを記憶し、学習用データ取得部５２１の要求に応じて、学習用データを学習用データ取得部５２１に出力する。

ユーザは、ＦＡシステム５０００の最初の調整において、ダイアルゲージ等で生産設備のバックラッシ量を測定し、測定したバックラッシ量をラベル付与部５３１に予め記憶させておく。

次に図１５を用いて、学習用データ生成部５３０が学習用データを生成する動作について説明する。
図１５は、実施の形態５に係る学習用データ生成部５３０の動作を示すフローチャートである。

また、以下において、学習用データ生成部５３０の動作が学習用データ生成方法に対応し、学習用データ生成部５３０の動作をコンピュータに実行させるプログラムが学習用データ生成プログラムに対応する。また、ラベル付与部５３１の動作がラベル付与工程に対応し、データ量判定部５３２の動作がデータ量判定工程に対応する。

ステップＳ５３１において、算出部５１４は、内蔵する積算手段を０クリアする。

ステップＳ５３２において、算出部５１４は、積算手段に、ステップＳ５３３で指示する予定の回転量を加算する。また、算出部５１４は、積算手段の値を読出し、サーボモータ５０２の回転量の総量を示す情報をラベル付与部５３１に出力する。

ステップＳ５３３において、回転制御部５１１は、サーボモータ５０２を正方向に所定量回転させる。

ステップＳ５３４において、波形データ取得部５１２は、ステップＳ５３３において、サーボモータ５０２を所定量回転させたときの波形データを取得する。波形データ取得部５１２は、取得した波形データをラベル付与部５３１に出力する。

ステップＳ５３５において、ラベル付与部５３１は、算出部５１４から入力した情報が示す回転量の総量と、先に記録しておいたバックラッシ量とを比較する。回転量の総量がバックラッシ量より小さい場合には、ステップＳ５３６に進み、ラベル付与部５３１は、波形データに「不一致」を示す一致情報を付与し、学習用データを生成する。その後、ステップＳ５３２に戻る。

ステップＳ５３５において、回転量の総量がバックラッシ量より小さくない場合、ステップＳ５３７に進み、ラベル付与部５３１は、波形データに「一致」を示す一致情報を付与し、学習用データを生成する。

ステップＳ５３８において、算出部５１４は、内蔵する積算手段を０クリアする。

ステップＳ５３９において、算出部５１４は、積算手段に、ステップＳ５４０で指示する予定の回転量を加算する。また、算出部５１４は、積算手段の値を読出し、サーボモータ５０２の回転量の総量を示す情報をラベル付与部５３１に出力する。

ステップＳ５４０において、回転制御部５１１は、サーボモータ５０２を逆方向に所定量回転させる。

ステップＳ５４１において、波形データ取得部５１２は、ステップＳ５４０において、サーボモータ５０２を所定量回転させたときの波形データを取得する。波形データ取得部５１２は、取得した波形データをラベル付与部５３１に出力する。

ステップＳ５４２において、ラベル付与部５３１は、算出部５１４から入力した情報が示す回転量の総量と、先に記録しておいたバックラッシ量とを比較する。回転量の総量がバックラッシ量より小さい場合には、ステップＳ５４３において、ラベル付与部５３１は、波形データに「不一致」を示す一致情報を付与し、学習用データを生成する。その後、ステップＳ５３９に戻る

ステップＳ５４２において、回転量の総量がバックラッシ量より小さくない場合には、ステップＳ５４４に進み、ラベル付与部５３１は、波形データに「一致」を示す一致情報を付与し学習用データを生成する。

ステップＳ５４５において、データ量判定部５３２は、蓄積された学習用データが所定量集まったか否かを判定する。データ量判定部５３２が、所定量集まったと判定した場合には、学習用データ生成部５３０は動作を終了し、所定量集まっていないと判定した場合には、ステップＳ５３１に戻る。

以上のような動作により、学習用データ生成部５３０は、自動で学習用データを生成することにより、学習用データを生成する手間を軽減することができる。また、正方向への回転と逆方向への回転を繰り返しながら、正方向への回転時と、逆方向への回転時の両方で学習用データを生成することにより、効率的に学習用データを生成することができる。

以下で、実施の形態５に係るバックラッシ量測定装置５００の変形例について説明する。

上記においては、学習アルゴリズムに教師あり学習を適用した場合について説明したが、これに限られるものではない。学習アルゴリズムについては、教師あり学習以外にも、強化学習、教師なし学習、又は半教師あり学習等を適用することも可能である。

また、学習モデル生成部５２０は、複数のバックラッシ量測定装置５００により生成される学習用データに従って、波形判定を学習するようにしてもよい。なお、学習モデル生成部５２０は、同一のエリアで使用される複数のバックラッシ量測定装置５００から学習用データを取得してもよいし、異なるエリアで独立して動作する複数のバックラッシ量測定装置５００から収集される学習用データを利用して波形判定を学習してもよい。また、学習用データを収集するバックラッシ量測定装置５００を途中で対象に追加したり、対象から除去したりすることも可能である。さらに、あるバックラッシ量測定装置５００に関して波形判定を学習した学習モデルを、これとは別のバックラッシ量測定装置５００に適用し、当該別のバックラッシ量測定装置に関して波形判定を再学習して更新するようにしてもよい。

また、学習部５２２に用いられる学習アルゴリズムとしては、特徴量そのものの抽出を学習する、深層学習（Ｄｅｅｐ Ｌｅａｒｎｉｎｇ）を用いることもでき、他の公知の方法、例えば遺伝的プログラミング、機能論理プログラミング、サポートベクターマシンなどに従って機械学習を実行してもよい。

また、上記においては、活用部５１０、学習モデル生成部５２０、及び学習用データ生成部５３０を一つのバックラッシ量測定装置５００が備える構成について説明したが、それぞれを別個の装置、例えば、活用装置、学習済みの学習モデル生成装置、学習用データ生成装置として構成したり、クラウドサーバー上に存在するようにしたりしてもよい。

また、実施の形態２の技術を実施の形態５に適用してもよい。すなわち、実施の形態５においても、バックラッシ量測定装置５００は、波形データが示す波形の継続時間を測定し、測定した継続時間を、各探索処理の間の待機時間として設定するようにしてもよい。

また、実施の形態３の技術を実施の形態５に適用しても良い。すなわち、ＦＡシステム５０００が、振動センサ５０５の代わりに、音声センサを備え、バックラッシ量測定装置５００は、波形データとして音声データを用いるようにしてもよい。

本開示に係るバックラッシ量測定装置は、ＦＡシステムに用いるのに適している。

１００，２００，３００，４００，５００ バックラッシ量測定装置、１０００，２０００，３０００，４０００，５０００ ＦＡシステム、１１，２１１，３１１，４１１，５１１ 回転制御部、１２，２１２，３１２，４１２，５１２ 波形データ取得部、１３，２１３，３１３，４１３，５１３ 判定部、１４，２１４，３１４，４１４，５１４ 算出部、２１５ 継続時間測定部、５１０ 活用部、５２０ 学習モデル生成部、５２１ 学習用データ取得部、５２２ 学習部、５３０ 学習用データ生成部、５３１ ラベル付与部、５３２ データ量判定部、１，２０１，３０１，４０１，５０１ 機器、２，２０２，３０２，４０２，５０２ サーボモータ、３，２０３，３０３，４０３，５０３ 動力伝達手段、４，２０４，３０４，４０４，５０４ モード設定手段、５，２０５，４０５，５０５ 振動センサ、３０５ 音声センサ、４０６ 表示装置、１００００，５００００ 処理装置、１０００１，５０００１ 記憶装置。

Claims (11)

1. 動力伝達手段を介して機器に接続されたサーボモータを所定量回転させる回転処理を行う回転制御部と、
   前記回転処理により前記サーボモータが所定量回転したときの波形データを取得する波形データ取得処理を行う波形データ取得部と、
   前記波形データに基づいて、前記回転処理により前記サーボモータが所定量回転したときの回転が前記機器に伝達されているかを判定する判定処理を行う判定部と、
   前記判定部が、前記サーボモータの回転が前記機器に伝達されていないと前記判定処理において判定した場合、前記回転制御部による前記回転処理と、前記波形データ取得部による前記波形データ取得処理と、前記判定部よる前記判定処理からなる探索処理を繰り返し行う反復処理を実行させ、前記判定部が、前記サーボモータの回転が前記機器に伝達されていると前記判定処理において判定した場合、前記反復処理を終了し、前記回転制御部が前記回転処理において前記サーボモータを回転させた回転量の前記反復処理における総量を前記動力伝達手段のバックラッシ量として算出する算出部と、
   前記判定部が、前記サーボモータの回転が前記機器に伝達されていないと判定したときの前記波形データが示す波形の継続時間を測定する継続時間測定部と、
   を備え、
   前記算出部は、前記継続時間を、前記反復処理において、前記探索処理を実行させた後に次の前記探索処理を実行させるまでの待機時間として設定する
   ことを特徴とするバックラッシ量測定装置。
2. 動力伝達手段を介して機器に接続されたサーボモータを所定量回転させる回転処理を行う回転制御部と、
   前記回転処理により前記サーボモータが所定量回転したときの波形データを取得する波形データ取得処理を行う波形データ取得部と、
   前記波形データに基づいて、前記回転処理により前記サーボモータが所定量回転したときの回転が前記機器に伝達されているかを判定する判定処理を行う判定部と、
   前記判定部が、前記サーボモータの回転が前記機器に伝達されていないと前記判定処理において判定した場合、前記回転制御部による前記回転処理と、前記波形データ取得部による前記波形データ取得処理と、前記判定部よる前記判定処理からなる探索処理を繰り返し行う反復処理を実行させ、前記判定部が、前記サーボモータの回転が前記機器に伝達されていると前記判定処理において判定した場合、前記反復処理を終了し、前記回転制御部が前記回転処理において前記サーボモータを回転させた回転量の前記反復処理における総量を前記動力伝達手段のバックラッシ量として算出する算出部と、
   を備え、
   前記波形データ取得部は、前記波形データとして、前記機器に接続された振動センサが検知した前記機器の振動を示す振動データを取得する
   ことを特徴とするバックラッシ量測定装置。
3. 動力伝達手段を介して機器に接続されたサーボモータを所定量回転させる回転処理を行う回転制御部と、
   前記回転処理により前記サーボモータが所定量回転したときの波形データを取得する波形データ取得処理を行う波形データ取得部と、
   前記波形データに基づいて、前記回転処理により前記サーボモータが所定量回転したときの回転が前記機器に伝達されているかを判定する判定処理を行う判定部と、
   前記判定部が、前記サーボモータの回転が前記機器に伝達されていないと前記判定処理において判定した場合、前記回転制御部による前記回転処理と、前記波形データ取得部による前記波形データ取得処理と、前記判定部よる前記判定処理からなる探索処理を繰り返し行う反復処理を実行させ、前記判定部が、前記サーボモータの回転が前記機器に伝達されていると前記判定処理において判定した場合、前記反復処理を終了し、前記回転制御部が前記回転処理において前記サーボモータを回転させた回転量の前記反復処理における総量を前記動力伝達手段のバックラッシ量として算出する算出部と、
   を備え、
   前記波形データ取得部は、前記波形データとして、前記機器周囲に設置された音声センサが検知した前記機器の動作音を示す音声データを取得する
   ことを特徴とするバックラッシ量測定装置。
4. 前記判定部は、前記波形データが示す波形の振幅が第一閾値以上であり、かつ、前記波形データが示す波形が第二閾値以上の時間継続している場合に、前記サーボモータの回転が前記機器に伝達されていると判定する
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のバックラッシ量測定装置。
5. 前記判定部は、学習モデルを用いて、前記波形データから前記サーボモータの回転が前記機器に伝達されているかを判定する
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のバックラッシ量測定装置。
6. 前記算出部は、前記探索処理毎に、前記反復処理における前記サーボモータの回転量の総量が第三閾値以上であるか否かを判定し、前記サーボモータの回転量の総量が前記第三閾値以上であると判定した場合、前記判定部で前記サーボモータの回転が前記機器に伝達されていると判定されたか否かに関わらず、前記反復処理を終了する
   ことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のバックラッシ量測定装置。
7. 前記算出部は、前記サーボモータの回転量の総量が前記第三閾値以上であると判定した場合、前記バックラッシ量測定装置に接続された表示装置に警告表示を行わせる制御信号を送信する
   ことを特徴とする請求項６に記載のバックラッシ量測定装置。
8. 動力伝達手段を介して機器に接続されたサーボモータを所定量回転させる回転処理を行う回転制御工程と、
   前記回転処理により前記サーボモータが所定量回転したときの波形データを取得する波形データ取得処理を行う波形データ取得工程と、
   前記波形データに基づいて、前記回転処理により前記サーボモータが所定量回転したときの回転が前記機器に伝達されているかを判定する判定処理を行う判定工程と、
   前記サーボモータの回転が前記機器に伝達されていないと前記判定処理において判定した場合、前記回転処理と、前記波形データ取得処理と、前記判定処理からなる探索処理を繰り返し行う反復処理を実行させ、前記サーボモータの回転が前記機器に伝達されていると前記判定処理において判定した場合、前記反復処理を終了し、前記回転処理において前記サーボモータを回転させた回転量の前記反復処理における総量を前記動力伝達手段のバックラッシ量として算出する算出工程と、
   前記判定工程で、前記サーボモータの回転が前記機器に伝達されていないと判定したときの前記波形データが示す波形の継続時間を測定する継続時間測定工程と、
   を含み、
   前記算出工程では、前記継続時間を、前記反復処理において、前記探索処理を実行させた後に次の前記探索処理を実行させるまでの待機時間として設定する
   ことを特徴とするバックラッシ量測定方法。
9. 動力伝達手段を介して機器に接続されたサーボモータを所定量回転させる回転処理を行う回転制御工程と、
   前記回転処理により前記サーボモータが所定量回転したときの波形データを取得する波形データ取得処理を行う波形データ取得工程と、
   前記波形データに基づいて、前記回転処理により前記サーボモータが所定量回転したときの回転が前記機器に伝達されているかを判定する判定処理を行う判定工程と、
   前記サーボモータの回転が前記機器に伝達されていないと前記判定処理において判定した場合、前記回転処理と、前記波形データ取得処理と、前記判定処理からなる探索処理を繰り返し行う反復処理を実行させ、前記サーボモータの回転が前記機器に伝達されていると前記判定処理において判定した場合、前記反復処理を終了し、前記回転処理において前記サーボモータを回転させた回転量の前記反復処理における総量を前記動力伝達手段のバックラッシ量として算出する算出工程と、
   を含み、
   前記波形データ取得工程では、前記波形データとして、前記機器に接続された振動センサが検知した前記機器の振動を示す振動データを取得する
   ことを特徴とするバックラッシ量測定方法。
10. 動力伝達手段を介して機器に接続されたサーボモータを所定量回転させる回転処理を行う回転制御工程と、
    前記回転処理により前記サーボモータが所定量回転したときの波形データを取得する波形データ取得処理を行う波形データ取得工程と、
    前記波形データに基づいて、前記回転処理により前記サーボモータが所定量回転したときの回転が前記機器に伝達されているかを判定する判定処理を行う判定工程と、
    前記サーボモータの回転が前記機器に伝達されていないと前記判定処理において判定した場合、前記回転処理と、前記波形データ取得処理と、前記判定処理からなる探索処理を繰り返し行う反復処理を実行させ、前記サーボモータの回転が前記機器に伝達されていると前記判定処理において判定した場合、前記反復処理を終了し、前記回転処理において前記サーボモータを回転させた回転量の前記反復処理における総量を前記動力伝達手段のバックラッシ量として算出する算出工程と、
    を含み、
    前記波形データ取得工程では、前記波形データとして、前記機器周囲に設置された音声センサが検知した前記機器の動作音を示す音声データを取得する
    ことを特徴とするバックラッシ量測定方法。
11. 請求項８から１０のいずれか一項に記載の全工程をコンピュータに実行させるバックラッシ量測定プログラム。

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