特開 2025-29769 アクチュエータ遠隔調整システム、アクチュエータ遠隔調整方法、アクチュエータ遠隔調整プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2025029769

(43)【公開日】2025-03-07

(54)【発明の名称】アクチュエータ遠隔調整システム、アクチュエータ遠隔調整方法、アクチュエータ遠隔調整プログラム

(51)【国際特許分類】

   G05B 11/36 20060101AFI20250228BHJP

【ＦＩ】

G05B11/36 501Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】14

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023134579

(22)【出願日】2023-08-22

(71)【出願人】

【識別番号】000002107

【氏名又は名称】住友重機械工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100105924

【弁理士】

【氏名又は名称】森下 賢樹

(74)【代理人】

【識別番号】100116274

【弁理士】

【氏名又は名称】富所 輝観夫

(72)【発明者】

【氏名】柳川 敦志

(72)【発明者】

【氏名】渡邉 まりの

【テーマコード（参考）】

5H004

【Ｆターム（参考）】

5H004GA30

5H004GB15

5H004HA07

5H004HB07

5H004JB22

5H004KB02

5H004KB04

5H004KB06

5H004MA15

(57)【要約】

【課題】アクチュエータが設置されている現場で適切な調整者が確保できない場合でも、遠隔から安全にアクチュエータを調整できるアクチュエータ遠隔調整システム等を提供する。
【解決手段】アクチュエータ遠隔調整システム２００は、アクチュエータシステム２２０におけるエアアクチュエータ１２０、１３０を、遠隔調整装置２１０によって遠隔から調整する際に、アクチュエータシステム２２０と遠隔調整装置２１０の間の通信状態を監視する通信状態監視部２３３と、通信状態に異常が見られた場合、エアアクチュエータ１２０、１３０によるステージ１１０の駆動を抑制する駆動抑制部２３４と、を備える。アクチュエータシステム２２０は、エアアクチュエータ１２０、１３０および遠隔調整装置２１０と通信可能な調整仲介装置２３０と、を備え、通信状態監視部２３３および駆動抑制部２３４は、調整仲介装置２３０に設けられる。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

アクチュエータシステムにおけるアクチュエータを、前記アクチュエータシステムと通信可能な遠隔調整装置によって遠隔から調整する際に、前記アクチュエータシステムと前記遠隔調整装置の間の通信状態を監視する通信状態監視部と、
前記通信状態に異常が見られた場合、前記アクチュエータによる被駆動物の駆動を抑制する駆動抑制部と、
を備えるアクチュエータ遠隔調整システム。

【請求項2】

前記通信状態監視部および前記駆動抑制部は、前記アクチュエータシステムに設けられる、請求項１に記載のアクチュエータ遠隔調整システム。

【請求項3】

前記アクチュエータシステムは、前記アクチュエータと、前記アクチュエータおよび前記遠隔調整装置と通信可能な調整仲介装置と、を備え、
前記通信状態監視部および前記駆動抑制部は、前記調整仲介装置に設けられる、
請求項２に記載のアクチュエータ遠隔調整システム。

【請求項4】

前記通信状態監視部は、前記遠隔調整装置による調整内容が、所定時間内に前記アクチュエータに反映されない場合、前記通信状態に異常が見られたと判定する、請求項１から３のいずれかに記載のアクチュエータ遠隔調整システム。

【請求項5】

前記通信状態監視部は、前記アクチュエータシステムおよび前記遠隔調整装置の間の通信が所定時間に亘って行われなかった場合、前記通信状態に異常が見られたと判定する、請求項１から３のいずれかに記載のアクチュエータ遠隔調整システム。

【請求項6】

前記アクチュエータの調整中の前記被駆動物の駆動状態を、前記アクチュエータシステムから前記遠隔調整装置に送信する駆動状態送信部を備える、請求項１から３のいずれかに記載のアクチュエータ遠隔調整システム。

【請求項7】

前記駆動状態送信部による前記駆動状態の送信および／または前記遠隔調整装置による前記駆動状態の受信が正常に行われない場合、前記通信状態監視部は、前記通信状態に異常が見られたと判定する、請求項６に記載のアクチュエータ遠隔調整システム。

【請求項8】

前記遠隔調整装置は、前記アクチュエータにおいて前記被駆動物の駆動制御を担う制御部における制御ゲインを遠隔から調整する、請求項１から３のいずれかに記載のアクチュエータ遠隔調整システム。

【請求項9】

前記アクチュエータシステムおよび前記遠隔調整装置の間の通信は、プライベートネットワーク上で行われる、請求項１から３のいずれかに記載のアクチュエータ遠隔調整システム。

【請求項10】

前記駆動抑制部は、前記通信状態に異常が見られた場合、前記アクチュエータによる前記被駆動物の駆動を停止する、請求項１から３のいずれかに記載のアクチュエータ遠隔調整システム。

【請求項11】

前記アクチュエータは、被処理物が載置される前記被駆動物としてのステージを駆動する、請求項１から３のいずれかに記載のアクチュエータ遠隔調整システム。

【請求項12】

前記アクチュエータは、作動流体によって前記被駆動物を駆動する流体アクチュエータである、請求項１から３のいずれかに記載のアクチュエータ遠隔調整システム。

【請求項13】

アクチュエータシステムにおけるアクチュエータを、前記アクチュエータシステムと通信可能な遠隔調整装置によって遠隔から調整する際に、前記アクチュエータシステムと前記遠隔調整装置の間の通信状態を監視することと、
前記通信状態に異常が見られた場合、前記アクチュエータによる被駆動物の駆動を抑制することと、
を実行するアクチュエータ遠隔調整方法。

【請求項14】

アクチュエータシステムにおけるアクチュエータを、前記アクチュエータシステムと通信可能な遠隔調整装置によって遠隔から調整する際に、前記アクチュエータシステムと前記遠隔調整装置の間の通信状態を監視することと、
前記通信状態に異常が見られた場合、前記アクチュエータによる被駆動物の駆動を抑制することと、
をコンピュータに実行させるアクチュエータ遠隔調整プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示はアクチュエータ遠隔調整システム等に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、アクチュエータとして、半導体の製造に使用される露光装置等におけるステージ装置が開示されている。このステージ装置は、被駆動物としてのステージの目標位置と現在位置の偏差に基づくＰＩＤ制御（駆動制御）を担う補償演算器を備える。補償演算器における各制御ゲインは、モデル同定器によって同定されるステージの特性に基づいて、自動的に演算される。

【0003】

このように、特許文献１では、アクチュエータとしてのステージ装置においてステージの駆動制御を担う制御部（補償演算器）における制御ゲインが自動的に調整または設定される。一方、このようなアクチュエータの調整は、調整者が現場（すなわち、アクチュエータが設置されている場所）または現地においてマニュアルで実施することも多い。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１１－２２７７６８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

アクチュエータのマニュアル調整の成否や精度は、調整者のスキルに依存する。昨今、このような調整スキルの高い熟練技能者は世界的に減少傾向にあるため、現地で適切な調整者を確保できない可能性がある。

【0006】

本開示はこうした状況に鑑みてなされたものであり、アクチュエータが設置されている現場で適切な調整者が確保できない場合でも、遠隔から安全にアクチュエータを調整できるアクチュエータ遠隔調整システム等を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するために、本開示のある態様のアクチュエータ遠隔調整システムは、アクチュエータシステムにおけるアクチュエータを、アクチュエータシステムと通信可能な遠隔調整装置によって遠隔から調整する際に、アクチュエータシステムと遠隔調整装置の間の通信状態を監視する通信状態監視部と、通信状態に異常が見られた場合、アクチュエータによる被駆動物の駆動を抑制する駆動抑制部と、を備える。

【0008】

本態様によれば、アクチュエータシステムと遠隔調整装置の間の通信状態に異常が見られた場合、アクチュエータによる被駆動物の駆動が抑制される。このため、アクチュエータの設置現場にない遠隔調整装置から遠隔で調整作業を実施する場合であっても、被駆動物の暴走等を適切に抑制して十分な安全性を確保できる。

【0009】

本開示の別の態様は、アクチュエータ遠隔調整方法である。この方法は、アクチュエータシステムにおけるアクチュエータを、アクチュエータシステムと通信可能な遠隔調整装置によって遠隔から調整する際に、アクチュエータシステムと遠隔調整装置の間の通信状態を監視することと、通信状態に異常が見られた場合、アクチュエータによる被駆動物の駆動を抑制することと、を実行する。

【0010】

なお、以上の構成要素の任意の組合せや、これらの表現を方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータプログラム等に変換したものも、本開示に包含される。

【発明の効果】

【0011】

本開示によれば、アクチュエータが設置されている現場で適切な調整者が確保できない場合でも、遠隔から安全にアクチュエータを調整できる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】エアステージの斜視図である。

【図2】エアアクチュエータの断面図である。

【図3】エアアクチュエータの制御部の構成例を模式的に示すブロック図である。

【図4】アクチュエータ遠隔調整システムの模式的な機能ブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下では、図面を参照しながら、本開示を実施するための形態（以下では、実施形態とも表される）について詳細に記述する。記述および／または図面においては、同一または同等の構成要素、部材、処理等に同一の符号を付して重複する記述を省略する。図示される各部の縮尺や形状は、記述の簡易化のために便宜的に設定されており、特に言及がない限り限定的に解釈されるものではない。実施形態は例示であり、本開示の範囲を何ら限定するものではない。実施形態において提示される全ての特徴やそれらの組合せは、必ずしも本開示の本質的なものであるとは限らない。実施形態は、便宜的に、それを実現する機能毎および／または機能群毎の構成要素に分解されて提示される。但し、実施形態における一つの構成要素が、実際には別体としての複数の構成要素の組合せによって実現されてもよいし、実施形態における複数の構成要素が、実際には一体としての一つの構成要素によって実現されてもよい。

【0014】

本開示に係るアクチュエータ遠隔調整システムは、任意の原理（例えば、磁気や電気）に基づく任意のタイプのアクチュエータの遠隔調整に適用できる。例えば、アクチュエータは、リニアモータでもよいし、ロボットの関節等に設けられるモータでもよい。本実施形態では、空気等の作動流体によって被駆動物を駆動する流体アクチュエータまたはエアアクチュエータについて例示的に説明する。

【0015】

図１は、本実施形態に係る流体アクチュエータが適用されるエアステージ１００の斜視図である。エアステージ１００は、定盤１０２と、除振台１０４と、除振装置１０６と、ステージ１１０と、一つのＸ軸エアアクチュエータ１２０と、二つのＹ軸エアアクチュエータ１３０Ａ、１３０Ｂ（以下では、Ｙ軸エアアクチュエータ１３０と総称される）を備える。定盤１０２は、除振台１０４によって支持される。エアステージ１００は、上軸としてのＸ軸エアアクチュエータ１２０と、下軸としての二つのＹ軸エアアクチュエータ１３０Ａ、１３０Ｂによって上面視でＨ字状に形成される。除振装置１０６は、エアステージ１００が配置されている床等から定盤１０２への振動の伝播を抑制する。

【0016】

Ｘ軸エアアクチュエータ１２０およびＹ軸エアアクチュエータ１３０は、空気を作動流体として被駆動物であるステージ１１０をＸ軸およびＹ軸に沿って駆動する流体アクチュエータである。ステージ１１０には、半導体ウェハ等の不図示の被処理物が載置される。Ｘ軸エアアクチュエータ１２０は、ガイド１２２（スクエアシャフト）と、スライダ１２４と、サーボバルブ１２６（不図示）と、配管１２８（不図示）を有する。同様に、Ｙ軸エアアクチュエータ１３０は、ガイド１３２と、スライダ１３４と、サーボバルブ１３６と、配管１３８を有する。ステージ１１０は、スライダ１２４に設けられる。ガイド１２２の両端は、Ｙ軸エアアクチュエータ１３０のスライダ１３４によって支持される。

【0017】

スライダ１２４、１３４は、被駆動物としてのステージ１１０をＸ軸、Ｙ軸に沿って駆動する駆動部を構成する。また、サーボバルブ１２６、１３６は、後述される制御部が演算した空気の作動量である吸排気量に基づく空気をスライダ１２４、１３４に供給する作動流体供給部を構成する。配管１２８、１３８は、駆動部と作動流体供給部の間で空気を流通させる。位置センサ１４０は、ステージ１１０のＸ軸方向の位置を検出し、位置センサ１４２は、ステージ１１０のＹ軸方向の位置を検出する。

【0018】

図２は、エアアクチュエータの断面図である。Ｘ軸エアアクチュエータ１２０は、ガイド１２２と、スライダ１２４と、サーボバルブ１２６（スプールバルブ）と、配管１２８を備える。ガイド１２２の外周面とスライダ１２４の内周面の間には、加圧空気が供給されて静圧軸受が形成される。加圧空気によってガイド１２２から浮上したスライダ１２４は、ガイド１２２と非接触で滑らかにＸ軸方向に移動可能である。スライダ１２４には、内部空間であるサーボチャンバ１５０が設けられる。サーボチャンバ１５０は、ガイド１２２と一体的に形成された受圧プレート１２３によって、正側チャンバ室１５２と負側チャンバ室１５４に区画される。

【0019】

スライダ１２４は、サーボバルブ１２６によって駆動される。サーボバルブ１２６は、スプールの位置によってコントロールポートの吸排気量を制御する。各軸のエアアクチュエータ１２０、１３０は、正側と負側に配置された一対のサーボバルブ１２６Ｐ、１２６Ｎを備える。正側のサーボバルブ１２６Ｐのコントロールポートは、正側配管１２８Ｐを介して正側チャンバ室１５２と連通する。負側のサーボバルブ１２６Ｎのコントロールポートは、負側配管１２８Ｎを介して負側チャンバ室１５４と連通する。サーボバルブ１２６Ｐ、１２６Ｎのスプール位置に応じて正側チャンバ室１５２と負側チャンバ室１５４の間に生じる差圧によって、ガイド１２２（受圧プレート１２３）に対するスライダ１２４の位置が制御される。以上では主にＸ軸エアアクチュエータ１２０について説明したが、Ｙ軸エアアクチュエータ１３０もＸ軸エアアクチュエータ１２０と同様に構成されうる。

【0020】

図３は、エアアクチュエータ１２０、１３０の制御部３００の構成例を模式的に示すブロック図である。制御部３００は、エアアクチュエータ１２０、１３０において被駆動物としてのステージ１１０の駆動制御を担う。制御部３００は、フィードバック制御を行うＦＢ制御部３１０とフィードフォワード制御を行うＦＦ制御部３６０を備える。制御部３００の出力部３０２が出力する演算結果ｕはサーボバルブ１２６、１３６の吸排気量を定めるバルブ指令であり、それにより生じる差圧によってステージ１１０の位置が制御される。位置センサ１４０、１４２によって検出されるステージ１１０の位置Ｐｏｓ_ｆｂは、ＦＢ制御部３１０におけるフィードバック制御に利用される。

【0021】

ＦＦ制御部３６０は、制御部３００の入力部３０１から出力部３０２に向かって、三対の微分器３６４、３６６、３６８と比例補償器３７０、３７２、３７４を備える。第１段の微分器３６４は入力部３０１に入力される駆動指令としての位置指令Ｐｏｓ_ｒｅｆを微分して速度に変換し、第１段の比例補償器３７０は比例ゲインＫ_ｆｆｖを乗算し、ＦＢ制御部３１０が演算する位置補償量と合わせてステージ１１０の速度指令を演算する。第２段の微分器３６６は微分器３６４からの速度を微分して加速度に変換し、第２段の比例補償器３７２は比例ゲインＫ_ｆｆａを乗算し、ＦＢ制御部３１０が演算する速度補償量と合わせてステージ１１０の加速度指令を演算する。第３段の微分器３６８は微分器３６６からの加速度を微分し、第３段の比例補償器３７４は比例ゲインＫ_ｆｆｊを乗算し、ＦＢ制御部３１０が演算する加速度補償量と合わせて暫定演算結果ｕ′を演算する。

【0022】

ＦＢ制御部３１０は、ＰＤＤ^２（Proportional-Differential-2nd Derivative）補償器として構成される。具体的には、ＦＢ制御部３１０は、ステージ１１０の位置をメジャーループ（アウターループ）で制御し、ステージ１１０の速度および加速度をマイナーループ（インナーループ）で制御する。二つのマイナーループのうち、外側の速度ループはミッドループとも表され、内側の加速度ループは単にインナーループとも表される。ステージ１１０の測定位置Ｐｏｓ_ｆｂを微分器３３０で微分することでステージ１１０の測定速度が得られ、それを更に微分器３３２で微分することでステージ１１０の測定加速度が得られる。

【0023】

ＦＢ制御部３１０は、入力部３０１から出力部３０２に向かって、直列に四つの減算器３１２、３１４、３１６、３５２を備える。減算器３１２は、制御部３００の入力部３０１に入力される位置指令Ｐｏｓ_ｒｅｆと、ステージ１１０の測定位置Ｐｏｓ_ｆｂの差分である位置偏差を演算する位置偏差演算部である。減算器３１４は、後述の演算に基づいて得られる速度指令と、微分器３３０が出力するステージ１１０の測定速度の差分である速度偏差を演算する速度偏差演算部である。減算器３１６は、後述の演算に基づいて得られる加速度指令と、微分器３３２が出力するステージ１１０の測定加速度の差分である加速度偏差を演算する加速度偏差演算部である。減算器３５２は、後述の演算に基づいて得られる暫定演算結果ｕ′から外乱を除去する外乱除去部である。

【0024】

位置偏差を演算する減算器３１２と速度偏差を演算する減算器３１４の間には、ステージ１１０の位置を補償する位置補償要素として位置比例補償器３２０が設けられる。位置比例補償器３２０は位置偏差に比例ゲインＫ_ｐを乗算し、ＦＦ制御部３６０の比例補償器３７０からの入力と合わせてステージ１１０の速度指令を演算する速度指令演算部を構成する。

【0025】

速度偏差を演算する減算器３１４と加速度偏差を演算する減算器３１６の間には、ステージ１１０の速度を補償する速度補償要素として、速度比例補償器３２２が設けられる。速度比例補償器３２２は速度偏差に比例ゲインＫ_ｖを乗算し、ＦＦ制御部３６０の比例補償器３７２からの入力と合わせてステージ１１０の加速度指令を演算する加速度指令演算部を構成する。

【0026】

加速度偏差を演算する減算器３１６と外乱を除去する減算器３５２の間には、ステージ１１０の加速度を補償する加速度補償要素として、加速度比例補償器３２４が設けられる。加速度比例補償器３２４は加速度偏差に比例ゲインＫ_ａを乗算し、ＦＦ制御部３６０の比例補償器３７４からの入力と合わせて暫定演算結果ｕ′を求める暫定演算部を構成する。

【0027】

ＦＢ制御部３１０は、上記の構成に加えて、ノッチフィルタ３４０と、外乱オブザーバ３５０を備える。

【0028】

ノッチフィルタ３４０は、ノッチ周波数ω_ｎｏを中心とする狭い阻止帯域を有するバンドストップフィルタであり、減算器３５２の前後に設けられる二つのフィルタ要素３４０Ａ、３４０Ｂによって構成される。例えば、ノッチ周波数ω_ｎｏは、配管共振の除去を目的として、配管共振の周波数ω_０と近い値に設定される。

【0029】

外乱推定器としての外乱オブザーバ３５０（DOB: Disturbance Observer）は、暫定演算結果ｕ′とステージ１１０の測定速度および測定加速度に基づいて、ステージ１１０の位置に対する外乱を推定する状態観測器である。外乱オブザーバ３５０に供給される測定量は速度および加速度に限らず、位置も含むステージ１１０の駆動量の任意の組合せでよい。

【0030】

以上のように、アクチュエータとしてのエアアクチュエータ１２０、１３０において、被駆動物としてのステージ１１０の駆動制御を担う制御部３００では、各種の制御ゲインが設定される。具体的には、比例補償器３７０における比例ゲインＫ_ｆｆｖ、比例補償器３７２における比例ゲインＫ_ｆｆａ、比例補償器３７４における比例ゲインＫ_ｆｆｊ、位置比例補償器３２０における比例ゲインＫ_ｐ、速度比例補償器３２２における比例ゲインＫ_ｖ、加速度比例補償器３２４における比例ゲインＫ_ａ等の各種の制御ゲインが、典型的には、エアアクチュエータ１２０、１３０を実際に半導体の製造等に使用する前に、適切に調整または設定されるべきである。

【0031】

このような制御ゲインの調整または設定や、その他のアクチュエータの事前調整は、調整者が現場（すなわち、エアアクチュエータ１２０、１３０を含むエアステージ１００が設置されている場所）または現地においてマニュアルで実施することが多い。しかし、昨今、十分な調整スキルを有する熟練技能者が世界的に減少傾向にあるため、現地で適切な調整者を確保できない場合がある。

【0032】

このような場合、典型的には、アクチュエータの製造や販売を行う企業の技術者を現地に派遣して、現地の調整者による調整作業を支援または指導させたり、現地の人間の代わりに調整作業を実施させたりすることも行われている。しかし、新型コロナウイルス感染症（COVID-19）の感染拡大や、それに伴う労働環境の変化によって、技術者の現地派遣が現実的でない場合も想定される。

【0033】

そこで、本実施形態では、アクチュエータが設置されている現場で適切な調整者が確保できない場合や、調整スキルの高い熟練技能者を現地に派遣できない場合でも、遠隔から安全にアクチュエータを調整できるアクチュエータ遠隔調整システムが提案される。

【0034】

以下の例では、アクチュエータが設置されている現場に調整者や作業者がおらず（すなわち、現場は実質的に無人）、遠隔の熟練調整者が遠隔調整装置を通じて、実質的に単独でアクチュエータの遠隔調整作業を実施する。しかし、本開示は、アクチュエータが設置されている現場に調整者がおり、遠隔の熟練調整者が遠隔調整装置を通じて現地調整者と連携しながら、共同でアクチュエータの遠隔調整作業を実施する場合にも適用可能である。また、本開示は、遠隔の熟練調整者が遠隔調整装置を通じて、アクチュエータが設置されている現場にいる調整者の指導や監督を遠隔から行うが、調整作業自体は現地調整者によって実質的に単独で実施される場合にも適用可能である。

【0035】

図４は、本実施形態に係るアクチュエータ遠隔調整システム２００の模式的な機能ブロック図である。アクチュエータ遠隔調整システム２００は、遠隔調整装置２１０と、アクチュエータシステム２２０と、を備える。遠隔調整装置２１０は、調整入力部２１１と、通信部２１２と、通信状態監視部２３３と、駆動抑制部２３４と、を備えてもよい。アクチュエータシステム２２０は、前述のエアアクチュエータ１２０、１３０のコントローラ（以下では、便宜的に、エアアクチュエータコントローラ１２０、１３０とも表される）と、調整仲介装置２３０と、を備えてもよい。調整仲介装置２３０は、通信部２３２と、通信状態監視部２３３と、駆動抑制部２３４と、駆動情報収集部２３５と、を備えてもよい。

【0036】

アクチュエータ遠隔調整システム２００が以下で説明する作用および／または効果の少なくとも一部を実現できる限り、これらの機能ブロックの一部は省略されてもよい。これらの機能ブロックは、コンピュータの中央演算処理装置、メモリ、入力装置、出力装置、コンピュータに接続される周辺機器等のハードウェア資源と、それらを用いて実行されるソフトウェアの協働によって実現されてもよい。コンピュータの種類や設置場所は問わず、上記の各機能ブロックは、単一のコンピュータのハードウェア資源で実現してもよいし、複数のコンピュータに分散したハードウェア資源を組み合わせて実現してもよい。後述するように、通信状態監視部２３３および駆動抑制部２３４は、アクチュエータシステム２２０側、例えば、調整仲介装置２３０やエアアクチュエータコントローラ１２０、１３０に設けられるのが好ましいが、図４において点線で示されるように、通信状態監視部２３３および駆動抑制部２３４の一部または全部の機能は、遠隔調整装置２１０側に設けられてもよい。

【0037】

遠隔調整装置２１０は、アクチュエータシステム２２０と通信可能であり、当該アクチュエータシステム２２０におけるエアアクチュエータ１２０、１３０を、遠隔から調整する装置である。すなわち、遠隔調整装置２１０は、アクチュエータシステム２２０またはエアアクチュエータ１２０、１３０が設置されている場所（現場）と異なる場所（遠隔地）に設置されている。遠隔調整装置２１０は、アクチュエータシステム２２０と通信しながら、エアアクチュエータ１２０、１３０の調整作業（例えば、制御部３００における制御ゲインの調整作業または設定作業）を遠隔から実施する。遠隔調整装置２１０は、自律的または自動的に（すなわち、実質的に無人で）エアアクチュエータ１２０、１３０の遠隔調整作業を実施可能なものでもよいが、以下の例では、遠隔調整者（人間）が遠隔調整装置２１０を操作して、エアアクチュエータ１２０、１３０の遠隔調整作業をマニュアルで実施するものとする。

【0038】

エアアクチュエータ１２０、１３０の遠隔調整主体である遠隔調整者は、遠隔調整装置２１０における調整入力部２１１を通じて、エアアクチュエータ１２０、１３０の調整のための各種の情報を入力する。例えば、制御部３００における制御ゲインの調整作業においては、遠隔調整者が各種の制御ゲイン（例えば、前述のＫ_ｆｆｖ、Ｋ_ｆｆａ、Ｋ_ｆｆｊ、Ｋ_ｐ、Ｋ_ｖ、Ｋ_ａの少なくともいずれか）の具体的な値や調整量を指定してもよい。また、調整された制御ゲインの適否を遠隔調整者または遠隔調整装置２１０が判断するために、当該制御ゲインを実際に使用してエアアクチュエータコントローラ１２０、１３０にステージ１１０を試しに駆動（以下では、調整駆動とも表される）させる調整駆動指令が、調整入力部２１１に入力された情報と共に遠隔調整装置２１０からアクチュエータシステム２２０に送信されてもよい。

【0039】

通信部２１２は、アクチュエータシステム２２０との間で、一方向通信または好ましくは双方向通信を行う。例えば、通信部２１２は、調整入力部２１１に入力された調整情報や、それに伴うエアアクチュエータ１２０、１３０の調整駆動指令を、アクチュエータシステム２２０に対して送信する。また、通信部２１２は、アクチュエータシステム２２０から各種のフィードバック（例えば、制御ゲインの調整値が制御部３００に反映された旨の報告や、当該調整値に基づく調整駆動の結果の報告）を受信してもよい。この場合、遠隔調整者は、アクチュエータシステム２２０からのフィードバックを、遠隔調整装置２１０の不図示のモニタ（表示装置）等で確認しながら、更なる遠隔調整作業を効率的に実施できる。

【0040】

遠隔調整装置２１０に設けられてもよい通信状態監視部２３３および駆動抑制部２３４については、アクチュエータシステム２２０（調整仲介装置２３０）に関して後述する。

【0041】

調整仲介装置２３０は、遠隔調整装置２１０によるエアアクチュエータ１２０、１３０の遠隔調整作業を、エアアクチュエータコントローラ１２０、１３０との間で仲介する装置である。調整仲介装置２３０は、典型的には、エアアクチュエータ１２０、１３０が設置されている現場で利用可能である。例えば、調整仲介装置２３０は、エアアクチュエータ１２０、１３０の調整作業の際または常に、エアアクチュエータコントローラ１２０、１３０に接続される調整ツールがインストールされたコンピュータである。なお、調整仲介装置２３０の一部または全部の機能は、エアアクチュエータコントローラ１２０、１３０またはエアステージ１００に設けられてもよい。例えば、調整仲介装置２３０の全部の機能がエアステージ１００に設けられる場合、当該エアステージ１００が単独でアクチュエータシステム２２０を構成する（調整仲介装置２３０は、独立した装置としては存在しない）。この場合、遠隔調整装置２１０（通信部２１２）は、遠隔調整対象としてのエアステージ１００またはエアアクチュエータ１２０、１３０自体と、直接的に通信しながら遠隔調整作業を実施する。

【0042】

調整仲介装置２３０は、エアアクチュエータ１２０、１３０が設置されている現場で、現地調整者がエアアクチュエータ１２０、１３０の調整作業を実施するために使用するものでもよい。この場合、十分に高い調整スキルを有する現地調整者であれば、例えば、調整ツールがインストールされたコンピュータである調整仲介装置２３０を操作して、エアアクチュエータ１２０、１３０の現地調整作業を、遠隔調整者や遠隔調整装置２１０からの支援を受けずに単独で実施できる。一方、現地調整者の調整スキルが高くない場合や現地調整者がいない場合は、遠隔調整者が遠隔調整装置２１０を通じてエアアクチュエータ１２０、１３０の調整作業に遠隔から関与する。

【0043】

調整仲介装置２３０は、遠隔調整対象としてのエアアクチュエータ１２０、１３０および遠隔調整主体としての遠隔調整装置２１０と通信可能である。具体的には、調整仲介装置２３０における通信部２３２は、エアアクチュエータコントローラ１２０、１３０における不図示の通信部との間で、一方向通信または好ましくは双方向通信を行う。また、調整仲介装置２３０における通信部２３２は、遠隔調整装置２１０における通信部２１２との間で、一方向通信または好ましくは双方向通信を行う。

【0044】

ここで、遠隔調整装置２１０における通信部２１２と調整仲介装置２３０における通信部２３２の間の通信の態様または形態は任意であり、例えば、全部が有線通信として実現されてもよいが、少なくとも一部が無線通信として実現されるのが好ましい。例えば、遠隔調整装置２１０（通信部２１２）がインターネット等（または、そこに仮想的に構成される後述の「VPN」）に接続するためのアクセス部分、および、調整仲介装置２３０（通信部２３２）がインターネット等に接続するためのアクセス部分を、無線LAN等による無線接続とすることで、遠隔調整装置２１０および調整仲介装置２３０の携帯性または可搬性を阻害しない（例えば、有線接続の場合のケーブルのように持ち運びを妨げない）。

【0045】

同様に、調整仲介装置２３０における通信部２３２とエアアクチュエータコントローラ１２０、１３０における不図示の通信部の間の通信の態様または形態は任意であり、例えば、無線通信として実現されてもよいが、有線通信として実現されるのが好ましい。前述のように、調整仲介装置２３０が、エアアクチュエータ１２０、１３０が設置されている現場に設けられる場合、両者の間を有線LAN等によって有線接続することで、優れたセキュリティ、速度、安定性、品質等を実現できる。

【0046】

例えば、調整仲介装置２３０における通信部２３２は、遠隔調整装置２１０における通信部２１２から、調整入力部２１１に入力された調整情報や、それに伴うエアアクチュエータ１２０、１３０の調整駆動指令を受信する。そして、通信部２３２は、通信部２１２から受信した調整情報や調整駆動指令を、エアアクチュエータコントローラ１２０、１３０に対して送信または転送する。この結果、エアアクチュエータコントローラ１２０、１３０の制御部３００における制御ゲイン等が、調整入力部２１１に入力された調整情報に基づいて遠隔から調整される。また、エアアクチュエータコントローラ１２０、１３０は、受信した調整駆動指令に応じて、調整後の制御ゲイン等に基づいて被駆動物としてのステージ１１０の調整駆動を行う。なお、調整仲介装置２３０における通信部２３２は、ステージ１１０の調整駆動の開始前に、または、ステージ１１０の調整駆動と並行して、受信した調整情報に基づく制御ゲイン等の調整が完了した旨を、遠隔調整装置２１０における通信部２１２に対して報告してもよい。

【0047】

この調整駆動中（または、その前または後）のステージ１１０の駆動状態に関する各種の駆動情報は、駆動情報収集部２３５によって収集されてもよい。ここで、ステージ１１０の駆動情報は、ステージ１１０自体の位置、速度、加速度等の物理駆動量でもよいし、ステージ１１０の駆動に直接的または間接的に関与する任意の物理量（例えば、制御部３００による制御状態を表す任意のパラメータ、サーボバルブ１２６、１３６の状態を表す任意のパラメータ、配管１２８、１３８やサーボチャンバ１５０等における空気の圧力や温度、エアステージ１００が設置されている場所の温度や湿度）でもよい。このように調整駆動に関して収集された駆動情報は、当該調整駆動の成否（すなわち、調整後の制御ゲイン等の適否）を表す。

【0048】

駆動情報収集部２３５は、このような調整駆動の結果や、収集した駆動情報の少なくとも一部を、調整仲介装置２３０における通信部２３２を通じて、遠隔調整装置２１０における通信部２１２に対して送信してもよい。この場合の駆動情報収集部２３５および通信部２３２は、エアアクチュエータ１２０、１３０の調整中のステージ１１０の駆動状態を、アクチュエータシステム２２０から遠隔調整装置２１０に送信する駆動状態送信部を構成する。前述のように、調整仲介装置２３０における通信部２３２（アクチュエータシステム２２０）から各種のフィードバックを通信部２１２で受信した遠隔調整装置２１０または遠隔調整者は、これらのフィードバックを確認しながら更なる遠隔調整作業を効率的に実施できる。

【0049】

以上のような遠隔調整装置２１０（通信部２１２）およびアクチュエータシステム２２０（調整仲介装置２３０における通信部２３２）の間の通信は、プライベートネットワーク上で行われるのが好ましい。ここで、プライベートネットワークは、インターネット等のパブリックネットワーク内に仮想的に構成される、いわゆるバーチャルプライベートネットワーク（VPN: Virtual Private Network）でもよい。VPN等のプライベートネットワークは、パブリックネットワークと比べて高いセキュリティを確保できるため、エアアクチュエータ１２０、１３０等の高いセキュリティが要求される産業用途のアクチュエータの遠隔調整作業に好適である。

【0050】

一方、VPN等のプライベートネットワークでは、パブリックネットワークと比べて、通信の速度、安定性、品質等が劣る場合もある。このため、次に説明する通信状態監視部２３３によって、通信部２１２および通信部２３２の間の通信状態を監視することが重要である。

【0051】

通信状態監視部２３３は、アクチュエータシステム２２０におけるエアアクチュエータ１２０、１３０を、アクチュエータシステム２２０と通信可能な遠隔調整装置２１０によって遠隔から調整する際に、アクチュエータシステム２２０と遠隔調整装置２１０の間の通信状態を監視する。図示の例では、通信状態監視部２３３は、調整仲介装置２３０における通信部２３２と遠隔調整装置２１０における通信部２１２の間のVPN接続における通信状態を監視する。ここで、アクチュエータシステム２２０および／または遠隔調整装置２１０における通信状態監視部２３３によって監視される通信状態は、以下の具体例で挙げるものでもよいし、通信の速度、安定性、品質等を直接的または間接的に表す任意のパラメータでもよい。

【0052】

通信状態監視部２３３は、監視対象であるアクチュエータシステム２２０と遠隔調整装置２１０の間の通信状態における異常を検出する。駆動抑制部２３４は、通信状態に異常が見られた場合（すなわち、通信状態監視部２３３によって通信状態における異常が検出された場合）、エアアクチュエータコントローラ１２０、１３０によるステージ１１０の駆動を抑制する。好ましくは、駆動抑制部２３４は、通信状態に異常が見られた場合、エアアクチュエータコントローラ１２０、１３０によるステージ１１０の駆動を停止する。

【0053】

前述のように、遠隔調整装置２１０による遠隔調整作業においては、調整中の制御ゲイン等に基づく調整駆動が行われる。例えば、現場に調整者や作業者がいない場合（すなわち、現場が実質的に無人の場合）、万が一ステージ１１０が調整駆動中に暴走した場合、通信状態が不安定なままでは遠隔調整装置２１０を通じたステージ１１０の制御が難しくなる可能性がある。そこで、アクチュエータシステム２２０と遠隔調整装置２１０の間の通信状態に異常（または、その兆候）が見られた場合、駆動抑制部２３４は、即時にステージ１１０の駆動を抑制または停止することで、安全性を最優先に確保する。

【0054】

以上のように、駆動抑制部２３４の動作のトリガーとなる通信状態における異常は、以下の具体例で挙げるものでもよいし、通信の速度、安定性、品質等に関するパラメータが所定の基準値を下回ったことでもよい。また、駆動抑制部２３４は、通信状態監視部２３３によって検出される通信状態における異常の兆候に加えて、駆動情報収集部２３５によって収集されるステージ１１０の駆動情報も考慮して、ステージ１１０の駆動の抑制または停止の可否を判断してもよい。

【0055】

例えば、通信状態に異常の僅かな兆候が見られる場合であっても、ステージ１１０の駆動状態に関するリスクが低い場合（例えば、ステージ１１０の位置が可動範囲の端から離れている場合、ステージ１１０の速度や加速度が小さい場合、ステージ１１０に異常な振動が見られない場合）は、安全性に関するリスクが低いと判断できることもある。このような場合は、駆動抑制部２３４がステージ１１０の駆動を停止せずに、調整駆動を続行してもよい。

【0056】

逆に、通信状態に見られる異常の兆候が僅かな場合であっても、ステージ１１０の駆動状態に関するリスクが高い場合（例えば、ステージ１１０の位置が可動範囲の端に近い場合、ステージ１１０の速度や加速度が大きい場合、ステージ１１０に異常な振動が見られる場合）は、安全性に関するリスクが高いと判断できることもある。このような場合は、駆動抑制部２３４がステージ１１０の調整駆動を即時に停止するのが好ましい。

【0057】

以上のように、駆動抑制部２３４の動作可否は、通信状態監視部２３３によって検出される通信状態における異常の兆候と、駆動情報収集部２３５によって収集されるステージ１１０の駆動情報と、の総合的な考慮に基づいて判断されるのが好ましい。なお、エアアクチュエータコントローラ１２０、１３０には、実稼働時（すなわち、非調整時）にステージ１１０の暴走等が検出されると、ステージ１１０を緊急停止する安全機能が設けられることが一般的である。これに対して、駆動抑制部２３４の動作可否の判断における駆動状態（駆動情報）についての基準は低くする（駆動抑制部２３４が動作しやすくする）のが好ましい。すなわち、実稼働時では安全機能が発動しないような駆動状態でも、遠隔調整時には駆動抑制部２３４の動作を許容するのが好ましい。これは、実稼働時には、実質的に駆動状態のみが安全上のリスク要因になるのに対し、遠隔調整時には、駆動状態に加えて通信状態も安全上のリスク要因になるためである。このように、遠隔調整時には、駆動状態について保守的な（低い）基準を設定することで、通信状態と相まった総合的な安全上のリスクを効果的に低減できる。

【0058】

以上のように、遠隔調整時における安全性の確保（ステージ１１０の暴走等の抑制）を主目的とする通信状態監視部２３３および駆動抑制部２３４は、不安定になりうる通信状態（監視対象そのもの）の影響を受けないように、アクチュエータシステム２２０側（例えば、調整仲介装置２３０）に設けられるのが好ましい。但し、通信状態監視部２３３および駆動抑制部２３４の少なくとも一部は、遠隔調整装置２１０側に設けられてもよい。

【0059】

以上で概念的に説明したものに加えてまたは代えて、駆動抑制部２３４の動作のトリガーとなる通信状態における異常としては、以下のものが例示される。

【0060】

第１の具体例として、通信状態監視部２３３は、アクチュエータシステム２２０（通信部２３２）および遠隔調整装置２１０（通信部２１２）の間の通信が所定時間に亘って行われなかった場合、通信状態に異常が見られたと判定してもよい。例えば、アクチュエータシステム２２０（通信部２３２）および遠隔調整装置２１０（通信部２１２）の間の通信が所定時間に亘って遮断された場合に、通信状態監視部２３３は通信状態に異常が見られたと判定し、駆動抑制部２３４はステージ１１０の駆動を抑制または停止する。

【0061】

第２の具体例として、通信状態監視部２３３は、遠隔調整装置２１０による調整内容が、所定時間内にエアアクチュエータコントローラ１２０、１３０に反映されない場合、通信状態に異常が見られたと判定してもよい。例えば、制御ゲイン等の変更後に、駆動情報収集部２３５によって収集された駆動情報に基づいて、制御部３００による制御状態が不安定（例えば、発振状態）になったことが検出されたにも関わらず、所定時間内に制御ゲイン等が更新されない（新たな制御ゲイン等が設定されない）場合、通信状態の異常によって、制御部３００による制御状態が不安定になったことが遠隔調整装置２１０における通信部２１２に伝わっていないか、遠隔調整装置２１０が新たに指定した制御ゲイン等が調整仲介装置２３０における通信部２３２に届いていない可能性が高い。そこで、駆動抑制部２３４は、安全のためにステージ１１０の駆動を抑制または停止する。

【0062】

第３の具体例として、駆動情報収集部２３５によって収集された駆動情報の通信部２３２による送信および／または通信部２１２による受信が正常に行われない場合、通信状態監視部２３３は、通信状態に異常が見られたと判定してもよい。例えば、通信部２３２が駆動情報を通信部２１２に対して送信したにも関わらず、所定時間内に通信部２１２から然るべき受信確認が通信部２３２に届かない場合は、両通信部２１２、２３２の間の通信状態に異常がある可能性が高いため、駆動抑制部２３４はステージ１１０の駆動を抑制または停止する。

【0063】

以上、本開示を実施形態に基づいて説明した。例示としての実施形態における各構成要素や各処理の組合せには様々な変形例が可能であり、そのような変形例が本開示の範囲に含まれることは当業者にとって自明である。

【0064】

なお、実施形態で説明した各装置や各方法の構成、作用、機能は、ハードウェア資源またはソフトウェア資源によって、あるいは、ハードウェア資源とソフトウェア資源の協働によって実現できる。ハードウェア資源としては、例えば、プロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、各種の集積回路を利用できる。ソフトウェア資源としては、例えば、オペレーティングシステム、アプリケーション等のプログラムを利用できる。

【符号の説明】

【0065】

１００ エアステージ、１１０ ステージ、１２０ Ｘ軸エアアクチュエータ、１３０ Ｙ軸エアアクチュエータ、２００ アクチュエータ遠隔調整システム、２１０ 遠隔調整装置、２１１ 調整入力部、２１２ 通信部、２２０ アクチュエータシステム、２３０ 調整仲介装置、２３２ 通信部、２３３ 通信状態監視部、２３４ 駆動抑制部、２３５ 駆動情報収集部、３００ 制御部。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】