JP7192458B2 - Information processing device, information processing method and information processing program - Google Patents

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Description

本発明は、サーボモータ機構の異常を検知する情報処理装置に関する。 The present invention relates to an information processing device for detecting an abnormality in a servomotor mechanism.

サーボモータおよびサーボモータによって駆動される被駆動装置を含むサーボモータ機構は、制御装置によってその動作が制御される。制御装置は、サーボモータ機構の異常を検知すると、アラームを発するなどの措置を行う。このような制御装置には、サーボモータのトルク値を監視することにより、トルク値が正常範囲を超える値を示すと異常を検知するものがある。例えば、特許文献1には、トルク値が閾値を超えると、異常を検知することが開示されている。 A servomotor mechanism, which includes a servomotor and a driven device driven by the servomotor, is controlled in operation by a controller. When the controller detects an abnormality in the servomotor mechanism, it takes measures such as issuing an alarm. Some of such control devices monitor the torque value of the servomotor and detect an abnormality when the torque value exceeds the normal range. For example, Patent Literature 1 discloses detecting an abnormality when a torque value exceeds a threshold.

ところで、サーボモータ機構は、温度による影響を受けることにより、コイルの抵抗の変化、熱変形などを生じる。このため、サーボモータ機構は、サーボモータをトルク制御して、被駆動装置に所定の動作を与える場合においても、温度が異なると、サーボモータのトルクも異なる。よって、サーボモータの異常を検知するためのトルク値は温度の影響を受ける。 By the way, the servo motor mechanism is affected by temperature, and causes changes in coil resistance, thermal deformation, and the like. Therefore, even when the servomotor mechanism performs torque control of the servomotor to give a predetermined operation to the driven device, the torque of the servomotor also differs when the temperature changes. Therefore, the torque value for detecting an abnormality in the servomotor is affected by the temperature.

特許文献1には、トルク値の温度補正を行うことにより、トルク値の温度による影響を軽減するシステムが開示されている。このシステムは、減速機の各温度において、ロボットアームを動作させたときの駆動モータのトルク値の温度特性に基づいてトルク値の温度補正式を作成しておく。そして、当該システムは、異常検出時に、温度センサによって得られた駆動モータあるいは減速機温度測定値を用いて、温度補正式によりトルク値の温度補正を行う。 Patent Literature 1 discloses a system that reduces the influence of temperature on the torque value by performing temperature correction on the torque value. This system creates a torque value temperature correction formula based on the temperature characteristics of the torque value of the drive motor when the robot arm is operated at each temperature of the speed reducer. Then, when an abnormality is detected, the system performs temperature correction of the torque value using a temperature correction formula using the drive motor or speed reducer temperature measurement value obtained by the temperature sensor.

特開2006-281421号公報(2006年10月19日公開)Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-281421 (published on October 19, 2006)

しかしながら、サーボモータ機構の運転を休止させた後に運転を再開した直後の慣らし運転の状態では、トルク負荷が大きくなる傾向にあり、上記のようなトルク補正を行っても異常を誤検知することがある。また、温度や運転を休止した時間によってトルク負荷が変動する。特に、温度が低い場合、温度が高い場合に比べて、慣らし運転時の動作でのトルク負荷がより大きくなる。このトルク負荷の増大が、異常の誤検知の原因となる。 However, in the break-in state immediately after the operation of the servomotor mechanism is resumed after stopping the operation, the torque load tends to increase, and an abnormality may be erroneously detected even if the above torque correction is performed. be. In addition, the torque load fluctuates depending on the temperature and the time during which the operation is suspended. In particular, when the temperature is low, the torque load during break-in operation is greater than when the temperature is high. This increase in torque load causes erroneous detection of abnormality.

本発明の一態様は、運転再開後のトルク値の異常の誤検知を防止することを目的とする。 An object of one aspect of the present invention is to prevent erroneous detection of an abnormality in a torque value after operation is restarted.

本発明は、上述した課題を解決するために、以下の構成を採用する。 The present invention adopts the following configurations in order to solve the above-described problems.

すなわち、本発明の一側面に係る情報処理装置は、被駆動装置と、前記被駆動装置を駆動するモータとを有する駆動機構の動作に生じる異常を前記モータのトルク値が閾値を超えたことにより検知する異常検知部と、前記駆動機構が休止期間を経て運転を再開した後の所定期間において用いられる前記閾値が通常運転時よりも大きくなるように前記閾値を補正する閾値補正部と、を備えている。 That is, the information processing apparatus according to one aspect of the present invention detects an abnormality that occurs in the operation of a drive mechanism having a driven device and a motor that drives the driven device, when the torque value of the motor exceeds a threshold value. and a threshold correction unit that corrects the threshold so that the threshold used in a predetermined period after the driving mechanism resumes operation after the rest period is larger than that during normal operation. ing.

上記の構成によれば、休止期間後の所定期間における異常検知の誤検知を防ぐことができる。特に、休止期間後の再起動直後には、駆動機構に異常が発生しやすい。したがって、再起動直後(休止期間終了直後)に生じ得る異常を早期に発見することができる。 According to the above configuration, it is possible to prevent erroneous detection of abnormality during the predetermined period after the rest period. In particular, the drive mechanism is likely to malfunction immediately after restarting after the idle period. Therefore, it is possible to quickly discover an abnormality that may occur immediately after the restart (immediately after the rest period ends).

前記閾値補正部は、前記モータの温度に基づいて前記閾値を補正してもよい。 The threshold correction unit may correct the threshold based on the temperature of the motor.

駆動機構の再起動直後の温度の低い状態では、トルク値が大きくなる。そこで、モータの温度に基づいて閾値を補正することにより、再起動直後に生じ得る異常を早期に発見することができる。 The torque value increases when the temperature is low immediately after the drive mechanism is restarted. Therefore, by correcting the threshold value based on the temperature of the motor, it is possible to quickly discover an abnormality that may occur immediately after the restart.

前記閾値補正部は、前記休止期間の長さに基づいて前記閾値を補正してもよい。 The threshold correction unit may correct the threshold based on the length of the idle period.

トルク値は休止期間の長さ(休止時間)が長いときに大きくなる。そこで、休止時間に基づいて閾値を補正することにより、再起動直後に生じ得る異常を早期に発見することができる。 The torque value increases when the length of the pause period (pause time) is long. Therefore, by correcting the threshold value based on the pause time, it is possible to quickly discover an abnormality that may occur immediately after restarting.

前記閾値補正部は、前記所定期間における前記駆動機構の動作回数に基づいて前記閾値を補正してもよい。 The threshold correction unit may correct the threshold based on the number of operations of the drive mechanism during the predetermined period.

トルク値は、起動直後の1回目の動作時に最も大きく、動作回数を重ねるにしたがって小さくなる。そこで、動作回数に基づいて閾値を補正することにより、再起動直後に生じ得る異常を早期に発見することができる。 The torque value is the largest during the first operation immediately after starting, and decreases as the number of operations increases. Therefore, by correcting the threshold value based on the number of times of operation, it is possible to quickly discover an abnormality that may occur immediately after restarting.

前記異常検知部は、被駆動装置が2つの所定点を移動する前記トルク値の平均を用いて異常検知の判定を行ってもよい。 The abnormality detection section may determine abnormality detection using an average of the torque values when the driven device moves between two predetermined points.

トルク値の平均を用いるとることにより、広範囲の異常箇所を検知することが可能になる。 By averaging the torque values, it becomes possible to detect a wide range of abnormal points.

本発明の一側面に係る情報処理方法は、被駆動装置と、前記被駆動装置を駆動するモータとを有する駆動機構の動作に生じる異常を前記モータのトルク値が閾値を超えたことにより検知する異常検知工程と、前記駆動機構が休止期間を経て運転を再開した後の所定期間において用いられる前記閾値が通常運転時よりも大きくなるように前記閾値を補正する閾値補正工程と、を含んでいる。 An information processing method according to one aspect of the present invention detects an abnormality occurring in an operation of a drive mechanism having a driven device and a motor for driving the driven device when a torque value of the motor exceeds a threshold. an abnormality detection step; and a threshold value correction step of correcting the threshold value so that the threshold value used in a predetermined period after the drive mechanism resumes operation after a rest period is larger than that during normal operation. .

本発明の一態様によれば、運転再開後のトルク値の異常の誤検知を防止することができる。 According to one aspect of the present invention, it is possible to prevent erroneous detection of an abnormality in the torque value after restarting operation.

本発明の一実施形態に係る制御システムの構成を示すブロック図である。1 is a block diagram showing the configuration of a control system according to one embodiment of the present invention; FIG. 上記制御システムにおけるサーボモータ機構の異常有無判定を行うための準備の処理手順を示すフローチャートである。4 is a flow chart showing a preparatory processing procedure for determining whether there is an abnormality in the servo motor mechanism in the control system; 慣らし運転期間におけるトルク値のオフセット量を算出するための温度変数と温度との関係を示すグラフである。7 is a graph showing the relationship between the temperature variable and the temperature for calculating the offset amount of the torque value during the break-in period. 上記オフセット量を算出するための休止期間変数と休止時間との関係を示すグラフである。4 is a graph showing a relationship between a pause period variable and a pause time for calculating the offset amount; 上記オフセット量を算出するための動作回数変数と動作回数との関係を示すグラフである。4 is a graph showing the relationship between an operation number variable and the number of operations for calculating the offset amount. 慣らし運転期間における動作回数に対するオフセット量の変化を示すグラフである。7 is a graph showing changes in offset amount with respect to the number of operations during a break-in period. 慣らし運転における異常検知の処理手順を示すフローチャートである。4 is a flow chart showing a processing procedure for abnormality detection during break-in. 図7に示す処理において必要なデータを示す工作機械の一例であるボールねじ駆動ステージを示す側面図である。FIG. 8 is a side view showing a ball screw drive stage as an example of a machine tool showing data necessary for the processing shown in FIG. 7; (a)~(c)は上記制御システムによるトルク値のオフセット補正を示す図である。(a) to (c) are diagrams showing offset correction of the torque value by the control system. トルク値の温度変化を示す基準曲線に対するオフセットに基づいてトルクの補正値を算出することを説明するための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining calculation of a torque correction value based on an offset with respect to a reference curve showing a temperature change of a torque value; 動作回数に対するトルク値の補正値の関係を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the number of times of operation and the correction value of the torque value;

以下、本発明の一側面に係る実施の形態(以下、「本実施形態」とも表記する)を、図
面に基づいて説明する。
Hereinafter, an embodiment (hereinafter also referred to as "this embodiment") according to one aspect of the present invention will be described based on the drawings.

§1 適用例
図1を用いて、本発明が適用される場面の一例について説明する。
§1 Application Example An example of a scene to which the present invention is applied will be described with reference to FIG.

図1は、本実施形態に係る制御システム100の概略構成を示すブロック図である。 FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a control system 100 according to this embodiment.

図1に示すように、制御システム100は、PLC(programmable logic controller)1(情報処理装置)と、サーボドライバ2と、サーボモータ機構3(駆動機構)と、温度センサ4とを備えている。サーボモータ機構3は、PLC1の制御対象であり、サーボモータ31と、工作機械32(被駆動部)とを含んでいる。 As shown in FIG. 1 , the control system 100 includes a PLC (programmable logic controller) 1 (information processing device), a servo driver 2 , a servo motor mechanism 3 (driving mechanism), and a temperature sensor 4 . The servomotor mechanism 3 is controlled by the PLC 1 and includes a servomotor 31 and a machine tool 32 (driven part).

制御システム100は、PLC1によって、サーボモータ31のトルク値に基づいて異常を検知する。トルク値が温度による影響を受けることから、PLC1は、温度に応じたトルク値の基準値をプロットした基準曲線を作成しておく。また、PLC1は、基準曲線を中心にした正常範囲を規定する閾値も併せて設定しておく。また、PLC1は、サーボモータ機構3が運転を休止した時間(休止時間)を経て運転を再開した後の慣らし運転を行う所定期間(慣らし運転期間)の開始直後に、基準曲線を規定するトルク値をオフセットさせるオフセット量Cを算出するための式を作成しておく。 The control system 100 detects an abnormality based on the torque value of the servomotor 31 using the PLC1. Since the torque value is affected by temperature, the PLC 1 creates a reference curve plotting the reference value of the torque value according to the temperature. In addition, the PLC 1 also sets a threshold that defines a normal range centered on the reference curve. In addition, the PLC 1 sets the torque value that defines the reference curve immediately after the start of a predetermined period (break-in period) during which the servo motor mechanism 3 resumes operation after a period of rest (rest period). A formula for calculating an offset amount C for offsetting is created.

PLC1は、異常検知の判断を行う慣らし運転期間に、トルク値を補正した補正値を算出し、当該補正値が閾値を超えると異常を検知し、当該補正値が閾値以下であると異常を検知しない。PLC1は、補正値の算出において、取得した変数を上記の式に適用して算出したオフセット量Cを、サーボモータ31の実際のトルク値および温度に基づいて基準曲線で特定されるトルク値に対する実際のトルク値のオフセット量Xを減算することによって補正値を算出する。 The PLC 1 calculates a correction value obtained by correcting the torque value during the break-in period for determining abnormality detection, detects an abnormality when the correction value exceeds a threshold, and detects an abnormality when the correction value is equal to or less than the threshold. do not. In calculating the correction value, the PLC 1 converts the offset amount C, which is calculated by applying the acquired variables to the above equation, to the actual torque value specified by the reference curve based on the actual torque value and temperature of the servomotor 31. A correction value is calculated by subtracting the offset amount X of the torque value of .

§2 構成例
図1を用いて、実施形態1に係る制御システム100の構成例について説明する。
§2 Configuration Example A configuration example of the control system 100 according to the first embodiment will be described with reference to FIG.

サーボモータ31は、工作機械32(被駆動装置)を駆動するモータであり、回転角度および回転角速度を検出するためのロータリエンコーダが回転軸に取り付けられている。工作機械32は、ロボットなどの機械における駆動される部分であり、サーボモータ31が発生する回転駆動力を所定の運動に変換する機構を有している。 The servomotor 31 is a motor that drives a machine tool 32 (driven device), and a rotary encoder for detecting a rotation angle and a rotation angular velocity is attached to the rotary shaft. The machine tool 32 is a driven part of a machine such as a robot, and has a mechanism that converts the rotational driving force generated by the servomotor 31 into a predetermined motion.

サーボドライバ2は、PLC1から受けた指令に基づき、サーボモータ31の状態量(回転角度、回転角速度など)に応じた最適な駆動エネルギーとしてトルクを与えることによってサーボモータ31を駆動する。 The servo driver 2 drives the servo motor 31 by applying torque as optimum driving energy according to the state quantity (rotation angle, rotation angular velocity, etc.) of the servo motor 31 based on the command received from the PLC 1 .

PLC1は、サーボドライバ2に制御指令を与える制御部11と、メモリ12とを含んでいる。制御部11は、サーボドライバ2に与えるモーション制御のための指令位置、指令速度および指令加速度を生成する。また、制御部11は、休止時間記録部111と、動作回数計数部112とを含んでいる。休止時間記録部111は、サーボモータ機構3が休止している休止時間を計測してメモリ12に記憶させる。動作回数計数部112は、サーボモータ機構3が行う所定の動作の繰り返しの回数(動作回数)を計数して、メモリ12に記憶させる。 The PLC 1 includes a control section 11 that gives control commands to the servo driver 2 and a memory 12 . The control unit 11 generates command position, command speed and command acceleration for motion control given to the servo driver 2 . The control unit 11 also includes a pause time recording unit 111 and an operation number counting unit 112 . The rest time recording unit 111 measures the rest time during which the servo motor mechanism 3 is resting and stores it in the memory 12 . The number-of-operations counting unit 112 counts the number of repetitions of a predetermined operation performed by the servomotor mechanism 3 (the number of operations), and stores the number in the memory 12 .

PLC1は、サーボモータ機構3の異常検知を行うために、データ取得部13と、データ補正部14(閾値補正部)と、異常検知部15とを有している。 The PLC 1 has a data acquisition section 13 , a data correction section 14 (threshold correction section), and an abnormality detection section 15 in order to detect an abnormality in the servomotor mechanism 3 .

データ取得部13は、PLC1の通信機能を利用して、サーボドライバ2からサーボモータ31のトルク値を取得するとともに、温度センサ4からサーボモータ31の温度を取得する。なお、トルク値は、サーボドライバ2がサーボモータ31に出力する電流値から求められる。温度センサ4は、サーボモータ31の近傍に配置されており、サーボモータ31の温度を検出する。また、データ取得部13は、メモリ12に記憶されている上記の休止時間および動作回数を取得する。 The data acquisition unit 13 acquires the torque value of the servo motor 31 from the servo driver 2 and acquires the temperature of the servo motor 31 from the temperature sensor 4 using the communication function of the PLC 1 . Note that the torque value is obtained from the current value that the servo driver 2 outputs to the servo motor 31 . The temperature sensor 4 is arranged near the servomotor 31 and detects the temperature of the servomotor 31 . In addition, the data acquisition unit 13 acquires the pause time and the number of operations stored in the memory 12 .

データ補正部14は、慣らし運転期間における異常検知の判定に先立って、上述の基準曲線の作成および閾値の設定を行うとともに、オフセット量Cを算出する式の作成を行う。また、データ補正部14は、慣らし運転期間において補正値の算出を行う。また、データ補正部14は、慣らし運転期間において用いられる閾値が通常運転時よりも大きくなるように閾値を補正する。 The data correction unit 14 prepares the above-described reference curve and sets the threshold value, and prepares an equation for calculating the offset amount C, prior to determination of abnormality detection during the break-in period. Further, the data correction unit 14 calculates a correction value during the break-in period. In addition, the data correction unit 14 corrects the threshold so that the threshold used during the break-in period is larger than during normal operation.

異常検知部15は、上記の補正値を判断基準として、サーボモータ機構3の有無を判定する。 The abnormality detection unit 15 determines whether or not the servomotor mechanism 3 is present, using the above correction value as a determination criterion.

以上のように構成される制御システム100による慣らし運転期間における異常判定の動作について説明する。 An abnormality determination operation during the break-in period by the control system 100 configured as described above will be described.

まず、異常判定の処理に先立って、オフセット量Cを算出する算出式を作成する処理を行う。 First, prior to the abnormality determination process, a process of creating a calculation formula for calculating the offset amount C is performed.

図2は、制御システム100におけるサーボモータ機構の異常有無判定を行うための準備の処理手順を示すフローチャートである。図3は、トルク値のオフセット量Cを算出するための温度変数と温度との関係を示すグラフである。図4は、オフセット量Cを算出するための休止期間変数と休止時間との関係を示すグラフである。図5は、オフセット量Cを算出するための動作回数変数と動作回数との関係を示すグラフである。図6は、慣らし運転期間における動作回数に対するオフセット量の変化を示すグラフである。 FIG. 2 is a flow chart showing a preparatory processing procedure for determining whether there is an abnormality in the servo motor mechanism in the control system 100. As shown in FIG. FIG. 3 is a graph showing the relationship between the temperature variable and the temperature for calculating the offset amount C of the torque value. FIG. 4 is a graph showing the relationship between the pause period variable for calculating the offset amount C and the pause time. FIG. 5 is a graph showing the relationship between the operation frequency variable and the operation frequency for calculating the offset amount C. As shown in FIG. FIG. 6 is a graph showing changes in the offset amount with respect to the number of operations during the break-in period.

図2に示すように、PLC1において、データ取得部13は、通常動作時に、サーボドライバ2からトルク値を取得するとともに、温度センサ4からサーボモータ31の温度を取得する(ステップS1)。 As shown in FIG. 2, in the PLC 1, the data acquisition unit 13 acquires the torque value from the servo driver 2 and acquires the temperature of the servo motor 31 from the temperature sensor 4 during normal operation (step S1).

データ補正部14は、取得されたトルク値および温度に基づいて基準曲線を作成する(ステップS2)。データ補正部14は、基準曲線の作成において、温度に対応するトルク値をプロットしていく(例えば、図8の(a)に示す基準曲線R)。 The data correction unit 14 creates a reference curve based on the acquired torque value and temperature (step S2). The data correction unit 14 plots the torque value corresponding to the temperature in creating the reference curve (for example, the reference curve R shown in (a) of FIG. 8).

次いで、データ補正部14は、基準曲線に対して閾値を設定する(ステップS3)。データ補正部14は、閾値の設定において、基準曲線における各値を基準とするトルク値の正常値の範囲を規定する上限の閾値および下限の閾値を設定していく(例えば、図8の(a)に示す閾値TH(上限)および閾値TL(下限))。 Next, the data correction unit 14 sets a threshold for the reference curve (step S3). In setting the threshold values, the data correction unit 14 sets an upper threshold value and a lower threshold value that define the normal value range of the torque value based on each value on the reference curve (for example, (a ) threshold TH (upper limit) and threshold TL (lower limit) shown in ).

さらに、データ補正部14は、慣らし運転開始直後のオフセット量Cを算出するための算出式を作成する(ステップS4)。データ補正部14は、当該式を3つの変数である温度変数fTemp、休止時間変数fTimeおよび動作回数変数αの関数として次式のように表される。 Furthermore, the data correction unit 14 creates a calculation formula for calculating the offset amount C immediately after the start of the break-in (step S4). The data correction unit 14 expresses the equation as a function of three variables, temperature variable f Temp , pause time variable f Time , and operation count variable α, as follows.

C=f(fTemp,fTime,α)
=α*fTemp*fTime
ここで、オフセット量Cは、上記の3つの変数を全て用いて算出される必要はなく、必要に応じて少なくとも1つの変数が用いられていればよい。オフセット量Cの算出に用いない変数については、定式で当該変数の値が“1”とされる。
C=f( fTemp , fTime , α)
=α* fTemp * fTime
Here, the offset amount C need not be calculated using all of the above three variables, and at least one variable may be used as necessary. For variables that are not used for calculating the offset amount C, the values of the variables are set to "1" in the formula.

トルク値が、低温状態では大きく、高温状態では小さいことから、温度変数fTempは、図3に示すように、低温では大きく、高温では小さくなる曲線で表される。また、トルク値が、休止時間が短いほど小さく、休止時間が長くなるに連れて一定値に近づくことから、休止時間変数fTimeは、図4に示すように、低温では小さく、高温では大きく(ほぼ一定値)なる曲線で表される。トルク値が、動作回数が多くなるほど、小さくなることから、図5に示すように、動作回数変数αは、動作回数が1回であるときに最も大きく、動作回数が2,3回であるときに急激に減少し、動作回数が10回であるときにほぼ0に達する曲線で表される。 Since the torque value is large at low temperatures and small at high temperatures, the temperature variable f Temp is represented by a curve that is large at low temperatures and small at high temperatures, as shown in FIG. In addition, the torque value decreases as the pause time becomes shorter, and approaches a constant value as the pause time becomes longer. Therefore, as shown in FIG. approximately constant value). Since the torque value decreases as the number of operations increases, as shown in FIG. It is represented by a curve that abruptly decreases to 0 and reaches almost 0 when the number of operations is 10 times.

上記の算出式に3つの変数を全て用いて算出されたオフセット量Cは、図6に示すように、動作回数に対する曲線として表すと、温度および休止時間温の依存性が如実に現れることがわかる。温度が低くかつ休止時間が長い場合、オフセット量Cは、図6において実線にて示すように、動作回数が1回で大きい値をとり、動作回数が少ない範囲で急峻に減少するような傾斜が急な曲線で表される。一方、温度が低くかつ休止時間が長い場合、オフセット量Cは、図6において破線にて示すように、動作回数が1回で小さい値をとり、動作回数が2回まで変化が大きいが、それ以降は変化量が少ない緩やかな曲線で表される。 When the offset amount C calculated using all three variables in the above calculation formula is expressed as a curve against the number of times of operation as shown in FIG. . When the temperature is low and the pause time is long, as indicated by the solid line in FIG. 6, the offset amount C takes a large value when the number of operations is one, and has a steeply decreasing slope when the number of operations is small. represented by a sharp curve. On the other hand, when the temperature is low and the pause time is long, the offset amount C takes a small value when the number of operations is one, as indicated by the dashed line in FIG. After that, it is represented by a gentle curve with a small amount of change.

続いて、サーボモータ機構3の休止期間が終了した再起動以降の処理について説明する。 Next, processing after restarting after the idle period of the servomotor mechanism 3 has ended will be described.

図7は、慣らし運転における異常検知の処理手順を示すフローチャートである。図8は、図7に示す処理において必要なデータを示す工作機械の一例であるボールねじ駆動ステージを示す側面図である。図9の(a)~(c)は、上記制御システムによるトルク値のオフセット補正を示す図である。図10は、トルク値の温度変化を示す基準曲線に対するオフセットに基づいてトルクの補正値を算出することを説明するための図である。 FIG. 7 is a flowchart showing a processing procedure for abnormality detection during pre-running. FIG. 8 is a side view showing a ball screw drive stage, which is an example of a machine tool showing data necessary for the processing shown in FIG. (a) to (c) of FIG. 9 are diagrams showing offset correction of the torque value by the control system. FIG. 10 is a diagram for explaining calculation of a torque correction value based on an offset with respect to a reference curve showing temperature change of a torque value.

なお、休止期間には、休止時間計測部111が休止時間を計測して、メモリ12に記憶させている。また、休止時間が終了してサーボモータ機構3の動作が再開した後に続く慣らし運転期間には、動作回数計数部112が、サーボモータ機構3の動作回数を計数する。 During the pause period, the pause time measurement unit 111 measures the pause time and stores it in the memory 12 . In addition, during the break-in period that follows after the pause time ends and the operation of the servomotor mechanism 3 resumes, the operation number counting unit 112 counts the number of operations of the servomotor mechanism 3 .

図7に示すように、サーボモータ機構3が起動すると、PLC1において、データ取得部13は、メモリ12から休止時間を取得する(ステップS11)。また、データ取得部13は、動作回数計数部112から動作回数を取得するのに同期して、サーボドライバ2からトルク値を取得するとともに、温度センサ4からサーボモータ31の温度を取得する(ステップS12)。 As shown in FIG. 7, when the servomotor mechanism 3 is activated, the data acquisition unit 13 in the PLC 1 acquires the pause time from the memory 12 (step S11). Further, the data acquisition unit 13 acquires the torque value from the servo driver 2 and acquires the temperature of the servo motor 31 from the temperature sensor 4 in synchronization with acquiring the number of operations from the operation number counting unit 112 (step S12).

ここで、サーボモータ機構3の工作機械32が、図8に示す、ボールねじ51と、ボールねじ51によって駆動されるステージ52とを備えるボールねじ駆動ステージであるとする。データ取得部13は、このようなボールねじ駆動ステージの動作において、ステージ52が、例えば、ポイントP1(所定点)から、ポイントP3に至るまでのあるポイントP2(所定点)に移動しているときのトルク値と温度とを取得する。 Here, it is assumed that the machine tool 32 of the servomotor mechanism 3 is a ball screw driven stage including a ball screw 51 and a stage 52 driven by the ball screw 51, as shown in FIG. When the stage 52 is moving from point P1 (predetermined point) to point P2 (predetermined point) to point P3, the data acquisition unit 13 Get the torque value and temperature of

次いで、データ補正部14は、取得されたトルク値の、上述のようにして予め作成された基準曲線における、取得された温度に対応するトルク値の基準値に対するオフセット量Xを算出する(ステップS13)。また、データ補正部14は、取得されたトルク値および温度を用いて上述の算出式に基づいてオフセット量Cを算出する(ステップS14)。 Next, the data correction unit 14 calculates the offset amount X of the acquired torque value with respect to the reference value of the torque value corresponding to the acquired temperature on the reference curve created in advance as described above (step S13 ). The data correction unit 14 also calculates the offset amount C based on the above-described calculation formula using the acquired torque value and temperature (step S14).

図9の(a)に示すように、慣らし運転期間Tにおいて、温度が高い状態では、オフセット量Cが小さく算出され、図9の(b)および(b)に示すように、温度が低くなる程、オフセット量Cが大きくなる。また、図9の(a)~(c)に示すように、オフセット量Cに応じて基準曲線Rが基準曲線R1~R3にそれぞれ変化し、基準曲線Rの変化に応じて、閾値Rも閾値TH1~TH3および閾値TL1~TL3にそれぞれ変化する。 As shown in (a) of FIG. 9, during the break-in period T, when the temperature is high, the offset amount C is calculated to be small, and as shown in (b) and (b) of FIG. 9, the temperature decreases. The offset amount C increases as the value increases. Further, as shown in (a) to (c) of FIG. 9, the reference curve R changes to reference curves R1 to R3 according to the offset amount C, and the threshold value R changes according to the change in the reference curve R. TH1 to TH3 and thresholds TL1 to TL3, respectively.

その後、データ補正部14は、図10に示すように、取得された温度のオフセット量Xから同じ温度のオフセット量Cを減じることによってトルク値の補正値Dを算出する(ステップS15)。また、データ補正部14は、閾値をオフセット量Cの値を加算した値に大きくしておく(閾値補正工程)。 After that, the data correction unit 14 calculates a correction value D of the torque value by subtracting the offset amount C of the same temperature from the acquired temperature offset amount X, as shown in FIG. 10 (step S15). Further, the data correction unit 14 increases the threshold to a value obtained by adding the value of the offset amount C (threshold correction step).

そして、異常検知部15は、算出された補正値が閾値を超えたか否かを判定する(ステップS16,異常検知工程)。異常検知部15は、ステップS16において、補正値が閾値を超えたと判定すると(YES)、異常が発生したことを通知して(ステップS17)、処理をステップS12に戻す。また、異常検知部15は、ステップS16において、補正値が閾値を超えていないと判定すると(NO)、処理をステップS12に戻す。 Then, the abnormality detection unit 15 determines whether or not the calculated correction value exceeds the threshold (step S16, abnormality detection step). If the abnormality detection unit 15 determines in step S16 that the correction value exceeds the threshold (YES), it notifies that an abnormality has occurred (step S17), and returns the process to step S12. Further, when the abnormality detection unit 15 determines in step S16 that the correction value does not exceed the threshold value (NO), the process returns to step S12.

このような処理を動作回数ごとに繰り返すことにより、図11に示すように、算出された補正値が、通常運転時よりも大きくなるように補正された上限の閾値THnと下限の閾値TLnとの間の正常範囲にあるか否かが判定される。これにより、慣らし運転期間において、温度、休止時間および動作回数の少なくともいずれか1つの値に応じてトルク値が大きくなっても、トルク値が予め算出されたオフセット量Cに基づいて補正されるので、適正にトルク値の異常検知を判定することができる。したがって、誤検知を抑制することが可能になる。 By repeating such processing for each number of times of operation, as shown in FIG. It is determined whether it is in the normal range between. As a result, even if the torque value increases in accordance with at least one of the temperature, rest time, and number of operations during the break-in period, the torque value is corrected based on the pre-calculated offset amount C. , it is possible to properly determine the abnormality detection of the torque value. Therefore, it becomes possible to suppress erroneous detection.

なお、ステップS12においては、ステージ52がポイントP1からポイントP2に移動までのトルク値の平均を用いることが好ましい。オフセット量Cをトルクの最大値を用いる算出した場合、当該オフセット量Cによって算出された補正値を基に異常検知を判定すると、異常箇所が局所的な場合に見逃すおそれがある。これに対し、トルク値の平均を用いるとることにより、広範囲の異常箇所を検知することが可能になる。 In step S12, it is preferable to use an average torque value when the stage 52 moves from the point P1 to the point P2. When the offset amount C is calculated using the maximum value of the torque, if abnormality detection is determined based on the correction value calculated by the offset amount C, there is a risk that the abnormality may be overlooked if the abnormality is local. On the other hand, by using the average of the torque values, it is possible to detect abnormal locations in a wide range.

また、本発明に係る情報処理装置は、PLC1に限らず、サーバであってもよい。このように構成する場合、データ取得部13は、別途設けられるPLCから休止時間および動作回数を取得するようにしてもよい。 Moreover, the information processing apparatus according to the present invention is not limited to the PLC 1, and may be a server. When configured in this way, the data acquisition unit 13 may acquire the pause time and the number of operations from a separately provided PLC.

〔ソフトウェアによる実現例〕
PLC1の制御ブロック(特に制御部11、データ取得部13、データ補正部14および異常検知部15)は、集積回路(ICチップ)等に形成された論理回路(ハードウェア)によって実現してもよいし、CPU(Central Processing Unit)を用いてソフトウェアによって実現してもよい。
[Example of realization by software]
The control blocks of the PLC 1 (especially the control unit 11, the data acquisition unit 13, the data correction unit 14, and the abnormality detection unit 15) may be realized by a logic circuit (hardware) formed in an integrated circuit (IC chip) or the like. Alternatively, it may be realized by software using a CPU (Central Processing Unit).

後者の場合、PLC1は、各部の機能を実現するソフトウェアである制御プログラムの命令を実行するCPU、上記プログラムおよび各種データがCPUで読み取り可能に記録されたROM(Read Only Memory)または記憶装置(これらを「記録媒体」と称する)、上記プログラムを展開するRAM(Random Access Memory)などを備えている。そして、CPUが上記プログラムを上記記録媒体から読み取って実行することにより、本発明の目的が達成される。 In the latter case, the PLC 1 includes a CPU that executes instructions of a control program, which is software that implements the functions of each unit, and a ROM (Read Only Memory) or storage device (these is referred to as a "recording medium"), a RAM (Random Access Memory) for developing the above program, and the like. The object of the present invention is achieved by the CPU reading the program from the recording medium and executing it.

上記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。また、上記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体(通信ネットワークや放送波等)を介して上記コンピュータに供給されてもよい。 As the recording medium, a "non-temporary tangible medium" such as a tape, disk, card, semiconductor memory, programmable logic circuit, or the like can be used. Also, the program may be supplied to the computer via any transmission medium (communication network, broadcast wave, etc.) capable of transmitting the program.

なお、本発明は、上記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。 It should be noted that the present invention can also be implemented in the form of a data signal embedded in a carrier wave in which the program is embodied by electronic transmission.

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, but can be modified in various ways within the scope of the claims, and can be obtained by appropriately combining technical means disclosed in different embodiments. is also included in the technical scope of the present invention.

1 PLC
3 サーボモータ機構(駆動機構)
4 温度センサ
14 データ補正部(閾値補正部)
15 異常検知部
31 サーボモータ(モータ)
32 工作機械(被駆動装置)
1 PLC
3 Servo motor mechanism (driving mechanism)
4 temperature sensor 14 data correction unit (threshold correction unit)
15 Abnormality detector 31 Servo motor (motor)
32 machine tools (driven equipment)

Claims (4)

被駆動装置と、前記被駆動装置を駆動するモータとを有する駆動機構の動作に生じる異常を前記モータのトルク値が閾値を超えたことにより検知する異常検知部と、
前記駆動機構が休止期間を経て運転を再開した後の所定期間において用いられる前記閾値が通常運転時よりも大きくなるように前記閾値を補正する閾値補正部と、を備え、
前記閾値補正部は、前記所定期間における前記駆動機構の動作回数に基づいて前記閾値を補正する情報処理装置。
an abnormality detection unit that detects an abnormality occurring in the operation of a drive mechanism having a driven device and a motor that drives the driven device when a torque value of the motor exceeds a threshold;
a threshold value correction unit that corrects the threshold value so that the threshold value used in a predetermined period after the drive mechanism resumes operation after a rest period is larger than during normal operation;
The information processing device, wherein the threshold correction unit corrects the threshold based on the number of operations of the drive mechanism during the predetermined period.
前記異常検知部は、被駆動装置が2つの所定点を移動する前記トルク値の平均を用いて異常検知の判定を行う請求項に記載の情報処理装置。 2. The information processing apparatus according to claim 1 , wherein the abnormality detection unit determines abnormality detection using an average of the torque values when the driven device moves between two predetermined points. 請求項1または2に記載の情報処理装置としてコンピュータを機能させるための情報処理プログラムであって、前記異常検知部および前記閾値補正部としてコンピュータを機能させるための情報処理プログラム。 3. An information processing program for causing a computer to function as the information processing apparatus according to claim 1 or 2 , the information processing program for causing the computer to function as the abnormality detection unit and the threshold value correction unit. 被駆動装置と、前記被駆動装置を駆動するモータとを有する駆動機構の動作に生じる異常を前記モータのトルク値が閾値を超えたことにより検知する異常検知工程と、
前記駆動機構が休止期間を経て運転を再開した後の所定期間において用いられる前記閾値が通常運転時よりも大きくなるように前記閾値を補正する閾値補正工程と、を含み、
前記閾値補正工程において、前記所定期間における前記駆動機構の動作回数に基づいて前記閾値を補正する情報処理方法。
an abnormality detection step of detecting an abnormality occurring in the operation of a driving mechanism having a driven device and a motor for driving the driven device when a torque value of the motor exceeds a threshold value;
a threshold value correction step of correcting the threshold value so that the threshold value used in a predetermined period after the drive mechanism resumes operation after a rest period is larger than during normal operation;
The information processing method, wherein in the threshold value correction step, the threshold value is corrected based on the number of operations of the drive mechanism during the predetermined period.
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