劣化判定装置、モータ装置、及び劣化判定方法
【課題】差動信号を伝送する伝送線において、断線等の障害が生じる可能性を低減させる。
【解決手段】劣化判定装置は、一対の信号線を用いて差動信号を伝送する複数の伝送線それぞれにおける該一対の信号線間の電位差を繰り返し検出する電位差検出部と、電位差検出部が複数の伝送線の電位差を検出するたびに、複数の伝送線ごとに、現在検出されている電位差と、前回検出された電位差との差分を算出する差分算出部と、差分算出部が算出した電位差の差分に基づいて、該伝送線が劣化しているか否かを判定する劣化判定部とを備えている。
【解決手段】劣化判定装置は、一対の信号線を用いて差動信号を伝送する複数の伝送線それぞれにおける該一対の信号線間の電位差を繰り返し検出する電位差検出部と、電位差検出部が複数の伝送線の電位差を検出するたびに、複数の伝送線ごとに、現在検出されている電位差と、前回検出された電位差との差分を算出する差分算出部と、差分算出部が算出した電位差の差分に基づいて、該伝送線が劣化しているか否かを判定する劣化判定部とを備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、劣化判定装置、モータ装置、及び劣化判定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
モータ装置における制御信号、例えば、エンコーダ等の計測機器が計測した結果を示す信号は、ノイズ等の影響を受けにくい差動信号として伝送されている。差動信号は、対をなす２本の伝送線を用いて伝送されており、エンコーダ等の計測機器と、モータを制御する制御装置とを接続する上記の伝送線を通じて伝送される。
【０００３】
モータの動作を正確に制御するにはエンコーダ等の計測結果が重要であり、計測結果を伝送する伝送線における断線は、モータの正確な制御に与える影響が大きく、モータの制御が不能になることもある。
そこで、伝送線に断線が生じていることを検出するための技術が提案されている（例えば、特許文献１）。この技術を用いて、稼働中のモータ及びその制御装置において断線の検出を行い、断線が検出された場合、モータ及びその制御装置の稼動を停止させて伝送線を交換するなどの処置が行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２６７８４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記の技術を用いたとしても、伝送線に断線が生じた場合、断線してから断線が検出されるまでの期間をゼロにすることは困難であり、その期間、モータに対して計測結果を用いない制御が行われてしまい、モータの制御に誤差が生じることがある。例えば、製造工場等で用いられているモータ装置の伝送線に断線が生じてモータの制御に誤差が生じると、製造している製品の品質などにばらつきが生じてしまうことがあり、好ましくない。そのため、モータ装置における制御信号を伝送する伝送線における断線が生じる前に、伝送線を交換するなどの対策を行うことにより、断線等の障害が生じる可能性を低減させることが望ましい。
【０００６】
本発明は、上記問題を解決すべくなされたもので、その目的は、差動信号を伝送する伝送線において、断線等の障害が生じる可能性を低減させることができる劣化判定装置、モータ装置、及び劣化判定方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記問題を解決するために、本発明は、一対の信号線を用いて差動信号を伝送する複数の伝送線それぞれにおける該一対の信号線間の電位差を繰り返し検出する電位差検出部と、前記電位差検出部が前記複数の伝送線の電位差を検出するたびに、前記複数の伝送線ごとに、現在検出されている電位差と、前回検出された電位差との差分を算出する差分算出部と、前記差分算出部が算出した電位差の差分に基づいて、該伝送線が劣化しているか否かを判定する劣化判定部とを具備していることを特徴とする劣化判定装置である。
【０００８】
また、本発明は、モータと、該モータの動作状態を検出するエンコーダと、該エンコーダが検出した動作状態に基づいて該モータを制御する制御装置とを具備するモータ装置であって、前記制御装置は、前記エンコーダが検出した動作状態を、一対の信号線を用いた差動信号として伝送する複数の伝送線それぞれにおける該一対の信号線間の電位差を繰り返し検出する電位差検出部と、前記電位差検出部が前記複数の伝送線の電位差を検出するたびに、前記複数の伝送線ごとに、今回検出された電位差と、前回検出された電位差との差分を算出する差分算出部と、前記差分算出部が算出した電位差の差分に基づいて、該伝送線に劣化が生じているか否かを判定する劣化判定部とを備えていることを特徴とするモータ装置である。
【０００９】
また、本発明は、一対の信号線を用いて差動信号を伝送する複数の伝送線それぞれにおける該一対の信号線間の電位差を繰り返し検出する電位差検出ステップと、前記電位差検出ステップにおいて、前記複数の伝送線の電位差が検出されるたびに、前記複数の伝送線ごとに、今回検出された電位差と、前回検出された電位差との差分を算出する差分算出ステップと、前記差分算出ステップにおいて算出された電位差の差分に基づいて、該伝送線に劣化が生じているか否かを判定する劣化判定ステップとを有していることを特徴とする劣化判定方法である。
【発明の効果】
【００１０】
この発明では、伝送線における一対の信号線間の電位差を検出するたびに、今回検出した電位差と、前回検出した電位差との差分値を算出し、算出結果に基づいて、信号線に劣化が生じているか否か、及び劣化が広がっているか否かを判定することにより、伝送線が断線等の障害が生じる前に、当該伝送線における劣化の程度を把握して、障害が生じることを利用者等に通知することができる。そして、伝送線の交換等の対策が施されることにより、断線等の障害が生じる可能性を低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施形態におけるモータ装置１を示す概略図である。
【図２】本実施形態におけるモータ制御装置１０の構成を示す概略ブロック図である。
【図３】本実施形態における断線検出部１４、及びそれに関連する部分の構成例を示す回路図である。
【図４】本実施形態の判定部１９における劣化判定処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態における劣化検出装置、モータ装置、及び劣化検出方法を説明する。本実施形態では、リニアモータを制御するモータ装置の場合について説明する。
【００１３】
図１は、本実施形態におけるモータ装置１を示す概略図である。同図に示すように、モータ装置１は、モータ制御装置１０と、リニアモータ２０とを具備している。モータ制御装置１０は、リニアモータ２０を駆動させる制御をする。リニアモータ２０は、長尺の固定子２１と、固定子２１上を移動する可動子２５と、固定子２１及び可動子２５を組み付ける一対の案内装置２２、２２を備えている。
【００１４】
案内装置２２は、例えば、ボールを介して組みつけられた軌道レール２３及びスライドブロック２６、２６から構成されている。案内装置２２の軌道レール２３は固定子２１が有するベース５４に固定され、案内装置２２のスライドブロックは可動子２５に固定されている。これにより、可動子２５は、固定子２１上を軌道レール２３に沿って自在に案内されるようになっている。
【００１５】
また、固定子２１は、一対の軌道レール２３、２３の間に並べられた複数の駆動用磁石２４を備えている。複数の駆動用磁石２４は、可動子２５が移動する方向において、Ｎ極及びＳ極の磁極が交互になるように配列されている。また、各駆動用磁石２４は、配列されている方向において、同じ長さを有しており、可動子２５が固定子２１上のいずれに位置していても、一定の推力が得られるようになっている。
【００１６】
可動子２５には、電力線３１を介してモータ制御装置１０から電力が供給される。また、可動子２５には、リニアモータ２０を用いて移動させる搬送物を載せるためのテーブル５３と、可動子２５の動作状態を検出するエンコーダ２７とが取り付けられている。ここで、可動子２５の動作状態とは、例えば、固定子２１上のいずれか一方の端部からの距離や、単位時間当たりの移動量などである。
【００１７】
エンコーダ２７は、例えば、光学式又は磁気式の距離や移動量などを検出する計測機器であり、可動子２５の移動量を検出し、検出した移動量に応じた信号をモータ制御装置１０に出力する。以下、本実施形態では、エンコーダ２７が、可動子２５の移動量に応じて周期的に変化するＡ相パルス信号と、Ａ相パルス信号と９０度の位相差を有するＢ相パルス信号と、可動子２５が所定の距離を移動したことを示すＺ相パルス信号とを出力する場合について説明する。
【００１８】
また、エンコーダ２７は、伝送線３２を介して、モータ制御装置１０と接続されており、Ａ相、Ｂ相、及びＺ相パルス信号それぞれを一対の信号線を用いて表される差動信号として出力する。伝送線３２は、Ａ相、Ｂ相、及びＺ相パルス信号それぞれの差動信号を伝送する３組の信号線対、すなわち６本の信号線を有し、エンコーダ２７とモータ制御装置１０とを接続している。
モータ制御装置１０は、外部から入力され固定子２１上の移動先の位置を示す指令信号と、エンコーダ２７が検出する可動子２５の移動量とに基づいて、リニアモータ２０を制御する。
【００１９】
図２は、本実施形態におけるモータ制御装置１０の構成を示す概略ブロック図である。同図に示すように、モータ制御装置１０は、モータ制御部１１と、３つのフェイルセーフ回路１２ａ、１２ｂ、１２ｚと、３つのラインレシーバ１３ａ、１３ｂ、１３ｚと、断線検出部１４と、電位差検出部１５と、差分算出部１６と、劣化判定部１７とを備えている。
【００２０】
モータ制御部１１には、フェイルセーフ回路１２ａ、１２ｂ、１２ｚ、及びラインレシーバ１３ａ、１３ｂ、１３ｚを介してエンコーダ２７から入力されるＡ相、Ｂ相、及びＺ相パルス信号と、外部より入力される指令信号とが入力される。モータ制御部１１は、入力される各パルス信号と、指令信号とに基づいて、指令信号が示す位置に可動子２５を移動させるように、電力線３１を介して電力を供給してリニアモータ２０を制御する。
【００２１】
フェイルセーフ回路１２ａ、１２ｂ、１２ｚは、エンコーダ２７から出力されるＡ相、Ｂ相、及びＺ相パルス信号それぞれに対応して設けられている。エンコーダ２７は、不図示の検出センサが出力するＡ相、Ｂ相、及びＺ相パルス信号を差動信号に変換し、伝送線３２を介して変換した差動信号をフェイルセーフ回路１２ａ、１２ｂ、１２ｚに出力する３つのラインドライバ２７１ａ、２７１ｂ、２７１ｚを有している。
【００２２】
フェイルセーフ回路１２ａは、ラインドライバ２７１ａがＡ相パルス信号を変換した信号Ａ及び信号／Ａからなる差動信号が入力される。ここで、信号Ａと信号／Ａとは、電位の変化が逆になるように変換される。フェイルセーフ回路１２ｂ（１２ｚ）も、同様に、ラインドライバ２７１ｂ（２７１ｚ）が変換した信号Ｂ及び信号／Ｂ（信号Ｚ及び信号／Ｚ）からなる差動信号が入力される。
【００２３】
また、フェイルセーフ回路１２ａ、１２ｂ、１２ｚは、入力された差動信号をラインレシーバ１３ａ、１３ｂ、１３ｚに出力するとともに、伝送線３２において断線が生じた場合に、ラインレシーバ１３ａ、１３ｂ、１３ｚに出力する差動信号の電圧を予め定めた電圧に安定させる。
ラインレシーバ１３ａ、１３ｂ、１３ｚは、フェイルセーフ回路１２ａ、１２ｂ、１２ｚごとに対応して設けられており、Ａ相、Ｂ相、及びＺ相パルス信号に対応する差動信号が入力される。
【００２４】
ラインレシーバ１３ａは、入力された信号Ａ及び信号／Ａからなる差動信号の電位差に基づいて、当該差動信号をＡ相パルス信号に変換してモータ制御部１１に出力する。ラインレシーバ１３ｂ（１３ｚ）も、同様に、入力された信号Ｂ及び信号／Ｂ（信号Ｚ及び信号／Ｚ）からなる差動信号の電位差に基づいて、当該差動信号をＢ相パルス信号（Ｚ相パルス信号）に変換してモータ制御部１１に出力する。
【００２５】
断線検出部１４は、伝送線３２において断線が生じているか否かを検出する。具体的には、断線検出部１４は、Ａ相、Ｂ相、及びＺ相パルス信号を伝送する信号線対における電位差を検出し、検出した電位差と、予め定められた断線しきい値とを比較して断線が生じているか否かを検出する。
【００２６】
図３は、本実施形態における断線検出部１４、及びそれに関連する部分の構成例を示す回路図である。なお、Ａ相、Ｂ相、及びＺ相パルス信号それぞれに対応する信号線対における断線検出を行う構成は、同じであるのでＡ相パルス信号に対応する信号線対における断線検出を行う構成を示し、Ｂ相及びＺ相パルス信号に対応する構成の説明を省略する。
【００２７】
図３に示すように、断線検出部１４は、電位差検出部１４１と、比較部１４５とを有している。電位差検出部１４１は、Ａ相パルス信号に対応する信号線対、すなわち信号Ａを伝送する信号線Ａと、信号／Ａを伝送する信号線／Ａとの電位差の絶対値を検出する絶対値検出部１４２と、絶対値検出部１４２が検出した絶対値（電圧）を増幅して出力する差動増幅部１４３とを有している。
【００２８】
絶対値検出部１４２は、４つのダイオードＤ１〜Ｄ４と、抵抗Ｒ６とからなる。ダイオードＤ１は、アノードがダイオードＤ３のアノードと、抵抗Ｒ６の一端とに接続され、カソードが信号線Ａと、ダイオードＤ２のアノードとに接続されている。
ダイオードＤ２は、カソードが抵抗Ｒ６の他端と、ダイオードＤ４のカソードとに接続されている。ダイオードＤ３は、カソードがダイオードＤ４のアノードと、信号線／Ａとに接続されている。
【００２９】
抵抗Ｒ６の一端が低位側出力端子ＯＵＴＬを介して差動増幅部１４３に接続され、抵抗Ｒ６の他端が高位側出力端子ＯＵＴＨを介して差動増幅部１４３に接続されている。
このように、絶対値検出部１４２は、ダイオードＤ１〜Ｄ４がブリッジ接続され、ダイオードＤ１〜Ｄ４によるブリッジ回路に接続された抵抗Ｒ６の両端に生じる電位差を出力するようになっている。
【００３０】
差動増幅部１４３は、４つの抵抗Ｒ７〜Ｒ１０と、演算増幅器Ａｍｐとからなる。抵抗Ｒ７は、一端が絶対値検出部１４２の低位側出力端子ＯＵＴＬに接続され、他端が演算増幅器Ａｍｐの反転入力端に接続されている。抵抗Ｒ８は、一端が絶対値検出部１４２の高位側出力端子ＯＵＴＨに接続され、他端が演算増幅器Ａｍｐの非反転入力端に接続されている。抵抗Ｒ９は、一端が抵抗Ｒ８の他端と、演算増幅器Ａｍｐの非反転入力端に接続され、他端が接地されている。
【００３１】
抵抗Ｒ１０は、一端が抵抗Ｒ７の他端と、演算増幅器Ａｍｐの反転入力端とに接続され、他端が演算増幅器Ａｍｐの出力に接続されている。
このように構成された差動増幅部１４３は、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２との抵抗値が同じであり、抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ４との抵抗値が同じであるとき、演算増幅器Ａｍｐが絶対値検出部１４２の低位側出力端子ＯＵＴＬと高位側出力端子ＯＵＴＨとの電位差を（Ｒ３／Ｒ１）倍にして比較部１４５に出力する。ここで、Ｒ３及びＲ１は、抵抗Ｒ３及び抵抗Ｒ１の抵抗値を示し、以下同様に、Ｒｉ（ｉ＝１，２，３，…，１２）は、抵抗Ｒｉの抵抗値を示す。
【００３２】
比較部１４５は、２つの抵抗Ｒ１１、Ｒ１２と、コンデンサＣ１と、比較器Ｃｍｐとからなる。抵抗Ｒ１１は、一端が差動増幅部１４３の出力に接続され、他端が抵抗Ｒ１２の一端と、コンデンサＣ１の一端と、比較器Ｃｍｐの一方の入力端とに接続されている。コンデンサＣ１の他端と、抵抗Ｒ１２の他端とは、接地されている。
【００３３】
比較器Ｃｍｐは、他方の入力端に断線しきい値としての電圧Ｖｔｈが印加され、一方の入力端に印加される電圧と電圧Ｖｔｈとを比較する。この一方の入力端に印加される電圧は、差動増幅部１４３が出力する電圧を、（Ｒ１２／（Ｒ１１＋Ｒ１２））倍にした電圧である。比較器Ｃｍｐは、一方の入力端に印加される電圧が電圧Ｖｔｈより高いときに断線が生じていることを示す断線信号をモータ制御部１１に出力し、低いときに断線が生じていることを示す断線信号をモータ制御部１１に出力しない。
【００３４】
ここで、フェイルセーフ回路１２ａ（１２ｂ及び１２ｚ）の構成例についても、説明する。フェイルセーフ回路１２ａは、５つの抵抗Ｒ１〜Ｒ５からなる。抵抗Ｒ１は、一端に所定の電圧Ｖｃｃが印加され、他端が抵抗Ｒ２の一端と、ラインレシーバ１３ａの非反転入力端とに接続されている。抵抗Ｒ２は、信号線Ａを介して、他端がエンコーダ２７のラインドライバ２７１ａの非反転出力端に接続されている。抵抗Ｒ３は、一端が信号線Ａと抵抗Ｒ２の他端とに接続され、他端が抵抗Ｒ４の一端と信号線／Ａとに接続されている。
【００３５】
抵抗Ｒ４は、信号線／Ａを介して、一端がラインドライバ２７１ａの反転出力端に接続され、他端がラインレシーバ１３ａの反転入力端と抵抗Ｒ５の一端とに接続されている。抵抗Ｒ５は、他端が接地されている。
このように構成されたフェイルセーフ回路１２ａは、信号線Ａ又は信号線／Ａのいずれか一方、あるいは両方に断線が生じた際に、ラインレシーバ１３ａの非反転入力端と反転入力端との間の電位差、及び絶対値検出部１４２の入力端に接続されている信号線間の電位差を、電圧Ｖｃｃを（Ｒ３／（Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３＋Ｒ４＋Ｒ５））倍にした電圧にする。
【００３６】
抵抗Ｒ１〜Ｒ５の各抵抗値は、ラインドライバ２７１ａ及びラインレシーバ１３ａの特性や、信号線Ａ及び信号線／Ａの長さ、周囲から受けるノイズ等に応じて定められるとともに、電圧Ｖｃｃを（Ｒ３／（Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３＋Ｒ４＋Ｒ５））倍にした電圧が、信号線Ａ及び信号線／Ａに断線が生じていないときに当該信号線に生じる電位差より小さくなるように定められる。
また、比較部１４５における電圧Ｖｔｈは、フェイルセーフ回路１２ａ（１２ｂ及び１２ｚ）を構成する抵抗Ｒ１〜Ｒ５の抵抗値に応じて定められる。
【００３７】
比較部１４５は、信号線Ａ及び信号線／Ａのいずれか一方、あるいは両方に断線が生じた場合、抵抗Ｒ１〜Ｒ５に応じて定められた電圧Ｖｔｈと、電位差検出部１４１が検出した信号線Ａ及び信号線／Ａの電位差から得られた電圧とを比較して、上述の現象を検出することにより、伝送線３２の断線を検出する。
【００３８】
図２に戻って、説明を続ける。
電位差検出部１５は、Ａ相、Ｂ相、及びＺ相パルス信号を伝送する信号線対における電位差を検出し、各信号線対の電位差を示す情報を差分算出部１６に出力する。なお、電位差検出部１５は、例えば、電位差検出部１４１（図３）に示した回路構成と同じにしてもよい。
【００３９】
差分算出部１６は、Ｚ相パルス信号が生じたか否かを検出する。そして、差分算出部１６は、Ｚ相パルス信号が生じたことを検出すると、電位差検出部１５から現在入力されている各信号線対の電位差（現在値）から、前回Ｚ相パルス信号が生じたことを検出した際に電位差検出部１５から入力されていた各信号線対の電位差（前回値）を減算した差分値を算出する。また、差分算出部１６は、Ａ相、Ｂ相、及びＺ相パルス信号に対応する差分値を示す差分値情報を劣化判定部１７に出力する。
【００４０】
劣化判定部１７は、差分算出部１６から入力された差分値情報に基づいて、伝送線３２の各信号線対に断線に至る劣化が生じているか否かを判定し、判定結果を外部に出力する。なお、判定結果の出力の方法としては、例えば、伝送線３２の交換を要求する情報を表示する。劣化判定部１７は、差分値記憶部１８と、判定部１９とを有している。
【００４１】
差分値記憶部１８には、差分算出部１６から入力される差分値情報に示される差分値が、Ａ相、Ｂ相、及びＺ相パルス信号ごとに対応付けられて、時系列順に記憶されている。
判定部１９は、差分値記憶部１８に記憶されている差分値と、差分算出部１６から入力される差分値情報とに基づいて、伝送線３２の各信号線対に断線に至る劣化が生じているか否かを判定し、判定結果を外部に出力する。
【００４２】
図４は、本実施形態の判定部１９における劣化判定処理を示すフローチャートである。
判定部１９は、差分算出部１６から差分値情報が入力されると、Ａ相、Ｂ相、及びＺ相パルス信号の信号線対に対応する差分値ごとに、以下のステップＳ１〜ステップＳ１１の処理を行う。
【００４３】
まず、判定部１９は、入力された差分値が予め定められた第１しきい値以上であるか否かを判定し（ステップＳ１）、差分値が第１しきい値以上である場合（ステップＳ１：ＹＥＳ）、信号線対において、断線に至る劣化が生じたことを示す情報を外部に出力し（ステップＳ３）、劣化判定処理を終了する。
一方、ステップＳ１において、差分値が第１しきい値以上でない場合（ステップＳ１：ＮＯ）、判定部１９は、差分値記憶部１８に記憶されている差分値のうち、判定対象になっている信号線対の差分値を読み出し、読み出した差分値と入力された差分値との総和（累積値）を算出する（ステップＳ５）。
【００４４】
続いて、判定部１９は、算出した累積値が第２しきい値以上であるか否かを判定し（ステップＳ７）、累積値が第２しきい値以上である場合（ステップＳ７：ＹＥＳ）、信号線対の劣化が断線に至る状態になっていることを示す情報を外部に出力し（ステップＳ９）、劣化判定処理を終了する。
一方、ステップＳ７において、累積値が第２しきい値以上でない場合（ステップＳ７：ＮＯ）、信号線対に断線に至る劣化が生じていないことを示す情報を外部に出力し（ステップＳ１１）、劣化判定処理を終了する。
【００４５】
上述の劣化判定処理における第１しきい値及び第２しきい値は、伝送線３２に対する加速劣化試験の結果や、差分値記憶部１８に記憶されている差分値、及び算出された累積値のうち、伝送線３２に断線が生じたときの差分値及び累積値などに基づいて予め定められる値である。
【００４６】
上述の劣化判定処理で、判定部１９は、信号線対のいずれか一方、あるいは両方に亀裂などの劣化が生じ、信号線対における抵抗値が増加して現在値と前回値との差分値が第１しきい値以上になると、信号線対に断線に至る劣化が生じていることを検出する（ステップＳ１）。
また、判定部１９は、Ｚ相パルス信号が生じる間隔で検出できない程度の劣化が徐々に生じ、信号線対における抵抗値が徐々に増加して差分値の累積値が第２しきい値以上になると、徐々に進んだ劣化により信号線対に断線に至る可能性があることを検出する（ステップＳ７）。
【００４７】
このように、モータ装置１は、エンコーダ２７が検出した信号を伝送する伝送線における一対の信号線間の電位差を検出するたびに、差分算出部１６が今回検出した電位差と前回検出した電位差との差分値を検出する。
一般に、信号線における断線は、信号線に生じた亀裂等の劣化が徐々に広がるなどして断線に至ることが多く、信号線が断線に至る過程において、劣化が生じた箇所では電流が流れにくくなり抵抗値が高くなるため、差動信号の電位差が正常時と異なるため、作動信号の電位差に変化が生じる。
【００４８】
そして、劣化判定部１７は、検出された差分値である、電位差の変化量に基づいて信号線に劣化が生じているか否か、及び劣化が広がっているか否かを判定する。これにより、劣化判定部１７は、伝送線における劣化の程度を把握して、伝送線が断線に至る前に断線等の障害が生じる可能性が高いことをモータ装置１の利用者等に通知することができる。そして、伝送線の交換等の処置が施されることにより、断線等の障害が生じる可能性を低減させることができる。
【００４９】
また、劣化判定部１７は、差分値の累積値に基づいて、伝送線における劣化の程度を把握し、累積値が第２しきい値以上になると、伝送線において徐々に劣化が進み断線等の障害が生じる可能性について判定する。これにより、差分値の変化で検出されない劣化の蓄積により障害が生じる可能性が高いことを事前に判定することができる。
【００５０】
なお、第１しきい値及び第２しきい値は、判定対象となっている伝送線３２の使用期間に応じて、徐々に低くするようにしてもよい。例えば、伝送線３２に対して定められている耐用期間の半分の期間使用した場合、第１しきい値及び第２しきい値それぞれを２０％低くした値を用いるようにしてもよい。これにより、伝送線３２の使用期間に応じたしきい値の設定を行うことができ、断線に至る劣化の検出精度を向上させることができる。
【００５１】
また、上述の実施形態において、差分算出部１６は、Ｚ相パルス信号に変化が生じたことを検出し、Ｚ相パルス信号に変化が生じたときに、Ａ相、Ｂ相、及びＺ相パルス信号に対応する差分値を算出するようにしてもよい。
また、第１しきい値及び第２しきい値を複数設け、伝送線３２における劣化の進み具合を検出するようにしてもよい。これにより、モータ装置１は、伝送線３２における劣化の度合いを利用者に通知することができ、伝送線３２を交換する時期の予測に用いる情報を提供することができる。
【００５２】
また、上述の実施形態において、差分算出部１６は、現在値と前回値との差分値だけでなく、Ａ相、Ｂ相、及びＺ相パルス信号に対応する信号線対の間で差分値を算出するようにしてもよい。例えば、Ａ相パルス信号に対応する信号線対の電位差と、Ｂ相パルス信号に対応する信号線対の電位差との差分を算出し、算出した結果を差分値情報に含めるようにしてもよい。
また、上述の実施形態において、劣化判定部１７は、伝送線３２において、断線等の障害が発生する可能性が高いと判定した場合、モータ制御部１１に対して、リニアモータ２０の駆動を停止させる制御を行うようにしてもよい。
【００５３】
なお、本発明における劣化判定部１７の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより劣化判定処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータシステム」は、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）を備えたＷＷＷシステムも含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
【００５４】
また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムに既に記録されているプログラムとの組合せで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
複数の差動信号を伝送する信号線を用いる装置において、当該信号線の断線等を含む劣化を検出し、障害を未然に防ぐことが不可欠な用途に適用することができる。
【符号の説明】
【００５６】
１５…電位差検出部、１６…差分算出部、１７…劣化判定部、１９…判定部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、劣化判定装置、モータ装置、及び劣化判定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
モータ装置における制御信号、例えば、エンコーダ等の計測機器が計測した結果を示す信号は、ノイズ等の影響を受けにくい差動信号として伝送されている。差動信号は、対をなす２本の伝送線を用いて伝送されており、エンコーダ等の計測機器と、モータを制御する制御装置とを接続する上記の伝送線を通じて伝送される。
【０００３】
モータの動作を正確に制御するにはエンコーダ等の計測結果が重要であり、計測結果を伝送する伝送線における断線は、モータの正確な制御に与える影響が大きく、モータの制御が不能になることもある。
そこで、伝送線に断線が生じていることを検出するための技術が提案されている（例えば、特許文献１）。この技術を用いて、稼働中のモータ及びその制御装置において断線の検出を行い、断線が検出された場合、モータ及びその制御装置の稼動を停止させて伝送線を交換するなどの処置が行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２６７８４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記の技術を用いたとしても、伝送線に断線が生じた場合、断線してから断線が検出されるまでの期間をゼロにすることは困難であり、その期間、モータに対して計測結果を用いない制御が行われてしまい、モータの制御に誤差が生じることがある。例えば、製造工場等で用いられているモータ装置の伝送線に断線が生じてモータの制御に誤差が生じると、製造している製品の品質などにばらつきが生じてしまうことがあり、好ましくない。そのため、モータ装置における制御信号を伝送する伝送線における断線が生じる前に、伝送線を交換するなどの対策を行うことにより、断線等の障害が生じる可能性を低減させることが望ましい。
【０００６】
本発明は、上記問題を解決すべくなされたもので、その目的は、差動信号を伝送する伝送線において、断線等の障害が生じる可能性を低減させることができる劣化判定装置、モータ装置、及び劣化判定方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記問題を解決するために、本発明は、一対の信号線を用いて差動信号を伝送する複数の伝送線それぞれにおける該一対の信号線間の電位差を繰り返し検出する電位差検出部と、前記電位差検出部が前記複数の伝送線の電位差を検出するたびに、前記複数の伝送線ごとに、現在検出されている電位差と、前回検出された電位差との差分を算出する差分算出部と、前記差分算出部が算出した電位差の差分に基づいて、該伝送線が劣化しているか否かを判定する劣化判定部とを具備していることを特徴とする劣化判定装置である。
【０００８】
また、本発明は、モータと、該モータの動作状態を検出するエンコーダと、該エンコーダが検出した動作状態に基づいて該モータを制御する制御装置とを具備するモータ装置であって、前記制御装置は、前記エンコーダが検出した動作状態を、一対の信号線を用いた差動信号として伝送する複数の伝送線それぞれにおける該一対の信号線間の電位差を繰り返し検出する電位差検出部と、前記電位差検出部が前記複数の伝送線の電位差を検出するたびに、前記複数の伝送線ごとに、今回検出された電位差と、前回検出された電位差との差分を算出する差分算出部と、前記差分算出部が算出した電位差の差分に基づいて、該伝送線に劣化が生じているか否かを判定する劣化判定部とを備えていることを特徴とするモータ装置である。
【０００９】
また、本発明は、一対の信号線を用いて差動信号を伝送する複数の伝送線それぞれにおける該一対の信号線間の電位差を繰り返し検出する電位差検出ステップと、前記電位差検出ステップにおいて、前記複数の伝送線の電位差が検出されるたびに、前記複数の伝送線ごとに、今回検出された電位差と、前回検出された電位差との差分を算出する差分算出ステップと、前記差分算出ステップにおいて算出された電位差の差分に基づいて、該伝送線に劣化が生じているか否かを判定する劣化判定ステップとを有していることを特徴とする劣化判定方法である。
【発明の効果】
【００１０】
この発明では、伝送線における一対の信号線間の電位差を検出するたびに、今回検出した電位差と、前回検出した電位差との差分値を算出し、算出結果に基づいて、信号線に劣化が生じているか否か、及び劣化が広がっているか否かを判定することにより、伝送線が断線等の障害が生じる前に、当該伝送線における劣化の程度を把握して、障害が生じることを利用者等に通知することができる。そして、伝送線の交換等の対策が施されることにより、断線等の障害が生じる可能性を低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施形態におけるモータ装置１を示す概略図である。
【図２】本実施形態におけるモータ制御装置１０の構成を示す概略ブロック図である。
【図３】本実施形態における断線検出部１４、及びそれに関連する部分の構成例を示す回路図である。
【図４】本実施形態の判定部１９における劣化判定処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態における劣化検出装置、モータ装置、及び劣化検出方法を説明する。本実施形態では、リニアモータを制御するモータ装置の場合について説明する。
【００１３】
図１は、本実施形態におけるモータ装置１を示す概略図である。同図に示すように、モータ装置１は、モータ制御装置１０と、リニアモータ２０とを具備している。モータ制御装置１０は、リニアモータ２０を駆動させる制御をする。リニアモータ２０は、長尺の固定子２１と、固定子２１上を移動する可動子２５と、固定子２１及び可動子２５を組み付ける一対の案内装置２２、２２を備えている。
【００１４】
案内装置２２は、例えば、ボールを介して組みつけられた軌道レール２３及びスライドブロック２６、２６から構成されている。案内装置２２の軌道レール２３は固定子２１が有するベース５４に固定され、案内装置２２のスライドブロックは可動子２５に固定されている。これにより、可動子２５は、固定子２１上を軌道レール２３に沿って自在に案内されるようになっている。
【００１５】
また、固定子２１は、一対の軌道レール２３、２３の間に並べられた複数の駆動用磁石２４を備えている。複数の駆動用磁石２４は、可動子２５が移動する方向において、Ｎ極及びＳ極の磁極が交互になるように配列されている。また、各駆動用磁石２４は、配列されている方向において、同じ長さを有しており、可動子２５が固定子２１上のいずれに位置していても、一定の推力が得られるようになっている。
【００１６】
可動子２５には、電力線３１を介してモータ制御装置１０から電力が供給される。また、可動子２５には、リニアモータ２０を用いて移動させる搬送物を載せるためのテーブル５３と、可動子２５の動作状態を検出するエンコーダ２７とが取り付けられている。ここで、可動子２５の動作状態とは、例えば、固定子２１上のいずれか一方の端部からの距離や、単位時間当たりの移動量などである。
【００１７】
エンコーダ２７は、例えば、光学式又は磁気式の距離や移動量などを検出する計測機器であり、可動子２５の移動量を検出し、検出した移動量に応じた信号をモータ制御装置１０に出力する。以下、本実施形態では、エンコーダ２７が、可動子２５の移動量に応じて周期的に変化するＡ相パルス信号と、Ａ相パルス信号と９０度の位相差を有するＢ相パルス信号と、可動子２５が所定の距離を移動したことを示すＺ相パルス信号とを出力する場合について説明する。
【００１８】
また、エンコーダ２７は、伝送線３２を介して、モータ制御装置１０と接続されており、Ａ相、Ｂ相、及びＺ相パルス信号それぞれを一対の信号線を用いて表される差動信号として出力する。伝送線３２は、Ａ相、Ｂ相、及びＺ相パルス信号それぞれの差動信号を伝送する３組の信号線対、すなわち６本の信号線を有し、エンコーダ２７とモータ制御装置１０とを接続している。
モータ制御装置１０は、外部から入力され固定子２１上の移動先の位置を示す指令信号と、エンコーダ２７が検出する可動子２５の移動量とに基づいて、リニアモータ２０を制御する。
【００１９】
図２は、本実施形態におけるモータ制御装置１０の構成を示す概略ブロック図である。同図に示すように、モータ制御装置１０は、モータ制御部１１と、３つのフェイルセーフ回路１２ａ、１２ｂ、１２ｚと、３つのラインレシーバ１３ａ、１３ｂ、１３ｚと、断線検出部１４と、電位差検出部１５と、差分算出部１６と、劣化判定部１７とを備えている。
【００２０】
モータ制御部１１には、フェイルセーフ回路１２ａ、１２ｂ、１２ｚ、及びラインレシーバ１３ａ、１３ｂ、１３ｚを介してエンコーダ２７から入力されるＡ相、Ｂ相、及びＺ相パルス信号と、外部より入力される指令信号とが入力される。モータ制御部１１は、入力される各パルス信号と、指令信号とに基づいて、指令信号が示す位置に可動子２５を移動させるように、電力線３１を介して電力を供給してリニアモータ２０を制御する。
【００２１】
フェイルセーフ回路１２ａ、１２ｂ、１２ｚは、エンコーダ２７から出力されるＡ相、Ｂ相、及びＺ相パルス信号それぞれに対応して設けられている。エンコーダ２７は、不図示の検出センサが出力するＡ相、Ｂ相、及びＺ相パルス信号を差動信号に変換し、伝送線３２を介して変換した差動信号をフェイルセーフ回路１２ａ、１２ｂ、１２ｚに出力する３つのラインドライバ２７１ａ、２７１ｂ、２７１ｚを有している。
【００２２】
フェイルセーフ回路１２ａは、ラインドライバ２７１ａがＡ相パルス信号を変換した信号Ａ及び信号／Ａからなる差動信号が入力される。ここで、信号Ａと信号／Ａとは、電位の変化が逆になるように変換される。フェイルセーフ回路１２ｂ（１２ｚ）も、同様に、ラインドライバ２７１ｂ（２７１ｚ）が変換した信号Ｂ及び信号／Ｂ（信号Ｚ及び信号／Ｚ）からなる差動信号が入力される。
【００２３】
また、フェイルセーフ回路１２ａ、１２ｂ、１２ｚは、入力された差動信号をラインレシーバ１３ａ、１３ｂ、１３ｚに出力するとともに、伝送線３２において断線が生じた場合に、ラインレシーバ１３ａ、１３ｂ、１３ｚに出力する差動信号の電圧を予め定めた電圧に安定させる。
ラインレシーバ１３ａ、１３ｂ、１３ｚは、フェイルセーフ回路１２ａ、１２ｂ、１２ｚごとに対応して設けられており、Ａ相、Ｂ相、及びＺ相パルス信号に対応する差動信号が入力される。
【００２４】
ラインレシーバ１３ａは、入力された信号Ａ及び信号／Ａからなる差動信号の電位差に基づいて、当該差動信号をＡ相パルス信号に変換してモータ制御部１１に出力する。ラインレシーバ１３ｂ（１３ｚ）も、同様に、入力された信号Ｂ及び信号／Ｂ（信号Ｚ及び信号／Ｚ）からなる差動信号の電位差に基づいて、当該差動信号をＢ相パルス信号（Ｚ相パルス信号）に変換してモータ制御部１１に出力する。
【００２５】
断線検出部１４は、伝送線３２において断線が生じているか否かを検出する。具体的には、断線検出部１４は、Ａ相、Ｂ相、及びＺ相パルス信号を伝送する信号線対における電位差を検出し、検出した電位差と、予め定められた断線しきい値とを比較して断線が生じているか否かを検出する。
【００２６】
図３は、本実施形態における断線検出部１４、及びそれに関連する部分の構成例を示す回路図である。なお、Ａ相、Ｂ相、及びＺ相パルス信号それぞれに対応する信号線対における断線検出を行う構成は、同じであるのでＡ相パルス信号に対応する信号線対における断線検出を行う構成を示し、Ｂ相及びＺ相パルス信号に対応する構成の説明を省略する。
【００２７】
図３に示すように、断線検出部１４は、電位差検出部１４１と、比較部１４５とを有している。電位差検出部１４１は、Ａ相パルス信号に対応する信号線対、すなわち信号Ａを伝送する信号線Ａと、信号／Ａを伝送する信号線／Ａとの電位差の絶対値を検出する絶対値検出部１４２と、絶対値検出部１４２が検出した絶対値（電圧）を増幅して出力する差動増幅部１４３とを有している。
【００２８】
絶対値検出部１４２は、４つのダイオードＤ１〜Ｄ４と、抵抗Ｒ６とからなる。ダイオードＤ１は、アノードがダイオードＤ３のアノードと、抵抗Ｒ６の一端とに接続され、カソードが信号線Ａと、ダイオードＤ２のアノードとに接続されている。
ダイオードＤ２は、カソードが抵抗Ｒ６の他端と、ダイオードＤ４のカソードとに接続されている。ダイオードＤ３は、カソードがダイオードＤ４のアノードと、信号線／Ａとに接続されている。
【００２９】
抵抗Ｒ６の一端が低位側出力端子ＯＵＴＬを介して差動増幅部１４３に接続され、抵抗Ｒ６の他端が高位側出力端子ＯＵＴＨを介して差動増幅部１４３に接続されている。
このように、絶対値検出部１４２は、ダイオードＤ１〜Ｄ４がブリッジ接続され、ダイオードＤ１〜Ｄ４によるブリッジ回路に接続された抵抗Ｒ６の両端に生じる電位差を出力するようになっている。
【００３０】
差動増幅部１４３は、４つの抵抗Ｒ７〜Ｒ１０と、演算増幅器Ａｍｐとからなる。抵抗Ｒ７は、一端が絶対値検出部１４２の低位側出力端子ＯＵＴＬに接続され、他端が演算増幅器Ａｍｐの反転入力端に接続されている。抵抗Ｒ８は、一端が絶対値検出部１４２の高位側出力端子ＯＵＴＨに接続され、他端が演算増幅器Ａｍｐの非反転入力端に接続されている。抵抗Ｒ９は、一端が抵抗Ｒ８の他端と、演算増幅器Ａｍｐの非反転入力端に接続され、他端が接地されている。
【００３１】
抵抗Ｒ１０は、一端が抵抗Ｒ７の他端と、演算増幅器Ａｍｐの反転入力端とに接続され、他端が演算増幅器Ａｍｐの出力に接続されている。
このように構成された差動増幅部１４３は、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２との抵抗値が同じであり、抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ４との抵抗値が同じであるとき、演算増幅器Ａｍｐが絶対値検出部１４２の低位側出力端子ＯＵＴＬと高位側出力端子ＯＵＴＨとの電位差を（Ｒ３／Ｒ１）倍にして比較部１４５に出力する。ここで、Ｒ３及びＲ１は、抵抗Ｒ３及び抵抗Ｒ１の抵抗値を示し、以下同様に、Ｒｉ（ｉ＝１，２，３，…，１２）は、抵抗Ｒｉの抵抗値を示す。
【００３２】
比較部１４５は、２つの抵抗Ｒ１１、Ｒ１２と、コンデンサＣ１と、比較器Ｃｍｐとからなる。抵抗Ｒ１１は、一端が差動増幅部１４３の出力に接続され、他端が抵抗Ｒ１２の一端と、コンデンサＣ１の一端と、比較器Ｃｍｐの一方の入力端とに接続されている。コンデンサＣ１の他端と、抵抗Ｒ１２の他端とは、接地されている。
【００３３】
比較器Ｃｍｐは、他方の入力端に断線しきい値としての電圧Ｖｔｈが印加され、一方の入力端に印加される電圧と電圧Ｖｔｈとを比較する。この一方の入力端に印加される電圧は、差動増幅部１４３が出力する電圧を、（Ｒ１２／（Ｒ１１＋Ｒ１２））倍にした電圧である。比較器Ｃｍｐは、一方の入力端に印加される電圧が電圧Ｖｔｈより高いときに断線が生じていることを示す断線信号をモータ制御部１１に出力し、低いときに断線が生じていることを示す断線信号をモータ制御部１１に出力しない。
【００３４】
ここで、フェイルセーフ回路１２ａ（１２ｂ及び１２ｚ）の構成例についても、説明する。フェイルセーフ回路１２ａは、５つの抵抗Ｒ１〜Ｒ５からなる。抵抗Ｒ１は、一端に所定の電圧Ｖｃｃが印加され、他端が抵抗Ｒ２の一端と、ラインレシーバ１３ａの非反転入力端とに接続されている。抵抗Ｒ２は、信号線Ａを介して、他端がエンコーダ２７のラインドライバ２７１ａの非反転出力端に接続されている。抵抗Ｒ３は、一端が信号線Ａと抵抗Ｒ２の他端とに接続され、他端が抵抗Ｒ４の一端と信号線／Ａとに接続されている。
【００３５】
抵抗Ｒ４は、信号線／Ａを介して、一端がラインドライバ２７１ａの反転出力端に接続され、他端がラインレシーバ１３ａの反転入力端と抵抗Ｒ５の一端とに接続されている。抵抗Ｒ５は、他端が接地されている。
このように構成されたフェイルセーフ回路１２ａは、信号線Ａ又は信号線／Ａのいずれか一方、あるいは両方に断線が生じた際に、ラインレシーバ１３ａの非反転入力端と反転入力端との間の電位差、及び絶対値検出部１４２の入力端に接続されている信号線間の電位差を、電圧Ｖｃｃを（Ｒ３／（Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３＋Ｒ４＋Ｒ５））倍にした電圧にする。
【００３６】
抵抗Ｒ１〜Ｒ５の各抵抗値は、ラインドライバ２７１ａ及びラインレシーバ１３ａの特性や、信号線Ａ及び信号線／Ａの長さ、周囲から受けるノイズ等に応じて定められるとともに、電圧Ｖｃｃを（Ｒ３／（Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３＋Ｒ４＋Ｒ５））倍にした電圧が、信号線Ａ及び信号線／Ａに断線が生じていないときに当該信号線に生じる電位差より小さくなるように定められる。
また、比較部１４５における電圧Ｖｔｈは、フェイルセーフ回路１２ａ（１２ｂ及び１２ｚ）を構成する抵抗Ｒ１〜Ｒ５の抵抗値に応じて定められる。
【００３７】
比較部１４５は、信号線Ａ及び信号線／Ａのいずれか一方、あるいは両方に断線が生じた場合、抵抗Ｒ１〜Ｒ５に応じて定められた電圧Ｖｔｈと、電位差検出部１４１が検出した信号線Ａ及び信号線／Ａの電位差から得られた電圧とを比較して、上述の現象を検出することにより、伝送線３２の断線を検出する。
【００３８】
図２に戻って、説明を続ける。
電位差検出部１５は、Ａ相、Ｂ相、及びＺ相パルス信号を伝送する信号線対における電位差を検出し、各信号線対の電位差を示す情報を差分算出部１６に出力する。なお、電位差検出部１５は、例えば、電位差検出部１４１（図３）に示した回路構成と同じにしてもよい。
【００３９】
差分算出部１６は、Ｚ相パルス信号が生じたか否かを検出する。そして、差分算出部１６は、Ｚ相パルス信号が生じたことを検出すると、電位差検出部１５から現在入力されている各信号線対の電位差（現在値）から、前回Ｚ相パルス信号が生じたことを検出した際に電位差検出部１５から入力されていた各信号線対の電位差（前回値）を減算した差分値を算出する。また、差分算出部１６は、Ａ相、Ｂ相、及びＺ相パルス信号に対応する差分値を示す差分値情報を劣化判定部１７に出力する。
【００４０】
劣化判定部１７は、差分算出部１６から入力された差分値情報に基づいて、伝送線３２の各信号線対に断線に至る劣化が生じているか否かを判定し、判定結果を外部に出力する。なお、判定結果の出力の方法としては、例えば、伝送線３２の交換を要求する情報を表示する。劣化判定部１７は、差分値記憶部１８と、判定部１９とを有している。
【００４１】
差分値記憶部１８には、差分算出部１６から入力される差分値情報に示される差分値が、Ａ相、Ｂ相、及びＺ相パルス信号ごとに対応付けられて、時系列順に記憶されている。
判定部１９は、差分値記憶部１８に記憶されている差分値と、差分算出部１６から入力される差分値情報とに基づいて、伝送線３２の各信号線対に断線に至る劣化が生じているか否かを判定し、判定結果を外部に出力する。
【００４２】
図４は、本実施形態の判定部１９における劣化判定処理を示すフローチャートである。
判定部１９は、差分算出部１６から差分値情報が入力されると、Ａ相、Ｂ相、及びＺ相パルス信号の信号線対に対応する差分値ごとに、以下のステップＳ１〜ステップＳ１１の処理を行う。
【００４３】
まず、判定部１９は、入力された差分値が予め定められた第１しきい値以上であるか否かを判定し（ステップＳ１）、差分値が第１しきい値以上である場合（ステップＳ１：ＹＥＳ）、信号線対において、断線に至る劣化が生じたことを示す情報を外部に出力し（ステップＳ３）、劣化判定処理を終了する。
一方、ステップＳ１において、差分値が第１しきい値以上でない場合（ステップＳ１：ＮＯ）、判定部１９は、差分値記憶部１８に記憶されている差分値のうち、判定対象になっている信号線対の差分値を読み出し、読み出した差分値と入力された差分値との総和（累積値）を算出する（ステップＳ５）。
【００４４】
続いて、判定部１９は、算出した累積値が第２しきい値以上であるか否かを判定し（ステップＳ７）、累積値が第２しきい値以上である場合（ステップＳ７：ＹＥＳ）、信号線対の劣化が断線に至る状態になっていることを示す情報を外部に出力し（ステップＳ９）、劣化判定処理を終了する。
一方、ステップＳ７において、累積値が第２しきい値以上でない場合（ステップＳ７：ＮＯ）、信号線対に断線に至る劣化が生じていないことを示す情報を外部に出力し（ステップＳ１１）、劣化判定処理を終了する。
【００４５】
上述の劣化判定処理における第１しきい値及び第２しきい値は、伝送線３２に対する加速劣化試験の結果や、差分値記憶部１８に記憶されている差分値、及び算出された累積値のうち、伝送線３２に断線が生じたときの差分値及び累積値などに基づいて予め定められる値である。
【００４６】
上述の劣化判定処理で、判定部１９は、信号線対のいずれか一方、あるいは両方に亀裂などの劣化が生じ、信号線対における抵抗値が増加して現在値と前回値との差分値が第１しきい値以上になると、信号線対に断線に至る劣化が生じていることを検出する（ステップＳ１）。
また、判定部１９は、Ｚ相パルス信号が生じる間隔で検出できない程度の劣化が徐々に生じ、信号線対における抵抗値が徐々に増加して差分値の累積値が第２しきい値以上になると、徐々に進んだ劣化により信号線対に断線に至る可能性があることを検出する（ステップＳ７）。
【００４７】
このように、モータ装置１は、エンコーダ２７が検出した信号を伝送する伝送線における一対の信号線間の電位差を検出するたびに、差分算出部１６が今回検出した電位差と前回検出した電位差との差分値を検出する。
一般に、信号線における断線は、信号線に生じた亀裂等の劣化が徐々に広がるなどして断線に至ることが多く、信号線が断線に至る過程において、劣化が生じた箇所では電流が流れにくくなり抵抗値が高くなるため、差動信号の電位差が正常時と異なるため、作動信号の電位差に変化が生じる。
【００４８】
そして、劣化判定部１７は、検出された差分値である、電位差の変化量に基づいて信号線に劣化が生じているか否か、及び劣化が広がっているか否かを判定する。これにより、劣化判定部１７は、伝送線における劣化の程度を把握して、伝送線が断線に至る前に断線等の障害が生じる可能性が高いことをモータ装置１の利用者等に通知することができる。そして、伝送線の交換等の処置が施されることにより、断線等の障害が生じる可能性を低減させることができる。
【００４９】
また、劣化判定部１７は、差分値の累積値に基づいて、伝送線における劣化の程度を把握し、累積値が第２しきい値以上になると、伝送線において徐々に劣化が進み断線等の障害が生じる可能性について判定する。これにより、差分値の変化で検出されない劣化の蓄積により障害が生じる可能性が高いことを事前に判定することができる。
【００５０】
なお、第１しきい値及び第２しきい値は、判定対象となっている伝送線３２の使用期間に応じて、徐々に低くするようにしてもよい。例えば、伝送線３２に対して定められている耐用期間の半分の期間使用した場合、第１しきい値及び第２しきい値それぞれを２０％低くした値を用いるようにしてもよい。これにより、伝送線３２の使用期間に応じたしきい値の設定を行うことができ、断線に至る劣化の検出精度を向上させることができる。
【００５１】
また、上述の実施形態において、差分算出部１６は、Ｚ相パルス信号に変化が生じたことを検出し、Ｚ相パルス信号に変化が生じたときに、Ａ相、Ｂ相、及びＺ相パルス信号に対応する差分値を算出するようにしてもよい。
また、第１しきい値及び第２しきい値を複数設け、伝送線３２における劣化の進み具合を検出するようにしてもよい。これにより、モータ装置１は、伝送線３２における劣化の度合いを利用者に通知することができ、伝送線３２を交換する時期の予測に用いる情報を提供することができる。
【００５２】
また、上述の実施形態において、差分算出部１６は、現在値と前回値との差分値だけでなく、Ａ相、Ｂ相、及びＺ相パルス信号に対応する信号線対の間で差分値を算出するようにしてもよい。例えば、Ａ相パルス信号に対応する信号線対の電位差と、Ｂ相パルス信号に対応する信号線対の電位差との差分を算出し、算出した結果を差分値情報に含めるようにしてもよい。
また、上述の実施形態において、劣化判定部１７は、伝送線３２において、断線等の障害が発生する可能性が高いと判定した場合、モータ制御部１１に対して、リニアモータ２０の駆動を停止させる制御を行うようにしてもよい。
【００５３】
なお、本発明における劣化判定部１７の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより劣化判定処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータシステム」は、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）を備えたＷＷＷシステムも含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
【００５４】
また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムに既に記録されているプログラムとの組合せで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
複数の差動信号を伝送する信号線を用いる装置において、当該信号線の断線等を含む劣化を検出し、障害を未然に防ぐことが不可欠な用途に適用することができる。
【符号の説明】
【００５６】
１５…電位差検出部、１６…差分算出部、１７…劣化判定部、１９…判定部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の信号線を用いて差動信号を伝送する複数の伝送線それぞれにおける該一対の信号線間の電位差を繰り返し検出する電位差検出部と、
前記電位差検出部が前記複数の伝送線の電位差を検出するたびに、前記複数の伝送線ごとに、現在検出されている電位差と、前回検出された電位差との差分を算出する差分算出部と、
前記差分算出部が算出した電位差の差分に基づいて、該伝送線が劣化しているか否かを判定する劣化判定部と
を具備していることを特徴とする劣化判定装置。
【請求項２】
前記劣化判定部は、
前記複数の伝送線ごとに、前記差分算出部が算出した電位差の差分、該電位差の差分の累積値、及び予め定められたしきい値に基づいて、該伝送線に劣化が生じているか否かを判定する判定部と
を備えていることを特徴とする請求項１に記載の劣化判定装置。
【請求項３】
前記しきい値は、第１しきい値と第２しきい値とを含み、
前記判定部は、
前記複数の伝送線ごとに、前記差分算出部が算出した電位差の差分が前記第１しきい値以上の場合、又は、前記電位差の差分の累積値が前記第２しきい値以上の場合、該伝送線に劣化が生じていると判定する
ことを特徴とする請求項２に記載の劣化判定装置。
【請求項４】
モータと、該モータの動作状態を検出するエンコーダと、該エンコーダが検出した動作状態に基づいて該モータを制御する制御装置とを具備するモータ装置であって、
前記制御装置は、
前記エンコーダが検出した動作状態を、一対の信号線を用いた差動信号として伝送する複数の伝送線それぞれにおける該一対の信号線間の電位差を繰り返し検出する電位差検出部と、
前記電位差検出部が前記複数の伝送線の電位差を検出するたびに、前記複数の伝送線ごとに、今回検出された電位差と、前回検出された電位差との差分を算出する差分算出部と、
前記差分算出部が算出した電位差の差分に基づいて、該伝送線に劣化が生じているか否かを判定する劣化判定部と
を備えていることを特徴とするモータ装置。
【請求項５】
一対の信号線を用いて差動信号を伝送する複数の伝送線それぞれにおける該一対の信号線間の電位差を繰り返し検出する電位差検出ステップと、
前記電位差検出ステップにおいて、前記複数の伝送線の電位差が検出されるたびに、前記複数の伝送線ごとに、今回検出された電位差と、前回検出された電位差との差分を算出する差分算出ステップと、
前記差分算出ステップにおいて算出された電位差の差分に基づいて、該伝送線に劣化が生じているか否かを判定する劣化判定ステップと
を有していることを特徴とする劣化判定方法。
【請求項１】
一対の信号線を用いて差動信号を伝送する複数の伝送線それぞれにおける該一対の信号線間の電位差を繰り返し検出する電位差検出部と、
前記電位差検出部が前記複数の伝送線の電位差を検出するたびに、前記複数の伝送線ごとに、現在検出されている電位差と、前回検出された電位差との差分を算出する差分算出部と、
前記差分算出部が算出した電位差の差分に基づいて、該伝送線が劣化しているか否かを判定する劣化判定部と
を具備していることを特徴とする劣化判定装置。
【請求項２】
前記劣化判定部は、
前記複数の伝送線ごとに、前記差分算出部が算出した電位差の差分、該電位差の差分の累積値、及び予め定められたしきい値に基づいて、該伝送線に劣化が生じているか否かを判定する判定部と
を備えていることを特徴とする請求項１に記載の劣化判定装置。
【請求項３】
前記しきい値は、第１しきい値と第２しきい値とを含み、
前記判定部は、
前記複数の伝送線ごとに、前記差分算出部が算出した電位差の差分が前記第１しきい値以上の場合、又は、前記電位差の差分の累積値が前記第２しきい値以上の場合、該伝送線に劣化が生じていると判定する
ことを特徴とする請求項２に記載の劣化判定装置。
【請求項４】
モータと、該モータの動作状態を検出するエンコーダと、該エンコーダが検出した動作状態に基づいて該モータを制御する制御装置とを具備するモータ装置であって、
前記制御装置は、
前記エンコーダが検出した動作状態を、一対の信号線を用いた差動信号として伝送する複数の伝送線それぞれにおける該一対の信号線間の電位差を繰り返し検出する電位差検出部と、
前記電位差検出部が前記複数の伝送線の電位差を検出するたびに、前記複数の伝送線ごとに、今回検出された電位差と、前回検出された電位差との差分を算出する差分算出部と、
前記差分算出部が算出した電位差の差分に基づいて、該伝送線に劣化が生じているか否かを判定する劣化判定部と
を備えていることを特徴とするモータ装置。
【請求項５】
一対の信号線を用いて差動信号を伝送する複数の伝送線それぞれにおける該一対の信号線間の電位差を繰り返し検出する電位差検出ステップと、
前記電位差検出ステップにおいて、前記複数の伝送線の電位差が検出されるたびに、前記複数の伝送線ごとに、今回検出された電位差と、前回検出された電位差との差分を算出する差分算出ステップと、
前記差分算出ステップにおいて算出された電位差の差分に基づいて、該伝送線に劣化が生じているか否かを判定する劣化判定ステップと
を有していることを特徴とする劣化判定方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−１７７６５１（Ｐ２０１２−１７７６５１Ａ）
【公開日】平成２４年９月１３日（２０１２．９．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−４１６５６（Ｐ２０１１−４１６５６）
【出願日】平成２３年２月２８日（２０１１．２．２８）
【出願人】（３９００２９８０５）ＴＨＫ株式会社 (420)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月１３日（２０１２．９．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月２８日（２０１１．２．２８）
【出願人】（３９００２９８０５）ＴＨＫ株式会社 (420)
【Ｆターム（参考）】
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