JPWO2022239588A5 - - Google Patents

Description

本開示は、モータ制御システム、制御装置、制御方法、およびプログラムに関する。

従来、モータを制御して移動部を移動させるモータ制御システムが知られている。たとえば、特許文献１には、概略的指令値パターンで制御を行い、この制御を行っているときに最終目標位置を認識すると補正指令値パターンを作成するモータの位置制御方法が開示されている。

特開平５－２９７９５４号公報

しかしながら、特許文献１の位置制御方法では、移動部の位置情報の取得に要する時間等が発生すると、移動部の到達予測位置を精度よく算出できず、位置制御の精度が低下するという問題がある。

本開示は、このような問題を解決するためになされたものであり、位置制御の精度の低下を抑制できるモータ制御システム、制御方法、制御装置、およびプログラムを提供することを目的とする。

本開示の一態様に係るモータ制御システムは、移動する移動部の位置を検出するための位置検出装置と、前記移動部を移動させるモータを動作させるための動作指令を出力する指令装置と、制御装置とを備える。前記制御装置は、算出部と、出力部とを有する。前記算出部は、前記位置検出装置を用いて検出された前記移動部の位置を示す位置情報および前記動作指令に基づく前記移動部の今後の移動距離を示す距離情報に基づいて前記移動部の到達予測位置を算出し、前記到達予測位置と前記移動部の目標位置とのずれ量を算出する。前記出力部は、前記算出部によって算出された前記到達予測位置と前記目標位置との前記ずれ量を示す情報を出力する。前記算出部は、前記位置情報の取得に要する取得時間および前記距離情報の取得に要する取得時間の少なくとも一方を考慮して、基準時刻を決定し、前記基準時刻における前記移動部の位置および前記今後の移動距離を取得または算出し、取得または算出した前記基準時刻における前記移動部の位置および前記今後の移動距離に基づいて前記到達予測位置を算出する。

本開示の一態様に係る制御装置は、算出部と、出力部とを備える。算出部は、移動する移動部の位置を検出するための位置検出装置を用いて検出された前記移動部の位置を示す位置情報および前記移動部を移動させるモータを動作させるための動作指令に基づく前記移動部の今後の移動距離を示す距離情報に基づいて前記移動部の到達予測位置を算出し、前記到達予測位置と前記移動部の目標位置とのずれ量を算出する。出力部は、前記算出部によって算出された前記到達予測位置と前記目標位置との前記ずれ量を示す情報を出力する。前記算出部は、前記位置情報の取得に要する取得時間および前記距離情報の取得に要する取得時間の少なくとも一方を考慮して、基準時刻を決定し、前記基準時刻における前記移動部の位置および前記今後の移動距離を取得または算出し、取得または算出した前記基準時刻における前記移動部の前記位置および前記今後の移動距離に基づいて前記到達予測位置を算出する。

本開示の一態様に係る制御方法は、算出ステップと、出力ステップとを備える。前記算出ステップは、移動する移動部の位置を検出するための位置検出装置を用いて検出された前記移動部の位置を示す位置情報および前記移動部を移動させるモータを動作させるための動作指令に基づく前記移動部の今後の移動距離を示す距離情報に基づいて前記移動部の到達予測位置を算出し、前記到達予測位置と前記移動部の目標位置とのずれ量を算出する。前記出力ステップは、前記算出ステップによって算出された前記到達予測位置と前記目標位置との前記ずれ量を示す情報を出力する。前記算出ステップでは、前記位置情報の取得に要する取得時間および前記距離情報の取得に要する取得時間の少なくとも一方を考慮して、基準時刻を決定し、前記基準時刻における前記移動部の位置および前記今後の移動距離を取得または算出し、取得または算出した前記基準時刻における前記移動部の前記位置および前記今後の移動距離に基づいて前記到達予測位置を算出する。

本開示の一態様に係るプログラムは、上記の制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムである。

本開示によれば、位置制御の精度の低下を抑制できるモータ制御システム等を提供できる。

図１は、実施の形態に係る生産装置の機能構成を示すブロック図である。 図２は、図１の生産装置のモータ制御装置が備える第２信号処理回路の機能構成を示すブロック図である。 図３は、図１の生産装置の移動部の概略構成を示す図である。 図４は、図１の生産装置において取得される情報の時系列を示す図である。 図５は、ずれ量を算出する際の図１の生産装置の第２信号処理回路の第１の動作例を示すフローチャートである。 図６は、基準時刻を決定する際の図１の生産装置の第２信号処理回路の第１の動作例を示すフローチャートである。 図７は、図５および図６に示す動作例を説明するための図である。 図８は、基準時刻を決定する際の図１の生産装置の第２信号処理回路の第２の動作例を示すフロー図である。 図９は、図５および図８に示す動作例を説明するための図である。 図１０は、他の移動部の概略構成を示す図である。 図１１は、ずれ量を算出する際の図１の生産装置の第２信号処理回路の第２の動作例を示すフロー図である。 図１２は、ずれ量を算出する際の図１の生産装置の第２信号処理回路の第３の動作例を示すフロー図である。 図１３は、ずれ量を算出する際の図１の生産装置の第２信号処理回路の第４の動作例を示すフロー図である。

以下、本開示の実施の形態について説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本開示の一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される、数値、構成要素、構成要素の配置位置および接続形態、ならびに、工程および工程の順序等は、一例であって本開示を限定する主旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本開示の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。

また、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。なお、全図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略または簡略化する。

（実施の形態）
図１は、実施の形態に係る生産装置１の機能構成を示すブロック図である。図２は、図１の生産装置１のモータ制御装置１６が備える第２信号処理回路３０の機能構成を示すブロック図である。図３は、図１の生産装置１の移動部５０の概略構成を示す図である。

図１および図２に示すように、生産装置１は、モータ制御システム１０と、移動部５０とを備えている。移動部５０は、対象物を保持するヘッド５２と、ヘッド５２に連結されてヘッド５２とともに移動するモータ５４とを有している。モータ５４は、ヘッド５２を移動させるための駆動源である。生産装置１は、モータ５４を用いて生産を行う。たとえば、生産装置１は、ヘッド５２に吸着されて保持された電子部品（図示せず）を、モータ５４を用いてヘッド５２とともにプリント配線基板５６上まで移動させ、当該電子部品をプリント配線基板５６の所定の位置に実装する実装機である。

モータ制御システム１０は、モータ５４を制御するシステムである。たとえば、モータ制御システム１０は、モータ５４の位置等を制御する。モータ制御システム１０は、コントローラ１２と、位置検出装置１４と、モータ制御装置１６と、報知装置１８とを有している。

コントローラ１２は、移動部５０を移動させるモータを動作させるための動作指令を出力する指令装置の一例である。コントローラ１２は、第１信号処理回路２０と、第１入力装置２２とを有している。

第１信号処理回路２０は、信号処理を行う回路である。第１信号処理回路２０は、動作指令を生成し、生成した動作指令を出力する。たとえば、動作指令は、移動部５０を移動させる移動距離（移動量）等を示す位置指令である。また、たとえば、動作指令は、移動部５０を移動させる移動速度等を示す速度指令である。

第１信号処理回路２０には、移動部５０が初期位置から目標位置に到達するまでの間の移動計画に対する動作指令計画が設定されている。

たとえば、移動計画は、コントローラ１２の操作者が第１入力装置２２を用いて入力することによって、第１信号処理回路２０に設定される。たとえば、動作指令計画は、移動計画に沿って移動部５０を移動させるために、動作指令の内容および動作指令を出力するタイミング等を定めた計画である。たとえば、第１信号処理回路２０は、設定された移動計画に基づいて動作指令計画を生成し、コントローラ１２内のメモリ１２１に記憶する。たとえば、第１信号処理回路２０は、動作指令計画に基づいて１つ以上の動作指令を繰り返し出力することによって、移動部５０を移動計画に沿って移動させる。

第１信号処理回路２０は、動作指令に基づく移動部５０の今後の移動距離を算出し、算出した今後の移動距離を示す距離情報を出力する。たとえば、動作指令に基づく今後の移動距離は、第１信号処理回路２０から今後出力される動作指令に基づく移動部５０の移動距離である。たとえば、第１信号処理回路２０から今後出力される動作指令は、動作指令計画に含まれる全ての動作指令のうち、第１信号処理回路２０からまだ出力されていない動作指令である。たとえば、動作指令計画に含まれる全ての動作指令に基づく移動部５０の移動距離から、第１信号処理回路２０から既に出力された動作指令に基づく移動部５０の移動距離を差し引くことで、第１信号処理回路２０から今後出力される動作指令に基づく移動部５０の移動距離を算出できる。なお、たとえば、モータ制御装置１６が備える第２信号処理回路３０が、動作指令に基づく移動部５０の今後の移動距離を算出してもよい。

第１信号処理回路２０は、モータ制御装置１６から判定信号等を受信する。判定信号は、移動部５０の到達予測位置と移動部５０の目標位置とのずれ量についての判定結果を示す信号である。第１信号処理回路２０は、判定信号に基づいて報知装置１８を制御する。たとえば、第１信号処理回路２０は、移動部５０の到達予測位置と移動部５０の目標位置とのずれ量が所定の閾値以上である場合、報知信号を生成して出力し、報知装置１８にその旨を報知させる。

たとえば、第１信号処理回路２０は、コンピュータであり、第１信号処理回路２０の処理は、コンピュータでのプログラム処理によって実現できる。

第１入力装置２２は、操作者等による入力操作を受け付ける装置である。たとえば、上述したように、第１入力装置２２は、移動計画の入力操作を受け付ける。たとえば、第１入力装置２２は、タッチパネルまたはハードウェアボタン等によって実現できる。

位置検出装置１４は、移動する移動部５０の位置を検出するための装置である。位置検出装置１４は、カメラ２４と、画像処理部２６と、エンコーダ２８とを有している。

カメラ２４および画像処理部２６は、移動部５０のうちヘッド５２の位置を検出するための装置である。カメラ２４は、ヘッド５２に連結されてヘッド５２とともに移動する。画像処理部２６は、カメラ２４によって撮像された画像を処理し、ヘッド５２の位置を算出する。たとえば、カメラ２４によって撮像された画像に目標位置が映っている場合、画像処理部２６は、当該画像を画像解析することによってヘッド５２から目標位置までの距離を算出する。画像処理部２６は、ヘッド５２の位置を示す位置情報を出力する。

エンコーダ２８は、移動部５０のうちモータ５４の位置を検出するための装置である。エンコーダ２８は、モータ５４に連結されてモータ５４とともに移動する。たとえば、エンコーダ２８は、リニアスケール（図示せず）を読み取ることによって、モータ５４の位置を検出する。エンコーダ２８は、モータ５４の位置を示す位置情報を出力する。

なお、たとえば、画像処理部２６は、モータ制御装置１６が備える第２信号処理回路３０等に含まれていてもよい。

モータ制御装置１６は、位置検出装置１４を用いて検出された移動部５０の位置を示す位置情報および動作指令に基づく移動部５０の今後の移動距離を示す距離情報に基づいて移動部５０の到達予測位置を算出し、移動部５０の到達予測位置と移動部５０の目標位置とのずれ量を算出して出力する制御装置の一例である。モータ制御装置１６は、第２信号処理回路３０と、第２入力装置３２とを有している。

第２信号処理回路３０は、信号処理を行う回路である。図２に示すように、第２信号処理回路３０は、位置制御部３４と、ずれ量算出部３６とを有している。

位置制御部３４は、コントローラ１２から出力された動作指令と、エンコーダ２８を用いて検出されたモータ５４の位置を示す位置情報と、ずれ量算出部３６から出力された移動部５０の到達予測位置と移動部５０の目標位置とのずれ量とに基づいて、モータ５４を駆動させるための駆動信号を生成し、生成した駆動信号を出力する。

ずれ量算出部３６は、移動部５０の到達予測位置と移動部５０の目標位置とのずれ量を算出する算出部の一例である。また、ずれ量算出部３６は、ずれ量算出部３６によって算出された移動部５０の到達予測位置と移動部５０の目標位置とのずれ量を示す情報を出力する出力部の一例でもある。

ずれ量算出部３６は、位置検出装置１４を用いて検出された移動部５０の位置を示す位置情報、および動作指令に基づく移動部５０の今後の移動距離を示す距離情報に基づいて、移動部５０の到達予測位置を算出する。移動部５０の到達予測位置は、移動部５０が到達すると予測される位置である。

位置検出装置１４を用いて検出された移動部５０の位置情報は、カメラ２４を用いて検出されたヘッド５２の位置を示す位置情報と、エンコーダ２８を用いて検出されたモータ５４の位置を示す位置情報とを含んでいる。たとえば、ヘッド５２の位置は、目標位置に対するカメラ２４の位置と、カメラ２４の位置とヘッド５２の位置との間の距離（図３のβを参照）とによって算出される。

たとえば、ずれ量算出部３６は、エンコーダ２８を用いて検出されたモータ５４の位置を示す位置情報と、動作指令に基づく移動部５０の今後の移動距離を示す距離情報とに基づいて、移動部５０の到達予測位置を算出する。具体的には、たとえば、図３に示すように、ずれ量算出部３６は、エンコーダ２８を用いて検出されたモータ５４の位置と、モータ５４の位置とヘッド５２の位置との間の距離（図３のα＋Ｘを参照）と、動作指令に基づく移動部５０の今後の移動距離とを用いて、移動部５０の到達予測位置を算出する。

なお、詳細は後述するが、ずれ量算出部３６は、位置検出装置１４を用いて検出された移動部５０の位置を示す位置情報の取得に要する取得時間、および動作指令に基づく移動部５０の今後の移動距離を示す距離情報の取得に要する取得時間を考慮して、移動部５０の到達予測位置を算出する。

ずれ量算出部３６は、算出した移動部５０の到達予測位置と移動部５０の目標位置とのずれ量を算出し、ずれ量を示す情報を出力する。また、ずれ量算出部３６は、算出したずれ量が所定の閾値以上か否かを判定し、判定結果を示す判定信号を出力する。たとえば、ずれ量算出部３６から出力された判定信号は、位置制御部３４に入力されるが、第１信号処理回路２０に入力されてもよい。

たとえば、第２信号処理回路３０は、コンピュータであり、位置制御部３４およびずれ量算出部３６の処理は、コンピュータでのプログラム処理によって実現できる。

報知装置１８は、コントローラ１２に接続されている。たとえば、報知装置１８は、表示器である。この場合、報知装置１８は、コントローラ１２から出力された報知信号に基づいて、移動部５０の到達予測位置と移動部５０の目標位置とのずれ量が所定の閾値以上である旨を示す警告を表示する。

なお、たとえば、報知装置１８は、警告灯であってもよい。この場合、報知装置１８は、コントローラ１２から出力された報知信号に基づいて、警告灯を点灯する。なお、たとえば、報知装置１８は、コントローラ１２に接続されていなくてもよく、モータ制御装置１６に接続されていてもよい。また、たとえば、報知装置１８は、コントローラ１２またはモータ制御装置１６に含まれていてもよい。

報知装置１８によって、生産装置１（モータ制御システム１０）に関わる対象者（たとえば、生産装置１を利用する作業者または生産装置１の管理者および保守者等を含む）は、移動部５０の到達予測位置と移動部５０の目標位置との位置ずれが所定の閾値以上であることを容易にかつ素早く把握できる。

図４は、図１の生産装置１において取得される情報の時系列を示す図である。

図４に示すように、位置検出装置１４を用いて移動部５０の位置が周期的に検出されており、ずれ量算出部３６は、位置検出装置１４を用いて検出された移動部５０の位置を示す位置情報を周期的に取得している。

具体的には、カメラ２４を用いて第１周期でヘッド５２の位置が検出されており、ずれ量算出部３６は、ヘッド５２の位置を示す位置情報を第１周期で取得している。

なお、ずれ量算出部３６が当該位置情報を取得するまでには、画像処理部２６による画像処理に要する時間および当該位置情報の送信に要する時間等を含む取得時間が発生し得る。以下の説明では、当該取得時間を、第１取得時間という場合がある。つまり、ずれ量算出部３６が取得した当該位置情報が示すヘッド５２の位置は、当該位置情報を取得した時刻から第１取得時間遡った時刻に実際にヘッド５２が位置していた位置である。

また、エンコーダ２８を用いて第２周期でモータ５４の位置が検出されており、ずれ量算出部３６は、モータ５４の位置を示す位置情報を第２周期で取得している。

なお、ずれ量算出部３６が当該位置情報を取得するまでには、当該位置情報の送信に要する時間等を含む取得時間が発生し得る。以下の説明では、当該取得時間を、第２取得時間という場合がある。つまり、ずれ量算出部３６が取得した当該位置情報が示すモータ５４の位置は、当該位置情報を取得した時刻から第２取得時間遡った時刻に実際にモータ５４が位置していた位置である。

第１信号処理回路２０は、動作指令に基づく移動部５０の今後の移動距離を周期的に算出しており、ずれ量算出部３６は、第１信号処理回路２０によって算出された動作指令に基づく移動部５０の今後の移動距離を示す距離情報を周期的に取得している。

具体的には、第１信号処理回路２０は、第３周期で動作指令に基づく移動部５０の今後の移動距離を算出しており、ずれ量算出部３６は、動作指令に基づく移動部５０の今後の移動距離を示す距離情報を第３周期で取得している。

なお、ずれ量算出部３６が当該距離情報を取得するまでには、当該距離情報の送信に要する時間等を含む取得時間が発生し得るが、当該取得時間は微小であるため、ここでは当該取得時間を考慮しない。なお、ずれ量算出部３６は、当該取得時間を考慮してもよい。

ずれ量算出部３６（第２信号処理回路３０）は、内部信号等を周期的に取得して移動部５０の到達予測位置を周期的に算出し、移動部５０の到達予測位置と移動部５０の目標位置とのずれ量を周期的に算出している。ここでは、ずれ量算出部３６は、エンコーダ２８を用いて検出されたモータ５４の位置を示す位置情報を取得する度に、つまり第２周期で当該ずれ量を算出している。

図５は、ずれ量を算出する際の図１の生産装置１のずれ量算出部３６の第１の動作例を示すフロー図である。図６は、基準時刻を決定する際の図１の生産装置１のずれ量算出部３６の第１の動作例を示すフロー図である。図７は、図５および図６に示す動作例を説明するための図である。

図５に示すように、ずれ量算出部３６は、カメラ２４を用いて検出されたヘッド５２の位置を示す位置情報を取得し（ステップＳ１）、エンコーダ２８を用いて検出されたモータ５４の位置を示す位置情報を取得し（ステップＳ２）、動作指令に基づく移動部５０の今後の移動距離を示す距離情報を取得する（ステップＳ３）。

また、ずれ量算出部３６は、第１取得時間および第２取得時間を考慮して、基準時刻を決定する（ステップＳ４）。

図６に示すように、たとえば、ずれ量算出部３６は、カメラ２４を用いて検出されたヘッド５２の位置を示す位置情報の取得履歴を取得し（ステップＳ１０）、第１周期および第１取得時間を取得する（ステップＳ１１）。また、ずれ量算出部３６は、エンコーダ２８を用いて検出されたモータ５４の位置を示す位置情報の取得履歴を取得し（ステップＳ１２）、第２周期および第２取得時間を取得する（ステップＳ１３）。また、ずれ量算出部３６は、動作指令に基づく移動部５０の今後の移動距離を示す距離情報の取得履歴を取得し（ステップＳ１４）、第３周期を取得する（ステップＳ１５）。

ずれ量算出部３６は、取得した第１取得時間等を考慮して、周期的に取得した複数の位置情報のうちの最も新しい位置情報を取得した時刻から位置情報の取得に要する取得時間遡った時刻、および周期的に取得した複数の距離情報のうちの最も新しい距離情報を取得した時刻のうち、最も古い時刻を基準時刻として決定する（ステップＳ１６）。

たとえば、図７では、カメラ２４を用いて検出されたヘッド５２の位置を示す複数の位置情報のうち、現在時刻の以前における最も新しい位置情報を取得した時刻から第１取得時間遡った時刻を、Ｔ１としている。また、エンコーダ２８を用いて検出されたモータ５４の位置を示す複数の位置情報のうち、現在時刻の以前における最も新しい位置情報を取得した時刻から第２取得時間遡った時刻を、Ｔ２としている。また、第１信号処理回路２０から取得した複数の距離情報のうち、現在時刻の以前における最も新しい距離情報を取得した時刻を、Ｔ３としている。また、ずれ量算出部３６（第１信号処理回路２０）の内部信号のうち、現在時刻の以前における最も新しい内部信号を取得した時刻を、Ｔ４としている。

たとえば、ずれ量算出部３６は、Ｔ１、Ｔ２、およびＴ３のうち、最も古い時刻を判定する。ここでは、Ｔ１、Ｔ２、およびＴ３のうち、最も古い時刻はＴ３である。したがって、ずれ量算出部３６は、Ｔ３を基準時刻として決定する。

図５に戻って、ずれ量算出部３６は、基準時刻を決定すると、位置検出装置１４を用いて検出された移動部５０の位置を示す位置情報に対して、遅延補償を行う（ステップＳ５およびステップＳ６）。たとえば、ずれ量算出部３６は、遅延補償として、位置情報の取得に要する取得時間を考慮して、基準時刻における移動部５０の位置を取得または算出する。

たとえば、ずれ量算出部３６は、第１時刻から当該取得時間進んだ時刻に取得した位置情報および第２時刻から当該取得時間進んだ時刻に取得した位置情報とを用いて、基準時刻における移動部５０の位置を算出する。ここで、第１時刻は、周期的に取得した複数の位置情報を取得した複数の時刻のそれぞれから位置情報の取得に要する取得時間遡った複数の時刻のうちの基準時刻よりも前における最も新しい時刻である。第２時刻は、周期的に取得した複数の位置情報を取得した複数の時刻のそれぞれから位置情報の取得に要する取得時間遡った複数の時刻のうちの基準時刻よりも後における最も古い時刻である。

ここでは、ずれ量算出部３６は、遅延補償として基準時刻におけるヘッド５２の位置を取得または算出し（ステップＳ５）、遅延補償として基準時刻におけるモータ５４の位置を取得または算出する（ステップＳ６）。

図７に示すように、ここでは、基準時刻をＴ０とし、カメラ２４を用いて検出された複数の位置情報を取得した複数の時刻のそれぞれから第１取得時間遡った複数の時刻のうちの基準時刻よりも前における最も新しい第１時刻をＴ５とし、カメラ２４を用いて検出された複数の位置情報を取得した複数の時刻のそれぞれから第１取得時間遡った複数の時刻のうちの基準時刻よりも後における最も古い第２時刻をＴ１としている。また、ここでは、当該第１時刻から第１取得時間進んだ時刻をＴ６とし、当該第２時刻から第１取得時間進んだ時刻をＴ７としている。この場合、基準時刻と第１時刻との差をΔＴ１とすると、ΔＴ１＝Ｔ０－Ｔ５となる。また、第２時刻と基準時刻との差をΔＴ２とすると、ΔＴ２＝Ｔ１－Ｔ０となる。

たとえば、Ｔ６に取得した位置情報が示す移動部５０の位置をＸとし、Ｔ７に取得した位置情報が示す移動部５０の位置をＹとした場合、ずれ量算出部３６は、ΔＴ２／（ΔＴ１＋ΔＴ２）×Ｘ＋ΔＴ１／（ΔＴ１＋ΔＴ２）×Ｙによって、基準時刻におけるヘッド５２の位置を算出する。

また、ここでは、基準時刻をＴ０とし、エンコーダ２８を用いて検出された複数の位置情報を取得した複数の時刻のそれぞれから第２取得時間遡った複数の時刻のうちの基準時刻よりも前における最も新しい第１時刻をＴ８とし、エンコーダ２８を用いて検出された複数の位置情報を取得した複数の時刻のそれぞれから第２取得時間遡った複数の時刻のうちの基準時刻よりも後における最も古い第２時刻をＴ９としている。また、ここでは、当該第１時刻から第２取得時間進んだ時刻をＴ１０とし、当該第２時刻から第２取得時間進んだ時刻をＴ１１としている。この場合、基準時刻と第１時刻との差をΔＴ３とすると、ΔＴ３＝Ｔ０－Ｔ８となる。また、第２時刻と基準時刻との差をΔＴ４とすると、ΔＴ４＝Ｔ９－Ｔ０となる。

たとえば、Ｔ１０に取得した位置情報が示すモータ５４の位置をＸ１とし、Ｔ１１に取得した位置情報が示すモータ５４の位置をＹ１とした場合、ずれ量算出部３６は、ΔＴ４／（ΔＴ３＋ΔＴ４）×Ｘ１＋ΔＴ３／（ΔＴ３＋ΔＴ４）×Ｙ１によって、基準時刻におけるモータ５４の位置を算出する。

図５に戻って、ずれ量算出部３６は、同様にして、動作指令に基づく移動部５０の今後の移動距離に対して、遅延補償を行う（ステップＳ７）。たとえば、ずれ量算出部３６は、遅延補償として、第１取得時間および第２取得時間を考慮して、基準時刻における移動部５０の今後の移動距離を取得または算出する。

ここでは、基準時刻はＴ３であり、Ｔ３における移動部５０の今後の移動距離を示す距離情報があるので、ずれ量算出部３６は、基準時刻における移動部５０の今後の移動距離を取得する。

ずれ量算出部３６は、基準時刻における移動部５０の位置および移動部５０の今後の移動距離を取得または算出すると、取得または算出した基準時刻における移動部５０の位置および移動部５０の今後の移動距離を用いて、移動部５０の到達予測位置を算出する（ステップＳ８）。

たとえば、ずれ量算出部３６は、エンコーダ２８を用いて検出されたモータ５４の位置と、モータ５４の位置とヘッド５２の位置との間の距離（図３のα＋Ｘを参照）と、移動部５０の今後の移動距離とを用いて、移動部５０の到達予測位置を算出する。

ずれ量算出部３６は、移動部５０の到達予測位置を算出すると、移動部５０の到達予測位置と移動部５０の目標位置とのずれ量を算出する（ステップＳ９）。たとえば、到達予測位置と目標位置との差分を、当該ずれ量として算出する。

図８は、基準時刻を決定する際の図１の生産装置１のずれ量算出部３６の第２の動作例を示すフロー図である。図９は、図５および図８に示す動作例を説明するための図である。

図８に示すように、ずれ量算出部３６は、周期的に取得している位置情報および距離情報のうちの最も周期が長い情報の取得履歴を取得し（ステップＳ１７）、当該取得履歴に含まれる情報のうち、最も新しい情報を取得した時刻、または最も新しい情報を取得した時刻から当該情報の取得に要する取得時間遡った時刻を基準時刻として決定してもよい（ステップＳ１８）。

つまり、たとえば、ずれ量算出部３６は、位置情報を取得する周期が距離情報を取得する周期よりも長い場合、周期的に取得した複数の位置情報のうちの最も新しい位置情報を取得した時刻から第１取得時間遡った時刻を基準時刻として決定する。また、たとえば、ずれ量算出部３６は、距離情報を取得する周期が位置情報を取得する周期よりも長い場合、周期的に取得した複数の距離情報のうちの最も新しい距離情報を取得した時刻を基準時刻として決定する。

図９に示すように、ここでは、第１周期が第２周期および第３周期よりも長いので、ずれ量算出部３６は、カメラ２４を用いて検出されて周期的に取得した複数の位置情報のうちの最も新しい位置情報を取得した時刻から第１取得時間遡った時刻を基準時刻として決定する。

そして、ずれ量算出部３６は、第１の動作例で説明したような方法で、基準時刻における移動部５０の位置および移動部５０の今後の移動距離を取得または算出する。

ここでは、基準時刻におけるヘッド５２の位置を示す位置情報はあるので、ずれ量算出部３６は、当該位置情報を取得して、基準時刻におけるヘッド５２の位置を取得する。

また、ここでは、基準時刻における移動部５０の今後の移動距離を示す距離情報がないので、ずれ量算出部３６は、基準時刻における移動部５０の今後の移動距離を算出する。具体的には、たとえば、ずれ量算出部３６は、周期的に取得した複数の距離情報を取得した複数の時刻のうちの基準時刻よりも前における最も新しい第３時刻および基準時刻よりも後における最も古い第４時刻と、第３時刻に取得した距離情報および第４時刻に取得した距離情報とを用いて、基準時刻における今後の移動距離を算出する。

ここでは、基準時刻をＴ０とし、複数の距離情報を取得した複数の時刻のうちの基準時刻よりも前における最も新しい第３時刻をＴ１２とし、複数の距離情報を取得した複数の時刻のうちの基準時刻よりも後における最も古い第４時刻をＴ１３としている。この場合、基準時刻と第３時刻との差をΔＴ５とすると、ΔＴ５＝Ｔ０－Ｔ１２となる。また、第４時刻と基準時刻との差をΔＴ６とすると、ΔＴ６＝Ｔ１３－Ｔ０となる。

たとえば、Ｔ１２に取得した位置情報が示す移動部５０の今後の移動距離をＸ２とし、Ｔ１３に取得した位置情報が示す移動部５０の今後の移動距離をＹ２とした場合、ずれ量算出部３６は、ΔＴ６／（ΔＴ５＋ΔＴ６）×Ｘ２＋ΔＴ５／（ΔＴ５＋ΔＴ６）×Ｙ２によって、基準時刻における移動部５０の今後の移動距離を算出する。

たとえば、ずれ量算出部３６は、同様にして、基準時刻におけるモータ５４の位置、および基準時刻における内部信号値を算出する。

なお、たとえば、ずれ量算出部３６は、第３周期が第１周期および第２周期よりも長い場合、周期的に取得した複数の距離情報のうちの最も新しい距離情報を取得した時刻を基準時刻として決定してもよい。

以上、実施の形態に係るモータ制御システム１０について説明した。

実施の形態に係るモータ制御システム１０は、モータ５４と、移動部５０と、移動する移動部５０の位置を検出するための位置検出装置１４と、移動部５０を移動させるための動作指令を出力するコントローラ１２と、モータ制御装置１６とを備える。モータ制御装置１６は、ずれ量算出部３６を有する。ずれ量算出部３６は、位置検出装置１４を用いて検出された移動部５０の位置を示す位置情報および動作指令に基づく移動部５０の今後の移動距離を示す距離情報に基づいて移動部５０の到達予測位置を算出し、到達予測位置と移動部５０の目標位置とのずれ量を算出し、算出された到達予測位置と目標位置とのずれ量を示す情報を出力する。また、ずれ量算出部３６は、位置情報の取得に要する取得時間および距離情報の取得に要する取得時間の少なくとも一方を考慮して、基準時刻を決定し、基準時刻における移動部５０の位置および今後の移動距離を取得または算出し、取得または算出した基準時刻における移動部５０の位置および今後の移動距離に基づいて到達予測位置を算出する。

これによれば、ずれ量算出部３６は、位置情報の取得に要する取得時間および距離情報の取得に要する取得時間の少なくとも一方を考慮して、基準時刻を決定し、取得または算出した基準時刻における移動部５０の位置および今後の移動距離に基づいて到達予測位置を算出する。ここで、位置情報の取得に要する取得時間が発生した場合、位置情報を取得した時刻と、当該位置情報が示す位置に移動部５０が実際に位置していた時刻とは異なり得る。したがって、位置情報の取得に要する取得時間を考慮せずに、位置情報を取得した時刻に、当該位置情報が示す位置に移動部５０が実際に位置していたと考えて、到達予測位置を算出すると、到達予測位置を精度よく算出できない。距離情報についても同様である。上述したように、ずれ量算出部３６は、位置情報の取得に要する取得時間および距離情報の取得に要する取得時間の少なくとも一方を考慮して、基準時刻を決定し、基準時刻における移動部５０の位置および今後の移動距離に基づいて到達予測位置を算出するので、到達予測位置を精度よく算出できる。したがって、移動部５０の到達予測位置と移動部５０の目標位置とのずれ量を精度よく算出できるので、移動部５０を目標位置に位置させ易くなり、位置制御の精度の低下を抑制できる。

また、実施の形態に係るモータ制御システム１０において、ずれ量算出部３６は、位置情報および距離情報を周期的に取得し、周期的に取得した複数の位置情報のうちの最も新しい位置情報を取得した時刻から位置情報の取得に要する取得時間遡った時刻、および周期的に取得した複数の距離情報のうちの最も新しい距離情報を取得した時刻のうち、最も古い時刻を基準時刻として決定する。

これによれば、位置情報および距離情報の一方については、基準時刻における情報があるので、基準時刻における移動部５０の位置または今後の移動距離を取得できる。また、位置情報および距離情報の他方については、基準時刻の前後の情報があるので、これらの情報を用いて基準時刻における移動部５０の位置または今後の移動距離を精度よく算出できる。したがって、基準時刻における移動部５０の到達予測位置と移動部５０の目標位置とのずれ量を精度よく算出できるので、移動部５０を目標位置に位置させ易くなり、位置制御の精度の低下を抑制できる。

また、実施の形態に係るモータ制御システム１０において、ずれ量算出部３６は、位置情報および距離情報を周期的に取得する。そしてずれ量算出部３６は、位置情報を取得する周期が距離情報を取得する周期よりも長い場合、周期的に取得した複数の位置情報のうちの最も新しい位置情報を取得した時刻から位置情報の取得に要する取得時間遡った時刻を基準時刻として決定する。また、ずれ量算出部３６は、距離情報を取得する周期が位置情報を取得する周期よりも長い場合、周期的に取得した複数の距離情報のうちの最も新しい距離情報を取得した時刻を基準時刻として決定する。

これによれば、位置情報および距離情報の一方については、基準時刻における情報があるので、基準時刻における移動部５０の位置または今後の移動距離を取得できる。また、位置情報および距離情報の他方については、当該一方よりも短い周期で情報を取得しているので、基準時刻の近傍の情報を用いて基準時刻における移動部５０の位置または今後の移動距離を精度よく算出できる。したがって、基準時刻における移動部５０の到達予測位置と移動部５０の目標位置とのずれ量を精度よく算出できるので、移動部５０を目標位置に位置させ易くなり、位置制御の精度の低下を抑制できる。

また、実施の形態に係るモータ制御システム１０において、ずれ量算出部３６は、位置情報を周期的に取得し、第１時刻および第２時刻と、第１時刻から当該取得時間進んだ時刻に取得した位置情報および第２時刻から当該取得時間進んだ時刻に取得した位置情報とを用いて、基準時刻における移動部５０の位置を算出する。ここで、第１時刻は、周期的に取得した複数の位置情報を取得した複数の時刻のそれぞれから位置情報の取得に要する取得時間遡った複数の時刻のうちの基準時刻よりも前における最も新しい時刻である。また、第２時刻は、周期的に取得した複数の位置情報を取得した複数の時刻のそれぞれから位置情報の取得に要する取得時間遡った複数の時刻のうちの基準時刻よりも後における最も古い時刻である。

これによれば、基準時刻の前後の位置情報を用いて基準時刻における移動部５０の位置を精度よく算出できる。したがって、基準時刻における移動部５０の到達予測位置と移動部５０の目標位置とのずれ量を精度よく算出できるので、移動部５０を目標位置に位置させ易くなり、位置制御の精度の低下を抑制できる。

また、実施の形態に係るモータ制御システム１０において、ずれ量算出部３６は、距離情報を周期的に取得し、周期的に取得した複数の距離情報を取得した複数の時刻のうちの基準時刻よりも前における最も新しい第３時刻および基準時刻よりも後における最も古い第４時刻と、第３時刻に取得した距離情報および第４時刻に取得した距離情報とを用いて、基準時刻における今後の移動距離を算出する。

これによれば、基準時刻の前後の距離情報を用いて基準時刻における今後の移動距離を精度よく算出できる。したがって、基準時刻における移動部５０の到達予測位置と移動部５０の目標位置とのずれ量を精度よく算出できるので、移動部５０を目標位置に位置させ易くなり、位置制御の精度の低下を抑制できる。

また、実施の形態に係るモータ制御システム１０において、移動部５０は、対象物を保持するヘッド５２と、ヘッド５２に連結されてヘッド５２とともに移動するモータ５４とを有し、位置検出装置１４は、ヘッド５２の位置を検出するためのカメラ２４と、モータ５４の位置を検出するためのエンコーダ２８とを有する。

これによれば、ヘッド５２の位置とモータ５４の位置とを検出できるので、ヘッド５２の位置とモータ５４の位置とにずれが生じた場合でも、基準時刻における移動部５０の位置を精度よく算出できる。したがって、基準時刻における移動部５０の到達予測位置と移動部５０の目標位置とのずれ量を精度よく算出できるので、移動部５０を目標位置に位置させ易くなり、位置制御の精度の低下を抑制できる。

図１０は、他の移動部５０ａの概略構成を示す概略図である。

図１０に示すように、移動部５０ａは、ヘッド５２の位置とモータ５４の位置との間の距離（図１０のαを参照）が変化しないように、ヘッド５２とモータ５４とが剛性の高い部材によって連結されていてもよい。

図１１は、ずれ量を算出する際の図１の生産装置１のずれ量算出部３６の第２の動作例を示すフロー図である。

図１１に示すように、ずれ量算出部３６は、エンコーダ２８を用いて検出された位置情報を用いずに、カメラ２４を用いて検出された位置情報と距離情報とを用いて、移動部５０の到達予測位置と移動部５０の目標位置とのずれ量を算出してもよい。

図１２は、ずれ量を算出する際の図１の生産装置１のずれ量算出部３６の第３の動作例を示すフロー図である。

図１２に示すように、ずれ量算出部３６は、トルク指令をさらに取得し、トルク指令に基づいてヘッド５２の位置とモータ５４の位置とのずれ量を算出し、当該ずれ量をさらに考慮して移動部５０の到達予測位置と移動部５０の目標位置とのずれ量を算出してもよい。

たとえば、位置制御部３４は、コントローラ１２から出力された動作指令に基づいてモータ５４の駆動トルクを示すトルク指令を生成し、出力する。ずれ量算出部３６は、位置制御部３４から出力されたトルク指令を取得し（ステップＳ２１）、遅延補償を行う（ステップＳ２２）。たとえば、ずれ量算出部３６は、遅延補償として、基準時刻におけるトルク指令を取得または算出する。基準時刻におけるトルク指令の算出については、上述したような、基準時刻における移動部５０の位置の算出等と同様であるので、ここでは詳細な説明を省略する。

ずれ量算出部３６は、基準時刻におけるトルク指令を考慮して、基準時刻におけるヘッド５２の位置とモータ５４の位置とのずれ量を算出する（ステップＳ２３）。たとえば、ずれ量算出部３６は、基準時刻におけるトルク指令と、ヘッド５２とモータ５４とを連結している連結部材の剛性等とを考慮して、基準時刻における当該連結部材の変形量を算出し、当該変形量から、基準時刻におけるヘッド５２の位置とモータ５４の位置とのずれ量を算出する。

ずれ量算出部３６は、基準時刻におけるヘッド５２の位置とモータ５４の位置とのずれ量をさらに考慮して、移動部５０の到達予測位置を算出し（ステップＳ８）、移動部５０の到達予測位置と移動部５０の目標位置とのずれ量を算出する（ステップＳ９）。

このように、ずれ量算出部３６は、動作指令に基づくトルク指令に基づいて、ヘッド５２の位置とモータ５４の位置とのずれ量を算出する。

これによれば、移動部５０の到達予測位置を精度よく算出できるので、移動部５０を目標位置に位置させ易くなり、位置制御の精度の低下を抑制できる。

図１３は、ずれ量を算出する際の図１の生産装置１のずれ量算出部３６の第４の動作例を示すフロー図である。

図１３に示すように、ずれ量算出部３６は、動作指令をさらに取得し、動作指令をさらに考慮して移動部５０の到達予測位置と移動部５０の目標位置とのずれ量を算出してもよい。

たとえば、ずれ量算出部３６は、コントローラ１２から出力された動作指令を取得し（ステップＳ３１）、遅延補償を行う（ステップＳ３２）。たとえば、ずれ量算出部３６は、遅延補償として、基準時刻における動作指令を取得または算出する。基準時刻における動作指令の算出については、上述したような、基準時刻における移動部５０の位置等の算出と同様であるので、ここでは詳細な説明を省略する。

ずれ量算出部３６は、基準時刻における動作指令をさらに考慮して、移動部５０の到達予測位置を算出し（ステップＳ８）、移動部５０の到達予測位置と移動部５０の目標位置とのずれ量を算出する（ステップＳ９）。

（他の実施の形態等）
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態について説明した。しかしながら、本開示による技術は、これらに限定されず、本開示の趣旨を逸脱しない限り、適宜、変更、置き換え、付加、省略等を行った実施の形態または変形例にも適用可能である。

上述した実施の形態では、モータ５４が、ヘッド５２とともに移動する場合について説明したが、これに限定されない。たとえば、モータは、ヘッドとともに移動しなくてもよい。この場合、移動部は、モータを含まない。

また、上述した実施の形態では、カメラ２４が、ヘッド５２とともに移動する場合について説明したが、これに限定されない。たとえば、カメラは、目標位置を撮像できる場所に固定されていてもよい。

また、本開示の全般的または具体的な態様は、システム、装置、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたはコンピュータ読み取り可能なＣＤ－ＲＯＭなどの記録媒体で実現されてもよい。また、システム、装置、方法、集積回路、コンピュータプログラム及び記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。

たとえば、本開示は、上述した実施の形態のモータ制御システムとして実現されてもよい。また、本開示は、制御装置として実現されてもよい。また、本開示は、制御方法として実現されてもよい。また、本開示は、制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムとして実現されてもよいし、このようなプログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な非一時的な記録媒体として実現されてもよい。

本開示に係るモータ制御システム等は、モータを用いて移動部を移動させる制御システム等に利用可能である。

１０ モータ制御システム
１２ コントローラ
１４ 位置検出装置
１６ モータ制御装置
１８ 報知装置
２０ 第１信号処理回路
２２ 第１入力装置
２４ カメラ
２６ 画像処理部
２８ エンコーダ
３０ 第２信号処理回路
３２ 第２入力装置
３４ 位置制御部
３６ ずれ量算出部
１２１ メモリ

Claims (10)

1. 移動する移動部の位置を検出するための位置検出装置と、
   前記移動部を移動させるモータを動作させるための動作指令を出力する指令装置と、
   制御装置とを備え、
   前記制御装置は、
   前記移動部の位置を示す位置情報および前記動作指令に基づいて算出された前記移動部の今後の移動距離を示す距離情報から前記移動部の到達予測位置を算出し、前記到達予測位置と前記移動部の目標位置とのずれ量を算出する算出部と、
   前記算出部によって算出された前記到達予測位置と前記目標位置とのずれ量を示す情報を出力する出力部とを有し、
   前記算出部は、前記位置情報の取得に要する取得時間および前記距離情報の取得に要する取得時間の少なくとも一方を考慮して、基準時刻を決定し、前記基準時刻における前記移動部の位置および前記今後の移動距離を取得または算出し、取得または算出した前記基準時刻における前記移動部の前記位置および前記今後の移動距離に基づいて前記到達予測位置を算出する、
   モータ制御システム。
2. 前記算出部は、
   前記位置情報および前記距離情報を周期的に取得し、
   周期的に取得した複数の前記位置情報のうちの最も新しい前記位置情報を取得した時刻から前記位置情報の取得に要する前記取得時間遡った時刻、および周期的に取得した複数の前記距離情報のうちの最も新しい前記距離情報を取得した時刻のうち、最も古い時刻を前記基準時刻として決定する、
   請求項１に記載のモータ制御システム。
3. 前記算出部は、
   前記位置情報および前記距離情報を周期的に取得し、
   前記位置情報を取得する周期が前記距離情報を取得する周期よりも長い場合、周期的に取得した複数の前記位置情報のうちの最も新しい前記位置情報を取得した時刻から前記位置情報の取得に要する前記取得時間遡った時刻を前記基準時刻として決定し、
   前記距離情報を取得する周期が前記位置情報を取得する周期よりも長い場合、周期的に取得した複数の前記距離情報のうちの最も新しい前記距離情報を取得した時刻を前記基準時刻として決定する、
   請求項１に記載のモータ制御システム。
4. 前記算出部は、
   前記位置情報を周期的に取得し、
   周期的に取得した複数の前記位置情報を取得した複数の時刻のそれぞれから前記位置情報の取得に要する前記取得時間遡った複数の時刻のうちの前記基準時刻よりも前における最も新しい第１時刻および前記基準時刻よりも後における最も古い第２時刻と、前記第１時刻から当該取得時間進んだ時刻に取得した前記位置情報および前記第２時刻から当該取得時間進んだ時刻に取得した前記位置情報とを用いて、前記基準時刻における前記移動部の位置を算出する、
   請求項１から３のいずれか１項に記載のモータ制御システム。
5. 前記算出部は、
   前記距離情報を周期的に取得し、
   周期的に取得した複数の前記距離情報を取得した複数の時刻のうちの前記基準時刻よりも前における最も新しい第３時刻および前記基準時刻よりも後における最も古い第４時刻と、前記第３時刻に取得した前記距離情報および前記第４時刻に取得した前記距離情報とを用いて、前記基準時刻における前記今後の移動距離を算出する、
   請求項１に記載のモータ制御システム。
6. 前記移動部は、対象物を保持するヘッドと、前記ヘッドに連結されて前記ヘッドとともに移動するモータとを有し、
   前記位置検出装置は、前記ヘッドの位置を検出するためのカメラと、前記モータの位置を検出するためのエンコーダとを有する、
   請求項１に記載のモータ制御システム。
7. 前記算出部は、前記動作指令に基づくトルク指令に基づいて、前記ヘッドの位置と前記モータの位置とのずれ量を算出する、
   請求項６に記載のモータ制御システム。
8. 移動する移動部の位置を検出するための位置検出装置を用いて検出された前記移動部の位置を示す位置情報および前記移動部を移動させるモータを動作させるための動作指令に基づく前記移動部の今後の移動距離を示す距離情報に基づいて前記移動部の到達予測位置を算出し、前記到達予測位置と前記移動部の目標位置とのずれ量を算出する算出部と、
   前記算出部によって算出された前記到達予測位置と前記目標位置とのずれ量を示す情報を出力する出力部とを備え、
   前記算出部は、前記位置情報の取得に要する取得時間および前記距離情報の取得に要する取得時間の少なくとも一方を考慮して、基準時刻を決定し、前記基準時刻における前記移動部の位置および前記今後の移動距離を取得または算出し、取得または算出した前記基準時刻における前記移動部の前記位置および前記今後の移動距離に基づいて前記到達予測位置を算出する、
   制御装置。
9. 移動する移動部の位置を検出するための位置検出装置を用いて検出された前記移動部の位置を示す位置情報および前記移動部を移動させるモータを動作させるための動作指令に基づく前記移動部の今後の移動距離を示す距離情報に基づいて前記移動部の到達予測位置を算出し、前記到達予測位置と前記移動部の目標位置との前記ずれ量を算出する算出ステップと、
   前記算出ステップによって算出された前記到達予測位置と前記目標位置とのずれ量を示す情報を出力する出力ステップとを備え、
   前記算出ステップでは、前記位置情報の取得に要する取得時間および前記距離情報の取得に要する取得時間の少なくとも一方を考慮して、基準時刻を決定し、前記基準時刻における前記移動部の位置および前記今後の移動距離を取得または算出し、取得または算出した前記基準時刻における前記移動部の前記位置および前記今後の移動距離に基づいて前記到達予測位置を算出する、
   制御方法。
10. 請求項９に記載の制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。

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