电动机控制装置的制作方法

本发明涉及一种电动机控制装置。

背景技术：

当前，对于具有由诸如电动机及直动引导部这样的驱动机构构成的驱动部的机械装置，在机械装置由于驱动部的寿命或者损伤所造成的异常而停止运转的情况下，直至驱动部的修复完成为止，不得不长期间地停止生产活动。另外，一部分的异常成为对其他正常的部分施加大的负载的原因，有时正常的部分也受到损伤。鉴于上述问题，存在下述期望，即，希望提早发现寿命或者损伤所导致的异常，以使得能够在机械装置停止运转前通过修理或者更换来对异常部位进行处理。

例如，在专利文献1中公开了作为机械的摩擦测定而读取电动机驱动过程中的扭矩指令及速度，将它们显示于显示画面的机械诊断装置，还记载有下述内容，即，存储初始运转时的扭矩指令及电动机位置，同时显示经过规定时间后的扭矩指令及电动机位置。另外，例如在专利文献2中公开了利用图像形成装置的纸张输送机构来基于纸张的输送时间的信息对输送机构的劣化进行判断的技术，对劣化进行判断的历时劣化判断部根据纸张的厚度及设置环境的温度或者湿度的信息对获取到的输送时间进行校正。

专利文献1：日本特开2009－68950号公报

专利文献2：日本特开2010－210801号公报

技术实现要素：

但是，上述专利文献1所记载的现有技术未考虑与温度变化相伴的摩擦变化。因此存在下述问题，即，即使在摩擦发生了变动的情况下，也不能区分是由可动部的异常引起的，还是伴随着温度变化而产生的。

另外，在上述专利文献2所记载的现有技术中，与设置环境的温度相应地进行校正，但由于仅仅是应对纸张输送这一特定动作，因此基于纸张输送时间对机构的劣化进行判断。因此存在下述问题，即，不能应用于要求向多个方向的动作的、动作模式(pattern)多样的通用用途的电动机控制装置。

本发明就是鉴于上述情况而提出的，其目的在于得到下述电动机控制装置，即，即使动作模式多样，也能够应用，能够剔除与温度变化相伴的摩擦的变动而提取由可动部的异常引起的摩擦的变动。

为了解决上述课题，实现目的，本发明的特征在于，具有：指令生成部，其将驱动指令信号作为针对驱动部的指令而输出，该驱动部包含由电动机驱动的驱动机构；动作检测部，其对所述驱动部的位置或者速度进行检测而输出动作检测信号；驱动电流检测部，其对供给至所述电动机的驱动电流进行检测而输出驱动电流检测值；控制部，其被输入所述驱动指令信号及所述动作检测信号而生成驱动力指令信号，与该驱动力指令信号及所述驱动电流检测值相应地供给所述驱动电流；摩擦特性推定部，其被输入表示所述电动机的驱动力的驱动力信号以及所述动作检测信号而输出摩擦特性推定值；温度信息获取部，其获取所述驱动部的温度或者温度与所述驱动部的温度相应地变化的部分的温度而输出温度信息值；摩擦模型部，在该摩擦模型部设定特性随着所述驱动部的温度或者温度与所述驱动部的温度相应地变化的部分的温度而变化的基准摩擦模型，该摩擦模型部基于所述温度信息值而输出基准摩擦特性；以及摩擦变动解析部，其输出基于所述摩擦特性推定值相对于所述基准摩擦特性的变动的摩擦变动值。

发明的效果

根据本发明，具有能够得到下述电动机控制装置的效果，即，即使动作模式多样，也能够应用，能够剔除与温度变化相伴的摩擦的变动而提取由可动部的异常引起的摩擦的变动。

附图说明

图1是表示实施方式1所涉及的电动机控制装置的结构的框图。

图2是表示实施方式1所涉及的电动机控制装置所具有的控制部的结构的框图。

图3是表示在实施方式1所涉及的电动机控制装置中，在正常时通过电动机来驱动由滚珠丝杠构成的驱动机构时的摩擦值的温度依赖性的图表。

图4是表示在实施方式1所涉及的电动机控制装置中，对正常时通过电动机来驱动由滚珠丝杠构成的驱动机构时的摩擦值追加了温度摩擦模型后的摩擦的温度依赖性的图表。

图5是表示实施方式1所涉及的摩擦变动解析部的结构的图。

图6是表示实施方式2所涉及的电动机控制装置的结构的框图。

图7是表示实施方式3所涉及的电动机控制装置的结构的框图。

图8是表示在实施方式3所涉及的电动机控制装置中，温度摩擦自动设定部通过自动设定的序列而进行的、对温度信息值及摩擦特性推定值进行设定的动作的流程图。

图9是表示实施方式4所涉及的电动机控制装置的结构的框图。

图10是表示实施方式4所涉及的电动机控制装置的控制部的结构的框图。

图11是表示实施方式5所涉及的电动机控制装置的结构的框图。

图12是表示实施方式6所涉及的电动机控制装置的结构的框图。

图13是表示在实施方式6所涉及的电动机控制装置中，在正常时通过电动机来驱动由滚珠丝杠构成的驱动机构时的摩擦值的变化的图表。

图14是表示实施方式7所涉及的电动机控制装置的结构的框图。

图15是表示实施方式8所涉及的电动机控制装置的结构的框图。

图16是表示实施方式9所涉及的电动机控制装置的结构的框图。

具体实施方式

下面，基于附图对本发明的实施方式所涉及的电动机控制装置进行详细说明。此外，本发明不限定于本实施方式。

实施方式1

图1是表示本发明所涉及的电动机控制装置的实施方式1的结构的框图。图1所示的电动机控制装置具有驱动部1、控制部4、位置检测器5、指令生成部6、驱动电流检测部7、摩擦特性推定部8、摩擦模型部9、摩擦变动解析部10以及温度信息获取部11。驱动部1具有以直动引导部为代表的驱动机构2及电动机3。电动机3与从控制部4经由驱动电流检测部7供给的驱动电流相应地产生驱动力而进行驱动。安装于电动机3的位置检测器5对电动机3的位置进行检测而输出位置检测信号。指令生成部6被设定为使驱动部1进行所期望的动作，指令生成部6与设定相应地生成、输出作为动作指令信号的驱动指令信号。驱动电流检测部7对来自控制部4的驱动电流进行检测并输出。控制部4基于位置检测信号、驱动指令信号和驱动电流检测值，将驱动电流供给至电动机3，并且输出基于位置检测信号的速度信号、和基于驱动电流检测值的驱动力信号。摩擦特性推定部8基于来自控制部4的速度信号及驱动力信号对驱动部1的摩擦特性进行推定，输出摩擦特性推定值。温度信息获取部11对位置检测器5的温度进行测定，将温度信息值输出至摩擦模型部9。在摩擦模型部9中，对摩擦的温度依赖性进行模型化，设定有特性随着温度而变化的温度摩擦模型即基准摩擦模型，摩擦模型部9将基准摩擦特性作为温度信息值处的温度摩擦模型的摩擦特性而输出。并且，摩擦变动解析部10进行基于摩擦特性推定值相对于基准摩擦特性的变动量的运算，输出摩擦变动值。此外，虽未图示，但将摩擦变动值输出至例如在电动机控制装置搭载的显示部或者电动机控制装置外部的显示部而让用户能够识别即可。但是，摩擦变动值不限定于通过视觉来使用户进行识别的方式，也可以是例如利用声音通过听觉来使用户进行识别的方式。

图2是表示图1所示的电动机控制装置所具有的控制部4的结构的框图。图2所示的控制部4具有驱动控制部41、电流控制部42、速度运算部43和驱动力计算部44。驱动控制部41根据驱动指令信号及位置检测信号而生成驱动力指令信号，输出至电流控制部42。在生成驱动力指令信号时，使用基于比例、积分或者微分的运算。电流控制部42与驱动力指令信号及驱动电流检测值相应地，以使由电动机3产生的驱动力追随驱动力指令信号的方式输出驱动电流。速度运算部43根据位置检测信号而生成速度信号，将速度信号输出至摩擦特性推定部8。在生成速度信号时，使用基于微分或者减法的运算。驱动力计算部44根据驱动电流检测值而生成、输出驱动力信号。通过使用驱动电流检测值，从而能够生成与由电动机3产生的驱动力相应的驱动力信号。

驱动部1的驱动机构2由与其机械地连结的电动机3驱动。驱动机构2具有将电动机3的旋转运动变换为直线运动的滚珠丝杠、或者以对动作方向进行设定的引导机构为代表的可动部，在驱动部1动作时产生摩擦。由于该摩擦随着可动部的磨损、损伤或者异物的影响而变动，因此摩擦特性成为表示驱动机构2的状态的指标。因此，通过对诸如引入机械装置时或者更换驱动机构2的部件时这样的正常时的摩擦特性和当前的摩擦特性进行比较，从而能够掌握驱动机构2的时效变化状况。当前的摩擦特性是从摩擦特性推定部8作为摩擦特性推定值输出的。摩擦特性推定部8根据驱动力信号及速度信号对在驱动部1产生的摩擦进行推定，将摩擦特性推定值输出。在这里，摩擦特性推定值包含粘性系数和库伦系数这2个系数，摩擦和这些系数之间的关系由下述式(1)表示。

【算式1】

(摩擦)＝(粘性系数)×(速度)+(库伦系数)×(速度方向)…(1)

另外，为了润滑以及降低摩擦而在可动部涂敷有油脂或者润滑剂。由于上述油脂或者润滑剂的粘度随着温度而变化，因此驱动机构2的摩擦具有温度依赖性。

图3是表示在正常时，作为一个例子，引入机械装置时通过电动机3来驱动由滚珠丝杠构成的驱动机构2时的摩擦值的温度依赖性的图表。在这里，在横轴示出位置检测器5的温度(℃)，在纵轴示出以旋转速度3000rpm(revolution per minute)使电动机3旋转时的摩擦值(N)。在图3中描绘出的值表示摩擦值相对于外部气温为10℃、28℃或者40℃时的位置检测器5的温度的关系。如图3所示，位置检测器5的温度或者外部气温越高，摩擦变得越小。

此外，位置检测器5经由电动机3与驱动机构2机械连接，但由于位置检测器5的温度随着驱动机构2的温度而变化，因此能够使用位置检测器5的温度作为与驱动机构2的摩擦相关的温度。并且，由于对位置检测器5的温度进行测定的温度信息获取部11安装于位置检测器5而并非安装于可动部，因此安装是容易的。

在这里，说明将在外部气温28℃下获取到的摩擦值7.7N设为基准而根据摩擦的变动来掌握时效变化的情况。由于在外部气温10℃下所推定的摩擦值为9.7N，因此在外部气温28℃下摩擦值变动了2.0N。此外，摩擦值的变动量以比例计为26％。因此，在不考虑温度依赖性的情况下，错误地判断为摩擦的26％的变动是时效变化引起的。因此，在根据摩擦的变动来提取由驱动机构2的时效变化引起的摩擦特性的变动时，应该考虑到摩擦的温度依赖性。为了将摩擦的温度依赖性考虑在内而根据推定出的当前的摩擦特性推定值来提取驱动机构2的时效变化，在摩擦模型部9设定有对摩擦的温度依赖性进行了模型化的温度摩擦模型，对与由温度信息获取部11获取到的温度相对应的基准摩擦特性进行计算。

图4是表示对图3追加了温度摩擦模型后的摩擦的温度依赖性的图表。图4所示的图表表示在基于图3的驱动机构2的摩擦的温度依赖性而生成的温度摩擦模型中，使电动机3以3000rpm旋转时的摩擦值。在外部气温为10℃、使电动机3以旋转速度3000rpm旋转的情况下，所推定的摩擦值为9.7N，由温度信息获取部11获取的位置检测器5的温度为46℃。该温度下的根据温度摩擦模型而计算的、基准摩擦特性的在电动机3以旋转速度3000rpm旋转的条件下的摩擦值为9.56N，摩擦的变动为0.14N。此外，摩擦值的变动量以比例计为1.5％。如上所述，时效变化引起的摩擦的变动为1.5％，能够判断为几乎未发生时效变化。即，根据以在正常时，作为一个例子，引入机械装置时的驱动机构2的摩擦的温度依赖性为基础的温度摩擦模型来得到推定摩擦特性时的温度下的基准摩擦特性，将该特性作为基准对摩擦特性推定值进行比较、解析，从而能够将摩擦的温度依赖性考虑在内而掌握驱动机构2的时效变化。

在以上的说明中，说明了使电动机3以旋转速度3000rpm旋转时的摩擦值，但摩擦特性推定值包含粘性系数和库伦系数这2个系数，摩擦与这些系数的关系如上述式(1)那样以速度或者旋转速度的函数表示。通过对与该摩擦特性推定值的表达相对应的温度摩擦模型进行设定，从而能够对推定出的摩擦特性推定值进行比较、解析，而与电动机3的速度无关。在该情况下的温度摩擦模型中，粘性系数和库伦系数以下述式(2)、(3)那样的温度依赖的式子来进行设定。

【算式2】

【算式3】

此时，摩擦模型部9与输入来的温度信息值相应地，根据上述式(2)、(3)将作为基准的粘性系数及库伦系数，作为基准摩擦特性进行输出。

在上述结构中，在摩擦模型部9中，基于在正常时，作为一个例子，引入机械装置时的驱动机构2的摩擦的温度依赖性，设定有特性随着温度而变化的温度摩擦模型，摩擦模型部9根据对摩擦特性推定值进行推定时由温度信息获取部11所输出的温度信息值，对该温度下的正常的驱动机构2的摩擦特性即基准摩擦特性进行计算。

摩擦变动解析部10根据基准摩擦特性及摩擦特性推定值，对表示如上所述与时效变化相伴的驱动机构2的摩擦的变动的摩擦变动值进行计算。

图5是表示摩擦变动解析部10的结构的图。图5所示的摩擦变动解析部10具有减法运算器101和变动量比例计算部102。减法运算器101将基准摩擦特性作为基准，输出与摩擦特性推定值之差而作为摩擦变动量。变动量比例计算部102基于输入来的基准摩擦特性及摩擦变动量，对摩擦变动量相对于基准摩擦特性的比例进行计算，作为摩擦变动值而输出。如上所述，摩擦变动解析部10能够对摩擦特性推定部8推定出的驱动机构2的摩擦特性推定值、和摩擦模型部9计算出的基准摩擦特性进行比较，输出考虑到了摩擦的温度依赖性的摩擦变动值。

如以上说明所述，本实施方式的电动机控制装置即使在温度变化的设置环境下也能够基于推定出的摩擦特性推定值对表示驱动机构2的时效变化的摩擦变动值进行计算。

此外，在本实施方式中，控制部4的驱动力计算部44根据驱动电流检测值而生成驱动力信号，但也可以取代驱动电流检测值而使用由控制部4的驱动控制部41所生成的驱动力指令信号来生成驱动力信号。另外，也可以使用从以扭矩仪为代表的对电动机3的驱动力进行测量的传感器得到的信号来生成驱动力信号。

另外，取代位置检测器5及温度信息获取部11而使用具有用于检测值校正的温度测定功能的位置及温度检测器，该位置及温度检测器也可以是兼具位置检测器5及温度信息获取部11的结构。如果设为上述结构，则由于不需要设置温度信息获取部11，另外，温度信息值的发送用线缆能够与位置检测值的发送用线缆共用，因此能够抑制成本。

此外，在本实施方式中，将温度信息获取部11的温度测量部位设为位置检测器5，但本发明不限定于此，温度信息获取部11也可以是取代位置检测器5的温度而对驱动机构2或者电动机3的温度进行测量的结构。在对驱动机构2的温度进行测量的情况下，能够将驱动机构2的摩擦的温度依赖性比上述说明的本实施方式更准确地模型化。

此外，在本实施方式中，将位置检测器5所检测的位置设为电动机3的位置，但本发明不限定于此，位置检测器5也可以设为对驱动机构2的位置进行检测的结构。此时，控制部4基于与驱动机构2的位置相应的位置检测信号对速度信号进行计算即可。

或者，也可以取代位置检测器5而使用对电动机3或者驱动机构2的速度进行检测的速度检测器。在取代位置检测器5而使用速度检测器时，使用表示由速度检测器所检测的速度的速度检测信号，例如通过基于积分的运算而对位置进行计算即可。将位置检测器及速度检测器统称为动作检测部。另外，将速度检测信号及位置检测信号统称为动作检测信号。

实施方式2

图6是表示本发明所涉及的电动机控制装置的实施方式2的结构的框图。本实施方式的电动机控制装置是下述结构，即，向图1的结构追加了常温时温度摩擦存储部12、高温时温度摩擦存储部13、低温时温度摩擦存储部14和温度摩擦模型生成部15，取代摩擦模型部9而具有摩擦模型部9a。在常温时温度摩擦存储部12、高温时温度摩擦存储部13及低温时温度摩擦存储部14中设定有温度信息值及摩擦特性。温度摩擦模型生成部15基于在常温时温度摩擦存储部12、高温时温度摩擦存储部13及低温时温度摩擦存储部14中设定的温度信息值和摩擦特性而生成温度摩擦模型。在图6所示的电动机控制装置中，对于与图1相同的结构，由于同样地进行动作、同样地起作用，因此在这里省略说明。

在图6所示的电动机控制装置中，首先，温度摩擦模型生成部15根据不同的外部气温条件下的正常时，作为一个例子，引入机械装置时的驱动机构2的温度信息值及摩擦特性，通过以最小二乘法为代表的求出近似曲线的方法、即近似计算而生成温度摩擦模型。在常温时温度摩擦存储部12、高温时温度摩擦存储部13及低温时温度摩擦存储部14中设定有不同的外部气温条件下的温度信息值和摩擦特性。举出如图3那样外部气温各自为常温28℃、低温10℃及高温40℃的情况下的、由温度信息获取部11获取到的温度信息值以及由摩擦特性推定部8推定出的摩擦特性推定值的设定，作为常温时温度摩擦存储部12、高温时温度摩擦存储部13以及低温时温度摩擦存储部14各自的设定的一个例子。温度摩擦模型生成部15基于以上述方式设定的温度信息值及摩擦特性，通过以最小二乘法为代表的求出近似曲线、即近似计算的方法而生成温度摩擦模型，输出至摩擦模型部9a。根据上述结构，例如通过使用恒温室使驱动部1在不同的温度环境下运转而获取温度信息值及摩擦特性，将它们分别设定于常温时温度摩擦存储部12、高温时温度摩擦存储部13以及低温时温度摩擦存储部14，从而温度摩擦模型生成部15生成温度摩擦模型而自动地输出至摩擦模型部9a，在摩擦模型部9a自动地设定温度摩擦模型。

如以上说明所述，在本实施方式的电动机控制装置中，通过对使驱动部1在不同的温度环境下运转而得到的温度信息值及摩擦特性进行设定，从而即使在温度变化的设置环境下，也能够基于推定出的摩擦特性对表示驱动机构2的时效变化的摩擦变动值进行计算。

此外，本实施方式的电动机控制装置具有3个温度摩擦存储部，但本发明不限定于此，作为一个例子，也可以具有常温时温度摩擦存储部及高温时温度摩擦存储部这2个温度摩擦存储部，作为一个例子，也可以具有第1、2常温时温度摩擦存储部、高温时温度摩擦存储部、低温时温度摩擦存储部这4个或更多的温度摩擦存储部。就温度摩擦模型生成部15而言，如果具有至少2个温度摩擦存储部，则能够生成温度摩擦模型。

实施方式3

图7是表示本发明所涉及的电动机控制装置的实施方式3的结构的框图。本实施方式的电动机控制装置是下述结构，即，向图6的结构追加了温度摩擦自动设定部16、和对实施自动设定的期间进行测量的自动设定期间测量部17，取代常温时温度摩擦存储部12而具有常温时温度摩擦存储部12a，取代高温时温度摩擦存储部13而具有高温时温度摩擦存储部13a，取代低温时温度摩擦存储部14而具有低温时温度摩擦存储部14a。温度摩擦自动设定部16在实施自动设定的期间内将温度信息值和摩擦特性推定值设定于常温时温度摩擦存储部12a、高温时温度摩擦存储部13a及低温时温度摩擦存储部14a。自动设定期间测量部17保存有自动设定期间，在该自动设定期间内将自动设定请求信号输出至温度摩擦自动设定部16。在输入有自动设定请求信号的期间，温度摩擦自动设定部16持续进行常温时温度摩擦存储部12a、高温时温度摩擦存储部13a及低温时温度摩擦存储部14a的自动设定。在图7所示的电动机控制装置中，除温度摩擦模型生成部15以外，对于与图1、6相同的结构，由于同样地进行动作、同样地起作用，因此在这里省略说明。温度摩擦模型生成部15与图1、6结构相同，但动作不同。此外，如果由自动设定期间测量部17设定的期间是诸如大于或等于1年那样的长期间，则驱动机构2可能在该期间产生时效变化。因此，自动设定的期间优选是被设想为几乎无时效变化的期间、即3个月至6个月左右。

在图7所示的电动机控制装置中，温度摩擦自动设定部16利用驱动部1的设置环境的外部气温随着季节变化而变化这一情况，将温度信息值设定于常温时温度摩擦存储部12a、高温时温度摩擦存储部13a及低温时温度摩擦存储部14a，自动地对摩擦特性推定值进行设定。在这里，由于温度摩擦模型是基于常温时温度摩擦存储部12a、高温时温度摩擦存储部13a及低温时温度摩擦存储部14a的温度信息值和摩擦特性而生成的，因此使用温度变化幅度大的温度信息值和摩擦特性能够准确地进行模型化。并且，温度摩擦自动设定部16利用季节变化所导致的外部气温变化，但是，如果自动设定的期间是诸如大于或等于1年这样的长期间，则驱动机构2可能在该期间产生时效变化。因此，实施自动设定的期间优选是被设想为存在由季节变化导致的外部气温变化、几乎无时效变化的期间，即3个月至6个月左右。

图8是表示温度摩擦自动设定部16通过自动设定的序列而进行的、对温度信息值及摩擦特性推定值进行设定的动作的流程图。所设定的温度信息值及摩擦特性推定值被设定于常温时温度摩擦存储部12a、高温时温度摩擦存储部13a及低温时温度摩擦存储部14a。首先，开始自动设定动作，对是否输入有自动设定请求信号进行判定(步骤S1)。在未输入自动设定请求信号的情况(通过步骤S1的判定而判定为No的情况)下，结束自动设定。在输入有自动设定请求信号的情况(通过步骤S1的判定而判定为Yes的情况)下，对在常温时温度摩擦存储部12a中是否设定有温度信息值及摩擦特性推定值进行判定(步骤S2)。在常温时温度摩擦存储部12a中未设定温度信息值及摩擦特性推定值的情况(通过步骤S2的判定而判定为No的情况)下，将温度信息值及摩擦特性推定值设定于常温时温度摩擦存储部12a(步骤S3)，返回步骤S1，再次进行步骤S1的判定。在常温时温度摩擦存储部12a中设定有温度信息值及摩擦特性推定值的情况(通过步骤S2的判定而判定为Yes的情况)下，对温度信息值是否为比常温时温度摩擦存储部12a的温度高的温度进行判定(步骤S4)。在温度信息值是比常温时温度摩擦存储部12a的温度高的温度的情况(通过步骤S4的判定而判定为Yes的情况)下，对在高温时温度摩擦存储部13a中是否设定有温度信息值和摩擦特性推定值进行判定(步骤S5)。在高温时温度摩擦存储部13a中设定有温度信息值及摩擦特性推定值的情况(通过步骤S5的判定而判定为Yes的情况)下，对温度信息值是否为比高温时温度摩擦存储部13a的温度高的温度进行判定(步骤S6)，在并非更高的温度的情况(通过步骤S6的判定而判定为No的情况)下，返回步骤S1，再次进行步骤S1的判定。在高温时温度摩擦存储部13a中未设定温度信息值及摩擦特性推定值的情况(通过步骤S5的判定而判定为No的情况)、或者温度信息值是比高温时温度摩擦存储部13a的温度高的温度的情况(通过步骤S6的判定而判定为Yes的情况)下，将温度信息值及摩擦特性推定值设定以及更新至高温时温度摩擦存储部13a(步骤S7)，返回步骤S1，再次进行步骤S1的判定。另外，在温度信息值并非是比常温时温度摩擦存储部12a的温度高的温度的情况(通过步骤S4的判定而判定为No的情况)下，对在低温时温度摩擦存储部14a中是否设定有温度信息值及摩擦特性推定值进行判定(步骤S8)。在低温时温度摩擦存储部14a中设定有温度信息值及摩擦特性推定值的情况(通过步骤S8的判定而判定为Yes的情况)下，对温度信息值是否为比低温时温度摩擦存储部14a的温度高的温度进行判定(步骤S9)，在是更高的温度的情况(通过步骤S9的判定而判定为Yes的情况)下，返回步骤S1，再次进行步骤S1的判定。在低温时温度摩擦存储部14a中未设定温度信息值及摩擦特性推定值的情况(通过步骤S8的判定而判定为No的情况)、或者温度信息值并非是比低温时温度摩擦存储部14a的温度高的温度的情况(通过步骤S9的判定而判定为No的情况)下，将温度信息值及摩擦特性推定值设定以及更新至低温时温度摩擦存储部14a(步骤S10)，返回步骤S1，再次进行步骤S1的判定。

并且，温度摩擦模型生成部15基于在实施自动设定的期间所设定的常温时温度摩擦存储部12a、高温时温度摩擦存储部13a及低温时温度摩擦存储部14a的温度信息值及摩擦特性推定值，生成温度摩擦模型。此时，以考虑到在实施自动设定的期间驱动机构2产生时效变化的可能性，经过在常温时温度摩擦存储部12a中设定的温度信息值及摩擦特性推定值的方式而生成温度摩擦模型。根据上述结构，温度摩擦自动设定部16在实施自动设定的期间利用季节变化所导致的外部气温变化，将温度信息值及摩擦特性推定值自动设定于常温时温度摩擦存储部12a、高温时温度摩擦存储部13a及低温时温度摩擦存储部14a。

如以上说明所述，在本实施方式的电动机控制装置中，根据自动地设定的温度信息值和摩擦特性推定值，自动地生成温度摩擦模型，即使在温度变化的设置环境下，也能够基于推定出的摩擦特性推定值对表示驱动机构2的时效变化的摩擦变动值进行计算。

此外，在本实施方式中，自动设定期间测量部17是对实施自动设定的期间进行设定、测量的结构，但本发明不限定于此，也可以是对电源的通断次数或者运转次数的计数次数进行设定，基于上述次数的测量结果而输出自动设定请求信号的结构。

实施方式4

图9是表示本发明所涉及的电动机控制装置的实施方式4的结构的框图。本实施方式的电动机控制装置是下述结构，即，取代图7的控制部4而具有还输出驱动电压指令值的控制部4a，取代温度信息获取部11而具有根据驱动电流检测值及驱动电压指令值对电动机3的温度进行推定的温度信息获取部11a。在图9所示的电动机控制装置中，对于与图7相同的结构，由于同样地进行动作、同样地起作用，因此在这里省略说明。

在图9所示的电动机控制装置中，控制部4a将基于位置检测信号、驱动指令信号和驱动电流检测值的驱动电流供给至电动机3，并且输出速度信号、驱动力信号和驱动电压指令值。并且，电动机3产生与供给来的驱动电流相应的驱动力。

图10是表示控制部4a的结构的框图。图10所示的控制部4a具有驱动控制部41、电流控制部42a、速度运算部43和驱动力计算部44。即，图10所示的控制部4a是取代图2所示的控制部4的电流控制部42而具有电流控制部42a的结构。电流控制部42a具有电流控制运算部421和主电路部422。此外，由于驱动控制部41、速度运算部43及驱动力计算部44已在实施方式1的图2说明过，因此在这里省略说明。

电流控制运算部421被输入驱动力指令信号及驱动电流检测值，以使由电动机3所生成的驱动力追随驱动力指令信号的方式输出驱动电压指令值。主电路部422与驱动电压指令值相应地将驱动电流输出至电动机3。

温度信息获取部11a根据驱动电流检测值及驱动电压指令值对电动机3的绕组电阻进行测定，根据铜线的电阻率和温度的关系对电动机3的温度进行推定而输出温度信息值。具体地说，根据测定出的绕组电阻测定值、作为预先测定出的值的绕组在20℃时的绕组电阻即20℃绕组电阻值、以及20℃的电阻温度系数即20℃电阻温度系数，使用下述式(4)来计算温度的推定值。

【算式4】

(推定温度)＝

20+{(绕组电阻测定值)/(20℃绕组电阻值)-1}/(20℃电阻温度系数)…(4)

根据上述式(4)，温度信息获取部11a对电动机3的温度进行推定而输出温度信息值。

如以上说明所述，在本实施方式的电动机控制装置中，通过自动地设定的温度信息值及摩擦特性推定值，从而温度摩擦模型得到自动设定，即使在温度变化的设置环境下，也能够基于推定出的摩擦特性推定值对表示驱动机构2的时效变化的摩擦变动值进行计算。

此外，在本实施方式的电动机控制装置中，温度信息获取部11a使用电流控制部42a所输出的驱动电压指令值对电动机3的温度进行推定，但也可以使用向主电路部422或者电动机3施加的电压的检测值即驱动电压检测值对电动机3的温度进行推定。

另外，在本实施方式的电动机控制装置中，也可以如实施方式2的图6所示的电动机控制装置那样省略温度摩擦自动设定部16及自动设定期间测量部17。在该情况下，将温度信息值和摩擦特性推定值设定于常温时温度摩擦存储部12、高温时温度摩擦存储部13及低温时温度摩擦存储部14即可。

另外，在本实施方式的电动机控制装置中，也可以如实施方式1的图1所示的电动机控制装置那样省略常温时温度摩擦存储部12、12a、高温时温度摩擦存储部13、13a、低温时温度摩擦存储部14、14a、温度摩擦模型生成部15、温度摩擦自动设定部16及自动设定期间测量部17。在该情况下，将温度摩擦模型设定于摩擦模型部9、9a即可。

实施方式5

图11是表示本发明所涉及的电动机控制装置的实施方式5的结构的框图。本实施方式的电动机控制装置在图7的结构的基础上具有摩擦力信号生成部18和基准摩擦值生成部19，取代摩擦变动解析部10而具有摩擦变动解析部10a。摩擦力信号生成部18根据驱动力信号及速度信号对在驱动机构2产生的摩擦力进行计算，生成、输出摩擦力信号。基准摩擦值生成部19根据速度信号及基准摩擦特性而生成、输出基准摩擦值。摩擦变动解析部10a对摩擦力信号和基准摩擦值进行比较，对摩擦变动值进行计算。在图11所示的电动机控制装置中，对于与图7相同的结构，由于同样地进行动作、同样地起作用，因此在这里省略说明。

摩擦力信号生成部18通过使用预先存储的对电动机3施加的负载质量、和对控制部4的输出即速度信号进行了微分的加速度信号，求出负载质量的加减速所需的扭矩或者推力的波形，从驱动力信号减去该波形，从而对在驱动机构2产生的摩擦力进行计算，生成、输出摩擦力信号。基准摩擦值生成部19基于摩擦模型部9a的输出即基准摩擦特性、和控制部4的输出即速度信号，生成、输出速度信号所表示的速度下的基准摩擦特性的摩擦值即基准摩擦值。向摩擦变动解析部10a，不输入摩擦特性推定值，而输入摩擦力信号生成部18的输出即摩擦力信号以及基准摩擦值生成部19的输出即基准摩擦值，通过与摩擦变动解析部10相同的运算，对摩擦变动值进行计算，该摩擦变动值表示与时效变化相伴的驱动机构2的摩擦的变动。

在上述结构中，取代由摩擦特性推定部8所推定的摩擦特性推定值，使用对在驱动机构2产生的摩擦力进行计算得到的摩擦力信号。摩擦特性推定部8对摩擦特性推定值的推定是需要时间的，但摩擦力信号能够根据驱动力信号及加速度信号通过代数计算即时生成。因此，能够以短时间对摩擦变动值进行计算。

如以上说明所述，在本实施方式的电动机控制装置中，即使在温度变化的设置环境下，也能够以短时间对表示驱动机构2的时效变化的摩擦变动值进行计算。

另外，在本实施方式的电动机控制装置中，也可以如实施方式2的图6所示的电动机控制装置那样省略温度摩擦自动设定部16及自动设定期间测量部17。在该情况下，将温度信息值和摩擦特性推定值设定于常温时温度摩擦存储部12、高温时温度摩擦存储部13及低温时温度摩擦存储部14即可。另外，在本实施方式的电动机控制装置中，也可以如实施方式1的图1所示的电动机控制装置那样省略常温时温度摩擦存储部12、12a、高温时温度摩擦存储部13、13a、低温时温度摩擦存储部14、14a、温度摩擦模型生成部15、温度摩擦自动设定部16以及自动设定期间测量部17。在该情况下，将温度摩擦模型设定于摩擦模型部9即可。

实施方式6

图12是表示本发明所涉及的电动机控制装置的实施方式6的结构的框图。在本实施方式的电动机控制装置中，取代图1的温度信息获取部11而具有连续运转计数部20，取代摩擦模型部9而具有摩擦模型部9b。连续运转计数部20与连续运转时间相应地生成、输出单调增加的连续运转计数值。在摩擦模型部9b设定有摩擦特性与连续运转计数值相应地变化的连续运转摩擦模型。在图12所示的电动机控制装置中，对于与图1相同的结构，由于同样地进行动作、同样地起作用，因此在这里省略说明。

在图12所示的电动机控制装置中，驱动部1具有驱动机构2和电动机3，电动机3与驱动指令信号相应地对驱动机构2进行驱动。驱动机构2具有以滚珠丝杠或者引导机构为代表的可动部，在驱动部1进行动作时产生摩擦，其中，该滚珠丝杠将旋转运动变换为直线运动，该引导机构对动作方向进行设定。由于该摩擦随着可动部的磨损、损伤或者异物的影响而变动，因此摩擦特性成为表示驱动机构2的状态的指标。为了润滑及降低摩擦，在驱动机构2的可动部涂敷有油脂或者润滑剂。上述油脂或者润滑剂的粘度具有随温度而变化的特性，如在实施方式1中说明的那样，驱动机构2的摩擦具有温度依赖性。并且，在驱动部1的连续运转过程中，由于驱动机构2的温度因摩擦所导致的损耗以及电动机3的电气损耗而上升，因此驱动机构2的摩擦特性随着连续运转而变化。

图13是表示在正常时，作为一个例子，引入机械装置时通过电动机3来驱动由滚珠丝杠构成的驱动机构2时的摩擦值的变化的图表。在这里，在横轴示出连续运转计数值，在纵轴示出以旋转速度3000rpm使电动机3进行旋转时的摩擦值(N)。在这里，连续运转计数值以分钟为单位，但本发明不限定于此，连续运转计数值设为恒定的单位时间即可。如图13所示，摩擦值在从连续运转开始至120分钟为止的期间持续减小，此后几乎不变，摩擦值成为大致恒定的值。如上所述，摩擦值变动的理由被认为是，在从连续运转开始至120分钟为止的期间，摩擦特性由于摩擦损耗或者电气损耗所导致的驱动机构2的温度上升而变化，此后外部气温与由损耗所导致的热量的产生变为平衡状态，温度不变。

在这里，说明将从连续运转开始起300分钟后的摩擦值8.2N作为基准而根据摩擦的变动来掌握时效变化的情况。在从连续运转开始起60分钟后，由于所推定的摩擦值为9.7N，因此摩擦值变动了1.5N。此外，摩擦值的变动量以比例计为18％。因此，在不考虑连续运转过程中的摩擦特性变化的情况下，错误地判断为摩擦的18％的变动是时效变化引起的。因此，在根据摩擦的变动而提取驱动机构2的时效变化所引起的摩擦特性的变动时，应该考虑到连续运转过程中的摩擦特性变化。在这里，认为如果驱动部1的运转模式相同，则摩擦损耗或者电气损耗所导致产生的热量不变。因此，通过基于在正常时，作为一个例子，引入机械装置时使驱动机构2以某个运转模式反复进行动作时的、连续运转计数部20的输出即连续运转计数值和摩擦特性推定部8推定而输出的摩擦特性推定值，生成对连续运转计数值和摩擦特性的关系进行了模型化的连续运转摩擦模型，从而如果驱动部1的运转模式相同，则能够将连续运转摩擦模型作为基准来掌握驱动机构2的时效变化。即，摩擦模型部9b通过根据连续运转摩擦模型对与连续运转计数值相应的基准摩擦特性进行计算，将该特性作为基准对摩擦特性推定部8推定出的摩擦特性推定值进行比较、解析，从而能够考虑到摩擦的温度依赖性而掌握驱动机构2的时效变化。

连续运转摩擦模型是与摩擦特性推定部8所推定的摩擦特性推定值相应地，通过下述式(5)、(6)而设定的，其中，在下述式(5)、(6)中适用将粘性系数和库伦系数设为相对于连续运转计数值的函数这一表达。

【算式5】

(粘性系数)＝(粘性温度系数)×(连续运转计数值)+(粘性偏移值)…(5)

【算式6】

(库伦系数)＝

(库伦温度系数)×(连续运转计数值)+(库伦偏移值)…(6)

此时的摩擦模型部9b与所输入的连续运转计数值相应地根据上述式(5)、(6)，将作为基准的粘性系数及库伦系数，作为基准摩擦特性而输出。

摩擦变动解析部10根据基准摩擦特性及摩擦特性推定值，以上述方式对摩擦变动值进行计算，其中，摩擦变动值表示与时效变化相伴的驱动机构2的摩擦的变动。

在上述结构中，在摩擦模型部9b，基于在正常时，作为一个例子，引入机械装置时的驱动机构2反复进行某个运转模式时的摩擦和连续运转时间之间的关系，而设定有摩擦特性与连续运转计数值相应地变化的连续运转摩擦模型。并且，摩擦模型部9b与对摩擦特性推定值进行推定时由连续运转计数部20所生成的连续运转计数值相应地，对基准摩擦特性进行计算、输出。摩擦变动解析部10对摩擦特性推定部8推定出的摩擦特性推定值及基准摩擦特性进行比较，输出考虑到了连续运转时间和摩擦特性之间的关系的摩擦变动值。

如以上说明所述，本实施方式的电动机控制装置即使对于摩擦特性随着由某个运转模式的反复所实现的连续运转而变化的驱动机构2，也能够基于推定出的摩擦特性推定值对表示驱动机构2的时效变化的摩擦变动值进行计算。此外，在本实施方式的电动机控制装置中，连续运转计数部20生成与连续运转时间相应地单调增加的连续运转计数值，但也可以根据诸如运转模式的反复次数或者加减速的次数这样的，随着所决定出的运转模式的反复，该运转模式的次数、即运转次数单调增加的现象，来生成连续运转计数值。

实施方式7

图14是表示本发明所涉及的电动机控制装置的实施方式7的结构的框图。本实施方式的电动机控制装置是向图1所示的电动机控制装置追加了摩擦异常诊断部21的结构。摩擦异常诊断部21被输入摩擦变动解析部10所输出的摩擦变动值，输出摩擦异常诊断信号。在图14所示的电动机控制装置中，对于与图1相同的结构，由于同样地进行动作、同样地起作用，因此在这里省略说明。

在图14所示的电动机控制装置中，摩擦异常诊断部21对输入来的摩擦变动值和预先确定的摩擦变动值的正常值范围进行比较，在摩擦变动值位于正常值范围外的情况下，输出表示摩擦的异常的摩擦异常诊断信号。另外，在输入来的摩擦变动值位于正常值范围内的情况下，输出表示摩擦正常的摩擦异常诊断信号，或者不输出信号。

如实施方式1及图5所示，摩擦变动解析部10对摩擦模型部9计算出的基准摩擦特性、和摩擦特性推定部8推定出的驱动机构2的摩擦特性推定值进行比较，对表示驱动机构2的摩擦的变动的摩擦变动值进行计算。摩擦模型部9计算出的基准摩擦特性是与温度信息获取部11获取到的温度信息值相对应的正常时的驱动机构2的摩擦特性。由此，摩擦变动解析部10对摩擦特性推定值和基准摩擦特性进行比较，对当前的摩擦特性相对于当前温度下的正常时摩擦特性的变动量进行计算，对该变动量相对于基准摩擦特性的比例进行计算而输出摩擦变动值。如上所述，由于摩擦变动值是考虑到摩擦的温度依赖性而计算的，因此摩擦变动值表示时效变化所导致的摩擦特性的变动，而与温度无关。

摩擦异常诊断部21通过对表示时效变化所导致的摩擦特性的变动的摩擦变动值、和预先确定的正常值范围进行比较，从而对驱动机构2的摩擦是正常还是异常进行诊断。由于摩擦变动值不依赖于温度，因此能够进行基于1个正常值范围的诊断，而不依赖于温度。

如以上说明所述，本实施方式的电动机控制装置能够根据摩擦异常诊断部21所输出的摩擦异常诊断信号将驱动机构2处的摩擦有无异常通知给用户。此外，在本实施方式中，说明了向实施方式1的图1的结构追加了摩擦异常诊断部21的方式，但即使向实施方式2的图6、实施方式3的图7、实施方式4的图9、实施方式5的图11、或者实施方式6的图12的结构追加摩擦异常诊断部21，也得到同样的效果。

实施方式8

图15是表示本发明所涉及的电动机控制装置的实施方式8的结构的框图。在本实施方式的电动机控制装置中取代实施方式7的图14的摩擦异常诊断部21而具有摩擦异常诊断部21a。

摩擦异常诊断部21a基于摩擦变动解析部10所输出的摩擦变动值而输出摩擦异常增加诊断信号或者摩擦异常减小诊断信号。在图15所示的电动机控制装置中，对于与图1相同的结构，由于同样地进行动作、同样地起作用，因此在这里省略说明。

在图15所示的电动机控制装置中，在摩擦异常诊断部21a预先设定有由上限值和下限值构成的摩擦变动值的正常值范围，摩擦异常诊断部21a对输入来的摩擦变动值和该正常值范围进行比较，如果摩擦变动值超过正常值范围的上限值，则输出表示摩擦异常增加的摩擦异常增加诊断信号，如果摩擦变动值小于正常值范围的下限值，则输出表示摩擦异常减小的摩擦异常减小诊断信号。另外，在摩擦变动值位于正常值范围内的情况下，输出表示摩擦正常的摩擦异常增加诊断信号或者表示摩擦正常的摩擦异常减小诊断信号，或者不输出信号。

在驱动机构2产生的摩擦由作为润滑剂的润滑油或者油脂引起，或者由驱动机构2所使用的轴承、滚珠丝杠或者线性引导部施加的压力引起。可以预想到，如果由于时效变化，润滑油的粘度增加，或者发生油脂的硬化，或者混入异物，则摩擦增加。另一方面，可以预想到，如果润滑油的粘度下降，或者发生油脂的软化，或者施加的压力下降，则摩擦减小。由于摩擦异常诊断部21a对摩擦的异常增加和异常减小进行区分而输出摩擦异常增加诊断信号或者摩擦异常减小诊断信号，因此能够进行将上述现象区分开的诊断。

如以上说明所述，在本实施方式中，如果摩擦变动值超过正常值范围的上限值，则输出表示摩擦异常增加的摩擦异常增加诊断信号，如果摩擦变动值小于正常值范围的下限值，则输出表示摩擦异常减小的摩擦异常减小诊断信号。由于认为在驱动机构2，在摩擦增加时和摩擦减小时发生不同的现象，因此用户能够在摩擦异常增加时和摩擦异常减小时采取不同的应对措施。此外，在本实施方式中，说明了将实施方式7的结构的摩擦异常诊断部21替换为摩擦异常诊断部21a的方式、即向实施方式1的图1的结构追加了摩擦异常诊断部21的方式，但即使向实施方式2的图6、实施方式3的图7、实施方式4的图9、实施方式5的图11、或者实施方式6的图12的结构追加摩擦异常诊断部21a，也得到同样的效果。

实施方式9

图16是表示本发明所涉及的电动机控制装置的实施方式9的结构的框图。本实施方式的电动机控制装置从实施方式3的图7的结构中省略常温时温度摩擦存储部12a、高温时温度摩擦存储部13a、低温时温度摩擦存储部14a，取代温度摩擦模型生成部15而具有温度摩擦模型生成部15a。

在由自动设定期间测量部17所设定的期间内，从温度摩擦自动设定部16将温度信息值及摩擦特性推定值设定于温度摩擦模型生成部15a。在图16所示的电动机控制装置中，对于与图7相同的结构，由于同样地进行动作、同样地起作用，因此在这里省略说明。

在图16所示的电动机控制装置中，在由自动设定期间测量部17所设定的期间内，温度摩擦自动设定部16将温度信息值及摩擦特性推定值自动地设定于温度摩擦模型生成部15a。如果由自动设定期间测量部17所设定的期间是诸如大于或等于1年这样的长期间，则驱动机构2可能在该期间产生时效变化。因此，实施自动设定的期间优选是被设想为几乎无时效变化的期间、即3个月至6个月左右。

并且，温度摩擦模型生成部15a根据从温度摩擦自动设定部16设定的温度信息值以及摩擦特性推定值而生成温度摩擦模型。例如，温度摩擦模型生成部15a根据在实施自动设定的期间输入来的温度信息值以及摩擦特性推定值，使用逐次最小二乘法来生成温度摩擦模型。

如以上说明所述，在本实施方式的电动机控制装置中，能够根据自动地设定的温度信息值以及摩擦特性推定值而自动地生成温度摩擦模型，基于推定出的摩擦特性推定值对表示驱动机构2的时效变化的摩擦变动值进行计算。另外，不需要在实施方式3的图7所示的结构中所需的常温时温度摩擦存储部12a、高温时温度摩擦存储部13a及低温时温度摩擦存储部14a。因此，能够减少温度摩擦模型的自动生成所需的存储量。如上所述，能够根据温度信息值及摩擦特性推定值对基准摩擦模型进行计算而设定于摩擦模型部。

此外，在本实施方式中，温度摩擦模型生成部15a根据温度信息值及摩擦特性推定值，使用例如逐次最小二乘法来生成温度摩擦模型，但本发明不限定于此。在对空调进行了管理、几乎无温度变化的环境中使用的情况下，也可以通过对温度信息值及摩擦特性推定值各自进行平均化，从而生成温度摩擦模型。在该情况下，由于温度摩擦模型不具有温度依赖性，因此摩擦模型部9a输出恒定的基准摩擦特性，而不依赖于温度信息值。另外，在该情况下，自动设定期间优选是被设想为驱动机构2几乎无时效变化的期间、即比6个月短的期间。

如实施方式1至9所说明的那样，根据本发明的电动机控制装置，由于能够提早对异常进行识别，因此能够防止由异常导致的向其他部件的过载，寿命长，能够抑制由异常导致的能量消耗，还能够降低对环境的负荷。另外，在应用于生产机械的情况下，能够提高成品率。另外，在应用于输送设备的情况下，由于能够提早对异常进行应对，因此能够提高输送效率。

工业实用性

如上所述，本发明所涉及的电动机控制装置对于以自动机器、工作机械或者机器人为代表的具有由电动机驱动的驱动部的机械装置是有用的，特别地，适合于具有摩擦特性随设置环境的温度变化或者连续运转时间而变化的驱动机构的机械装置。

在以上的实施方式中示出的结构表示的是本发明的内容的一个例子，还能够与其他的公知技术进行组合，在不脱离本发明的主旨的范围，还能够对结构的一部分进行省略、变更。

标号的说明

1驱动部，2驱动机构，3电动机，4、4a控制部，5位置检测器，6指令生成部，7驱动电流检测部，8摩擦特性推定部，9、9a、9b摩擦模型部，10、10a摩擦变动解析部，11、11a温度信息获取部，12、12a常温时温度摩擦存储部，13、13a高温时温度摩擦存储部，14、14a低温时温度摩擦存储部，15、15a温度摩擦模型生成部，16温度摩擦自动设定部，17自动设定期间测量部，18摩擦力信号生成部，19基准摩擦值生成部，20连续运转计数部，21、21a摩擦异常诊断部，41驱动控制部，42、42a电流控制部，43速度运算部，44驱动力计算部，101减法运算器，102变动量比例计算部，421电流控制运算部，422主电路部。