WO2026004010A1

WO2026004010A1 - 制御装置

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Publication number: WO2026004010A1
Application number: PCT/JP2024/023234
Authority: WO
Inventors: 篠田翔吾山田
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2024-06-26
Filing date: 2024-06-26
Publication date: 2026-01-02
Anticipated expiration: 2026-12-26

Abstract

電動機の制御装置において、加工動作等で求められる精度に応じて省エネルギー又は精度重視の制御を選択できる技術を提供する。制御装置１０は、電動機１をフィードバック制御で駆動指令に追従させるフィードバック制御部１１と、電動機１からフィードバックを取得するフィードバック取得部１２と、フィードバック取得部１２で取得した前記フィードバックをフィルタリングするフィルタ部１３と、フィルタ部１３のフィルタ強度を変更するフィルタ変更部１４と、駆動指令から制御精度を重視するかを判断し、制御精度を重視する場合はフィルタ強度を低くして透過帯域を延ばし、制御精度を重視しない場合はフィルタ強度を高くしてノイズ成分をカットするようにフィルタ変更部１４を制御するフィルタ変更判断部１５と、を備える。

Description

制御装置

　本開示は、電動機を制御する制御装置に関する。

　従来、電動機の制御装置において、電動機から取得したフィードバックをフィルタリングし、駆動指令に追従させるフィードバック制御を行う技術が知られている。この種の技術が記載されるものとして例えば特許文献１や特許文献２がある。

　特許文献１には、電力変換器を介して電動機電流を制御する電流制御ループの外側に、電動機速度を制御する速度制御ループを設けるとともに、電動機速度と電動機出力トルク成分とから電動機負荷トルクを推定する状態観測器を設け、該負荷トルク推定値を速度制御ループの出力に加算して電動機の出力トルク補償を行なう可変速駆動装置において、状態観測器の出力側に負荷トルク推定値の変化に応じてカットオフ周波数を自動調整するローパスフィルタと、負荷変動時の応答を最適にするための比例増幅器と、を設ける電動機の可変速駆動装置が記載されている。

　特許文献２には、サーボモータにより駆動されるロボットのアーム手先の位置偏差信号に応じ、サーボモータの回転を制御する制御手段と、上記位置偏差検出手段からの過大な位置偏差信号に応じて上記サーボモータを減速，停止させるように構成されたサーボ制御装置が、時定数がモータの負荷に応じて変化するローパスフィルタと、位置偏差信号値が過大な値のときには、上記ローパスフィルタの時定数を上記サーボモータの最大負荷時の値よりも大きくするよう変更する時定数変更手段とを備えることが記載されている。

特公平５－０２４７５６号公報特公平７－０１９１７６号公報

　ところで、フィードバック制御を利用するモータ制御では、フィードバックにノイズがあった場合、ノイズを誤差としてモータ制御指令を生成して、モータに電流を流す。そのため、余計な電流が流れ、損失（消費電力）を増やし、モータの発熱も促進される。このように、フィードバックノイズは、発熱の要因にもなり、冷却にエネルギーを余計に消費することになる。

　消費電力やエネルギーを抑制する手段として、フィルタによってフィードバックからノイズをカットすることが考えられる。しかしながら、フィードバックからノイズをカットする目的でフィードバックをフィルタリングすると、制御の安定性が低下してしまう。省エネルギー化と制御精度重視の両立という観点で従来技術には改善の余地があった。

　本開示は上記課題に鑑みてなされたものであり、電動機の制御装置において、加工動作等で求められる精度に応じて省エネルギー又は精度重視の制御を選択できる技術を提供することを目的とする。

　本開示は、電動機をフィードバック制御で駆動指令に追従させるフィードバック制御部と、前記電動機からフィードバックを取得するフィードバック取得部と、前記フィードバック取得部で取得した前記フィードバックをフィルタリングするフィルタ部と、前記フィルタ部のフィルタ強度を変更するフィルタ変更部と、前記駆動指令から制御精度を重視するかを判断し、前記制御精度を重視する場合は前記フィルタ強度を低くして透過帯域を延ばし、前記制御精度を重視しない場合は前記フィルタ強度を高くしてノイズ成分をカットするように前記フィルタ変更部を制御するフィルタ変更判断部と、を備える制御装置である。

　本開示によれば、電動機の制御装置において、加工動作等で求められる精度に応じて省エネルギー又は精度重視の制御を選択できる技術を提供できる。

第１実施形態に係る制御装置の構成を示す模式図である。第１実施形態のフィルタ変更判断部の判断結果に基づくフィルタ変更部によるフィルタ強度の変更処理を示すフローチャートである。本実施形態の制御装置に適用される加工プログラムの一例を示す図である。指令速度又は速度指令に対応してフィルタ強度が変更される例を説明する図である。指令加速度又は速度指令の微分が一定以上であるか否かを判定するための加減速判定閾値を説明する図である。フィルタ強度が高い場合と低い場合における速度と電流の挙動を示すグラフである。第２実施形態に係る制御装置の構成を示す模式図である。第３実施形態に係る制御装置の構成を示す模式図である。第４実施形態に係る制御装置の構成を示す模式図である。第５実施形態に係る制御装置の構成を示す模式図である。第５実施形態のフィルタ変更判断部の判断結果に基づくフィルタ強度及びフィードバックゲインの変更処理を示すフローチャートである。

　以下、本開示の実施形態について、図面を参照して詳しく説明する。なお、各実施形態の説明において、共通又は同様の構成については同じ符号を付して詳細な説明を省略する場合がある。

＜第１実施形態＞
　図１は、第１実施形態に係る制御装置１０の構成を示す模式図である。制御装置１０は、例えば、加工プログラム等の駆動指令に基づいて電動機１の制御を行う数値制御装置である。電動機１は、切削加工を行う加工機械やロボットを動作させるための駆動手段である。

　制御装置１０は、例えば、バスを介して互いに接続された、ＲＯＭ（read　only　memory）やＲＡＭ（random　access　memory）等のメモリ、ＣＰＵ（central　processing　unit）、及び通信制御部を備えたコンピュータを用いて構成される。以下に説明する制御装置１０の各機能部の機能及び動作は、上記コンピュータに搭載されたＣＰＵ、メモリ、及び該メモリに記憶された制御プログラムが協働することにより達成される。なお、制御装置１０は、外部のコンピュータから入力される情報に基づいて電動機１を制御する構成であってもよい。

　本実施形態の制御装置１０は、フィードバック制御部１１と、フィードバック取得部１２と、フィルタ部１３と、フィルタ変更部１４と、フィルタ変更判断部１５と、を機能部として備える。

　フィードバック制御部１１は、速度指令や電流指令等の駆動指令と、電動機１からのフィードバックに基づくフィードバック制御により、電動機１を駆動指令に追従させる。

　フィードバック取得部１２は、電動機１に流れる電流、電動機１の回転角度、又は、電動機１の回転速度を取得する。フィードバック取得部１２によって取得される情報がフィードバックとなる。

　フィルタ部１３は、サンプリングを所定の点数とって平均化する移動平均フィルタ又は高い周波数成分をカットするローパスフィルタによって構成される。フィードバック取得部１２により取得されたフィードバックは、フィルタ部１３によりフィルタリングされた後、フィードバック制御部１１に入力される。

　フィルタ変更部１４は、フィルタ部１３のフィルタ強度を変更する。フィルタ強度は、フィルタ部１３によるフィルタリングの程度（強さ）を決めるパラメータである。フィルタ変更部１４は、後述するフィルタ変更判断部１５の判断結果に基づき、制御精度を重視する場合はフィルタ強度を低くして透過帯域を延ばし、制御精度を重視しない場合はフィルタ強度を高くしてノイズ成分をカットする変更処理を行う。

　移動平均フィルタによって構成されるフィルタ部１３の場合、フィルタ変更部１４は、フィルタ強度を高くするときはフィルタ部１３の平均化する数を多く設定し、フィルタ強度を低くするときは平均化する数（サンプリング点）を少なく設定する。ローパスフィルタによって構成されるフィルタ部１３の場合、フィルタ変更部１４は、フィルタ強度を高くするときはカットオフ周波数を低く設定し、フィルタ強度を低くするときはカットオフ周波数を高く設定する。

　フィルタ変更判断部１５は、駆動指令に基づいて制御精度を重視するか否かを判断する。フィルタ変更判断部１５は、判断結果をフィルタ変更部１４に出力し、フィルタ変更部１４は判断結果に応じてフィルタ部１３のフィルタ強度を変更する。

　図２を参照してフィルタ強度の変更処理について説明する。図２は、第１実施形態のフィルタ変更判断部１５の判断結果に基づくフィルタ変更部１４によるフィルタ強度の変更処理を示すフローチャートである。

　ステップＳ１において、フィルタ変更判断部１５は、駆動指令に基づいて加工動作が制御精度を重視しない状態か制御精度を重視する状態かを判断する。フィルタ変更判断部１５の判断基準となる駆動指令は、例えば、加工プログラム又は移動指令である。フィルタ変更判断部１５の判断方法の具体例については後述する。

　フィルタ変更判断部１５は、制御精度を重視しない状態と判断した場合、処理をステップＳ２に進める（ステップＳ１；Ｎｏ）。フィルタ変更判断部１５は、制御精度を重視する状態と判断した場合、処理をステップＳ３に進める（ステップＳ１；Ｙｅｓ）。

　ステップＳ２において、フィルタ変更判断部１５は、制御精度を重視しない判断結果を示す信号をフィルタ変更部１４に出力する。フィルタ変更部１４は、フィルタ変更判断部１５からの制御精度を重視しない判断結果を示す信号に基づいてフィルタ部１３に対してフィルタ強度を相対的に高くする指令を出力する。これによってフィルタ部１３のフィルタ強度が「高」に設定される。ステップＳ２の処理の後、処理はステップＳ１に戻る。

　ステップＳ３において、フィルタ変更判断部１５は、制御精度を重視する判断結果を示す信号をフィルタ変更部１４に出力する。フィルタ変更部１４は、フィルタ変更判断部１５からの制御精度を重視する判断結果を示す信号に基づいてフィルタ部１３に対してフィルタ強度を相対的に低くする指令を出力する。これによってフィルタ部１３のフィルタ強度が「低」に設定される。ステップＳ３の処理の後、処理はステップＳ１に戻る。

　次に、図３を参照し、加工プログラムに基づいて制御精度を重視するか否かを判断する具体的な判断方法の一例について説明する。図３は、本実施形態の制御装置に適用される加工プログラムの一例を示す図である。

　図３の加工プログラム中のＮはシーケンス番号である。Ｎ２～Ｎ５のブロックには、動作を指定するコードが指定されている。これらのコードのうち、ＧＯＯは位置決めを指定する早送りのコードであり、ＧＯＯに続くＸは座標を指定する。ＧＯ１は切削送りの工具の直線移動を指定するコードであり、ＧＯ１に続くＸは座標を指定し、Ｆは送り速度を指定する。Ｇ０４はドウェル（待ち）を指定するコードであり、直前のフィルタ状態が引き継がれる。

　この例のフィルタ変更判断部１５は、加工プログラム中の位置決めの移動指令であるＧＯＯが指定されているシーケンス番号のブロックでは、制御精度は低くてもよいため制御精度を重視しないと判断する。一方、切削加工を行う指令であるＧ０１が指定されているシーケンス番号のブロックでは、制御精度を高くしたいため、制御精度を重視していると判断する。

　フィルタ変更判断部１５は、制御精度を重視すると判断すると、フィルタ変更部１４にフィルタ強度を相対的に低く設定することを指令する信号を出力する。図３の加工プログラムでは、Ｇ０１のコードが含まれるＮ３とＮ５のブロックでは、フィルタ強度が相対的に低く設定された状態でフィードバック制御が行われることになる。

　フィルタ変更判断部１５は、制御精度を重視しないと判断すると、フィルタ変更部１４にフィルタ強度を相対的に高く設定することを指令する信号を出力する。図３の加工プログラムでは、Ｇ００のコードが含まれているＮ２とＮ４のブロックでは、フィルタ強度が相対的に高く設定された状態でフィードバック制御が行われることになる。

　以上、プログラムの種別に基づく制御精度を重視するか否かの判断方法の一例について説明したが、判断基準は上記実施形に限定される訳ではない。例えば、原点復帰を指定するコードが含まれているブロックでは、早送りを指定するコードが含まれているシーケンス番号のブロックよりもフィルタ強度を高くするように設定することもできる。また、ギア加工、同期動作等の高いゲインが必要な動作が指定されている場合、フィルタ強度を相対的に低く設定することもできる。また、上記実施形態では、フィルタ強度は、「低」と「高」の２段階であるが、判断基準を３段階以上としてもよい。例えば、プログラムの種別に応じて「低」、「中」、「高」と３段階以上にフィルタ強度を変更可能な構成としてもよい。

　次に、図４及び図５を参照し、移動指令に基づいて制御精度を重視するか否かを判断する例について説明する。

　図４は、指令速度又は速度指令に対応してフィルタ強度が変更される例を説明する図である。図４には、指令速度（＝位置指令の微分値）又は速度指令に応じて変化するフィルタ強度の設定が示されている。位置指令の微分値は加工プログラムの指令値の微分値である。速度指令は、位置指令にフィードバックの偏差が反映された指令値である。図４中の鎖線は、フィルタ変更判断部１５に制御精度を重視しているか否かを判断するための基準として設定される速度（指令速度又は速度指令）に対する閾値を示している。この例では、上限値と下限値によって定められる速度の所定範囲が閾値として設定されている。

　フィルタ変更判断部１５は、速度が閾値の範囲外にあり、制御精度を重視しないと判断するとフィルタ変更部１４にフィルタ強度を相対的に高く設定することを指令する信号を出力する。フィルタ変更判断部１５は、原則、速度が閾値の範囲内にあり、制御精度を重視すると判断するとフィルタ変更部１４にフィルタ強度を相対的に低く設定することを指令する信号を出力する。

　ところで、速度が一時的に閾値の範囲内となっても、制御精度を重視する必要性が低い場合がある。例えば、位置決めを目的とする早送りの動作では、加工を行っている訳ではないので速度が一時的に閾値の範囲内になっても制御精度を重視しないと判断した方が好ましい。本実施形態のフィルタ変更判断部１５は、閾値の範囲内であっても、加減速の値が予め設定される加減速判定閾値外の場合、例外的に制御精度を重視しないと判断する。

　図５は、指令加速度又は速度指令の微分が一定以上であるか否かを判定するための加減速判定閾値を説明する図である。図５には、指令加速度（＝指令速度の微分値）又は速度指令とともに、加速度（指令加速度又は指令速度の微分）に対して設定される加減速判定閾値が鎖線で示されている。この例では、上限値と下限値によって定められる所定範囲が加減速判定閾値として設定されている。

　図４及び図５には、加速度が一定以上（加減速判定閾値の範囲外）であるため、速度が閾値の範囲内になっても制御精度を重視しないと判断され、フィルタ強度が高で維持される領域が示されている。位置決め動作において、図４に示すように、閾値の下限値を下回る速度から閾値の上限値を上回る速度まで上昇した場合であっても、図５に示す加速度が加減速判定閾値の範囲外の場合、制御精度を重視しないと判断され、フィルタ強度が高に維持される。同様に、閾値の上限値を上回る速度から閾値の下限値を下回る速度まで下降した場合であっても、減速度が加減速判定閾値の範囲外の場合、制御精度を重視しないと判断され、フィルタ強度が高に維持される。

　なお、閾値及び加減速判定閾値の判定は、監視対象の速度又は加速度の絶対値を用いてもよいし、正負の符号を含めて設定した閾値に基づいて判定してもよい。また、この例でも、フィルタ強度は、「低」と「高」の２段階であるが、判断基準を３段階以上としてもよい。例えば、閾値を複数設定し、「低」、「中」、「高」のように３段階以上にフィルタ強度を変更可能な構成としてもよい。

　図６は、フィルタ強度が高い場合と低い場合における速度と電流の挙動を示すグラフである。図６のグラフの上部にはフィルタ後の速度の時間変化が示され、下部には電流の時間変化が示されている。速度と電流の何れにおいても、濃線がフィルタ強度を高く設定した場合の挙動を示し、薄線がフィルタ強度を低く設定した場合の挙動を示すものとする。

　図６の速度の挙動における濃線と薄線を比較するとわかるように、フィルタ強度が低い場合、フィルタ強度が高い部分に比べてノイズが多くなる。逆にいうと、フィルタ強度を高くすることにより、ノイズをカットして損失を減少させることができる。また、電流の挙動における濃線と薄線を比較するとわかるように、フィルタ強度を高くすることにより、フィルタ強度を低くした場合に比べて滲み幅は小さくなる。滲み幅は小さくなることは、損失が小さくなり、消費エネルギーが減少することを意味する。

　このように、フィルタ強度を高くすることにより、損失を減らすことができる。しかしながら、フィルタ強度を高くすると、位相遅れにより、制御の安定性が低くなり、結果的に制御精度が下がる。損失を減らすよりも制御精度を優先させたい場合もある。この点、本実施形態では、フィルタ変更判断部１５による制御精度を重視するか否かの判断に基づいてフィルタ強度が使い分けられる。

　以上説明したように、本実施形態の制御装置１０は、電動機１をフィードバック制御で駆動指令に追従させるフィードバック制御部１１と、電動機１からフィードバックを取得するフィードバック取得部１２と、フィードバック取得部１２で取得したフィードバックをフィルタリングするフィルタ部１３と、フィルタ部１３のフィルタ強度を変更するフィルタ変更部１４と、駆動指令から制御精度を重視するかを判断し、制御精度を重視する場合はフィルタ強度を低くして透過帯域を延ばし、制御精度を重視しない場合はフィルタ強度を高くしてノイズ成分をカットするようにフィルタ変更部１４を制御するフィルタ変更判断部１５と、を備える。

　これにより、制御精度を重視しない場合には、フィルタ強度を高くしてフィードバックノイズに対するトルク指令変化を抑えることで損失を減らして省エネルギー化を実現できる。また、制御精度を重視する場合、フィルタ強度を低くして電動機１の動作を安定させることができる。このように、制御精度を重視したい場合か否かでフィルタ強度が自動的に変更されるので、加工の種別や状況に応じた省エネルギー化又は制御精度重視が可能となる。

　また、本実施形態では、駆動指令は、加工プログラムであり、フィルタ変更判断部１５は、加工プログラムで指定される動作の種類に応じて、制御精度を重視するか否かを判断してフィルタ強度を変更する。

　これにより、加工プログラムの指定により、加工動作に応じたフィルタ強度を設定できる。例えば、位置決めや停止のみのブロックではフィルタ強度を高くして省エネルギー化を優先し、切削送りが指定されているブロックでは制御精度を重視してフィルタ強度を低く設定して電動機１の動作の安定を優先させることができる。

　また、本実施形態では、駆動指令は、位置指令あるいは速度指令であり、フィルタ変更判断部１５は、送り速度の絶対値が閾値の範囲内の場合、制御精度を重視すると判断する。

　これにより、制御精度が重視されると想定される速度範囲を閾値の範囲として設定することにより、当該閾値の範囲内ではフィルタ強度が低く設定され、動作の安定性が確保される。また、制御精度を重視する必要性が低いと想定される閾値の範囲外ではフィルタ強度を高く設定され、省エネルギー化を実現できる。

　また、本実施形態では、フィルタ部１３は、移動平均フィルタ又はローパスフィルタである。

　これにより、移動平均フィルタの平均化数又はローパスフィルタのカットオフ周波数の変更により、フィルタ強度を調整して状況に応じた省エネルギー化又は制御精度重視を実現できる。

　また、本実施形態では、フィードバック取得部１２は、電動機１に流れる電流、電動機１の回転角度、又は、電動機１の回転速度をフィードバックとして取得する。

　これにより、電動機１の動作に反映される電流、回転角度、又は、回転速度をフィードバックとして利用して状況に応じた省エネルギー化又は制御精度重視を実現できる。

＜第２実施形態＞
　次に、図７を参照し、上記実施形態と異なる第２実施形態の制御装置１０ａについて説明する。図７は、第２実施形態に係る制御装置１０ａの構成を示す模式図である。

　第２実施形態の制御装置１０ａのフィードバック制御部１１ａは、ＰＩ制御を行うための構成として比例制御部２１と、積分制御部２２と、を備える。比例制御部２１は、操作量を指令とフィードバックの偏差の大きさに比例させる比例処理を行う。積分制御部２２は、指令とフィードバックの誤差を累積した累積値に比例させた量を操作量に加える積分処理を行う。なお、指令が速度指令の場合、フィードバックは電動機１の速度となり、指令が電流の場合、フィードバックは電動機１に流れる電流となる。

　また、第２実施形態の制御装置１０ａは、比例制御部２１に入力されるフィードバックに対してフィルタリングするフィルタ部１３ａと、積分制御部２２に入力されるフィードバックに対してフィルタリングするフィルタ部１３ｂと、を備える。

　第２実施形態では、フィルタ変更判断部１５の判断結果に基づくフィルタ変更部１４のフィルタ強度の変更処理は、高周波成分が関係する比例制御部２１に対応するフィルタ部１３ａに対して行われる。従って、積分制御部２２に対応するフィルタ部１３ｂに対しては、フィルタ変更判断部１５の判断結果に基づくフィルタ強度の変更処理は行われないことになる。

＜第３実施形態＞
　次に、図８を参照し、上記実施形態と異なる第２実施形態の制御装置１０ｂについて説明する。図８は、第３実施形態に係る制御装置１０ｂの構成を示す模式図である。

　第３実施形態の制御装置１０ｂのフィードバック制御部１１ｂは、ＰＩＤ制御を行うための構成として比例制御部２１と、積分制御部２２と、微分制御部２３と、を備える。比例制御部２１及び積分制御部２２は、第２実施形態と同様の構成である。微分制御部２３は、指令とフィードバックの誤差の変化率に基づく微分処理を行う。

　また、第３実施形態の制御装置１０ｂは、比例制御部２１及び微分制御部２３に入力されるフィードバックに対してフィルタリングするフィルタ部１３ｃと、積分制御部２２に入力されるフィードバックに対してフィルタリングするフィルタ部１３ｂと、を備える。

　第３実施形態では、フィルタ変更判断部１５の判断結果に基づくフィルタ変更部１４のフィルタ強度の変更処理は、高周波成分が関係する比例制御部２１及び微分制御部２３に対応するフィルタ部１３ｃに対して行われる。従って、第３実施形態においても、積分制御部２２に対応するフィルタ部１３ｂに対しては、フィルタ変更判断部１５の判断結果に基づくフィルタ強度の変更処理は行われないことになる。

＜第４実施形態＞
　次に、図９を参照し、上記実施形態と異なる第２実施形態の制御装置１０ｃについて説明する。図９は、第４実施形態に係る制御装置１０ｃの構成を示す模式図である。

　第４実施形態の制御装置１０ｃのフィードバック制御部１１ｂは、第３実施形態と同様の構成であり、比例制御部２１と、積分制御部２２と、微分制御部２３と、を備え、ＰＩＤ制御を行う。

　第４実施形態の制御装置１０ｃは、比例制御部２１に入力されるフィードバックに対してフィルタリングするフィルタ部１３ａと、積分制御部２２に入力されるフィードバックに対してフィルタリングするフィルタ部１３ｂと、微分制御部２３に入力されるフィードバックに対してフィルタリングするフィルタ部１３ｄと、を備える。即ち、比例制御部２１、積分制御部２２及び微分制御部２３のそれぞれに対応するフィルタ部１３ａ、１３ｂ、１３ｄが設けられる。

　第４実施形態では、フィルタ変更判断部１５の判断結果に基づくフィルタ変更部１４のフィルタ強度の変更処理は、高周波成分が関係する比例制御部２１に対応するフィルタ部１３ａと、微分制御部２３に対応するフィルタ部１３ｄに対して行われる。従って、第４実施形態においても、積分制御部２２に対応するフィルタ部１３ｂに対しては、フィルタ変更判断部１５の判断結果に基づくフィルタ強度の変更処理は行われないことになる。

　フィルタ強度の変更は、比例制御部２１に対応するフィルタ部１３ａと、微分制御部２３に対応するフィルタ部１３ｄと、に対して異なる設定を行うことができる。例えば、微分制御部２３に対応するフィルタ部１３ｄの方が、比例制御部２１に対応するフィルタ部１３ａに比べてフィルタ強度がより高くなるように構成することができる。

　以上説明したように、第２実施形態～第４実施形態では、フィードバック制御部１１ａ，１１ｂは、ＰＩ制御あるいはＰＩＤ制御を行い、フィルタ変更部１４は、積分処理を行うフィードバック以外に対して、フィルタ強度を変更する。

　これにより、遅延する積分処理以外の比例処理や微分処理に対して効果的にフィルタ強度の変更処理を適用できる。

＜第５実施形態＞
　次に、図１０及び図１１を参照し、上記実施形態と異なる第５実施形態の制御装置１０ｄについて説明する。図１０は、第５実施形態に係る制御装置１０ｄの構成を示す模式図である。

　図１０に示すように、第５実施形態の制御装置１０ｄは、第１実施形態の構成に加えてゲイン変更部２０を備える。ゲイン変更部２０は、フィルタ強度の変更処理に応じてフィードバック制御部１１のフィードバックゲインを変更する。

　ゲイン変更部２０は、例えば、フィルタ部１３、フィルタ変更部１４又はフィルタ変更判断部１５からフィルタ強度の変更処理結果を示す信号を受信し、変更処理結果に基づいてフィードバックゲインを変更する信号を出力する。この例では、フィルタ変更判断部１５の判断結果は、フィルタ強度の高低を決定する情報でもあるため、フィルタ変更判断部１５からの信号に基づいてゲイン変更部２０はゲインの変更を行っている。

　図１１は、第５実施形態のフィルタ変更判断部１５の判断結果に基づくフィルタ強度及びフィードバックゲインの変更処理を示すフローチャートである。

　ステップＳ１１において、フィルタ変更判断部１５は、駆動指令に基づいて加工動作が制御精度を重視しない状態か制御精度を重視する状態かを判断する。なお、フィルタ変更判断部１５の判断方法は、第１実施形態で説明した図３～図５を参照して説明した例を用いることができる。

　フィルタ変更判断部１５は、制御精度を重視しない状態と判断した場合、処理をステップＳ１２に進める（ステップＳ１１；Ｎｏ）。フィルタ変更判断部１５は、制御精度を重視する状態と判断した場合、処理をステップＳ１４に進める（ステップＳ１１；Ｙｅｓ）。

　ステップＳ１２において、フィルタ変更判断部１５は、制御精度を重視しない判断結果を示す信号をフィルタ変更部１４に出力する。フィルタ変更部１４は、フィルタ変更判断部１５からの制御精度を重視しない判断結果を示す信号に基づいてフィルタ部１３に対してフィルタ強度を相対的に高くする指令を出力する。これによってフィルタ部１３のフィルタ強度が「高」に設定される。ステップＳ１２の処理の後、処理はステップＳ１３に進む。

　ステップＳ１３において、ゲイン変更部２０は、フィルタ変更部１４によるフィルタ強度を高くする変更処理に基づいてフィードバックゲインを低くする設定を行う。ステップＳ１３の処理の後、処理はステップＳ１１に戻る。

　ステップＳ１４において、フィルタ変更判断部１５は、制御精度を重視する判断結果を示す信号をフィルタ変更部１４に出力する。フィルタ変更部１４は、フィルタ変更判断部１５からの制御精度を重視する判断結果を示す信号に基づいてフィルタ部１３に対してフィルタ強度を相対的に低くする指令を出力する。これによってフィルタ部１３のフィルタ強度が「低」に設定される。ステップＳ１４の処理の後、処理はステップＳ１５に進む。

　ステップＳ１５において、ゲイン変更部２０は、フィルタ変更部１４によるフィルタ強度を低くする変更処理に基づいてフィードバックゲインを高くする設定を行う。ステップＳ１５の処理の後、処理はステップＳ１１に戻る。

　以上説明したように、第５実施形態の制御装置１０は、フィードバック制御部１１のフィードバックゲインを変更するゲイン変更部２０を更に備え、フィルタ変更部１４でフィルタ強度が変更された時に、ゲイン変更部２０により、フィルタ強度が低くなった場合は高いゲインが適用され、フィルタ強度が高くなった場合は低いゲインが適用される。

　これにより、フィルタ強度に応じてフィードバックゲインが自動的に適切な範囲に調整される。

　上述した一連の処理は、ハードウェアにより実行させることもできるし、ソフトウェアにより実行させることもできる。換言すると、上述の機能的構成は例示に過ぎず、特に限定されない。即ち、上述した一連の処理を全体として実行できる機能がコンピュータに備えられていれば足り、この機能を実現するためにどのような機能ブロックを用いるのかは特に上述の例に限定されない。また、機能ブロックの存在場所も、特に限定されず、任意でよい。例えば、一つの機能ブロックは、ハードウェア単体で構成してもよいし、ソフトウェア単体で構成してもよいし、それらの組み合わせで構成してもよい。一連の処理をソフトウェアにより実行させる場合には、そのソフトウェアを構成するプログラムが、コンピュータ等にネットワークや記録媒体からインストールされる。コンピュータは、専用のハードウェアに組み込まれているコンピュータであってもよい。また、コンピュータは、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行することが可能なコンピュータ、例えばサーバの他汎用のスマートフォンやパーソナルコンピュータであってもよい。

　このようなプログラムを含む記録媒体は、ユーザ等にプログラムを提供するために装置本体とは別に配布される図示せぬリムーバブルメディアにより構成されるだけでなく、装置本体に予め組み込まれた状態でユーザ等に提供される記録媒体等で構成される。プログラムはネットワークを介して配信可能であることから、記録媒体は、ネットワークに接続された、あるいは接続可能なコンピュータに搭載、あるいはアクセス可能なものであってもよい。また、記録媒体に記録されるプログラムを記述するステップは、その順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理をも含むものである。

　本開示について詳述したが、本開示は上述した個々の実施形態に限定されるものではない。これらの実施形態は、本開示の要旨を逸脱しない範囲で、又は、特許請求の範囲に記載された内容とその均等物から導き出される本開示の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の追加、置き換え、変更、部分的削除等が可能である。また、これらの実施形態は、組み合わせて実施することもできる。例えば、上述した実施形態において、各動作の順序や各処理の順序は、一例として示したものであり、これらに限定されるものではない。また、上述した実施形態の説明に数値又は数式が用いられている場合も同様である。

　上記実施形態及び変形例に関し、更に以下の付記を開示する。
（付記１）
　電動機（１）をフィードバック制御で駆動指令に追従させるフィードバック制御部（１１）と、
　前記電動機（１）からフィードバックを取得するフィードバック取得部（１２）と、
　前記フィードバック取得部（１２）で取得した前記フィードバックをフィルタリングするフィルタ部（１３）と、
　前記フィルタ部（１３）のフィルタ強度を変更するフィルタ変更部（１４）と、
　前記駆動指令から制御精度を重視するかを判断し、前記制御精度を重視する場合は前記フィルタ強度を低くして透過帯域を延ばし、前記制御精度を重視しない場合は前記フィルタ強度を高くしてノイズ成分をカットするように前記フィルタ変更部（１４）を制御するフィルタ変更判断部（１５）と、
を備える制御装置（１０）。

（付記２）
　上記の制御装置（１０）において、
　前記駆動指令は、加工プログラムであり、
　前記フィルタ変更判断部（１５）は、
　前記加工プログラムで指定される動作の種類に応じて、前記制御精度を重視するか否かを判断して前記フィルタ強度を変更する。

（付記３）
　上記の制御装置（１０）において、
　前記駆動指令は、位置指令あるいは速度指令であり、
　前記フィルタ変更判断部（１５）は、
　送り速度が閾値の範囲内の場合、前記制御精度を重視すると判断する。

（付記４）
　上記の制御装置（１０）において、
　前記フィードバック制御部（１１）は、ＰＩ制御あるいはＰＩＤ制御を行い、
　前記フィルタ変更部（１４）は、積分処理を行うフィードバック以外に対して、前記フィルタ強度を変更する。

（付記５）
　上記の制御装置（１０）において、
　前記フィードバック制御部（１１）のフィードバックゲインを変更するゲイン変更部（２０）を更に備え、
　前記フィルタ変更部（１４）で前記フィルタ強度が変更された時に、前記ゲイン変更部（２０）により、前記フィルタ強度が低くなった場合は高いゲインが適用され、前記フィルタ強度が高くなった場合は低いゲインが適用される。

（付記６）
　上記の制御装置（１０）において、
　前記フィルタ部（１３）は、移動平均フィルタ又はローパスフィルタである。

（付記７）
　上記の制御装置（１０）において、
　前記フィードバック取得部（１２）は、
　前記電動機（１）に流れる電流、前記電動機の回転角度、又は、前記電動機の回転速度を前記フィードバックとして取得する。

　１　電動機
　１０、１０ａ～１０ｄ　制御装置
　１１、１１ａ、１１ｂ　フィードバック制御部
　１２　フィードバック取得部
　１３、１３ａ～１３ｄ　フィルタ部
　１４　フィルタ変更部
　１５　フィルタ変更判断部
　２０　ゲイン変更部
　２１　比例制御部
　２２　積分制御部
　２３　微分制御部

Claims

　電動機をフィードバック制御で駆動指令に追従させるフィードバック制御部と、
　前記電動機からフィードバックを取得するフィードバック取得部と、
　前記フィードバック取得部で取得した前記フィードバックをフィルタリングするフィルタ部と、
　前記フィルタ部のフィルタ強度を変更するフィルタ変更部と、
　前記駆動指令から制御精度を重視するかを判断し、前記制御精度を重視する場合は前記フィルタ強度を低くして透過帯域を延ばし、前記制御精度を重視しない場合は前記フィルタ強度を高くしてノイズ成分をカットするように前記フィルタ変更部を制御するフィルタ変更判断部と、を備える制御装置。
　前記駆動指令は、加工プログラムであり、
　前記フィルタ変更判断部は、前記加工プログラムで指定される動作の種類に応じて、前記制御精度を重視するか否かを判断して前記フィルタ強度を変更する、請求項１に記載の制御装置。
　前記駆動指令は、位置指令あるいは速度指令であり、
　前記フィルタ変更判断部は、送り速度が閾値の範囲内の場合、前記制御精度を重視すると判断する、請求項１又は２に記載の制御装置。
　前記フィードバック制御部は、ＰＩ制御あるいはＰＩＤ制御を行い、
　前記フィルタ変更部は、積分処理を行うフィードバック以外に対して、前記フィルタ強度を変更する、請求項１から３の何れかに記載の制御装置。
　前記フィードバック制御部のフィードバックゲインを変更するゲイン変更部を更に備え、
　前記フィルタ変更部で前記フィルタ強度が変更された時に、前記ゲイン変更部により、前記フィルタ強度が低くなった場合は高いゲインが適用され、前記フィルタ強度が高くなった場合は低いゲインが適用される、請求項１から４の何れかに記載の制御装置。
　前記フィルタ部は、移動平均フィルタ又はローパスフィルタである、請求項１から５の何れかに記載の制御装置。
　前記フィードバック取得部は、前記電動機に流れる電流、前記電動機の回転角度、又は、前記電動機の回転速度を前記フィードバックとして取得する、請求項１から６の何れかに記載の制御装置。