本发明涉及一种具有连结机构的刚性的老化的自我监视功能的伺服电动机控制装置以及伺服电动机控制系统，该连结机构将伺服电动机与被驱动体进行连结来将伺服电动机的动力传递给被驱动体。
背景技术
例如，在机床等中，已知使用伺服电动机来控制被加工物(工件)的位置的伺服电动机控制装置。伺服电动机控制装置在工作台(被驱动体)(也称为移动体)上搭载被加工物，通过伺服电动机经由连结机构来使工作台移动。连结机构具有与伺服电动机相连结的耦合器、固定在耦合器的滚珠丝杠、与滚珠丝杠螺纹连接并且与工作台相连结的螺母。由此，如果通过伺服电动机使滚珠丝杠旋转，则与滚珠丝杠螺纹连接的螺母在滚珠丝杠的轴向上移动，从而与螺母连结的工作台移动。
在像这样的连结机构(特别是耦合器以及滚珠丝杠)中，刚性较低，产生弹性变形。如果连结机构发生弹性变形，则工作台的位置产生弹性变形量的误差。关于这点，已知对工作台的位置进行修正的技术。
在专利文献1以及2中公开了根据由伺服电动机中的编码器检测出的伺服电动机的旋转量(半闭环反馈值)以及由固定在工作台的线性标尺检测出的工作台的移动量(全闭环反馈值)，来修正由连结机构的刚性的老化而引起的位置偏差(定位误差)的技术。
但是，根据连结机构的刚性的老化的程度，需要进行连结机构的维护。因此，需要掌握连结机构的刚性的老化，即连结机构的刚性的大小。
专利文献1：日本特开平11-345025号公报
专利文献2：日本特开平11-237920号公报
技术实现要素：
本发明的目的在于，提供一种推定连结机构的刚性的大小的伺服控制装置以及伺服电动机控制系统。
(1)本发明所涉及的伺服电动机控制装置(例如，后述的伺服电动机控制装置1、1a、1b、1c)具备：伺服电动机(例如，后述的伺服电动机50)；检测部(例如，后述的编码器40)，其检测所述伺服电动机的旋转位置；被驱动体(例如，后述的工件台70)，其通过所述伺服电动机进行驱动；连结机构(例如，后述的连结机构60)，其将所述伺服电动机与所述被驱动体连结，将所述伺服电动机的动力传递给所述被驱动体；以及电动机控制部(例如，后述的电动机控制部10、10a、10b、10c)，其根据位置指令值控制所述伺服电动机，所述电动机控制部具有：力推定部(例如，后述的力推定部20)，其推定在所述连结机构与所述被驱动体的连结部，作用于所述被驱动体的驱动力；修正量生成部(例如，后述的修正量生成部21)，其根据通过所述力推定部推定出的驱动力与修正的系数，生成用于修正所述位置指令值的修正量；以及刚性推定部(例如，后述的刚性推定部22)，其在停止了所述位置指令值的生成的状态下，逐渐增加所述修正量生成部的修正的系数，并根据在通过所述检测部检测出的所述伺服电动机的旋转位置信息、通过所述力推定部推定出的驱动力、或者通过所述修正量生成部生成的修正量的行为中产生变化点时的修正的系数，来推定所述连结机构的刚性的大小。
(2)在(1)所述的电动机驱动装置中，所述刚性推定部可以将通过所述检测部检测出的所述伺服电动机的旋转位置信息、通过所述力推定部推定出的驱动力、或者通过所述修正量生成部生成的修正量的行为中出现极大值时设为所述变化点。
(3)在(1)所述的电动机驱动装置中，所述刚性推定部可以将通过所述检测部检测出的所述伺服电动机的旋转位置信息、通过所述力推定部推定出的驱动力、或者通过所述修正量生成部生成的修正量的行为中出现极大值，并且该极大值与修正的系数的变更时的值之间的差成为预定值以上，或者成为修正的系数的变更时的值与修正的系数的变更后的收敛值之间的差的预定倍以上时设为所述变化点，或者可以将通过所述检测部检测出的所述伺服电动机的旋转位置信息、通过所述力推定部推定出的驱动力、或者通过所述修正量生成部生成的修正量的微分值的行为中出现极大值，并且该极大值与修正的系数的变更时的值之间的差成为预定值以上时设为所述变化点。
(4)在(1)～(3)中的任意一项所述的伺服电动机控制装置中，所述行为可以是时间经过中的变化。
(5)在(1)～(4)中的任意一项所述的电动机驱动装置中，所述电动机控制部还可以具有劣化检测部(例如，后述的劣化检测部28a)，其根据通过所述刚性推定部推定出的刚性的大小，检测所述连结机构的劣化。
(6)在(5)所述的伺服电动机控制装置中，所述劣化检测部可以在通过所述刚性推定部推定出的刚性的大小降低到预定的第1阈值以下时，检测所述连结机构的劣化。
(7)在(1)～(4)中的任一项所述的伺服电动机控制装置中，所述电动机控制部还可以具有：保存部(例如，后述的保存部24)，其将每隔预定时间间隔或者每隔不定时间间隔通过所述刚性推定部推定出的多个刚性的大小保存为刚性数据；以及刚性变化检测部(例如，后述的刚性变化检测部28b)，其根据在所述保存部中保存的刚性数据，检测所述连结机构的刚性的变化以及变化量。
(8)在(1)～(4)中的任意一项所述的伺服电动机控制装置中，所述电动机控制部还可以具有：通信部(例如，后述的通信部26)，其与其他的伺服电动机控制装置进行通信；保存部(例如，后述的保存部24)，其将每隔预定时间间隔或者每隔不定时间间隔通过所述刚性推定部推定出的本装置的多个刚性的大小与运转量关联起来来作为刚性数据进行保存，并且保存通过所述通信部取得的其他装置的将每隔预定时间间隔或者每隔不定时间间隔的多个刚性的大小与运转量关联起来的刚性数据；以及运转量推定部(例如，后述的运转量推定部28c)，其根据保存在所述保存部中的其他装置的刚性数据导出刚性的变化的倾向，并根据导出的刚性的变化的倾向和保存在所述保存部中的本装置的刚性数据，推定直到刚性的大小降低到预定的第2阈值以下为止的所述连结机构的剩余的可运转量。
(9)在(1)～(4)中的任意一项所述的伺服电动机控制装置中，所述电动机控制部还可以具有：保存部(例如，后述的保存部24)，其将每隔预定时间间隔或者每隔不定时间间隔通过所述刚性推定部推定出的本装置的多个刚性的大小与运转量关联起来作为刚性数据进行保存，并且预先保存表示所述连结机构的刚性的变化的倾向的倾向数据；以及运转量推定部(例如，后述的运转量推定部28c)，其根据保存在所述保存部中的倾向数据表示的刚性的变化的倾向和保存在所述保存部中的本装置的刚性数据，推定直到刚性的大小降低到预定的第2阈值以下为止的所述连结机构的剩余的可运转量。
(10)在(5)或者(6)所述的伺服电动机控制装置中，所述电动机控制部还可以具有通知部(例如，后述的显示部30)，其通知表示通过所述劣化检测部检测出的劣化的信息。
(11)在(7)所述的伺服电动机控制装置中，所述电动机控制部还可以具有通知部(例如，后述的显示部30)，其通知表示通过所述刚性变化检测部检测出的刚性的变化以及变化量中的至少一个的信息。
(12)在(8)或者(9)所述的伺服电动机控制装置中，所述电动机控制部还可以具有通知部(例如，后述的显示部30)，其通知表示通过所述运转量推定部推定出的可运转量的信息。
(13)在(10)～(12)中的任意一项所述的伺服电动机控制装置中，所述通知部可以是显示信息的显示装置。
(14)在(1)～(4)中的任意一项所述的伺服电动机控制装置中，所述电动机控制部还可以具有：通信部(例如，后述的通信部26)，其将每隔预定时间间隔或者每隔不定时间间隔通过所述刚性推定部推定出的多个刚性的大小作为刚性数据发送至外部的保存部，并取得保存在所述外部的保存部中的所述刚性数据；以及刚性变化检测部(例如，后述的刚性变化检测部28b)，其根据通过所述通信部从所述外部的保存部取得的所述刚性数据，检测所述连结机构的刚性的变化以及变化量。
(15)在(1)～(4)中的任意一项所述的伺服电动机控制装置中，所述电动机控制部还可以具有：通信部(例如，后述的通信部26)，其将每隔预定时间间隔或者每隔不定时间间隔通过所述刚性推定部推定出的本装置的多个刚性的大小与运转量联来起来作为本装置的刚性数据发送至外部的保存部，并取得保存在所述外部的保存部中的所述本装置的刚性数据以及其他装置的将每隔预定时间间隔或者每隔不定时间间隔的多个刚性的大小与运转量关联起来的刚性数据；以及运转量推定部(例如，后述的运转量推定部28c)，其根据通过所述通信部从所述外部的保存部取得的其他装置的刚性数据导出刚性的变化的倾向，并根据导出的刚性的变化的倾向与通过所述通信部从所述外部的保存部取得的所述本装置的刚性数据，推定直到刚性的大小降低到预定的第2阈值以下为止的所述连结机构的剩余的可运转量。
(16)本发明所涉及的伺服电动机控制系统(例如，后述的伺服电动机控制系统100)具备：(14)或者(15)所述的伺服电动机控制装置；以及服务器装置(例如，后述的服务器装置4)，其与所述伺服电动机控制装置相连接，具备所述外部的保存部。
根据本发明，能够提供一种推定连结机构的刚性的大小的伺服控制装置以及伺服电动机控制系统。
附图说明
图1表示本发明的实施方式的伺服电动机控制系统的结构。
图2表示本发明的第1实施方式的伺服电动机控制装置的结构。
图3是表示本发明的第1实施方式的伺服电动机控制装置进行的连结机构的刚性推定以及劣化检测的动作的流程图。
图4a表示实际的连结机构的弹性变形量与驱动扭矩的关系的老化(降低)。
图4b表示实际的连结机构的弹性变形量与驱动扭矩的关系(实线)以及根据修正的系数计算出的修正量与驱动扭矩的关系(虚线)。
图5a表示在停止了位置指令值的状态下，根据修正的系数计算出的修正量大于实际的连结机构的弹性变形量时的伺服电动机50的位置、推定出的驱动扭矩(力推定值)以及修正量的行为。
图5b表示在停止了位置指令值的状态下，在根据修正的系数计算出的修正量大于实际的连结机构的弹性变形量的时间点的伺服电动机50的位置、推定出的驱动扭矩(力推定值)以及修正量的行为。
图5c表示图5b所示的伺服电动机50的位置、推定出的驱动扭矩(力推定值)以及修正量的微分值的行为。
图6a表示在停止了位置指令值的状态下，逐渐增加修正的系数时的伺服电动机的旋转位置、推定出的驱动扭矩以及修正量的行为的试验结果的一部分。
图6b表示在停止了位置指令值的状态下，逐渐增加修正的系数时的伺服电动机的旋转位置、推定出的驱动扭矩以及修正量的行为的试验结果的另一部分。
图6c表示在停止了位置指令值的状态下，逐渐增加修正的系数时的伺服电动机的旋转位置、推定出的驱动扭矩以及修正量的行为的试验结果的又一部分。
图6d表示在停止了位置指令值的状态下，逐渐增加修正的系数时的伺服电动机的旋转位置、推定出的驱动扭矩以及修正量的行为的试验结果的其他一部分。
图7表示本发明的第2实施方式的伺服电动机控制装置的结构。
图8是表示本发明的第2实施方式的伺服电动机控制装置进行的连结机构的刚性推定动作的流程图。
图9是表示本发明的第2实施方式的伺服电动机控制装置进行的连结机构的刚性变化检测动作的流程图。
图10表示本发明的第3实施方式的伺服电动机控制装置的结构。
图11是表示本发明的第3实施方式的伺服电动机控制装置进行的连结机构的刚性数据共享动作的流程图。
图12是表示本发明的第3实施方式的伺服电动机控制装置进行的连结机构的运转量推定动作的流程图。
图13表示刚性与运转量的关系，即刚性的老化的倾向。
符号说明
1、1a、1b、1c伺服电动机控制装置
4服务器装置
5保存部
6网络
10、10a、10b、10c电动机控制部
12位置指令生成部
13、15减法器
14速度指令生成部
16扭矩指令生成部
17加法器
20力推定部
21修正量生成部
22刚性推定部
24保存部
26通信部
28a劣化检测部
28b刚性变化检测部
28c运转量推定部
30显示部(通知部)
40编码器
50伺服电动机
60连结机构
61耦合器
62滚珠丝杠
63螺母
70工件台(被驱动体)
100伺服电动机控制系统
具体实施方式
以下，参照附图针对本发明的实施方式的一个例子进行说明。此外，设为对于在各附图中相同或者相当的部分赋予相同的符号。
(伺服电动机控制系统)
图1是表示本发明的实施方式的伺服电动机控制系统的结构的图。如图1所示，在伺服电动机控制系统100中，经由网络6将多个伺服电动机控制装置1与服务器装置4相连接。
伺服电动机控制装置1通过电动机控制部10来驱动控制伺服电动机50，并将伺服电动机50的动力经由连结机构60传递给工件台(被驱动体)70。另外，伺服电动机控制装置1定期地监视连结机构60的刚性的老化。
多个伺服电动机控制装置1与服务器装置4经由网络6共享与各伺服电动机控制装置1监视的连结机构60的刚性的老化有关的信息。多个伺服电动机控制装置1将共享的信息保存在电动机控制部10的保存部(后述参照)中。服务器装置4将共享的信息保存在保存部5中。
多个伺服电动机控制装置1例如是同一机床中的伺服电动机控制装置，并具备相同的连结机构60。另外，多个伺服电动机控制装置1在相同的环境条件下进行相同的加工。
以下，针对多个伺服电动机控制装置1中的一个(以下，也称为本装置。)进行说明，但是其他的伺服电动机控制装置1(以下，也称为其他装置。)也是同样的。以下，作为伺服电动机控制装置1表示了三个实施方式。
(第1实施方式的伺服电动机控制装置)
图2是表示本发明的第1实施方式的伺服电动机控制装置的结构的图。如图2所示，伺服电动机控制装置1a具备电动机控制部10a、伺服电动机50、连结机构60、工件台(被驱动体)70。伺服电动机控制装置1a以及电动机控制部10a是图1的伺服电动机控制装置1以及电动机控制部10的一个例子。
伺服电动机控制装置1a通过伺服电动机50经由连结机构60使工件台70移动，加工在工件台70上搭载的被加工物(工件)。连结机构60具有与伺服电动机50相连结的耦合器61、固定在耦合器61的滚珠丝杠62，与滚珠丝杠62螺纹连结的螺母63。通过伺服电动机50的旋转驱动，与滚珠丝杠62螺纹连结的螺母63在滚珠丝杠62的轴向移动，与螺母63连结的工件台70移动。
通过设置在伺服电动机50的编码器(位置检测部)40来检测伺服电动机50的旋转角度位置，将检测出的旋转位置(旋转量)作为位置反馈(位置fb)来使用。在这里，伺服电动机50的旋转角度位置与工件台70的位置处于对应关系，因此通过编码器40检测出的旋转位置，即位置fb值表示工件台70的位置。此外，编码器40能够检测旋转速度，将检测出的速度作为速度反馈(速度fb)使用。
电动机控制部10a具备位置指令生成部12、减法器13和15、速度指令生成部14、扭矩指令生成部16、加法器17、力推定部20、修正量生成部21、刚性推定部22、保存部24、通信部26、劣化检测部(刚性变化检测部)28a以及显示部(通知部)30。
位置指令生成部12按照从未图示的上位控制装置、外部输入装置等输入的程序、命令，生成伺服电动机50的位置指令值。减法器13求出通过位置指令生成部12生成的位置指令值与通过编码器40检测出的位置检测值之间的差。如后所述，加法器17求出通过减法器13求出的差与通过修正量生成部21生成的修正值之和。速度指令生成部14根据由减法器13求出并通过加法器17修正后的差来生成伺服电动机50的速度指令值。减法器15求出通过速度指令生成部14生成的速度指令值与通过编码器40检测出的速度检测值的差。扭矩指令生成部16根据通过减法器15求出的差来生成伺服电动机50的扭矩指令值，并提供给伺服电动机50。
在这里，当伺服电动机50进行驱动时，工件台70经由连结机构60进行移动。此时，连结机构60产生弹性变形，即便使伺服电动机50按照指令值进行了旋转时，工件台70的位置也会产生弹性变形量的误差。
为了消除该误差，通过力推定部20、修正量生成部21以及加法器17，按照连结机构60的弹性变形量来修正位置指令值。连结机构60的弹性变形量与在工件台70(螺母63)与连结机构60的连结部作用于工件台70的驱动力成比例，可通过在连结部作用的驱动扭矩来表示驱动力。
力推定部20根据来自扭矩指令生成部16的扭矩指令值，推定在工件台70(螺母63)与连结机构60的连结部作用于工件台70的驱动扭矩(驱动力)。此外，力推定部20还可以根据使用电流检测器检测出的伺服电动机50的驱动电流，即实际电流(实际扭矩)来推定驱动扭矩。
修正量生成部21根据通过力推定部20推定出的驱动扭矩，生成用于修正通过位置指令生成部12生成的位置指令值的修正量。具体而言，修正量生成部21根据通过力推定部20推定出的驱动扭矩t以及修正的系数α，通过下式(1)求出修正量。
修正量＝α×t…(1)
修正的系数α包含在连结机构60(耦合器61、滚珠丝杠62)中产生的围绕旋转轴的扭转弹性变形的修正的系数以及轴向的伸缩弹性变形的修正的系数。
加法器17对通过减法器13求出的差相加通过修正量生成部21生成的修正量。由此，将位置指令值修正连结机构60的弹性变形量。
在这里，连结机构60的刚性发生老化(降低)。例如，连结机构60的滚珠丝杠62的刚性由于预压(preload)随时间降低而降低。当刚性降低时机床的加工精度降低，因此需要进行连结机构60的维护。
此外，在本实施方式中，通过后述的刚性推定部22推定出的刚性包含弹性变形和松动的影响。
因此，本申请的发明人考虑检测连结机构60的老化。本申请的发明人发现(细节在后面进行描述)当修正量生成部21的修正量，即根据修正的系数α计算出的修正量大于实际的连结机构60的弹性变形量时，即使在伺服电动机的控制装置1a停止时，即停止生成位置指令值时，将从修正量生成部21生成的修正量与位置指令值相加，在伺服电动机50的旋转位置、通过力推定部20推定的驱动扭矩以及通过修正量生成部21生成的修正量的行为中产生变化点(极大值)。在本实施方式中，通过检测这些行为的变化点的产生，推定连结机构60的刚性的大小，并检测连接机构60的刚性的老化。
具体而言，刚性推定部22在停止了由位置指令生成部12生成位置指令值的状态下，使通过修正量生成部21生成的修正量，具体而言使修正的系数α逐渐增加，根据在通过编码器40检测出的伺服电动机50的旋转位置(位置fb)的行为中产生变化点(极大值)时的修正的系数α，来推定连结机构60的刚性的大小。更具体而言，刚性推定部22推定修正的系数α的倒数来作为连结机构60的刚性的大小。
此外，刚性推定部22可以根据在通过力推定部20推定出的驱动扭矩(力推定值)或者通过修正量生成部21生成的修正量的行为中产生变化点时的修正的系数α，来推定连结机构60的刚性的大小，从而代替伺服电动机50的旋转位置。
另外，刚性推定部22并不限于修正的系数原本的值，可以根据通过在机械的制造/出货时所设定的修正的系数而进行了归一化的值等基于修正的系数的值，来推定刚性的大小。
保存部24预先保存用于满足加工精度的规格的连结机构60的刚性的下限值(第1阈值以及第2阈值)，来作为用于连结机构60的劣化检测的阈值。保存部24例如是eeprom等可擦写的存储器。
通信部26经由网络6与其他的伺服电动机控制装置1以及服务器装置4进行数据的收发。通信部26是基于lan、wan等有线或无线通信标准、或者bluetooth(蓝牙)、wi-fi等短距离通信标准等的通信接口。
劣化检测部28a根据通过刚性推定部22推定出的刚性的大小，检测连结机构60的劣化(刚性的变化)。具体而言，劣化检测部28a在通过刚性推定部22推定出的刚性的大小降低至保存部24中保存的阈值以下时，检测出连结机构60的劣化。
显示部30显示用于表示通过劣化检测部28a检测出的连结机构60的劣化的信息(例如，数值、文字、图像等)。显示部30可以显示表示通过刚性推定部22推定出的刚性的大小的信息、或者表示在伺服电动机50的旋转位置的行为中产生了变化点时的修正的系数α的信息。显示部30例如是液晶显示器等显示装置。
电动机控制部10a(以及后述的电动机控制部10b、10c)例如由dsp(digitalsignalprocessor：数字信号处理器)、fpga(field-programmablegatearray：现场可编程门阵列)等运算处理器构成。通过执行存储在存储部(例如，保存部24)中的预定的软件(程序)来实现电动机控制部10a(电动机控制部10b、10c)的各种功能(位置指令生成部12、减法器13、15、速度指令生成部14、扭矩指令生成部16、加法器17、力推定部20、修正量生成部21、刚性推定部22、劣化检测部28a以及后述的刚性变化检测部28b、运转量推定部28c)。电动机控制部10a的各种功能可以通过硬件与软件的协作来实现，也可以仅通过硬件(电路)来实现。
接下来，参照图3～图6d，针对第1实施方式的伺服电动机控制装置1a进行的连结机构60的刚性推定以及劣化检测的动作进行说明。图3是表示第1实施方式的伺服电动机控制装置1a进行的连结机构60的刚性推定以及劣化检测的动作的流程图。图4a表示实际的连结机构的弹性变形量与驱动扭矩的关系的老化(降低)。图4b表示实际的连结机构的弹性变形量与驱动扭矩的关系(实线)以及根据修正的系数计算出的修正量与驱动扭矩的关系(虚线)。图5a表示在停止了位置指令值的状态下，根据修正的系数计算出的修正量大于实际的连结机构的弹性变形量时的伺服电动机50的位置、推定出的驱动扭矩(力推定值)以及修正量的行为。图5b表示在停止了位置指令值的状态下，根据修正的系数计算出的修正量变得大于实际的连结机构的弹性变形量的时间点的伺服电动机50的位置、推定出的驱动扭矩(力推定值)以及修正量的行为。图5c表示图5b所示的伺服电动机50的位置、推定出的驱动扭矩(力推定值)以及修正量的微分值的行为。图6a～图6d表示在停止了位置指令值的状态下，使修正的系数逐渐增加时的伺服电动机50的旋转位置、推定出的驱动扭矩以及修正量的行为的试验结果。
如上所述，在连结机构中发生弹性变形，在工件台的位置中产生弹性变形量的误差。为了消除该误差，通过力推定部20、修正量生成部21以及加法器17，将位置指令值修正连结机构60的弹性变形量。
连结机构60的刚性发生老化(降低)。如图4a所示，当连结机构60的刚性发生老化(降低)时，实际的连结机构的弹性变形量与驱动扭矩的关系的斜率会变大。即，实际的连结机构的弹性变形量与驱动扭矩的关系的斜率与连结机构60的刚性具有反比例的关系。当刚性降低时机床的加工精度降低，因此需要进行连结机构60的维护。
因此，本申请的发明人考虑检测连结机构60的老化。本申请的发明人发现当修正量生成部21的修正量，即如图4b所示根据修正的系数α计算出的修正量(虚线)大于实际的连结机构的弹性变形量(实线)时(换言之，修正的系数α(虚线的斜率)大于实际的连结机构的弹性变形量与驱动扭矩之间的关系(实线的斜率)时)(过修正)，即使在伺服电动机的控制装置1a停止时，即停止生成位置指令值时，对位置指令值相加从修正量生成部21生成的修正量，如图5a以及图5b所示，在伺服电动机50的旋转位置(以及通过力推定部20推定的驱动扭矩以及通过修正量生成部21生成的修正量)的行为中产生变化点p(极大值)。行为是随时间经过的变化。
具体而言，如图4b所示，如果在停止了位置指令值的状态下使修正的系数α(虚线)逐渐增加，则在根据修正的系数计算出的修正量(虚线)大于实际的连结机构的弹性变形量(即，对于驱动扭矩值本来应当进行修正的量)(实线)时(过修正)，如图5a所示产生伺服电动机50的旋转位置(以及推定出的驱动扭矩以及修正量)进行振动的现象。即，在伺服电动机50的旋转位置(以及推定出的驱动扭矩以及修正量)的行为中出现极大值(变化点p)。
另外，在根据修正的系数计算出的修正量(虚线)变得大于实际的连结机构的弹性变形量(实线)的时间点(在正修正与过修正的边界附近)，如图5b所示，产生伺服电动机50的旋转位置(以及推定出的驱动扭矩以及修正量)急剧增加后减少的现象。即，在伺服电动机50的旋转位置(以及推定出的驱动扭矩以及修正量)的行为中出现极大值(变化点p)。
关于这点，本申请的发明人进行了试验验证。在图6a～图6d中表示使修正的系数α逐渐增加时的伺服电动机50的旋转位置、推定出的驱动扭矩以及修正量的行为的试验结果。
根据图6a以及图6b，可知随着修正的系数的增加，修正的系数进行变化时的伺服电动机50的旋转位置、推定出的驱动扭矩以及修正量的变化变大(例如，参照虚线内)。另外，如果根据图6c，可知在根据修正的系数计算出的修正量变得大于实际的连结机构的弹性变形量的时间点(在正修正与过修正的边界附近)，会产生伺服电动机50的旋转位置、推定出的驱动扭矩以及修正量急剧增加后减少的现象(例如，参照虚线内)。并且，根据图6d，还可知如果根据修正的系数α计算出的修正量(虚线)变得更大(过修正)，则产生伺服电动机50的旋转位置、推定出的驱动扭矩以及修正量进行振动的现象。这些现象是由于在修正系数变化时成为过修正而引起的。
如此，若根据修正的系数计算出的修正量变得大于实际的连结机构的弹性变形量，则在伺服电动机50的旋转位置、推定出的驱动扭矩以及修正量的行为中产生变化点，因此当在停止了位置指令值的状态下使修正的系数α逐渐增加时，能够根据在伺服电动机50的旋转位置、推定出的驱动扭矩以及修正量的行为中产生变化点时或者在此紧前的修正的系数，推定连结机构60的刚性。
例如，当在停止了位置指令值的状态下使修正的系数α逐渐增大时，将伺服电动机50的旋转位置、推定出的驱动扭矩、或者修正量开始振动时或者在此紧前的修正的系数α的倒数推定为连结机构60的刚性。
另外，能够将伺服电动机50的旋转位置、推定出的驱动扭矩、或者修正量急剧增加后减少时或者在此紧前的修正的系数α的倒数推定为连结机构60的刚性。
因此，在步骤s11中，电动机控制部10a在停止了由位置指令生成部12生成位置指令值的状态下，如图4b所示，使修正量生成部21的修正的系数α(虚线)逐渐增加。于是，向伺服电动机50提供仅对应于修正量的扭矩指令值，根据修正量的增加该扭矩指令值增加。
此时，通过伺服电动机50中的编码器40检测伺服电动机50的旋转位置，作为位置fb值发送至电动机控制部10a。另外，力推定部20根据来自扭矩指令生成部16的扭矩指令，推定在工件台70(螺母63)与连结机构60的连结部作用于工件台70的驱动扭矩。另外，修正量生成部21根据通过力推定部20推定出的驱动扭矩t与修正的系数α，通过上式(1)生成修正量。
接下来，在步骤s12中，刚性推定部22根据在伺服电动机50的旋转位置的行为中产生变化点时的修正的系数α，推定连结机构60的刚性的大小。具体而言，刚性推定部22将修正的系数α的倒数推定为连结机构60的刚性的大小。
例如，如图5b所示，刚性推定部22可以将修正的系数α的变更时的值a1与极大值a2的差a2-a1成为预定值以上时的修正的系数α的倒数推定为连结机构60的刚性。
或者，刚性推定部22可以将修正的系数α的变更时的值a1与极大值a2的差a2-a1成为修正的系数α的变更时的值a1与修正的系数α的变更后的收敛值a3的差a3-a1的预定倍以上时的修正的系数α的倒数推定为连结机构60的刚性。
或者，如图5c所示，刚性推定部22还可以将伺服电动机50的旋转位置(或者推定出的驱动扭矩或修正量)的微分值的行为中出现极大值，且修正的系数的变更时的值a1与极大值a2的差a2-a1成为预定值以上时的修正的系数α的倒数推定为连结机构60的刚性。
接下来，在步骤s13中，劣化检测部28a根据通过刚性推定部22推定出的刚性的大小检测连结机构60的劣化。具体而言，劣化检测部28a判断通过刚性推定部22推定出的刚性的大小是否降低到在保存部24中保存的阈值以下。一般而言，在电动机控制部10a的控制环的增益中设定20％～30％左右的余量，以便即使连结机构60的刚性降低也满足加工精度的规格。由此，例如将阈值设定为刚性的初始值的70％左右。
在步骤s13中，当刚性的大小降低至阈值以下时，劣化检测部28a检测出连结机构60的劣化。此时，在步骤s14中，显示部30显示表示连结机构60的劣化的信息。
另一方面，在步骤s13中，当刚性的大小大于阈值时，电动机控制部10a在经过预定时间之后返回至步骤s11，并重复上述动作。此外，电动机控制部10a并不限于经过预先决定的一定时间(预定时间)后，也可以在经过不规则的时间之后(以不定时间间隔)重复上述动作。
此外，在步骤s12中，刚性推定部22可以将推定出的刚性的大小保存在保存部24中。另外，在步骤s13中，劣化检测部28a可以根据在保存部24中保存的最新的刚性的大小，检测连结机构60的劣化。
如以上说明那样，在本实施方式的伺服电动机控制装置1a中，刚性推定部22能够在停止了位置指令值的生成的状态下，使修正量生成部21的修正的系数逐渐增加，根据在伺服电动机50的旋转位置的行为中产生变化点时的修正的系数来推定连结机构60的刚性的大小。
如果连结机构60的刚性降低，则在伺服电动机50的旋转位置的行为中产生变化点时的修正的系数变大，因此根据基于此时的修正的系数推定出的刚性的大小，能够检测刚性的变化(降低、劣化)。
另外，在将连结机构60与伺服电动机50相连接的状态下，能够检测连结机构60的刚性的变化(劣化)。另外，仅使用从伺服电动机50测定的数据，便能够检测连结机构60的刚性的变化。只要不是处于加工中，就能够无条件进行数据测定。
另外，在本实施方式的伺服电动机控制装置1a中，劣化检测部28a根据由刚性推定部22推定出的刚性的大小检测连结机构60的劣化，因此能够确认是否需要进行连结机构60的维护。
另外，在本实施方式的伺服电动机控制装置1a中，显示部30显示表示连结机构60的劣化的信息，因此用户能够确认是否需要进行连结机构60的维护。
此外，本实施方式的伺服电动机控制装置1a是仅通过本装置的信息来进行连结机构60的劣化检测的方式，即使不连接网络也能够进行劣化检测。这种情况下，伺服电动机控制装置1a中的电动机控制部10a可以不具备图2所示的通信部26。
(第2实施方式的伺服电动机控制装置)
在第1实施方式中，在每次推定本装置的刚性的大小时检测连结机构60的劣化。在第2实施方式中，每隔预定时间间隔或者不定时间间隔推定本装置的刚性的大小，并将这些多个刚性的大小保存为刚性数据，根据保存的刚性数据来检测刚性的老化(降低)以及其变化量(降低量)。
图7是表示本发明的第2实施方式的伺服电动机控制装置的结构的图。图7所示的第2实施方式的伺服电动机控制装置1b与第1实施方式的不同之处在于，在图2所示的伺服电动机控制装置1a中具备电动机控制部10b来代替电动机控制部10a。另外，电动机控制部10b与第1实施方式的不同之处在于，在图2所示的电动机控制部10a中具备刚性变化检测部28b来代替劣化检测部28a。此外，伺服电动机控制装置1b以及电动机控制部10b是图1的伺服电动机控制装置1以及电动机控制部10的一个例子。
保存部24将每隔预定时间间隔通过刚性推定部22推定出的本装置的多个刚性的大小与当时的运转量(例如，时间)关联起来，作为刚性数据进行保存。此外，保存部24并不限于每隔预先决定的一定时间间隔(预定时间间隔)，也可以每隔不规则的时间间隔(不定时间间隔)将本装置的多个刚性的大小与当时的运转量(例如，时间)关联起来进行保存。
刚性变化检测部28b根据在保存部24中保存的刚性数据，检测连结机构60的刚性的变化(降低)及其变化量(降低量)。
显示部30显示用于表示由刚性变化检测部28b检测出的连结机构60的刚性的变化(降低)及其变化量(降低量)的信息。
接下来，参照图8以及图9针对由第2实施方式的伺服电动机控制装置1b进行的连结机构60的刚性推定动作以及刚性变化检测动作进行说明。图8是表示由第2实施方式的伺服电动机控制装置1b进行的连结机构60的刚性推定动作的流程图，图9是表示由第2实施方式的伺服电动机控制装置1b进行的连结机构60的刚性变化检测动作的流程图。
(刚性推定动作)
首先，在图8的步骤s21中，与上述图3的步骤s11同样地，电动机控制部10b在停止了由位置指令生成部12生成位置指令值的状态下，如图4b所示，使修正量生成部21的修正的系数α(虚线)逐渐增加。此时，通过伺服电动机50中的编码器40检测伺服电动机50的旋转位置，并作为位置fb值发送至电动机控制部10a。另外，力推定部20根据来自扭矩指令生成部16的扭矩指令，推定在工件台70(螺母63)与连结机构60的连结部作用于工件台70的驱动扭矩。另外，修正量生成部21根据通过力推定部20推定出的驱动扭矩t与修正的系数α，通过上式(1)生成修正量。
接下来，在步骤s22中，与上述图3的步骤s12同样地，刚性推定部22根据在伺服电动机50的旋转位置的行为中产生变化点时的修正的系数α，推定连结机构60的刚性的大小。具体而言，刚性推定部22将修正的系数α的倒数推定为连结机构60的刚性的大小。
接下来，在步骤s23中，刚性推定部22将推定出的刚性的大小与当前的运转量关联起来作为刚性数据保存在保存部24。
电动机控制部10b每隔预定时间间隔重复上述步骤s21～s23的动作。由此，在保存部24中保存将每隔预定时间间隔推定出的多个刚性的大小与运转量关联起来的刚性数据。
此外，电动机控制部10b可以每隔不规则的时间间隔(不定时间间隔)重复上述步骤s21～s23的动作。这种情况下，在保存部24中保存将每隔不规则的时间间隔(不定时间间隔)推定出的多个刚性的大小与运转量关联起来的刚性数据。
(刚性变化检测动作)
在图9的步骤s31中，刚性变化检测部28b根据在保存部24中保存的刚性数据，检测连结机构60的刚性的老化(降低)及其变化量(降低量)。
接下来，在步骤s32中，显示部30显示表示通过刚性变化检测部28b检测出的刚性的老化(降低)及其变化量(降低量)的信息。
在本实施方式的伺服电动机控制装置1b中，刚性推定部22也能够在停止了位置指令值的生成的状态下，使修正量生成部21的修正的系数逐渐增加，根据在伺服电动机50的旋转位置的行为中产生变化点时的修正的系数来推定连结机构60的刚性的大小。
另外，在本实施方式的伺服电动机控制装置1b中，刚性变化检测部28b根据在保存部24中保存的包含每隔预定时间间隔或者不定时间间隔通过刚性推定部22推定出的多个刚性的大小的刚性数据，检测连结机构60的刚性的老化(降低)及其变化量(降低量)，因此能够确认是否需要进行连结机构60的维护。
另外，在本实施方式的伺服电动机控制装置1b中，显示部30显示表示连结机构60的刚性的老化(降低)及其变化量(降低量)的信息，因此用户能够确认是否需要进行连结机构60的维护。
此外，本实施方式的伺服电动机控制装置1b是仅通过本装置的信息来进行连结机构60的刚性变化检测的方式，因此即使不连接网络也能够进行刚性变化检测。这种情况下，伺服电动机控制装置1b中的电动机控制部10b可以不具备图7所示的通信部26。
另外，在本实施方式的伺服电动机控制装置1b中，可以将刚性数据保存在外部的服务器装置4的保存部5中。这种情况下，在图8的刚性推定动作中，通过通信部26将每隔预定时间间隔或者不定时间间隔通过刚性推定部22推定出的多个刚性的大小与运转量关联起来的刚性数据经由网络6发送至服务器装置4的保存部5，并保存在保存部5。然后，在图9的刚性变化检测动作中，通过通信部26经由网络6从服务器装置4的保存部5取得刚性数据，刚性变化检测部28b根据取得的刚性数据检测连结机构60的刚性的变化以及变化量。
(第3实施方式的伺服电动机控制装置)
在第3实施方式中，与其他装置互相共享刚性数据，例如，根据运转量大的其他装置的刚性数据导出刚性的老化的倾向，并根据该倾向与本装置的当前的刚性的大小推定连结机构60的剩余的可运转量。
图10是表示本发明的第3实施方式的伺服电动机控制装置的结构的图。图10所示的第3实施方式的伺服电动机控制装置1c与第1实施方式的不同之处在于，在图2所示的伺服电动机控制装置1a中具备电动机控制部10c来代替电动机控制部10a。另外，电动机控制部10c与第1实施方式的不同之处在于，在图2所示的电动机控制部10a中具备运转量推定部28c来代替劣化检测部28a。此外，伺服电动机控制装置1c以及电动机控制部10c是图1的伺服电动机控制装置1以及电动机控制部10的一个例子。
保存部24保存其他装置1的将每隔预定时间间隔或者不定时间间隔的多个刚性的大小与当时的运转量关联起来的刚性数据。
运转量推定部28c根据在保存部24中保存的其他装置的刚性数据导出刚性的变化的倾向，并根据导出的刚性的变化的倾向与保存部24中保存的本装置的刚性数据，推定直到刚性的大小降低到阈值以下为止的连结机构60的剩余的可运转量。
显示部30显示表示通过运转量推定部28c推定出的连结机构60的剩余的可运转量的信息。
接下来，参照图8、图11～图13说明第3实施方式的伺服电动机控制装置1c进行的连结机构60的刚性推定动作、刚性数据共享动作以及运转量推定动作。图11是表示第3实施方式的伺服电动机控制装置1c进行的刚性数据共享动作的流程图，图12是表示第3实施方式的伺服电动机控制装置1c进行的连结机构60的运转量推定动作的流程图。图13表示刚性与运转量的关系，即刚性的老化的倾向。
(刚性推定动作)
本实施方式的伺服电动机控制装置1c也与上述图8同样地进行刚性推定动作。由此，在保存部24中保存将每隔预定时间间隔或者不定时间间隔推定出的本装置的多个刚性的大小与运转量关联起来的刚性数据。
(刚性数据共享动作)
首先，在图11的步骤s41中，通过通信部26将保存在保存部24中的本装置的刚性数据经由网络6发送至其他装置。另外，在步骤s42中，通过通信部26，经由网络6从其他装置1取得其他装置1的将每隔预定时间间隔或者不定时间间隔的多个刚性的大小与运转量关联起来的刚性数据。然后，在步骤s43中，将取得的其他装置1的刚性数据保存在保存部24。
(运转量推定动作)
在图12的步骤s51中，运转量推定部28c根据在保存部24中保存的其他装置1的刚性数据，如图13所示，导出刚性的老化的倾向d。
接下来，在步骤s52中，运转量推定部28c根据导出的刚性的老化的倾向d与保存部24中保存的本装置的刚性数据，如图13所示，推定直到刚性的大小降低到阈值rth以下为止的连结机构60的剩余的可运转量t。
接下来，在步骤s53中，显示部30显示表示通过运转量推定部28c推定出的连结机构60的剩余的可运转量的信息。
在本实施方式的伺服电动机控制装置1c中，刚性推定部22也能够在停止了位置指令值的生成的状态下，使修正量生成部21的修正的系数逐渐增加，根据在伺服电动机50的旋转位置的行为中产生变化点时的修正的系数，推定连结机构60的刚性的大小。
另外，在本实施方式的伺服电动机控制装置1c中，运转量推定部28c根据其他装置的刚性数据导出刚性的变化的倾向，并根据导出的刚性的变化的倾向与本装置的刚性数据，推定直到刚性的大小降低到预定的第2阈值以下为止的连结机构的剩余的可运转量，因此能够确认是否需要进行连结机构60的维护以及直到需要进行维护为止的运转量。
另外，在本实施方式的伺服电动机控制装置1c中，显示部30显示表示连结机构60的剩余的可运转量的信息，因此用户能够确认是否有必要进行连结机构60的维护以及直到需要进行维护为止的运转量。
此外，本实施方式的伺服电动机控制装置1c根据其他装置的刚性数据导出了刚性的老化的倾向，但是也可以将表示预先测定出的刚性的老化的倾向的倾向数据保存在保存部24中。这种情况下，运转量推定部28c可以根据该倾向数据表示的刚性的变化的倾向和本装置的刚性数据，推定连结机构60的剩余的可运转量。在该方式中，即使不连接网络也能够推定剩余的可运转量。这种情况下，伺服电动机控制装置1c中的电动机控制部10c可以不具备图10所示的通信部26。
另外，在本实施方式的伺服电动机控制装置1c中，本装置的刚性数据也可以保存在外部的服务器装置4的保存部5中。这种情况下，在图8的刚性推定动作中，通过通信部26将每隔预定时间间隔或者不定时间间隔通过刚性推定部22推定出的多个刚性的大小与运转量关联起来的本装置的刚性数据经由网络6发送至服务器装置4的保存部5，并保存在保存部5中。然后，在图12的运转量推定动作中，通过通信部26经由网络6从服务器装置4的保存部5取得本装置的刚性数据以及其他装置的刚性数据，运转量推定部28c根据取得的其他装置的刚性数据导出刚性的变化的倾向，并根据导出的刚性的变化的倾向以及取得的本装置的刚性数据，推定连结机构60的剩余的可运转量。
以上，针对本发明的实施方式进行了说明，但是本发明并不限于上述实施方式。另外，本实施方式所记载的效果只是列举了由本发明产生的最佳的效果，本发明的效果并不限于本实施方式所记载的内容。
例如，可以适当变更上述实施方式，也可以组合实施上述实施方式。例如，可以将第1实施方式与第2实施方式组合，在当前的刚性的大小大于阈值时，检测并显示刚性的变化以及变化量，在当前的刚性的大小降低到阈值以下时，检测出刚性的劣化并进行显示。另外，可以将第1实施方式与第3实施方式组合，在当前的刚性的大小大于阈值时，推定并显示剩余的可运转量，在当前的刚性的大小降低到阈值以下时检测出刚性的劣化并进行显示。
另外，在上述实施方式中作为通知部的一个例子例示了显示部，但是通知部并不限于此。例如，通知部可以是一个或者多个led等发光部。在为一个led时，可以通过点亮以及闪烁等来通知不同的信息。另外，在为多个led时，可以通过同颜色的点亮数量或者不同颜色来通知不同的信息。另外，例如，通知部可以是蜂鸣声或者声音等的发声部。
另外，在上述实施方式中，刚性推定部22根据预定的条件自动检测出伺服电动机50的旋转位置(或者推定出的驱动扭矩或者修正量)的行为的变化点，但是也可以手动进行检测。例如，在显示器等中显示伺服电动机50的旋转位置(或者推定出的驱动扭矩或者修正量)的行为，使用者通过目视来检测使修正的系数进行变化时的伺服电动机50的旋转位置(或者推定出的驱动扭矩或者修正量)的行为中产生变化点的情况，向电动机控制部10a～10c手动输入此时的修正的系数。