WO2018173539A1

WO2018173539A1 - 診断システム

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Publication number: WO2018173539A1
Application number: PCT/JP2018/004541
Authority: WO
Inventors: 田澤　徹
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2017-03-22
Filing date: 2018-02-09
Publication date: 2018-09-27
Anticipated expiration: 2019-09-22
Also published as: JP2020079970A

Abstract

診断システムは、電動機駆動系への動作指令を、作業期間と非作業期間とに区分し、非作業期間において、電動機駆動系の特性を測定するための特性測定用信号を電動機駆動系内の指令に加算する加算期間を決定する指令解析部と、加算期間に、電動機駆動系内の指令に特性測定用信号を加算して、加算後の指令に基づいて電動機駆動系内の電動機を駆動するアンプと、電動機駆動系の動作状態に係る応答情報を取得し、応答情報に基づいて、電動機駆動系の、加算期間における１以上の特性値を算出する装置特性解析部と、特性値に基づいて、特性値が、あらかじめ設定された閾値に至るまでの時間を推定し、推定した時間を装置のメンテナンス時期として出力する解析結果出力部とを備える。

Description

診断システム

　本発明は、電動機で駆動される機構を有する装置の診断システムに関する。本発明は、特に電動機、電動機を駆動する制御器、電動機で駆動される機構から成る電動機駆動系のメンテナンス時期の診断に関する。

　従来、電動機駆動系を有する装置の診断システムとして、機械の状態の変化から、電動機駆動系のメンテナンスの必要性を診断する技術が知られている（例えば特許文献１を参照）。

特開平４－２８２７０７号公報

　しかしながら従来の診断システムでは、診断を行うことで、診断対象となる装置の稼働率が低下してしまう。

　そこで、本発明は、係る問題に鑑みてなされたものである。本発明は、診断対象となる装置の稼働率を低下させることなく、その装置を診断することができる診断システムを提供することを目的とする。

　本発明の一態様に係る診断システムは、電動機駆動系を有する装置の診断システムであって、電動機駆動系への動作指令を、装置が所定動作をしている期間である作業期間と、作業期間以外の期間である非作業期間とに区分し、非作業期間において、電動機駆動系の特性を測定するための特性測定用信号を電動機駆動系内の指令に加算する加算期間を決定する指令解析部と、加算期間に、電動機駆動系内の指令に特性測定用信号を加算して、加算後の指令に基づいて電動機駆動系内の電動機を駆動するアンプと、加算期間における、電動機駆動系の動作状態に係る応答情報を取得し、応答情報に基づいて、電動機駆動系の、加算期間における１以上の特性値を算出する装置特性解析部と、特性値に基づいて、特性値が、あらかじめ設定された閾値に至るまでの時間を推定し、推定した時間を装置のメンテナンス時期として出力する解析結果出力部とを備える。

　本発明の一態様に係る診断システムによると、診断対象となる装置の稼働率を低下させることなく、その装置を診断することができるようになる。

実施の形態における診断システムの構成を示すブロック図である。実施の形態における診断システムの上位部の構成を示すブロック図である。実施の形態における診断システムの上位部の動作指令の例を示すタイミング図である。実施の形態における診断システムに含まれるアンプ、電動機、および負荷機械から成る制御系の制御構成を示すブロック図である。実施の形態における診断システムの、電動機および負荷機械が連結された制御対象の周波数特性の例を示す模式図である。実施の形態における診断システムの解析結果出力部へ出力される、位相余裕の時間変化の例を示す模式図である。従来の診断システムの一例を示すブロック図である。従来の診断システムで得られる特性例を示す模式図である。従来の診断システムで得られる特性の変化例を示す模式図である。

　（本発明の一態様を得るに至った経緯）
　上述したように、従来から、電動機駆動系を有する装置の診断方法としては、例えば、機械の摩擦力の変化から、電動機駆動系のメンテナンスの必要性を診断する方法が知られている。

　図７は従来の診断システムの一例を示すブロック図である。図７に示されるように、従来の診断システムは、外部表示装置１０１（例えばパソコン）と、電動機１０３と、電動機１０３を駆動するアンプ１０２と、電動機１０３によって駆動される負荷機械１０４（例えば１軸スライダ）とを含む。外部表示装置１０１において、指令例えば速度台形波指令を作成し、アンプ１０２に転送する。この指令に基づいてアンプ１０２から電動機１０３に電力を供給し、動作（回転）させることで負荷機械１０４が駆動される。この時の電動機１０３の動作情報（電動機回転位置、電動機回転速度、電動機トルク指令）がアンプ１０２から外部表示装置１０１に転送される。

　複数の速度台形波パターンで電動機１０３を動作させ、その時の電動機回転速度と電動機トルク指令を保存する。その後、外部表示装置１０１は、図８に示すような電動機回転速度と電動機トルク指令との関係をプロット表示する。図８は、従来の診断システムで得られる特性例を示す模式図である。図８中の２０１と２０２の部分を直線補間すると次式が得られる。
Ｔ＝Ａ・ｖ＋Ｂ　（数式１）
　ここで、Ｔは電動機トルク指令、ｖは電動機回転速度、Ａは粘性摩擦係数、Ｂは静止摩擦係数をそれぞれ表す。

　粘性摩擦係数と静止摩擦係数とを初期連続運転後に記録しておく。その後、１週間、１ヶ月の単位で速度台形波パターンにて動作させた時の電動機の動作情報を用いて、電動機回転速度と電動機トルク指令との関係をプロット表示する。これにより、図９に示すような関係図が得られる。

　図９は、従来の診断システムで得られる特性の変化例を示す模式図である。図９において、実線は初期の摩擦特性、破線は２年使用後の摩擦特性である。使用年数の経過に伴い、摩擦特性が変化していることが確認できる。摩擦特性の変化を確認することで、負荷機械のグリスの交換および機械部品の摩耗チェック等のメンテナンス時期かどうかを診断することができる。

　発明者は、上記の従来の診断システムにおいて、以下の問題が生じることを見出した。

　従来の技術では、別途診断運転を要する。例えば、摩擦特性を求めるために、電動機を複数の速度台形波パターンで動かし、電動機回転速度と電動機トルク指令を取得するという特別な動作が必要である。この動作をさせるためには、装置を含む生産ラインを一旦止めることになる。よって、生産性が低下する。また、この動作をさせる場合、通常動作に戻すための初期化動作等も、新たに必要になる。このため、装置の稼働率が低下してしまう。

　また、従来の技術では、診断運転から得られた摩擦特性の変化から、機械部品の摩耗をチェックすべきか等のメンテナンス時期を診断している。しかし、どの程度の変化があればその時期かの判断基準が示されていない。判断基準を少しの変化に設定すると、メンテナンスが頻繁になり装置の稼働率が低下してしまう。逆に、判断基準を大きな変化に設定すると、メンテナンスが遅れて、装置が異常動作、例えば電動機駆動系の発振などで非常停止する可能性もある。この場合、早急に復旧させる必要があるが、交換すべき機械部品が準備できていないと、復旧までに時間がかかってしまう。理想的には適切な判断基準を設定するべきだが、異常動作発生時の摩擦特性は設置環境等によっても変わるため、ある程度の余裕を持たせる必要がある。したがって、精度よいメンテナンス時期の診断をするには、改善の余地がある。

　発明者は、上述の点で、改善を図るべく、本発明の一態様に係る診断システムを得るに至った。

　上記診断システムは、診断対象となる装置が所定動作をしている期間以外の期間である非作業期間における、電動機駆動系の動作状態に係る応答情報に基づいて、その電動機駆動系の特性値の時間変化を推定する。

　このため、この診断システムによると、診断対象となる装置の稼働率を低下させることなく、その装置を診断することができるようになる。

　また、特性値は、電動機駆動系内のフィードバック制御系の開ループ周波数特性の位相余裕、電動機駆動系内のフィードバック制御系の開ループ周波数特性のゲイン余裕、電動機駆動系内のフィードバック制御系の閉ループ周波数特性のピークゲインのうちのいずれか１つであるとしてもよい。

　これにより、より精度のよいメンテナンス時期を出力することができるようになる。

　また、装置特性解析部は、２以上の特性値を算出し、解析結果出力部は、メンテナンス時期の出力において、装置特性解析部によって推定された時間変化のそれぞれに基づいて、特性値のそれぞれがあらかじめ設定された閾値のそれぞれに至るまでの時間を推定し、推定した時間のうち、最も短い時間を、装置のメンテナンス時期として出力するとしてもよい。

　また、２以上の特性値は、電動機駆動系内のフィードバック制御系の開ループ周波数特性の１つまたは複数の位相余裕、電動機駆動系内のフィードバック制御系の開ループ周波数特性の１つまたは複数のゲイン余裕、電動機駆動系内のフィードバック制御系の閉ループ周波数特性の１つまたは複数のピークゲインのうちの少なくとも２つを含むとしてもよい。

　また、指令解析部は、非作業期間に区分された動作指令のうち、電動機駆動系の加速度が実質的に０の期間の中から、加算期間を決定するとしてもよい。

　また、指令解析部は、非作業期間に区分された動作指令のうち、電動機駆動系の速度が所定時間以上０でない期間の中から、加算期間を決定するとしてもよい。

　なお、これらの包括的または具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラム、またはコンピュータ読み取り可能なＣＤ－ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ　Ｄｉｓｋ　－　Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）などの記録媒体で実現されても良い。また、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラム、または記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。

　以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下で説明する実施の形態によって、本発明が限定されるものではない。以下で説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置および接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。本発明は、請求の範囲だけによって限定される。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、本発明の課題を達成するのに必ずしも必要ではないが、より好ましい形態を構成するものとして説明される。

　（実施の形態）
　図１は、実施の形態における診断システム１００の構成を示すブロック図である。図１に示されるように、電動機駆動系を有する装置の診断システム１００は、上位部１と、電動機３と、アンプ２と、回転位置検出器４と、負荷機械５とを含む。上位部１は、動作指令の生成および後述するメンテナンス時期の推定を行う。アンプ２は、電動機３を駆動制御する。回転位置検出器４は、電動機３の回転位置を検出する。負荷機械５は、電動機３によって駆動される。

　診断システム１００は、さらに、パワー線６と、回転位置検出線７と、指令線８と、測定用信号線９と、電動機情報線１０とを含む。パワー線６は、アンプ２から電動機３へ電力を供給する。回転位置検出線７は、回転位置検出器４の出力である回転位置情報をアンプ２へ伝える。指令線８は、上位部１で生成された動作指令をアンプ２へ伝える。測定用信号線９は、後述する特性測定用信号をアンプ２へ伝える。電動機情報線１０は、電動機３の動作状態（電動機回転位置、電動機回転速度、電動機トルク指令）および、アンプ２内の制御パラメータ情報を上位部１に伝える。

　診断システム１００において、アンプ２は、上位部１で生成される動作指令通り電動機３が回転するように、動作指令と回転位置検出器４で検出される電動機回転位置とを比較しながら、電動機３の駆動制御を行う。

　図２は、実施の形態における診断システム１００の上位部１の構成を示すブロック図である。図２に示されるように、上位部１は、指令パターン入力部２１と、指令生成部２２と、指令解析部２３と、測定用信号生成部２４と、装置特性解析部２５と、解析結果出力部２６とを含む。

　指令パターン入力部２１は、診断システム１００のユーザによる、動作指令のパラメータおよび後述する作業区分情報の入力を受け付ける。

　指令生成部２２は、指令パターン入力部２１によって受け付けられた動作指令のパラメータに基づいて、動作指令を生成する。指令生成部２２は、生成した動作指令を、指令線８を通じてアンプ２へ出力する。

　指令解析部２３は、指令パターン入力部２１に入力された作業区分情報に基づいて、動作指令を、装置（負荷機械５）が所定動作をしている期間である作業期間と、作業期間以外の期間である非作業期間とに区分する。指令解析部２３は、非作業期間において、特性測定用信号を動作指令に加算する加算期間を決定する。特性測定用信号は、電動機駆動系の特性を測定するための信号である。

　測定用信号生成部２４は、特性測定用信号を生成する。測定用信号生成部２４は、指令解析部２３によって決定された加算期間に、生成した特性測定用信号を、測定用信号線９を通じてアンプ２へ出力する。特性測定用信号としては、例えばＭ系列信号の電動機トルク指令とする。

　装置特性解析部２５は、電動機情報線１０を通じて得られる、加算期間の電動機３の動作状態およびアンプ２内の制御パラメータ情報から電動機駆動系の特性を解析する。すなわち、装置特性解析部２５は、加算期間における電動機駆動系の特性に係る応答情報を取得し、その応答情報に基づいて、電動機駆動系の、加算期間における１以上の特性値を算出する。

　解析結果出力部２６には、装置特性解析部２５で解析された電動機駆動系の特性が入力されるとともに蓄積される。解析結果出力部２６は、蓄積された電動機駆動系の特性の時間変化から、適切なメンテナンス時期を推定し、ディスプレイ等を用いてユーザに情報を提供する。すなわち、解析結果出力部２６は、装置特性解析部２５によって算出された特性値に基づいて、その特性値が、予め定められた閾値に至るまでの時間を推定する。解析結果出力部２６は、推定した時間を、装置（負荷機械５）のメンテナンス時期として出力する。

　以下、本実施の形態の診断システム１００について、図を用いて、より具体的に説明する。

　図３は、実施の形態における診断システムの上位部の動作指令の例を示すタイミング図である。図３において、Ｔ１～Ｔ８は時刻０からの経過時間、Ｓ１～Ｓ６は回転量、Ｖ１、Ｖ２は各回転動作時の速度指令の最大値である。図３の例は、正方向にＳ１からＳ５までの回転量を順に回転し、そのあと逆方向にＳ６の回転量を回転して、元の位置に戻る動作指令の例である。Ｓ１からＳ５までの回転量の動作をする期間は、装置（負荷機械５）が高精度の位置決めをしながらなんらかの仕事をしている期間、すなわち所定動作をしている期間である。Ｓ６の回転動作をする期間は元の位置に戻る期間とする。

　ここで、装置がなんらかの仕事をしている期間、すなわち、所定動作をしている期間を作業期間、それ以外の期間を非作業期間と呼ぶ。作業期間か非作業期間かという情報を作業区分情報と呼ぶ。図３に示す動作指令の場合、装置（負荷機械５）がなんらかの仕事をしている、すなわち、所定動作をしている時刻０から時刻Ｔ６までが作業期間、それ以外の時刻Ｔ６から時刻Ｔ８までが非作業期間となる。例えば、所定動作が部品実装機の動作とすると、時刻０から時刻Ｔ６までの作業期間は電子部品の実装をする期間、時刻Ｔ６から時刻Ｔ８までの非作業期間は電子部品を実装し終わって次の部品を取りに戻る期間となる。

　このような動作指令を生成する上位部１の各構成要素の動作を説明する。指令パターン入力部２１に、Ｔ１～Ｔ８、Ｓ１～Ｓ６、Ｖ１、Ｖ２といった動作指令のパラメータと、作業区分情報とが入力される。指令生成部２２は、指令パターン入力部２１に入力されたＴ１～Ｔ８、Ｓ１～Ｓ６、Ｖ１、Ｖ２といったパラメータに基づき、図３に示す動作指令を生成する。指令解析部２３は、指令パターン入力部２１に入力された作業区分情報の非作業期間内で、特性測定用信号を加算する加算期間を決定する。図３に示す動作指令の場合、Ｔ６からＴ８までが非作業期間であるが、Ｔ６からＴ７の間の、速度指令が一定速である期間の初めの方のＴＸを、加算期間として決める。加算期間の望ましい決め方については、後述する。測定用信号生成部２４は、指令解析部２３によって決められた加算期間、生成した特性測定用信号をアンプ２へ出力する。アンプ２内では、電動機の制御系において、特性測定用信号が加算される。

　図４は、実施の形態における診断システムに含まれるアンプ２、電動機３、および負荷機械５から成る制御系の制御構成を示すブロック図である。点線（Ａ）で囲まれた部分が速度フィードバック制御部４１、点線（Ｂ）で囲まれた部分が位置フィードバック制御部４２である。すなわち、速度フィードバック制御部４１と位置フィードバック制御部４２からなる２重フィードバック制御構成である。

　上位部１内の指令生成部２２から入力された速度指令を積分し、位置指令とする。位置指令は、位置フィードバック制御部４２に入力される。位置指令と電動機回転位置の差分が計算され、これにゲインＫｐを乗じ、内部速度指令とする。内部速度指令は速度フィードバック制御部４１に入力される。内部速度指令と電動機回転速度の差分が計算され、これにゲインＫｖを乗じ、第１トルク指令とする。第１トルク指令に測定用信号生成部２４から入力される特性測定用信号を加算し、電動機トルク指令とする。電動機トルク指令に基づいて電動機３を駆動する。

　すなわち、アンプ２は、指令解析部２３によって決定された加算期間に、第１トルク指令に特性測定用信号を加算して、加算後の電動機トルク指令に基づいて、電動機３を駆動する。

　また、アンプ２は、電動機３の動作状態（電動機回転速度、電動機トルク指令）を、電動機情報線１０を通じて上位部１に伝える。

　図２を用いた、上位部１内の要素の動作の説明に戻る。装置特性解析部２５は、電動機情報線１０を通じて得られる加算期間の電動機３の動作状態である電動機回転速度と、電動機トルク指令およびアンプ２内の制御パラメータ情報とから、装置（負荷機械５）の特性を解析する。以下、装置（負荷機械５）の特性の解析について説明する。

　図４のブロック図からわかるように、電動機トルク指令を入力、電動機回転速度を出力とすれば、電動機３および負荷機械５が連結された制御対象の周波数特性を計算できる。具体的には、電動機トルク指令、電動機回転速度それぞれを周波数解析し、その差分を演算することで得られる。例えば、図５に示すような周波数特性が得られる。図５は、実施の形態における診断システムの、電動機および負荷機械が連結された制御対象の周波数特性の例を示す模式図である。この周波数特性が得られれば、アンプ２の制御構成、および制御パラメータは既知であるため、容易に速度フィードバック制御部４１の開ループ周波数特性、位置フィードバック制御部４２の開ループ周波数特性を計算できる。フィードバック制御系の開ループ周波数特性の安定性解析としては、位相余裕を調べる方法が知られている。制御系の安定性解析は、装置（負荷機械５）の電動機駆動系が発振するかどうかとの相関性が高いため、異常動作前の判断指標として適切である。得られた位相余裕の情報を装置の特性の解析結果として、装置特性解析部２５から解析結果出力部２６へ出力する。

　以上の装置（負荷機械５）の特性の解析を、例えば、１か月ごとに継続的に実施し、得られた位相余裕の情報を、装置特性解析部２５から解析結果出力部２６へ出力する。

　解析結果出力部２６は、継続的に入力される位相余裕の値を蓄積する。図６は、実施の形態における診断システム１００の解析結果出力部２６へ出力される、位相余裕の時間変化の例を示す模式図である。図６に示すように、横軸を経過時間、縦軸を位相余裕として、過去から現在までのデータをプロットし、その時間変化から今後どう変化するかの推定曲線を作成する。推定曲線の作成は最少２乗法等を用いて行う。推定曲線と、あらかじめ決めておいた位相余裕の限界値との交点までの時間、図６においてはＤｘを適切なメンテナンス時期と推定し、出力する。出力された情報はディスプレイ等を通してユーザに提供される。

　以上の動作により、通常動作の中で装置（負荷機械５）の作業を妨げることなく、装置（負荷機械５）の電動機駆動系の特性を把握できる。その時間変化を推定することで、適切なメンテナンス時期を出力することが可能となる。また、電動機駆動系の特性として制御系の安定性解析の指標である位相余裕を用いているため、電動機駆動系が発振するかどうかとの相関性が高く、精度よく適切なメンテナンス時期を推定することが可能となる。

　ここで、指令解析部２３で決められる特性測定用信号の望ましい加算期間について説明する。装置特性解析部２５において、精度よく周波数特性を算出できれば、位相余裕も精度よく算出できる。結果的に、適切なメンテナンス時期を精度よく推定することが可能となる。精度よく周波数特性を算出するためには、周波数特性の入力信号である電動機トルク指令が、全周波数領域でフラットなゲイン特性を持つことが望ましい。フラットでない部分があると、ゲインの落ち込んだ周波数域の周波数特性の演算精度が劣化するためである。図４に示したように、電動機トルク指令は、内部速度指令に装置特性測定用信号を加算したものである。装置特性測定用信号はＭ系列信号であるため、ホワイトノイズ特性を有する。すなわち、全周波数領域でフラットなゲイン特性を持つ。従って、もう１つの成分である内部速度指令が、できる限りフラットなゲイン特性であることが望ましい。図３で示した一定速の領域は加速度が実質的に０になるので、周波数成分としては直流成分のみになり、この条件に合致する。よって、特性測定用信号の加算タイミングは、非作業期間内で、動作指令の加速度が実質的に０の期間の中から選定することが望ましい。さらに、０速度付近の領域では、静摩擦の影響を受けて、周波数特性の入出力である電動機トルク指令と電動機回転速度の関係が非線形となり、周波数特性の演算精度が劣化する。このため、速度指令が所定時間以上０でない期間の中から選定することがより望ましい。本実施の形態では、この２点を考慮して加算期間を決定している。

　以上のように、本実施の形態の電動機駆動系を有する装置の診断システムは、通常動作の中で、装置の作業を妨げることなく、装置の電動機駆動系の特性を把握する。したがって、装置の稼働率を低下させることなく、適切なメンテナンス時期を精度よく推定することができる。

　本実施の形態では、電動機駆動系の特性としてフィードバック制御部の開ループ周波数特性の位相余裕を用いるとした。しかし、同じように制御系の安定性の指標として知られている開ループ周波数特性のゲイン余裕を用いるとしてもよい。また、速度フィードバック制御部４１および位置フィードバック制御部４２の閉ループ周波数特性も同様に容易に演算できるため、同じように制御系の安定性の指標として知られている閉ループ周波数特性のピークゲインを用いるとしてもよい。

　本実施の形態では、装置特性解析部２５等は上位部１内にあるとした。しかし、アンプ２内にその機能を持たせる、あるいは、本実施の形態の構成要素に外付けされる別要素にその機能を持たせるとしてもよい。

　本実施の形態では、指令解析部２３で入力された作業区分情報の非作業期間から特性測定用信号を加算する加算期間を決めるとした。しかし、動作指令パラメータ入力時にユーザが非作業期間かどうかを判断してタイミングを決定し入力するとしてもよい。

　電動機３および負荷機械５が連結された制御対象の周波数特性が多慣性系である場合、開ループ周波数特性における位相余裕としてみるポイントが複数存在する場合がある。この場合は、すべての位相余裕を電動機駆動系の特性とし、それぞれの位相余裕の時間変化に基づいてそれぞれの推定曲線を作成し、もっとも早く位相余裕限界値に至る時間をメンテナンス時期として出力するとしてもよい。位相余裕だけでなく、ゲイン余裕またはピークゲインを用いる場合についても同様に、複数存在すれば、全てのゲイン余裕または全てのピークゲインを電動機駆動系の特性とするとしてもよい。

　本実施の形態では、電動機駆動系の特性として位相余裕のみを用いている。しかし、位相余裕、ゲイン余裕、ピークゲインのうち２つ以上を用いるとしてもよい。２つ以上用いる場合は、それぞれの値の時間変化に基づいてそれぞれの推定曲線を作成し、もっとも早くあらかじめ設定されたそれぞれの限界値に至る時間をメンテナンス時期として出力するとしてもよい。

　本発明は、電動機駆動系を有する装置に対し、装置の稼働率を低下させることなく、装置の特性の変化を把握し、適切なメンテナンス時期を精度よく推定したい用途に有用である。

１　上位部
２　アンプ
３　電動機
４　回転位置検出器
５　負荷機械
６　パワー線
７　回転位置検出線
８　指令線
９　測定用信号線
１０　電動機情報線
２１　指令パターン入力部
２２　指令生成部
２３　指令解析部
２４　測定用信号生成部
２５　装置特性解析部
２６　解析結果出力部
４１　速度フィードバック制御部
４２　位置フィードバック制御部
１００　診断システム

Claims

電動機駆動系を有する装置の診断システムであって、
前記電動機駆動系への動作指令を、前記装置が所定動作をしている期間である作業期間と、前記作業期間以外の期間である非作業期間とに区分し、前記非作業期間において、前記電動機駆動系の特性を測定するための特性測定用信号を前記電動機駆動系内の指令に加算する加算期間を決定する指令解析部と、
前記加算期間に、前記電動機駆動系内の指令に前記特性測定用信号を加算して、加算後の指令に基づいて前記電動機駆動系内の電動機を駆動するアンプと、
前記加算期間における、前記電動機駆動系の動作状態に係る応答情報を取得し、前記応答情報に基づいて、前記電動機駆動系の、前記加算期間における１以上の特性値を算出する装置特性解析部と、
前記特性値に基づいて、前記特性値が、あらかじめ設定された閾値に至るまでの時間を推定し、前記推定した時間を前記装置のメンテナンス時期として出力する解析結果出力部とを備える
診断システム。
前記特性値は、前記電動機駆動系内のフィードバック制御系の開ループ周波数特性の位相余裕、前記電動機駆動系内の前記フィードバック制御系の前記開ループ周波数特性のゲイン余裕、前記電動機駆動系内の前記フィードバック制御系の閉ループ周波数特性のピークゲインのうちのいずれか１つである
請求項１に記載の診断システム。
前記装置特性解析部は、２以上の特性値を算出し、
前記解析結果出力部は、前記メンテナンス時期の出力において、前記装置特性解析部によって推定された時間変化のそれぞれに基づいて、前記特性値のそれぞれがあらかじめ設定された閾値のそれぞれに至るまでの時間を推定し、前記推定した時間のうち、最も短い時間を、前記装置のメンテナンス時期として出力する
請求項１に記載の診断システム。
前記２以上の特性値は、前記電動機駆動系内のフィードバック制御系の開ループ周波数特性の１つまたは複数の位相余裕、前記電動機駆動系内のフィードバック制御系の開ループ周波数特性の１つまたは複数のゲイン余裕、前記電動機駆動系内のフィードバック制御系の閉ループ周波数特性の１つまたは複数のピークゲインのうちの少なくとも２つを含む
請求項３に記載の診断システム。
前記指令解析部は、前記非作業期間に区分された前記動作指令のうち、前記電動機駆動系の加速度が実質的に０の期間の中から、前記加算期間を決定する
請求項１に記載の診断システム。
前記指令解析部は、前記非作業期間に区分された前記動作指令のうち、前記電動機駆動系の速度が所定時間以上０でない期間の中から、前記加算期間を決定する
請求項１に記載の診断システム。