DE102018007208A1

DE102018007208A1 - Verstärkerauswahlvorrichtung, Verstärkerauswahlverfahren und computerlesbares Speichermedium mit Stromquellenkapazitätsanzeigefunktion

Info

Publication number: DE102018007208A1
Application number: DE102018007208.9A
Authority: DE
Inventors: Hironao Tanouchi; Shinichi Mizukami
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2017-09-19
Filing date: 2018-09-12
Publication date: 2019-03-21
Also published as: JP2019057963A; US20190088282A1; CN109525163B; US10665262B2; CN109525163A; JP6595550B2

Abstract

Eine Verstärkerauswahlvorrichtung umfasst eine Speichereinrichtung, die eine Datenbank speichert, die Motormodelle und Informationen bezüglich Verstärkerkapazitäten und Merkmalsbeträgen enthält, eine Einrichtung, die Motormodellinformationen einholt, eine Einrichtung, die eine Verstärkeranzahl berechnet, eine Einrichtung, die Spindelverstärker auswählt, eine Einrichtung, die eine Kombination von Servoverstärkern und Spindelverstärkern erzeugt; eine Einrichtung, die Informationen bezüglich der Merkmalsbeträge extrahiert, eine Einrichtung, die basierend auf den Informationen bezüglich der Merkmalsbeträge eine Kombination bestimmt, eine Stromquellenkapazitätsberechnungseinrichtung, die Kapazitäten einer Hauptstromquelle und einer Steuerstromquelle berechnet, eine Einrichtung, die einen Gesamtstromverbrauch von Motoren berechnet, und eine Anzeigesteuereinrichtung, die die Kombination von Verstärkern und Zeitreihendaten des Gesamtwerts des Stromverbrauchs der Motoren nebst der Hauptstromquellen- und Steuerstromquellenkapazität anzeigt.

Description

Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verstärkerauswahlvorrichtung, ein Verstärkerauswahlverfahren und ein computerlesbares Speichermedium und im Besonderen eine Verstärkerauswahlvorrichtung, ein Verstärkerauswahlverfahren und ein computerlesbares Speichermedium mit einer Stromquellenkapazitätsanzeigefunktion.
Beschreibung des zugehörigen Standes der Technik
Eine Servosystemauswahlvorrichtung, die ein Servosystem auswählt, wobei das System einen in einer Maschine verwendeten Motor und einen den Motor antreibenden Verstärker umfasst, ist bekannt (z.B. ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. JP 2011-166953 A ). Die Servosystemauswahlvorrichtung gemäß diesem Stand der Technik umfasst einen Eingabeabschnitt, der Maschineninformationen, Maschinenbetriebsinformationen und Servosysteminformationen wenigstens eines einer Auswahl unterzogenen Servosystems eingibt, einen Berechnungsabschnitt, der, wenn eine Maschine basierend auf den in den Eingabeabschnitt eingegebenen Maschinenbetriebsinformationen betrieben wird, unter Verwendung der Maschineninformationen und der Servosysteminformationen einen Stromverbrauch des Servosystems sowie einen Gesamtstromverbrauchsbetrag, einen Gesamtverlust und/oder eine Energieeffizienz für jedes in den Eingabeabschnitt eingegebene Servosystem berechnet, und einen ersten Ausgabeabschnitt, der den Gesamtstromverbrauchsbetrag, den Gesamtverlust und/oder die Energieeffizienz, die durch den Berechnungsabschnitt berechnet wurden, für jedes in den Eingabeabschnitt eingegebene Servosystem anzeigt oder ausgibt.
Zusammenfassung der Erfindung
Der zugehörige Stand der Technik hat jedoch dahingehend ein Problem, dass, bei einer Fokussierung auf die Größe des Verstärkers, den Stromverbrauch, die Kosten, etc., die Auswahl des optimalen Verstärkers aus zahlreichen unterschiedlichen Verstärkertypen schwierig und zweitaufwändig ist.
Eine Verstärkerauswahlvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung umfasst eine Motormodellspeichereinrichtung, die dazu eingerichtet ist, eine Datenbank zu speichern, die eine Mehrzahl Motormodelle, die Servomotoren und Spindelmotoren umfassende Motortypen angibt, nebst Informationen bezüglich einer Verstärkerkapazität und eines Merkmalsbetrags für jedes der Motormodelle sowie ein Betriebsprogramm zum Ausführen einer Mehrzahl Operationen für jeden Achsenmotor enthält, der dazu eingerichtet ist, jeweilige Achsen in einer Maschine anzutreiben, eine Motormodellinformationseinholeinrichtung, die dazu eingerichtet ist, Informationen bezüglich der Motormodelle einzuholen, die für jeden der Spindelmotoren und Servomotoren ausgewählt werden, die die jeweiligen Spindelachsen und Servoachsen antreiben, die zum Gestalten eines gewünschten Systems nötig sind, eine Verstärkeranzahlberechnungseinrichtung, die dazu eingerichtet ist, durch Bezugnahme auf die Datenbank und Extrahieren von Informationen bezüglich der Verstärkerkapazitäten der ausgewählten Motormodelle für jede Verstärkerkapazität eine erforderliche Anzahl jedes Spindelverstärkers und Servoverstärkers zu berechnen, eine Spindelverstärkerauswahleinrichtung, die dazu eingerichtet ist, Spindelverstärker zum Antreiben der Spindelmotoren basierend auf der Verstärkerkapazität und -anzahl von Spindelmotoren auszuwählen, eine Kombinationserzeugungseinrichtung, die dazu eingerichtet ist, entsprechend der erforderlichen Verstärkerkapazität und -anzahl für jeden ausgewählten Spindelverstärker eine Kombination von Servoverstärkern zu erzeugen, eine Merkmalsbetragsextraktionseinrichtung, die dazu eingerichtet ist, durch Bezugnahme auf die Datenbank Informationen bezüglich eines Merkmalsbetrags jeder erzeugten Kombination von Spindelverstärkern und Servoverstärkern zu extrahieren, eine Verstärkerbestimmungseinrichtung, die dazu eingerichtet ist, eine Kombination von Spindelverstärkern und Servoverstärkern basierend auf den extrahierten Informationen bezüglich der Merkmalsbeträge zu bestimmen, eine Stromquellenkapazitätsberechnungseinrichtung, die dazu eingerichtet ist, durch Bezugnahme auf die Datenbank eine Kapazität einer zum Antreiben der Motoren erforderlichen Hauptstromquelle und eine Kapazität einer zum Antreiben der Spindelverstärker und Servoverstärker erforderlichen Steuerstromquelle zu berechnen, eine Stromverbrauchsberechnungseinrichtung, die dazu eingerichtet ist, Zeitreihendaten eines Gesamtwerts des Stroms zu berechnen, der bei Ausführung des Betriebsprogramms durch die Motoren für alle Achsen verbraucht wird, und eine Anzeigesteuereinrichtung, die dazu eingerichtet ist, die durch die Verstärkerbestimmungseinrichtung ausgewählte Kombination von Spindelverstärkern und Servoverstärkern sowie die Zeitreihendaten des Gesamtwerts des Stromverbrauchs der Motoren für alle Achsen nebst der durch die Stromquellenkapazitätsberechnungseinrichtung berechneten Hauptstromquellenkapazität und Steuerstromquellenkapazität anzuzeigen.
Ein Verstärkerauswahlverfahren gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung umfasst das Erstellen einer Datenbank, die eine Mehrzahl Motormodelle, die Servomotoren und Spindelmotoren umfassende Motortypen angibt, nebst Informationen bezüglich einer Verstärkerkapazität und eines Merkmalsbetrags für jedes der Motormodelle sowie ein Betriebsprogramm zum Ausführen einer Mehrzahl Operationen für jeden Achsenmotor enthält, der dazu eingerichtet ist, jeweilige Achsen in einer Maschine anzutreiben, Einholen von Informationen bezüglich der Motormodelle, die für jeden der Spindelmotoren und Servomotoren ausgewählt werden, die die jeweiligen Spindelachsen und Servoachsen antreiben, die zum Gestalten eines gewünschten Systems nötig sind, Berechnen einer erforderlichen Anzahl jedes Spindelverstärkers und Servoverstärkers für jede Verstärkerkapazität durch Bezugnahme auf die Datenbank und Extrahieren von Informationen bezüglich der Verstärkerkapazitäten der ausgewählten Motormodelle, Auswählen von Spindelverstärkern zum Antreiben von Spindelmotoren basierend auf der Verstärkerkapazität und -anzahl der Spindelmotoren, Erzeugen einer Kombination von Spindelverstärkern und Servoverstärkern entsprechend der erforderlichen Verstärkerkapazität und -anzahl für jeden ausgewählten Spindelverstärker, Extrahieren von Informationen bezüglich eines Merkmalsbetrags jeder erzeugten Kombination von Spindelverstärkern und Servoverstärkern durch Bezugnahme auf die Datenbank, Bestimmen einer Kombination von Spindelverstärkern und Servoverstärkern basierend auf den extrahierten Informationen bezüglich der Merkmalsbeträge, Berechnen einer Kapazität einer zum Antreiben der Motoren erforderlichen Hauptstromquelle und einer Kapazität einer zum Antreiben der Spindelverstärker und Servoverstärker erforderlichen Steuerstromquelle durch Bezugnahme auf die Datenbank, Berechnen von Zeitreihendaten eines Gesamtwerts des Stroms, der bei Ausführung des Betriebsprogramms durch die Motoren für alle Achsen verbraucht wird, und Anzeigen der ausgewählten Kombination von Spindelverstärkern und Servoverstärkern sowie der Zeitreihendaten des Gesamtwerts des Stromverbrauchs der Motoren für alle Achsen nebst der berechneten Hauptstromquellenkapazität und Steuerstromquellenkapazität.
Ein computerlesbares Speichermedium gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung speichert ein Verstärkerauswahlprogramm, das einen Computer veranlasst, Folgendes auszuführen: einen Motormodellspeichervorgang zum Speichern einer Datenbank, die eine Mehrzahl Motormodelle, die Servomotoren und Spindelmotoren umfassende Motortypen angibt, nebst Informationen bezüglich einer Verstärkerkapazität und eines Merkmalsbetrags für jedes der Motormodelle sowie ein Betriebsprogramm zum Ausführen einer Mehrzahl Operationen für jeden Achsenmotor enthält, der dazu eingerichtet ist, jeweilige Achsen in einer Maschine anzutreiben, einen Motormodellinformationseinholvorgang zum Einholen von Informationen bezüglich der Motormodelle, die für jeden der Spindelmotoren und Servomotoren ausgewählt werden, die die jeweiligen Spindelachsen und Servoachsen antreiben, die zum Gestalten eines gewünschten Systems nötig sind, einen Verstärkeranzahlberechnungsvorgang zum Berechnen einer erforderlichen Anzahl jedes Spindelverstärkers und Servoverstärkers für jede Verstärkerkapazität durch Bezugnahme auf die Datenbank und Extrahieren von Informationen bezüglich der Verstärkerkapazitäten der ausgewählten Motormodelle, einen Spindelverstärkerauswahlvorgang zum Auswählen von Spindelverstärkern zum Antreiben der Spindelmotoren basierend auf der Verstärkerkapazität und -anzahl von Spindelmotoren, einen Kombinationserzeugungsvorgang zum Erzeugen einer Kombination von Servoverstärkern entsprechend der erforderlichen Verstärkerkapazität und -anzahl für jeden ausgewählten Spindelverstärker, einen Merkmalsbetragsextraktionsvorgang zum Extrahieren von Informationen bezüglich eines Merkmalsbetrags jeder erzeugten Kombination von Spindelverstärkern und Servoverstärkern durch Bezugnahme auf die Datenbank, einen Verstärkerbestimmungsvorgang zum Bestimmen einer Kombination von Spindelverstärkern und Servoverstärkern basierend auf den extrahierten Informationen bezüglich der Merkmalsbeträge, einen Stromquellenkapazitätsberechnungsvorgang zum Berechnen einer Kapazität einer zum Antreiben der Motoren erforderlichen Hauptstromquelle und einer Kapazität einer zum Antreiben der Spindelverstärker und Servoverstärker erforderlichen Steuerstromquelle durch Bezugnahme auf die Datenbank, einen Stromverbrauchsberechnungsvorgang zum Berechnen von Zeitreihendaten eines Gesamtwerts des Stroms, der bei Ausführung des Betriebsprogramms durch die Motoren für alle Achsen verbraucht wird, und einen Anzeigevorgang zum Anzeigen der im Verstärkerbestimmungsvorgang ausgewählten Kombination von Spindelverstärkern und Servoverstärkern sowie der Zeitreihendaten des Gesamtwerts des Stromverbrauchs der Motoren für alle Achsen nebst der im Stromquellenkapazitätsberechnungsvorgang berechneten Hauptstromquellenkapazität und Steuerstromquellenkapazität.
Figurenliste
Die Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung der Ausführungsformen in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen genauer hervor. Es zeigt:

1 ein Blockdiagramm, das eine Verstärkerauswahlvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform zeigt;
2 ein Funktionsblockdiagramm, das die Verstärkerauswahlvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
3 ein Flussdiagramm, das einen Verstärkerauswahlablauf in einem Verstärkerauswahlverfahren gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
4 eine Darstellung, die ein Beispiel der Anordnung von einer Stromquelle, Spindelverstärkern und Servoverstärkern zeigt;
5 eine Tabelle, die ein Beispiel für Servomotor- und Spindelmotormodelle, die für jede Servoachse und Spindelachse ausgewählt wurden, nebst Verstärkerkapazitäten zeigt;
6 eine Tabelle, die ein Beispiel für eine Anzahl jeder Verstärkerkapazität von Motoren zeigt, die für jede Servoachse und Spindelachse ausgewählt wurden;
7 eine Darstellung, die ein Beispiel für Kombinationen von Spindelverstärkern und Servoverstärkern zeigt, die dazu fähig sind, ausgewählte Spindelmotoren und Servomotoren anzutreiben;
8 eine Darstellung, die ein Beispiel für Gesamtbreiten von Verstärkern zeigt, die für Kombinationen von Spindelverstärkern und Servoverstärkern berechnet wurden;
9 ein Beispiel für ein Betriebsprogramm, das die Motoren für jede der Achsen antreibt;
10 ein Beispiel für Zeitreihendaten des Stroms, der bei Ausführung eines Betriebsprogramms durch einen X-Achsen-Servomotor verbraucht wird;
11 ein Beispiel für Zeitreihendaten des Stroms, der bei Ausführung eines Betriebsprogramms durch einen Y-Achsen-Servomotor verbraucht wird;
12 ein Beispiel für Zeitreihendaten des Stroms, der bei Ausführung eines Betriebsprogramms durch einen Z-Achsen-Servomotor verbraucht wird;
13 ein Beispiel für Zeitreihendaten eines Gesamtwerts des Stroms, der bei Ausführung eines Betriebsprogramms durch Servomotoren für alle Achsen verbraucht wird;
14 eine Tabelle, die ein weiteres Beispiel für Servomotor- und Spindelmotormodelle, die für jede Servoachse und Spindelachse ausgewählt wurden, nebst Verstärkerkapazitäten zeigt;
15 eine Tabelle, die ein weiteres Beispiel für eine Anzahl jeder Verstärkerkapazität von Motoren zeigt, die für jede Servoachse und Spindelachse ausgewählt wurden;
16 eine Darstellung, die ein weiteres Beispiel für Gesamtbreiten von Verstärkern zeigt, die für Kombinationen von Spindelverstärkern und Servoverstärkern berechnet wurden; und
17 ein Funktionsblockdiagramm, das eine Verstärkerauswahlvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform zeigt.

Detaillierte Beschreibung
Nachstehend sind eine Verstärkerauswahlvorrichtung, ein Verstärkerauswahlverfahren und ein computerlesbares Speichermedium gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass der technische Umfang der vorliegenden Erfindung nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt ist und sich auf den in den Patentansprüchen und deren Äquivalenten offenbarten Umfang der Erfindung erstreckt.
1 ist ein Blockdiagramm, das eine Verstärkerauswahlvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform zeigt. Eine Verstärkerauswahlvorrichtung 101 umfasst eine Recheneinrichtung (einen Computer) 11 und eine Speichereinrichtung 12. Die Speichereinrichtung 12 ist beispielsweise eine Festplatte (HDD/Hard Disk), ein Flash-Speicher, etc. und speichert ein Verstärkerauswahlprogramm gemäß der ersten Ausführungsform und ein Maschinenbetriebsprogramm. Die Recheneinrichtung 11 führt das in der Speichereinrichtung 12 gespeicherte Verstärkerauswahlprogramm gemäß der ersten Ausführungsform aus. Die Verstärkerauswahlvorrichtung 101 ist mit einer Eingabeeinrichtung 20 und einer Anzeigeeinrichtung 30 ausgestattet. Das Verstärkerauswahlprogramm kann in einem computerlesbaren Speichermedium gespeichert sein.
2 ist ein Funktionsblockdiagramm, das die Verstärkerauswahlvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt. Die Verstärkerauswahlvorrichtung 101 gemäß der ersten Ausführungsform umfasst eine Motormodellspeichereinrichtung 1, eine Motormodellinformationseinholeinrichtung 2, eine Verstärkeranzahlberechnungseinrichtung 3, eine Spindelverstärkerauswahleinrichtung 4, eine Kombinationserzeugungseinrichtung 5, eine Merkmalsbetragsextraktionseinrichtung 6, eine Verstärkerbestimmungseinrichtung 7, eine Stromquellenkapazitätsberechnungseinrichtung 8, eine Stromverbrauchsberechnungseinrichtung 13 und eine Anzeigesteuereinrichtung 9. Die Motormodellspeichereinrichtung 1 wird durch die in 1 gezeigte Speichereinrichtung 12 umgesetzt, und die Motormodellinformationseinholeinrichtung 2, die Verstärkeranzahlberechnungseinrichtung 3, die Spindelverstärkerauswahleinrichtung 4, die Kombinationserzeugungseinrichtung 5, die Merkmalsbetragsextraktionseinrichtung 6, die Verstärkerbestimmungseinrichtung 7, die Stromquellenkapazitätsberechnungseinrichtung 8, die Stromverbrauchsberechnungseinrichtung 13 und die Anzeigesteuereinrichtung 9 werden durch die in 1 gezeigte Recheneinrichtung 11 umgesetzt.
Als Eingabeeinrichtung 20 können beispielsweise eine Tastatur, eine Maus, etc. verwendet werden. Eine Anzahl von Servoachsen und Spindelachsen, die ein gewünschtes Werkzeugmaschinensystem bilden, und Informationen bezüglich Servomotoren und Spindelmotoren, die für die Servoachsen und Spindelachsen verwendet werden, werden über die Eingabeeinrichtung 20 in die Verstärkerauswahlvorrichtung 101 eingegeben.
Als Anzeigeeinrichtung 30 können eine Flüssigkristallanzeigeeinrichtung, eine organische EL-Anzeigeeinrichtung, etc. verwendet werden. Auf der Anzeigeeinrichtung 30 werden ein Bildschirm zum Eingeben von Informationen über die Eingabeeinrichtung 20, eine durch die Verstärkerauswahlvorrichtung 101 bestimmte optimale Verstärkerkombination und Stromquellenkapazität, etc. angezeigt.
3 ist ein Flussdiagramm, das einen Verstärkerauswahlablauf in einem Verstärkerauswahlverfahren gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
In Schritt 101 speichert die Motormodellspeichereinrichtung 1 eine Datenbank, die eine Mehrzahl Motormodelle, die Servomotoren und Spindelmotoren umfassende Motortypen angibt, nebst Informationen bezüglich einer Verstärkerkapazität und eines Merkmalsbetrags für jedes der Motormodelle sowie ein Betriebsprogramm zum Veranlassen von Motoren enthält, die jeweilige Achsen in einer Maschine antreiben, eine Mehrzahl Operationen auszuführen (Motormodellspeichervorgang). Die Informationen bezüglich der Verstärkerkapazität lassen sich als erforderlicher Strom, erforderliche Leistung, etc. angeben. Der Merkmalsbetrag kann beispielsweise Informationen bezüglich der Größe des Verstärkers, wie etwa der Breite des Verstärkers, Informationen bezüglich des Stromverbrauchs des Verstärkers oder Informationen bezüglich der Kosten, etc. des Verstärkers umfassen. Die Informationen sind jedoch nicht auf diese Werte beschränkt. Informationen bezüglich einer in einem Datenblatt verzeichneten Modellbezeichnung des Motors, der Spezifikationen des Motors, des Merkmalsbetrags (Größe, Stromverbrauch, Kosten, etc.) des Motors, einer Modellbezeichnung des Verstärkers, der Spezifikationen des Verstärkers und des Merkmalsbetrags (Größe, Stromverbrauch, Kosten, etc.) des Verstärkers können in der Datenbank aufgezeichnet werden.
4 ist ein Beispiel der Konfiguration des Werkzeugmaschinensystems zum Antreiben der Spindelmotoren und Servomotoren. Als Beispiel wird ein Fall beschrieben, in dem zwei Spindelachsen und drei Servoachsen vorhanden sind. In diesem Fall werden für die zwei Spindelachsen zwei Spindelmotoren benötigt. Daher sind ein erster Spindelverstärker SP1 und ein zweiter Spindelverstärker SP2 zum Antreiben der jeweiligen Spindelmotoren mit einer Stromquelle PS verbunden. Ferner werden für die drei Servoachsen drei Servomotoren benötigt. Daher sind ein erster Servoverstärker SV1, ein zweiter Servoverstärker SV2 und ein dritten Servoverstärker SV3 zum Antreiben der jeweiligen Servomotoren mit der Stromquelle PS verbunden.
Wenn die Breite des ersten Spindelverstärkers SP1 durch d_SP1 , die Breite des zweiten Spindelverstärkers SP2 durch d_SP2 , die Breite des ersten Servoverstärkers SV1 durch d_SV1 , die Breite des zweiten Servoverstärkers SV2 durch d_SV2 und die Breite des dritten Servoverstärkers SV3 durch d_Sv3 repräsentiert wird, ist eine Gesamtbreite d_Total der Spindelverstärker und der Servoverstärker die Summe dieser Werte. Daher können beim Auswählen einer Konfiguration mit einer minimalen Gesamtbreite für die Spindelverstärker und die Servoverstärker die Werte der Breiten der Spindelverstärker und der Servoverstärker als Merkmalsbeträge verwendet werden.
Als Nächstes holt die Motormodellinformationseinholeinrichtung 2 in Schritt S102 Informationen bezüglich der Motormodelle ein, die für jeden der Spindelmotoren und Servomotoren ausgewählt werden, die die jeweiligen Spindelachsen und Servoachsen antreiben, die zum Gestalten des gewünschten Systems nötig sind (Motormodellinformationseinholvorgang).
5 ist eine Tabelle, die ein Beispiel für Servomotor- und Spindelmotormodelle, die für jede Servoachse und Spindelachse ausgewählt wurden, nebst Verstärkerkapazitäten zeigt. Bei dem in 5 gezeigten Beispiel sind eine Spindelachse (SP) und fünf Servoachsen (X-Achse bis B-Achse) vorhanden. „αiS-“ repräsentiert die Motormodelle der Servomotoren, während „αiI....“ das Motormodell des Spindelmotors repräsentiert. „20 A“ und „40 A“ repräsentieren die Verstärkerkapazitäten, die zum Antreiben jedes der Servomotoren erforderlich sind, während „5,5 kW“ die Verstärkerkapazität repräsentiert, die zum Antreiben des Spindelmotors erforderlich ist.
Als Nächstes berechnet die Verstärkeranzahlberechnungseinrichtung 3 in Schritt S103 durch Bezugnahme auf die Datenbank und Extrahieren von Informationen bezüglich der Verstärkerkapazitäten der ausgewählten Motormodelle für jede Verstärkerkapazität die erforderliche Anzahl jedes Spindelverstärkers und Servoverstärkers (Verstärkeranzahlberechnungsvorgang).
6 ist eine Tabelle, die ein Beispiel für eine Anzahl jeder Verstärkerkapazität von Motoren zeigt, die für jede Servoachse und Spindelachse ausgewählt wurden. Das in 6 dargestellte Beispiel zeigt, dass, was die die Servoachsen antreibenden Servomotoren angeht, drei Servoverstärker mit einer Verstärkerkapazität von „20 A“ und zwei Servoverstärker mit einer Verstärkerkapazität von „40 A“ benötigt werden. Was den die Spindelachse antreibenden Spindelmotor angeht, wird außerdem ein Spindelverstärker mit einer Verstärkerkapazität von „5,5 kW“ benötigt.
Als Nächstes wählt die Spindelverstärkerauswahleinrichtung 4 in Schritt S104 die Spindelverstärker zum Antreiben der Spindelmotoren basierend auf der Verstärkerkapazität und -anzahl von Spindelmotoren aus (Spindelverstärkerauswahlvorgang).
7 ist eine Darstellung, die ein Beispiel für Kombinationen von Spindelverstärkern und Servoverstärkern zeigt, die dazu fähig sind, ausgewählte Spindelmotoren und Servomotoren anzutreiben. Das Beispiel von 7 zeigt, dass für den Spindelverstärker (den ersten SP-Verstärker) zwei Kandidaten ausgewählt wurden, nämlich „αiSVP 20/20/20-5.5“ und „αiSP 5.5“. „αiSVP 20/20/20-5.5“ gibt an, dass der Spindelverstärker eine Kapazität von 5,5 kW hat und dass drei Servoverstärker, die dazu fähig sind, drei Servomotoren anzutreiben, und eine Kapazität von 20 A haben, kombiniert sind. Auf diese Weise können Informationen bezüglich Spindelverstärkern oder Servoverstärkern, die dazu fähig sind, unter Verwendung eines der obigen Verstärker eine Mehrzahl Spindelachsen oder Servoachsen anzutreiben, in die Datenbank aufgenommen werden. „αiSP 5.5“ hingegen gibt einen einzelnen Spindelverstärker an, der eine Kapazität von 5,5 kW hat.
Als Nächstes erzeugt die Kombinationserzeugungseinrichtung 5 in Schritt S105 entsprechend der erforderlichen Verstärkerkapazität und -anzahl für jeden ausgewählten Spindelverstärker eine Kombination von Servoverstärkern (Kombinationserzeugungsvorgang).
Wie in 7 gezeigt, werden, wenn „αiSVP 20/20/20-5.5“ als Spindelverstärker ausgewählt wurde, zwei Servoverstärker, die jeweils eine Kapazität von 40 A haben, als Servoverstärker benötigt. Folglich werden beispielsweise „βiSV 40/40“ und „αiSV 40/40“ als erster Servoverstärker (erster SV-Verstärker) ausgewählt. „40/40“ gibt an, dass zwei Servoverstärker, die jeweils eine Kapazität von 40 A haben, zu einem einzelnen Servoverstärker kombiniert sind. Ferner geben „α“ und „β“ Baureihenbezeichnungen der Verstärker an. Daher können, wie in 7 gezeigt, eine erste Kombination ((1) eine Kombination aus „αiSVP 20/20/20-5.5“ und „βiSV 40/40“) und eine zweite Kombination ((2) eine Kombination aus „αiSVP 20/20/20-5.5“ und „αiSV 40/40“) als Kombinationen von Spindelverstärkern und Servoverstärkern ausgewählt werden, die das in 5 gezeigte System antreiben.
Ferner kann auch beispielsweise der einzelne Spindelverstärker „αiSP 5.5“ als Spindelverstärker (erster SP-Verstärker) ausgewählt werden. In diesem Fall ist es erforderlich, da der Spindelverstärker keinen Servoverstärker umfasst, ferner zwei Servoverstärker, die jeweils eine Verstärkerkapazität von 40 A haben, und drei Servoverstärker auszuwählen, die jeweils eine Verstärkerkapazität von 20 A haben. Daher wird der Servoverstärker „βiSV 40/40“ oder „αiSV 40/40“, die eine Verstärkerkapazität von 40 A haben, als erster Servoverstärker (erster SV-Verstärker) ausgewählt. Wenn der Servoverstärker „βiSV 40/40“ ausgewählt wurde, wird beispielsweise „αiSV 20/20/20“, in dem drei Servoverstärker kombiniert sind, die jeweils eine Verstärkerkapazität von 20 A haben, als zweiter Servoverstärker (zweiter SV-Verstärker) ausgewählt. Alternativ können beispielsweise „βiSV 20/20“, in dem zwei Servoverstärker kombiniert sind, die jeweils eine Verstärkerkapazität von 20 A haben, als zweiter Servoverstärker (zweiter SV-Verstärker) ausgewählt werden, und „βiSV 20“, der ein einzelner Servoverstärker mit einer Verstärkerkapazität von 20 A ist, als dritter Servoverstärker (dritter SV-Verstärker) ausgewählt werden. Auf diese Weise werden eine dritte Kombination ((3) eine Kombination aus „αiSP 5.5“, „βiSV 40/40“ und „αiSV 20/20/20“) und eine vierte Kombination ((4) eine Kombination aus „αiSP 5.5“, „βiSV 40/40“, „βiSV 20/20“ und „βiSV 20“) erzeugt. Obgleich auch Kombinationen (5) und so weiter, die „αiSP 5.5“ und „αiSV 40/40“ umfassen, erzeugt werden können, sind diese im Folgenden nicht genau beschrieben.
Bei dieser Ausführungsform wird es, bei einer Fokussierung auf die Größen (Breiten) oder Kosten der Verstärker als Merkmalsbeträge, als zweckmäßig erachtet, Kombinationen mit einer zu hohen Verstärkeranzahl beim Durchführen einer Verstärkerauswahl auszuschließen, die dazu fähig ist, eine Reduzierung der Größe, des Stromverbrauchs oder der Kosten zu erreichen. Daher ist es, wenn eine Mehrzahl Kombinationen von Spindelverstärkern und Servoverstärkern vorhanden ist, bevorzugt, dass die Kombinationserzeugungseinrichtung 5 den Gesamtwert der Anzahl Spindelverstärker und Servoverstärker bei jeder Kombination sowie den Mindestwert dieses Gesamtwerts berechnet, und Kombinationen, bei denen der Gesamtwert der Anzahl Spindelverstärker und Servoverstärker um einen Betrag, der größer oder gleich einer vorgegebenen Anzahl ist, höher als der Mindestwert ist, aus Auswahloptionen ausschließt. Beispielsweise beträgt bei dem in 7 gezeigten Beispiel der Gesamtwert der Anzahl Spindelverstärker und Servoverstärker bei den Kombinationen (1) und (2) zwei, bei der Kombination (3) drei und bei der Kombination (4) vier. Der Mindestwert des Gesamtwerts beträgt daher zwei. Wenn Kombinationen mit einer Anzahl, die um zwei oder mehr höher als der Mindestwert des Gesamtwerts ist, ausgeschlossen werden sollen, beträgt der Gesamtwert der Kombination (4) vier, so dass die Kombination (4) ausgeschlossen werden kann. Dadurch werden die in Betracht kommenden Kombinationen auf (1) bis (3) eingeschränkt. Auf diese Weise ermöglicht es das Ausschließen von Kombinationen, bei denen die Gesamtzahl der Verstärker um einen Betrag, der größer als gleich einer vorgegebenen Anzahl ist, höher als der Mindestwert ist, die Gesamtzahl von Kombinationskandidaten zu verringern, so dass die optimalen Verstärker schnell bestimmt werden können.
Als Nächstes extrahiert die Merkmalsbetragsextraktionseinrichtung 6 in Schritt S106 durch Bezugnahme auf die Datenbank Informationen bezüglich des Merkmalsbetrags jeder erzeugten Kombination von Spindelverstärkern und Servoverstärkern (Merkmalsbetragsextraktionsvorgang).
8 ist eine Darstellung, die Beispiele für Gesamtbreiten der Verstärker zeigt, die für die Kombinationen von Spindelverstärkern und Servoverstärkern berechnet wurden. Bei dem in 8 gezeigten Beispiel ist der als Referenz zur Bestimmung von Verstärkerkombinationen verwendete Merkmalsbetrag die Breite der Verstärker. Die Datenbank enthält Daten, die angeben, dass die Verstärkerbreite des Spindelverstärkers „αiSVP 20/20/20-5.5“ 90 mm, die Verstärkerbreite des Servoverstärkers „βiSV 40/40“ 90 mm, und die Verstärkerbreite des Servoverstärkers „αiSV 40/40“ 60 mm beträgt. Dementsprechend nimmt die Merkmalsbetragsextraktionseinrichtung 6 auf die Datenbank Bezug und extrahiert Informationen bezüglich der Verstärkerbreiten, die Merkmalsbeträge darstellen, für jede der erzeugten Kombinationen (1) bis (3) von Spindelverstärkern und Servoverstärkern. In diesem Fall betragen die Gesamtwerte der Breiten des Spindelverstärkers (des ersten SP-Verstärkers), des ersten Servoverstärkers (des ersten SV-Verstärkers) und des zweiten Servoverstärkers (des zweiten SV-Verstärkers) 180 mm bei der Kombination (1), 150 mm bei der Kombination (2) und 210 mm bei der Kombination (3).
Als Nächstes bestimmt die Verstärkerbestimmungseinrichtung 7 in Schritt S107 die Kombination von Spindelverstärkern und Servoverstärkern basierend auf den extrahierten Informationen bezüglich der Merkmalsbeträge (Verstärkerbestimmungsvorgang).
Wenn die Verstärkerbreiten die Merkmalsbeträge sind, ist die Kombination (2) die Kombination mit der geringsten Verstärkerbreite, so dass die Kombination (2) als die optimale Verstärkerkombination bestimmt werden kann. Nachdem die Merkmalsbeträge für jede Kombination berechnet wurden, kann eine Liste von Kombinationen, die gemäß den Merkmalsbetragswerten in aufsteigender oder absteigender Reihenfolge neu geordnet werden kann, auf der Anzeigeeinrichtung 30 angezeigt werden. Alternativ kann gemäß den Merkmalsbeträgen nur die optimale Kombination auf der Anzeigeeinrichtung 30 angezeigt werden.
Als Nächstes berechnet die Stromverbrauchsberechnungseinrichtung 13 in Schritt S108 Zeitreihendaten des Gesamtwerts des Stroms, der bei Ausführung des Betriebsprogramms durch die Motoren für alle Achsen verbraucht wird (Stromverbrauchsberechnungsvorgang). 9 ist ein Beispiel für ein Betriebsprogramm, das den Motor für jede der Achsen antreibt. Eine Konfiguration, bei der eine Maschine, wie etwa ein Roboter, durch X-Achsen-, Y-Achsen- und Z-Achsen-Servomotoren angetrieben wird, ist hier als Beispiel beschrieben.
Zunächst wird der X-Achsen-Servomotor gemäß der ersten Zeile des Betriebsprogramms mit 70 % seiner Nennleistung gedreht. Wenn die Nennleistung durch α_x [W] repräsentiert wird, werden, wenn der X-Achsen-Servomotor gemäß der ersten Zeile des Betriebsprogramms angetrieben wird, ein Zeitpunkt t_x und ein Stromverbrauch α_x × 0,7 aufgezeichnet. Die Zeitpunkte und der Stromverbrauch des X-Achsen-Servomotors bei den anderen Zeilen werden ebenfalls aufgezeichnet und es wird ein Diagramm von Zeitreihendaten des Stromverbrauchs des X-Achsen-Servomotors bei Ausführung des Betriebsprogramms erzeugt, wie in 10 gezeigt. In 10 repräsentiert die horizontale Achse die Betriebszeit der Maschine, die der Ausführungszeit des Betriebsprogramms entspricht, und die vertikale Achse den Stromverbrauch des X-Achsen-Servomotors. Bei dem in 10 gezeigten Beispiel nimmt der Stromverbrauch des X-Achsen-Servomotors zu einem bestimmten Zeitpunkt einen Maximalwert P_x an.
Als Nächstes wird der Y-Achsen-Servomotor gemäß der zweiten Zeile des Betriebsprogramms vier Sekunden nach der Ausführung des Befehls in der ersten Zeile mit 40 % seiner Nennleistung gedreht. Wenn die Nennleistung durch α_y [W] repräsentiert wird, werden, wenn der Y-Achsen-Servomotor gemäß der zweiten Zeile des Betriebsprogramms angetrieben wird, ein Zeitpunkt t_y und ein Stromverbrauch α_y × 0,4 aufgezeichnet. Die Zeitpunkte und der Stromverbrauch des Y-Achsen-Servomotors bei den anderen Zeilen werden ebenfalls aufgezeichnet und es wird ein Diagramm von Zeitreihendaten des Stromverbrauchs des Y-Achsen-Servomotors bei Ausführung des Betriebsprogramms erzeugt, wie in 11 gezeigt. In 11 repräsentiert die horizontale Achse die Betriebszeit der Maschine, die der Ausführungszeit des Betriebsprogramms entspricht, und die vertikale Achse den Stromverbrauch des Y-Achsen-Servomotors. Bei dem in 11 gezeigten Beispiel nimmt der Stromverbrauch des Y-Achsen-Servomotors zu einem bestimmten Zeitpunkt einen Maximalwert P_y an.
Als Nächstes wird der Z-Achsen-Servomotor gemäß der dritten Zeile des Betriebsprogramms sechs Sekunden nach der Ausführung des Befehls in der zweiten Zeile mit 60 % seiner Nennleistung gedreht. Wenn die Nennleistung durch α_z [W] repräsentiert wird, werden, wenn der Z-Achsen-Servomotor gemäß der dritten Zeile des Betriebsprogramms angetrieben wird, ein Zeitpunkt t_z und ein Stromverbrauch α_z × 0,6 aufgezeichnet. Die Zeitpunkte und der Stromverbrauch des Z-Achsen-Servomotors bei den anderen Zeilen werden ebenfalls aufgezeichnet und es wird ein Diagramm von Zeitreihendaten des Stromverbrauchs des Z-Achsen-Servomotors bei Ausführung des Betriebsprogramms erzeugt, wie in 12 gezeigt. In 12 repräsentiert die horizontale Achse die Betriebszeit der Maschine, die der Ausführungszeit des Betriebsprogramms entspricht, und die vertikale Achse den Stromverbrauch des Z-Achsen-Servomotors. Bei dem in 12 gezeigten Beispiel nimmt der Stromverbrauch des Z-Achsen-Servomotors zu einem bestimmten Zeitpunkt einen Maximalwert P_z an.
Die Stromverbrauchsberechnungseinrichtung 13 berechnet Zeitreihendaten für den Gesamtwert des Stromverbrauchs des X-Achsen-, Y-Achsen- und Z-Achsenmotors bei Ausführung des Betriebsprogramms. 13 ist ein Diagramm der Zeitreihendaten des Gesamtwerts des Stromverbrauchs der Servomotoren für alle Achsen bei Ausführung des Betriebsprogramms. Das Diagramm von 13 wird durch Addieren der Werte der 10 bis 12 erhalten. Wie aus 13 hervorgeht, ist der Stromverbrauch zum Zeitpunkt t_max ein Maximalwert P_max . Die Zeitreihendaten des Gesamtwerts des Stromverbrauchs der Motoren für alle Achsen können in der in 1 gezeigten Speichereinrichtung 12 gespeichert werden.
Welcher Achsenmotor am meisten zum Stromverbrauch beiträgt, kann durch Vergleichen des Zeitpunkts t_max , zu dem der Gesamtwert des Stromverbrauchs der Motoren für alle Achse am höchsten ist, mit den Zeitpunkten t_x , t_y und t_z , zu denen der Stromverbrauch der X-Achse, Y-Achse bzw. Z-Achse am höchsten ist, festgestellt werden. Bei dem in den 10 bis 13 gezeigten Beispiel haben t_max und t_y nahe beieinanderliegende Werte, so dass ersichtlich ist, dass der Y-Achsenmotor eine Erhöhung des Stromverbrauchs verursacht. In diesem Fall kann der Gesamtwert des Stromverbrauchs durch Umschreiben des Programms zum Niedrighalten des Stromverbrauchs des Y-Achsenmotors, niedrig gehalten werden, was es ermöglicht, die Kapazität einer Hauptstromquelle zu verringern.
Als Nächstes berechnet die Stromquellenkapazitätsberechnungseinrichtung 8 in Schritt S109 durch Bezugnahme auf die Datenbank die Kapazität einer zum Antreiben der Motoren erforderlichen Hauptstromquelle und die Kapazität einer zum Antreiben der Spindelverstärker und Servoverstärker erforderlichen Steuerstromquelle (Stromquellenkapazitätsberechnungsvorgang). Die „Hauptstromquelle“ ist beispielsweise eine Drehstromquelle von 200 V, während die „Steuerstromquelle“ beispielsweise eine Stromquelle, die eine Steuerschaltung versorgt, welche eine Hauptschaltung steuert, und eine Gleichstromquelle von 24 V ist.
Ein Verfahren zum Berechnen der Kapazität der Hauptstromquelle ist hier beschrieben. Die erforderliche Hauptstromquellenkapazität wird anhand der Kapazitäten der angetriebenen Motoren berechnet. Die Kapazitäten der Motoren werden vorab in der Datenbank aufgezeichnet. Es wird ein Fall beschrieben, in dem eine Anzahl „a“ Servomotoren und eine Anzahl „b“ Spindelmotoren ausgewählt werden. Aus der Datenbank wird übernommen, dass aus für jeden Servomotor α [W] und für jeden Spindelmotor β [W] benötigt werden. In diesem Fall wird die für die Hauptstromquelle benötigte Kapazität als a × α + b × β [W] berechnet. Es wird darauf hingewiesen, dass die Stromquellenkapazität (Leistung) [W] durch den Leistungsfaktor dividiert werden kann, um die Leistung in eine Scheinleistung [VA] umzusetzen.
Als Nächstes ist ein Verfahren zum Berechnen der Kapazität der Steuerstromquelle beschrieben. Die erforderliche Steuerstromquellenkapazität wird anhand der Kapazitäten der Spindelverstärker und Servoverstärker berechnet. Die Kapazitäten der Spindelverstärker und Servoverstärker werden vorab in der Datenbank aufgezeichnet. Es wird ein Fall beschrieben, in dem eine Anzahl „e“ Spindelverstärker und eine Anzahl „f“ Servoverstärker ausgewählt werden. Aus der Datenbank wird übernommen, dass für jeden Spindelverstärker γ [W] und für jeden Servoverstärker 5 [W] benötigt werden. In diesem Fall wird die für die Steuerstromquelle benötigte Kapazität als e × γ + f × δ [W] berechnet.
Als Nächstes zeigt die Anzeigesteuereinrichtung 9 in Schritt S110 die durch die Verstärkerbestimmungseinrichtung ausgewählte Kombination von Spindelverstärkern und Servoverstärkern sowie die Zeitreihendaten des Gesamtwerts des Stromverbrauchs der Motoren für alle Achsen nebst der durch die Stromquellenkapazitätsberechnungseinrichtung berechneten Hauptstromquellenkapazität und Steuerstromquellenkapazität an (Anzeigevorgang). Beispielsweise kann die Anzeigesteuereinrichtung 9 auf der Anzeigeeinrichtung 30 ein in 13 gezeigtes Diagramm, das die Zeitreihendaten des Gesamtwerts des Stromverbrauchs der Servomotoren für alle Achsen darstellt, und „Hauptstromquelle: *** kVA oder mehr erforderlich, Steuerstromquelle: *** W oder mehr erforderlich“, etc. anzeigen. Die Anzeige der Hauptstromquellenkapazität und der Steuerstromquellenkapazität auf der Anzeigeeinrichtung 30 kann in Antwort auf einen Befehl ausgeführt werden, der der Anzeigeeinrichtung 30 von außerhalb der Anzeigeeinrichtung 30 erteilt wurde. Beispielsweise kann ein Befehl zum Anzeigen der Stromquellenkapazität in die Anzeigesteuereinrichtung 9 eingegeben und die Stromquellenkapazität auf der Anzeigeeinrichtung 30 angezeigt werden, wenn ein Icon, eine Taste, etc. auf der Anzeigeeinrichtung 30 angeklickt wird. Ferner können die durch die Stromquellenkapazitätsberechnungseinrichtung 8 berechnete Hauptstromquellenkapazität und Steuerstromquellenkapazität in einer Speichereinrichtung, wie etwa einem in der Verstärkerauswahlvorrichtung 101 bereitgestellten Speicher, oder in einem außerhalb der Verstärkerauswahlvorrichtung 101 bereitgestellten Speichermedium, etc., gespeichert werden.
Das Vorstehende beschreibt ein Beispiel, bei dem die Spindelverstärker und Servoverstärker entsprechend den zum Antreiben der Spindelmotoren oder Servomotoren erforderlichen Verstärkerkapazitäten ausgewählt werden. Ein Verstärker mit einer größeren Verstärkerkapazität als der erforderlichen Verstärkerkapazität kann jedoch den Motor antreiben und es kann auch ein Fall berücksichtigt werden, in dem der Merkmalsbetrag, auf dem der Schwerpunkt liegt, optimal ist. Daher kann die Kombinationserzeugungseinrichtung 5 ferner eine Kombination von Spindelverstärkern oder Servoverstärkern erzeugen, die Verstärkerkapazitäten haben, die die für die ausgewählten Spindelmotoren oder Servomotoren erforderlichen Verstärkerkapazitäten übersteigen.
14 ist eine Tabelle, die ein weiteres Beispiel für Servomotor- und Spindelmotormodelle, die für jede Servoachse und Spindelachse ausgewählt wurden, nebst Verstärkerkapazitäten zeigt. Des Weiteren ist 15 eine Tabelle, die ein weiteres Beispiel für eine Anzahl jeder der Verstärkerkapazitäten der Motoren zeigt, die für jede Servoachse und Spindelachse ausgewählt wurden. Bei dem in 14 und 15 dargestellten Beispiel sind eine Spindelachse und acht Servoachsen vorhanden. Für den die Spindelachse antreibenden Spindelmotor ist ein Motor vorhanden, der eine Verstärkerkapazität von 11 kW aufweist, und für die die Servoachsen antreibenden Servomotoren sind fünf Motoren, die jeweils eine Verstärkerkapazität von 20 A aufweisen, und drei Motoren vorhanden, die jeweils eine Verstärkerkapazität von 40 A aufweisen.
16 ist eine Darstellung, die ein weiteres Beispiel für die Gesamtbreiten der Verstärker zeigt, die für die Kombinationen von Spindelverstärkern und Servoverstärkern berechnet wurden. Es wird angenommen, dass als Ergebnis des in 3 gezeigten Flussdiagramms unter den in 15 gezeigten Kombinationen, die den erforderlichen Verstärkerkapazitäten entsprechen, die in 16 gezeigte Kombination (A) als optimale Kombination bestimmt wurde. Es wird ferner angenommen, dass bei der Kombination (A) vor der Änderung die Gesamtverstärkerbreite 485 mm betrug. Bei einer Fokussierung auf den dritten Servoverstärker (den dritten SV-Verstärker), wird der Verstärker „βiSV 20“ ausgewählt, der eine Verstärkerkapazität von 20 A hat. Obgleich einige Verstärker vorhanden sind, in denen eine Mehrzahl Verstärker kombiniert sein kann, wird angenommen, dass weder ein „20/20/20-“ Verstärker, in dem drei Verstärker mit Verstärkerkapazitäten von 20 A kombiniert sind, noch ein „40/40/20-“ Verstärker vorhanden ist, in dem Verstärker mit Verstärkerkapazitäten von 40 A und 20 A miteinander vermischt sind. In einem solchen Fall wird geprüft, ob es möglich ist, den Verstärker „βiSV 20“, der eine Verstärkerkapazität von 20 A hat und als dritter Servoverstärker (dritter SV-Verstärker) ausgewählt wurde, durch einen Verstärker zu ersetzen, der eine Größe größer ist, d.h. einen Verstärker „βiSV 40“, der eine Verstärkerkapazität von 40 A hat, und diesen Verstärker mit den anderen Verstärkern zu kombinieren. „βiSV 40/40“, in dem zwei Verstärker mit Verstärkerkapazitäten von 40 A verbunden sind und der als erster Servoverstärker (erster SV-Verstärker) ausgewählt wurde, ist vorhanden, so dass ferner ein Verstärker „βiSV 40“ mit einer Verstärkerkapazität von 40 A mit diesem verbunden werden kann, um „αiSV 40/40/40“ zu ersetzen, in dem drei Verstärker mit Verstärkerkapazitäten von 40 A verbunden sind. Zu diesem Zeitpunkt ist, ausgehend von der Annahme, dass die Gesamtbreite der Verstärker nun 380 mm beträgt, wie durch die Kombination (B) nach der Änderung angegeben, ersichtlich, dass im Vergleich zur Gesamtbreite der Verstärker von 485 mm bei der Kombination (A) vor der Änderung die Breite um 105 mm verringert werden kann. Auf diese Weise ermöglicht es die Auswahl eines Verstärkers mit einer Verstärkerkapazität, die die erforderliche Verstärkerkapazität übersteigt, die Verstärkerbreite weiter zu verringern, so dass eine optimalere Verstärkerkombination ausgewählt werden kann.
Als Nächstes ist eine Verstärkerauswahlvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform beschrieben. 17 ist ein Funktionsblockdiagramm, das die Verstärkerauswahlvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt. Eine Verstärkerauswahlvorrichtung 102 gemäß der zweiten Ausführungsform unterscheidet sich dahingehend von der Verstärkerauswahlvorrichtung 101 gemäß der ersten Ausführungsform, dass die Verstärkerauswahlvorrichtung 102 ferner eine Stromquellenkapazitätsbestimmungseinrichtung 14 umfasst, die die Kapazität der Hauptstromquelle basierend auf dem Maximalwert des Stromverbrauchs der Motoren bestimmt, der anhand der durch die Stromverbrauchsberechnungseinrichtung 13 berechneten Zeitreihendaten des Stromverbrauchs der Motoren erhalten wird. Andere Konfigurationen der Verstärkerauswahlvorrichtung 102 gemäß der zweiten Ausführungsform ähneln denjenigen der Verstärkerauswahlvorrichtung 101 gemäß der ersten Ausführungsform, so dass auf eine genaue Beschreibung derselben verzichtet wird.
Die Stromquellenkapazitätsberechnungseinrichtung 8 nimmt auf die Datenbank Bezug und berechnet die zum Antreiben der Motoren erforderliche Hauptstromquellenkapazität. Obgleich Nennverstärkerkapazitäten in der Datenbank aufgezeichnet sind, drehen die Motoren für jede der Achsen nicht immer mit ihrer Nennleistung. Von daher wird angenommen, dass die für die Hauptstromquelle erforderliche Stromquellenkapazität niedriger ist als ein durch Bezugnahme auf die Datenbank berechneter Wert. Dementsprechend wird in einem Fall, in dem die Motoren für jede der Achsen durch Simulationen gemäß dem Betriebsprogramm betrieben werden, angenommen, dass jede Kapazität, die größer als der Maximalwert des Stromverbrauchs ist, für die Hauptstromquelle ausreichend ist. Daher ist die Stromquellenkapazitätsbestimmungseinrichtung 14 bei dieser Ausführungsform dazu eingerichtet, die Kapazität der Hauptstromquelle basierend auf dem Maximalwert P_max des Stromverbrauchs der Motoren zu bestimmen, der anhand der durch die Stromverbrauchsberechnungseinrichtung 13 berechneten Zeitreihendaten des Stromverbrauchs der Motoren erhalten wird. Die Verwendung einer solchen Konfiguration ermöglicht es, gemäß dem Betriebsprogramm eine Hauptstromquelle mit einer geeigneten Kapazität auszuwählen. Es wird darauf hingewiesen, dass die Stromquellenkapazitätsbestimmungseinrichtung 14 durch die in 1 gezeigte Recheneinrichtung 11 umgesetzt wird.
Obgleich das Vorstehende ein Beispiel beschreibt, bei dem die Breiten der Verstärker als Merkmalsbeträge verwendet werden, sind die Merkmalsbeträge nicht darauf beschränkt und können auf andere Werte festgelegt werden, wie etwa den Stromverbrauch der Verstärker, die Kosten der Verstärker, etc.
Das Vorstehende beschreibt Beispiele, bei denen die Servoverstärker und Spindelverstärker eine Mehrzahl Baureihen umfassen, die mit „α“ oder „β“ beginnende Modellbezeichnungen aufweisen und miteinander vermischt werden, um die optimale Verstärkerkombination zu bestimmen. Wenn die in der Datenbank enthaltene Mehrzahl Spindelverstärker und Servoverstärker jedoch in eine Mehrzahl Baureihen unterteilt ist, kann die optimale Kombination auf einer Baureihe-für-Baureihe-Basis bestimmt werden. Mit anderen Worten, eine Kombination kann unter Verwendung ausschließlich von Verstärkern, die mit „α“ beginnende Modellbezeichnungen aufweisen, oder ausschließlich von Verstärkern, die mit „β“ beginnende Modellbezeichnungen aufweisen, als Servoverstärker und Spindelverstärker bestimmt werden. Dies ermöglicht es, Verstärker auf einer Baureihe-für-Baureihe-Basis auszuwählen, was es möglich macht, unter Nutzung von Merkmalen, die der gesamten Baureihe gemeinsam sind, eine Kombination von Verstärkern zu bestimmen.
Mit der Verstärkerauswahlvorrichtung, dem Verstärkerauswahlverfahren und dem computerlesbaren Speichermedium gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung lassen sich optimale Verstärker einfach und schnell aus zahlreichen Verstärkertypen auswählen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2011166953 A [0002]

Claims

Verstärkerauswahlvorrichtung, die umfasst: - eine Motormodellspeichereinrichtung (1), die dazu eingerichtet ist, eine Datenbank zu speichern, die eine Mehrzahl Motormodelle, die Servomotoren und Spindelmotoren umfassende Motortypen angibt, nebst Informationen bezüglich einer Verstärkerkapazität und eines Merkmalsbetrags für jedes der Motormodelle sowie ein Betriebsprogramm zum Ausführen einer Mehrzahl Operationen für jeden Achsenmotor enthält, der dazu eingerichtet ist, jeweilige Achsen in einer Maschine anzutreiben, - eine Motormodellinformationseinholeinrichtung (2), die dazu eingerichtet ist, Informationen bezüglich der Motormodelle einzuholen, die für jeden der Spindelmotoren und Servomotoren ausgewählt werden, die die jeweiligen Spindelachsen und Servoachsen antreiben, die zum Gestalten eines gewünschten Systems nötig sind, - eine Verstärkeranzahlberechnungseinrichtung (3), die dazu eingerichtet ist, durch Bezugnahme auf die Datenbank und Extrahieren von Informationen bezüglich der Verstärkerkapazitäten der ausgewählten Motormodelle für jede Verstärkerkapazität eine erforderliche Anzahl jedes Spindelverstärkers und Servoverstärkers zu berechnen, - eine Spindelverstärkerauswahleinrichtung (4), die dazu eingerichtet ist, Spindelverstärker zum Antreiben der Spindelmotoren basierend auf der Verstärkerkapazität und -anzahl von Spindelmotoren auszuwählen, - eine Kombinationserzeugungseinrichtung (5), die dazu eingerichtet ist, entsprechend der erforderlichen Verstärkerkapazität und -anzahl für jeden ausgewählten Spindelverstärker eine Kombination von Servoverstärkern zu erzeugen, - eine Merkmalsbetragsextraktionseinrichtung (6), die dazu eingerichtet ist, durch Bezugnahme auf die Datenbank Informationen bezüglich eines Merkmalsbetrags jeder erzeugten Kombination von Spindelverstärkern und Servoverstärkern zu extrahieren, - eine Verstärkerbestimmungseinrichtung (7), die dazu eingerichtet ist, eine Kombination von Spindelverstärkern und Servoverstärkern basierend auf den extrahierten Informationen bezüglich der Merkmalsbeträge zu bestimmen, - eine Stromquellenkapazitätsberechnungseinrichtung (8), die dazu eingerichtet ist, durch Bezugnahme auf die Datenbank eine Kapazität einer zum Antreiben der Motoren erforderlichen Hauptstromquelle und eine Kapazität einer zum Antreiben der Spindelverstärker und Servoverstärker erforderlichen Steuerstromquelle zu berechnen, - eine Stromverbrauchsberechnungseinrichtung (13), die dazu eingerichtet ist, Zeitreihendaten eines Gesamtwerts des Stroms zu berechnen, der bei Ausführung des Betriebsprogramms durch die Motoren für alle Achsen verbraucht wird, und - eine Anzeigesteuereinrichtung (9), die dazu eingerichtet ist, die durch die Verstärkerbestimmungseinrichtung ausgewählte Kombination von Spindelverstärkern und Servoverstärkern sowie die Zeitreihendaten des Gesamtwerts des Stromverbrauchs der Motoren für alle Achsen nebst der durch die Stromquellenkapazitätsberechnungseinrichtung berechneten Hauptstromquellenkapazität und Steuerstromquellenkapazität anzuzeigen.
Verstärkerauswahlvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Datenbank Informationen bezüglich eines Spindelverstärkers und eines Servoverstärkers enthält, die dazu fähig sind, unter Verwendung eines der obigen Verstärker eine Mehrzahl Spindelachsen und Servoachsen anzutreiben.
Verstärkerauswahlvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Kombinationserzeugungseinrichtung (5), - wenn eine Mehrzahl Kombinationen von Spindelverstärkern und Servoverstärkern vorhanden ist, einen Gesamtwert der Anzahl Spindelverstärker und Servoverstärker bei jeder Kombination sowie einen Mindestwert des Gesamtwerts berechnet, und - Kombinationen, bei denen der Gesamtwert der Anzahl Spindelverstärker und Servoverstärker um einen Betrag, der größer oder gleich einer vorgegebenen Anzahl ist, höher als Mindestwert ist, aus Auswahloptionen ausschließt.
Verstärkerauswahlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Kombinationserzeugungseinrichtung (5) ferner eine Kombination von Spindelverstärkern oder Servoverstärkern erzeugt, die Verstärkerkapazitäten haben, die die für die ausgewählten Spindelmotoren oder Servomotoren erforderlichen Verstärkerkapazitäten übersteigen.
Verstärkerauswahlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei, wenn die in der Datenbank enthaltene Mehrzahl Spindelverstärker und Servoverstärker in eine Mehrzahl Baureihen unterteilt ist, für jede Baureihe eine Kombination bestimmt wird.
Verstärkerauswahlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, die ferner eine Stromquellenkapazitätsbestimmungseinrichtung (14) umfasst, die dazu eingerichtet ist, die Kapazität der Hauptstromquelle basierend auf einem Maximalwert des Stromverbrauchs der Motoren zu bestimmen, der anhand der durch die Stromverbrauchsberechnungseinrichtung (13) berechneten Zeitreihendaten des Stromverbrauchs der Motoren erhalten wird.
Verstärkerauswahlverfahren, das umfasst: - Erstellen einer Datenbank, die eine Mehrzahl Motormodelle, die Servomotoren und Spindelmotoren umfassende Motortypen angibt, nebst Informationen bezüglich einer Verstärkerkapazität und eines Merkmalsbetrags für jedes der Motormodelle sowie ein Betriebsprogramm zum Ausführen einer Mehrzahl Operationen für jeden Achsenmotor enthält, der dazu eingerichtet ist, jeweilige Achsen in einer Maschine anzutreiben, - Einholen von Informationen bezüglich der Motormodelle, die für jeden der Spindelmotoren und Servomotoren ausgewählt werden, die die jeweiligen Spindelachsen und Servoachsen antreiben, die zum Gestalten eines gewünschten Systems nötig sind, - Berechnen einer erforderlichen Anzahl jedes Spindelverstärkers und Servoverstärkers für jede Verstärkerkapazität durch Bezugnahme auf die Datenbank und Extrahieren von Informationen bezüglich der Verstärkerkapazitäten der ausgewählten Motormodelle, - Auswählen von Spindelverstärkern zum Antreiben der Spindelmotoren basierend auf der Verstärkerkapazität und -anzahl von Spindelmotoren, - Erzeugen einer Kombination von Spindelverstärkern und Servoverstärkern entsprechend der erforderlichen Verstärkerkapazität und -anzahl für jeden ausgewählten Spindelverstärker, - Extrahieren von Informationen bezüglich eines Merkmalsbetrags jeder erzeugten Kombination von Spindelverstärkern und Servoverstärkern durch Bezugnahme auf die Datenbank, - Bestimmen einer Kombination von Spindelverstärkern und Servoverstärkern basierend auf den extrahierten Informationen bezüglich der Merkmalsbeträge, - Berechnen einer Kapazität einer zum Antreiben der Motoren erforderlichen Hauptstromquelle und einer Kapazität einer zum Antreiben der Spindelverstärker und Servoverstärker erforderlichen Steuerstromquelle durch Bezugnahme auf die Datenbank, - Berechnen von Zeitreihendaten eines Gesamtwerts des Stroms, der bei Ausführung des Betriebsprogramms durch die Motoren für alle Achsen verbraucht wird, und - Anzeigen der ausgewählten Kombination von Spindelverstärkern und Servoverstärkern sowie der Zeitreihendaten des Gesamtwerts des Stromverbrauchs der Motoren für alle Achsen nebst der berechneten Hauptstromquellenkapazität und Steuerstromquellenkapazität.
Verstärkerauswahlverfahren nach Anspruch 7, wobei die Datenbank Informationen bezüglich eines Spindelverstärkers und eines Servoverstärkers enthält, die dazu fähig sind, unter Verwendung eines der obigen Verstärker eine Mehrzahl Spindelachsen und Servoachsen anzutreiben.
Verstärkerauswahlverfahren nach Anspruch 7 oder 8, wobei im Schritt des Erzeugens einer Kombination von Spindelverstärkern und Servoverstärkern, - wenn eine Mehrzahl Kombinationen von Spindelverstärkern und Servoverstärkern vorhanden ist, ein Gesamtwert der Anzahl Spindelverstärker und Servoverstärker bei jeder Kombination sowie ein Mindestwert des Gesamtwerts berechnet werden, und - Kombinationen, bei denen der Gesamtwert der Anzahl Spindelverstärker und Servoverstärker um einen Betrag, der größer oder gleich einer vorgegebenen Anzahl ist, höher als Mindestwert ist, aus Auswahloptionen ausgeschlossen werden.
Verstärkerauswahlverfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei im Schritt des Erzeugens einer Kombination von Spindelverstärkern und Servoverstärkern, ferner eine Kombination von Spindelverstärkern oder Servoverstärkern erzeugt wird, die Verstärkerkapazitäten haben, die die für die ausgewählten Spindelmotoren oder Servomotoren erforderlichen Verstärkerkapazitäten übersteigen.
Verstärkerauswahlverfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, wobei, wenn die in der Datenbank enthaltene Mehrzahl Spindelverstärker und Servoverstärker in eine Mehrzahl Baureihen unterteilt ist, für jede Baureihe eine Kombination bestimmt wird.
Verstärkerauswahlverfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 11, wobei die Kapazität der Hauptstromquelle basierend auf einem Maximalwert des Stromverbrauchs der Motoren bestimmt wird, der anhand der berechneten Zeitreihendaten des Stromverbrauchs der Motoren erhalten wird.
Computerlesbares Speichermedium, das einen Computer veranlasst, Folgendes auszuführen: - einen Motormodellspeichervorgang zum Speichern einer Datenbank, die eine Mehrzahl Motormodelle, die Servomotoren und Spindelmotoren umfassende Motortypen angibt, nebst Informationen bezüglich einer Verstärkerkapazität und eines Merkmalsbetrags für jedes der Motormodelle sowie ein Betriebsprogramm zum Ausführen einer Mehrzahl Operationen für jeden Achsenmotor enthält, der dazu eingerichtet ist, jeweilige Achsen in einer Maschine anzutreiben, - einen Motormodellinformationseinholvorgang zum Einholen von Informationen bezüglich der Motormodelle, die für jeden der Spindelmotoren und Servomotoren ausgewählt werden, die die jeweiligen Spindelachsen und Servoachsen antreiben, die zum Gestalten eines gewünschten Systems nötig sind, - einen Verstärkeranzahlberechnungsvorgang zum Berechnen einer erforderlichen Anzahl jedes Spindelverstärkers und Servoverstärkers für jede Verstärkerkapazität durch Bezugnahme auf die Datenbank und Extrahieren von Informationen bezüglich der Verstärkerkapazitäten der ausgewählten Motormodelle, - einen Spindelverstärkerauswahlvorgang zum Auswählen von Spindelverstärkern zum Antreiben der Spindelmotoren basierend auf der Verstärkerkapazität und -anzahl von Spindelmotoren, - einen Kombinationserzeugungsvorgang zum Erzeugen einer Kombination von Servoverstärkern entsprechend der erforderlichen Verstärkerkapazität und -anzahl für jeden ausgewählten Spindelverstärker, - einen Merkmalsbetragsextraktionsvorgang zum Extrahieren von Informationen bezüglich eines Merkmalsbetrags jeder erzeugten Kombination von Spindelverstärkern und Servoverstärkern durch Bezugnahme auf die Datenbank, - einen Verstärkerbestimmungsvorgang zum Bestimmen einer Kombination von Spindelverstärkern und Servoverstärkern basierend auf den extrahierten Informationen bezüglich der Merkmalsbeträge, - einen Stromquellenkapazitätsberechnungsvorgang zum Berechnen einer Kapazität einer zum Antreiben der Motoren erforderlichen Hauptstromquelle und einer Kapazität einer zum Antreiben der Spindelverstärker und Servoverstärker erforderlichen Steuerstromquelle durch Bezugnahme auf die Datenbank, - einen Stromverbrauchsberechnungsvorgang zum Berechnen von Zeitreihendaten eines Gesamtwerts des Stroms, der bei Ausführung des Betriebsprogramms durch die Motoren für alle Achsen verbraucht wird, und - einen Anzeigevorgang zum Anzeigen der im Verstärkerbestimmungsvorgang ausgewählten Kombination von Spindelverstärkern und Servoverstärkern sowie der Zeitreihendaten des Gesamtwerts des Stromverbrauchs der Motoren für alle Achsen nebst der im Stromquellenkapazitätsberechnungsvorgang berechneten Hauptstromquellenkapazität und Steuerstromquellenkapazität.
Computerlesbares Speichermedium nach Anspruch 13, wobei die Datenbank Informationen bezüglich eines Spindelverstärkers und eines Servoverstärkers enthält, die dazu fähig sind, unter Verwendung eines der obigen Verstärker eine Mehrzahl Spindelachsen und Servoachsen anzutreiben.
Computerlesbares Speichermedium nach Anspruch 13 oder 14, wobei der Kombinationserzeugungsvorgang ferner umfasst: - wenn eine Mehrzahl Kombinationen von Spindelverstärkern und Servoverstärkern vorhanden ist, einen Vorgang zum Berechnen eines Gesamtwerts der Anzahl Spindelverstärker und Servoverstärker bei jeder Kombination sowie eines Mindestwerts des Gesamtwerts, und - einen Vorgang zum Ausschließen von Kombinationen, bei denen der Gesamtwert der Anzahl Spindelverstärker und Servoverstärker um einen Betrag, der größer oder gleich einer vorgegebenen Anzahl ist, höher als Mindestwert ist, aus Auswahloptionen.
Computerlesbares Speichermedium nach einem der Ansprüche 13 bis 15, wobei der Kombinationserzeugungsvorgang einen Vorgang zum Erzeugen einer Kombination von Spindelverstärkern oder Servoverstärkern umfasst, die Verstärkerkapazitäten haben, die die für die ausgewählten Spindelmotoren oder Servomotoren erforderlichen Verstärkerkapazitäten übersteigen.
Computerlesbares Speichermedium nach einem der Ansprüche 13 bis 16, wobei, wenn die in der Datenbank enthaltene Mehrzahl Spindelverstärker und Servoverstärker in eine Mehrzahl Baureihen unterteilt ist, für jede Baureihe eine Kombination bestimmt wird.
Computerlesbares Speichermedium nach einem der Ansprüche 13 bis 17, das den Computer ferner veranlasst, einen Stromquellenkapazitätsbestimmungsvorgang zum Bestimmen der Kapazität der Hauptstromquelle basierend auf einem Maximalwert des Stromverbrauchs der Motoren auszuführen, der anhand der im Stromverbrauchsberechnungsvorgang berechneten Zeitreihendaten des Stromverbrauchs der Motoren erhalten wird.