DE102018216323A1 - Vorrichtung zum Unterstützen bei Bestimmung von Parametern - Google Patents

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Abstract

Die Aufgabe besteht darin, einen Ansteuerungs-Parameter zum Ansteuern eines Motors mit einer unbekannten Schaltungskonstante auf einfache Weise zu bestimmen und für die Bestimmung erforderliche Zeit zu verkürzen. Eine Vorrichtung 11 zum Unterstützen bei Bestimmung von Parametern umfasst eine Einrichtung 115 zur Bestimmung eines Ausgangs-Parameters, die einen Ausgangs-Parameter für einen Testlauf auf Basis von Kennwert-Informationen bezüglich einer Motor-Ansteuerungseinrichtung 31 und von Ausgangsleistungs-Kennwert-Informationen bezüglich eines Motors 41 bestimmt, eine Einrichtung 116 zur Erzeugung eines Programms, die ein Testlauf-Programm auf Basis der Ausgangsleistungs-Kennwert-Informationen bezüglich des Motors 41 erzeugt, wobei das Testlauf-Programm in einem Testlauf zum Ermitteln von Daten eingesetzt wird, die erforderlich sind um einen Parameter zum Bestimmen einer Ausgangsleistung von dem Motor 41 anzupassen, eine Einrichtung 117 für automatische Messung, die automatisch Betriebs-Informationen misst, die durch Ansteuern des Motors 41 unter Anwendung des Ausgangs-Parameters und bei Ausführung des Testlauf-Programms bestimmt werden, eine Schätzungs-Einrichtung 118, die die Schaltungskonstante des Motors 41 auf Basis der Betriebs-Informationen schätzt, sowie eine Berechnungs-Einrichtung 119, die einen optimalen Parameter, der dem Ausgangsleistungs-Kennwert des Motors 41 entspricht, auf Basis der Schaltungskonstante berechnet.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Unterstützen bei Bestimmung von Parametern.
  • Verwandte Technik
  • Bei Steuerung eines Servomotors, der in einem Servo-Mechanismus eingesetzt wird, der beispielsweise in eine Werkzeugmaschine, eine Verpackungsmaschine oder einen Industrieroboter integriert ist, sollte ein Ansteuerungs-Parameter zum Ansteuern des Servomotors auf einen geeigneten Wert eingestellt werden. Der Ansteuerungs-Parameter wird beispielsweise mit einem in Patentdokument 1 offenbarten Verfahren eingestellt. Gemäß einer in Patentdokument 1 offenbarten Methode wird ein Parameter für ein Ansteuerungs-System ermittelt, wird das Ansteuerungs-System betrieben, indem ein Testlauf-Programm ausgeführt wird, das entsprechend dem ermittelten Parameter erzeugt wird, und wird ein Parameter für eine Steuerung auf Basis eines Ergebnisses von Analyse während des Betriebs ermittelter Betriebsdaten angepasst.
  • Patentdokument 1: Ungeprüfte Japanische Patentanmeldung, Veröffentlichungs- Nr. 2003-316422
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Patentdokument 1 basiert auf der Annahme, dass eine Schaltungskonstante, wie beispielsweise der Widerstandswert oder die Induktivität eines Motors, ein bekannter Wert ist. Um einen Motor mit einer unbekannten Schaltungskonstante oder einen Motor anzusteuern, bei dem die Genauigkeit eines als eine Schaltungskonstante angegebenen Wertes nicht bekannt ist, sollte ein Ausgangs-Parameter für einen Testlauf auf Basis bekannter Informationen, wie beispielsweise der Nennleistung oder der Grunddrehzahl des Motors, bestimmt werden und sollte ein optimaler Ansteuerungs-Parameter auf Basis von Daten bezüglich eines Strom-Wertes oder einer Drehzahl, die während des Testlaufs gemessen werden, der ausgeführt wird, indem ein bestimmter Betriebsablauf durchgeführt wird. Es ist jedoch eine komplizierte Prozedur zum Bestimmen eines optimalen Ansteuerungs-Parameters erforderlich. Dafür ist eine qualifizierte Arbeitskraft erforderlich, und Bestimmen eines optimalen Ansteuerungs-Parameters ist zeitaufwendig.
  • Mit der vorliegenden Erfindung soll eine Vorrichtung zum Unterstützen bei Bestimmung von Parametern geschaffen werden, mit der ein Ansteuerungs-Parameter zum Ansteuern eines Motors mit einer unbekannten Schaltungskonstante auf einfache Weise bestimmt werden kann und für die Bestimmung erforderliche Zeit verkürzt werden kann.
  • 1) Eine Vorrichtung zum Unterstützen bei Bestimmung von Parametern (z.B. die weiter unten beschriebene Vorrichtung 11 zum Unterstützen bei Bestimmung von Parametern) zum Ansteuern eines Motors gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst eine Ermittlungs-Einrichtung (z.B. die weiter unten beschriebene Ermittlungs-Einheit 114), die Kennwert-Informationen bezüglich einer Motor-Ansteuerungseinrichtung (z.B. der weiter unten beschriebene Motor-Ansteuerungseinrichtung 31) und Ausgangsleistungs-Kennwert-Informationen bezüglich eines Motors (z.B. des weiter unten beschriebenen Motors 41), eine Einrichtung zur Bestimmung eines Ausgangs-Parameters (z.B. die weiter unten beschriebene Einheit 115 zur Bestimmung eines Ausgangs-Parameters), die einen Ausgangs-Parameter für einen Testlauf auf Basis der Kennwert-Informationen sowie der Ausgangsleistungs-Kennwert-Informationen bestimmt, eine Einrichtung zur Erzeugung eines Programms (z.B. die weiter unten beschriebene Einheit 116 zur Erzeugung eines Programms), die ein Testlauf-Programm auf Basis der Ausgangsleistungs-Kennwert-Informationen erzeugt, wobei das Testlauf-Programm in einem Testlauf zum Ermitteln von Daten eingesetzt wird, die erforderlich sind, um einen Parameter zum Bestimmen einer Ausgangsleistung von dem Motor anzupassen, eine Einrichtung für automatische Messung (z.B. die weiter unten beschriebene Einheit 117 für automatische Messung), die automatisch Betriebs-Informationen misst, die durch Ansteuern des Motors unter Anwendung des Ausgangs-Parameters und bei Ausführung des Testlauf-Programms bestimmt werden, eine Schätzungs-Einrichtung (z.B. die weiter unten beschriebene Schätzungs-Einheit 118), die die Schaltungskonstante des Motors auf Basis der Betriebs-Informationen schätzt; sowie eine Berechnungs-Einrichtung (z.B. die weiter unten beschriebene Berechnungs-Einheit 119), die einen optimalen Parameter, der dem Ausgangsleistungs-Kennwert des Motors entspricht, auf Basis der Schaltungskonstante berechnet.
  • 2) Die in 1) beschriebene Vorrichtung zum Unterstützen bei Bestimmung von Parametern (z.B. die weiter unten beschriebene Vorrichtung 11 zum Unterstützen bei Bestimmung von Parametern) kann des Weiteren eine Erfassungs-Einrichtung (z.B. die weiter unten beschriebene Erfassungs-Einheit 112), die die Kennwert-Informationen erfasst, sowie eine Eingabe-Einrichtung (z.B. die weiter unten beschriebene Eingabe-Einheit 113) zum Eingeben der Ausgangsleistungs-Kennwert-Informationen durch eine Bedienungsperson umfassen. Die Ermittlungs-Einrichtung (z.B. die weiter unten beschriebene Ermittlungs-Einheit 114) kann die Kennwert-Informationen von der Erfassungs-Einrichtung ermitteln und die Ausgangsleistungs-Kennwert-Informationen von der Eingabe-Einrichtung ermitteln.
  • 3) Bei der in 1) oder 2) beschriebenen Vorrichtung zum Unterstützen bei Bestimmung von Parametern (z.B. der weiter unten beschriebenen Vorrichtung 11 zum Unterstützen bei Bestimmung von Parametern) können die Kennwert-Informationen den zulässigen Strom-Wert der Motor-Ansteuerungseinrichtung (z.B. der weiter unten beschriebene Motor-Ansteuerungseinrichtung 31) oder/und eine Frequenz einschließen, die zum Ansteuern der Motor-Ansteuerungseinrichtung verfügbar ist.
  • 4) Bei der in 1) bis 3) beschriebenen Vorrichtung zum Unterstützen bei Bestimmung von Parametern (z.B. der weiter unten beschriebenen Vorrichtung 11 zum Unterstützen bei Bestimmung von Parametern) können die Ausgangsleistungs-Kennwert-Informationen die Nenn-Ausgangsleistung oder/und die Grunddrehzahl des Motors (z.B. des weiter unten beschriebenen Motors 41) einschließen.
  • 5) Bei der in 1) bis 4) beschriebenen Vorrichtung zum Unterstützen bei Bestimmung von Parametern (z.B. der weiter unten beschriebenen Vorrichtung 11 zum Unterstützen bei Bestimmung von Parametern) kann die Schaltungskonstante den Widerstandswert oder/und die Induktivität des Motors (z.B. des weiter unten beschriebenen Motors 41) einschließen.
  • 6) Bei der in 1) bis 5) beschriebenen Vorrichtung zum Unterstützen bei Bestimmung von Parametern (z.B. der weiter unten beschriebenen Vorrichtung 11 zum Unterstützen bei Bestimmung von Parametern) können die Betriebs-Informationen einen Strom-Wert, einen Spannungs-Wert, eine Motor-Drehzahl oder/und eine Motor-Beschleunigung einschließen, die durch Ansteuern des Motors (z.B. des weiter unten beschriebenen Motors 41) bestimmt wird/werden.
  • Die in 1) bis 6) beschriebene Vorrichtung zum Unterstützen bei Bestimmung von Parametern (z.B. die weiter unten beschriebene Vorrichtung 11 zum Unterstützen bei Bestimmung von Parametern) kann des Weiteren eine Anzeige-Einrichtung (z.B. die weiter unten beschriebene Anzeige-Einheit 120) umfassen, die die gemessenen Betriebs-Informationen anzeigt.
  • Mit der vorliegenden Erfindung kann ein Ansteuerungs-Parameter zum Ansteuern eines Motors mit einer unbekannten Schaltungskonstante auf einfache Weise bestimmt werden und kann für die Bestimmung erforderliche Zeit verkürzt werden.
  • Figurenliste
    • 1 zeigt die Gesamtkonfiguration eines Motor-Ansteuerungssystems, das eine Vorrichtung zum Unterstützen bei Bestimmung von Parametern gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einschließt;
    • 2 zeigt ein Beispiel der Konfiguration der Vorrichtung zum Unterstützen bei Bestimmung von Parametern gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
    • 3 zeigt ein Beispiel der Konfiguration einer numerischen Steuerung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
    • 4 zeigt ein Beispiel der Konfiguration einer Motor-Ansteuerungseinrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
    • 5 ist ein Flussdiagramm zur Erläuterung der Funktion der Vorrichtung zum Unterstützen bei Bestimmung von Parametern gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf 1 bis 5 ausführlich beschrieben. 1 zeigt die Gesamtkonfiguration eines Motor-Ansteuerungssystems 1, das eine Vorrichtung zum Unterstützen bei Bestimmung von Parametern gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einschließt; Das Motor-Ansteuerungssystem 1 enthält eine Vorrichtung 11 zum Unterstützen bei Bestimmung von Parametern und zusätzlich dazu eine numerische Steuerung 21, eine Motor-Ansteuerungseinrichtung 31 sowie einen Motor 41.
  • Die Vorrichtung 11 zum Unterstützen bei Bestimmung von Parametern bestimmt einen Ausgangs-Parameter für einen Testlauf des Motors 41 auf Basis von Kennwert-Informationen bezüglich der Motor-Ansteuerungseinrichtung 31, die von der Motor-Ansteuerungseinrichtung 31 empfangen werden, sowie Ausgangsleistungs-Kennwert-Informationen bezüglich des Motors 41, die von einer Bedienungsperson in die Vorrichtung 11 zum Unterstützen bei Bestimmung von Parametern eingegeben werden. Des Weiteren erzeugt die Vorrichtung 11 zum Unterstützen bei Bestimmung von Parametern ein Testlauf-Programm für den Testlauf auf Basis der Kennwert-Informationen, der Ausgangsleistungs-Kennwert-Informationen sowie des Ausgangs-Parameters. Schätzung der Schaltungskonstante des Motors 41 erfordert eine Prüfung von Daten (Betriebs-Informationen), wie beispielsweise eines Wertes des Ansteuerungs-Stroms, eines Wertes der Ansteuerungs-Spannung, einer Drehzahl usw., die bestimmt werden, wenn der Motor 41 mit einer konstanten Drehzahl gedreht wird oder der Motor 41 beschleunigt oder abgebremst wird. Der hier erwähnte „Testlauf“ ist ein Testlauf, bei dem der Motor 41 angesteuert wird, um diese Datenelemente zu prüfen. Der „Wert der Ansteuerungs-Spannung“ ist eine Spannung, die zum Ansteuern des Motors 41 bei einer bestimmten Drehzahl erforderlich ist, und wird auf Basis der Spannung einer Versorgungs-Stromquelle oder eines Spannungs-Befehlswertes berechnet. Der hier erwähnte „Ausgangs-Parameter“ schließt beispielsweise einen maximalen Strom-Wert zum Ansteuern des Motors 41, einen D-Phasen-Strom-Wert, die maximale Drehzahl des Motors 41 oder/und einen Koeffizienten zum Umwandeln einer von der Motor-Ansteuerungseinrichtung 31 abgerufenen Rückmeldung eines Strom-Wertes in eine konkrete physikalische Größe ein. Die hier erwähnten „Kennwert-Informationen“ schließen beispielsweise den zulässigen Strom-Wert der Motor-Ansteuerungseinrichtung 31 oder/und eine Frequenz ein, die zum Ansteuern der Motor-Ansteuerungseinrichtung 31 zur Verfügung steht. Die hier erwähnten „Ausgangsleistungs-Kennwert-Informationen“ schließen beispielsweise die Nenn-Ausgangsleistung oder/und die Grunddrehzahl des Motors 41 ein.
  • Die Vorrichtung 11 zum Unterstützen bei Bestimmung von Parametern überträgt den Ausgangs-Parameter sowie das Testlauf-Programm zu der numerischen Steuerung 21. Die numerische Steuerung 21 führt das Testlauf-Programm aus, indem sie den Ausgangs-Parameter zum Erzeugen von Befehlswerten, wie beispielsweise eines Positions-Befehlswertes sowie eines Drehzahl-Befehlswertes, anwendet, und überträgt die erzeugten Befehlswerte sowie den Ausgangs-Parameter zusammen zu der Motor-Ansteuerungseinrichtung 31.
  • Die Motor-Ansteuerungseinrichtung 31 führt dem Motor 41 einen Ansteuerungs-Strom zu, der auf Basis des Ausgangs-Parameters sowie der von der numerischen Steuerung 21 empfangenen Befehlswerte bestimmt wird.
  • Der Motor 41 überträgt Rückmeldungs-Werte, wie Drehzahl-Informationen, Positions-Informationen sowie eine Drehzahl zu der Motor-Ansteuerungseinrichtung 31.
  • Die Motor-Ansteuerungseinrichtung 31 überträgt Betriebs-Informationen, die die von dem Motor 41 empfangenen Rückmeldungs-Werte, den Wert des Ansteuerungs-Stroms, die an den Motor 41 gerichteten Befehlswerte usw. einschließen, zu der Vorrichtung 11 zum Unterstützen bei Bestimmung von Parametern. Die hier erwähnten „Betriebs-Informationen“ schließen beispielsweise einen Strom-Wert, einen Spannungs-Wert, eine Motor-Drehzahl oder/und eine Motor-Beschleunigung ein, der/die beim Ansteuern des Motors 41 bestimmt wird/werden.
  • Die Vorrichtung 11 zum Unterstützen bei Bestimmung von Parametern schätzt die Schaltungskonstante des Motors 41 auf Basis der von der Motor-Ansteuerungseinrichtung 31 empfangenen Betriebs-Informationen. Des Weiteren berechnet die Vorrichtung 11 zum Unterstützen bei Bestimmung von Parametern einen optimalen Parameter, der dem Ausgangsleistungs-Kennwert des Motors 41 entspricht, auf Basis der Schaltungskonstante und überträgt den berechneten optimalen Parameter zu der numerischen Steuerung 21. Die hier erwähnte „Schaltungskonstante“ schließt beispielsweise den Widerstandswert oder/und die Induktivität des Motors 41 ein.
  • 2 ist ein Funktions-Blockdiagramm der Vorrichtung 11 zum Unterstützen bei Bestimmung von Parametern. Die Vorrichtung 11 zum Unterstützen bei Bestimmung von Parametern enthält eine Steuerungs-Einheit 111, eine Erfassungs-Einheit 112 sowie eine Eingabe-Einheit 113. Die Steuerungs-Einheit 111 enthält eine Ermittlungs-Einheit 114, eine Einheit 115 zur Bestimmung eines Ausgangs-Parameters, eine Einheit 116 zur Erzeugung eines Programms, eine Einheit 117 für automatische Messung, eine Schätzungs-Einheit 118, eine Berechnungs-Einheit 119 sowie eine Anzeige-Einheit 120.
  • Die Steuerungs-Einheit 111 enthält eine CPU, einen ROM, einen RAM, einen CMOS-Speicher usw. Dies sind einem Fachmann allgemein bekannte Teile, und sie sind so konfiguriert, dass sie über einen Bus miteinander kommunizieren können. Die CPU ist ein Prozessor, der die Vorrichtung 11 zum Unterstützen bei Bestimmung von Parametern vollständig steuert. Die CPU ist so konfiguriert, dass die Steuerungs-Einheit 111 als die Ermittlungs-Einheit 114, die Einheit 110 zur Bestimmung eines Ausgangs-Parameters, die Einheit 116 zur Erzeugung eines Programms, die Einheit 117 für automatische Messung, die Schätzungs-Einheit 118, die Berechnungs-Einheit 119 und die Anzeige-Einheit 120, wie sie in 2 dargestellt sind, in Funktion tritt, indem sie ein System-Programm sowie ein Anwendungs-Programm über den Bus aus dem ROM liest und die Vorrichtung 11 zum Unterstützen bei Bestimmung von Parametern vollständig steuert, indem sie das gelesene System-Programm sowie das gelesene Anwendungs-Programm ausführt. Der RAM speichert verschiedenartige Daten, wie temporäre Berechnungs-Daten und Anzeige-Daten. Der CMOS-Speicher ist als ein nichtflüchtiger Speicher konfiguriert, der durch eine in den Zeichnungen nicht dargestellte Batterie gestützt wird und seinen Speicherungszustand auch dann aufrechterhält, wenn die Vorrichtung 11 zum Unterstützen bei Bestimmung von Parametern abgeschaltet wird.
  • Die Ermittlungs-Einheit 114 ermittelt Kennwert-Informationen bezüglich der Motor-Ansteuerungseinrichtung 31 sowie Ausgangsleistungs-Kennwert-Informationen bezüglich des Motors 41. Das heißt, die Ermittlungs-Einheit 114 ermittelt die Kennwert-Informationen bezüglich der Motor-Ansteuerungseinrichtung 31 von der weiter unten beschriebenen Erfassungs-Einheit 112, und ermittelt die Ausgangsleistungs-Kennwert-Informationen bezüglich des Motors 41 von der weiter unten beschriebenen Eingabe-Einheit 113.
  • Die Einheit 115 zur Bestimmung eines Ausgangs-Parameters bestimmt einen Ausgangs-Parameter für einen Testlauf auf Basis der Kennwert-Informationen sowie der Ausgangsleistungs-Kennwert-Informationen, die durch die Ermittlungs-Einheit 114 ermittelt werden.
  • Die Einheit 116 zur Erzeugung eines Programms erzeugt ein Testlauf-Programm auf Basis der durch die Ermittlungs-Einheit 114 ermittelten Ausgangsleistungs-Kennwert-Informationen. Dieses Testlauf-Programm wird in einem Testlauf eingesetzt, um Daten zu ermitteln, die erforderlich sind, um einen Parameter zum Bestimmen einer Ausgangsleistung von dem Motor 41 anzupassen.
  • Die Einheit 117 für automatische Messung wendet den oben erwähnten Ausgangs-Parameter an und führt das oben erwähnte Testlauf-Programm aus und misst so automatisch beim Ansteuern des Motors 41 bestimmte Betriebs-Informationen.
  • Die Schätzungs-Vorrichtung 118 schätzt die Schaltungskonstante des Motors 41 auf Basis der von der Einheit 117 für automatische Messung gemessenen Betriebs-Informationen. Schätzung der Schaltungskonstante auf Basis der Betriebs-Informationen kann mittels eines allgemein bekannten Verfahrens vorgenommen werden.
  • Die Berechnungs-Einheit 119 berechnet einen optimalen Parameter, der dem Ausgangsleistungs-Kennwert des Motors 41 entspricht, auf Basis der durch die Schätzungs-Einheit 118 geschätzten Schaltungskonstante.
  • Die Anzeige-Einheit 120 zeigt wenigstens die durch die Einheit 117 für automatische Messung gemessenen Betriebs-Informationen an einer Anzeigeeinrichtung (in den Zeichnungen nicht dargestellt) der Vorrichtung 11 zum Unterstützen bei Bestimmung von Parametern an. Die Anzeige-Einheit 120 kann andere Informationen als die Betriebs-Informationen anzeigen. Beispielsweise kann die Anzeige-Einheit 120 Navigations-Informationen anzeigen, mit denen Eingabe von Ausgangsleistungs-Kennwert-Informationen durch eine Bedienungsperson geführt wird, die die weiter unten beschriebene Eingabe-Einheit 113 benutzt. Die Navigations-Informationen können beispielsweise Informationen über ein Verfahren zum Betätigen der Vorrichtung 11 zum Unterstützen bei Bestimmung von Parametern zusätzlich zu dem Verfahren zum Eingeben der Ausgangsleistungs-Kennwert-Informationen enthalten. Die Anzeige-Einheit 120 kann des Weiteren einen Schätzwert bezüglich der oben erwähnten Schaltungskonstante, einen bei Schätzung der Schaltungskonstante verwendeten Parameter, eine unter Verwendung des Parameters bestimmte Ausgangs-Wellenform sowie einen Wert bezüglich des durch die Berechnungs-Einheit 119 berechneten optimalen Parameters anzeigen.
  • Die Erfassungs-Einheit 112 ist eine Einheit, die die Kennwert-Informationen bezüglich der Motor-Ansteuerungseinrichtung 31 erfasst, und ist beispielsweise ein Sensor. Die Eingabe-Einheit 113 ist eine Einheit, die von einer Bedienungsperson genutzt wird, um die Ausgangsleistungs-Kennwert-Informationen bezüglich des Motors 41 einzugeben, und ist beispielsweise eine Tastatur oder ein Touchscreen.
  • 3 zeigt ein Beispiel der Konfiguration der numerischen Steuerung 21. Die numerische Steuerung 21 enthält als Hauptbestandteile eine CPU 211, einen ROM 212, einen RAM 213, einen CMOS-Speicher 214, eine Schnittstelle 215, eine Schnittstelle 218, eine Schnittstelle 219, eine speicherprogrammierbare Maschinen-Steuerung (programmable machine controller - PMC) 216, eine Eingabe-Ausgabe-Einheit 217, eine Achsen-Steuerungsschaltung 230, eine Achsen-Steuerungsschaltung 231, eine Achsen-Steuerungsschaltung 232, eine Achsen-Steuerungsschaltung 233, eine Achsen-Steuerungsschaltung 234 sowie eine Spindel-Steuerungsschaltung 260.
  • Die CPU 211 ist ein Prozessor, der die numerische Steuerung 21 vollständig steuert. Die CPU 211 liest über einen Bus 220 ein System-Programm aus dem RAM 212 und steuert die numerische Steuerung 21 vollständig, indem sie das gelesene System-Programm ausführt.
  • Der RAM 213 speichert temporäre Berechnungs-Daten, Anzeige-Daten und verschiedenartige Daten, die von einer Bedienungsperson über eine Anzeige/MDI-Einheit 270 eingegeben werden.
  • Der CMOS-Speicher 214 ist als ein nichtflüchtiger Speicher konfiguriert, der durch eine in den Zeichnungen nicht dargestellte Batterie gestützt wird und seinen Speicherungszustand auch dann aufrechterhält, wenn die numerische Steuerung 21 abgeschaltet wird. Der CMOS-speichert 214 speichert ein über die Schnittstelle 215 eingegebenes Bearbeitungs-Programm, ein über die Anzeige/MDI-Einheit 270 eingegebenes Bearbeitungs-Programm usw.
  • Der ROM 212 speichert verschiedene System-Programme, die im Voraus geschrieben werden, um Verarbeitung in einem Edit-Modus auszuführen, die zum Generieren und Editieren eines Bearbeitungs-Programms und Ausführen von Verarbeitung für automatischen Betrieb erforderlich ist.
  • Verschiedene Bearbeitungs-Programme können über die Schnittstelle 215 oder über die Anzeige/MDI-Einheit 270 eingegeben werden und können in dem CMOS-Speicher 214 gespeichert werden.
  • Die Schnittstelle 215 ermöglicht Verbindung zwischen der numerischen Steuerung 21 und externen Einrichtungen 272, wie beispielsweise einem Adapter. Ein Bearbeitungs-Programm, verschiedene Parameter usw. werden über die externe Einrichtung 272 gelesen. Ein in der numerischen Steuerung 21 editiertes Bearbeitungs-Programm kann über die externe Einrichtung 272 in einer externen Speichereinrichtung gespeichert werden.
  • Die speicherprogrammierbare Maschinen-Steuerung (PMC) 216 gibt ein Signal über die Eingabe-Ausgabe-Einheit 217 an eine Hilfs-Vorrichtung (ein Bedienteil, wie beispielsweise eine Roboter-Hand für Werkzeugwechsel) einer Werkzeugmaschine aus, um die Hilfs-Vorrichtung zu steuern, indem sie einen in der numerischen Steuerung 21 vorhandenes Ablaufprogramm ausführt. Die PMC 216 empfängt Signale, die über verschiedene Schalter usw. einer Bedienungskonsole eingegeben werden, die an dem Gehäuse der Werkzeugmaschine angeordnet ist, führt erforderliche Signalverarbeitung durch und überträgt die verarbeiteten Signale zu der CPU 211.
  • Die Anzeige/MDI-Einheit 270 ist eine Einheit für manuelle Eingabe von Daten mit einer Anzeigeeinrichtung, einer Tastatur usw. Die Schnittstelle 218 dient dazu, einen Befehl und Daten von der Tastatur der Anzeige/MDI-Einheit 270 zu empfangen und den Befehl und die Daten, die Sie empfängt, zu der CPU 211 zu übertragen. Die Schnittstelle 219 ist mit einer Bedienungskonsole 271 verbunden, die einen manuellen Impulsgeber usw. einschließt.
  • Die Achsen-Steuerungsschaltungen 230 bis 234 entsprechender Achsen empfangen von der CPU 211 erteilte Befehls-Hübe der entsprechenden Achsen und geben Befehle bezüglich der entsprechenden Achsen an einen Servo-Verstärker 240, einen Servo-Verstärker 241, einen Servo-Verstärker 242, einen Servo-Verstärker 243 bzw. einen Servo-Verstärker 244 aus. In Reaktion auf Empfang dieser Befehle steuern die Servo-Verstärker 240 bis 244 einen Servo-Motor 250, einen Servo-Motor 251, einen Servo-Motor 252, einen Servo-Motor 253 bzw. einen Servo-Motor 254 der entsprechenden Achsen an. Die Servo-Motoren 250 bis 254 der entsprechenden Achsen enthalten jeweils einen eingebauten Positions-und-Drehzahl-Sensor. Die Servo-Motoren 250 bis 254 übertragen jeweils Positions- und Drehzahl-Rückmeldungs-Signale von ihren Positions-und-Drehzahl-Sensoren als Rückmeldungen zu den Achsen-Steuerungsschaltungen 230 bis 234 und führen so Positions-und-DrehzahlRegelung durch. Die Positions-und-Drehzahl-Rückmeldung ist in 3 nicht dargestellt.
  • Die Spindel-Steuerungsschaltung 260 gibt in Reaktion auf Empfang eines an die Werkzeugmaschine gerichteten Spindel-Drehungs-Befehls ein Spindel-Drehzahl-Signal an einen Spindel-Verstärker 261 aus. In Reaktion auf Empfang des Spindel-Drehzahl-Signals dreht der Spindel-Verstärker 261 einen Spindel-Motor 262 der Werkzeugmaschine mit einer Drehgeschwindigkeit, die in dem Befehl angegeben ist, und steuert so ein Werkzeug an. Ein Impulscodierer 263 ist beispielsweise mittels eines Zahnrades oder eines Riemens mit dem Spindel-Motor 262 gekoppelt. Der Impulscodierer 263 gibt einen Rückmeldungs-Impuls synchron zu der Drehung einer Spindel aus. Der Rückmeldungs-Impuls durchläuft den Bus 220 und wird von der CPU 211 gelesen.
  • Die Servo-Verstärker 240 bis 244 und der Spindel-Verstärker 261 entsprechen der Motor-Ansteuerungseinrichtung 31 in 1. Die Servo-Motoren 250 bis 254 und der Spindel-Motor 262 entsprechen dem Motor 41 in 1. Die in 3 gezeigte Konfiguration der numerischen Steuerung 21 bedeutet keine Einschränkung der Konfiguration, sondern ist lediglich als ein Beispiel dargestellt. Es kann eine normale numerische Steuerung als die numerische Steuerung 21 eingesetzt werden.
  • 4 zeigt ein Beispiel der Konfiguration der Motor-Ansteuerungseinrichtung 31. Die Motor-Ansteuerungseinrichtung 31 schließt einen Wechselrichter 311, einen Strom-Detektor 312, eine Steuerungs-Einheit 313 sowie eine Einheit 314 zur Erfassung einer Drehzahl ein.
  • Der Wechselrichter 311 führt dem Motor 41 einen Ansteuerungs-Strom zu. Der Strom-Detektor 312 erfasst einen Bus-Gleichstrom in dem Wechselrichter 311. Die Steuerungs-Einheit 313 empfängt einen Ausgang von dem Strom-Detektor 312 und führt PWM-Steuerung des Wechselrichters 311 durch. Die Einheit 314 zur Erfassung einer Drehzahl erfasst eine Drehzahl für Regelung des Motors 41 und überträgt die erfasste Drehzahl zu der Steuerungs-Einheit 313.
  • Die in 4 gezeigte Konfiguration der Motor-Ansteuerungseinrichtung 31 bedeutet keine Einschränkung der Konfiguration, sondern ist lediglich als ein Beispiel dargestellt. Es kann eine normale Motor-Ansteuerungseinrichtung als die Motor-Ansteuerungseinrichtung 31 eingesetzt werden.
  • 5 ist ein Funktions-Blockdiagramm zur Erläuterung der Funktion der Vorrichtung 11 zum Unterstützen bei Bestimmung von Parametern. In Schritt S1 erfasst die Erfassungs-Einheit 112 Kennwert-Informationen bezüglich der Motor-Ansteuerungseinrichtung 31, und die Ermittlungs-Einheit 114 ermittelt die Kennwert-Informationen von der Erfassungs-Einheit 112.
  • In Schritt S2 gibt eine Bedienungsperson Ausgangsleistungs-Kennwert-Informationen bezüglich des Motors 41 über die Eingabe-Einheit 113 ein, und die Ermittlungs-Einheit 114 ermittelt die Ausgangsleistungs-Kennwert-Informationen von der Eingabe-Einheit 113.
  • In Schritt S3, bestimmt die Einheit 115 zur Bestimmung eines Ausgangs-Parameters einen Ausgangs-Parameter für einen Testlauf auf Basis der Kennwert-Informationen sowie der Ausgangsleistungs-Kennwert-Informationen, die durch die Ermittlungs-Einheit 114 ermittelt werden.
  • In Schritt S4 erzeugt die Einheit 116 zur Erzeugung eines Programms ein Testlauf-Programm auf Basis der durch die Ermittlungs-Einheit 114 ermittelten Ausgangsleistungs-Kennwert-Informationen. Dieses Testlauf-Programm wird in einem Testlauf eingesetzt, um Daten zu ermitteln, die erforderlich sind, um die Schaltungskonstante des Motors 41 zu schätzen und einen Parameter zum Bestimmen einer Ausgangsleistung von dem Motor 41 anzupassen.
  • In Schritt S5 misst die Einheit 117 für automatische Messung automatisch die Betriebs-Informationen, wie beispielsweise einen Strom-Wert oder eine Drehzahl, der/die beim Ansteuern des Motors 41 ermittelt wird, das durch Ausführen des Testlauf-Programms gesteuert wird.
  • In Schritt S6 zeigt die Anzeige-Einheit die durch die Einheit 117 für automatische Messung automatisch gemessenen Betriebs-Informationen auf der Anzeigeeinrichtung (in den Zeichnungen nicht dargestellt) an. Dies ermöglicht es der Bedienungsperson, festzustellen, ob ein in dem weiter unten beschriebenen Schritt S8 zu bestimmender Parameter, geeignet ist, indem sie die Messungs-Daten direkt prüft.
  • In Schritt S7 schätzt die Schätzungs-Einheit 118 die Schaltungskonstante des Motors 41 über automatische Berechnung auf Basis der durch die Einheit 117 für automatische Messung automatisch gemessenen Betriebs-Informationen.
  • In Schritt S8 berechnet und bestimmt die Berechnungs-Einheit 119 einen optimalen Parameter, der dem Ausgangsleistungs-Kennwert des Motors 41 entspricht, auf Basis der durch die Schätzungs-Einheit 118 geschätzten Schaltungskonstante. Damit ist der Funktionsablauf der Vorrichtung 11 zum Unterstützen bei Bestimmung von Parametern abgeschlossen.
  • Nachdem der Prozess in Schritt S8 durchgeführt ist, kann, Wie unter Bezugnahme auf das in 5 dargestellte Flussdiagramm zu sehen ist, der Ablauf zu einem vorhergehenden Schritt zurückkehren, und dann können der Prozess in diesem Schritt und diejenigen in darauffolgenden Schritten erneut durchgeführt werden. Beispielsweise kann die Vorrichtung 11 zum Unterstützen bei Bestimmung von Parametern in Schritt S8 einen von mehreren Parametern bestimmen. Dann können der Prozess in Schritt S4 sowie diejenigen in darauffolgenden Schritten erneut durchgeführt werden, um einen anderen Parameter zu bestimmen.
  • Die Einheit 11 zum Unterstützen bei Bestimmung von Parametern wendet einen Ausgangs-Parameter an und führt ein Testlauf-Programm aus und misst so automatisch beim Ansteuern des Motors 41 bestimmte Betriebs-Informationen. Die Vorrichtung 11 zum Unterstützen bei Bestimmung von Parametern schätzt die Schaltungskonstante des Motors 41 auf Basis der gemessenen Betriebs-Informationen und berechnet einen optimalen Parameter, der dem Ausgangsleistungs-Kennwert des Motors 41 entspricht, auf Basis der geschätzten Schaltungskonstante.
  • Dadurch wird ein Ansteuerungs-Parameter zum Ansteuern eines Motors mit einer unbekannten Schaltungskonstante auf einfache Weise bestimmt und kann für die Bestimmung erforderliche Zeit verkürzt werden.
  • Die oben dargestellte Vorrichtung 11 zum Unterstützen bei Bestimmung von Parametern enthält des Weiteren die Anzeige-Einheit 120, die gemessene Betriebs-Informationen anzeigt.
  • So prüft eine Bedienungsperson eine zum Bestimmen eines Parameters verwendete Logik sowie einen aus dem Parameter resultierenden Ausgang. Dadurch kann die Bedienungsperson nach Bestimmen der Eignung des Parameters einen optimalen Parameter bestimmen.
  • Jede Einheit in der oben dargestellten Vorrichtung 11 zum Unterstützen bei Bestimmung von Parametern kann mittels Hardware, mittels Software oder mittels einer Kombination aus Hardware und Software ausgeführt werden. Ein Verfahren zum Bestimmen eines Parameters, das mittels jeder Einheit in der oben dargestellten Vorrichtung 11zum Unterstützen bei Bestimmung von Parametern implementiert wird, kann ebenfalls mittels Hardware, mittels Software oder mittels einer Kombination aus Hardware und Software ausgeführt werden. Ausführung mittels Software bedeutet Ausführen durch Lesen und Ausführung eines Programms durch einen Computer.
  • Das Programm kann auf verschiedenartigen nichtflüchtigen computerlesbaren Medien gespeichert werden und kann einem Computer zugeführt werden. Die nichtflüchtigen computerlesbaren Medien schließen verschiedenartige physische Speichermedien ein. Beispiele für die nichtflüchtigen computerlesbaren Medien schließen ein magnetisches Aufzeichnungsmedium (z.B. eine flexible Platte, ein Magnetband oder ein Festplattenlaufwerk), ein magnetooptisches Aufzeichnungsmedium (z.B. eine magnetooptische Platte), eine CD-ROM (Read Only Memory), eine CD-R, eine CD-R/W sowie einen Halbleiterspeicher (z.B. einen Mask ROM, einen PROM (Programmable ROM), einen EPROM (Eraseable PROM), einen Flash-ROM oder einen RAM (Random Access Memory) ein. Das Programm kann einem Computer unter Verwendung verschiedenartiger flüchtiger computerlesbarer Medien zugeführt werden. Beispiele für die flüchtigen computerlesbaren Medien schließen ein elektrisches Signal, ein optisches Signal sowie eine elektromagnetische Welle ein. Die Flüchtigen computerlesbaren Medien können eingesetzt werden, um das Programm einem Computer über Kabel-Kommunikationswege, wie beispielsweise ein Stromkabel und eine Lichtleitfaser, oder über einen Drahtlos-Kommunikationsweg zuzuführen.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Motor-Ansteuerungssystem
    11
    Vorrichtung zum Unterstützen bei Bestimmung von Parametern
    21
    numerische Steuerung
    31
    Motor-Ansteuerungseinrichtung
    41
    Motor
    111
    Steuerungs-Einheit
    112
    Erfassungs-Einheit
    113
    Eingabe-Einheit
    114
    Ermittlungs-Einheit
    115
    Einheit zur Feststellung eines Ausgangs-Parameters
    116
    Einheit zur Erzeugung eines Programms
    117
    Einheit für automatische Messung
    118
    Schätzungs-Einheit
    119
    Berechnungs-Einheit
    120
    Anzeige-Einheit
  • 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 2003316422 [0003]

Claims (7)

  1. Vorrichtung (11) zum Unterstützen bei Bestimmung von Parametern zum Ansteuern eines Motors, die umfasst: eine Ermittlungs-Einrichtung (114), die Kennwert-Informationen bezüglich einer Motor-Ansteuerungseinrichtung (31) sowie Ausgangsleistungs-Kennwert-Informationen bezüglich eines Motors (41) ermittelt; eine Einrichtung (115) zur Bestimmung eines Ausgangs-Parameters, die einen Ausgangs-Parameter für einen Testlauf auf Basis der Kennwert-Informationen und der Ausgangsleistungs-Kennwert-Informationen bestimmt; eine Einrichtung (116) zur Erzeugung eines Programms , die ein Testlauf-Programm auf Basis der Ausgangsleistungs-Kennwert-Informationen erzeugt, wobei das Testlauf-Programm in einem Testlauf zum Ermitteln von Daten eingesetzt wird, die erforderlich sind, um einen Parameter zum Bestimmen einer Ausgangsleistung von dem Motor anzupassen; eine Einrichtung (117) für automatische Messung, die automatisch Betriebs-Informationen misst, die durch Ansteuern des Motors unter Anwendung des Ausgangs-Parameters und bei Ausführung des Testlauf-Programms bestimmt werden; eine Schätzungs-Einrichtung (118), die die Schaltungskonstante des Motors auf Basis der Betriebs-Informationen schätzt; sowie eine Berechnungs-Einrichtung (119), die einen optimalen Parameter, der dem Ausgangsleistungs-Kennwert des Motors entspricht, auf Basis der Schaltungskonstante berechnet.
  2. Vorrichtung (11) zum Unterstützen bei Bestimmung von Parametern nach Anspruch 1, die des Weiteren umfasst: eine Erfassungs-Einrichtung (112), die die Kennwert-Informationen erfasst; sowie eine Eingabe-Einrichtung (113) zum Eingeben der Ausgangsleistungs-Kennwert-Informationen durch eine Bedienungsperson, wobei die Ermittlungs-Einrichtung (114) die Kennwert-Informationen von der Erfassungs-Einrichtung (112) ermittelt und die Ausgangsleistungs-Kennwert-Informationen von der Eingabe-Einrichtung (113) ermittelt.
  3. Vorrichtung (11) zum Unterstützen bei Bestimmung von Parametern nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Kennwert-Informationen den zulässigen Strom-Wert der Motor-Ansteuerungseinrichtung (31) oder/und eine Frequenz einschließen, die zum Ansteuern der Motor-Ansteuerungseinrichtung (31) verfügbar ist.
  4. Vorrichtung (11) zum Unterstützen bei Bestimmung von Parametern nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Ausgangsleistungs-Kennwert-Informationen die Nenn-Ausgangsleistung oder/und die Grunddrehzahl des Motors (41) einschließen.
  5. Vorrichtung (11) zum Unterstützen bei Bestimmung von Parametern nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Schaltungskonstante den Widerstandswert oder/und die Induktivität des Motors (41) einschließt.
  6. Vorrichtung (11) zum Unterstützen bei Bestimmung von Parametern nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Betriebs-Informationen einen Strom-Wert, einen Spannungs-Wert, eine Motor-Drehzahl oder/und eine Motor-Beschleunigung einschließen, die durch Ansteuern des Motors (41) bestimmt wird/werden.
  7. Vorrichtung (11) zum Unterstützen bei Bestimmung von Parametern nach einem der Ansprüche 1 bis 6, die des Weiteren eine Anzeige-Einrichtung (120) umfasst, die die gemessenen Betriebs-Informationen anzeigt.
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