WO2021260921A1 - 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 - Google Patents

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 Download PDF

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茂 橋本
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    • 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
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    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/34—Director, elements to supervisory
    • G05B2219/34013—Servocontroller

Definitions

  • the present disclosure discloses a backlash amount measuring device, a trained learning model generator, a learning data generation device, a backlash amount measuring method, a learned learning model generation method, a learning data generation method, a backlash amount measuring program, and a trained data generation device.
  • the present invention relates to a learning model generation program and a learning data generation program.
  • the power of the servo motor is transmitted to the device via a power transmission means having gears, belts, couplings, joints, etc., but the power transmission means has gear gaps, etc.
  • a backlash and power is not transmitted to the equipment even if the servo motor rotates. Therefore, an error due to backlash occurs between the position of the device assumed by the motion controller that controls the device and the position of the actual device.
  • the motion controller has a backlash correction function that does not count the position command for the backlash as the current position when the rotation direction of the servomotor changes.
  • backlash correction it is necessary to set the backlash correction amount in the parameters of the motion controller in advance.
  • the backlash amount was manually measured by manually feeding the servomotor, but since a large amount of labor is required, a technology for automatically estimating the backlash amount has been developed.
  • the backlash amount is estimated from the correlation data between the amplitude of the motor torque command and the amplitude of the position feedback.
  • the amplitude of the position feedback when the second-order differential of the amplitude of the motor torque command is maximized is estimated as the backlash amount, so that even after the gears are engaged and the power is transmitted to the device. It was necessary to rotate the servo motor for a while. That is, in addition to the measurement time until the power is transmitted, the measurement time after the power is transmitted is also required, and there is a problem that it takes a long time to measure the backlash amount.
  • This disclosure is made to solve the above-mentioned problems, and obtains a backlash amount measuring device for measuring the backlash amount of a power transmission means in a shorter time.
  • the backlash amount measuring device includes a rotation control unit that performs rotation processing for rotating a servomotor connected to the device via a power transmission means by a predetermined amount, and a waveform when the servomotor rotates by a predetermined amount in rotation control. Whether the rotation when the servomotor rotates by a predetermined amount in the rotation control is transmitted to the device based on the waveform data acquisition unit that acquires the data and the waveform data acquired in the waveform data acquisition process.
  • the determination unit that performs the determination process and the determination unit determine in the determination process that the rotation of the servomotor has not been transmitted to the device, the rotation process by the rotation control unit and the waveform data acquisition by the waveform data acquisition unit.
  • the rotation control unit is provided with a calculation unit that calculates the total amount in the iterative processing of the rotation amount of the servomotor rotated in the rotation processing as the backlash amount.
  • the backlash amount measuring device includes a rotation control unit that performs rotation processing for rotating a servomotor connected to the device via a power transmission means by a predetermined amount, and a waveform when the servomotor rotates by a predetermined amount in rotation control. Whether the rotation when the servomotor rotates by a predetermined amount in the rotation control is transmitted to the device based on the waveform data acquisition unit that acquires the data and the waveform data acquired in the waveform data acquisition process.
  • the determination unit that performs the determination process and the determination unit determine in the determination process that the rotation of the servomotor has not been transmitted to the device, the rotation process by the rotation control unit and the waveform data acquisition by the waveform data acquisition unit.
  • the iterative process When the iterative process of repeating the process and the search process consisting of the determination process by the determination unit is executed and the determination unit determines in the determination process that the rotation of the servomotor is transmitted to the device, the iterative process is terminated. Since the rotation control unit is equipped with a calculation unit that calculates the total amount of the rotation amount of the servomotor rotated in the rotation processing as the backlash amount, the rotation of the servomotor is transmitted to the device every time the servomotor is rotated by a predetermined amount.
  • FIG. It is a block diagram which shows the structure of the FA system 1000 and the backlash amount measuring apparatus 100 which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a block diagram which shows the example of the hardware composition of the computer which realizes the backlash amount measuring apparatus 100 which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a flowchart which shows the operation of the backlash amount measuring apparatus 100 which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a conceptual diagram for demonstrating the specific example of the operation of the backlash amount measuring apparatus 100 which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a block diagram which shows the structure of the FA system 2000 and the backlash amount measuring apparatus 200 which concerns on Embodiment 2.
  • FIG. 1 It is a flowchart which shows the operation which the backlash amount measuring apparatus 200 which concerns on Embodiment 2 measure the duration of a waveform. It is a block diagram which shows the structure of the FA system 3000 and the backlash amount measuring apparatus 300 which concerns on Embodiment 3.
  • FIG. It is a block diagram which shows the structure of the FA system 4000 and the backlash amount measuring apparatus 400 which concerns on Embodiment 4.
  • FIG. It is a flowchart which shows the operation of the backlash amount measuring apparatus 400 which concerns on Embodiment 4.
  • FIG. 1 is a configuration diagram showing a configuration of an FA (Factory Automation) system 1000 and a backlash amount measuring device 100 according to the first embodiment.
  • the FA system 1000 is a product production facility, and includes a backlash amount measuring device 100, a device 1, a servomotor 2, a power transmission means 3, a mode setting means 4, and a vibration sensor 5.
  • the device 1 is a machine that actually produces a product, and operates by the power transmitted from the servomotor 2 via the power transmission means 3.
  • the servomotor 2 is connected to the device 1 via a power transmission means, rotates according to the input electric power, and transmits the power to the device 1. Further, the servomotor 2 rotates according to the control instruction input from the backlash amount measuring device 100. The configuration of the backlash amount measuring device 100 will be described later. Further, the servomotor 2 is connected to a servo amplifier (not shown) by amplifying the electric power input from the power supply (not shown).
  • the power transmission means 3 transmits the power of the servomotor 2 to the device 1, and is composed of a gear, a ball screw, a belt, and the like.
  • the power transmission means 3 has a backlash due to a gap between gears and the like.
  • the mode setting means 4 is for the user to input a mode signal indicating an operation mode to the backlash amount measuring device 100, and a keyboard or the like is used.
  • the vibration sensor 5 detects the vibration of the device 1 and outputs vibration data indicating the vibration of the device 1 to the backlash amount measuring device 100. Further, it is assumed that the vibration sensor 5 is connected to the device 1.
  • the backlash amount measuring device 100 measures the backlash amount of the power transmission means 3, and includes a rotation control unit 11, a waveform data acquisition unit 12, a determination unit 13, and a calculation unit 14. Further, in the first embodiment, the backlash amount measuring device 100 also serves as a programmable logic controller that controls the normal production operation of the device 1.
  • the rotation control unit 11 controls the rotation of the servomotor 2, that is, the motion controller of the servomotor 2.
  • the rotation control unit 11 performs a rotation process of rotating a servomotor connected to the device via a power transmission means by a predetermined amount. Further, the rotation control unit 11 outputs rotation amount information indicating the rotation amount of the servomotor to the calculation unit 14 each time the rotation process is performed.
  • the predetermined amount for the rotation control unit 11 to rotate the servomotor 2 is smaller than the backlash amount of the power transmission means 3.
  • This predetermined amount may be determined from an empirical rule, or the backlash amount may be measured in advance at the time of initial setting of the production equipment, and a value equal to or less than the backlash amount may be used.
  • the waveform data acquisition unit 12 acquires waveform data when the servomotor 2 rotates.
  • the waveform data acquisition unit 12 performs waveform data acquisition processing for acquiring waveform data when the servomotor rotates by a predetermined amount in the rotation processing.
  • the waveform data indicates a time change of the amplitude, and is, for example, vibration data or voice data.
  • the waveform data acquisition unit 12 acquires vibration data from the vibration sensor 5 as waveform data.
  • the determination unit 13 determines from the waveform data whether the rotation of the servomotor 2 is transmitted to the device 1. In the first embodiment, the determination unit 13 performs a determination process of determining whether or not the rotation when the servomotor is rotated by a predetermined amount by the rotation process is transmitted to the device 1 based on the waveform data.
  • the determination unit 13 servos when the amplitude of the waveform indicated by the waveform data is equal to or greater than the first threshold value and the waveform indicated by the waveform data continues for a time equal to or longer than the second threshold value. It is determined that the rotation of the motor 2 is transmitted to the device.
  • the determination of whether the waveform continues for a time of the second threshold value or more for example, the envelope of the waveform is generated, and the time when the amplitude of the generated envelope is the predetermined threshold value or more is the second threshold value or more. It can be achieved by determining.
  • each threshold value is set in advance by the designer according to an empirical rule, or rotation processing and waveform data acquisition processing are performed at the time of the first adjustment of the FA system 1000, and each threshold value is obtained from the waveform data obtained at that time. Or, at the time of backlash amount measurement, each threshold value may be determined from the amplitude, duration, and amplitude of the envelope in the first rotation process. good.
  • the calculation unit 14 powers the rotation amount of the servomotor 2 from the rotation control unit 11 rotating the servomotor 2 to the time when the determination unit 13 determines that the rotation of the servomotor 2 is transmitted to the device 1. It is calculated as the amount of backlash of the transmission means 3. More specifically, in the first embodiment, when the determination unit 14 determines in the determination process that the rotation of the servomotor 2 is not transmitted to the device 1, the calculation unit 14 rotates the rotation control unit 11. The determination unit 13 executes the iterative process of repeatedly performing the waveform data acquisition process by the waveform data acquisition unit 12 and the search process consisting of the determination process by the determination unit 13, and the determination unit 13 transmits the rotation of the servomotor 2 to the device 1.
  • the rotation control unit 11 calculates the total amount in the iterative process of the rotation amount of the servomotor 2 rotated in the rotation process as the backlash amount of the power transmission means 3.
  • the calculation unit 14 calculates the rotation amount of the servomotor 2 by integrating the rotation amount indicated by the rotation amount information input from the rotation control unit 11 by a built-in integration means. Further, the total amount of rotation is the amount of rotation after the integration means is cleared to 0. That is, even when the total amount of rotation is described, the amount of rotation before the integration means is cleared to 0 is not taken into consideration.
  • the calculation unit 14 sets a waiting time between each search process, and when executing the iterative process, the calculation unit 14 performs the search process once, waits for a predetermined predetermined time, and then performs the next search. Let the process be executed. This is because if the next rotation process is performed before the vibration of the device 1 has subsided, the amplitude and elapsed time of the waveform cannot be measured accurately, and it cannot be accurately determined whether the power is transmitted to the device 1. be.
  • the calculation unit 14 also serves as a mode determination unit for determining the operation mode based on the mode signal input from the mode setting means 4.
  • the operation modes are a production mode in which the device 1 performs a normal production operation and a backlash amount measurement mode in which the backlash amount of the power transmission means 3 is measured.
  • the backlash automatic adjustment mode will be mainly described.
  • FIG. 2 is a configuration diagram showing an example of a hardware configuration of a computer that realizes the backlash amount measuring device 100 according to the first embodiment.
  • the hardware shown in FIG. 2 is provided with a processing device 10000 such as a CPU (Central Processing Unit) and a storage device 10001 such as a ROM (Read Only Memory) and a hard disk.
  • a processing device 10000 such as a CPU (Central Processing Unit) and a storage device 10001 such as a ROM (Read Only Memory) and a hard disk.
  • a storage device 10001 such as a ROM (Read Only Memory) and a hard disk.
  • the rotation control unit 11, the waveform data acquisition unit 12, the determination unit 13, and the calculation unit 14 shown in FIG. 1 are realized by executing the program stored in the storage device 10001 on the processing device 10000.
  • the above configuration is not limited to the configuration realized by a single processing device 10000 and the storage device 10001, but may be a configuration realized by a plurality of processing devices 10000 and the storage device 10001.
  • the method of realizing each function of the backlash amount measuring device 100 is not limited to the combination of the hardware and the program described above, but is a single piece of hardware such as an LSI (Large Scale Integrated Circuit) in which the program is implemented in the processing device. It may be realized, or some functions may be realized by dedicated hardware, and some may be realized by a combination of a processing device and a program.
  • LSI Large Scale Integrated Circuit
  • the backlash amount measuring device 100 As described above, the backlash amount measuring device 100 according to the first embodiment is configured.
  • FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the backlash amount measuring device 100 according to the first embodiment.
  • the operation of the backlash amount measuring device 100 corresponds to the backlash amount measuring method
  • the program that causes the computer to execute the operation of the backlash amount measuring device 100 corresponds to the backlash amount measuring program.
  • the operation of the rotation control unit 11 corresponds to the rotation control process
  • the operation of the waveform data acquisition unit 12 corresponds to the waveform data acquisition process
  • the operation of the determination unit 13 corresponds to the determination process
  • the operation of the calculation unit 14 corresponds to the determination process. Corresponds to the calculation process.
  • step S101 the user sets the backlash amount measuring device 100 to the backlash amount measuring mode by the mode setting means 4.
  • the calculation unit 14 receives a control signal from the mode setting means 4 that sets the mode as the backlash amount measurement mode, the calculation unit 14 executes the following initial position setting.
  • step S102 the rotation control unit 11 rotates the servomotor 2 in the positive direction by a predetermined amount.
  • step S103 the waveform data acquisition unit 12 acquires vibration data from the vibration sensor 5 by detecting the vibration of the device 1 when the servomotor 2 is rotated by a predetermined amount in step S101.
  • the waveform data acquisition unit 12 outputs the acquired vibration data to the determination unit 13.
  • step S104 the determination unit 13 determines whether or not the rotation of the servomotor is transmitted to the device based on the input vibration data. More specifically, the input vibration data is monitored, and it is determined whether or not the amplitude is equal to or greater than the first threshold value and the waveform continues for a time equal to or greater than the second threshold value.
  • the determination unit 13 determines that the rotation of the servomotor has not been transmitted to the device 1, after waiting for a predetermined time, the process returns to step S102, and the rotation control unit 11 rotates the servomotor in the positive direction again by a predetermined amount. Let me.
  • the determination unit 13 determines that the rotation of the servomotor is transmitted to the device, the process proceeds to step S105, and the calculation unit 14 clears the built-in integration means to 0.
  • step S102 to step S105 described above is an initial position setting, and is a process for setting the integration means to 0 in a state where the gears of the power transmission means 3 are meshed with each other in preparation for measuring the backlash amount.
  • step S106 the rotation control unit 11 rotates the servomotor 2 in the reverse direction by a predetermined amount. Further, the rotation control unit 11 outputs rotation amount information indicating the rotation amount of the servomotor 2 to the calculation unit 14.
  • step S107 the calculation unit 14 adds the rotation amount to the integration means based on the input rotation amount information.
  • step S108 the waveform data acquisition unit 12 acquires vibration data from the vibration sensor 5 by detecting the vibration of the device 1 when the servomotor is rotated by a predetermined amount in step S106.
  • the waveform data acquisition unit 12 outputs the acquired vibration data to the determination unit 13.
  • step S109 the determination unit 13 determines whether or not the rotation of the servomotor is transmitted to the device based on the input vibration data. More specifically, the input vibration data is monitored, and it is determined whether or not the amplitude is equal to or greater than the first threshold value and the waveform continues for a time equal to or greater than the second threshold value.
  • the determination unit 13 determines that the rotation of the servomotor has not been transmitted to the device 1, it waits for a predetermined time, then returns to S106 and rotates the servomotor again in the reverse direction by a predetermined amount.
  • the determination unit 13 determines that the rotation of the servomotor is transmitted to the device 1, the process proceeds to step S110, and the calculation unit 14 reads out the integration means and sets the total amount of rotation of the servomotor as the backlash amount A. calculate.
  • FIG. 4 is a conceptual diagram for explaining a specific example of the operation of the backlash amount measuring device 100 according to the first embodiment.
  • the backlash amount measuring device 100 calculates the backlash amount in both the forward direction and the reverse direction in order to reduce the measurement error, and they are used. Is calculated as the final amount of backlash.
  • the processing up to this point is the operation of measuring the backlash amount in the reverse direction, and the operation of measuring the backlash amount in the forward direction will be described below.
  • step S111 the calculation unit 14 clears the built-in integration means to 0.
  • step S112 the rotation control unit 11 rotates the servomotor 2 in the positive direction by a predetermined amount. Further, the rotation control unit 11 outputs rotation amount information indicating the rotation amount of the servomotor 2 to the calculation unit 14.
  • step S113 the calculation unit 14 adds the rotation amount to the integration means based on the input rotation amount information.
  • step S114 the waveform data acquisition unit 12 acquires vibration data from the vibration sensor 5 by detecting the vibration of the device 1 when the servomotor 2 is rotated by a predetermined amount in step S111.
  • the waveform data acquisition unit 12 outputs the acquired waveform data to the determination unit 13.
  • step S115 the determination unit 13 determines whether or not the rotation of the servomotor is transmitted to the device based on the input vibration data. More specifically, the input vibration data is monitored, and it is determined whether or not the amplitude is equal to or greater than the first threshold value and the waveform continues for a time equal to or greater than the second threshold value. When the determination unit 13 determines that the rotation of the servomotor has not been transmitted to the device 1, it waits for a predetermined time, then returns to S112 and rotates the servomotor in the positive direction by a predetermined amount again.
  • step S116 the calculation unit 14 reads out the integration means, and the total amount of rotation of the servomotor is set as the backlash amount B. Record.
  • step S117 the calculation unit 14 calculates the average value of the backlash amount A and the backlash amount B as the final backlash amount.
  • step S118 the calculation unit 14 sets the calculated backlash amount as the correction amount in the rotation control unit 11.
  • the backlash amount measuring device 100 determines whether the rotation of the servomotor is transmitted to the device every time the rotation is performed by a predetermined amount, and the rotation of the servomotor is transmitted to the device. Since the backlash amount is calculated when it is determined to be present, it is not necessary to rotate the servomotor after the power is transmitted, and the backlash amount can be calculated in a shorter time.
  • the backlash amount measuring device 100 when the amplitude of the waveform indicated by the waveform data is equal to or greater than the first threshold value and the waveform indicated by the waveform data continues for a time equal to or longer than the second threshold value. Since it is determined that the rotation of the servo motor is transmitted to the device, it is possible to determine whether the power is transmitted on a rule basis, and the designer or user can set the threshold value appropriately to make it various. It is possible to flexibly respond to various situations.
  • the backlash amount measuring device 100 acquires vibration data indicating vibration of the device detected by the vibration sensor 5 connected to the device 1 as waveform data, and thus depends on the surrounding environment. Waveform data with less noise can be acquired, and the amount of backlash can be measured with high accuracy.
  • the servomotor 2 is first rotated in the forward direction to set the initial position, and the first search process is performed from the reverse direction.
  • the servomotor 2 is first rotated in the reverse direction to set the initial position. It may be set and the first search process may be performed from the forward direction.
  • Embodiment 2 Next, the backlash amount measuring device 200 according to the second embodiment will be described.
  • the first embodiment after the servomotor 2 is rotated once, it waits for a predetermined predetermined time, but in the second embodiment, the duration of the waveform indicated by the waveform data is measured and this continuation is performed.
  • a backlash amount measuring device 200 that measures the backlash amount in a shorter time by setting the time as a standby time will be described.
  • the differences from the first embodiment will be mainly described.
  • FIG. 5 is a configuration diagram showing the configurations of the FA system 2000 and the backlash amount measuring device 200 according to the second embodiment.
  • the FA system 2000 is a product production facility, and includes a backlash amount measuring device 200, a device 201, a servomotor 202, a power transmission means 203, a mode setting means 204, and a vibration sensor 205.
  • the backlash amount measuring device 200 includes a rotation control unit 211, a waveform data acquisition unit 212, a determination unit 213, a calculation unit 214, and a duration measurement unit 215.
  • a waveform duration measuring mode is added in addition to the production mode and the backlash amount measuring mode.
  • a duration measuring unit 215 has been added as a configuration of the backlash amount measuring device 200.
  • the duration measuring unit 215 measures the duration of the waveform indicated by the waveform data when the determination unit 213 determines that the rotation of the servomotor 202 has not been transmitted to the device 201.
  • the process of measuring the duration of the waveform by the duration measuring unit 215 is referred to as a duration measuring process.
  • the calculation unit 214 sets the duration measured by the duration measurement unit 215 as a waiting time from executing a certain search process to executing the next search process in the iterative process. do. That is, the calculation unit 214 causes the servomotor 202 to execute the next search process immediately after the duration of the waveform measured by the duration measurement unit 215 has elapsed after the servomotor 202 has rotated by a predetermined amount. In other words, after the servomotor 202 has rotated by a predetermined amount, the next search process is not executed until the duration of the waveform measured by the duration measuring unit 215 has elapsed.
  • the duration measuring unit 215 is also realized by executing the program stored in the storage device in the processing device in the same manner as the other units.
  • FIG. 6 is a flowchart showing the operation of the backlash amount measuring device 200 according to the second embodiment to measure the duration of the waveform.
  • step S201 the user sets the backlash amount measuring device 200 to the waveform duration measurement mode by the mode setting means.
  • the calculation unit 214 causes the rotation control unit 211 to execute the rotation process.
  • step S202 the rotation control unit 211 rotates the servomotor 202 in the positive direction by a predetermined amount.
  • step S203 the waveform data acquisition unit 212 acquires vibration data from the vibration sensor 5 by detecting the vibration of the device 201 when the servomotor 202 is rotated by a predetermined amount in step S203.
  • the waveform data acquisition unit 212 outputs the acquired vibration data to the determination unit 213 and the duration measurement unit 215.
  • step S204 the determination unit 213 determines whether or not the rotation of the servomotor is transmitted to the device based on the input vibration data. More specifically, the input vibration data is monitored, and it is determined whether or not the amplitude is equal to or greater than the first threshold value and the waveform continues for a time equal to or greater than the second threshold value. If the determination unit 213 determines that the rotation of the servomotor has not been transmitted to the device 201, the process proceeds to step S205, and if the determination unit 213 determines that the rotation of the servomotor has been transmitted to the device, the operation proceeds. To finish.
  • the duration measuring unit 215 measures the duration of the input waveform data in step S205, and outputs the duration information indicating the measured duration to the calculation unit 214. ..
  • the calculation unit 214 sets the duration indicated by the input duration information as the waiting time between each search process. After performing step S205, the backlash amount measuring device 300 ends the operation.
  • the backlash amount measuring device 200 measures the duration of the waveform and sets the waiting time between each search process, so that the backlash amount can be measured in a shorter time.
  • the backlash amount measuring device 200 will be described in more detail. If the next rotation is started after the servo motor 202 is rotated once and before the vibration of the device 201 is settled, the next vibration is superimposed on the previous vibration, and the rotation of the servo motor 202 is transferred to the device 201 from the vibration data. It may not be possible to accurately determine whether it is being transmitted. Therefore, in the first embodiment, a predetermined time is set in advance, and the next search process, that is, the rotation process is not performed until the predetermined time elapses. However, the backlash amount measurement according to the second embodiment is performed.
  • the device 200 sets the duration of the waveform as the standby time, the backlash amount can be measured in a shorter time without waiting for an extra time. In addition, it is possible to avoid a situation in which the backlash amount cannot be accurately measured because the waiting time set by the designer or the user is too short.
  • the operation of measuring the duration of the waveform is performed independently of the operation of measuring the backlash amount, but the duration of the waveform is measured from the waveform data in the first rotation process when measuring the backlash amount. You may do so.
  • step S204 described above when the determination unit 213 determines that the rotation of the servomotor 202 is transmitted to the device 201, the operation is terminated, but the operation is not terminated and the servomotor 202 is moved in the opposite direction. It may be rotated and the duration of the waveform may be measured from the waveform data at that time.
  • step S202 the processes from step S102 to step S105 of the first embodiment may be performed to set the initial position of the power transmission means 203. By performing this process, the duration of the waveform can be measured more reliably. Further, in the above case, in step S202, the servomotor 202 is rotated in the reverse direction instead of the forward direction.
  • Embodiment 3 Next, the backlash amount measuring device 300 according to the third embodiment will be described.
  • the backlash amount measuring device according to the first embodiment and the second embodiment uses vibration data indicating the position vibration of the device as waveform data, but the backlash amount measuring device 300 according to the third embodiment uses the backlash amount measuring device 300 as waveform data.
  • Use voice data that detects the operating sound of the device.
  • the differences from the first embodiment and the second embodiment will be mainly described.
  • FIG. 7 is a configuration diagram showing the configuration of the FA system 3000 and the backlash amount measuring device 300 according to the third embodiment.
  • the FA system 3000 is a product production facility, and includes a backlash amount measuring device 300, a device 301, a servomotor 302, a power transmission means 303, a mode setting means 304, and a voice sensor 305. Further, the backlash amount measuring device 300 includes a rotation control unit 311, a waveform data acquisition unit 312, a determination unit 313, and a calculation unit 314.
  • the voice sensor 305 is installed around the device 301, detects the operating sound of the device 301, and outputs voice data indicating the operating sound of the device 301 to the backlash amount measuring device 100.
  • the waveform data acquisition unit 312 acquires voice data from the voice sensor 305 as waveform data.
  • the backlash amount can be measured at a lower cost.
  • the technique of the second embodiment may be applied to the third embodiment. That is, also in the third embodiment, the backlash amount measuring device 300 may measure the duration of the voice indicated by the voice data and set the measured duration as the waiting time between the search processes. ..
  • Embodiment 4 Next, the fourth embodiment will be described.
  • the backlash amount measuring device according to the first to third embodiments described above automatically measures the backlash amount from vibration and voice, but when the backlash amount is too large to be corrected, the device is used.
  • the backlash amount measuring device 400 for causing the user to display a warning on the display device will be described.
  • the backlash amount measuring device 400 sets an upper limit on the backlash amount to be measured in advance, that is, the rotation amount of the servo motor, and when the upper limit is exceeded, the measurement of the backlash amount is terminated and the user On the other hand, a display is performed to notify that the backlash amount has exceeded the upper limit.
  • FIG. 8 is a configuration diagram showing the configuration of the FA system 4000 and the backlash amount measuring device 400 according to the fourth embodiment.
  • the FA system 4000 is a product production facility, and includes a backlash amount measuring device 400, a device 401, a servomotor 402, a power transmission means 403, a mode setting means 404, a vibration sensor 405, and a display device 406. Further, the backlash amount measuring device 400 includes a rotation control unit 411, a waveform data acquisition unit 412, a determination unit 413, and a calculation unit 414.
  • the display device 406 displays to the user based on the control signal received from the calculation unit 414, and a display or the like is used.
  • the calculation unit 414 determines whether or not the total amount of rotation of the servomotor 402 in the iterative process is equal to or greater than the third threshold value for each search process, and the total amount of rotation of the servomotor 402 is calculated. When it is determined that the value is equal to or higher than the third threshold value, the iterative process is terminated regardless of whether or not the determination unit 413 determines that the rotation of the servomotor 402 is transmitted to the device 401.
  • the calculation unit 414 determines that the total amount of rotation of the servomotor is equal to or greater than the third threshold value, the calculation unit 414 transmits a control signal for causing the display device 406 to display a warning.
  • the warning display is, for example, a display indicating that the backlash amount cannot be measured, a display prompting an overhaul of the production equipment, or the like.
  • FIG. 9 is a flowchart showing the operation of the backlash amount measuring device 400 according to the fourth embodiment.
  • step S409 when NO is determined in step S409, the step S410 is sandwiched without directly returning to step S406. Similarly, the operation of step S417 is performed between steps S416 and S413.
  • step S410 the calculation unit 414 determines whether the total amount of rotation of the servomotor 402 in the iterative process is equal to or greater than the third threshold value.
  • the process proceeds to step S418, and if it is determined that the total amount of rotation is less than the third threshold value, the process returns to step S406.
  • the operation of step S416 and step S417 is the same.
  • step S4108 the calculation unit 414 transmits a control signal to the display device 406, and the display device 406 displays a warning to the user when the control signal is received from the calculation unit 414. I do.
  • the backlash amount measuring device 400 causes the display device 406 to display a warning when the backlash amount exceeds a correctionable threshold, so that the user can perform the power transmission means 403. It becomes possible to recognize that the wear of the production equipment is increasing, and it becomes possible to consider overhaul of the production equipment at an early stage.
  • the technique of the second embodiment may be applied to the fourth embodiment. That is, also in the fourth embodiment, the backlash amount measuring device 400 may measure the duration of the waveform indicated by the waveform data and set the measured duration as the waiting time between the search processes. ..
  • the technique of the third embodiment may be applied to the fourth embodiment. That is, the FA system 4000 may include a voice sensor instead of the vibration sensor 405, and the backlash amount measuring device 400 may use voice data as waveform data.
  • Embodiment 5 Next, the backlash amount measuring device 500 according to the fifth embodiment will be described.
  • the backlash amount measuring device according to the first to fourth embodiments determines whether or not the rotation of the servomotor is transmitted to the device on a rule basis based on the amplitude and duration of the waveform data.
  • a backlash amount measuring device 500 for determining whether or not the rotation of the servomotor is transmitted to the device by using the learning model will be described. This is a case where the power transmission means is complicated and it is not possible to determine whether or not the power of the device is transmitted from the servomotor in the automatic setting of the backlash amount by the amplitude of the vibration or the voice waveform or the length until the vibration converges. It is a consideration.
  • FIG. 10 is a configuration diagram showing the configuration of the FA system according to the fifth embodiment and the backlash amount measuring device 500.
  • the FA system 5000 is a product production facility, and includes a backlash amount measuring device 500, a device 501, a servomotor 502, a power transmission means 503, a mode setting means 504, a vibration sensor 505, and a display device 506.
  • the backlash amount measuring device 500 includes a rotation control unit 511, a waveform data acquisition unit 512, a determination unit 513, a calculation unit 514, a learning data acquisition unit 521, a learning unit 522, a labeling unit 531 and data.
  • a quantity determination unit 532 is provided.
  • the rotation control unit 511, the waveform data acquisition unit 512, the determination unit 513, and the calculation unit 514 form the utilization unit 510
  • the learning data acquisition unit 521 and the learning unit 522 form the learning model generation unit 520.
  • Rotation control unit 511, waveform data acquisition unit 512, calculation unit 514, labeling unit 531 and data amount determination unit 532 form a learning data generation unit 530.
  • FIG. 11 is a configuration diagram showing an example of a hardware configuration of a computer that realizes the backlash amount measuring device 500 according to the fifth embodiment.
  • the hardware shown in FIG. 11 is provided with a processing device 50000 such as a CPU (Central Processing Unit) and a storage device 50001 such as a ROM (Read Only Memory) and a hard disk.
  • a processing device 50000 such as a CPU (Central Processing Unit) and a storage device 50001 such as a ROM (Read Only Memory) and a hard disk.
  • a storage device 50001 such as a ROM (Read Only Memory) and a hard disk.
  • the rotation control unit 511, the waveform data acquisition unit 512, the determination unit 513, the calculation unit 514, the learning data acquisition unit 521, the learning unit 522, the labeling unit 531 and the data amount determination unit 532, which are shown in FIG. 10, are storage devices. This is realized by executing the program stored in 50001 on the processing device 50000. Further, the function of the learning unit 522 to store the learning model and the function of the data amount determination unit 532 to store the learning data are realized by the storage device 50001.
  • the above configuration is not limited to the configuration realized by a single processing device 50000 and the storage device 50001, but may be a configuration realized by a plurality of processing devices 50000 and the storage device 50001.
  • the method of realizing each function of the backlash amount measuring device 500 is not limited to the combination of the hardware and the program described above, and the hardware alone such as an LSI (Large Scale Integrated Circuit) in which the program is implemented in the processing device is used alone. It may be realized, or some functions may be realized by dedicated hardware, and some may be realized by a combination of a processing device and a program.
  • LSI Large Scale Integrated Circuit
  • the backlash amount measuring device 500 As described above, the backlash amount measuring device 500 according to the fifth embodiment is configured.
  • the utilization unit 510, the learning model generation unit 520, and the learning data generation unit 530 will be described in the utilization phase, the learning phase, and the learning data generation phase, respectively.
  • the determination unit 513 determines whether the rotation of the servomotor 502 is transmitted to the device 501 from the waveform data by using the learning model. That is, the determination unit 513 acquires a learned learning model from the learning unit 522, which will be described later, and inputs waveform data to this learning model to determine whether the power of the servomotor 502 is transmitted to the device 501. ..
  • the learning model used by the determination unit 513 is learned by supervised learning. More specifically, the learning model outputs matching information indicating whether or not the input waveform data matches the waveform data learned in advance when the power of the servomotor 502 is transmitted to the device 501. If they match, the match information indicating "match” is output, and if they do not match, the match information indicating "mismatch” is output.
  • “match” is synonymous with “communication”
  • “disagreement” is synonymous with “non-communication”.
  • determining whether the waveform data matches the waveform data learned in advance is called waveform determination.
  • the match in the waveform determination does not have to be exactly the same as the waveform data, and if the waveforms shown by the waveform data are of the same type, it is determined as “match”, and if they are of different types, it is "mismatch”. It suffices if it can be determined.
  • there are two types of waveforms one is a waveform when the power of the servomotor 502 is transmitted to the device 501, and the other is a waveform when the power of the servomotor 502 is not transmitted to the device 501.
  • the determination unit 513 indicates that the power is transmitted.
  • the power of the servomotor 502 does not match the waveform data learned in advance when the power of the servomotor 502 is transmitted to the device 501, or when the power of the servomotor 502 is not transmitted to the device 501. If it matches the waveform data learned in advance, a determination result indicating "non-transmission" indicating that power is not transmitted is output.
  • the determination unit 513 has been described as making a determination using the learning model learned by the learning unit 522 of the backlash amount measuring device 500, but the learning model is acquired from the outside of another learning device or the like. The judgment may be made based on this learning model.
  • FIG. 12 is a flowchart showing an operation in which the utilization unit 510 according to the fifth embodiment measures the backlash amount.
  • step S504 step S509, and step S515, by inputting the waveform data into the learning model, it is determined whether or not the rotation of the servomotor 502 is transmitted to the device 501. Since other operations are the same as those in the first embodiment, the description thereof will be omitted.
  • the backlash amount measuring device 500 determines whether the rotation of the servomotor 502 is transmitted to the device 501 by using the learning model, so that the power transmission means 503 can be used. It is complicated, and the backlash amount can be measured with high accuracy even when the power transmission from the servomotor 502 to the device 501 cannot be determined by the vibration, the amplitude of the voice waveform, or the length until the vibration converges.
  • the learning data acquisition unit 521 determines the waveform data when the servomotor 502 connected to the device 501 is rotated via the power transmission means 503 and whether or not the rotation of the servomotor 502 is transmitted to the device 501.
  • the matching information shown is acquired as learning data. That is, the learning data acquisition unit 521 acquires the waveform data to which the matching information is added as the learning data.
  • the learning unit 522 uses the learning data to generate a learning model for determining whether or not the rotation of the servomotor is transmitted to the device from the waveform data when the servomotor is rotated. be. That is, the learning unit 522 learns the learning model based on the learning data input from the learning data acquisition unit 521. Further, the learning unit 522 stores the learning model before learning in advance before learning, and stores the learning model after learning after learning.
  • the learning algorithm used by the learning unit 522 known algorithms such as supervised learning, unsupervised learning, and reinforcement learning can be used. As an example, a case where a neural network is applied will be described.
  • the learning unit 522 learns the determination of waveform data by, for example, supervised learning according to a neural network model.
  • supervised learning refers to a method of learning a feature in the learning data by giving a set of input and result (label) data to the learning device, and inferring the result from the input.
  • a neural network is composed of an input layer consisting of a plurality of neurons, an intermediate layer (hidden layer) consisting of a plurality of neurons, and an output layer consisting of a plurality of neurons.
  • the intermediate layer may be one layer or two or more layers.
  • the neural network learns the waveform determination by so-called supervised learning according to the combination of the vibration data of the learning data acquired by the data acquisition unit and the matching information.
  • the neural network inputs the vibration data of the training data to the input layer and adjusts the weights W1 and W2 so that the result output from the output layer approaches the matching information associated with the input waveform data. Learn by.
  • the learning unit 522 generates and outputs a learned learning model by the above operation.
  • FIG. 14 is a flowchart showing the operation of the learning model generation unit 520 according to the fifth embodiment.
  • the operation of the learning model generation unit 520 corresponds to the learned learning model generation method
  • the program that causes the computer to execute the operation of the learning model generation unit 520 corresponds to the learned learning model generation program.
  • the operation of the learning data acquisition unit 521 corresponds to the learning data acquisition process
  • the operation of the learning unit 522 corresponds to the learning process.
  • step S521 the learning data acquisition unit 521 acquires the learning data in which the vibration data and the matching information are associated with each other. Although the vibration data and the matching information are acquired at the same time, it is sufficient that the vibration data and the matching information can be input in association with each other, and the vibration data and the matching information may be acquired at different timings.
  • step S522 the learning unit 522 learns the waveform determination by so-called supervised learning according to the learning data acquired in step S521, and generates a learned learning model.
  • step S523 the learned learning model generated by the learning unit 522 is stored.
  • the learning data generation unit 530 shares the rotation control unit 511, the waveform data acquisition unit 512, and the calculation unit 514 with the utilization unit 510.
  • the label assigning unit 531 assigns a label to the waveform data and generates learning data. More specifically, when the rotation amount of the servomotor 502 does not exceed the preset backlash amount, the labeling unit 531 is the waveform data when the rotation of the servomotor 502 is not transmitted to the device 501. A non-transmission label indicating that there is is attached to the waveform data, and when the rotation amount of the servomotor 502 exceeds the backlash amount, it is the waveform data when the rotation of the servomotor 502 is transmitted to the device 501. Data for training is generated by attaching a transmission label indicating the above to the waveform data.
  • the transmission label and the non-transmission label correspond to the matching information
  • the transmission label corresponds to the "match” described in the utilization phase
  • the non-transmission label corresponds to the "mismatch” described in the utilization phase.
  • the labeling unit 531 outputs the generated learning data to the data amount determination unit 532.
  • the data amount determination unit 532 determines whether or not a sufficient amount of learning data generated by the labeling unit 531 has been collected. For example, the data amount determination unit 532 determines whether or not a sufficient amount of learning data has been collected by determining whether or not the input learning data has reached a predetermined number of bytes. Further, the data amount determination unit 532 stores the input learning data, and outputs the learning data to the learning data acquisition unit 521 in response to the request of the learning data acquisition unit 521.
  • the user measures the backlash amount of the production equipment with a dial gauge or the like, and stores the measured backlash amount in the labeling unit 531 in advance.
  • FIG. 15 is a flowchart showing the operation of the learning data generation unit 530 according to the fifth embodiment.
  • the operation of the learning data generation unit 530 corresponds to the learning data generation method
  • the program that causes the computer to execute the operation of the learning data generation unit 530 corresponds to the learning data generation program.
  • the operation of the label assigning unit 531 corresponds to the label assigning step
  • the operation of the data amount determining unit 532 corresponds to the data amount determining step.
  • step S531 the calculation unit 514 clears the built-in integration means to 0.
  • step S532 the calculation unit 514 adds the amount of rotation scheduled to be instructed in step S533 to the integration means. Further, the calculation unit 514 reads out the value of the integration means and outputs information indicating the total amount of rotation of the servomotor 502 to the labeling unit 531.
  • step S533 the rotation control unit 511 rotates the servomotor 502 in the positive direction by a predetermined amount.
  • step S534 the waveform data acquisition unit 512 acquires waveform data when the servomotor 502 is rotated by a predetermined amount in step S533.
  • the waveform data acquisition unit 512 outputs the acquired waveform data to the labeling unit 531.
  • step S535 the labeling unit 531 compares the total amount of rotation indicated by the information input from the calculation unit 514 with the previously recorded backlash amount. If the total amount of rotation is smaller than the backlash amount, the process proceeds to step S536, and the labeling unit 531 adds match information indicating "mismatch" to the waveform data and generates learning data. Then, the process returns to step S532.
  • step S535 If the total amount of rotation is not smaller than the backlash amount in step S535, the process proceeds to step S537, and the labeling unit 531 adds match information indicating "match" to the waveform data and generates learning data.
  • step S539 the calculation unit 514 adds the amount of rotation scheduled to be instructed in step S540 to the integration means. Further, the calculation unit 514 reads out the value of the integration means and outputs information indicating the total amount of rotation of the servomotor 502 to the labeling unit 531.
  • step S540 the rotation control unit 511 rotates the servomotor 502 in the reverse direction by a predetermined amount.
  • step S541 the waveform data acquisition unit 512 acquires waveform data when the servomotor 502 is rotated by a predetermined amount in step S540.
  • the waveform data acquisition unit 512 outputs the acquired waveform data to the labeling unit 531.
  • step S542 the labeling unit 531 compares the total amount of rotation indicated by the information input from the calculation unit 514 with the previously recorded backlash amount. When the total amount of rotation is smaller than the backlash amount, in step S543, the labeling unit 531 adds match information indicating "mismatch" to the waveform data and generates learning data. Then, return to step S539.
  • step S542 If the total amount of rotation is not smaller than the backlash amount in step S542, the process proceeds to step S544, and the labeling unit 531 adds match information indicating "match" to the waveform data and generates learning data.
  • step S545 the data amount determination unit 532 determines whether or not a predetermined amount of accumulated learning data has been collected.
  • the learning data generation unit 530 ends the operation, and when it is determined that the predetermined amount has not been collected, the process returns to step S531.
  • the learning data generation unit 530 can automatically generate the learning data, thereby reducing the trouble of generating the learning data.
  • training data is generated both during rotation in the forward direction and during rotation in the reverse direction, so that training data can be efficiently generated. Can be generated.
  • the learning model generation unit 520 may learn the waveform determination according to the learning data generated by the plurality of backlash amount measuring devices 500.
  • the learning model generation unit 520 may acquire learning data from a plurality of backlash amount measuring devices 500 used in the same area, or a plurality of backlash amount measuring devices 500 operating independently in different areas.
  • the waveform determination may be learned by using the learning data collected from. It is also possible to add or remove the backlash amount measuring device 500 for collecting learning data to the target on the way. Further, the learning model learned the waveform determination for one backlash amount measuring device 500 is applied to another backlash amount measuring device 500, and the waveform determination is relearned and updated for the other backlash amount measuring device. You may do it.
  • Deep learning that learns the extraction of the feature amount itself can also be used, and other known methods such as genetic programming, functional logic programming, and support can be used.
  • Machine learning may be performed according to a vector machine or the like.
  • one backlash amount measuring device 500 includes the utilization unit 510, the learning model generation unit 520, and the learning data generation unit 530 has been described, but each of them is a separate device, for example, a utilization device. It may be configured as a learned learning model generator, a learning data generator, or may exist on a cloud server.
  • the technique of the second embodiment may be applied to the fifth embodiment. That is, also in the fifth embodiment, the backlash amount measuring device 500 may measure the duration of the waveform indicated by the waveform data and set the measured duration as the waiting time between the search processes. ..
  • the technique of the third embodiment may be applied to the fifth embodiment. That is, the FA system 5000 may include a voice sensor instead of the vibration sensor 505, and the backlash amount measuring device 500 may use voice data as waveform data.
  • the backlash amount measuring device according to the present disclosure is suitable for use in an FA system.

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Abstract

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

Description

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
　本開示は、バックラッシ量測定装置、学習済みの学習モデル生成装置、学習用データ生成装置、バックラッシ量測定方法、学習済みの学習モデル生成方法、学習用データ生成方法、バックラッシ量測定プログラム、学習済みの学習モデル生成プログラム、及び学習用データ生成プログラムに関する。
　サーボモータを用いて機器を動かす場合、ギアやベルト、カップリング、ジョイント等を有する動力伝達手段を介して、サーボモータの動力は機器へ伝達されるが、動力伝達手段にはギアの隙間等のバックラッシが存在し、このバックラッシ分はサーボモータが回転しても機器に動力は伝達されない。そのため、機器を制御するモーションコントローラが想定している機器の位置と、実際の機器の位置との間にバックラッシ分の誤差が生じる。
　この誤差を補正するために、モーションコントローラには、サーボモータの回転方向が変化したときに、バックラッシ分の位置指令を現在位置としてカウントしないバックラッシ補正機能がある。バックラッシ補正を行う場合は、バックラッシ補正量をあらかじめ、モーションコントローラのパラメータに設定する必要がある。
　従来、バックラッシ量はサーボモータを手動送りすることにより、人手で計測されていたが、多大な労力が必要となるため、自動でバックラッシ量を推定する技術が開発されている。例えば、特許文献１では、モータトルク指令の振幅と位置フィードバックの振幅との相関データからバックラッシ量を推定している。
ＷＯ２００９／１０４６７６
　しかしながら、従来技術は、相関データにおいて、モータトルク指令の振幅の２階微分が最大となるときの位置フィードバックの振幅をバックラッシ量として推定するため、ギアが噛み合い、機器に動力が伝達されてからもしばらくの間サーボモータを回転させる必要があった。すなわち、動力が伝達されるまでの測定時間に加え、動力が伝達されてからの測定時間も必要となり、バックラッシ量の測定に長時間を要するという課題があった。
　本開示は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、より短時間で、動力伝達手段のバックラッシ量を測定するバックラッシ量測定装置を得るものである。
　本開示に係るバックラッシ量測定装置は、動力伝達手段を介して機器に接続されたサーボモータを所定量回転させる回転処理を行う回転制御部と、回転制御においてサーボモータが所定量回転したときの波形データを取得する波形データ取得処理を行う波形データ取得部と、波形データ取得処理で取得した波形データに基づいて、回転制御においてサーボモータが所定量回転したときの回転が前記機器に伝達されているかを判定する判定処理を行う判定部と、判定部が、サーボモータの回転が機器に伝達されていないと判定処理において判定した場合、回転制御部による回転処理と、波形データ取得部による波形データ取得処理と、判定部よる判定処理からなる探索処理を繰り返し行う反復処理を実行させ、判定部が、サーボモータの回転が機器に伝達されていると判定処理において判定した場合、反復処理を終了し、回転制御部が回転処理においてサーボモータを回転させた回転量の反復処理における総量をバックラッシ量として算出する算出部と、を備えた。
　本開示に係るバックラッシ量測定装置は、動力伝達手段を介して機器に接続されたサーボモータを所定量回転させる回転処理を行う回転制御部と、回転制御においてサーボモータが所定量回転したときの波形データを取得する波形データ取得処理を行う波形データ取得部と、波形データ取得処理で取得した波形データに基づいて、回転制御においてサーボモータが所定量回転したときの回転が前記機器に伝達されているかを判定する判定処理を行う判定部と、判定部が、サーボモータの回転が機器に伝達されていないと判定処理において判定した場合、回転制御部による回転処理と、波形データ取得部による波形データ取得処理と、判定部よる判定処理からなる探索処理を繰り返し行う反復処理を実行させ、判定部が、サーボモータの回転が機器に伝達されていると判定処理において判定した場合、反復処理を終了し、回転制御部が回転処理においてサーボモータを回転させた回転量の反復処理における総量をバックラッシ量として算出する算出部と、を備えたので、所定量回転させる毎にサーボモータの回転が機器に伝達されているか判定し、サーボモータの回転が機器に伝達されていると判定された時点でバックラッシ量を算出するので、動力が伝達されてからサーボモータを回転させる必要がなく、より短時間でバックラッシ量を算出することができる。
実施の形態１に係るＦＡシステム１０００、及びバックラッシ量測定装置１００の構成を示す構成図である。 実施の形態１に係るバックラッシ量測定装置１００を実現するコンピュータのハードウェア構成の例を示す構成図である。 実施の形態１に係るバックラッシ量測定装置１００の動作を示すフローチャートである。 実施の形態１に係るバックラッシ量測定装置１００の動作の具体例を説明するための概念図である。 実施の形態２に係るＦＡシステム２０００、及びバックラッシ量測定装置２００の構成を示す構成図である。 実施の形態２に係るバックラッシ量測定装置２００が波形の継続時間を測定する動作を示すフローチャートである。 実施の形態３に係るＦＡシステム３０００、及びバックラッシ量測定装置３００の構成を示す構成図である。 実施の形態４に係るＦＡシステム４０００、及びバックラッシ量測定装置４００の構成を示す構成図である。 実施の形態４に係るバックラッシ量測定装置４００の動作を示すフローチャートである。 実施の形態５に係るＦＡシステム、及びバックラッシ量測定装置５００の構成を示す構成図である。 実施の形態５に係るバックラッシ量測定装置５００を実現するコンピュータのハードウェア構成の例を示す構成図である。 実施の形態５に係る活用部５１０がバックラッシ量を測定する動作を示すフローチャートである。 実施の形態５における学習モデルの具体例を示す概念図である。 実施の形態５に係る学習モデル生成部５２０の動作を示すフローチャートである。 実施の形態５に係る学習用データ生成部５３０の動作を示すフローチャートである。
　実施の形態１．
　図１は、実施の形態１に係るＦＡ（Ｆａｃｔｏｒｙ　Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ）システム１０００、及びバックラッシ量測定装置１００の構成を示す構成図である。
　ＦＡシステム１０００は、製品の生産設備であり、バックラッシ量測定装置１００、機器１、サーボモータ２、動力伝達手段３、モード設定手段４、及び振動センサ５を備える。
　機器１は、実際に製品を生産する機械であり、動力伝達手段３を介してサーボモータ２から伝達される動力により動作する。
　サーボモータ２は、動力伝達手段を介して機器１に接続されており、入力された電力に応じて回転し、機器１に動力を伝達するものである。また、サーボモータ２は、バックラッシ量測定装置１００から入力された制御指示に従い、回転を行う。バックラッシ量測定装置１００の構成については、後述する。また、サーボモータ２には、電源（図示せず）から入力された電力を増幅し、サーボアンプ（図示せず）が接続される。
　動力伝達手段３は、サーボモータ２の動力を機器１に伝達するものであり、ギアやボールねじ、及びベルト等で構成される。動力伝達手段３には、ギア同士の隙間等によるバックラッシが存在する。
　モード設定手段４は、バックラッシ量測定装置１００に動作モードを示すモード信号をユーザが入力するためのものであり、キーボード等が用いられる。
　振動センサ５は、機器１の振動を検知し、機器１の振動を示す振動データをバックラッシ量測定装置１００に出力するものである。また、振動センサ５は、機器１に接続されているものとする。
　バックラッシ量測定装置１００は、動力伝達手段３のバックラッシ量を測定するものであり、回転制御部１１、波形データ取得部１２、判定部１３、算出部１４を備える。また、実施の形態１において、バックラッシ量測定装置１００は、機器１の通常の生産動作を制御するプログラマブルロジックコントローラを兼ねる。
　回転制御部１１は、サーボモータ２を回転させる回転制御を行うものであり、すなわち、サーボモータ２のモーションコントローラである。実施の形態１において、回転制御部１１は、動力伝達手段を介して機器に接続されたサーボモータを所定量回転させる回転処理を行う。また、回転制御部１１は、回転処理を行うごとに、サーボモータを回転させた回転量を示す回転量情報を算出部１４に出力する。
　ここで、回転制御部１１がサーボモータ２を回転させる所定量は、動力伝達手段３のバックラッシ量より小さいことが望ましい。この所定量は、経験則から決定しても良いし、生産設備の初期設定時に予めバックラッシ量を計測しておき、当該バックラッシ量以下の値を用いるようにしてもよい。
　波形データ取得部１２は、サーボモータ２が回転したときの波形データを取得するものである。実施の形態１において、波形データ取得部１２は、回転処理においてサーボモータが所定量回転したときの波形データを取得する波形データ取得処理を行う。ここで、波形データとは、振幅の時間変化を示すものであり、例えば、振動データや音声データである。実施の形態１では、波形データ取得部１２は、波形データとして、振動センサ５から振動データを取得する。
　判定部１３は、サーボモータ２の回転が機器１に伝達されているかを波形データから判定するものである。実施の形態１において、判定部１３は、波形データに基づいて、回転処理によりサーボモータが所定量回転したときの回転が機器１に伝達されているかを判定する判定処理を行う。
　また、実施の形態１において、判定部１３は、波形データが示す波形の振幅が第一閾値以上であり、かつ、波形データが示す波形が第二閾値以上の時間継続している場合に、サーボモータ２の回転が機器に伝達されていると判定する。ここで、波形が第二閾値以上の時間継続しているかの判定は、例えば、波形の包絡線を生成し、生成した包絡線の振幅が所定の閾値以上である時間が第二閾値以上であるか判定することにより達せられる。
　ここで、各閾値は経験則により設計者が予め設定したり、ＦＡシステム１０００の最初の調整時において、回転処理、及び波形データ取得処理を行い、その時に得られた波形データから、それぞれの閾値を設定したりするようにしてもよいし、あるいは、バックラッシ量測定時において、最初の回転処理における波形データの振幅、継続時間、及び包絡線の振幅から、それぞれの閾値を決定するようにしてもよい。
　算出部１４は、回転制御部１１がサーボモータ２を回転させてから、判定部１３がサーボモータ２の回転が機器１に伝達されていると判定した時点までのサーボモータ２の回転量を動力伝達手段３のバックラッシ量として算出するものである。より具体的には、実施の形態１において、算出部１４は、判定部１３が、サーボモータ２の回転が機器１に伝達されていないと判定処理において判定した場合、回転制御部１１による回転処理と、波形データ取得部１２による波形データ取得処理と、判定部１３よる判定処理からなる探索処理を繰り返し行う反復処理を実行させ、判定部１３が、サーボモータ２の回転が機器１に伝達されていると判定処理において判定した場合、反復処理を終了し、回転制御部１１が回転処理においてサーボモータ２を回転させた回転量の反復処理における総量を動力伝達手段３のバックラッシ量として算出する。
　ここで、算出部１４は、サーボモータ２の回転量を、回転制御部１１から入力した回転量情報が示す回転量を内蔵する積算手段により積算することにより算出する。また、回転量の総量は、積算手段を０クリアして以降の回転量とする。すなわち、回転量の総量と述べたときも、積算手段を０クリアする前の回転量は考慮しない。
　また、算出部１４は、各探索処理の間に待機時間を設定しており、反復処理を実行する場合、一度探索処理を行った後、予め決められた所定時間待機してから、次の探索処理を実行させる。これは、機器１の振動が収まる前に次の回転処理を行ってしまった場合、波形の振幅や経過時間を正確に測定できず、動力が機器１に伝達されているか正確に判定できないためである。
　また、算出部１４は、モード設定手段４から入力されたモード信号に基づき、動作モードを決定するモード決定部としての役割を兼ねる。ここで、動作モードは、機器１に通常の生産動作を行わせる生産モードと、動力伝達手段３のバックラッシ量を測定するバックラッシ量測定モードである。以下では、主にバックラッシ自動調整モードを中心に説明する。
　次に、実施の形態１におけるバックラッシ量測定装置１００のハードウェア構成について説明する。バックラッシ量測定装置１００の各機能は、コンピュータにより実現される。図２は、実施の形態１に係るバックラッシ量測定装置１００を実現するコンピュータのハードウェア構成の例を示す構成図である。
　図２に示したハードウェアには、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）等の処理装置１００００と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）やハードディスク等の記憶装置１０００１が備えられる。
　図１に示す、回転制御部１１、波形データ取得部１２、判定部１３、算出部１４は、記憶装置１０００１に記憶されたプログラムが処理装置１００００で実行されることにより実現される。ここで、上記の構成は、単数の処理装置１００００及び記憶装置１０００１により実現する構成に限らず、複数の処理装置１００００及び記憶装置１０００１により実現する構成であってもよい。
　また、バックラッシ量測定装置１００の各機能を実現する方法は、上記したハードウェアとプログラムの組み合わせに限らず、処理装置にプログラムをインプリメントしたＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ　Ｓｃａｌｅ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔ）のような、ハードウェア単体で実現するようにしてもよいし、一部の機能を専用のハードウェアで実現し、一部を処理装置とプログラムの組み合わせで実現するようにしてもよい。
　以上のように、実施の形態１に係るバックラッシ量測定装置１００は構成される。
　次に、実施の形態１に係るバックラッシ量測定装置１００の動作について説明する。
　図３は、実施の形態１に係るバックラッシ量測定装置１００の動作を示すフローチャートである。
　また、以下において、バックラッシ量測定装置１００の動作がバックラッシ量測定方法に対応し、バックラッシ量測定装置１００の動作をコンピュータに実行させるプログラムがバックラッシ量測定プログラムに対応する。また、回転制御部１１の動作が回転制御工程に対応し、波形データ取得部１２の動作が波形データ取得工程に対応し、判定部１３の動作が判定工程に対応し、算出部１４の動作が算出工程に対応する。
　まず、ステップＳ１０１において、ユーザはモード設定手段４によりバックラッシ量測定装置１００をバックラッシ量測定モードに設定する。算出部１４は、モード設定手段４からモードをバックラッシ量測定モードとする制御信号を受信すると、下記の初期位置設定を実行させる。
　ステップＳ１０２において、回転制御部１１は、サーボモータ２を正方向に所定量回転させる。
　ステップＳ１０３において、波形データ取得部１２は、ステップＳ１０１でサーボモータ２を所定量回転させたときの機器１の振動を検知した振動データを振動センサ５から取得する。波形データ取得部１２は、取得した振動データを判定部１３に出力する。
　ステップＳ１０４において、判定部１３は、入力された振動データに基づいて、サーボモータの回転が機器に伝達されているか否かを判定する。より具体的には、入力された振動データを監視し、振幅が第一閾値以上であり、かつ、波形が第二閾値以上の時間継続
しているか否かを判定する。判定部１３が、サーボモータの回転が機器１に伝達されていないと判定した場合は、所定時間待機した後、ステップＳ１０２に戻り、回転制御部１１は、再度サーボモータを正方向に所定量回転させる。判定部１３が、サーボモータの回転が機器に伝達されていると判定した場合は、ステップＳ１０５に進み、算出部１４は、内蔵する積算手段を０クリアする。
　上記のステップＳ１０２からステップＳ１０５までの処理が、初期位置設定であり、バックラッシ量を測定する準備として、動力伝達手段３のギア同士が噛み合った状態で積算手段を０にするための処理である。
　初期位置設定が終了し、所定時間待機した後、ステップＳ１０６において、回転制御部１１は、サーボモータ２を逆方向に所定量回転させる。また、回転制御部１１は、サーボモータ２を回転させた回転量を示す回転量情報を算出部１４に出力する。
　ステップＳ１０７において、算出部１４は、入力した回転量情報に基づき、積算手段に回転量を加算する。
　ステップＳ１０８において、波形データ取得部１２は、ステップＳ１０６でサーボモータを所定量回転させたときの機器１の振動を検知した振動データを振動センサ５から取得する。波形データ取得部１２は、取得した振動データを判定部１３に出力する。
　ステップＳ１０９において、判定部１３は、入力された振動データに基づいて、サーボモータの回転が機器に伝達されているか否かを判定する。より具体的には、入力された振動データを監視し、振幅が第一閾値以上であり、かつ、波形が第二閾値以上の時間継続
しているか否かを判定する。判定部１３が、サーボモータの回転が機器１に伝達されていないと判定した場合は、所定時間待機した後、Ｓ１０６に戻り再度、サーボモータを逆方向に所定量回転させる。判定部１３が、サーボモータの回転が機器１に伝達されていると判定した場合は、ステップＳ１１０に進み、算出部１４は、積算手段を読み出し、サーボモータの回転量の総量をバックラッシ量Ａとして算出する。
　ここで、図４を用いて、ステップＳ１０６からステップＳ１１０までの処理の具体例について説明する。
　図４は、実施の形態１に係るバックラッシ量測定装置１００の動作の具体例を説明するための概念図である。
　図４において、サーボモータ２が停止の状態から、サーボモータ２の回転を一定量ずつ増やしていくと、機器１にサーボモータ２の動力が伝達されない場合は、機器１の可動部分の位置は変わらないため、図４の１回目や２回目の回転量の加算の時のように振動の振幅は小さく、振動の期間も短いものである。３回目の回転量の加算の時は、機器１にサーボモータ２の動力が伝達されるため、機器１の可動部分の位置は変化し、機器１自体も振動するため、１回目、２回目と比較して、振動データの振幅が大きく、振動が収まるまでの時間も長くなる。判定部１３は、このような振動の変化をとらえることで、サーボモータ２の動力が、動力伝達手段３を介して機器１に伝達されたか伝達されていないかを判定する。
　図３に戻り、動作の続きについて、説明を行う。
　以上の処理で、動作を終了してもよいが、実施の形態１に係るバックラッシ量測定装置１００は、計測誤差の低減のために、正方向と逆方向の両方でバックラッシ量を算出し、それらの平均を最終的なバックラッシ量として算出する。ここまでの処理が逆方向のバックラッシ量を測定する動作であり、以下で正方向のバックラッシ量を測定する動作について、引き続き説明する。
　ステップＳ１１１において、算出部１４は、内蔵する積算手段を０クリアする。
　ステップＳ１１２において、回転制御部１１は、サーボモータ２を正方向に所定量回転させる。また、回転制御部１１は、サーボモータ２を回転させた回転量を示す回転量情報を算出部１４に出力する。
　ステップＳ１１３において、算出部１４は、入力した回転量情報に基づき、積算手段に回転量を加算する。
　ステップＳ１１４において、波形データ取得部１２は、ステップＳ１１１でサーボモータ２を所定量回転させたときの機器１の振動を検知した振動データを振動センサ５から取得する。波形データ取得部１２は、取得した波形データを判定部１３に出力する。
　ステップＳ１１５において、判定部１３は、入力された振動データに基づいて、サーボモータの回転が機器に伝達されているか否かを判定する。より具体的には、入力された振動データを監視し、振幅が第一閾値以上であり、かつ、波形が第二閾値以上の時間継続しているか否かを判定する。判定部１３が、サーボモータの回転が機器１に伝達されていないと判定した場合は、所定時間待機した後、Ｓ１１２に戻り、再度サーボモータを正方向に所定量回転させる。判定部１３が、サーボモータの回転が機器１に伝達されていると判定した場合は、ステップＳ１１６に進み、算出部１４は、積算手段を読み出し、サーボモータの回転量の総量をバックラッシ量Ｂとして記録する。
　ステップＳ１１７において、算出部１４は、バックラッシ量Ａとバックラッシ量Ｂとの平均値を最終的なバックラッシ量として算出する。
　ステップＳ１１８において、算出部１４は、算出したバックラッシ量を補正量として、回転制御部１１へ設定する。
　以上のような動作により、実施の形態１に係るバックラッシ量測定装置１００は、所定量回転させる毎にサーボモータの回転が機器に伝達されているか判定し、サーボモータの回転が機器に伝達されていると判定された時点でバックラッシ量を算出するので、動力が伝達されてからサーボモータを回転させる必要がなく、より短時間でバックラッシ量を算出することができる。
　また、実施の形態１に係るバックラッシ量測定装置１００は、波形データが示す波形の振幅が第一閾値以上であり、かつ、波形データが示す波形が第二閾値以上の時間継続している場合に、サーボモータの回転が機器に伝達されていると判定するようにしたので、ルールベースで動力が伝達されているかを判定することができ、設計者やユーザが適宜閾値を設定することにより、多様な状況に柔軟に対応することができる。
　また、実施の形態１に係るバックラッシ量測定装置１００は、波形データとして、機器１に接続された振動センサ５が検知した機器の振動を示す振動データを取得するようにしたので、周囲の環境によるノイズの少ない波形データを取得することができ、高精度にバックラッシ量を測定することができる。
　また、上記において、最初に正方向にサーボモータ２を回転させ初期位置設定を行い、最初の探索処理は逆方向から行うようにしたが、最初に逆方向にサーボモータ２を回転させて初期位置設定を行い、最初の探索処理を正方向から行うようにしてもよい。
　実施の形態２．
　次に、実施の形態２に係るバックラッシ量測定装置２００について説明する。
　実施の形態１では、一度サーボモータ２を回転させた後、予め決められた所定時間待機するものであったが、実施の形態２では、波形データが示す波形の継続時間を計測し、この継続時間を待機時間とすることにより、より短時間でバックラッシ量の測定を行うバックラッシ量測定装置２００について説明する。以下では、実施の形態１との相違点を中心に説明する。
　図５は、実施の形態２に係るＦＡシステム２０００、及びバックラッシ量測定装置２００の構成を示す構成図である。ＦＡシステム２０００は、製品の生産設備であり、バックラッシ量測定装置２００、機器２０１、サーボモータ２０２、動力伝達手段２０３、モード設定手段２０４、及び振動センサ２０５を備える。また、バックラッシ量測定装置２００は、回転制御部２１１、波形データ取得部２１２、判定部２１３、算出部２１４、及び継続時間測定部２１５を備える。
　ここで、バックラッシ量測定装置２００の動作モードとして、生産モード、バックラッシ量測定モードに加え、波形継続時間測定モードが追加されている。
　また、バックラッシ量測定装置２００の構成として、継続時間測定部２１５が追加されている。継続時間測定部２１５は、判定部２１３が、サーボモータ２０２の回転が機器２０１に伝達されていないと判定したときの波形データが示す波形の継続時間を測定するものである。ここで、継続時間測定部２１５が波形の継続時間を測定する処理を継続時間測定処理と呼ぶこととする。
　また、実施の形態２に係る算出部２１４は、継続時間測定部２１５が測定した継続時間を、反復処理において、ある探索処理を実行させた後に次の探索処理を実行させるまでの待機時間として設定する。
　すなわち、算出部２１４は、サーボモータ２０２が所定量回転した後、継続時間測定部２１５が測定した波形の継続時間が経過した後に、すぐ次の探索処理を実行させる。言い換えると、サーボモータ２０２が所定量回転した後、継続時間測定部２１５が測定した波形の継続時間が経過するまでは、次の探索処理を実行させない。
　その他の構成については、実施の形態１と同様であるので、説明を省略する。ハードウェア構成についても、実施の形態１と同様である。継続時間測定部２１５もその他の部と同じように、記憶装置に記憶されたプログラムが処理装置で実行されることにより実現される。
　次に、図６を用いて、実施の形態２に係るバックラッシ量測定装置２００の動作について説明する。
　図６は、実施の形態２に係るバックラッシ量測定装置２００が波形の継続時間を測定する動作を示すフローチャートである。
　まず、ステップＳ２０１において、ユーザはモード設定手段によりバックラッシ量測定装置２００を波形継続時間計測モードに設定する。波形継続時間計測モードが設定されると、算出部２１４は、回転制御部２１１に回転処理を実行させる。
　ステップＳ２０２において、回転制御部２１１は、サーボモータ２０２を正方向に所定量回転させる。
　ステップＳ２０３において、波形データ取得部２１２は、ステップＳ２０３でサーボモータ２０２を所定量回転させたときの機器２０１の振動を検知した振動データを振動センサ５から取得する。波形データ取得部２１２は、取得した振動データを判定部２１３と継続時間測定部２１５に出力する。
　ステップＳ２０４において、判定部２１３は、入力された振動データに基づいて、サーボモータの回転が機器に伝達されているか否かを判定する。より具体的には、入力された振動データを監視し、振幅が第一閾値以上であり、かつ、波形が第二閾値以上の時間継続
しているか否かを判定する。判定部２１３が、サーボモータの回転が機器２０１に伝達されていないと判定した場合は、ステップＳ２０５に進み、判定部２１３が、サーボモータの回転が機器に伝達されていると判定した場合、動作を終了する。
　ステップＳ２０４でＮＯと判定された場合、ステップＳ２０５において、継続時間測定部２１５は、入力された波形データの継続時間を測定し、測定された継続時間を示す継続時間情報を算出部２１４に出力する。算出部２１４は、入力した継続時間情報が示す継続時間を各探索処理の間の待機時間として設定する。ステップＳ２０５を行った後、バックラッシ量測定装置３００は動作を終了する。
　以上のような動作により、バックラッシ量測定装置２００は、波形の継続時間を計測し、各探索処理の間の待機時間に設定するので、より短時間でバックラッシ量を測定することができる。
　実施の形態２に係るバックラッシ量測定装置２００の効果について、より詳細に説明する。
　サーボモータ２０２を一度回転させた後、機器２０１の振動が収まる前に、次の回転を始めてしまうと、前の振動に次の振動が重畳され、振動データからサーボモータ２０２の回転が機器２０１に伝達されているか正確に判定できない場合が考えられる。そこで、実施の形態１では、予め所定時間を設定しておき、所定時間が経過するまでは次の探索処理、すなわち回転処理を行わないようしていたが、実施の形態２に係るバックラッシ量測定装置２００は、波形の継続時間を待機時間として設定するので、余計な時間を待機することなく、より短時間でバックラッシ量の測定を行うことができる。また、設計者やユーザにより設定された待機時間が短すぎて、バックラッシ量を正確に測定できないという事態も回避することができる。
　また、上記で待機時間を設定した後の、バックラッシ量測定に関する動作は実施の形態１と同様であるので、説明を省略する。
　以下で、実施の形態２に係るバックラッシ量測定装置２００の変形例について説明する。
　上記において、波形の継続時間を測定する動作はバックラッシ量を測定する動作と独立して行うようにしたが、バックラッシ量を測定する際の最初の回転処理における波形データから波形の継続時間を測定するようにしてもよい。
　上記のステップＳ２０４において、サーボモータ２０２の回転が機器２０１に伝達されていると判定部２１３が判定した場合、動作を終了するようにしたが、動作を終了させず、サーボモータ２０２を逆方向に回転させ、その際の波形データから波形の継続時間を測定するようにしてもよい。
　また、ステップＳ２０２に進む前に、実施の形態１のステップＳ１０２からステップＳ１０５までの処理を行い、動力伝達手段２０３の初期位置設定を行うようにしてもよい。この処理を行うことにより、より確実に波形の継続時間を測定することができる。また、上記の場合には、ステップＳ２０２において、サーボモータ２０２は正方向ではなく、逆方向に回転させるものとする。
　実施の形態３．
　次に、実施の形態３に係るバックラッシ量測定装置３００について説明する。
　実施の形態１及び実施の形態２に係るバックラッシ量測定装置は、波形データとして機器の位置振動を示す振動データを用いていたが、実施の形態３に係るバックラッシ量測定装置３００は、波形データとして機器の動作音を検知した音声データを用いる。以下では、実施の形態１及び実施の形態２との相違点を中心に説明する。
　図７は、実施の形態３に係るＦＡシステム３０００、及びバックラッシ量測定装置３００の構成を示す構成図である。
　ＦＡシステム３０００は、製品の生産設備であり、バックラッシ量測定装置３００、機器３０１、サーボモータ３０２、動力伝達手段３０３、モード設定手段３０４、及び音声センサ３０５を備える。また、バックラッシ量測定装置３００は、回転制御部３１１、波形データ取得部３１２、判定部３１３、及び算出部３１４を備える。
　音声センサ３０５は、機器３０１の周囲に設置され、機器３０１の動作音を検知し、機器３０１の動作音を示す音声データをバックラッシ量測定装置１００に出力するものである。
　実施の形態３において、波形データ取得部３１２は、波形データとして、音声センサ３０５から音声データを取得する。
　その他の構成及び動作については、実施の形態１と同様であるので、説明を省略する。
　以上のように、振動センサ５の代わりに音声センサ３０５を用いることにより、より安価に、バックラッシ量を測定することができる。
　また、実施の形態２の技術を実施の形態３に適用してもよい。すなわち、実施の形態３においても、バックラッシ量測定装置３００は、音声データが示す音声の継続時間を測定し、測定した継続時間を、各探索処理の間の待機時間として設定するようにしてもよい。
　実施の形態４．
　次に、実施の形態４について説明する。
　以上の実施の形態１から実施の形態３に係るバックラッシ量測定装置は、振動や音声からバックラッシ量を自動的に測定するものであったが、バックラッシ量が大きく、補正で対応できない場合に、機器のユーザに警告表示を表示装置に行わせるバックラッシ量測定装置４００について説明する。
　動力伝達手段が備えるギア等の部品について、摩耗が小さく、バックラッシ量が小さい場合には、補正を行うことにより、機器の制御を行うことができるが、摩耗が大きくなり、バックラッシ量が大きくなった場合に、そのまま動作を使い続けると、動力伝達手段が故障してしまう可能性がある。そこで、実施の形態４に係るバックラッシ量測定装置４００は、予め測定するバックラッシ量、すなわちサーボモータの回転量に上限を設け、この上限を超えた場合に、バックラッシ量の測定を終了するとともに、ユーザに対して、バックラッシ量が上限を超えたことを報知する表示を行うものである。
　以下では、実施の形態１から実施の形態３との相違点を中心に説明する。
　図８は、実施の形態４に係るＦＡシステム４０００、及びバックラッシ量測定装置４００の構成を示す構成図である。
　ＦＡシステム４０００は、製品の生産設備であり、バックラッシ量測定装置４００、機器４０１、サーボモータ４０２、動力伝達手段４０３、モード設定手段４０４、振動センサ４０５、及び表示装置４０６を備える。また、バックラッシ量測定装置４００は、回転制御部４１１、波形データ取得部４１２、判定部４１３、及び算出部４１４を備える。
　表示装置４０６は、算出部４１４から受信した制御信号に基づいて、ユーザに表示を行うものであり、ディスプレイ等が用いられる。
　実施の形態４において、算出部４１４は、探索処理毎に、反復処理におけるサーボモータ４０２の回転量の総量が第三閾値以上であるか否かを判定し、サーボモータ４０２の回転量の総量が第三閾値以上であると判定した場合、判定部４１３でサーボモータ４０２の回転が機器４０１に伝達されていると判定されたか否かに関わらず、反復処理を終了する。
　また、算出部４１４は、サーボモータの回転量の総量が第三閾値以上であると判定した場合、表示装置４０６に警告表示を行わせる制御信号を送信する。ここで、警告表示とは、例えば、バックラッシ量が測定できない旨の表示や、生産設備のオーバーホールを促す表示等である。
　次に、図９を用いて、実施の形態４に係るバックラッシ量測定装置４００の動作について説明する。
　図９は、実施の形態４に係るバックラッシ量測定装置４００の動作を示すフローチャートである。
　実施の形態１に係るバックラッシ量測定装置１００の動作との主な違いは、ステップＳ４０９とでＮＯと判定された場合に、直接ステップＳ４０６に戻らず、ステップＳ４１０を挟む点である。同様に、ステップＳ４１６とステップＳ４１３の間にもステップＳ４１７の動作を行う。
　ステップＳ４０９でＮＯと判定された場合、ステップＳ４１０において、算出部４１４は、反復処理におけるサーボモータ４０２の回転量の総量が第三閾値以上であるかを判定する。ここで、算出部４１４が、回転量の総量が第三閾値以上であると判定した場合、ステップＳ４１８に進み、回転量の総量が第三閾値未満であると判定した場合、ステップＳ４０６に戻る。ステップＳ４１６及びステップＳ４１７の動作も同様である。
　ステップＳ４１０あるいは、ステップＳ４１７でＮＯに進んだ場合、ステップＳ４１８において、算出部４１４は表示装置４０６に制御信号を送信し、表示装置４０６は算出部４１４から制御信号を受信するとユーザに対して警告表示を行う。
　以上のような動作により、実施の形態４に係るバックラッシ量測定装置４００は、バックラッシ量が補正できる閾値を超えた場合に、警告表示を表示装置４０６に行わせることにより、ユーザが動力伝達手段４０３の摩耗が大きくなっていることを認識することが可能になり、生産設備のオーバーホールを早期に検討することが可能になる。
　また、実施の形態２の技術を実施の形態４に適用してもよい。すなわち、実施の形態４においても、バックラッシ量測定装置４００は、波形データが示す波形の継続時間を測定し、測定した継続時間を、各探索処理の間の待機時間として設定するようにしてもよい。
　また、実施の形態３の技術を実施の形態４に適用しても良い。すなわち、ＦＡシステム４０００が、振動センサ４０５の代わりに、音声センサを備え、バックラッシ量測定装置４００は、波形データとして音声データを用いるようにしてもよい。
　実施の形態５．
　次に、実施の形態５に係るバックラッシ量測定装置５００について説明する。
　実施の形態１から４に係るバックラッシ量測定装置は、波形データの振幅と継続時間に基づいて、ルールベースでサーボモータの回転が機器に伝達されているか判定するものであったが、実施の形態５では、学習モデルを用いてサーボモータの回転が機器に伝達されているか判定するバックラッシ量測定装置５００について説明する。これは、動力伝達手段が複雑であり、バックラッシ量の自動設定における、サーボモータから機器の動力が伝達されているか否かが振動や音声波形の振幅や振動収束までの長さで判定できない場合を考慮したものである。
　図１０は、実施の形態５に係るＦＡシステム、及びバックラッシ量測定装置５００の構成を示す構成図である。
　ＦＡシステム５０００は、製品の生産設備であり、バックラッシ量測定装置５００、機器５０１、サーボモータ５０２、動力伝達手段５０３、モード設定手段５０４、振動センサ５０５、及び表示装置５０６を備える。
　実施の形態５において、バックラッシ量測定装置５００は、回転制御部５１１、波形データ取得部５１２、判定部５１３、算出部５１４、学習用データ取得部５２１、学習部５２２、ラベル付与部５３１、及びデータ量判定部５３２を備える。ここで、回転制御部５１１、波形データ取得部５１２、判定部５１３、及び算出部５１４が活用部５１０を構成し、学習用データ取得部５２１、及び学習部５２２が学習モデル生成部５２０を構成し、回転制御部５１１、波形データ取得部５１２、算出部５１４、ラベル付与部５３１、及びデータ量判定部５３２が学習用データ生成部５３０を構成する。
　次に、実施の形態５におけるバックラッシ量測定装置５００のハードウェア構成について説明する。バックラッシ量測定装置５００の各機能は、コンピュータにより実現される。図１１は、実施の形態５に係るバックラッシ量測定装置５００を実現するコンピュータのハードウェア構成の例を示す構成図である。
　図１１に示したハードウェアには、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）等の処理装置５００００と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）やハードディスク等の記憶装置５０００１が備えられる。
　図１０に示す、回転制御部５１１、波形データ取得部５１２、判定部５１３、算出部５１４、学習用データ取得部５２１、学習部５２２、ラベル付与部５３１、及びデータ量判定部５３２は、記憶装置５０００１に記憶されたプログラムが処理装置５００００で実行されることにより実現される。また、学習部５２２が学習モデルを記憶する機能、及びデータ量判定部５３２が学習用データを記憶する機能については、記憶装置５０００１により実現される。ここで、上記の構成は、単数の処理装置５００００及び記憶装置５０００１により実現する構成に限らず、複数の処理装置５００００及び記憶装置５０００１により実現する構成であってもよい。
　また、バックラッシ量測定装置５００の各機能を実現する方法は、上記したハードウェアとプログラムの組み合わせに限らず、処理装置にプログラムをインプリメントしたＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ　Ｓｃａｌｅ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔ）のような、ハードウェア単体で実現するようにしてもよいし、一部の機能を専用のハードウェアで実現し、一部を処理装置とプログラムの組み合わせで実現するようにしてもよい。
　上記のように、実施の形態５に係るバックラッシ量測定装置５００は構成される。
　以下では、活用部５１０、学習モデル生成部５２０、及び学習用データ生成部５３０について、それぞれ、活用フェーズ、学習フェーズ、及び学習用データ生成フェーズにおいて説明する。
＜活用フェーズ＞
　まず、学習済みの学習モデルを活用して、バックラッシ量を測定する活用部５１０について説明する。
　実施の形態５において、判定部５１３は、学習モデルを用いて、波形データからサーボモータ５０２の回転が機器５０１に伝達されているかを判定する。すなわち、判定部５１３は、後述する学習部５２２から学習済みの学習モデルを取得し、この学習モデルに波形データを入力することにより、サーボモータ５０２の動力が機器５０１に伝達されているかを判定する。
　ここで、判定部５１３が用いる学習モデルは、教師あり学習により学習したものとする。より具体的には、当該学習モデルは、入力した波形データが、サーボモータ５０２の動力が機器５０１に伝達されているときの予め学習した波形データに一致するか否かを示す一致情報を出力するものであり、一致するときは「一致」を示す一致情報を出力し、一致しないときは「不一致」を示す一致情報を出力する。ここで、「一致」は「伝達」と同義であり、「不一致」は「非伝達」と同義である。また、波形データが予め学習した波形データに一致するか判定することを波形判定と呼ぶこととする。
　また、波形判定における一致は、厳密に波形データが一致しなくてもよく、波形データが示す波形が同じ種類であれば、「一致」と判定し、異なる種類のものであれば、「不一致」と判定することができればよい。ここで、種類については、サーボモータ５０２の動力が機器５０１に伝達されているときの波形か、サーボモータ５０２の動力が機器５０１に伝達されていないときの波形かの二種類である。
　すなわち、判定部５１３は、入力した波形データが、サーボモータ５０２の動力が機器５０１に伝達されているときの予め学習した波形データに一致する場合、動力が伝達されていることを表す「伝達」を示す判定結果を出力し、サーボモータ５０２の動力が機器５０１に伝達されているときの予め学習した波形データに一致しない場合、あるいは、サーボモータ５０２の動力が機器５０１に伝達されていないときの予め学習した波形データに一致する場合は、動力が伝達されていないことを表す「非伝達」を示す判定結果を出力する。
　なお、上記において、判定部５１３は、バックラッシ量測定装置５００の学習部５２２で学習した学習モデルを用いて判定をするものとして説明したが、他の学習装置等の外部から学習モデルを取得し、この学習モデルに基づいて判定するようにしてもよい。
　以上のように、活用部５１０は、構成される。
　次に、図１２を用いて、活用部５１０がバックラッシ量を測定する動作について説明する。
　図１２は、実施の形態５に係る活用部５１０がバックラッシ量を測定する動作を示すフローチャートである。
　ステップＳ５０４、ステップＳ５０９、及びステップＳ５１５において、波形データを学習モデルに入力することにより、サーボモータ５０２の回転が機器５０１に伝達されているかを判定する。
　その他の動作については、実施の形態１と同様であるので、説明を省略する。
　以上のような動作により、実施の形態５に係るバックラッシ量測定装置５００は、学習モデルを用いて、サーボモータ５０２の回転が機器５０１に伝達されているかを判定することにより、動力伝達手段５０３が複雑であり、サーボモータ５０２から機器５０１への動力伝達が振動や音声波形の振幅や振動収束までの長さで判定できない場合にもバックラッシ量を高精度に測定することができる。
＜学習フェーズ＞
　次に、学習済みの学習モデルを生成する学習モデル生成部５２０について説明する。
　学習用データ取得部５２１は、動力伝達手段５０３を介して機器５０１に接続されたサーボモータ５０２を回転させたときの波形データと、サーボモータ５０２の回転が機器５０１に伝達されているか否かを示す一致情報とを学習用データとして取得するものである。すなわち、学習用データ取得部５２１は、一致情報が付与された波形データを学習用データとして取得する。
　学習部５２２は、学習用データを用いて、サーボモータを回転させたときの波形データから、サーボモータの回転が前記機器に伝達されているか否かを判定するための学習モデルを生成するものである。
　すなわち、学習部５２２は、学習用データ取得部５２１から入力した学習用データに基づいて、学習モデルの学習を行う。また、学習部５２２は、学習前において、学習前の学習モデルを予め記憶しており、学習後においては、学習後の学習モデルを記憶する。
　学習部５２２が用いる学習アルゴリズムは教師あり学習、教師なし学習、強化学習等の公知のアルゴリズムを用いることができる。一例として、ニューラルネットワークを適用した場合について説明する。
　学習部５２２は、例えば、ニューラルネットワークモデルに従って、いわゆる教師あり学習により、波形データの判定を学習する。ここで、教師あり学習とは、入力と結果（ラベル）のデータの組を学習装置に与えることで、それらの学習用データにある特徴を学習し、入力から結果を推論する手法をいう。
　ニューラルネットワークは、複数のニューロンからなる入力層、複数のニューロンからなる中間層(隠れ層)、及び複数のニューロンからなる出力層で構成される。中間層は、１層、又は２層以上でもよい。
　例えば、図１３に示すような３層のニューラルネットワークであれば、複数の入力が入力層（Ｘ１‐Ｘ３）に入力されると、その値に重みＷ１（ｗ１１‐ｗ１６）を掛けて中間層（Ｙ１‐Ｙ２）に入力され、その結果にさらに重みＷ２（ｗ２１‐ｗ２６）を掛けて出力層（Ｚ１‐Ｚ３）から出力される。この出力結果は、重みＷ１とＷ２の値によって変わる。
　本実施の形態において、ニューラルネットワークは、データ取得部によって取得される学習用データの振動データと一致情報との組合せに従って、いわゆる教師あり学習により、波形判定を学習する。
　すなわち、ニューラルネットワークは、入力層に学習用データの振動データを入力して出力層から出力された結果が、入力した波形データに対応付けられた一致情報に近づくように重みＷ１とＷ２を調整することで学習する。
　学習部５２２は、以上のような動作により、学習済みの学習モデルを生成し、出力する。
　次に、図１４を用いて、学習モデル生成部５２０が学習済みの学習モデルを生成する処理について説明する。
　図１４は、実施の形態５に係る学習モデル生成部５２０の動作を示すフローチャートである。
　また、以下において、学習モデル生成部５２０の動作が学習済みの学習モデル生成方法に対応し、学習モデル生成部５２０の動作をコンピュータに実行させるプログラムが学習済みの学習モデル生成プログラムに対応する。また、学習用データ取得部５２１の動作が学習用データ取得工程に対応し、学習部５２２の動作が学習工程に対応する。
　ステップＳ５２１において、学習用データ取得部５２１は振動データと一致情報とが対応づけられた学習用データを取得する。なお、振動データと一致情報を同時に取得するものとしたが、振動データと一致情報を関連づけて入力できれば良く、振動データと一致情報をそれぞれ別のタイミングで取得しても良い。
　ステップＳ５２２において、学習部５２２は、ステップＳ５２１で取得した学習用データに従って、いわゆる教師あり学習により、波形判定を学習し、学習済みの学習モデルを生成する。
　ステップＳ５２３において、学習部５２２が生成した学習済みの学習モデルを記憶する。
＜学習用データ生成フェーズ＞
　次に、学習に用いる学習用データを生成する学習用データ生成部５３０について説明する。
　上記において、活用部５１０と学習モデル生成部５２０について、説明を行った。ここでは、当該学習モデル生成部５２０に入力する学習用データを生成するための学習用データ生成部５３０について説明を行う。
　学習用データ生成部５３０は、回転制御部５１１、波形データ取得部５１２、及び算出部５１４を活用部５１０と共有する。
　ラベル付与部５３１は、波形データにラベルを付与し、学習用データを生成するものである。より具体的には、ラベル付与部５３１は、サーボモータ５０２の回転量が予め設定されたバックラッシ量を超えていない場合は、サーボモータ５０２の回転が機器５０１に伝達されていないときの波形データであることを示す非伝達ラベルを波形データに付与し、サーボモータ５０２の回転量がバックラッシ量を超えている場合は、サーボモータ５０２の回転が機器５０１に伝達されているときの波形データであることを示す伝達ラベルを波形データに付与することにより学習用データを生成する。ここで、伝達ラベル及び非伝達ラベルが一致情報に相当し、伝達ラベルは、活用フェーズで説明した「一致」に相当し、非伝達ラベルは、活用フェーズで説明した「不一致」に相当する。
　また、ラベル付与部５３１は、生成した学習用データをデータ量判定部５３２に出力する。
　データ量判定部５３２は、ラベル付与部５３１が生成した学習用データが十分な量集まったか否かを判定するものである。例えば、データ量判定部５３２は、入力された学習用データが所定のバイト数に達したか否かを判定することにより、学習用データが十分な量集まったか否かを判定する。また、データ量判定部５３２は、入力された学習用データを記憶し、学習用データ取得部５２１の要求に応じて、学習用データを学習用データ取得部５２１に出力する。
　ユーザは、ＦＡシステム５０００の最初の調整において、ダイアルゲージ等で生産設備のバックラッシ量を測定し、測定したバックラッシ量をラベル付与部５３１に予め記憶させておく。
　次に図１５を用いて、学習用データ生成部５３０が学習用データを生成する動作について説明する。
　図１５は、実施の形態５に係る学習用データ生成部５３０の動作を示すフローチャートである。
　また、以下において、学習用データ生成部５３０の動作が学習用データ生成方法に対応し、学習用データ生成部５３０の動作をコンピュータに実行させるプログラムが学習用データ生成プログラムに対応する。また、ラベル付与部５３１の動作がラベル付与工程に対応し、データ量判定部５３２の動作がデータ量判定工程に対応する。
　ステップＳ５３１において、算出部５１４は、内蔵する積算手段を０クリアする。
　ステップＳ５３２において、算出部５１４は、積算手段に、ステップＳ５３３で指示する予定の回転量を加算する。また、算出部５１４は、積算手段の値を読出し、サーボモータ５０２の回転量の総量を示す情報をラベル付与部５３１に出力する。
　ステップＳ５３３において、回転制御部５１１は、サーボモータ５０２を正方向に所定量回転させる。
　ステップＳ５３４において、波形データ取得部５１２は、ステップＳ５３３において、サーボモータ５０２を所定量回転させたときの波形データを取得する。波形データ取得部５１２は、取得した波形データをラベル付与部５３１に出力する。
　ステップＳ５３５において、ラベル付与部５３１は、算出部５１４から入力した情報が示す回転量の総量と、先に記録しておいたバックラッシ量とを比較する。回転量の総量がバックラッシ量より小さい場合には、ステップＳ５３６に進み、ラベル付与部５３１は、波形データに「不一致」を示す一致情報を付与し、学習用データを生成する。その後、ステップＳ５３２に戻る。
　ステップＳ５３５において、回転量の総量がバックラッシ量より小さくない場合、ステップＳ５３７に進み、ラベル付与部５３１は、波形データに「一致」を示す一致情報を付与し、学習用データを生成する。
　ステップＳ５３８において、算出部５１４は、内蔵する積算手段を０クリアする。
　ステップＳ５３９において、算出部５１４は、積算手段に、ステップＳ５４０で指示する予定の回転量を加算する。また、算出部５１４は、積算手段の値を読出し、サーボモータ５０２の回転量の総量を示す情報をラベル付与部５３１に出力する。
　ステップＳ５４０において、回転制御部５１１は、サーボモータ５０２を逆方向に所定量回転させる。
　ステップＳ５４１において、波形データ取得部５１２は、ステップＳ５４０において、サーボモータ５０２を所定量回転させたときの波形データを取得する。波形データ取得部５１２は、取得した波形データをラベル付与部５３１に出力する。
　ステップＳ５４２において、ラベル付与部５３１は、算出部５１４から入力した情報が示す回転量の総量と、先に記録しておいたバックラッシ量とを比較する。回転量の総量がバックラッシ量より小さい場合には、ステップＳ５４３において、ラベル付与部５３１は、波形データに「不一致」を示す一致情報を付与し、学習用データを生成する。その後、ステップＳ５３９に戻る
　ステップＳ５４２において、回転量の総量がバックラッシ量より小さくない場合には、ステップＳ５４４に進み、ラベル付与部５３１は、波形データに「一致」を示す一致情報を付与し学習用データを生成する。
　ステップＳ５４５において、データ量判定部５３２は、蓄積された学習用データが所定量集まったか否かを判定する。データ量判定部５３２が、所定量集まったと判定した場合には、学習用データ生成部５３０は動作を終了し、所定量集まっていないと判定した場合には、ステップＳ５３１に戻る。
　以上のような動作により、学習用データ生成部５３０は、自動で学習用データを生成することにより、学習用データを生成する手間を軽減することができる。また、正方向への回転と逆方向への回転を繰り返しながら、正方向への回転時と、逆方向への回転時の両方で学習用データを生成することにより、効率的に学習用データを生成することができる。
　以下で、実施の形態５に係るバックラッシ量測定装置５００の変形例について説明する。
　上記においては、学習アルゴリズムに教師あり学習を適用した場合について説明したが、これに限られるものではない。学習アルゴリズムについては、教師あり学習以外にも、強化学習、教師なし学習、又は半教師あり学習等を適用することも可能である。
　また、学習モデル生成部５２０は、複数のバックラッシ量測定装置５００により生成される学習用データに従って、波形判定を学習するようにしてもよい。なお、学習モデル生成部５２０は、同一のエリアで使用される複数のバックラッシ量測定装置５００から学習用データを取得してもよいし、異なるエリアで独立して動作する複数のバックラッシ量測定装置５００から収集される学習用データを利用して波形判定を学習してもよい。また、学習用データを収集するバックラッシ量測定装置５００を途中で対象に追加したり、対象から除去したりすることも可能である。さらに、あるバックラッシ量測定装置５００に関して波形判定を学習した学習モデルを、これとは別のバックラッシ量測定装置５００に適用し、当該別のバックラッシ量測定装置に関して波形判定を再学習して更新するようにしてもよい。
　また、学習部５２２に用いられる学習アルゴリズムとしては、特徴量そのものの抽出を学習する、深層学習（Ｄｅｅｐ　Ｌｅａｒｎｉｎｇ）を用いることもでき、他の公知の方法、例えば遺伝的プログラミング、機能論理プログラミング、サポートベクターマシンなどに従って機械学習を実行してもよい。
　また、上記においては、活用部５１０、学習モデル生成部５２０、及び学習用データ生成部５３０を一つのバックラッシ量測定装置５００が備える構成について説明したが、それぞれを別個の装置、例えば、活用装置、学習済みの学習モデル生成装置、学習用データ生成装置として構成したり、クラウドサーバー上に存在するようにしたりしてもよい。
　また、実施の形態２の技術を実施の形態５に適用してもよい。すなわち、実施の形態５においても、バックラッシ量測定装置５００は、波形データが示す波形の継続時間を測定し、測定した継続時間を、各探索処理の間の待機時間として設定するようにしてもよい。
　また、実施の形態３の技術を実施の形態５に適用しても良い。すなわち、ＦＡシステム５０００が、振動センサ５０５の代わりに、音声センサを備え、バックラッシ量測定装置５００は、波形データとして音声データを用いるようにしてもよい。
　本開示に係るバックラッシ量測定装置は、ＦＡシステムに用いるのに適している。
　１００，２００，３００，４００，５００　バックラッシ量測定装置、１０００，２０００，３０００，４０００，５０００　ＦＡシステム、１１，２１１，３１１，４１１，５１１　回転制御部、１２，２１２，３１２，４１２，５１２　波形データ取得部、１３，２１３，３１３，４１３，５１３　判定部、１４，２１４，３１４，４１４，５１４　算出部、２１５　継続時間測定部、５１０　活用部、５２０　学習モデル生成部、５２１　学習用データ取得部、５２２　学習部、５３０　学習用データ生成部、５３１　ラベル付与部、５３２　データ量判定部、１，２０１，３０１，４０１，５０１　機器、２，２０２，３０２，４０２，５０２　サーボモータ、３，２０３，３０３，４０３，５０３　動力伝達手段、４，２０４，３０４，４０４，５０４　モード設定手段、５，２０５，４０５，５０５　振動センサ、３０５　音声センサ、４０６　表示装置、１００００，５００００　処理装置、１０００１，５０００１　記憶装置。

Claims (16)

  1. 　動力伝達手段を介して機器に接続されたサーボモータを所定量回転させる回転処理を行う回転制御部と、
    　前記回転処理により前記サーボモータが所定量回転したときの波形データを取得する波形データ取得処理を行う波形データ取得部と、
    　前記波形データに基づいて、前記回転処理により前記サーボモータが所定量回転したときの回転が前記機器に伝達されているかを判定する判定処理を行う判定部と、
    　前記判定部が、前記サーボモータの回転が前記機器に伝達されていないと前記判定処理において判定した場合、前記回転制御部による前記回転処理と、前記波形データ取得部による前記波形データ取得処理と、前記判定部よる前記判定処理からなる探索処理を繰り返し行う反復処理を実行させ、前記判定部が、前記サーボモータの回転が前記機器に伝達されていると前記判定処理において判定した場合、前記反復処理を終了し、前記回転制御部が前記回転処理において前記サーボモータを回転させた回転量の前記反復処理における総量を前記動力伝達手段のバックラッシ量として算出する算出部と、
    　を備えたバックラッシ量測定装置。
  2. 　前記判定部は、前記波形データが示す波形の振幅が第一閾値以上であり、かつ、前記波形データが示す波形が第二閾値以上の時間継続している場合に、前記サーボモータの回転が前記機器に伝達されていると判定する
    　ことを特徴とする請求項１に記載のバックラッシ量測定装置。
  3. 　前記判定部は、学習モデルを用いて、前記波形データから前記サーボモータの回転が前記機器に伝達されているかを判定する
    　ことを特徴とする請求項１に記載のバックラッシ量測定装置。
  4. 　前記バックラッシ量測定装置は、さらに、
    　前記判定部が、前記サーボモータの回転が前記機器に伝達されていないと判定したときの前記波形データが示す波形の継続時間を測定する継続時間測定部を備え、
    　前記算出部は、前記継続時間を、前記反復処理において、前記探索処理を実行させた後に次の前記探索処理を実行させるまでの待機時間として設定する
    　ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のバックラッシ量測定装置。
  5. 　前記算出部は、前記探索処理毎に、前記反復処理における前記サーボモータの回転量の総量が第三閾値以上であるか否かを判定し、前記サーボモータの回転量の総量が前記第三閾値以上であると判定した場合、前記判定部で前記サーボモータの回転が前記機器に伝達されていると判定されたか否かに関わらず、前記反復処理を終了する
    　ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のバックラッシ量測定装置。
  6. 　前記算出部は、前記サーボモータの回転量の総量が前記第三閾値以上であると判定した場合、前記バックラッシ量測定装置に接続された表示装置に警告表示を行わせる制御信号を送信する
    　ことを特徴とする請求項５に記載のバックラッシ量測定装置。
  7. 　前記波形データ取得部は、前記波形データとして、前記機器に接続された振動センサが検知した前記機器の振動を示す振動データを取得する
    　ことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載のバックラッシ量測定装置。
  8. 　前記波形データ取得部は、前記波形データとして、前記機器周囲に設置された音声センサが検知した前記機器の動作音を示す音声データを取得する
    　ことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載のバックラッシ量測定装置。
  9. 　動力伝達手段を介して機器に接続されたサーボモータを回転させたときの波形データと、前記サーボモータの回転が前記機器に伝達されているか否かを示す一致情報とを学習用データとして取得する学習用データ取得部と、
    　前記学習用データを用いて、前記サーボモータを回転させたときの波形データから、前記サーボモータの回転が前記機器に伝達されているか否かを判定するための学習モデルを生成する学習部と、
    　を備える学習済みの学習モデル生成装置。
  10. 　動力伝達手段を介して機器に接続されたサーボモータを回転させる回転制御部と、
    　前記サーボモータが回転したときの波形データを取得する波形データ取得部と、
    　前記サーボモータの回転量が予め設定されたバックラッシ量を超えていない場合は、前記サーボモータの回転が前記機器に伝達されていないときの前記波形データであることを示す非伝達ラベルを前記波形データに付与し、前記サーボモータの回転量が前記バックラッシ量を超えている場合は、前記サーボモータの回転が前記機器に伝達されているときの前記波形データであることを示す伝達ラベルを前記波形データに付与することにより学習用データを生成するラベル付与部と、
    　を備える学習用データ生成装置。
  11. 　動力伝達手段を介して機器に接続されたサーボモータを所定量回転させる回転処理を行う回転制御工程と、
    　前記回転処理により前記サーボモータが所定量回転したときの波形データを取得する波形データ取得処理を行う波形データ取得工程と、
    　前記波形データに基づいて、前記回転処理により前記サーボモータが所定量回転したときの回転が前記機器に伝達されているかを判定する判定処理を行う判定工程と、
    　前記サーボモータの回転が前記機器に伝達されていないと前記判定処理において判定した場合、前記回転処理と、前記波形データ取得処理と、前記判定処理からなる探索処理を繰り返し行う反復処理を実行させ、前記サーボモータの回転が前記機器に伝達されていると前記判定処理において判定した場合、前記反復処理を終了し、前記回転処理において前記サーボモータを回転させた回転量の前記反復処理における総量を前記動力伝達手段のバックラッシ量として算出する算出工程と、
    　を含むバックラッシ量測定方法。
  12. 　請求項１１に記載の全工程をコンピュータに実行させるバックラッシ量測定プログラム。
  13. 　動力伝達手段を介して機器に接続されたサーボモータを回転させたときの波形データと、前記サーボモータの回転が前記機器に伝達されているか否かを示す一致情報とを学習用データとして取得する学習用データ取得工程と、
    　前記学習用データを用いて、前記サーボモータを回転させたときの波形データから、前記サーボモータの回転が前記機器に伝達されているか否かを判定するための学習モデルを生成する学習工程と、
    　を含む学習済みの学習モデル生成方法。
  14. 　請求項１３に記載の全工程をコンピュータに実行させる学習済みの学習モデル生成プログラム。
  15. 　動力伝達手段を介して機器に接続されたサーボモータを回転させる回転制御工程と、
    　前記サーボモータが回転したときの波形データを取得する波形データ取得工程と、
    　前記サーボモータの回転量が予め設定されたバックラッシ量を超えていない場合は、前記サーボモータの回転が前記機器に伝達されていないときの前記波形データであることを示す非伝達ラベルを前記波形データに付与し、前記サーボモータの回転量が前記バックラッシ量を超えている場合は、前記サーボモータの回転が前記機器に伝達されているときの前記波形データであることを示す伝達ラベルを前記波形データに付与することにより学習用データを生成するラベル付与工程と、
    　を含む学習用データ生成方法。
  16. 　請求項１５に記載の全工程をコンピュータに実行させる学習用データ生成プログラム。
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