特許 7625389 モータ制御装置

(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】2025-01-24

(45)【発行日】2025-02-03

(54)【発明の名称】モータ制御装置

(51)【国際特許分類】

   H02P 29/20 20160101AFI20250127BHJP

【ＦＩ】

H02P29/20

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2020168643

(22)【出願日】2020-10-05

(65)【公開番号】P2022060889

(43)【公開日】2022-04-15

【審査請求日】2023-02-16

(73)【特許権者】

【識別番号】000180025

【氏名又は名称】山洋電気株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002572

【氏名又は名称】弁理士法人平木国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】井出 勇治

(72)【発明者】

【氏名】北原 通生

(72)【発明者】

【氏名】平出 敏雄

(72)【発明者】

【氏名】平野 曜生

【審査官】三島木 英宏

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１１／１４５３６６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１６－０９２８８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－０６２７６５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｐ ２９／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

トルク指令Ｔｃと速度制限指令ＳＬＣに基づいて速度を制限しながらモータ２１のトルクを制御するモータ制御装置Ａであって、
前記モータ制御装置Ａは、
前記モータの速度Ｖを検出する速度検出部２５と、
前記トルク指令Ｔｃに基づいてトルク指令に基づく速度指令ＳＴＣを算出し、前記トルク指令に基づく速度指令ＳＴＣを速度制限指令ＳＬＣにより制限した後のモータ速度指令ＳＭＣを算出して出力する速度制限部Ｂと、
前記モータ速度指令ＳＭＣから前記速度検出部２５が検出した前記モータ２１の速度Ｖを減算して速度偏差ＳＤとして出力する減算器１１と、
前記速度偏差ＳＤに基づきモータトルク指令ＴＭＴを算出する速度制御器１５と、
を有し、
前記速度制御器１５は、
前記速度偏差ＳＤにゲインＧを乗じて比例分モータトルク指令を算出して出力する比例制御器１５ａと、
前記速度偏差ＳＤを積分して積分分モータトルク指令を算出して出力する前記積分制御器１５ｂと、
前記比例分モータトルク指令と前記積分分モータトルク指令とを加算して前記モータトルク指令ＴＭＴを算出して出力する速度加算器と、を有し、
前記速度制限部Ｂは、
前記トルク指令に基づく速度指令ＳＴＣが前記速度制限指令ＳＬＣにより制限されている速度制限状態である場合には、トルク指令制限器１により前記トルク指令Ｔｃを制限して、トルク指令制限器後のトルク指令ＴＴＣを算出して出力し、前記速度制限状態でない場合には、前記トルク指令Ｔｃをそのままトルク指令制限器後のトルク指令ＴＴＣとして出力するトルク指令制限器１と、
いずれの場合であっても前記トルク指令制限器から出力される前記制限器後のトルク指令ＴＴＣを滑らかに変化させるように算出して変化調整器後のトルク指令ＴＣＴを出力する変化調整器３と、
前記変化調整器３から出力される前記変化調整器後のトルク指令ＴＣＴを前記ゲインＧで除したトルク指令に基づく速度偏差ＳＤＴを算出し、出力する速度偏差算出器５と、
前記トルク指令に基づく速度偏差ＳＤＴと前記モータの速度Ｖを加算して前記トルク指令に基づく速度指令ＳＴＣを算出し、出力する加算器７と、
前記トルク指令に基づく速度指令ＳＴＣを前記速度制限指令ＳＬＣにより制限した前記モータ速度指令ＳＭＣを算出し、出力する速度制限器９と、
を備えることを特徴とするモータ制御装置。

【請求項2】

トルク制御モード又は位置制御モードのいずれかの制御モードＭでモータ２１を制御し、前記位置制御モードにおいては前記モータ２１の位置を制御し、前記トルク制御モードにおいては速度を制限しながら前記モータ２１のトルクを制御するモータ制御装置Ａであって、
前記モータ制御装置Ａは、
前記モータの位置を検出する位置検出部と、
前記モータの位置から前記モータ２１の速度Ｖを検出する速度検出部２５と、
モータ速度指令ＳＭＣに基づいて前記モータの速度を制御する速度制御器１５と、
トルク指令に基づく速度指令ＳＴＣを算出し、前記トルク指令に基づく速度指令ＳＴＣに制限を加えた後の速度制限器後の速度指令ＳＣＬを算出して出力する速度制限部Ｂと、
を有し、
前記速度制限部Ｂは、
前記トルク指令に基づく速度指令ＳＴＣが速度制限指令ＳＬＣにより制限されている速度制限状態に基づいてトルク指令ＴＣを制限して、トルク指令制限器後のトルク指令ＴＴＣを出力するトルク指令制限器１と、
前記トルク指令制限器後のトルク指令ＴＴＣを滑らかに変化させるように算出して変化調整器後のトルク指令ＴＣＴを出力する変化調整器３と、
前記変化調整器のトルク指令ＴＣＴを前記ゲインＧで除してトルク指令に基づく速度偏差ＳＤＴを算出して出力する速度偏差算出器５と、
前記トルク指令に基づく速度偏差ＳＤＴと前記モータの速度Ｖを加算して前記トルク指令に基づく速度指令ＳＴＣを算出し、出力する加算器７と、
前記トルク指令に基づく速度指令ＳＴＣを前記速度制限指令ＳＬＣにより制限し、前記速度制限器後の速度指令ＳＣＬを出力する速度制限器９と、
を備え、
前記モータ制御装置Ａは、
位置指令ＬＣから前記モータ２１の位置Ｐを減算して位置偏差ＰＤを算出し、出力する減算器と、
前記位置偏差ＰＤに基づいて位置制御器からの速度指令ＳＰＣを算出し、出力する位置制御器１８と、
制御モード自動切換え信号ＭＣが有効となった場合に作動する、前記位置制御モードと前記トルク制御モードを自動で切換える制御モード切換え部１６と、
前記制御モード切換え部１６で切換えられた制御モードＭに応じて、前記位置制御モードの場合は前記位置制御器からの速度指令ＳＰＣを選択し、前記トルク制御モードの場合は前記速度制限器後の速度指令ＳＣＬとのいずれか一方の速度指令ＳＰＣ，ＳＣＬを選択して前記モータ速度指令ＳＭＣを出力する速度指令選択部１０と、
を有し、
前記制御モード切換え部１６は、
前記制御モード自動切換え信号ＭＣが有効のときに、前記位置制御器からの速度指令ＳＰＣと前記速度制限器後の速度指令ＳＣＬとを比較し、前記位置制御器からの速度指令ＳＰＣの値が前記速度制限器後の速度指令ＳＣＬの値より大きい場合は、前記位置制御モードを選択し、前記位置制御器からの速度指令ＳＰＣの値が前記速度制限器後の速度指令ＳＣＬの値以下の場合は、前記トルク制御モードを選択する、
モータ制御装置。

【請求項3】

前記制御モード切換え部１６は、前記モータ２１の駆動する部材の位置が所定の位置に達すると、前記制御モード自動切換え信号ＭＣを有効にする、
請求項２に記載のモータ制御装置。

【請求項4】

前記速度制御器１５は、
前記速度制限器９において速度制限されていない場合は、比例制御が行われるものであり、
前記速度制限器９において速度制限されている場合は、比例積分制御されるものである、請求項３に記載のモータ制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、押当て制御機能を備えたモータ制御装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

押当て制御は、自動検査機のプローブの押し当てやロボットハンドのハンドリング動作におけるハンドのワーク把持のための押し当て、キャップのねじ締めや圧入装置などに使用されている。このような押当て制御を実施した例として特許文献１がある。特許文献１には、モータを駆動して可動部材を移動させ、該可動部材を被当接部材に当接させた後、さらに、モータを増力して可動部材を被当接部材に押し当てる自動押し当て方法において、可動部材が被当接部材に当接するまでは、該可動部材の速度とモータのトルクを許容値以下にし、該移動部材が被当接物に当接したことをモータに流れる電流の変化、またはモータの回転子の速度変化により検出し、しかる後、該モータに増力されたトルクを発生させるようにモータを制御して、可動部材を被当接部材に押し当てることを特徴とする自動押し当て方法が記載されている。

【0003】

このように、特許文献１の手法では、該移動部材が被当接物に当接したことをモータに流れる電流の変化、またはモータの回転子の速度変化により検出し、しかる後、該モータに増力されたトルクを発生させるようにモータを制御している。しかし、モータにはトルクリップルや速度リップルがあり、当接をモータに流れる電流の微小な変化やモータの回転子の微小な速度変化で検出するのは難しく、検出レベルを小さくできないという問題があった。モータに流れる電流の大きな変化やモータの回転子の大きな速度変化で検出すると、検出時に既に大きなトルクがモータから出力されてしまい、対象物に加わる力を滑らかに増加させることができず、対象物に衝撃を与えてしまうなど、滑らかにねじ締めや圧入ができないという問題があった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００１－６２７６５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明は、以上の様な問題点を解消するためになされたものであり、その目的は、可動部が対象物へ当接したことを検出しなくても、当接した時にモータのトルク（対象物に加わる力）を滑らかに増加させることができ、同時に、位置制御や速度制御から速度制限機能付きトルク制御への移行のオーバーシュートを抑制して、高速に行うことのできる押当て制御機能を備えたモータの制御装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は、トルク指令と速度制限指令に基づいて速度を制限しながらモータのトルクを制御するモータ制御装置であって、前記モータ制御装置は、前記モータの速度を検出する速度検出部と、前記トルク指令に基づいてトルク指令に基づく速度指令を算出し、前記トルク指令に基づく速度指令に制限を加えた後のモータ速度指令を出力する速度制限部と、を有し、前記速度制限部は、前記トルク指令に基づく速度指令が前記速度制限指令により制限されている速度制限状態に基づいてトルク指令を制限して、制限器後のトルク指令を出力するトルク指令制限器と、前記トルク指令制限器後のトルク指令を滑らかに変化させるための変化調整器と、前記変化調整器後のトルク指令に基づいて速度偏差を算出する速度偏差算出器と、前記トルク指令に基づく速度偏差と前記モータの速度を加算してトルク指令に基づく速度指令を求める加算器と、前記トルク指令に基づく速度指令を速度制限指令により制限する速度制限器と、を備えることを特徴とするモータ制御装置である。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、可動部が対象物へ当接したことを検出しなくても、当接した時にモータのトルク（対象物に加わる力）を滑らかに増加させることができるとともに、位置制御や速度制御から速度制限機能付きトルク制御への移行を、オーバーシュートを抑制して高速に行うことのできる押当て制御機能を備えたモータの制御装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、モータ制御装置及び方法の一態様を示すブロック図である。

【図2】図２は、モータ制御装置及び方法の別の一態様を示すブロック図である。

【図3】図３は、第２の実施例のシミュレーション結果を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下に、本発明に係るモータ制御装置及び方法の実施の態様を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の態様の説明如何により本発明の範囲が限定されるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の技術的範囲に属する限り、如何なる態様であっても本発明の範囲に含まれるものである。
図１に、モータ制御装置及び方法の一態様を示す。

【0010】

押当て制御機能を備えたモータ制御装置及び制御方法は、前記〔背景技術〕の項でも述べたとおり、公知のものであるので、詳細の説明は省略するが、本発明の実施の態様は次のとおりである。

【0011】

本発明のモータ２１のモータのトルクと速度を制御するモータ制御装置Ａは、概略、エンコーダＥＮ２３、エンコーダＥＮ２３の位置を微分して速度を求める速度検出部２５と、トルク指令制限器１、変化調整器３、速度偏差算出器５、加算器７、速度制限器９、減算器１１、速度制御器１５、モータトルク制御器１７、などから構成されている。変化調整器３は例えばローパスフィルタである。これらのうち、トルク指令制限器１、変化調整器３、速度偏差算出器５、加算器７、速度制限器９を合わせて速度制限部Ｂと称する。

【0012】

（第１の実施例）
図１に示す実施例は、速度制限状態で対象物に当接して押当て制御を実施する場合の構成例を示したものである。モータ制御装置Ａの各部の機能は以下のとおりである。

【0013】

トルク指令Ｔ_Ｃをトルク指令制限器１から出力される制限器後のトルク指令Ｔ_ＴＣを入力し変化調整器後のトルク指令Ｔ_ＣＴを出力する変化調整器３とトルク指令Ｔ_Ｃを入力とする速度偏差算出器５に通してトルク指令に基づく速度偏差Ｓ_ＤＴを求める。トルク指令に基づく速度偏差Ｓ_ＤＴと速度Ｖを加算してトルク指令に基づく速度指令Ｓ_ＴＣを求める。

【0014】

トルク指令に基づく速度指令Ｓ_ＴＣを速度制限器９で速度制限指令Ｓ_ＬＣに基づき制限してモータ速度指令Ｓ_ＭＣを求め、モータ速度指令Ｓ_ＭＣに基づきモータ２１を速度制御する。具体的には、モータ２１に付けられているエンコーダＥＮ２３の位置を微分して速度Ｖを求める。モータ速度指令Ｓ_ＭＣを速度Ｖで減算して速度偏差Ｓ_Ｄを求め、速度制御器１５に通してモータトルク指令Ｔ_ＭＴを算出する。モータトルク指令Ｔ_ＭＴに基づき、モータトルク制御器１７によりモータトルク指令Ｔ_ＭＴに基づくトルクがモータ２１から出力される。モータ２１から出力されたトルクは、ボールねじ等で直線運動に変換され、可動部を駆動する。

【0015】

モータ２１から出力されたトルクにより回転した位置をエンコーダＥＮ２３で検出し、モータ速度指令と速度が一致するように速度制御を行う。速度制御器１５は比例積分制御器で構成され、制御状態により、比例制御器１５ａのみで動作させたり、比例制御器１５ａと積分制御器１５ｂの両方を動作させたりする。トルク指令に基づく速度指令Ｓ_ＴＣが速度制限器９により制限されている場合は比例積分制御を行い、速度制限状態が解除されると、速度制御器１５を比例制御にし、次のようにしてトルク制御を実施する。

【0016】

速度制御器１５内の比例制御器１５ａのゲインをＧとすると、トルク指令に基づく速度指令Ｓ_ＴＣは以下のようになる。
トルク指令に基づく速度偏差Ｓ_ＤＴ＝変化調整器後のトルク指令Ｔ_ＣＴ／Ｇ
トルク指令に基づく速度指令Ｓ_ＴＣ＝トルク指令に基づく速度偏差Ｓ_ＤＴ＋速度Ｖ
そして、求められたトルク指令に基づく速度指令Ｓ_ＴＣに対して速度制限指令Ｓ_ＬＣに基づき速度制限を行い、モータ速度指令Ｓ_ＭＣを求める。
モータ速度指令Ｓ_ＭＣに従ってモータの速度制御を行うと、以下のようになる。
モータトルク指令Ｔ_ＭＴ＝速度偏差Ｓ_Ｄ×Ｇ＝（モータ速度指令Ｓ_ＭＣ－速度Ｖ）×Ｇ

【0017】

ここで、速度制限にかからない場合は、モータ速度指令Ｓ_ＭＣ＝トルク指令に基づく速度指令Ｓ_ＴＣのため、以下の通りである。
モータトルク指令Ｔ_ＭＴ＝（トルク指令に基づく速度指令Ｓ_ＴＣ－速度Ｖ）×Ｇ＝｛（トルク指令に基づく速度偏差Ｓ_ＤＴ＋速度Ｖ）－速度Ｖ｝×Ｇ
＝（トルク指令に基づく速度偏差Ｓ_ＤＴ）×Ｇ＝変化調整器後のトルク指令Ｔ_ＣＴ／Ｇ×Ｇ＝変化調整器後のトルク指令Ｔ_ＣＴ
従って、モータトルク指令Ｔ_ＭＴは変化調整器後のトルク指令Ｔ_ＣＴと一致し、このモータトルク指令Ｔ_ＭＴに基づきトルク制御を行い、モータトルク指令通りのモータトルクがモータ２１から出力される。

【0018】

速度制限指令Ｓ_ＬＣは、可動部が対象物に押し当った時の衝撃が許容できる範囲の低い値に設定し、トルク指令に基づく速度指令Ｓ_ＴＣが速度制限指令Ｓ_ＬＣに基づき制限されている場合は速度制限状態を出力し、速度制限状態の場合はトルク指令制限器１でトルク指令Ｔ_Ｃを小さな値（例えば１／１０）に制限する。トルク指令Ｔ_Ｃが小さな値に制限された状態では、トルク指令に基づく速度偏差Ｓ_ＤＴが小さな値になるため、トルク指令に基づく速度指令Ｓ_ＴＣは、速度Ｖに対して、ごく僅か大きな値になる。

【0019】

速度制限状態で可動部が対象物まで移動している時は、速度制御器１５を比例積分制御器で構成して速度の比例積分制御が行われるため、速度の定常偏差は０になり、速度Ｖは速度制限指令Ｓ_ＬＣと一致する。この状態で可動部が対象物に当接すると、トルク指令に基づく速度偏差Ｓ_ＤＴに相当するごく僅かな速度の低下で速度制限状態が解除され、トルク指令制限器１におけるトルク指令の制限が解除され、変化調整器後のトルク指令Ｔ_ＣＴは変化調整器の時定数に従って滑らかに増加し、変化調整器３の効果が終了すると、トルク指令Ｔ_Ｃ通りのモータトルクが出力されるようになる。

【0020】

以上のように、本発明の実施の形態では、速度制限状態に基づいてトルク指令Ｔ_Ｃに制限をかけ、その出力に変化調整器３を挿入して速度制限状態が解除された時の変化調整器後のトルク指令Ｔ_ＣＴの上昇を滑らかにしている。速度制限状態でトルク指令Ｔ_Ｃに制限をかけることによりトルク指令に基づく速度偏差Ｓ_ＤＴを小さな値にすることができ、これにより対象物への当接時に僅かに速度が低下しただけで速度制限状態を解除することができ、速度制限で移動して、当接してトルク指令Ｔ_Ｃに基づき押当て制御を行う時の変化調整器後のトルク指令Ｔ_ＣＴの上昇を滑らかなものとすることができる。

【0021】

なお、変化調整器３の代わりに、一定の傾斜でトルク指令が上昇するような関数や、押し当て時に必要な任意の関数を入れてもよい。
また、本発明はリニアモータにも適用できる。その場合は、トルクを推力として扱えばよい。

【0022】

（第２の実施例）
図２に本発明の第２の実施例を示す。第２の実施例は、位置制御で移動して可動部を対象物に近づけ、速度制限状態に自動的に移行し、速度制限状態で対象物に当接して押当て制御を実施する場合の構成例を示したものである。

【0023】

位置指令Ｌ_Ｃから位置Ｐを減算し、位置偏差Ｐ_Ｄを求める。位置偏差Ｐ_Ｄを位置制御器１８に通して位置制御器からの速度指令Ｓ_ＰＣを求める。また、トルク指令Ｔ_Ｃをトルク指令制限器１と変化調整器３と速度偏差算出器５に通してトルク指令に基づく速度偏差Ｓ_ＤＴを求める。トルク指令に基づく速度偏差Ｓ_ＤＴと速度Ｖを加算してトルク指令に基づく速度指令Ｓ_ＴＣを求める。トルク指令に基づく速度指令Ｓ_ＴＣを速度制限器９で速度制限指令Ｓ_ＬＣに基づき制限して、制限器後の速度指令Ｓ_ＣＬを求める。速度制限器９でトルク指令に基づく速度指令Ｓ_ＴＣが速度制限指令Ｓ_ＬＣに基づき制限されている場合は速度制限状態を出力し、速度制限状態の場合はトルク指令制限器１でトルク指令Ｔ_Ｃを制限する。

【0024】

この押当て制御では、まず、位置制御で可動部を対象物まで近づけ、対象物に近づくと、上位コントローラは、制御モード自動切り換えを有効にし、押当て制御で必要なトルクの値をトルク指令として与える。制御モード自動切り換えが有効になると、制御モード切換え部１６では、制御モード自動切換え入り信号Ｍ_Ｃに基づいて、位置制御器からの速度指令Ｓ_ＰＣと制限器後の速度指令Ｓ_ＣＬを比較し、位置制御器１８からの速度指令Ｓ_ＰＣが制限後の速度指令Ｓ_ＣＬより大きい場合は位置制御モードのままとし、位置制御器からの速度指令Ｓ_ＰＣが制限器後の速度指令Ｓ_ＣＬ以下になると速度制限機能付きトルク制御モードに切り替える。速度指令選択部１０では、制御モードが位置制御モードの場合は位置制御器からの速度指令Ｓ_ＰＣを選択し、制御モードが速度制限機能付きトルク制御モードの場合は制限器後の速度指令Ｓ_ＣＬを選択し、モータ速度指令Ｓ_ＭＣを求める。このモータ速度指令Ｓ_ＭＣに基づき、モータを速度制御する。

【0025】

具体的には、モータ２１に付けられているエンコーダＥＮ２３の位置を微分して速度Ｖを求める。モータ速度指令Ｓ_ＭＣから速度Ｖを減算して速度偏差Ｓ_Ｄを求め、速度制御器１５に通してモータトルク指令Ｔ_ＭＴを算出する。モータトルク指令Ｔ_ＭＴに基づき、モータトルク制御器１７によりモータトルク指令に基づくトルクがモータ２１から出力される。モータ２１から出力されたトルクは、ボールねじ等で直線運動に変換され、可動部を駆動する。モータ２１から出力されたトルクにより回転した位置をエンコーダＥＮ２３で検出し、モータ速度指令Ｓ_ＭＣと速度Ｖが一致するように速度制御を行う。速度制御器１５は比例積分制御器で構成され、制御状態により、比例制御器１５ａのみで動作させたり、比例制御器１５ａと積分制御器１５ｂの両方を動作させたりする。制御モード切換え部１６で、制御モードＭとして、位置制御モードが選択されている場合は、比例制御器１５ａと積分制御器１５ｂの両方を動作させて比例積分制御を行う。制御モード切換え部１６で制御モードＭとして、速度制限機能付きトルク制御モードが選択されていて、トルク指令に基づく速度指令Ｓ_ＴＣが速度制限器９により制限されている場合も同様に比例積分制御を行い、速度制限状態が解除されると、速度制御器１５を比例制御にし、実施例１と同様にしてトルク制御を実施する。

【0026】

速度制限指令Ｓ_ＬＣは、可動部が対象物に押し当った時の衝撃が許容できる範囲の低い値に設定し、位置制御モードでモータが高速駆動している場合は速度Ｖが高いため、制限器後の速度指令Ｓ_ＣＬは速度制限指令になっている。制御モード切換え部１６で位置制御モードから速度制限機能付きトルク制御モードに切り替わると、モータ速度指令Ｓ_ＭＣは位置制御器からの速度指令Ｓ_ＰＣから制限器後の速度指令Ｓ_ＣＬに切り換わり、速度制限指令Ｓ_ＬＣに基づくモータの速度制御が行われ、速度制限指令Ｓ_ＬＣに速度Ｖが比例積分制御される。

【0027】

また、トルク指令に基づく速度指令Ｓ_ＴＣが速度制限器９により制限されている場合は、速度制限器９から速度制限状態が出力され、速度制限状態に基づきトルク指令制限器１によりトルク指令が小さな値（例えば１／１０）に制限される（制御器後のトルク指令Ｔ_ＴＣ）。トルク指令が小さな値に制限された状態では、トルク指令に基づく速度偏差Ｓ_ＤＴも小さな値になるため、トルク指令に基づく速度指令Ｓ_ＴＣは、速度Ｖに対しごくわずか大きな値になる。速度制限状態で可動部が対象物まで移動している時は、速度制御器１５を比例積分制御器で構成して速度Ｖの比例積分制御が行われるため、速度Ｖの定常偏差は０になり、速度Ｖは速度制限指令Ｓ_ＬＣと一致する。この状態で可動部が対象物に当接すると、トルク指令に基づく速度偏差Ｓ_ＤＴに相当するごく僅かな速度の低下で速度制限状態が解除され、トルク指令制限器１におけるトルク指令の制限が解除され、変化調整器後のトルク指令Ｔ_ＣＴは変化調整器３の時定数に従って滑らかに増加し、変化調整器３の効果が終了すると、トルク指令Ｔ_Ｃ通りのモータトルクが出力されるようになる。また、トルク指令Ｔ_Ｃによる加圧が行われると、制御モード自動切り換えを無効にする。

【0028】

図３は、第２の実施例のシミュレーション結果である。横軸は時間である。縦軸は図の上に記載した値である。
波形Ａは、位置制御器からの速度指令Ｓ_ＰＣの時間変化を示す図である。
波形Ｂは、トルク指令Ｔ_Ｃ、変化調整器後のトルク指令Ｔ_ＣＴ、負荷トルクの時間変化を示す図である。
波形Ｃは、速度制限状態（１：制限状態）を示す図である。
波形Ｄは、制限器後の速度指令Ｓ_ＣＬの時間変化を示す図である。
波形Ｅは、モータ速度指令Ｓ_ＭＣの時間変化を示す図である。
波形Ｆは、モータ速度Ｖの時間変化を示す図である。
波形Ｇは、モータトルク指令Ｔ_ＭＴの時間変化を示す図である。
横軸は全ての波形で一致させている。

【0029】

位置制御で押当て対象物に近づくと制御モード自動切り換えが有効になり、波形Ａで示す位置制御器からの速度指令Ｓ_ＰＣが波形Ｄで示す制限器後の速度指令Ｓ_ＣＬ以下になると、速度制限機能付きトルク制御モードに切り替え、速度指令選択部１０は波形Ｄで示される制限器後の速度指令Ｓ_ＣＬを選択して、波形Ｅで示すモータ速度指令Ｓ_ＭＣは速度制限指令Ｓ_ＬＣで設定された速度制限値（３００ｍｉｎ^－１）になっている（ｔ＝０．１２付近参照）。制御モードが切り替わり、波形Ｅで示すモータ速度指令Ｓ_ＭＣが減速動作から一定の速度制限指令値になった時に速度Ｖにオーバーシュートが生じている間、速度制限状態が一時的に解除され、波形Ｂで示される変化調整器後のトルク指令Ｔ_ＣＴが上昇して波形Ｆで示される速度Ｖのオーバーシュートを抑制する動作も見られる（ｔ＝０．１２付近参照）。

【0030】

そして、制限された速度で可動部が対象物に近づき、対象物に当接すると、僅かに速度が低下しただけで速度制限状態が解除されて波形Ｂで示される変化調整器後のトルク指令Ｔ_ＣＴが変化調整器３の時定数に従って上昇し、変化調整器３の効果が終了すると、トルク指令Ｔ_Ｃ通りのモータトルク指令Ｔ_ＭＣ（波形Ｇ）で押当て対象物を加圧している。トルク指令Ｔ_Ｃの動作は滑らかであり、押当て対象物に衝撃を与えていない（ｔ＝０．１４付近）。

【0031】

以上のように、この実施例では、可動部が押当て対象物に近づくまでは通常の位置制御を実施し、可動部が押当て対象物に近づくと、制御モード自動切り換えを有効にし、制御モード自動切り換えが有効になると、制御モード切換え部１６で位置制御器からの速度指令Ｓ_ＰＣと制限器後の速度指令Ｓ_ＣＬを比較し、位置制御器からの速度指令Ｓ_ＰＣが制限器後の速度指令Ｓ_ＣＬ以下になると、速度制限機能付きトルク制御を選択して速度制限機能付きトルク制御を行う。

【0032】

切り替わり時に速度のオーバーシュートが生じた場合は、速度制限状態が一時的に解除されるため速度のオーバーシュートを抑制することができ、切替後の速度を速やかに速度制限指令値にして押当て対象に当接する。押当て対象に当接すると、僅かに速度Ｖが低下しただけで速度制限状態が解除され、トルク指令Ｔ_Ｃに対する制限が解除されて、変化調整器後のトルク指令Ｔ_ＣＴが変化調整器３の時定数で上昇して、変化調整器３の効果が終了すると、トルク指令Ｔ_Ｃ通りのモータトルク指令Ｔ_ＭＴになり、押当て対象をトルク指令Ｔ_Ｃで加圧する。本制御手法の速度制限機能付きトルク制御では速度制限状態からトルク制御状態に自動的に切り替わり、さらに押当て対象物への当接を検出しなくても、当接した後に滑らかにトルクを上昇させることができる。

【0033】

このように、押当て対象物に押し当った時のトルク指令の上昇を滑らかにできるため、制御対象にショックを与えずに押当て制御を実現できるようになる。また、制御対象に押し当った時のショックが小さいため、速度制限指令を高めの値にすることができ、より短時間で押当て制御ができるようになる。なお、モータが押当て対象物に近づくまでは、位置制御のかわりに速度制御を実施してもよい。その場合は、位置制御器からの速度指令が、速度制御時の速度指令になる。

【0034】

（発明の効果）
以上の様に、本発明では、トルク指令入力部にトルク指令制限器と変化調整器を設け、変化調整器後のトルク指令を基にトルク指令に基づく速度指令を算出し、速度制限を行って制限後の速度指令を求め、速度が制限されている場合はトルク指令制限器でトルク指令を制限するようにしている。そして、制限後の速度指令に従ってモータの速度制御を行うことにより押当て制御を実現している。これにより、位置制御や速度制御から速度制限機能付きトルク制御への移行時の速度のオーバーシュートを抑制して動作を高速にし、可動部が対象物に当接したことを検出しなくても、当接時に滑らかにモータのトルク（対象物に加わる力）を上昇させる押当て制御ができ、対象物へのショックの無い押当て制御機能を備えたモータの制御装置を提供することができる。

【0035】

上述した各態様は、いずれも本発明の一態様を示すものであって、本発明自体がそれらの態様によって示される具体的な構成に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲に記載された事項に基づき当業者が想定し得るものはすべて含まれるものである。

【符号の説明】

【0036】

Ａ モータ制御装置
Ｐ 位置
Ｖ 速度
１ トルク指令制限器
３ 変化調整器
５ 速度偏差算出器
７ 加算器
９ 速度制限器
１０ 速度指令選択部
１１ 減算器
１５ 速度制御器
１５ａ 比例制御器
１５ｂ 積分制御器
１６ 制御モード切換え部
１７ モータトルク制御器
１８ 位置制御器
２１ モータ
２３ エンコーダ
Ｌ_Ｃ 位置指令
Ｐ_Ｄ 位置偏差
Ｓ_ＣＬ 制限器後の速度指令
Ｓ_ＭＣ モータ速度指令
Ｓ_Ｄ 速度偏差
Ｓ_ＤＴ トルク指令に基づく速度偏差
Ｓ_ＬＣ 速度制限指令
Ｓ_ＴＣ トルク指令に基づく速度指令
Ｓ_ＭＣ モータ速度指令
Ｔ_ＴＣ 制限器後のトルク指令
Ｔ_Ｃ トルク指令
Ｔ_ＭＴ モータトルク指令

【図1】

【図2】

【図3】