特許 7560658 モータの結線ミス検出装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-09-24

(45)【発行日】2024-10-02

(54)【発明の名称】モータの結線ミス検出装置

(51)【国際特許分類】

   G01R 31/55 20200101AFI20240925BHJP

   G05B 19/18 20060101ALI20240925BHJP

【ＦＩ】

G01R31/55

G05B19/18 X

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2023512588

(86)(22)【出願日】2021-04-07

(86)【国際出願番号】 JP2021014818

(87)【国際公開番号】W WO2022215210

(87)【国際公開日】2022-10-13

【審査請求日】2023-11-08

(73)【特許権者】

【識別番号】390008235

【氏名又は名称】ファナック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100106002

【弁理士】

【氏名又は名称】正林 真之

(74)【代理人】

【識別番号】100165157

【弁理士】

【氏名又は名称】芝 哲央

(74)【代理人】

【識別番号】100160794

【弁理士】

【氏名又は名称】星野 寛明

(72)【発明者】

【氏名】長田 玲於

(72)【発明者】

【氏名】辻川 敬介

(72)【発明者】

【氏名】篠田 翔吾

【審査官】島▲崎▼ 純一

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２０－１５４７７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１８４４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－１９５１９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２１－１９４７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－５７９６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】欧州特許出願公開第３０７６５４０（ＥＰ，Ａ２）

【文献】中国特許出願公開第１１１７２２５８５（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｒ ３１／５５

Ｇ０５Ｂ １９／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数のアンプによって制御されるモータの結線ミスを検出する結線ミス検出装置であって、
複数の前記アンプの一部によって前記モータを制御するために、制御に用いる前記アンプを選択し組み合わせて２以上の選択パターンを決定する制御アンプ選択部と、
前記制御アンプ選択部によって決定された選択パターン毎に、前記モータに予め定められた動作をさせるための指令を生成する指令生成部と、
前記選択パターン及び前記指令生成部からの前記指令に基づいて、前記モータを制御するトルク指令値を算出するサーボ制御部と、
２以上の前記選択パターンの間で、各前記選択パターンに対応する前記トルク指令値又は前記モータの電流フィードバック値を、互いに比較することによって、前記アンプと前記モータの系内の結線ミスの有無を判定する結線チェック確認部と、
を備える結線ミス検出装置。

【請求項2】

前記指令生成部は、全ての前記選択パターンにおいて、前記モータに同じ動作をさせるために、前記指令として同じ位置指令または速度指令、トルク指令を生成する、
請求項１に記載の結線ミス検出装置。

【請求項3】

前記制御アンプ選択部は、前記モータに接続されている前記アンプの数に基づいて、前記選択パターンを決定する、
請求項１又は２に記載の結線ミス検出装置。

【請求項4】

通常運転モードであるか、若しくは立ち上げモードであるかを確認する立ち上げモード確認部を備え、
立ち上げモードである場合に、結線ミスの検出を行う、
請求項１から３の何れか１項に記載の結線ミス検出装置。

【請求項5】

１つの制御対象の同一運動を複数のモータによって制御する機械制御システムにおける前記モータの結線ミスを検出する結線ミス検出装置であって、
前記複数のモータを駆動する複数のアンプの一部によって前記複数のモータの全部又は一部を制御するために、制御に用いる前記アンプを選択し組み合わせて２以上の選択パターンを決定する制御アンプ選択部と、
前記制御アンプ選択部によって決定された選択パターン毎に、前記制御対象に予め定められた動作をさせるための指令を生成する指令生成部と、
前記選択パターン及び前記指令生成部からの前記指令に基づいて、前記モータを制御するトルク指令値を算出するサーボ制御部と、
２以上の前記選択パターンの間で、各前記選択パターンに対応する前記トルク指令値又は前記モータの電流フィードバック値を、互いに比較することによって、前記アンプと前記モータの系内の結線ミスの有無を判定する結線チェック確認部と、
を備える結線ミス検出装置。

【請求項6】

前記指令生成部は、全ての前記選択パターンにおいて、前記制御対象に同じ動作をさせるために、前記指令として同じ位置指令または速度指令、トルク指令を生成する、
請求項５に記載の結線ミス検出装置。

【請求項7】

前記制御アンプ選択部は、前記アンプまたは前記モータの数に基づいて、前記選択パターンを決定する、
請求項５又は６に記載の結線ミス検出装置。

【請求項8】

通常運転モードであるか、若しくは立ち上げモードであるかを確認する立ち上げモード確認部を備え、
立ち上げモードである場合に、結線ミスの検出を行う、
請求項５から７の何れか１項に記載の結線ミス検出装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、モータの結線ミスを検出する装置に関する。

【背景技術】

【0002】

機械工作の分野では、ＣＮＣ（コンピュータ数値制御：Ｃｏｍｐｕｔｅｒｉｚｅｄ Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ）技術を適用し、工具の移動量や移動速度などをコンピュータで数値制御することにより、同一加工手順の繰り返し、複雑な形状の加工などを高度に自動化している。

【0003】

また、工作機械やロボットなどの産業用機械の制御システムには、ＣＮＣ装置と機械のサーボモータとの間にサーボアンプを設け、ＣＮＣ装置からの動作指令を受けたサーボアンプでサーボモータを駆動し、フィードバック制御するものが知られている。

【0004】

一方、ＣＮＣ装置、サーボアンプ、サーボモータの間で結線ミスがあると、機械の立ち上げ時に予期せぬ動作が発生し、事故をもたらすおそれがある。そのような事態を防ぐ技術として、特許文献１は、複数のサーボモータと複数のサーボアンプを備える制御システムにおいて、サーボモータとサーボアンプとの間に結線ミスが生じた場合、その結線ミスを自動的に検出できる結線ミス検出装置を開示している。当該結線ミス検出装置は、サーボモータの現在位置のフィードバック値と位置指令値を比較して、結線ミスを検出する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０２０－１５４７７２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

大きなトルクを必要とするサーボモータには、複数の独立した巻線を備え、それぞれの巻線に接続された複数のサーボアンプによって駆動及び制御が行われるサーボモータが存在する。このようなサーボモータについて、特許文献１に開示された技術によっては結線ミスが検出できない問題がある。

【0007】

例えば、独立した４つの巻線を備えたサーボモータに対して、４つのサーボアンプが、それぞれ各巻線に接続され、ＣＮＣ装置からの位置指令に基づいて共同で当該サーボモータを制御するシステムを考える。この場合、４つの巻線のうち、たとえ巻線４と動力線の接続に結線ミスがあったとしても、正常の３つのアンプによってモータを動かすことができ、位置指令と位置のフィードバック値が一致するので、特許文献１に開示された技術によっては結線ミスが検出できない。

【0008】

本発明は、複数のアンプによって制御されるモータの結線ミスを検出できる結線ミス検出装置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】

【0009】

本発明の一実施形態に係る結線ミス検出装置は、複数のアンプによって制御されるモータの結線ミスを検出する結線ミス検出装置であって、複数の前記アンプの一部によって前記モータを制御するために、制御に用いる前記アンプを選択し組み合わせて２以上の選択パターンを決定する制御アンプ選択部と、前記制御アンプ選択部によって決定された選択パターン毎に、前記モータに予め定められた動作をさせるための指令を生成する指令生成部と、前記選択パターン及び前記指令生成部からの前記指令に基づいて、前記モータを制御するトルク指令値を算出するサーボ制御部と、２以上の前記選択パターンの間で、各前記選択パターンに対応する前記トルク指令値又は前記モータの電流フィードバック値を、互いに比較することによって、前記アンプと前記モータの系内の結線ミスの有無を判定する結線チェック確認部と、を備える。
本明細書でいう「アンプとモータの系内の結線」は、動力線、フィードバックケーブル、アンプの電源ケーブルなどを含む。

【0010】

本発明の他の実施形態に係る結線ミス検出装置は、１つの制御対象の同一運動を複数のモータによって制御する機械制御システムにおける前記モータの結線ミスを検出する結線ミス検出装置であって、前記複数のモータを駆動する複数のアンプの一部によって前記複数のモータの全部又は一部を制御するために、制御に用いる前記アンプを選択し組み合わせて２以上の選択パターンを決定する制御アンプ選択部と、前記制御アンプ選択部によって決定された選択パターン毎に、前記制御対象に予め定められた動作をさせるための指令を生成する指令生成部と、前記選択パターン及び前記指令生成部からの前記指令に基づいて、前記モータを制御するトルク指令値を算出するサーボ制御部と、２以上の前記選択パターンの間で、各前記選択パターンに対応する前記トルク指令値又は前記モータの電流フィードバック値を、互いに比較することによって、前記アンプと前記モータの系内の結線ミスの有無を判定する結線チェック確認部と、を備える。

【発明の効果】

【0011】

上記の実施形態によれば、工作機械やロボットなどの産業用機械のモータとそれを制御するアンプの系内の結線ミスを検出することができ、結線ミスに伴って機械側に予期せぬ動作が発生することを防止することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の一実施形態の結線ミス検出装置を備える産業用機械の機械制御システムを示す模式図である。

【図2】図１の機械制御システムにおける結線ミス検出装置の構成を示す模式図である。

【図3】本発明の一実施形態の結線ミス検出装置を備える他の機械制御システムを示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。

【0014】

＜第１実施形態＞
図１は、本発明の一実施形態の結線ミス検出装置を備える産業用機械の機械制御システム１００を示す模式図である。本実施形態では、産業用機械が工作機械であるものとして説明を行うが、本発明は、産業用ロボットなど、アンプによってその駆動が自動制御されるモータを有するあらゆる機械に適用可能である。

【0015】

図１に示すように、機械制御システム１００は、ＮＣ旋盤やマシニングセンタなどの工作機械のサーボモータ１０３と、サーボモータ１０３の駆動及び制御を行うサーボアンプ１０２（１０２a、１０２ｂ、１０２ｃ及び１０２ｄ）と、サーボアンプ１０２の上位で機械制御システム１００全体を制御するＣＮＣ装置（コンピュータ数値制御装置）１０１とを備えている。ＣＮＣ装置１０１は、結線ミス検出装置１１０を備える。本実施形態において、結線ミス検出装置１１０は、ＣＮＣ装置１０１に組み込まれているが、別途設けられてもよい。

【0016】

機械制御システム１００において、サーボモータ１０３は、独立した４つの巻線を備える。機械制御システム１００は、４つのサーボアンプ１０２を有し、それぞれ「第１サーボアンプ１０２a」、「第２サーボアンプ１０２ｂ」、「第３サーボアンプ１０２ｃ」、「第４サーボアンプ１０２ｄ」と称する。但し、何れのサーボアンプであるかを区別する必要がない場合、又は全ての４つのサーボアンプを指す場合には、「サーボアンプ１０２」と称することもある。

【0017】

４つのサーボアンプ１０２は、動力線１０４によってそれぞれサーボモータ１０３の各巻線に接続されている。４つのサーボアンプ１０２は、信号線１０５を通じてＣＮＣ装置１０１の結線ミス検出装置１１０から指令を受け取り、その指令に基づいて共同でサーボモータ１０３を制御する。本実施形態では、具体的に、図１に示したように、結線ミス検出装置１１０からの指令は、まず信号線１０５を通じて第１サーボアンプ１０２ａに伝達され、次にサーボアンプの間の信号線１０５を通じて順次第２サーボアンプ１０２ｂ、第３サーボアンプ１０２ｃ及び第４サーボアンプ１０２ｄに伝達される。なお、４つのサーボアンプ１０２は、信号線１０５を通じてサーボモータ１０３の各動力線１０４における電流値を結線ミス検出装置１１０にフィードバックする。４つのサーボアンプ１０２は、別途設けられたフィードバック線によって電流フィードバック値をフィードバックしてもよい。また、サーボモータ１０３は、フィードバック線１０８を通じて、サーボモータ１０３の現在位置を結線ミス検出装置１１０にフィードバックする。

【0018】

以下、本実施形態の結線ミス検出装置１１０がどのように結線ミスを検出するかについて、サーボモータ１０３の４つの巻線にうち、巻線４と第４サーボアンプ１０２ｄの間の接続に結線ミスがあることを例として説明する。

【0019】

図２は、図１の機械制御システム１００における結線ミス検出装置１１０の構成を示す模式図である。結線ミス検出装置１１０は、サーボアンプ１０２とサーボモータ１０３の系内の結線ミスを検出する装置である。結線ミス検出装置１１０は、立ち上げモード確認部１１１と、運転指令部１１２と、結線チェック指令部１１３と、第１記憶部１１４と、第２記憶部１１５と、異常検出部１１６と、サーボ制御部１１７と、表示部１１８と、警報部１１９と、結線チェック操作部１２０とを備える。

【0020】

立ち上げモード確認部１１１は、機械の立ち上げ操作を検知するとともに、通常運転モードであるか立ち上げモードであるかを確認し、特定する。例えば、立ち上げモード確認部１１１は、オペレーターなどの入力内容によって、通常運転モードであるか立ち上げモードであるかを特定する。なお、機械制御システム１００の組み立てが完了し、必要な配線の接続が終了した場合、立ち上げモード確認部１１１は、機械制御システム１００に最初に駆動電源を投入した信号をもって、立ち上げモードであると特定してもよい。

【0021】

立ち上げモード確認部１１１によって立ち上げモードであると確認された場合、スイッチＳ１とＳ２が自動的にａ接点に接続されるので、結線ミス検出装置１１０は結線ミス検出を行うことができる状態になる。立ち上げモード確認部１１１によって通常運転モードであると確認された場合、スイッチＳ１とＳ２が自動的にｂ接点に切り替えられるので、機械制御システム１００は、通常の運転を行うことができる。

【0022】

運転指令部１１２は、立ち上げモード確認部１１１で通常運転モードであることが確認された場合に、サーボ制御部１１７及びサーボアンプ１０２を介してサーボモータ１０３に運転指令を出力する。運転指令部１１２は、詳細を後述する異常検出部１１６で結線ミスが検出されなかった場合に、異常検出部１１６からこの検出結果を受け、ＣＮＣ装置１０１からの指令値に従って、サーボモータ１０３に運転指令を出力する。

【0023】

結線チェック指令部１１３は、制御アンプ選択部１３１と、指令生成部１３２を含む。結線チェック指令部１１３が、立ち上げモード確認部１１１から機械の立ち上げモードである確認信号を受けると、制御アンプ選択部１３１は、複数のサーボアンプ１０２の一部によってサーボモータ１０３を制御して結線ミスの検出を行うために、制御に用いるサーボアンプ１０２を選択し組み合わせて２以上の選択パターンを決定する。制御アンプ選択部１３１は、サーボモータ１０３に接続されているサーボアンプ１０２の数に基づいて、選択パターンを決定する。

【0024】

例えば、表１のように、制御アンプ選択部１３１は４つの選択パターンを決定する。４つの選択パターンのうち、選択パターン１は、第１サーボアンプ１０２ａを使用しないで、他の３つのサーボアンプを使用してサーボモータ１０３の制御及び駆動を行うパターンである。選択パターン２は、第２サーボアンプ１０２ｂを使用しないで、他の３つのサーボアンプを使用してサーボモータ１０３の制御及び駆動を行うパターンである。選択パターン３は、第３サーボアンプ１０２ｃを使用しないで、他の３つのサーボアンプを使用してサーボモータ１０３の制御及び駆動を行うパターンである。選択パターン４は、第４サーボアンプ１０２ｄを使用しないで、他の３つのサーボアンプを使用してサーボモータ１０３の制御及び駆動を行うパターンである。

【0025】

【表1】

【0026】

指令生成部１３２は、制御アンプ選択部１３１によって決定された選択パターン毎に、サーボモータ１０３に予め定められた動作をさせるための指令を生成し、それを結線チェックを行う指令として、サーボ制御部１１７と異常検出部１１６に出力する。指令生成部１３２が生成する指令は、位置指令、速度指令又はトルク指令であってよい。本実施形態は、位置指令の例をもって説明する。例えば、指令生成部１３２は、全ての選択パターンにおいて、サーボモータ１０３に同じ動作をさせるための指令として、同じ位置指令を生成してよい。

【0027】

サーボ制御部１１７は、選択パターン、指令生成部１３２からの位置指令及びサーボモータ１０３の現在位置のフィードバック値に基づいて、サーボモータ１０３を制御するトルク指令値を算出して、信号線１０５を通じて各サーボアンプ１０２に出力すると共に、異常検出部１１６にフィードバックする。サーボアンプ１０２は、サーボ制御部１１７の指令に基づいて、動力線１０４を通じてサーボモータ１０３の駆動及び制御を行う。

【0028】

サーボ制御部１１７は、信号線１０５を通じて、サーボアンプ１０２からサーボモータ１０３の動力線１０４の電流値を取得して、電流フィードバック値とすることもできる。この場合、サーボ制御部１１７は、取得した電流フィードバック値を異常検出部１１６にフィードバックする。

【0029】

異常検出部１１６は、サーボアンプ１０２とサーボモータ１０３の系内の結線ミスの有無を確認し、特定するためのものである。異常検出部１１６は、指令値取得部１２１と、フィードバック値取得部１２２と、選択部１２３と、結線チェック確認部１２４とを備えている。

【0030】

指令値取得部１２１は、結線チェック指令部１１３から結線チェックの指令を受けるとともに、選択パターンの情報を取得する。指令値取得部１２１は、更にＣＮＣ装置１０１からの各種指令値（例えば、サーボモータ１０３の回転速度指令値など）を取得してもよい。

【0031】

フィードバック値取得部１２２は、サーボ制御部１１７からサーボモータ１０３を制御するトルク指令値を取得する。フィードバック値取得部１２２は、サーボ制御部１１７から電流フィードバック値を取得することもできる。

【0032】

このとき、フィードバック値取得部１２２は、例えば、タイマーを備え、サーボモータ１０３の駆動が開始されてから予め設定した一定の不感時間が経過した後の時刻（一定時間経過後の時刻）で、運転が安定した一定の時間のフィードバック値を取得するように構成されている。
なお、フィードバック値取得部１２２は、サーボモータ１０３の駆動が開始されてから予め設定した一定の不感時間が経過した後の任意の時間帯の複数の時刻（一定時間経過後の任意の時間帯の複数の時刻）でそれぞれフィードバック値を取得するように構成されてもよい。

【0033】

結線チェック確認部１２４は、フィードバック値取得部１２２が取得した各選択パターンに対応するトルク指令値又は電流フィードバック値を、４つの選択パターンの間で互いに比較することによって、サーボアンプ１０２とサーボモータ１０３の系内の結線ミスの有無を判定する。

【0034】

例えば、表１に示した４つの選択パターンにおいて、サーボモータ１０３に同じ動作をさせるために、指令生成部１３２は、同じ位置指令を生成してサーボ制御部１１７に出力したとする。選択パターン１から３は、サーボモータ１０３を駆動するために使用する３つのサーボアンプに、結線ミスのある第４サーボアンプ１０２ｄを含む。結線ミスのある第４サーボアンプ１０２ｄは、指令生成部１３２の指令が求めているサーボモータ１０３の動作に寄与しないので、指令生成部１３２の指令が求めているサーボモータ１０３の動作に寄与するのは、残りの２つのサーボアンプだけである。
その結果、残りの２つのサーボアンプでサーボモータ１０３を駆動するために、サーボ制御部１１７が算出するトルク指令値は、３つのサーボアンプで駆動する場合に比べて大きくなる。選択パターン１から３は、状況がほぼ同じなので、各選択パターンに対応するトルク指令値が同じか近い値になる。

【0035】

一方、選択パターン４は、サーボモータ１０３を駆動するために使用する３つのサーボアンプに、結線ミスのある第４サーボアンプ１０２ｄを含まない。したがって、３つのサーボアンプとも指令生成部１３２の指令が求めているサーボモータ１０３の動作に寄与できる。その結果、サーボモータ１０３を駆動するために、サーボ制御部１１７が算出するトルク指令値は、２つのサーボアンプで駆動する場合に比べて小さくなる。

【0036】

結線チェック確認部１２４は、４つの選択パターンに対応するトルク指令値を比較する。選択パターン１から３は、同じ若しくは近いトルク指令値を示すのに対して、選択パターン４は、選択パターン１から３と大きく異なる小さいトルク指令値を示すことになる。トルク指令値の差に異常があれば、結線チェック確認部１２４は、第４サーボアンプ１０２ｄとサーボモータ１０３の系内に結線ミスが生じていると判定する。

【0037】

結線ミスがない場合には、４つの選択パターンに対応するトルク指令値は、全て同じ若しくは近いトルク指令値を示すので、互いのトルク指令値の差はほとんど生じない。

【0038】

異常検出部１１６によって結線ミスが生じていると判定された場合、警報部１１９はその結果に基づいて警報を出し、表示部１１８は結線ミスが生じていることを表示して、オペレーター等に報知する。警報として、警告音を発してもよく、警告灯を点灯させてもよい。なお、結線ミスによってサーボモータ１０３に予期せぬ危険な動作／異常な動作が生じないように制御が行われる。例えば、通常運転モードに移行させない制御が行われる。

【0039】

異常検出部１１６によって結線ミスが生じていないと判定された場合には、正常な状態であることを表示部１１８で表示し、これをオペレーター等に報知する。

【0040】

異常検出部１１６によって結線ミスが生じていないと判定された場合には、スイッチＳ１とＳ２が、自動的にｂ接点に切り替えて、立ち上げモードを終了させる。その場合、運転指令部１１２は、ＣＮＣ装置１０１の指令値に従った通常の運転を行うようにサーボ制御部１１７に指令を出す。

【0041】

異常検出部１１６は、上述したように結線ミスを判定するだけでなく、サーボモータ１０３の位置偏差をアラーム検出閾値と対比して、そのモータの異常を検出することもできる。ここでいう「位置偏差」とは、位置指令値とサーボモータ１０３の現在位置のフィードバック値との差分をいう。

【0042】

第１記憶部１１４及び第２記憶部１１５は、サーボモータ１０３が予期せぬ危険な動作をすることを防止するためのアラーム検出閾値を記憶している。第１記憶部１１４は、立ち上げモード用のアラーム検出閾値を記憶しており、第２記憶部１１５は、通常運転モード用のアラーム検出閾値を記憶している。例えば、立ち上げモード用のアラーム検出閾値として、駆動時の位置偏差限界値を１０と設定してよく、通常運転モード用のアラーム検出閾値として、駆動時の位置偏差限界値を１６００００と設定してよい。

【0043】

異常検出部１１６の選択部１２３は、立ち上げモード用のアラーム検出閾値と通常運転用のアラーム検出閾値を選択的に第１記憶部１１４と第２記憶部１１５から取得する。例えば、立ち上げモード確認部１１１によって立ち上げモードであると確認された場合、スイッチＳ２が自動的にａ接点に接続されるので、選択部１２３は、第１記憶部１１４から立ち上げモード用のアラーム検出閾値を取得する。なお、立ち上げモード確認部１１１によって通常運転モードであると確認された場合、スイッチＳ２が自動的にｂ接点に切り替えられるので、選択部１２３は、第２記憶部１１５から通常運転用のアラーム検出閾値を取得する。これにより、立ち上げモードの際には、機械のユーザ側（オペレーター側）が設定を変更しなくても、自動的に立ち上げモード用のアラーム検出閾値になる。また、通常運転時には、やはり、自動的にアラームの閾値が通常運転用のアラーム検出閾値になる。

【0044】

異常検出部１１６は、位置偏差がアラーム検出閾値を超えたことを検出すると、警報部１１９はその結果に基づいて警報を出し、表示部１１８は警報の内容を表示して、オペレーター等に報知する。これによって、サーボモータ１０３が予期せぬ危険な動作をすることを防止できる。

【0045】

なお、立ち上げモードで異常検出部１１６によって結線ミスが生じていないと判定された場合、スイッチＳ２が自動的にｂ接点に切り替えるので、選択部１２３は通常運転用アラーム検出閾値を第２記憶部１１５から取得して、立ち上げ用アラーム検出閾値を通常運転用アラーム検出閾値に替える。

【0046】

更に、図２に示すように、結線ミス検出装置１１０に、結線チェック操作部１２０が設けられている。機械が立ち上げモードか通常運転モードかに関わらず、結線チェック操作部１２０を操作することで、結線チェック指令部１１３が指令を出し、上述したことと同様の結線チェックが行えるようになっている。

【0047】

これにより、例えば、システムの一部の結線作業のみが完了しているときや、保守部品の交換作業を行ったときなどの結線チェックを行いたい任意のタイミングで、結線チェック操作部１２０を操作して結線チェックが行える。

【0048】

上述したように、本実施形態の結線ミス検出装置は、複数のサーボアップによって制御されるサーボモータを含む機械制御システムにおけるサーボアップとサーボモータの系内の結線ミスを検出することができ、結線ミスに関連するサーボアンプを特定することができる。

【0049】

＜第２実施形態＞
図３は、本発明の一実施形態の結線ミス検出装置を備える他の機械制御システム２００を示す模式図である。本実施形態の機械制御システム２００は、第１実施形態の機械制御システム１００の変形である。本実施形態において、第１実施形態と同じ又は類似の機能を有する部品、部材、部分、素子、要素については、第１の実施形態と同じ符号を付しており、且つその説明を省略することがある。

【0050】

機械制御システム２００が第１実施形態の機械制御システム１００との最大の違いは、１つの制御対象の同一運動を複数のモータによって制御することである。具体的に言うと、４つのサーボアンプによってそれぞれ４つのサーボモータの駆動及び制御を行い、その４つのサーボモータによって１つのテーブル２０２を共同で駆動して、図３における左方向又は右方向に移動させる。４つのサーボモータの駆動によって、大きなトルクを得ることができる。

【0051】

４つのサーボモータは、それぞれ「第１サーボモータ１０３a」、「第２サーボモータ１０３ｂ」、「第３サーボモータ１０３ｃ」、「第４サーボモータ１０３ｄ」と称する。但し、何れのサーボモータであるかを区別する必要がない場合、又は全ての４つのサーボアンプを指す場合には、「サーボモータ１０３」と称することもある。
図３に示した例では、４つのサーボモータの全ては、１つのサーボアンプによって駆動されるサーボモータであるが、４つのサーボモータの全て又は一部が、複数サーボアンプによって駆動されるサーボモータであってもよい。例えば、第１サーボモータ１０３aと第４サーボモータ１０３ｄが複数サーボアンプによって駆動されるサーボモータであって、第２サーボモータ１０３ｂと第３サーボモータ１０３ｃが１つのサーボアンプによって駆動されるサーボモータであってもよい。

【0052】

機械制御システム２００が備える結線ミス検出装置１１０は、機械制御システム１００の結線ミス検出装置と同じ構成を有する。しかし、各部分の機能及び扱う信号などにおいて少し異なる点があるので、以下それを説明する。

【0053】

制御アンプ選択部１３１は、４つのサーボモータ１０３を駆動する複数のサーボアンプの一部によって４つのサーボモータの全部（４つのサーボモータに複数サーボアンプによって駆動されるサーボモータが含まれる場合）又は一部を制御し、テーブル２０２を駆動して結線ミスの検出を行うために、サーボモータ１０３の制御に用いるサーボアンプ１０２を選択し組み合わせて２以上の選択パターンを決定する。例えば、本実施形態においても、表１のように、４つの選択パターンを決定することができる。制御アンプ選択部１３１は、サーボアンプ１０２又はサーボモータ１０３数に基づいて、選択パターンを決定する。

【0054】

指令生成部１３２は、制御アンプ選択部１３１によって決定された選択パターン毎に、テーブル２０２に予め定められた動作をさせるための指令を生成し、それを結線チェックを行う指令として、サーボ制御部１１７と異常検出部１１６に出力する。指令生成部１３２が生成する指令は、位置指令、速度指令又はトルク指令であってよい。本実施形態は、テーブル２０２の位置指令の例をもって説明する。例えば、指令生成部１３２は、全ての選択パターンにおいて、テーブル２０２に同じ動作をさせるための指令として、同じ位置指令を生成してよい。

【0055】

一方、テーブル２０２は、フィードバック線１０８を通じて、サーボ制御部１１７にテーブル２０２の現在位置をフィードバックする。

【0056】

サーボ制御部１１７は、選択パターン、指令生成部１３２からの位置指令及びテーブル２０２の現在位置のフィードバック値に基づいて、サーボモータ１０３を制御するトルク指令値を算出して、信号線１０５を通じて各サーボアンプ１０２に出力すると共に、異常検出部１１６にフィードバックする。サーボアンプ１０２は、サーボ制御部１１７の指令に基づいて、動力線１０４を通じてサーボモータ１０３の駆動及び制御を行う。

【0057】

サーボ制御部１１７は、信号線１０５を通じて、サーボアンプ１０２からサーボモータ１０３の動力線１０４の電流値を取得して、電流フィードバック値とすることもできる。この場合、サーボ制御部１１７は、取得した電流フィードバック値を異常検出部１１６にフィードバックする。

【0058】

結線チェック確認部１２４は、フィードバック値取得部１２２が取得した各選択パターンに対応するトルク指令値又は電流フィードバック値を、４つの選択パターンの間で互いに比較することによって、サーボアンプ１０２とサーボモータ１０３の系内の結線ミスの有無を判定する。

【0059】

例えば、第４サーボアンプ１０２ｄと第４サーボモータ１０３ｄの間の接続に結線ミスがあるとする。なお、表１に示した４つの選択パターンにおいて、テーブル２０２に同じ動作をさせるために、指令生成部１３２は、同じ位置指令を生成してサーボ制御部１１７に出力したとする。選択パターン１から３は、テーブル２０２を駆動するために使用する３つのサーボアンプに、結線ミスのある第４サーボアンプ１０２ｄを含む。結線ミスのある第４サーボアンプ１０２ｄと第４サーボモータ１０３ｄは、指令生成部１３２の指令が求めているテーブル２０２の動作に寄与しないので、指令生成部１３２の指令が求めているテーブル２０２の動作に寄与するのは、残りの２つのサーボアンプとそれに対応する２つのサーボモータだけである。

【0060】

その結果、残りの２つのサーボモータでテーブル２０２を駆動するために、サーボ制御部１１７が算出するトルク指令値は、３つのサーボモータで駆動する場合に比べて大きくなる。選択パターン１から３は、状況がほぼ同じなので、各選択パターンに対応するトルク指令値が同じか近い値になる。

【0061】

一方、選択パターン４は、テーブル２０２を駆動するために使用する３つのサーボアンプに、結線ミスのある第４サーボアンプ１０２ｄを含まない。したがって、３つのサーボアンプ及び対応する３つのサーボモータとも指令生成部１３２の指令が求めているテーブル２０２の動作に寄与できる。その結果、テーブル２０２を駆動するために、サーボ制御部１１７が算出するトルク指令値は、２つのサーボモータで駆動する場合に比べて小さくなる。

【0062】

結線チェック確認部１２４は、４つの選択パターンに対応するトルク指令値を比較する。選択パターン１から３は、同じ若しくは近いトルク指令値を示すのに対して、選択パターン４は、選択パターン１から３と大きく異なる小さいトルク指令値を示すことになる。トルク指令値の差に異常があれば、結線チェック確認部１２４は、第４サーボアンプ１０２ｄと第４サーボモータ１０３ｄの系内に結線ミスが生じていると判定する。

【0063】

上述したように、本実施形態の結線ミス検出装置は、複数のサーボアンプが制御する複数のサーボモータによって１つの制御対象を駆動する機械制御システムにおけるサーボアンプとサーボモータの系内の結線ミスを検出することができ、結線ミスに関連するサーボアンプを特定することができる。

【0064】

以上、実施形態を用いて本発明を説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態の記載の範囲に限定されるものではない。上記実施形態に、多様な変更又は改良を加えることができることは当業者にとって明らかである。そのような変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることは、特許請求の範囲の記載から明らかである。例えば、上記実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであるが、本発明は必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。なお、各実施形態の構成の一部について、他の構成によって置換することも可能であり、それを削除することも可能である。

【符号の説明】

【0065】

１００ 機械制御システム
１０１ ＣＮＣ装置
１０２ サーボアンプ
１０２ａ 第１サーボアンプ
１０２ｂ 第２サーボアンプ
１０２ｃ 第３サーボアンプ
１０２ｄ 第４サーボアンプ
１０３ サーボモータ
１０３ａ 第１サーボモータ
１０３ｂ 第２サーボモータ
１０３ｃ 第３サーボモータ
１０３ｄ 第４サーボモータ
１０４ 動力線
１０５ 信号線
１０８ フィードバック線
１１０ 結線ミス検出装置
１１１ 立ち上げモード確認部
１１２ 運転指令部
１１３ 結線チェック指令部
１１４ 第１記憶部
１１５ 第２記憶部
１１６ 異常検出部
１１７ サーボ制御部
１１８ 表示部
１１９ 警報部
１２０ 結線チェック操作部
１２１ 指令値取得部
１２２ フィードバック値取得部
１２３ 選択部
１２４ 結線チェック確認部
１３１ 制御アンプ選択部
１３２ 指令生成部
２００ 機械制御システム
２０２ テーブル
Ｓ１、Ｓ２ スイッチ

【図1】

【図2】

【図3】