WO2018047518A1 - モータ制御装置及びこれを用いたモータ装置 - Google Patents

モータ制御装置及びこれを用いたモータ装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2018047518A1
WO2018047518A1 PCT/JP2017/027722 JP2017027722W WO2018047518A1 WO 2018047518 A1 WO2018047518 A1 WO 2018047518A1 JP 2017027722 W JP2017027722 W JP 2017027722W WO 2018047518 A1 WO2018047518 A1 WO 2018047518A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
contact
drive
motor
backlash
signal
Prior art date
Application number
PCT/JP2017/027722
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
高野　直人
英俊 池田
裕幸 関口
重利 國枝
庸三 久保
Original Assignee
三菱電機株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 三菱電機株式会社 filed Critical 三菱電機株式会社
Priority to KR1020187020086A priority Critical patent/KR102056051B1/ko
Priority to JP2018505046A priority patent/JP6479256B2/ja
Priority to CN201780006869.9A priority patent/CN109642851B/zh
Priority to TW106128749A priority patent/TWI660162B/zh
Publication of WO2018047518A1 publication Critical patent/WO2018047518A1/ja

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M13/00—Testing of machine parts
    • G01M13/02—Gearings; Transmission mechanisms
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P29/00—Arrangements for regulating or controlling electric motors, appropriate for both AC and DC motors
    • H02P29/02—Providing protection against overload without automatic interruption of supply
    • H02P29/024—Detecting a fault condition, e.g. short circuit, locked rotor, open circuit or loss of load
    • H02P29/0241—Detecting a fault condition, e.g. short circuit, locked rotor, open circuit or loss of load the fault being an overvoltage

Definitions

  • the present invention relates to a motor control device for measuring backlash and a motor device using the same.
  • the transmission mechanism that transmits power using a transmission unit such as a screw or a gear is provided with a backlash so that the gears can move freely, for example.
  • the backlash is a gap between teeth when a pair of gears are engaged. Backlash increases due to wear caused by use, and may cause vibration, deterioration of accuracy, decrease in strength, failure, and the like. Accordingly, there is a need for a motor control device that can measure the backlash to determine the degree of wear of the transmission mechanism and estimate the life and deterioration of the transmission mechanism.
  • Patent Document 1 acquires the rotation state of a drive shaft of a motor using a position signal from a position detector, acquires the rotation state of a load shaft on a load side using a position signal from the position detector, and drives the drive shaft.
  • a motor control device that measures the backlash of a transmission mechanism based on the rotational state of the motor and the rotational state of a load shaft.
  • the backlash of the transmission mechanism is estimated by measuring the power transmission accuracy of the transmission mechanism from the drive shaft to the load shaft by driving the drive shaft in the forward direction with a drive device such as a motor and then rotating in the reverse direction. To do.
  • Patent Document 2 discloses a motor control device that measures the backlash of a transmission mechanism by using inputs from a position detector that detects a rotation state of a drive shaft of a motor and a torque sensor that measures torque applied to the drive shaft. Is disclosed. Specifically, the position of the drive shaft from the start of reverse rotation drive to the sudden increase in torque when the drive shaft is driven forward rotation beyond the assumed backlash magnitude and then reversely driven beyond the assumed maximum backlash. Backlash is calculated from the amount of signal change.
  • the mechanical contact inside the transmission mechanism when the drive shaft is reversely driven by an angle corresponding to backlash is determined by a torque sensor.
  • the present invention has been made in view of the circumstances as described above, and it is possible to measure the backlash of the transmission mechanism as long as the position signal from the position detector that detects the rotation state of the drive shaft of the motor can be acquired.
  • the object is to provide a device.
  • the motor control device includes a drive command generator that generates a drive command that reversely drives the motor in a direction opposite to the one direction after the motor is normally driven in one direction, and the drive command and the motor operation
  • a torque command generator for generating a torque command for driving the motor based on the position signal indicating the state, a drive side transmission unit connected to the motor and a load using the signal calculated based on the position signal
  • a contact detector that detects a contact between the connected load side transmission unit as a measurement completion contact and outputs the detection result as a contact signal, and between the drive side transmission unit and the load side transmission unit based on the contact signal and the position signal.
  • a backlash estimator that estimates the backlash of
  • the backlash of the transmission mechanism can be measured as long as the position signal from the position detector that detects the rotation state of the drive shaft of the motor can be acquired. Thereby, it can connect to the apparatus of a wider structure.
  • FIGS. An embodiment of a motor control device according to the present invention will be described with reference to FIGS. It should be noted that the present invention is not limited to the following embodiments, and it goes without saying that the embodiments may be appropriately changed or combined appropriately.
  • a rotary motor that generates torque as a driving force is described as an example.
  • the present invention also relates to a device that generates a linear thrust as a driving force, such as a linear motor.
  • the motor control device can be similarly applied.
  • FIG. 1 is a block diagram for explaining a motor device according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the motor device includes a motor control device 1, a motor 2, a position detector 3 that detects a rotation state (operation state) of a drive shaft of the motor 2, and a transmission mechanism 100.
  • the motor 2 is driven by being controlled by the motor control device 1.
  • the transmission mechanism 100 transmits the torque of the motor 2 to the load 4, is connected to the motor 2 via the drive shaft 101, and is connected to the load 4 via the load shaft 102.
  • the position detector 3 detects the rotation state of the drive shaft of the motor 2 and outputs it as a position signal Sp.
  • the position detector 3 is a rotary encoder, for example.
  • the position detector 3 and the motor control device 1 are configured separately, but the motor control device 1 may include the position detector 3.
  • a speed sensor or an acceleration sensor may be used instead of the rotary encoder.
  • the motor control device 1 includes a drive command generator 10, a torque command generator 11, a current controller 12, a contact detector 13, and a backlash estimator 14.
  • the drive command generator 10 outputs a drive command Cd to the torque command generator 11.
  • the torque command generator 11 first generates a torque command Ct using the position signal Sp and the drive command Cd so that the position signal Sp output from the position detector 3 follows the drive command Cd. Further, this torque command Ct is output to the current controller 12 and the contact detector 13.
  • the current controller 12 outputs a current Im corresponding to the torque command Ct to the motor 2.
  • the contact detector 13 detects contact in the transmission mechanism 100 using the input torque command Ct, and outputs the detection result as a contact signal Sc.
  • the backlash estimator 14 estimates the backlash in the transmission mechanism 100 using the contact signal Sc and the position signal Sp.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an internal structure of the transmission mechanism 100 of the motor device according to the first embodiment and a backlash measurement process by forward drive and reverse drive.
  • FIGS. 2A, 2B, and 2C show the state of the gear before measuring the backlash, the state of the gear that is driven in the forward direction, and the state of the gear that is driven in the reverse direction, respectively.
  • the counterclockwise direction indicated by the arrow (b) in the figure is the forward rotation direction
  • the clockwise direction indicated by the arrow (c) is the reverse rotation direction.
  • driving by the rotary motor corresponds to “forward rotation driving” and “reverse rotation driving”.
  • driving by a rotary motor or linear motor corresponds to “forward driving” and “reverse driving”.
  • the drive shaft 101 is a drive rotation shaft of the motor 2, and a drive side gear (drive side transmission unit) 101 a is attached to the drive shaft 101.
  • the load shaft 102 is a driven rotary shaft for transmitting torque from the drive shaft 101 to the load 4 via the transmission mechanism 100.
  • a load side gear (load side transmission portion) 102 a is attached to the load shaft 102.
  • the torque of the motor 2 is transmitted to the load 4 by the drive side gear 101 a and the load side gear 102 a meshing with each other.
  • the reduction mechanism provided with two gears is mentioned as an example as the transmission mechanism 100 of the present embodiment, a transmission mechanism having three or more gears may be used. Further, instead of the two gears, a rack and pinion, a ball screw, or the like may be used.
  • the drive side gear 101a and the load side gear 102a may be referred to as both gears.
  • the angle backlash is a maximum value of an angle at which one gear can move when one gear is fixed.
  • the angle ⁇ between the dotted lines shown in FIG. 2C is the backlash. Therefore, from the state shown in FIG. 2B to the state shown in FIG. 2C, the backlash can be measured from the angle at which the drive shaft 101 rotates, that is, the amount of change in the position signal Sp.
  • different types of backlash such as a normal backlash and a circumferential backlash may be used.
  • the time from the state shown in FIG. 2B to the state shown in FIG. 2C is referred to as a contact required time Tc.
  • the amount of change in the position signal Sp of the motor 2 during the required contact time Tc is referred to as a contact position displacement Pc.
  • Contact before measurement means that both gears 101a and 102a are in the state shown in FIG. 2B in order to start measurement of backlash. More specifically, it is assumed that the drive side gear 101a and the load side gear 102a come into contact with each other by driving the drive shaft 101 in the normal direction in one direction.
  • Measurement completion contact means that the state shown in FIG. 2C is reached, and is contact by reverse rotation driving. More specifically, after both the gears 101a and 102a are “contact before measurement”, the motor 2 drives the drive shaft 101 in the reverse direction in the opposite direction to the one direction so that the drive side gear 101a and the load side gear are driven. 102a is in contact.
  • both gears 101a and 102a are not necessarily in mechanical contact with each other at the start of forward rotation driving. Therefore, first, the motor 2 rotates the drive shaft 101 counterclockwise by the drive command Cd in the forward direction indicated by the arrow in the figure generated by the drive command generator 10, so that the drive side gear 101a is driven forward.
  • the drive command Cd includes, for example, parameters such as a position command value, a speed command value, and an acceleration command value for the motor 2.
  • the two gears 101a and 102a come into contact before measurement by being driven forward.
  • the backlash estimator 14 detects the reverse drive start time from the position signal Sp. For example, after the backlash estimator 14 detects the state in which the position signal Sp does not change, that is, the stop state of the motor 2 for a preset time, the backlash estimator 14 further changes the position signal Sp in the direction opposite to that immediately before the stop state of the motor 2. If detected, the detected time is set as the reverse drive start time. Instead of determining the reverse drive start time from the position signal Sp, the drive command Cd is input to the backlash estimator 14, and the backlash estimator 14 uses the drive command Cd to set the reverse drive start time. You may make it judge.
  • the two gears 101a and 102a come into contact with completion of measurement as shown in FIG. 2 (c) on the surface opposite to the contact before measurement shown in FIG. 2 (b).
  • This measurement completion contact is detected by the contact detector 13, and the detection result is output as a contact signal Sc.
  • the contact signal Sc is represented by a voltage, for example, the non-contact state is set to a voltage of 0V, and the contact state is output as a voltage different from 0V, for example, a voltage of 2V.
  • the torque command generator 11 increases the torque command Ct necessary for the position signal Sp to follow the drive command Cd in the direction in which the torque signal Ct is driven in the reverse direction (the direction corresponding to the reverse drive).
  • the contact detector 13 detects an increase in the torque command Ct and detects a measurement completion contact of the transmission mechanism 100.
  • the drive command Cd for forward rotation and reverse drive larger than the actual backlash of the transmission mechanism 100 is required. Therefore, the maximum backlash allowed (maximum backlash allowable amount) is determined in advance, and the drive command generator 10 generates a drive command Cd that drives the drive shaft 101 sufficiently larger than the angle corresponding to the maximum backlash allowed. May be.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a time-series waveform when the motor control device 1 according to the first embodiment is driven in reverse rotation. That is, the horizontal axis is time in (a) to (d) in the figure. On the vertical axis, (a) shows the torque command Ct, (b) shows the amount of change per unit time of the torque command Ct, (c) shows the position signal Sp, and (d) shows the contact signal Sc.
  • a change amount C of the position signal Sp shown in FIG. 3C is a change amount of the position signal Sp in the required contact time Tc, and corresponds to backlash.
  • the contact detector 13 detects the measurement completion contact, A contact signal Sc indicating the contact state of both gears 101 a and 102 a is output to the backlash estimator 14.
  • the preset threshold value is, for example, a broken line b1 in FIG.
  • the contact detector 13 determines the measurement completion contact when the torque command Ct exceeds the preset threshold value (broken line a1) in the reverse drive direction instead of the change amount per unit time of the torque command Ct. It may be assumed that it has been detected.
  • the contact detector 13 detects the measurement completion contact when the torque command Ct or the change amount per unit time of the torque command Ct exceeds the preset threshold value in the direction of reverse driving.
  • the threshold value for example, it may be set dynamically based on the torque command Ct. Note that the direction of reverse rotation driving (the direction corresponding to reverse rotation driving) in the torque command Ct and the change amount of the torque command Ct is a negative direction in FIGS. 3A and 3B, for example.
  • T1 indicates a period during which the drive shaft 101 is driven in reverse (hereinafter referred to as “reverse drive period”).
  • T2 is a non-contact state in which both gears 101a and 102a are not in contact (hereinafter referred to as “non-contact period”).
  • the contact period T3 is a period of contact state in which both gears 101a and 102a are in contact (hereinafter referred to as “contact period”). In the contact period T3, the load side gear 102a rotates together with the drive side gear 101a. is doing.
  • the point at which the non-contact period T2 switches to the contact period T3 is the start time of the measurement completion contact.
  • the drive side gear 101a drives the load side gear 102a. Since the two gears 101a and 102a are separated after the lapse of time, the contact signal Sc indicates a non-contact state. Further, the non-contact period T2 is also the above-described required contact time Tc.
  • a contact signal Sc (FIG. 3 (d)) is generated by the contact detector 13 based on the torque command Ct shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b) or the value of the change amount of the torque command Ct.
  • the backlash estimator 14 first obtains a non-contact period (required contact time Tc) T2 from the start of reverse rotation drive until the contact signal Sc rises.
  • a change amount C of the position signal Sp in the time from the pre-measurement contact to the measurement completion contact (contact required time Tc) is obtained, and the backlash is estimated from the change amount C.
  • the contact detector 13 may be configured to detect a measurement completion contact. This eliminates the need to set a threshold when detecting a measurement completion contact.
  • the torque command generator 11 generates a torque command Ct based on the drive command Cd and the position signal Sp.
  • the contact detector 13 The backlash can be estimated by detecting the measurement completion contact.
  • a method for determining that the torque command Ct or the amount of change per unit time of the torque command Ct is the maximum a method in which a maximum value is defined in advance, or a torque command Ct that is the largest in the reverse drive period TI or A method of maximizing the value of change per unit time of the torque command Ct can be mentioned.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of a time-series waveform when the acceleration command value in the drive command Cd is constant.
  • the horizontal axis represents time.
  • the drive command generator 10 gives a drive command Cd so that the acceleration of the motor 2 becomes constant during reverse rotation drive for a preset time Ta.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of a time-series waveform when the speed command value in the drive command Cd is constant.
  • the horizontal axis represents time.
  • the torque command Ct shows the position signal Sp
  • the contact signal Sc shows the contact signal Sc.
  • the torque command Ct becomes a substantially constant value except for the time point when the measurement completion contact is made by the drive command Cd that makes the speed command value constant. Therefore, by using such a drive command Cd, as shown in FIG.
  • T1, T2, and T3 in FIG. 5D are a reverse drive period, a non-contact period, and a contact period, respectively, as in FIG. 3D.
  • FIG. FIG. 6 is a block diagram for explaining a motor apparatus according to Embodiment 2 of the present invention.
  • the present embodiment is different from the first embodiment in that the contact detector 13a detects the measurement completion contact using the position signal Sp instead of the torque command Ct.
  • the contact detector 13a detects the measurement completion contact inside the transmission mechanism 100 by using the acceleration of the motor 2 obtained from the position signal Sp indicating the rotation state of the motor 2.
  • the contact detector 13a derives the speed, acceleration, and jerk of the motor 2 by differentiating the position signal Sp once, twice, and three times with respect to time, respectively.
  • the difference in discrete time may be taken.
  • a high-pass filter may be applied to the position signal Sp before performing differentiation or difference in discrete time. Thereby, the fluctuation component of the position signal Sp can be made clearer.
  • the contact detector 13a detects the measurement completion contact in the transmission mechanism 100 using the acceleration at the time of reverse rotation driving, and outputs the detection result as a contact signal Sc.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a time-series waveform when the motor control device according to the second embodiment is driven in reverse rotation.
  • (a) is the acceleration calculated from the position signal Sp
  • (b) is the jerk that is the amount of change of acceleration per unit time
  • (c) is the position signal Sp
  • (d) is the contact.
  • Signal Sc is shown.
  • the contact detector 13a makes a measurement completion contact when the acceleration exceeds a preset threshold value (for example, a broken line a2 in FIG. 7A) in a direction for normal rotation driving (direction corresponding to normal rotation driving). Is detected. This is because the acceleration of the drive side gear 101a temporarily decreases (or increases) when both the gears 101a and 102a come into contact with each other. Moreover, the contact detector 13a may detect the measurement completion contact when the jerk exceeds the broken line b2 shown in FIG. As a method for determining the threshold value, for example, the threshold value may be dynamically set based on the torque command Ct. Note that the direction of forward rotation in acceleration and jerk (direction corresponding to forward rotation) is a positive direction in FIGS. 7A and 7B, for example.
  • the acceleration is maximum (or minimum), that is, peak A2 shown in FIG. 7A, or the jerk is maximum (or minimum), that is, peak B2 shown in FIG. 7B.
  • the measurement completion contact may be detected. This eliminates the need to set a threshold value.
  • the torque command generator 11 does not necessarily have to generate the torque command Ct based on the drive command Cd and the position signal Sp, and a configuration in which the torque command Ct is generated based only on the drive command Cd is also conceivable.
  • the contact detector 13a detects the mechanical contact between the two gears 101a and 102a using the acceleration or jerk calculated using the position signal Sp. That is, the contact detector 13a detects a contact between the drive side gear 101a connected to the motor 2 and the load side gear 102a as a measurement completion contact using a signal calculated based on the position signal Sp, and detects the detection result. Output as a contact signal Sc.
  • the backlash estimator 14 estimates the backlash between the drive side gear 101a and the load side gear 102a based on the contact signal Sc and the position signal Sp. Therefore, in this embodiment, the backlash can be measured as long as the position signal Sp is obtained as information obtained from the sensor. Thereby, it can connect to the apparatus of a wider structure.
  • FIG. FIG. 8 is a block diagram for explaining a motor apparatus according to Embodiment 3 of the present invention.
  • the present embodiment is different from the first embodiment in that the contact detector 13b detects the measurement completion contact using the position signal Sp in addition to the torque command Ct.
  • the first term on the right side shows the torque for the inertia used to actually accelerate the motor 2.
  • Jm and Ac represent the moment of inertia of the rotor of the motor 2 and the acceleration obtained by the position detector 3, respectively.
  • the acceleration obtained by the position detector 3 is also called an acceleration signal.
  • the second term on the right side is the torque command Ct generated by the torque command generator 11.
  • the torque of the transmission mechanism 100 calculated by taking the difference between the torque command Ct and the inertia torque, that is, the extracted disturbance De is used.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a time-series waveform when the motor control device according to the third embodiment is driven in reverse rotation.
  • (a) shows the extracted disturbance De
  • (b) shows the amount of change per unit time of the extracted disturbance De
  • (c) shows the position signal Sp
  • (d) shows the contact signal Sc. Show.
  • the position signal Sp changes by an angle corresponding to backlash
  • both the gears 101a and 102a come into contact with completion of measurement, and the extraction disturbance De increases rapidly. Thereby, the time differential value of the extraction disturbance De also increases rapidly.
  • the contact detector 13b of the present embodiment is configured so that the extraction disturbance De exceeds the preset threshold indicated by the broken line a3 in FIG. 9A in the direction of normal rotation or the time differentiation of the extraction disturbance De. Assume that the measurement completion contact is detected when the value exceeds a preset threshold value indicated by a broken line b3 in FIG. Note that the forward driving direction (the direction corresponding to the forward driving) in the extraction disturbance De is a positive direction in FIGS. 9A and 9B, for example.
  • the contact detector 13b may detect the measurement completion contact. This eliminates the need to set a threshold value.
  • the contact detector 13b has a direction in which the extraction disturbance De calculated by the position signal Sp and the torque command Ct or the time differential value of the extraction disturbance De corresponds to the reverse drive with a preset threshold value.
  • the backlash can be estimated by determining that the measurement completion contact is detected when the value exceeds or reaches the maximum. Therefore, the torque command generator 11 does not necessarily have to generate the torque command Ct based on the drive command Cd and the position signal Sp, and a configuration in which the torque command Ct is generated based only on the drive command Cd is also conceivable.
  • the contact detector 13b of the present embodiment detects the measurement completion contact based on the extracted disturbance De calculated by the torque command Ct and the position signal Sp. Therefore, even when using a motor device having a slow response speed to the torque command Ct, there is no delay in contact detection compared to using only the torque command Ct. Therefore, a decrease in backlash measurement accuracy can be suppressed.
  • the contact detector 13b calculates the extraction disturbance De based on the acceleration calculated using the position signal Sp and the torque command Ct, and the drive side gear 101a connected to the motor 2 and the load side A contact with the gear 102a is detected as a measurement completion contact, and the detection result is output as a contact signal Sc.
  • the backlash estimator 14 estimates the backlash between the drive side gear 101a and the load side gear 102a based on the contact signal Sc and the position signal Sp. Therefore, in this embodiment, the backlash can be measured as long as the position signal Sp is obtained as information obtained from the sensor.
  • the motor control device of the present embodiment can accurately measure the backlash even if the motor control device has a slow response speed to the torque command Ct, and the drive command Cd Even when the command value by fluctuates greatly, it is possible to stably measure the backlash.
  • FIG. FIG. 10 is a block diagram for explaining a motor apparatus according to Embodiment 4 of the present invention.
  • the current detector 15 detects the current Im as a current signal Sim.
  • the motor control apparatus according to the present embodiment is different from the first embodiment in that the motor control apparatus includes a contact detector 13c that detects a measurement completion contact using the current signal Sim instead of the position signal Sp.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating an example of a time-series waveform when the motor control device according to the fourth embodiment of the present invention is driven in reverse rotation. That is, the horizontal axis is time in (a) to (d) in the figure. On the vertical axis, (a) shows the current signal Sim, (b) shows the time differential value of the current signal Sim, (c) shows the position signal Sp, and (d) shows the contact signal Sc.
  • the contact detector 13c of the present embodiment detects a measurement completion contact inside the transmission mechanism 100 from the current signal Sim.
  • the position signal Sp changes by an angle corresponding to backlash
  • both gears 101a and 102a come into contact with each other.
  • This contact increases the moment of inertia that the motor 2 drives, so that the torque for driving the motor 2 becomes larger than in the non-contact state. Therefore, the current Im supplied to the motor 2 also increases abruptly.
  • the current value of the current signal Sim increases (or decreases), and the time differential value of the current signal Sim also increases (or decreases).
  • the current signal Sim also temporarily increases and a peak A4 appears.
  • the time differential value indicating the change in the current signal Sim also temporarily increases (or decreases), and a peak B4 appears.
  • a broken line a4 is a preset threshold value.
  • a time differential value of the current signal Sim may be used.
  • a broken line b4 in FIG. 11B is a preset threshold value. Note that the direction in which the current signal Sim and the time differential value of the current signal Sim are driven in the reverse direction (the direction corresponding to the reverse drive) is a negative direction in FIGS. 11A and 11B, for example.
  • the measurement completion contact may be performed when the peak B4 shown in FIG. This eliminates the need to set a threshold value.
  • the torque command generator 11 generates a torque command Ct based on the drive command Cd and the position signal Sp. Further, the current controller 12 supplies the current Im to the motor 2 based on the torque command Ct, and the current detector 15 detects the current signal Sim. As a result, when the current signal Sim or the amount of change per unit time of the current signal Sim exceeds a preset threshold value in the direction corresponding to the reverse rotation or becomes maximum, the contact detector 13c is The backlash can be estimated by detecting the measurement completion contact.
  • the motor control device of the present embodiment has the effects of the first embodiment.
  • FIG. FIG. 12 is a block diagram illustrating a motor device according to Embodiment 5 of the present invention.
  • the contact detector 13d according to the present embodiment is different from the fourth embodiment in that the measurement completion contact is detected using the position signal Sp in addition to the current signal Sim.
  • the contact detector 13d calculates an extraction disturbance De including disturbances such as mechanical contact generated inside the transmission mechanism 100.
  • the measurement completion contact is detected using the extraction disturbance De, and the detection result is output as the contact signal Sc.
  • Equation (2) the first term on the right side is the torque for the inertia used to actually accelerate the motor 2 in the same manner as the first term on the right side of Equation (1).
  • the second term on the right side of Equation (2) is the total torque generated in the motor 2 calculated from the current signal Sim.
  • Kt is a torque constant indicating the relationship between the current signal Sim corresponding to the current Im supplied to the motor 2 and the generated torque.
  • the torque used to drive the transmission mechanism 100 can be derived by taking the difference between the total torque in the motor 2 and the torque for inertia as shown in Expression (2).
  • the contact detector 13d detects the measurement completion contact using the torque derived from the current signal Sim instead of the torque command Ct. Therefore, the influence of the responsiveness of the torque command generator 11 and the current controller 12 can be reduced, and the disturbance due to the measurement completion contact inside the transmission mechanism 100 can be accurately calculated.
  • the measurement completion contact may be detected when the extraction disturbance De or the amount of change of the extraction disturbance De per unit time exceeds a threshold value.
  • the measurement completion contact may be detected when the extraction disturbance De or the amount of change in the extraction disturbance De is maximum (or minimum). This eliminates the need to set a threshold value.
  • the contact detector 13d has a direction in which the extraction disturbance De calculated by the position signal Sp and the current signal Sim or the time differential value of the extraction disturbance De corresponds to the reverse drive with a preset threshold value.
  • the backlash can be estimated by determining that the measurement completion contact is detected when the value exceeds or reaches the maximum. Therefore, the torque command generator 11 does not necessarily have to generate the torque command Ct based on the drive command Cd and the position signal Sp, and a configuration in which the torque command Ct is generated based only on the drive command Cd is also conceivable.
  • the contact detector 13c of the fourth embodiment uses the current signal Sim for contact determination, and the response to the position signal Sp of the torque command generator 11 or the response to the torque command Ct of the current controller 12 is low. In some cases, there is a delay in contact detection, and the backlash measurement accuracy is lowered. Further, the contact detector 13a of the second embodiment uses the acceleration of the position signal Sp for contact determination, and when the acceleration command value of the drive command Cd is greatly changed, the contact may be erroneously detected. is there. In the present embodiment, since both the position signal Sp and the current signal Sim are used, it is possible to reduce contact detection delay or contact detection error.
  • the contact detector 13d calculates the extraction disturbance De based on the acceleration calculated using the position signal Sp and the current signal Sim, and the drive side gear 101a and the load side gear connected to the motor 2.
  • the contact with 102a is detected as a measurement completion contact, and the detection result is output as a contact signal Sc.
  • the backlash estimator 14 estimates the backlash between the drive side gear 101a and the load side gear 102a based on the contact signal Sc and the position signal Sp. Therefore, in this embodiment, the backlash can be measured as long as the position signal Sp is obtained as information obtained from the sensor.
  • the motor control device of the present embodiment has a high accuracy because the contact detector 13d detects the measurement completion contact using both the position signal Sp and the current signal Sim in addition to the effects of the fourth embodiment. And backlash can be measured easily.
  • FIG. 13 is a block diagram illustrating a motor device according to Embodiment 6 of the present invention.
  • the motor control apparatus of the present embodiment has a drive command generator 10a and a backlash estimator 14a instead of the drive command generator 10 and the backlash estimator 14 shown in FIG. Is different.
  • the motor control device according to the present embodiment is configured such that backlash can be measured even when an external force Fd is applied to the load 4 and the load shaft 102 connected thereto.
  • the drive command generator 10a generates a drive command Cd for performing a plurality of test drives described later. Although the details will be described later, the backlash estimator 14a estimates the backlash in consideration of the position of the load shaft 102 that changes according to the external force Fd.
  • step S1 the drive command generator 10a determines the direction of forward rotation and reverse rotation, the number of repetitions (number of times of test drive), acceleration, the amount of rotation of the drive shaft 101 during forward rotation and reverse rotation, and the like. Are obtained from a storage unit (not shown). In addition, you may acquire setting conditions via an external input terminal instead of acquiring from a memory
  • FIG. 15 is a diagram illustrating a direction in which the load shaft 102 of the transmission mechanism 100 of the motor control device according to the sixth embodiment of the present invention rotates in response to the external force Fd and a driving direction at the time of backlash measurement.
  • the rotation direction of the load shaft 102 by the external force Fd is set in advance
  • the driving in the direction that prevents the rotation of the load shaft 102 is set as the forward rotation driving
  • the driving in the reverse direction of the forward driving is the reverse driving. Is set.
  • FIG. 16 is a diagram showing an example of a time-series waveform when the motor control device according to the sixth embodiment of the present invention generates a drive command Cd for performing test drive a plurality of times.
  • the vertical axis indicates a position command value, a speed command value, and an acceleration command value.
  • the drive command Cd is generated so that the test drive including the forward drive and the reverse drive is performed three times.
  • periods corresponding to three test drives are described as a test drive period Td1, a test drive period Td2, and a test drive period Td3, respectively.
  • the required contact times in the test drive periods Td1, Td2, and Td3 are Tc1, Tc2, and Tc3, respectively.
  • the contact position displacements corresponding to the contact required times Tc1, Tc2, and Tc3 are Pc1, Pc2, and Pc3, respectively.
  • drive commands Cd are generated so that parameters such as acceleration command values are different from each other.
  • the double-dotted arrow and the solid arrow indicate the forward drive period and the reverse drive period, respectively.
  • the acceleration command value in the reverse drive period increases in the order of the test drive period Td1, the test drive period Td2, and the test drive period Td3.
  • the contact required time shown to Fig.16 (a) is shortened in order of Tc1, Tc2, and Tc3.
  • FIG. 17 is a diagram illustrating an internal structure of the transmission mechanism 100 of the motor device according to the sixth embodiment and a backlash measurement process.
  • step S2 the gears 101a and 102a are brought into contact with each other, that is, before measurement, inside the transmission mechanism 100 by the forward rotation of the motor 2.
  • step S3 first, by reverse rotation driving of the motor 2, as shown by a solid line in FIG. 17B, the surface opposite to the tooth surface that was in contact with the gears 101a and 102a at the time of the pre-measurement contact.
  • the contact detector 13 detects a measurement completion contact and outputs a contact signal Sc.
  • the position of the load side gear 102a is influenced by the external force Fd, and is rotated from the position at the start of reverse rotation indicated by the dotted line in FIG. 17B to the position indicated by the solid line after the required contact time Tc.
  • step S4 the backlash estimator 14a compares the number of times of repetition set in step S1 with the number of times of measurement completion contact detection, and determines whether or not the number of times of measurement completion contact detection has reached the number of repetitions. If the number of detections of measurement completion contact is smaller than the number of repetitions (NO), steps S2 to S3 are repeated again in a test drive different from the previous time. On the other hand, if the number of detections of measurement completion contact is greater than or equal to the number of repetitions (YES), the process proceeds to step S5.
  • step S5 the load shaft position is estimated.
  • step S5 first, the load shaft position and the estimated load shaft position will be described.
  • the load shaft position in the present embodiment will be described with reference to FIG.
  • the load shaft position is based on the rotational position of the drive shaft 101 at the start of reverse rotation driving, and the rotational position of the load shaft 102 is converted into the rotational angle of the drive shaft 101 using the reduction ratio between the two gears 101a and 102a. It is a representation.
  • the load shaft position is an angle formed by the line segment Oa (solid line) and the line segment Ob (dotted line), and is a rotation angle corresponding to the backlash B.
  • the line segment Oa solid line
  • a line segment Ob dotted line
  • the load shaft position is an angle formed by the line segment Ob (dotted line) and the line segment Ob (dotted line), and is a rotation angle corresponding to the backlash B.
  • the line segment Oa solid line
  • a line segment Ob (dotted line) is a load shaft position at the start of reverse rotation driving.
  • the load axis position is an angle formed by the line segment Oa (solid line) and the line segment Ob1 (solid line), and the line Ob ( It can be seen that the dotted line) moves to the line segment O-b1 (solid line), and the load shaft position increases as the load shaft 102 rotates. Since the line segment Oa (solid line) is the reference rotational position, it does not change from the start of reverse rotation driving. When both gears 101a and 102a are in contact as shown in FIG. 17B, the load shaft position corresponds to the contact position displacement Pc.
  • FIG. 18 is a diagram for explaining the estimated load shaft position Ple (t) according to the sixth embodiment of the present invention.
  • the estimated load axis position Ple (t) is an estimate of the load axis position at an arbitrary time t. However, the time t indicates the time from the reverse drive start time.
  • FIG. 18A shows the load axis position on the vertical axis and the time from the start of reverse rotation drive on the horizontal axis.
  • FIG. 18B shows the amount of change in the position signal Sp on the drive shaft 101 from the start of reverse rotation driving.
  • the double-headed arrow in the figure indicates the size of the backlash B derived by the method described later.
  • 18 (a) and 18 (b) plot the relationship between the contact position displacement Pc and the required contact time Tc when the number of repetitions is 3 in (Step S1).
  • each plot is a plot of the contact position displacement Pc and the required contact time Tc corresponding to the test drive periods Td1 to Td3 shown in FIG. 16, which are denoted as Pl1 to Pl3, respectively.
  • Pl1 is (Tc1, Pc1).
  • step S5 the backlash estimator 14a uses the set Pl1 to Pl3 of the contact position displacement Pc and the required contact time Tc corresponding to each of the test drive periods Td1 to Td3 to estimate the load axis position Ple (t ).
  • the external force Fd applied to the load shaft 102 has the same magnitude during the test drive periods Td1 to Td3, and the load shaft 102 driven with the external force Fd is in the test drive period Td1. Driven at the same acceleration at Td3.
  • the estimated load shaft position Ple (t) is approximated by an approximate function composed of a quadratic polynomial shown in Expression (3).
  • Ple (t) Ka ⁇ t2 + Kb Formula (3)
  • Ka and Kb are coefficients relating to the acceleration of the load shaft 102 due to the external force Fd, and approximate coefficients representing the load shaft position at the start of the reverse rotation drive, that is, the backlash B shown in FIG. .
  • the values of Ka and Kb are derived by using a plurality of data sets including the required contact time Tc and the contact position displacement Pc.
  • the approximation function may be of any order and number of terms as long as it is suitable for approximating the position of the load shaft 102 that is moved by the external force Fd in addition to the expression (3).
  • an approximate function using a logarithm, an exponent, a trigonometric function, or the like may be used.
  • the least square method As a method for deriving the approximation coefficients Ka and Kb, for example, the least square method is used. In the least square method, the approximation coefficient is determined so that the sum of squares of the residuals between the set of the required contact time Tc and the contact position displacement Pc and the estimated load shaft position Ple (t) is minimized. Needless to say, a method other than the method of least squares may be used as a method for deriving the approximation coefficient. Needless to say, the magnitude of the external force Fd may be variable.
  • the drive command Cd is generated a plurality of times so that the acceleration at the time of reverse rotation (step S3) is different each time.
  • a plurality of drive commands Cd are used.
  • a configuration in which an average value is calculated from the data set of the contact required time Tc and the contact position displacement Pc is also conceivable. In this case, the influence of the external force Fd changing with time can be averaged, and variations in the backlash measurement results can be suppressed.
  • a configuration is also conceivable in which an abnormal value is removed from a data set of a plurality of required contact times Tc and a contact position displacement Pc by using a plurality of drive commands Cd at the same acceleration.
  • a configuration for removing the abnormal value as in the case where the acceleration is different every time, for example, when there is a data set in which the standard residual with the approximate function is equal to or greater than a preset value, a configuration for removing the data set is included. Can be mentioned. In this case, the influence of the external force Fd changing instantaneously can be removed, and variations in the backlash measurement results can be suppressed.
  • the measurement completion contact is detected during reverse rotation driving (step S3).
  • the reverse rotation driving and the measurement completion contact detection are not necessarily performed simultaneously.
  • the time-series waveform data obtained in steps S2 and S3 are recorded in advance in a storage unit (not shown) for all test drives, and then stored in the storage unit. Detection of measurement completion contact in each test drive may be collectively performed by the contact detector 13 after step S4 using the recorded time-series waveform data.
  • step S6 the backlash estimator 14a estimates the backlash of the transmission mechanism 100 using the estimated load shaft position Ple (t).
  • FIG. 18A shows an example of the estimated load shaft position Ple (t) estimated from the three sets of contact position displacement Pc and the required contact time Tc.
  • Kb which is the absolute value of Kb, corresponds to the estimated backlash B.
  • FIG. 18B three dotted lines indicate the amount of change in the position signal Sp in each of the test drive periods Td1 to Td3.
  • the round plot shown in FIG. 18B is the contact position displacement Pc, that is, the backlash B, which is the amount of change in the position signal Sp from the start of reverse rotation driving to the measurement completion contact when there is no external force Fd.
  • the position of the load shaft 102 does not change.
  • the position corresponding to the backlash B indicated by the broken line in the figure is equal to the contact position displacement Pc. Therefore, it is plotted as a round shape shown in FIG.
  • the contact position displacement Pc changes (increases) by the amount of change (increase) in the rotation amount.
  • the contact position displacement Pc becomes the smallest.
  • the plot Pl3 is arranged on the left side and the upper side most in FIG.
  • the required contact time Tc1 is the longest, and the load shaft 102 rotates most by the external force Fd.
  • the contact position displacement Pc becomes the largest.
  • the plot Pl1 is arranged on the rightmost side and the lower side.
  • the backlash estimator 14a derives the estimated load shaft position Ple (t) and estimates the backlash.
  • the motor control device of the present embodiment can transmit the transmission mechanism 100 by the test drive including the forward rotation drive and the reverse rotation drive a plurality of times even in an environment where the external force Fd is applied to the load shaft 102.
  • the backlash can be easily measured with high accuracy.
  • FIG. FIG. 19 is a block diagram for explaining a motor device according to Embodiment 7 of the present invention.
  • the direction of the external force Fd is set in advance.
  • the torque command Ct is used to determine the direction of the external force Fd applied to the load shaft 102, and a drive direction determiner 16 that newly outputs the drive direction Dd during forward rotation and reverse rotation is different. . Moreover, it is different in that it has a drive command generator 10b that generates a drive command Cd so that the acceleration is different for each reverse drive according to the drive direction Dd instead of the drive command generator 10a.
  • a drive command generator 10b that generates a drive command Cd so that the acceleration is different for each reverse drive according to the drive direction Dd instead of the drive command generator 10a.
  • the direction of the external force Fd applied to the load shaft 102 is determined by the drive direction determiner 16 in step S1 of FIG.
  • the drive command generator 10b performs control to stop the drive side gear 101a, and the drive direction determiner 16 determines the direction of the external force Fd using the torque command generated with both the gears 101a and 102a in contact with each other. Further, the driving direction Dd is determined.
  • the drive command Cd is generated by the drive command generator 10b so that the position signal Sp does not change, that is, the drive side gear 101a does not rotate.
  • the gears 101a and 102a are not in contact with each other, it is not necessary to apply torque to the driving gear 101a. Therefore, if the influence of friction applied to the driving shaft 101 is ignored, the torque command Ct is zero. After that, in a state where both the gears 101a and 102a are in contact with each other after a certain period of time, the load side gear 102a tries to rotate the drive side gear 101a by the external force Fd.
  • the drive-side gear 101a since the drive-side gear 101a is controlled so as to be stationary, the drive-side gear 101a tries to rotate so as to cancel the force applied from the load-side gear 102a by the torque command Ct. Therefore, the direction of the external force Fd and the drive direction Dd of the forward rotation drive can be estimated using the rotation direction of the drive side gear 101a corresponding to the torque command Ct.
  • the drive-side gear 101a is reciprocated by reverse rotation drive and forward rotation drive, and the torque command Ct at the time of forward rotation drive and at the time of reverse rotation drive is compared, so that the drive direction Dd may be determined.
  • the drive direction determiner 16 may determine the drive direction Dd from the current Im of the motor 2 instead of the torque command Ct.
  • the motor control device of the present embodiment may be configured to include any one of the contact detectors 13a, 13b, 13c, and 13d instead of the contact detector 13, and in those cases as well, Backlash can be measured.
  • the motor control device of the present embodiment automatically determines the drive direction of the drive command Cd and reduces backlash even when the external force Fd is applied to the load shaft 102 in addition to the effects of the first embodiment. There is an effect that it can be measured.
  • FIG. FIG. 20 is a block diagram for explaining a motor apparatus according to Embodiment 8 of the present invention.
  • the contact detector 13e detects the measurement completion contact inside the transmission mechanism 100 within a range in which the position signal Sp indicating the rotation state of the motor 2 is determined by a preset minimum detection position and maximum detection position. This is different from the first embodiment.
  • FIG. 21 is a diagram showing an example of a time-series waveform at the time of reverse rotation driving of the motor control device according to the eighth embodiment.
  • the contact detector 13 determines contact during reverse rotation regardless of the position of the motor 2 indicated by the position signal Sp.
  • the torque command Ct and the amount of change per unit time of the torque command Ct have a peak X13 shown in FIG. 21 (a) or a peak Y13 shown in FIG. You may have.
  • the amount of change per unit time of the torque command Ct may have a peak Z13 shown in FIG. 21B due to an undesired contact between the two gears 101a and 102a when the motor 2 decelerates. Therefore, in the first embodiment, the contact detector 13 may erroneously detect contact by the peak X13, the peak Y13, or the peak Z13, and the backlash estimation accuracy may deteriorate.
  • the contact detector 13e of the present embodiment is configured so that the position of the motor 2 indicated by the position signal Sp exceeds the preset minimum detection position S13 in the reverse drive direction, and then sets the preset maximum detection position L13 in the reverse drive direction. Detect contact in the period until it is exceeded. That is, contact is detected in a period T13 shown in FIG. 21D, and a contact signal Sc indicating measurement completion contact is generated.
  • the torque command Ct is driven in the direction in which the predetermined threshold value a1 indicated by the broken line is driven in reverse (direction corresponding to reverse drive).
  • the time differential value of the torque command Ct may be used, and the threshold value of the broken line b1 may be used instead of using the threshold value a1.
  • the torque command Ct is maximum (or minimum), that is, the peak A13 shown in FIG. 21A, or the time differential value of the torque command Ct is maximum (or minimum).
  • the measurement completion contact may be performed when the peak B13 shown in FIG. This eliminates the need to set a threshold value.
  • the minimum detection position is desirably set to a value sufficiently smaller than the assumed backlash, and can be determined from the influence of friction on the torque command Ct and the standard processing accuracy when the transmission mechanism 100 is manufactured.
  • the maximum detection position is desirably set to a value sufficiently larger than the assumed backlash, and an appropriate value can be selected from the motor position at which deceleration is started, the number of gear teeth, the shape, and the like.
  • the torque command Ct and the torque command Ct are detected as in the contact detector 13b in the third embodiment.
  • the measurement completion contact is detected using the position signal Sp
  • the measurement completion contact is detected using the current signal Sim as in the contact detector 13c of the fourth embodiment
  • the contact detector of the fifth embodiment Similarly to the present embodiment, when the measurement completion contact is detected using the current signal Sim and the position signal Sp as in 13d, the range in which the contact detector of each embodiment is determined by the minimum detection position and the maximum detection position. Thus, it is possible to detect the measurement completion contact inside the transmission mechanism 100.
  • the drive command generator 10a generates a drive command Cd for performing the test drive a plurality of times instead of the drive command generator 10, and the backlash estimator 14a is replaced with the backlash estimator 14.
  • the measurement completion contact inside the transmission mechanism 100 can be detected within the range determined by the minimum detection position and the maximum detection position by the contact detector 13 as in the present embodiment. .
  • the motor control device of the present embodiment can measure the backlash of the transmission mechanism 100 without erroneously detecting contact even when there are many disturbances such as the influence of friction and deceleration. As a result, the backlash can be measured with high accuracy using an apparatus having a wider configuration.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Electric Motors In General (AREA)
  • Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)

Abstract

制御装置（１）は、モータを一方向に正駆動させた後に一方向と反対の方向にモータを逆駆動させる駆動指令を生成する生成器（１０）と、駆動指令とモータの動作状態を示す位置信号に基づいてモータを駆動するトルク指令を生成する生成器（１１）と、位置信号に基づいて算出した信号を用いてモータに接続する駆動側伝達部と負荷に接続する負荷側伝達部の間の接触を測定完了接触として検出し検出結果を接触信号として出力する検出器（１３）と、接触信号及び位置信号に基づき駆動側伝達部及び負荷側伝達部間のバックラッシを推定する推定器（１４）とを備える。

Description

モータ制御装置及びこれを用いたモータ装置
　本発明は、バックラッシを測定するモータ制御装置及びこれを用いたモータ装置に関する。
　ネジ、歯車などの伝達部を用いて動力の伝達を行う伝達機構には、例えば歯車同士が自由に動くことができるように、バックラッシが設けられる。ここで、バックラッシとは、一対の歯車を噛みあわせた場合の歯同士の隙間のことである。バックラッシは、使用に伴う摩耗で増大し、振動、精度の悪化、強度の低下、故障などの原因になることがある。そこで、バックラッシを計測することで伝達機構の摩耗度合いを把握し、伝達機構の寿命、劣化などを推定することができるモータ制御装置が必要とされている。
　特許文献１は、モータの駆動軸の回転状態を位置検出器からの位置信号を用いて取得し、負荷側の負荷軸の回転状態を位置検出器からの位置信号を用いて取得し、駆動軸の回転状態と負荷軸の回転状態に基づいて伝達機構のバックラッシを測定するモータ制御装置を開示する。詳細には、モータなどの駆動装置により駆動軸を正転駆動した後さらに逆転駆動して、駆動軸から負荷軸への伝達機構による動力の伝達精度を計測することで、伝達機構のバックラッシを推定する。
　また、特許文献２は、モータの駆動軸での回転状態を検出する位置検出器と駆動軸にかかるトルクを計測するトルクセンサとからの入力を用いて、伝達機構のバックラッシを測定するモータ制御装置を開示する。具体的には、想定されるバックラッシの大きさ以上に駆動軸を正転駆動した後、想定される最大のバックラッシ以上に逆転駆動したとき、逆転駆動開始からトルクが急増するまでの駆動軸の位置信号の変化量からバックラッシを算出する。ここでは、駆動軸がバックラッシに相当する角度だけ逆転駆動した場合の伝達機構の内部の機械的な接触をトルクセンサによって判定している。
特開平７－１８１１０７号公報 特開２０１２－１４９９１９号公報
　しかしながら、従来技術では、バックラッシを測定するためには、負荷軸及び駆動軸双方の回転状態を検出する位置検出器からの位置信号、又はモータの駆動軸の回転状態を検出する位置検出器と駆動軸にかかるトルクを計測するトルクセンサとからの信号が必要であった。これにより、モータ制御装置が接続できる装置構成が限定されるという問題があった。
　本発明は、上述のような事情を鑑みてなされたもので、モータの駆動軸の回転状態を検出する位置検出器からの位置信号さえ取得できれば、伝達機構のバックラッシを測定することができるモータ制御装置を提供することを目的としている。
　本発明に係るモータ制御装置は、モータを一方向に正駆動させた後に、一方向とは反対の方向にモータを逆駆動させる駆動指令を生成する駆動指令生成器と、駆動指令とモータの動作状態を示す位置信号とに基づいて、モータを駆動するためのトルク指令を生成するトルク指令生成器と、位置信号に基づいて算出した信号を用いて、モータに接続する駆動側伝達部と負荷に接続する負荷側伝達部との間の接触を測定完了接触として検出し、検出結果を接触信号として出力する接触検出器と、接触信号及び位置信号に基づき、駆動側伝達部及び負荷側伝達部間のバックラッシを推定するバックラッシ推定器と、を備える。
　本発明に係るモータ制御装置にあっては、モータの駆動軸の回転状態を検出する位置検出器からの位置信号さえ取得できれば、伝達機構のバックラッシを測定することができる。これにより、より幅広い構成の装置に接続することができる。
本発明の実施の形態１に係るモータ装置を説明するためのブロック図である。 伝達機構の内部構造と、正転駆動及び逆転駆動によるバックラッシの計測過程とを示した図である。 本発明の実施の形態１に係るモータ制御装置の逆転駆動時の時系列波形の一例を示した図である。 駆動指令Ｃｄにおける加速度指令値を一定とした場合における時系列波形の一例を示した図である。 駆動指令Ｃｄにおける速度指令値を一定とした場合における時系列波形の一例を示した図である。 本発明の実施の形態２に係るモータ装置を説明するためのブロック図である。 本発明の実施の形態２に係るモータ制御装置の逆転駆動時の時系列波形の一例を示した図である。 本発明の実施の形態３に係るモータ装置を説明するためのブロック図である。 本発明の実施の形態３に係るモータ制御装置の逆転駆動時の時系列波形の一例を示した図である。 本発明の実施の形態４に係るモータ装置を説明するためのブロック図である。 本発明の実施の形態４に係るモータ制御装置の逆転駆動時における時系列波形の一例を示した図である。 本発明の実施の形態５に係るモータ装置を説明するためのブロック図である。 本発明の実施の形態６に係るモータ装置を説明するためのブロック図である。 本発明の実施の形態６に係るバックラッシ計測手順を表したフロー図である。 本発明の実施の形態６に係るモータ制御装置の伝達機構の負荷軸が外力を受けて回転する方向とバックラッシ推定動作時の駆動方向を示した図である。 本発明の実施の形態６に係るモータ制御装置が複数回の試験駆動を行う駆動指令を生成した場合の時系列波形の一例を示した図である。 本発明の実施の形態６に係るモータ装置の伝達機構の内部構造と、バックラッシの計測過程を示した図である。 本発明の実施の形態６に係る推定負荷軸位置を説明するための図である。 本発明の実施の形態７に係るモータ装置を説明するためのブロック図である。 本発明の実施の形態８に係るモータ装置を説明するためのブロック図である。 本発明の実施の形態８に係るモータ制御装置の逆転駆動時の時系列波形の一例を示した図である。
　以下に、本発明に係るモータ制御装置の実施の形態を図１～図２１を用いて説明する。なお、以下の実施の形態により、本発明が限定されるものではなく、各実施の形態を適宜変更してもよく、適宜組み合わせてもよいことは言うまでもない。以下の実施の形態では、駆動力としてトルクを発生させる回転型のモータを例に挙げて説明しているが、リニアモータのように直線的な推力を駆動力として発生させる装置に関しても、本発明のモータ制御装置を同様に適用可能である。
実施の形態１．
　図１は、本発明の実施の形態１に係るモータ装置を説明するためのブロック図である。モータ装置は、モータ制御装置１、モータ２、モータ２の駆動軸の回転状態（動作状態）を検出する位置検出器３、及び伝達機構１００を有する。
　モータ２は、モータ制御装置１により制御されて駆動する。伝達機構１００は、モータ２のトルクを負荷４に伝達し、駆動軸１０１を介してモータ２と接続され、負荷軸１０２を介して負荷４と接続される。位置検出器３は、モータ２の駆動軸の回転状態を検出して位置信号Ｓｐとして出力する。位置検出器３は例えばロータリエンコーダである。なお、本実施の形態では、位置検出器３とモータ制御装置１とを別構成としたが、モータ制御装置１が位置検出器３を有する構成であってもよい。また、ロータリエンコーダに代えて速度センサ又は加速度センサ等を用いてもよい。
　モータ制御装置１は、駆動指令生成器１０、トルク指令生成器１１、電流制御器１２、接触検出器１３、及びバックラッシ推定器１４を有する。駆動指令生成器１０は、トルク指令生成器１１に対して駆動指令Ｃｄを出力する。トルク指令生成器１１はまず、位置信号Ｓｐ及び駆動指令Ｃｄを用いて、位置検出器３が出力する位置信号Ｓｐが駆動指令Ｃｄを追従するように、トルク指令Ｃｔを生成する。さらに、このトルク指令Ｃｔを電流制御器１２及び接触検出器１３に出力する。電流制御器１２はトルク指令Ｃｔに対応する電流Ｉｍをモータ２に出力する。
　接触検出器１３は、入力されたトルク指令Ｃｔを用いて、伝達機構１００における接触を検出して検出結果を接触信号Ｓｃとして出力する。バックラッシ推定器１４は、接触信号Ｓｃと位置信号Ｓｐを用いて、伝達機構１００におけるバックラッシを推定する。
　ここで、伝達機構１００の構成について図２により説明する。図２は、実施の形態１に係るモータ装置の伝達機構１００の内部構造と、正転駆動及び逆転駆動によるバックラッシの計測過程とを示した図である。図２（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）が、それぞれバックラッシを計測する前の歯車の状態、正転駆動した歯車の状態、及び逆転駆動した歯車の状態を示す。なお、本実施の形態では、図中（ｂ）の矢印で示す反時計回りの方向を正転方向とし、（ｃ）の矢印で示す時計回りの方向を逆転方向としているが、正転方向及び逆転方向の方向を入れ替えてもよいことは言うまでもない。以下、回転型モータによる駆動は、「正転駆動」及び「逆転駆動」に対応する。また、回転型モータ又はリニアモータによる駆動は、「正駆動」及び「逆駆動」に対応する。
　駆動軸１０１は、モータ２の駆動回転軸であり、この駆動軸１０１に駆動側歯車（駆動側伝達部）１０１ａが取付けられる。負荷軸１０２は、伝達機構１００を介して駆動軸１０１から負荷４に対してトルクを伝達するための被駆動回転軸である。この負荷軸１０２に負荷側歯車（負荷側伝達部）１０２ａが取付けられる。伝達機構１００において、駆動側歯車１０１ａ及び負荷側歯車１０２ａが噛みあうことで、モータ２のトルクが負荷４に伝達される。
　なお、本実施の形態の伝達機構１００として、２つの歯車を備えた減速機を例に挙げて説明しているが、歯車を３つ以上有する伝達機構を用いてもよい。また、２つの歯車の代わりに、ラックアンドピニオン、ボールネジなどにより構成されていてもよい。駆動側歯車１０１ａ及び負荷側歯車１０２ａを、両歯車と呼ぶ場合がある。
　次に本実施の形態で、モータ２の正転駆動及び逆転駆動により伝達機構１００のバックラッシを計測するモータ制御装置１の動作手順を説明する。
　本実施の形態において、バックラッシは角度バックラッシを意味するものとして以下説明を行う。ここで、角度バックラッシとは、一方の歯車が固定されたとき、他方の歯車が動くことができる角度の最大値のことである。図２（ｃ）に示す点線間の角度θがバックラッシである。従って、図２（ｂ）に示す状態から図２（ｃ）に示す状態になるまでに、駆動軸１０１が回転する角度すなわち位置信号Ｓｐの変化量からバックラッシを測定することができる。角度バックラッシの代わりに、法線方向バックラッシ、円周方向バックラッシなど異なる種類のバックラッシを用いてもよい。
　なお、以下では図２（ｂ）から図２（ｃ）の状態になるまでの時間を接触所要時間Ｔｃと呼ぶ。また、接触所要時間Ｔｃでのモータ２の位置信号Ｓｐの変化量を接触位置変位Ｐｃと呼ぶ。さらに、バックラッシを測定するに際し、駆動側歯車１０１ａと負荷側歯車１０２ａとの接触には２つの場合があり、以下では両者を区別して説明を行う。「測定前接触」とはバックラッシの測定を開始するため、両歯車１０１ａ及び１０２ａが図２（ｂ）に示す状態となったことであるとする。より詳細には一方の方向に駆動軸１０１を正転駆動することで、駆動側歯車１０１ａと負荷側歯車１０２ａとが接触することであるとする。「測定完了接触」とは、図２（ｃ）に示す状態となったことであり、逆転駆動による接触である。より詳細には両歯車１０１ａ及び１０２ａが「測定前接触」した後、モータ２が駆動軸１０１を一方の方向とは反対の他方の方向に逆転駆動させることで、駆動側歯車１０１ａと負荷側歯車１０２ａとが接触することである。
　図２（ａ）に示したように、正転駆動開始時には、両歯車１０１ａ及び１０２ａが機械的に互いに接触しているとは限らない。そこでまず、駆動指令生成器１０の生成する図中矢印で示す正転方向の駆動指令Ｃｄにより、モータ２は駆動軸１０１を反時計回りに回転させることで、駆動側歯車１０１ａが正転駆動する。駆動指令Ｃｄは、例えばモータ２に対する位置指令値、速度指令値、加速度指令値などのパラメータにより構成される。図２（ｂ）に示したように、正転駆動することで、両歯車１０１ａ及び１０２ａが測定前接触する。
　ここで、逆転駆動の開始時刻の検出方法の一例を説明する。負荷軸１０２と負荷軸１０２を支える軸受け等との間に発生する摩擦力により、両歯車１０１ａ及び１０２ａが接触する際に減速して停止するように、駆動指令Ｃｄにおける加速度指令値及び速度指令値が調整される。これにより、バックラッシ推定器１４は位置信号Ｓｐにより逆転駆動の開始時間を検出する。バックラッシ推定器１４が例えば、位置信号Ｓｐが変化しない状態すなわちモータ２の停止状態を予め設定された時間検知した後、さらにモータ２の停止状態の直前とは逆の方向における位置信号Ｓｐの変化を検出した場合、その検出した時刻を逆転駆動の開始時間とする。なお、位置信号Ｓｐから逆転駆動の開始時間を判断する代わりに、駆動指令Ｃｄがバックラッシ推定器１４に入力される構成とし、バックラッシ推定器１４が、この駆動指令Ｃｄにより、逆転駆動の開始時間を判断するようにしてもよい。
　次に、駆動軸１０１が逆転駆動されると、両歯車１０１ａ及び１０２ａは、図２（ｂ）に示す測定前接触とは反対の面で、図２（ｃ）で示す通り測定完了接触する。この測定完了接触を、接触検出器１３が検出し、検出結果を接触信号Ｓｃとして出力する。接触信号Ｓｃを電圧で表す場合、例えば非接触状態を０Ｖの電圧とし、接触状態を０Ｖとは異なる値、例えば２Ｖの電圧として接触信号Ｓｃを出力する。
　駆動軸１０１の回転により両歯車１０１ａ及び１０２ａが接触すると、モータ２が駆動する慣性モーメントが増大し、モータ２の駆動に大きなトルクが必要になる。そのため、トルク指令生成器１１は位置信号Ｓｐが駆動指令Ｃｄに追従するために必要なトルク指令Ｃｔを逆転駆動させる方向（逆転駆動に対応する方向）に増加させる。接触検出器１３は、このトルク指令Ｃｔの増加を検出して、伝達機構１００の測定完了接触を検出する。
　なお、測定前接触及び測定完了接触を確実に生じさせるためには、伝達機構１００の実際のバックラッシよりも大きく正転駆動及び逆転駆動させるための駆動指令Ｃｄが必要である。そのため、予め許容する最大のバックラッシ（最大バックラッシ許容量）を定めておき、駆動指令生成器１０は、駆動軸１０１を許容する最大のバックラッシに相当する角度より十分大きく駆動させる駆動指令Ｃｄを生成してもよい。
　図３は、実施の形態１に係るモータ制御装置１の逆転駆動時における時系列波形の一例を示した図である。すなわち、図中（ａ）～（ｄ）において横軸は時間である。縦軸は、それぞれ（ａ）がトルク指令Ｃｔを、（ｂ）がトルク指令Ｃｔの単位時間当たりの変化量を、（ｃ）が位置信号Ｓｐを、（ｄ）が接触信号Ｓｃを示す。
　位置信号Ｓｐがバックラッシに相当する角度分変化すると、両歯車１０１ａ及び１０２ａが接触する。ここで、トルク指令Ｃｔが一時的に増大（あるいは減少）するため、図３（ａ）に示すピークＡ１が現れる。トルク指令Ｃｔの変化を示す時間微分値もまた一時的に増大（あるいは減少）するため、図３（ｂ）に示すピークＢ１が現れる。図３（ｃ）に示す位置信号Ｓｐの変化量Ｃは、接触所要時間Ｔｃにおける位置信号Ｓｐの変化量であり、バックラッシに相当するものである。
　接触検出器１３による測定完了接触の検出方法の一例について説明する。トルク指令Ｃｔの単位時間当たりの変化量が予め設定されたしきい値を逆転駆動させる方向（逆転駆動に対応する方向）に超えた場合に、接触検出器１３が測定完了接触を検出して、両歯車１０１ａ及び１０２ａの接触状態を示す接触信号Ｓｃをバックラッシ推定器１４に出力する。ここで、予め設定されたしきい値は例えば図３（ｂ）の破線ｂ１である。なお、接触検出器１３は、トルク指令Ｃｔの単位時間当たりの変化量ではなくトルク指令Ｃｔが予め設定されたしきい値（破線ａ１）を逆転駆動させる方向に超えた場合に、測定完了接触を検出したとするようにしてもよい。換言すると、接触検出器１３は、トルク指令Ｃｔ又はトルク指令Ｃｔの単位時間当たりの変化量が予め設定されたしきい値を逆転駆動させる方向に超えた場合に、測定完了接触を検出したとする。また、しきい値の決定方法としては、例えば、トルク指令Ｃｔに基づき、動的に設定してもよい。なお、トルク指令Ｃｔ及びトルク指令Ｃｔの変化量において逆転駆動させる方向（逆転駆動に対応する方向）は、例えば図３（ａ），（ｂ）ではマイナスの方向である。
　図３（ｄ）において、Ｔ１は駆動軸１０１が逆転駆動している期間（以下、「逆転駆動期間」と呼ぶ。）を示している。また、Ｔ２は両歯車１０１ａ及び１０２ａが接触していない非接触状態である期間（以下、「非接触期間」と呼ぶ。）であり、この時間において駆動側歯車１０１ａのみが回転し、負荷側歯車１０２ａは停止している。一方で、接触期間Ｔ３は両歯車１０１ａ及び１０２ａが接触している接触状態の期間（以下、「接触期間」と呼ぶ。）であり、接触期間Ｔ３では負荷側歯車１０２ａが駆動側歯車１０１ａとともに回転している。なお、非接触期間Ｔ２から接触期間Ｔ３に切り替わる点が測定完了接触の開始時間であり、接触期間Ｔ３の間は駆動側歯車１０１ａが負荷側歯車１０２ａを駆動させるが、接触期間Ｔ３から時間がさらに経過すると両歯車１０１ａ及び１０２ａが離れるため、接触信号Ｓｃは非接触状態を示す。また、非接触期間Ｔ２は上述した接触所要時間Ｔｃでもある。
　ここで、バックラッシ推定器１４によるバックラッシの推定方法について説明する。図３（ａ）、（ｂ）に示すトルク指令Ｃｔ又はトルク指令Ｃｔの変化量の値により、接触検出器１３により接触信号Ｓｃ（図３（ｄ））が生成される。バックラッシ推定器１４は、まず、逆転駆動の開始から接触信号Ｓｃが立ち上がるまでの非接触期間（接触所要時間Ｔｃ）Ｔ２を求める。次に、図３（ｃ）に示すように、測定前接触から測定完了接触までの時間（接触所要時間Ｔｃ）における位置信号Ｓｐの変化量Ｃを求め、この変化量Ｃからバックラッシを推定する。
　さらに、トルク指令Ｃｔが最大（あるいは最小）すなわち図３（ａ）に示すピークＡ１になる場合、又はトルク指令Ｃｔの単位時間当たりの変化量が最大（あるいは最小）すなわち図３（ｂ）に示すピークＢ１になる場合に、接触検出器１３が測定完了接触を検出する構成としてもよい。これにより測定完了接触を検出する際に、しきい値の設定が不要になる。
　本実施の形態では、トルク指令生成器１１は、駆動指令Ｃｄと位置信号Ｓｐとに基づいて、トルク指令Ｃｔを生成する。これにより、トルク指令Ｃｔ又はトルク指令Ｃｔの単位時間当たりの変化量が、予め設定されたしきい値を逆転駆動に対応する方向に超えた場合、あるいは最大になる場合に、接触検出器１３が測定完了接触を検出したとすることでバックラッシの推定が可能となっている。トルク指令Ｃｔ又はトルク指令Ｃｔの単位時間当たりの変化量が最大であることを判定する方法の例としては、予め最大値を定義しておく方法、又は逆転駆動期間ＴＩで最も大きいトルク指令Ｃｔ又はトルク指令Ｃｔの単位時間当たりの変化量の値を最大とする方法が挙げられる。
　図４は、駆動指令Ｃｄにおける加速度指令値を一定とした場合における時系列波形の一例を示した図である。図中（ａ）～（ｄ）において横軸は時間である。縦軸は、それぞれ（ａ）が駆動指令Ｃｄによる加速度指令値を、（ｂ）がトルク指令Ｃｔを、（ｃ）が位置信号Ｓｐを、（ｄ）が接触信号Ｓｃを示す。また、図４（ａ）に示すように、予め設定された時間Ｔａだけ、駆動指令生成器１０は逆転駆動時にモータ２の加速度が一定になるように駆動指令Ｃｄを与える。これにより、図４（ｂ）に示すように、モータ２の逆転駆動時において、測定完了接触した時点を除きトルク指令Ｃｔの変化が小さいため、トルク指令ＣｔのピークＡ１１が顕著に現れるようになる。なお、加速度指令値を大幅に変化させる駆動指令Ｃｄを用いた場合には、測定完了接触した時点以外でもトルク指令Ｃｔが大きく変化して、トルク指令Ｃｔのピークができる。このトルク指令Ｃｔのピークがノイズとなり、測定完了接触であると誤検出される場合がある。一方で、本実施の形態のように加速度指令値を一定にすることで、このようなノイズの問題を解決することができる。なお、図４（ｄ）のＴ１、Ｔ２、Ｔ３は、図３（ｄ）と同様に、それぞれ逆転駆動期間、非接触期間、接触期間である。
　図５は、駆動指令Ｃｄにおける速度指令値を一定とした場合における時系列波形の一例を示した図である。図中（ａ）～（ｄ）において横軸は時間である。縦軸は、それぞれ（ａ）が駆動指令Ｃｄにおける速度指令値を、（ｂ）がトルク指令Ｃｔを、（ｃ）が位置信号Ｓｐを、（ｄ）が接触信号Ｓｃを示す。さらに、図５（ａ）に示すように、期間Ｔｂでは、速度指令値を一定にする駆動指令Ｃｄにより、測定完了接触した時点を除きトルク指令Ｃｔがほぼ一定の値になる。従って、このような駆動指令Ｃｄを用いることで、図５（ｂ）に示すように、バックラッシ分だけ駆動側歯車１０１ａが回転したときに、トルク指令ＣｔのピークＡ１２がさらに顕著に現れるようになる。このときの接触信号Ｓｃの時間変化は、理想的には図５（ｄ）に示すようになる。なお、図５（ｄ）のＴ１、Ｔ２、Ｔ３は、図３（ｄ）と同様に、それぞれ逆転駆動期間、非接触期間、接触期間である。
　特許文献２に挙げた従来技術では、両歯車１０１ａ及び１０２ａの機械的な接触を、駆動軸１０１のトルクセンサを用いて測定し、同時に位置信号Ｓｐを用いてバックラッシを計測する必要があった。しかし、本実施の形態のモータ制御装置では、トルク指令生成器１１が、駆動指令Ｃｄと位置信号Ｓｐとに基づいてトルク指令Ｃｔを生成し、電流制御器１２がトルク指令Ｃｔに基づいてモータ２に電流Ｉｍを供給し、モータ２を駆動する。従って、本実施の形態のモータ制御装置では、センサから得られる情報として、位置信号Ｓｐさえ得られればバックラッシの計測が可能である。これにより、より幅広い構成の装置に接続することができる。
実施の形態２．
　図６は、本発明の実施の形態２に係るモータ装置を説明するためのブロック図である。本実施の形態では、接触検出器１３ａがトルク指令Ｃｔの代わりに位置信号Ｓｐを用いて測定完了接触を検出する点が実施の形態１と異なる。
　なお、本実施の形態では、実施の形態１とは異なる構成のみについて説明を行うこととし、図中、同じまたは対応する構成については同一符号を付し、それらの構成の説明は繰り返さない。
　本実施の形態では、接触検出器１３ａが、モータ２の回転状況を示す位置信号Ｓｐから求めたモータ２の加速度を用いて、伝達機構１００の内部の測定完了接触を検出する。
　本実施の形態では、接触検出器１３ａが、モータ２の速度、加速度、及びジャークを、それぞれ位置信号Ｓｐを時間についてそれぞれ１回微分、２回微分、及び３回微分することで導出する。上述のように速度、加速度、及びジャークを微分して導出する代わりに、離散時間での差分をとるようにしてもよい。また、微分または離散時間における差分をする前に位置信号Ｓｐにハイパスフィルタを適用してもよい。これにより、位置信号Ｓｐの変動成分をより明確にすることができる。
　接触検出器１３ａは、逆転駆動時の加速度を用いて、伝達機構１００における測定完了接触を検出し、検出結果を接触信号Ｓｃとして出力する。
　図７は、実施の形態２に係るモータ制御装置の逆転駆動時の時系列波形の一例を示した図である。図中、縦軸については、（ａ）が位置信号Ｓｐにより算出された加速度、（ｂ）が加速度の単位時間当たりの変化量であるジャーク、（ｃ）が位置信号Ｓｐ、（ｄ）が接触信号Ｓｃを示す。
　接触検出器１３ａは、加速度が予め設定されたしきい値（例えば図７（ａ）の破線ａ２）を正転駆動させる方向（正転駆動に対応する方向）に超えた場合に、測定完了接触を検出したとする。これは、両歯車１０１ａ及び１０２ａが接触することで、駆動側歯車１０１ａの加速度が一時的に減少（あるいは増大）するためである。また、接触検出器１３ａは、加速度の代わりにジャークが図７（ｂ）に示す破線ｂ２を正転駆動させる方向に超えた場合に、測定完了接触を検出したとしてもよい。しきい値の決定方法としては、例えば、トルク指令Ｃｔに基づき、動的に設定してもよい。なお、加速度及びジャークにおいて正転駆動させる方向（正転駆動に対応する方向）は、例えば図７（ａ），（ｂ）ではプラスの方向である。
　なお、しきい値を設定する代わりに、加速度が最大（あるいは最小）すなわち図７（ａ）に示すピークＡ２になる場合、又はジャークが最大（あるいは最小）すなわち図７（ｂ）に示すピークＢ２になる場合に、測定完了接触を検出したとしてもよい。これによりしきい値の設定が不要になる。
　本実施の形態では、接触検出器１３ａが位置信号Ｓｐにより算出された加速度、又は位置信号Ｓｐにより算出されたジャークが予め設定されたしきい値を逆転駆動に対応する方向に超えた場合、あるいは最大となった場合に、測定完了接触を検出したとすることでバックラッシの推定が可能となっている。そのため、トルク指令生成器１１は、必ずしも駆動指令Ｃｄ及び位置信号Ｓｐに基づいてトルク指令Ｃｔを生成する必要はなく、駆動指令Ｃｄのみに基づいてトルク指令Ｃｔを生成する構成も考えられる。位置信号Ｓｐにより算出された加速度、又は位置信号Ｓｐにより算出されたジャークが最大であることを判定する方法の例としては、予めこれらの最大値を定義しておく方法、又は逆転駆動期間ＴＩで最も大きい加速度又はジャークの値を最大とする方法が挙げられる。
　特許文献２に挙げた従来技術では、両歯車１０１ａ及び１０２ａの機械的な接触を、駆動軸１０１のトルクセンサを用いて測定し、同時に位置信号Ｓｐを用いてバックラッシを計測する必要があった。しかし、本実施の形態では、接触検出器１３ａが、位置信号Ｓｐを用いて算出した加速度あるいはジャークを用いて、両歯車１０１ａ及び１０２ａの機械的な接触を検出している。すなわち、接触検出器１３ａは、位置信号Ｓｐに基づいて算出した信号を用いてモータ２に接続する駆動側歯車１０１ａと負荷側歯車１０２ａとの間の接触を測定完了接触として検出し、検出結果を接触信号Ｓｃとして出力する。さらに、バックラッシ推定器１４が、接触信号Ｓｃ及び位置信号Ｓｐに基づき、駆動側歯車１０１ａと負荷側歯車１０２ａとの間のバックラッシを推定する。従って、本実施の形態では、センサから得られる情報として、位置信号Ｓｐさえ得られればバックラッシの計測が可能である。これにより、より幅広い構成の装置に接続することができる。
実施の形態３．
　図８は、本発明の実施の形態３に係るモータ装置を説明するためのブロック図である。本実施の形態では、接触検出器１３ｂがトルク指令Ｃｔに加えて位置信号Ｓｐを用いて測定完了接触を検出する点が実施の形態１と異なる。
　なお、本実施の形態では、実施の形態１とは異なる構成のみについて説明を行うこととし、図中、同じまたは対応する構成については同一符号を付し、それらの構成の説明は繰り返さない。
　接触検出器１３ｂは、まず、伝達機構１００の内部で両歯車１０１ａ及び１０２ａの接触等により発生するトルクを示す抽出外乱Ｄｅを算出する。次に、抽出外乱Ｄｅを用いて、測定完了接触を検出し、検出結果を接触信号Ｓｃとして出力する。なお、抽出外乱Ｄｅは式（１）のように算出される。
　　Ｄｅ＝Ｊｍ・Ａｃ－Ｃｔ・・・式（１）
　ここでまた、右辺の第一項は、実際にモータ２が加速されるのに用いられた慣性分のトルクを示す。Ｊｍ及びＡｃは、それぞれモータ２の回転子の慣性モーメント及び位置検出器３により得られた加速度を示す。位置検出器３により得られた加速度は加速度信号とも呼ばれる。右辺の第二項はトルク指令生成器１１が生成したトルク指令Ｃｔである。式（１）のように、トルク指令Ｃｔと慣性分のトルクとの差をとることで算出された伝達機構１００のトルクすなわち抽出外乱Ｄｅを用いている。従って、駆動指令Ｃｄにおける加速度指令値が変化してトルク指令Ｃｔが変動する場合でも、モータ２の回転による慣性分のトルクとの差をとることで、測定完了接触を検出する際に誤検出の原因となるピークの生成を抑制することができる。従って、伝達機構１００の内部の測定完了接触によるトルクの変化を精度良く抽出することができる。
　図９は、実施の形態３に係るモータ制御装置の逆転駆動時における時系列波形の一例を示した図である。図中、縦軸については、（ａ）が抽出外乱Ｄｅを、（ｂ）が抽出外乱Ｄｅの単位時間当たりの変化量を、（ｃ）が位置信号Ｓｐを、（ｄ）が接触信号Ｓｃを示す。位置信号Ｓｐがバックラッシに相当する角度分変化すると、両歯車１０１ａ及び１０２ａが測定完了接触して抽出外乱Ｄｅが急増する。これにより抽出外乱Ｄｅの時間微分値も急増する。
　本実施の形態の接触検出器１３ｂは、抽出外乱Ｄｅが図９（ａ）の破線ａ３で示す予め設定されたしきい値を正転駆動させる方向に超えた場合、又は抽出外乱Ｄｅの時間微分値が図９（ｂ）の破線ｂ３で示す予め設定されたしきい値を正転駆動させる方向に超えた場合に、測定完了接触の検出を行ったとする。なお、抽出外乱Ｄｅにおいて正転駆動させる方向（正転駆動に対応する方向）は、例えば図９（ａ），（ｂ）ではプラスの方向である。
　なお、抽出外乱Ｄｅが図９（ａ）のピークＡ３のように最大（あるいは最小）になる場合、又は抽出外乱Ｄｅの時間微分値が図９（ｂ）のピークＢ３のように最大（あるいは最小）になる場合に、接触検出器１３ｂが測定完了接触の検出を行ったとしてもよい。これにより、しきい値の設定が不要になる。
　本実施の形態では、接触検出器１３ｂは、位置信号Ｓｐ及びトルク指令Ｃｔにより算出された抽出外乱Ｄｅ又は抽出外乱Ｄｅの時間微分値が、予め設定されたしきい値を逆転駆動に対応する方向に超えた場合、あるいは最大となった場合に、測定完了接触を検出したとすることでバックラッシの推定が可能となっている。そのため、トルク指令生成器１１は、必ずしも駆動指令Ｃｄ及び位置信号Ｓｐに基づいてトルク指令Ｃｔを生成する必要はなく、駆動指令Ｃｄのみに基づいてトルク指令Ｃｔを生成する構成も考えられる。抽出外乱Ｄｅ又は抽出外乱Ｄｅの時間微分値が最大であることを判定する方法の例としては、予めこれらの最大値を定義しておく方法、又は逆転駆動期間ＴＩで最も大きい抽出外乱Ｄｅ又は抽出外乱Ｄｅの時間微分値を最大とする方法が挙げられる。
　本実施の形態の接触検出器１３ｂは、トルク指令Ｃｔ及び位置信号Ｓｐにより算出された抽出外乱Ｄｅに基づき、測定完了接触を検出している。従って、トルク指令Ｃｔに対する応答速度が遅いモータ装置を利用している場合でも、トルク指令Ｃｔのみを用いている場合に比べて、接触検出に遅れが生じない。よって、バックラッシの計測精度の低下が抑制できる。
　特許文献２に挙げた従来技術では、両歯車１０１ａ及び１０２ａの機械的な接触を、駆動軸１０１のトルクセンサを用いて測定し、同時に位置信号Ｓｐを用いてバックラッシを計測する必要があった。しかし、本実施の形態では、接触検出器１３ｂが、位置信号Ｓｐを用いて算出した加速度と、トルク指令Ｃｔとに基づき抽出外乱Ｄｅを算出し、モータ２に接続する駆動側歯車１０１ａと負荷側歯車１０２ａとの間の接触を測定完了接触として検出し、検出結果を接触信号Ｓｃとして出力する。さらに、バックラッシ推定器１４が、接触信号Ｓｃ及び位置信号Ｓｐに基づき、駆動側歯車１０１ａと負荷側歯車１０２ａとの間のバックラッシを推定する。従って、本実施の形態では、センサから得られる情報として、位置信号Ｓｐさえ得られればバックラッシの計測が可能である。
　上述の構成により、本実施の形態のモータ制御装置は、実施の形態１の効果に加え、トルク指令Ｃｔに対する応答速度が遅いモータ制御装置であっても、バックラッシを正確に測定でき、駆動指令Ｃｄによる指令値が大きく変動した場合でも安定してバックラッシを測定できるという効果を奏する。
実施の形態４．
　図１０は、本発明の実施の形態４に係るモータ装置を説明するためのブロック図である。電流検出器１５は、電流Ｉｍを電流信号Ｓｉｍとして検出する。本実施の形態のモータ制御装置は、位置信号Ｓｐの代わりに電流信号Ｓｉｍを用いて測定完了接触を検出する接触検出器１３ｃを有する点が実施の形態１とは異なる。
　図１１は、本発明の実施の形態４に係るモータ制御装置の逆転駆動時における時系列波形の一例を示した図である。すなわち、図中（ａ）～（ｄ）において横軸は時間である。縦軸は、それぞれ（ａ）が電流信号Ｓｉｍを、（ｂ）が電流信号Ｓｉｍの時間微分値を、（ｃ）が位置信号Ｓｐを、（ｄ）が接触信号Ｓｃを示す。
　なお、本実施の形態では、実施の形態１とは異なる構成のみについて説明を行うこととし、図中、同じまたは対応する構成については同一符号を付し、それらの構成の説明は繰り返さない。
　本実施の形態の接触検出器１３ｃは、電流信号Ｓｉｍから伝達機構１００の内部の測定完了接触を検出する。バックラッシに相当する角度分だけ位置信号Ｓｐが変化する場合に、両歯車１０１ａ及び１０２ａが接触する。この接触によりモータ２が駆動する慣性モーメントが増大するため、モータ２を駆動するためのトルクが非接触状態に比べ大きくなる。従って、モータ２に供給される電流Ｉｍも急激に増加する。ここで、電流信号Ｓｉｍの電流値が増大（あるいは減少）し、電流信号Ｓｉｍの時間微分値も増大する（あるいは減少）。例えば、図１１（ａ）に示す通り、電流信号Ｓｉｍも一時的に増大し、ピークＡ４が現れる。図１１（ｂ）に示す通り、電流信号Ｓｉｍの変化を示す時間微分値もまた一時的に増大（あるいは減少）し、ピークＢ４が現れる。
　測定完了接触の検出の方法としては、図３で説明した方法と同様に、電流信号Ｓｉｍが、予め設定されたしきい値を逆転駆動させる方向（逆転駆動に対応する方向）に超えた場合に、測定完了接触を検出したとする。図１１（ａ）では、破線ａ４が予め設定されたしきい値である。電流信号Ｓｉｍを用いる代わりに、電流信号Ｓｉｍの時間微分値を用いてもよい。この場合、図１１（ｂ）の破線ｂ４が予め設定されたしきい値である。なお、電流信号Ｓｉｍ及び電流信号Ｓｉｍの時間微分値において逆転駆動させる方向（逆転駆動に対応する方向）は、例えば図１１（ａ），（ｂ）ではマイナスの方向である。
　なお、予め設定されたしきい値を用いる代わりに、電流信号Ｓｉｍが最大（あるいは最小）すなわち図１１（ａ）に示すピークＡ４になる場合又は電流信号Ｓｉｍの時間微分値が最大（あるいは最小）すなわち図１１（ｂ）に示すピークＢ４になる場合に、測定完了接触を行ったとしてもよい。これにより、しきい値の設定が不要になる。
　本実施の形態では、トルク指令生成器１１は、駆動指令Ｃｄと位置信号Ｓｐとに基づいて、トルク指令Ｃｔを生成する。さらに、電流制御器１２がトルク指令Ｃｔに基づきモータ２に電流Ｉｍを供給し、電流検出器１５が電流信号Ｓｉｍを検出する。これにより、電流信号Ｓｉｍ又は電流信号Ｓｉｍの単位時間当たりの変化量が、予め設定されたしきい値を逆転駆動に対応する方向に超えた場合、あるいは最大になる場合に、接触検出器１３ｃが測定完了接触を検出したとすることでバックラッシの推定が可能となっている。電流信号Ｓｉｍ又は電流信号Ｓｉｍの単位時間当たりの変化量が最大であることを判定する方法の例としては、予めこれらの最大値を定義しておく方法、又は逆転駆動期間ＴＩで最も大きい電流信号Ｓｉｍ又は電流信号Ｓｉｍの単位時間当たりの変化量の時間微分値を最大とする方法が挙げられる。
　特許文献２に挙げた従来技術では、両歯車１０１ａ及び１０２ａの機械的な接触を、駆動軸１０１のトルクセンサを用いて測定し、同時に位置信号Ｓｐを用いてバックラッシを計測する必要があった。しかし、本実施の形態のモータ制御装置では、トルク指令生成器１１が、駆動指令Ｃｄと位置信号Ｓｐに基づいてトルク指令Ｃｔを生成し、電流制御器１２がトルク指令Ｃｔに基づいてモータ２に電流Ｉｍを供給し、モータ２を駆動する。さらに接触検出器１３ｃが、電流信号Ｓｉｍを用いて測定完了接触を検出する。従って、本実施の形態では、センサから得られる情報として、位置信号Ｓｐさえ得られればバックラッシの計測が可能である。
　上述の構成により、本実施の形態のモータ制御装置は、実施の形態１の効果を奏する。
実施の形態５．
　図１２は、本発明の実施の形態５に係るモータ装置を説明するブロック図である。本実施の形態の接触検出器１３ｄは、電流信号Ｓｉｍに加えて位置信号Ｓｐを用いて測定完了接触を検出する点が実施の形態４とは異なる。
　なお、本実施の形態では、実施の形態１とは異なる構成のみについて説明を行うこととし、図中、同じまたは対応する構成については同一符号を付し、それらの構成の説明は繰り返さない。
　接触検出器１３ｄは、まず、伝達機構１００の内部で発生する機械的な接触等の外乱を含む抽出外乱Ｄｅを算出する。次に、抽出外乱Ｄｅを用いて、測定完了接触を検出し、検出結果を接触信号Ｓｃとして出力する。抽出外乱Ｄｅは式（２）のように算出される。
　　Ｄｅ＝Ｊｍ・Ａｃ－Ｋｔ・Ｓｉｍ・・・（２）
　但し、式（２）において、右辺の第一項は、式（１）の右辺の第一項と同様に実際にモータ２が加速されるのに用いられた慣性分のトルクである。式（２）の右辺の第二項は、電流信号Ｓｉｍから算出されたモータ２において発生する合計のトルクである。ここでＫｔは、モータ２に供給される電流Ｉｍに対応する電流信号Ｓｉｍと発生するトルクとの関係を示すトルク定数である。式（２）のように、モータ２における合計のトルクと慣性分のトルクとの差を取ることで、伝達機構１００を駆動するために用いられたトルクを導出できる。
　接触検出器１３ｄは、トルク指令Ｃｔの代わりに電流信号Ｓｉｍより導出されたトルクを用いて、測定完了接触を検出している。よって、トルク指令生成器１１及び電流制御器１２の応答性の影響を減じ、伝達機構１００の内部の測定完了接触による外乱を精度良く算出することができる。
　接触検出器１３ｄによる測定完了接触の検出方法としては、抽出外乱Ｄｅ又は抽出外乱Ｄｅの単位時間当たりの変化量が、しきい値を超えた場合に、測定完了接触を検出したとしてもよい。また、抽出外乱Ｄｅ又は抽出外乱Ｄｅの変化量が最大（あるいは最小）になる場合に、測定完了接触を検出したとしてもよい。これにより、しきい値の設定が不要になる。
　本実施の形態では、接触検出器１３ｄは、位置信号Ｓｐ及び電流信号Ｓｉｍにより算出された抽出外乱Ｄｅ又は抽出外乱Ｄｅの時間微分値が、予め設定されたしきい値を逆転駆動に対応する方向に超えた場合、あるいは最大となった場合に、測定完了接触を検出したとすることでバックラッシの推定が可能となっている。そのため、トルク指令生成器１１は、必ずしも駆動指令Ｃｄ及び位置信号Ｓｐに基づいてトルク指令Ｃｔを生成する必要はなく、駆動指令Ｃｄのみに基づいてトルク指令Ｃｔを生成する構成も考えられる。抽出外乱Ｄｅ又は抽出外乱Ｄｅの時間微分値が最大であることを判定する方法の例としては、予めこれらの最大値を定義しておく方法又は、逆転駆動期間ＴＩで最も大きい抽出外乱Ｄｅ又は抽出外乱Ｄｅの時間微分値を最大とする方法が挙げられる。
　実施の形態４の接触検出器１３ｃは、接触の判定に電流信号Ｓｉｍを用いており、トルク指令生成器１１の位置信号Ｓｐに対する応答性又は電流制御器１２のトルク指令Ｃｔに対する応答性が低い場合には、接触検出に遅れが生じ、バックラッシの計測精度が低くなる場合がある。また、実施の形態２の接触検出器１３ａは、接触の判定に位置信号Ｓｐの加速度を用いており、駆動指令Ｃｄの加速度指令値を大きく変動させた場合には、接触を誤検出する場合がある。本実施の形態では、位置信号Ｓｐ及び電流信号Ｓｉｍを共に用いているため、接触検出の遅れ又は接触の誤検出を低減できる。
　特許文献２に挙げた従来技術では、両歯車１０１ａ及び１０２ａの機械的な接触を、駆動軸１０１のトルクセンサを用いて測定し、同時に位置信号Ｓｐを用いてバックラッシを計測する必要があった。しかし、本実施の形態では、接触検出器１３ｄが、位置信号Ｓｐを用いて算出した加速度と、電流信号Ｓｉｍに基づき抽出外乱Ｄｅを算出し、モータ２に接続する駆動側歯車１０１ａと負荷側歯車１０２ａとの間の接触を測定完了接触として検出し、検出結果を接触信号Ｓｃとして出力する。さらに、バックラッシ推定器１４が、接触信号Ｓｃ及び位置信号Ｓｐに基づき、駆動側歯車１０１ａと負荷側歯車１０２ａとの間のバックラッシを推定する。従って、本実施の形態では、センサから得られる情報として、位置信号Ｓｐさえ得られればバックラッシの計測が可能である。
　上記の構成により、本実施の形態のモータ制御装置は、実施の形態４の効果に加え、接触検出器１３ｄが位置信号Ｓｐ及び電流信号Ｓｉｍを共に用いて測定完了接触を検出するため、高精度かつ簡易にバックラッシを測定可能である。
実施の形態６．
　図１３は、本発明の実施の形態６に係るモータ装置を説明するブロック図である。本実施の形態のモータ制御装置は、図１３に示すように、図１に示した駆動指令生成器１０およびバックラッシ推定器１４の代わりに、それぞれ駆動指令生成器１０ａおよびバックラッシ推定器１４ａを有する点が異なる。本実施の形態のモータ制御装置は、負荷４及びこれに連結した負荷軸１０２に外部から外力Ｆｄが加わる場合でもバックラッシを計測可能とする構成である。
　駆動指令生成器１０ａは、後述する複数回の試験駆動を行わせるための駆動指令Ｃｄを生成する。バックラッシ推定器１４ａは、詳細は後述するが、外力Ｆｄに応じて変化する負荷軸１０２の位置も考慮してバックラッシを推定する。
　なお、本実施の形態では、実施の形態１とは異なる構成のみについて説明を行うこととし、図中、同じまたは対応する構成については同一符号を付し、それらの構成の説明は繰り返さない。
　上記構成により、本実施の形態では、外力Ｆｄによって負荷軸１０２が回転する場合でも、複数回の正転駆動及び逆転駆動によって、負荷軸１０２の位置を推定し、バックラッシを精度良く計測できる。
　図１４は、実施の形態６に係るバックラッシ計測手順を表したフロー図である。計測の手順を、図１４に示すフローに沿って説明する。フロー図中の符号Ｓｉ（ｉ＝１，２，・・・）は各ステップを示す。
　まず、ステップＳ１において、駆動指令生成器１０ａは、正転駆動及び逆転駆動の方向、繰り返し回数（試験駆動の回数）、加速度、及び正転駆動時と逆転駆動時における駆動軸１０１の回転量などの設定条件を、図示しない記憶部から取得する。なお、設定条件を記憶部から取得する代わりに、外部の入力端末を介して取得してもよい。
　図１５は、本発明の実施の形態６に係るモータ制御装置の伝達機構１００の負荷軸１０２が外力Ｆｄを受けて回転する方向とバックラッシ測定時の駆動方向を示した図である。図中、外力Ｆｄによる負荷軸１０２の回転方向が予め設定されており、この負荷軸１０２の回転を妨げる方向の駆動が正転駆動として設定され、正転駆動の逆方向の駆動が逆転駆動として設定される。
　図１６は、本発明の実施の形態６に係るモータ制御装置が複数回の試験駆動を行う駆動指令Ｃｄを生成した場合の時系列波形の一例を示した図である。図中、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ縦軸が位置指令値、速度指令値、及び加速度指令値を示す。（ａ）～（ｃ）において、正転駆動及び逆転駆動からなる試験駆動を３回行うように駆動指令Ｃｄが生成されている。なお、以下では３回の試験駆動に対応する期間を、それぞれ試験駆動期間Ｔｄ１、試験駆動期間Ｔｄ２、及び試験駆動期間Ｔｄ３として説明する。また、試験駆動期間Ｔｄ１、Ｔｄ２、Ｔｄ３における接触所要時間をそれぞれＴｃ１、Ｔｃ２、Ｔｃ３としている。接触所要時間Ｔｃ１、Ｔｃ２、Ｔｃ３に対応する接触位置変位をそれぞれＰｃ１、Ｐｃ２、Ｐｃ３としている。試験駆動期間Ｔｄ１～Ｔｄ３では、加速度指令値などのパラメータが互いに異なるように駆動指令Ｃｄが生成される。図１６（ｃ）に示す通り試験駆動期間Ｔｄ１～Ｔｄ３それぞれにおいて、一点鎖線の両矢印及び実線の両矢印がそれぞれ、正転駆動期間及び逆転駆動期間を示す。図１６（ｃ）に示す通り、試験駆動期間Ｔｄ１、試験駆動期間Ｔｄ２、試験駆動期間Ｔｄ３の順に、逆転駆動期間での加速度指令値が大きくなるようにしている。また、図１６（ａ）に示す接触所要時間がＴｃ１、Ｔｃ２、Ｔｃ３の順に短くなっている。
　図１７を用いて、ステップＳ２及びＳ３を説明する。図１７は、実施の形態６に係るモータ装置の伝達機構１００の内部構造と、バックラッシの計測過程を示した図である。
　ステップＳ２において、モータ２の正転駆動により、伝達機構１００の内部で両歯車１０１ａ及び１０２ａは互いに接触すなわち測定前接触する。
　次に、ステップＳ３において、まず、モータ２の逆転駆動により、図１７（ｂ）に実線で示すように、両歯車１０１ａ及び１０２ａを測定前接触のときに接触していた歯面と反対の面に接触させる。ここで、接触検出器１３は測定完了接触を検出し、接触信号Ｓｃを出力する。なお図中、負荷側歯車１０２ａの位置は外力Ｆｄによる影響で、図１７（ｂ）の点線で示す逆転開始時の位置から、接触所要時間Ｔｃ後には実線で示す位置へと回転している。
　ステップＳ４において、バックラッシ推定器１４ａは、ステップＳ１で設定された繰り返し回数と、測定完了接触の検出回数を比較して、測定完了接触の検出回数が繰り返し回数に到達したか否かを判断する。測定完了接触の検出回数が繰り返し回数より小さい場合（ＮＯ）には、再度前回とは別の試験駆動にて再度ステップＳ２～Ｓ３を繰り返す。一方、測定完了接触の検出回数が繰り返し回数以上の場合（ＹＥＳ）には、ステップＳ５に進む。
　ステップＳ５において、負荷軸位置の推定を行う。ステップＳ５を説明するに当たり、まず、負荷軸位置及び推定負荷軸位置を説明する。
　図１７を用いて、本実施の形態での負荷軸位置について説明する。負荷軸位置は、逆転駆動の開始時における駆動軸１０１の回転位置を基準とし、負荷軸１０２の回転位置を両歯車１０１ａ及び１０２ａ間の減速比を用いて駆動軸１０１の回転角に換算して表現したものである。
　例えば、図１７（ａ）では、負荷軸位置は、線分Ｏ－ａ（実線）と線分Ｏ－ｂ（点線）とのなす角であり、バックラッシＢに相当する回転角である。但し、線分Ｏ－ａ（実線）は、逆転駆動の開始時における駆動軸１０１の回転位置である。また、線分Ｏ－ｂ（点線）は、逆転駆動の開始時における負荷軸位置である。
　また、図１７（ｂ）では、負荷軸位置は、線分Ｏ－ａ（実線）と線分Ｏ－ｂ１（実線）とのなす角であり、負荷軸１０２の回転により線分Ｏ－ｂ（点線）が線分Ｏ－ｂ１（実線）に移動し、負荷軸１０２の回転により負荷軸位置が大きくなることがわかる。なお、線分Ｏ－ａ（実線）は基準の回転位置であるので、逆転駆動の開始時から変化しない。また、図１７（ｂ）のように両歯車１０１ａ及び１０２ａが接触する場合は、負荷軸位置が接触位置変位Ｐｃに相当する。
　次に、推定負荷軸位置を説明する。図１８は、本発明の実施の形態６に係る推定負荷軸位置Ｐｌｅ（ｔ）を説明するための図である。推定負荷軸位置Ｐｌｅ（ｔ）は、任意の時刻ｔにおける負荷軸位置を推定したものである。但し、時刻ｔは逆転駆動開始時間からの時間を示す。
　図１８（ａ）は縦軸が負荷軸位置であり、横軸が逆転駆動の開始時からの時間を示す。図１８（ｂ）は、逆転駆動開始時からの駆動軸１０１における位置信号Ｓｐの変化量を示す。また、図中両矢印は、後述する方法で導出されるバックラッシＢの大きさを示している。図１８（ａ），（ｂ）にひし形で示したのは、（ステップＳ１）で繰り返し回数を３回としたときの、接触位置変位Ｐｃと接触所要時間Ｔｃの関係をプロットしたものである。図中、各プロットは、図１６に示した試験駆動期間Ｔｄ１～Ｔｄ３に対応する接触位置変位Ｐｃと接触所要時間Ｔｃをプロットしたものであり、それぞれＰｌ１～Ｐｌ３と表記している。例えば、Ｐｌ１は（Ｔｃ１，Ｐｃ１）である。
　次に、ステップＳ５において、バックラッシ推定器１４ａは、試験駆動期間Ｔｄ１～Ｔｄ３のそれぞれに対応する接触位置変位Ｐｃと接触所要時間Ｔｃとの組Ｐｌ１～Ｐｌ３を用いて、推定負荷軸位置Ｐｌｅ（ｔ）を推定する。
　本実施の形態では、説明を簡易とするため、負荷軸１０２に加わる外力Ｆｄが試験駆動期間Ｔｄ１～Ｔｄ３間で同じ大きさであり、外力Ｆｄに伴い駆動される負荷軸１０２が試験駆動期間Ｔｄ１～Ｔｄ３で同じ加速度で駆動されるものとしている。推定負荷軸位置Ｐｌｅ（ｔ）を、式（３）に示す２次の多項式からなる近似関数で近似する。
　　Ｐｌｅ（ｔ）＝Ｋａ・ｔ２＋Ｋｂ　・・・式（３）
　但し、式（３）においてＫａ及びＫｂは、それぞれ外力Ｆｄによる負荷軸１０２の加速度に関する係数、及び逆転駆動の開始時における負荷軸位置すなわち図１８（ａ）に示すバックラッシＢを表す近似係数である。また詳細は後述するが、Ｋａ及びＫｂの値の導出は、接触所要時間Ｔｃと接触位置変位Ｐｃからなるデータセットを複数組用いてなされる。近似関数は、式（３）以外にも外力Ｆｄによって移動する負荷軸１０２の位置を近似するのに適していれば次数や項数は問わない。多項式の代わりに、対数、指数、三角関数等による近似関数であってもよい。
　近似係数Ｋａ、Ｋｂの導出方法としては、例えば最小二乗法を用いる。最小二乗法では、得られた接触所要時間Ｔｃと接触位置変位Ｐｃの組と、推定負荷軸位置Ｐｌｅ（ｔ）との残差の二乗和が最小になるように近似係数を決定する。なお、近似係数の導出方法として、最小二乗法以外を用いてもよいことは言うまでもない。また、外力Ｆｄの大きさを可変としてもよいことは言うまでもない。
　Ｋａ及びＫｂの決定には、接触所要時間Ｔｃ及び接触位置変位Ｐｃのデータセットを最低２組取得すればよい。従って、２組より多くのデータセットを得た場合、異常値の除去を行ってもよい。異常値の除去方法として、例えば近似関数との標準残差が予め設定された値以上になるデータセットが存在する場合に、当該データセットを除去する。これにより、バックラッシ測定結果のばらつきを抑えることができる。本実施例では、試験駆動の回数を３回としたので、最大１組のデータセットを除去することができる。
　なお、上述の説明では、逆転駆動時（ステップＳ３）の加速度が毎回異なるよう、複数回の駆動指令Ｃｄを生成しているが、同じ加速度で複数回の駆動指令Ｃｄを用いることで、複数の接触所要時間Ｔｃ及び接触位置変位Ｐｃのデータセットから平均値を算出する構成も考えられる。この場合、外力Ｆｄが時間的に変化する影響等を平均化でき、バックラッシ測定結果のばらつきを抑えることができる。また、同じ加速度で複数回の駆動指令Ｃｄを用い複数の接触所要時間Ｔｃ及び接触位置変位Ｐｃのデータセットから異常値を取り除く構成も考えられる。この異常値を取り除く構成としては、加速度が毎回異なる場合と同じく、例えば近似関数との標準残差が予め設定された値以上になるデータセットが存在する場合に、当該データセットを除去する構成が挙げられる。この場合、外力Ｆｄが瞬間的に変化する影響等を除去でき、バックラッシ測定結果のばらつきを抑えることができる。
　なお、上述の説明では、逆転駆動（ステップＳ３）時に測定完了接触の検出を行っているが、逆転駆動と測定完了接触の検出は必ずしも同時に行う必要はない。まずステップＳ２及びＳ３で得られた時系列波形のデータ（例えば図３（ａ）～（ｄ））を、全試験駆動について記憶部（図示省略）に予め記録しておき、次に記憶部で記録された時系列波形のデータを用いて、各試験駆動における測定完了接触の検出を、ステップＳ４の後に接触検出器１３により一括で行ってもよい。
　最後に、ステップＳ６において、バックラッシ推定器１４ａは、推定負荷軸位置Ｐｌｅ（ｔ）を用いて、伝達機構１００の有するバックラッシを推定する。図１８（ａ）に、３組の接触位置変位Ｐｃと接触所要時間Ｔｃから推定した推定負荷軸位置Ｐｌｅ（ｔ）の例を示す。図１８（ａ）に示す推定負荷軸位置Ｐｌｅ（ｔ）にｔ＝０を代入すると、バックラッシＢが算出できる。本実施の形態ではＫｂの絶対値である｜Ｋｂ｜が推定されたバックラッシＢに相当する。
　図１８（ｂ）では、３つの点線が試験駆動期間Ｔｄ１～Ｔｄ３それぞれの位置信号Ｓｐの変化量を示している。図１８（ｂ）に示す丸形のプロットは、外力Ｆｄがない場合の逆転駆動開始から測定完了接触までの位置信号Ｓｐの変化量である接触位置変位ＰｃすなわちバックラッシＢである。外力Ｆｄがない場合には、負荷軸１０２の位置変化がない。これにより、試験駆動期間Ｔｄ１～Ｔｄ３において、駆動指令Ｃｄにおける加速度指令値を変化させても、接触所要時間Ｔｃは変化するが、接触位置変位Ｐｃは変化しない。従って、図中破線により示すバックラッシＢに相当する位置が接触位置変位Ｐｃに等しくなる。よって、図１８（ｂ）に示す丸形としてプロットされる。
　外力Ｆｄが加わった場合には、駆動側歯車１０１ａの加速度を変化（例えば減少）させて接触所要時間Ｔｃが変化（延長）すると、この接触所要時間Ｔｃの変化（延長）により負荷側歯車１０２ａの回転量が変化（増加）する。従って、この回転量の変化（増加）の分だけ接触位置変位Ｐｃが変化（増加）する。
　例えば、試験駆動期間Ｔｄ３では、逆転駆動時の加速度指令値が最も大きいため、接触所要時間Ｔｃ３が最も短くなり、外力Ｆｄにより負荷軸１０２が最も少なく回転する。これにより、接触位置変位Ｐｃが最も小さくなる。プロットＰｌ３は最も図１８（ｂ）で左側かつ上側に配置される。一方、試験駆動期間Ｔｄ１では、逆転駆動時の加速度が最も小さいため、接触所要時間Ｔｃ１が最も長くなり、外力Ｆｄにより負荷軸１０２が最も多く回転する。これにより接触位置変位Ｐｃが最も大きくなる。図中、プロットＰｌ１は最も右側かつ下側に配置される。
　以上の通り、本実施の形態のバックラッシ推定器１４ａは、推定負荷軸位置Ｐｌｅ（ｔ）を導出してバックラッシを推定する。これにより、本実施の形態のモータ制御装置は、実施の形態１の効果に加え、負荷軸１０２に外力Ｆｄが加わる環境でも、複数回の正転駆動及び逆転駆動からなる試験駆動によって伝達機構１００のバックラッシを高精度かつ容易に計測できるという効果を奏する。
実施の形態７．
　図１９は、本発明の実施の形態７に係るモータ装置を説明するためのブロック図である。実施の形態６では、予め外力Ｆｄの方向が設定されていた。一方で本実施の形態では外力Ｆｄが任意の方向に働くものとする。
　図中、トルク指令Ｃｔを用いて、負荷軸１０２に加わる外力Ｆｄの方向を判定し、正転駆動時及び逆転駆動時の駆動方向Ｄｄを出力する駆動方向決定器１６を新たに有する点が異なる。また、駆動指令生成器１０ａに代えて、駆動方向Ｄｄに応じて、逆転駆動毎に加速度が異なるよう駆動指令Ｃｄを生成する駆動指令生成器１０ｂを有する点も異なる。なお、本実施の形態では、実施の形態６とは異なる構成のみについて説明を行うこととし、同じまたは対応する構成については同一符号を付し、それらの構成の説明は繰り返さない。
　本実施の形態では、図１４のステップＳ１において、駆動方向決定器１６により負荷軸１０２に加わる外力Ｆｄの方向を判定する。駆動指令生成器１０ｂにより駆動側歯車１０１ａを停止させる制御が行われ、駆動方向決定器１６が、両歯車１０１ａ及び１０２ａが接触した状態で生成されたトルク指令を用いて、外力Ｆｄの方向を判断しさらに駆動方向Ｄｄを決定する。
　具体的には、位置信号Ｓｐが変化しないすなわち駆動側歯車１０１ａが回転しないように、駆動指令Ｃｄが駆動指令生成器１０ｂにより生成される。両歯車１０１ａ及び１０２ａが接触しない状態では、駆動側歯車１０１ａにトルクを加える必要がないので、駆動軸１０１に加わる摩擦等の影響を無視すればトルク指令Ｃｔは０である。その後、一定時間が経過して両歯車１０１ａ及び１０２ａが接触した状態では、負荷側歯車１０２ａが外力Ｆｄにより駆動側歯車１０１ａを回転させようとする。しかし、駆動側歯車１０１ａが静止するように制御されているため、駆動側歯車１０１ａは、トルク指令Ｃｔにより、負荷側歯車１０２ａから加わる力を打ち消すように回転しようとする。従って、トルク指令Ｃｔに対応する駆動側歯車１０１ａの回転方向を用いて、外力Ｆｄの方向及び正転駆動の駆動方向Ｄｄを推定できる。
　例えば、両歯車１０１ａ及び１０２ａが接触し、静止した状態で生成されたトルク指令Ｃｔが駆動側歯車１０１ａを反時計回りに回転させようとするものであれば、駆動側歯車１０１ａを時計回りに回転させる外力Ｆｄが働いているものと判断できる。そのため、負荷側歯車１０２ａの回転方向すなわち外力Ｆｄの方向が図１７に示すように反時計回りであることがわかる。さらに外力Ｆｄの方向がわかれば、駆動方向Ｄｄも決定することができる。
　なお、駆動側歯車１０１ａを停止させる代わりに、逆転駆動及び正転駆動により駆動側歯車１０１ａを往復運動させて、正転駆動時と逆転駆動時とにおけるトルク指令Ｃｔを比較することで、駆動方向Ｄｄを決定してもよい。なお、駆動方向決定器１６がトルク指令Ｃｔに代えてモータ２の電流Ｉｍから駆動方向Ｄｄを決定してもよい。
　本実施の形態のモータ制御装置は、接触検出器１３に代えて、接触検出器１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄのいずれか１つを備える構成であってもよく、それらの場合においても、同様にバックラッシを測定可能である。
　上記構成により、本実施の形態のモータ制御装置は、実施の形態１の効果に加え、負荷軸１０２に外力Ｆｄが加わる場合にも、駆動指令Ｃｄの駆動方向を自動的に決定してバックラッシを測定できるという効果を奏する。
実施の形態８．
　図２０は、本発明の実施の形態８に係るモータ装置を説明するためのブロック図である。本実施の形態では、モータ２の回転状況を示す位置信号Ｓｐがあらかじめ設定された最小検出位置と最大検出位置とで決まる範囲で、接触検出器１３ｅが伝達機構１００の内部の測定完了接触を検出する点が実施の形態１と異なる。
　上記構成により、本実施の形態では、摩擦や減速の影響等、外乱が多い場合にも安定した接触の検出が可能となり、精度良くバックラッシを測定することができる。
　なお、本実施の形態では、実施の形態１とは異なる構成のみについて説明を行うこととし、図中、同じまたは対応する構成については同一符号を付し、それらの構成の説明は繰り返さない。
　図２１は、実施の形態８に係るモータ制御装置の逆転駆動時の時系列波形の一例を示した図である。実施の形態１では、接触検出器１３が、位置信号Ｓｐの示すモータ２の位置によらず、逆転駆動時の接触を判定している。しかし、トルク指令Ｃｔ及びトルク指令Ｃｔの単位時間あたりの変化量は、モータ２が逆転駆動開始後、摩擦の影響によって図２１（ａ）に示すピークＸ１３を持ったり、（ｂ）に示すピークＹ１３を持ったりする場合がある。また、トルク指令Ｃｔの単位時間あたりの変化量が、モータ２が減速する際に両歯車１０１ａ及び１０２ａの所望しない接触を原因として、図２１（ｂ）に示すピークＺ１３を持つ場合がある。そのため、実施の形態１では、接触検出器１３が、ピークＸ１３、ピークＹ１３又はピークＺ１３により接触を誤検出し、バックラッシの推定精度が悪化することがある。
　本実施の形態の接触検出器１３ｅは、位置信号Ｓｐが示すモータ２の位置が、予め設定した最小検出位置Ｓ１３を逆転駆動方向に超えてから、予め設定した最大検出位置Ｌ１３を逆転駆動方向に超えるまでの期間に接触を検出する。すなわち、図２１（ｄ）に示す期間Ｔ１３で接触を検出し、測定完了接触を示す接触信号Ｓｃを生成する。
　測定完了接触の検出方法としては、図３で説明した方法と同様に、トルク指令Ｃｔが、破線で示した予め定められたしきい値ａ１を逆転駆動させる方向（逆転駆動に対応する方向）に超えた場合に、測定完了接触を検出したとする。トルク指令Ｃｔを用いる代わりにトルク指令Ｃｔの時間微分値を用い、しきい値ａ１を用いる代わりに破線ｂ１のしきい値を用いても良い。
　なお、予め設定されたしきい値を用いる代わりに、トルク指令Ｃｔが最大（あるいは最小）すなわち図２１（ａ）に示すピークＡ１３になる場合、又はトルク指令Ｃｔの時間微分値が最大（あるいは最小）すなわち図２１（ｂ）に示すピークＢ１３になる場合に、測定完了接触を行ったとしてもよい。これにより、しきい値の設定が不要になる。
　ただし、上記に示した通り、しきい値を超えた場合及びピークを用いる場合も、期間Ｔ１３以外では接触の検出は行わず、測定完了接触を示す信号は生成しない。
　最小検出位置は予め想定されるバックラッシより十分小さい値に設定することが望ましく、トルク指令Ｃｔに摩擦が及ぼす影響及び伝達機構１００を製造する際の標準的な加工精度から決定することができる。最大検出位置は、予め想定されるバックラッシより十分大きい値に設定することが望ましく、減速を開始するモータ位置、歯車の歯数、形状等から適切な値を選定することができる。
　なお、実施の形態２の接触検出器１３ａのようにトルク指令Ｃｔの代わりに位置信号Ｓｐを用いて測定完了接触を検出する場合、実施の形態３の接触検出器１３ｂのようにトルク指令Ｃｔと位置信号Ｓｐとを用いて測定完了接触を検出する場合、実施の形態４の接触検出器１３ｃのように電流信号Ｓｉｍを用いて測定完了接触を検出する場合、及び実施の形態５の接触検出器１３ｄのように電流信号Ｓｉｍと位置信号Ｓｐを用いて測定完了接触を検出する場合も本実施の形態と同様に、各実施の形態の接触検出器が最小検出位置と最大検出位置とで決まる範囲で、伝達機構１００の内部の測定完了接触を検出することが可能である。
　また、実施の形態６のように、駆動指令生成器１０に代えて駆動指令生成器１０ａが複数回の試験駆動を行わせる駆動指令Ｃｄを生成し、バックラッシ推定器１４に代えてバックラッシ推定器１４ａがバックラッシを推定する場合も本実施の形態と同様に、接触検出器１３が最小検出位置と最大検出位置とで決まる範囲で、伝達機構１００の内部の測定完了接触を検出することが可能である。
　上記の通り、本実施の形態のモータ制御装置は、摩擦、減速の影響等、外乱が多い場合にも接触を誤検出せず、伝達機構１００のバックラッシを測定することができる。これにより、さらに幅広い構成の装置で精度良くバックラッシを測定することができる。
　１　モータ制御装置、２　モータ、３　位置検出器、４　負荷、１０，１０ａ，１０ｂ　駆動指令生成器、１１　トルク指令生成器、１２　電流制御器、１３，１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１３ｅ　接触検出器、１４，１４ａ　バックラッシ推定器、１５　電流検出器、１６　駆動方向決定器、１００　伝達機構、１０１　駆動軸、１０１ａ　駆動側伝達部（駆動側歯車）、１０２　負荷軸、１０２ａ　負荷側伝達部（負荷側歯車）。

Claims (17)

  1. 　モータを一方向に正駆動させた後に前記一方向とは反対の方向に前記モータを逆駆動させる駆動指令を生成する駆動指令生成器と、
    　前記駆動指令と前記モータの動作状態を示す位置信号とに基づいて、前記モータを駆動するためのトルク指令を生成するトルク指令生成器と、
    　前記位置信号に基づいて算出した信号を用いて、前記モータに接続する駆動側伝達部と負荷に接続する負荷側伝達部との間の接触を測定完了接触として検出し、検出結果を接触信号として出力する接触検出器と、
    　前記接触信号及び前記位置信号に基づき、前記駆動側伝達部及び負荷側伝達部間のバックラッシを推定するバックラッシ推定器と
    　を備えることを特徴とするモータ制御装置。
  2. 　前記接触検出器は、前記位置信号から求めた加速度又は前記加速度の単位時間当たりの変化量が予め設定されたしきい値を、前記正駆動に対応する方向に超えた場合に、前記測定完了接触を検出したとすることを特徴とする請求項１に記載のモータ制御装置。
  3. 　前記接触検出器は、前記位置信号を用いて加速度信号を算出し、前記加速度信号及び前記トルク指令に基づき抽出外乱を算出し、前記抽出外乱を用いて前記測定完了接触を検出することを特徴とする請求項１に記載のモータ制御装置。
  4. 　前記接触検出器は、前記位置信号を用いて加速度信号を算出し、前記加速度信号及び前記モータに供給される電流に対応する電流信号に基づき抽出外乱を算出し、前記抽出外乱を用いて前記測定完了接触を検出することを特徴とする請求項１に記載のモータ制御装置。
  5. 　前記トルク指令生成器は、前記駆動指令及び前記位置信号に基づいて、前記トルク指令を生成することを特徴とする請求項１に記載のモータ制御装置。
  6. 　前記接触検出器は、前記トルク指令又は前記トルク指令の単位時間当たりの変化量が予め設定されたしきい値を、前記逆駆動に対応する方向に超えた場合に、前記測定完了接触を検出したとすることを特徴とする請求項５に記載のモータ制御装置。
  7. 　前記接触検出器は、前記モータに供給される電流に対応する電流信号又は前記電流信号の単位時間当たりの変化量が予め設定されたしきい値を、前記逆駆動に対応する方向に超えた場合に、前記測定完了接触を検出したとすることを特徴とする請求項５に記載のモータ制御装置。
  8. 　前記トルク指令に基づき、前記駆動指令の正駆動の方向を決定する駆動方向決定器をさらに備える
    　ことを特徴とする請求項５に記載のモータ制御装置。
  9. 　前記モータに供給される電流に対応する電流信号に基づき、前記駆動指令の正駆動の方向を決定する駆動方向決定器をさらに備える
    　ことを特徴とする請求項５に記載のモータ制御装置。
  10. 　前記駆動指令生成器は、予め定められた最大バックラッシ許容量以上に前記逆駆動させる前記駆動指令を生成する
    　ことを特徴とする請求項１に記載のモータ制御装置。
  11. 　前記駆動指令生成器は、前記逆駆動する際の前記モータの加速度又は速度が予め設定された時間だけ一定となる前記駆動指令を生成する
    　ことを特徴とする請求項１に記載のモータ制御装置。
  12. 　前記接触検出器は、前記位置信号が予め設定された最小検出位置と最大検出位置とで決まる範囲で、前記測定完了接触を検出する
    　ことを特徴とする請求項１に記載のモータ制御装置。
  13. 　前記バックラッシ推定器は、前記逆駆動の開始から前記測定完了接触までの時間である接触所要時間の前記位置信号の変化量を、接触位置変位として算出することで、前記バックラッシを推定する
    　ことを特徴とする請求項１に記載のモータ制御装置。
  14. 　前記駆動指令生成器は、前記正駆動及び前記逆駆動からなる試験駆動を前記モータに対して複数回行わせる前記駆動指令を生成することを特徴とする請求項１３に記載のモータ制御装置。
  15. 　前記逆駆動の加速度の大きさが複数回の前記試験駆動で互いに異なることを特徴とする請求項１４に記載のモータ制御装置。
  16. 　前記バックラッシ推定器は、複数回の前記試験駆動の各々に対応する前記接触所要時間及び前記接触位置変位を用いて、前記バックラッシを推定することを特徴とする請求項１４に記載のモータ制御装置。
  17. 　モータと、
    　前記モータの動作状態を位置信号として出力する位置検出器と、
    　前記モータを一方向に正駆動させた後に前記一方向とは反対の方向に前記モータを逆駆動させる駆動指令を生成する駆動指令生成器と、
    　前記駆動指令と前記位置信号とに基づいて、前記モータを駆動するためのトルク指令を生成するトルク指令生成器と、
    　前記位置信号に基づいて算出した信号を用いて、前記モータに接続する駆動側伝達部と負荷に接続する負荷側伝達部との間の接触を測定完了接触として検出し、検出結果を接触信号として出力する接触検出器と、
    　前記接触信号及び前記位置信号に基づき、前記駆動側伝達部及び負荷側伝達部間のバックラッシを推定するバックラッシ推定器と
    　を備えることを特徴とするモータ装置。
PCT/JP2017/027722 2016-09-06 2017-07-31 モータ制御装置及びこれを用いたモータ装置 WO2018047518A1 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020187020086A KR102056051B1 (ko) 2016-09-06 2017-07-31 모터 제어 장치 및 이것을 이용한 모터 장치
JP2018505046A JP6479256B2 (ja) 2016-09-06 2017-07-31 モータ制御装置及びこれを用いたモータ装置
CN201780006869.9A CN109642851B (zh) 2016-09-06 2017-07-31 电动机控制装置及使用其的电动机装置
TW106128749A TWI660162B (zh) 2016-09-06 2017-08-24 馬達控制裝置及使用該控制裝置之馬達裝置

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016173416 2016-09-06
JP2016-173416 2016-09-06

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2018047518A1 true WO2018047518A1 (ja) 2018-03-15

Family

ID=61561748

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2017/027722 WO2018047518A1 (ja) 2016-09-06 2017-07-31 モータ制御装置及びこれを用いたモータ装置

Country Status (5)

Country Link
JP (1) JP6479256B2 (ja)
KR (1) KR102056051B1 (ja)
CN (1) CN109642851B (ja)
TW (1) TWI660162B (ja)
WO (1) WO2018047518A1 (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019173789A (ja) * 2018-03-27 2019-10-10 日本ギア工業株式会社 電動弁駆動装置の摩耗検出方法
JP2021081773A (ja) * 2019-11-14 2021-05-27 株式会社日立製作所 診断装置、モータ駆動装置および診断方法
JPWO2021260921A1 (ja) * 2020-06-26 2021-12-30

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111516695B (zh) * 2020-03-23 2021-10-26 浙江吉利汽车研究院有限公司 一种车辆输出扭矩的控制方法、装置及存储介质

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08247784A (ja) * 1995-03-13 1996-09-27 Hitachi Ltd 歯車のバックラッシュ測定装置
JP2001027583A (ja) * 1999-07-15 2001-01-30 Mitsubishi Motors Corp バックラッシ測定装置
JP2008248928A (ja) * 2007-03-29 2008-10-16 Mazda Motor Corp 車両用変速機の締結装置およびその締結方法
JP2012149918A (ja) * 2011-01-17 2012-08-09 Honda Motor Co Ltd バックラッシュ測定装置
US20140290084A1 (en) * 2013-04-02 2014-10-02 Caterpillar Inc. Apparatus for measuring backlash in specimen gear

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59106009A (ja) * 1982-12-10 1984-06-19 Hitachi Ltd バツクラツシユ補正方法
JP3203916B2 (ja) 1993-12-22 2001-09-04 日産自動車株式会社 歯車自動測定装置
WO2002035501A1 (en) * 2000-10-20 2002-05-02 Johnson Carol M Automated language acquisition system and method
JP2006292498A (ja) * 2005-04-08 2006-10-26 Yutaka Seimitsu Kogyo Ltd 歯車装置のバックラッシ計測装置
TWM324344U (en) * 2007-05-02 2007-12-21 Chiuan Yan Technology Co Ltd Mechanism to eliminate the backlash of servo motor
JP2012149919A (ja) 2011-01-17 2012-08-09 Honda Motor Co Ltd バックラッシュ測定方法
CN103090834B (zh) * 2011-11-02 2015-04-22 南车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司 齿轮系侧隙测量装置及其测量方法
KR101220111B1 (ko) * 2012-08-31 2013-01-15 국방과학연구소 백래쉬 측정장치
JP5596093B2 (ja) * 2012-09-05 2014-09-24 ファナック株式会社 バックラッシを補正するモータ制御装置
CN104968967B (zh) * 2012-12-22 2017-12-22 株式会社沙夫特 旋转驱动装置
JP5628940B2 (ja) * 2013-01-11 2014-11-19 ファナック株式会社 バックラッシを補正するモータ制御装置
JP5890473B2 (ja) * 2014-06-13 2016-03-22 ファナック株式会社 モータを制御するモータ制御装置
CN104634387B (zh) * 2014-12-24 2017-01-11 北京泰诚信测控技术股份有限公司 主减速器轴承转动扭矩及主被动齿轮副齿侧间隙检测系统
CN105445023B (zh) * 2015-11-23 2017-12-15 西安交通大学 一种工业机器人关节减速器静态指标测试平台及测试方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08247784A (ja) * 1995-03-13 1996-09-27 Hitachi Ltd 歯車のバックラッシュ測定装置
JP2001027583A (ja) * 1999-07-15 2001-01-30 Mitsubishi Motors Corp バックラッシ測定装置
JP2008248928A (ja) * 2007-03-29 2008-10-16 Mazda Motor Corp 車両用変速機の締結装置およびその締結方法
JP2012149918A (ja) * 2011-01-17 2012-08-09 Honda Motor Co Ltd バックラッシュ測定装置
US20140290084A1 (en) * 2013-04-02 2014-10-02 Caterpillar Inc. Apparatus for measuring backlash in specimen gear

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019173789A (ja) * 2018-03-27 2019-10-10 日本ギア工業株式会社 電動弁駆動装置の摩耗検出方法
JP2021081773A (ja) * 2019-11-14 2021-05-27 株式会社日立製作所 診断装置、モータ駆動装置および診断方法
JP7275008B2 (ja) 2019-11-14 2023-05-17 株式会社日立製作所 診断装置、モータ駆動装置および診断方法
JPWO2021260921A1 (ja) * 2020-06-26 2021-12-30
WO2021260921A1 (ja) * 2020-06-26 2021-12-30 三菱電機株式会社 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
JP7184224B2 (ja) 2020-06-26 2022-12-06 三菱電機株式会社 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

Also Published As

Publication number Publication date
TW201812271A (zh) 2018-04-01
TWI660162B (zh) 2019-05-21
JPWO2018047518A1 (ja) 2018-09-06
JP6479256B2 (ja) 2019-03-06
KR20180094075A (ko) 2018-08-22
CN109642851B (zh) 2021-03-02
KR102056051B1 (ko) 2019-12-16
CN109642851A (zh) 2019-04-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6479256B2 (ja) モータ制御装置及びこれを用いたモータ装置
US10016893B2 (en) Robot hand controlling method and robotics device
TWI533589B (zh) 電動機控制裝置
US9952249B2 (en) Inertia estimating method and inertia estimation apparatus of position control apparatus
US10081088B2 (en) Main spindle failure detection device for machine tool and method of detecting main spindle failure
JP2018117494A (ja) モータ停止制御方法及びモータ停止制御装置
CN112803870B (zh) 诊断装置、马达驱动装置以及诊断方法
JP6575504B2 (ja) モータ制御システム
JP2005279872A (ja) ロボットの制御方法
JP2013205144A (ja) エンコーダ装置および位置データの生成方法
JP6763286B2 (ja) モータ制御システム
JP7005127B2 (ja) 制御システム
JP3617783B2 (ja) 形状測定装置
JP2020010447A (ja) 電動機制御装置及び衝突検出方法
KR102388236B1 (ko) 서보 앰프 및 서보 시스템
KR102567673B1 (ko) 서보 앰프 및 서보 시스템
JP2013190289A (ja) 電動機の回転速度検出方法及び電動機の回転速度検出装置
KR101635592B1 (ko) 기어감속 서보 시스템을 위한 백래시 추정 장치
JP5834885B2 (ja) 数値制御装置及び摩擦補償方法
WO2020116377A1 (ja) 情報処理装置および情報処理方法
JP5943670B2 (ja) エンコーダ装置および位置データの異常検出方法
JP2022067556A (ja) エンコーダ異常診断装置
CN115622461A (zh) 外力推定装置、方法及非瞬时性的计算机可读记录介质

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2018505046

Country of ref document: JP

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20187020086

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1020187020086

Country of ref document: KR

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 17848463

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 17848463

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1