DE102019007718A1

DE102019007718A1 - Parameterbestimmungshilfsvorrichtung, parameterbestimmungshilfsverfahren und programm

Info

Publication number: DE102019007718A1
Application number: DE102019007718.0A
Authority: DE
Inventors: Kouki OIKAWA; Yuuki Morita; Tadashi Okita
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2018-12-20
Filing date: 2019-11-07
Publication date: 2020-06-25
Also published as: CN111352389A; JP6949814B2; US20200201288A1; US11048236B2; JP2020102909A

Abstract

Die Bestimmung einer Schlupfkonstante bei der Ansteuerung eines Motors, dessen Schlupfkonstante unbekannt ist, anhand einer Schwankung einer Beschleunigung bei einer Beschleunigung eines Induktionsmotors von der Aktivierung bis zu einer vorgegebenen Drehzahl wird vereinfacht. Eine Parameterbestimmungshilfsvorrichtung 11 zur Ansteuerung eines Motors umfasst: ein automatisches Messelement 117, das anhand mehrerer vorab eingestellter Schlupfkonstanten automatisch Kenngrößeninformationen, die eine Drehzahl bei einer Beschleunigung und eine Beschleunigung bei der Ansteuerung eines Induktionsmotors 41 zur Beschleunigung von der Aktivierung bis zu einer vorab eingestellten, vorgegebenen Drehzahl umfassen, die nicht höher als Grunddrehzahl des Induktionsmotors 41 ist, in Bezug auf jede Schlupfkonstante misst; und ein Schätzelement 118, das anhand der Kenngrößeninformationen eine Schlupfkonstante mit der geringsten Schwankung bei der Beschleunigung unter mehreren Schlupfkonstanten als Schlupfkonstante des Induktionsmotors 41 schätzt.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Bereich der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Parameterbestimmungshilfsvorrichtung, ein Parameterbestimmungshilfsverfahren und ein Programm.
Verwandte Technik
Zur Steuerung eines für eine Werkzeugmaschine, eine Verpackungsmaschine, einen Industrieroboter, etc. verwendeten Induktionsmotors ist es erforderlich, Ansteuerungsparameter zum Ansteuern des Induktionsmotors auf den geeigneten Wert einzustellen. Als ein Verfahren hierfür ist eine Einrichtung bekannt, die die Schlupfkonstante des Induktionsmotors einstellt und den Ansteuerungsparameter entsprechend der eingestellten Schlupfkonstante auf den geeigneten Wert setzt.
In Patentschrift 1 ist eine Einrichtung offenbart, die eine Schlupffrequenz so kompensiert, dass die Abweichung zwischen dem Befehlswert und dem tatsächlichen Wert der gegenelektromotorischen Kraft eines Elektromotors null wird. In Patentschrift 2 ist eine Einrichtung offenbart, die eine geregelte Beschleunigung ausführt und den optimalen Nennschlupf eines Induktionsmotors automatisch anhand der Korrelation zwischen dem bei jeder Drehzahl abgerufenen Drehmomentbefehl und dem tatsächlichen Drehmoment einstellt.

Patentschrift 1: Ungeprüfte japanische Patentanmeldung, Veröffentlichung Nr. H02-039193
Patentschrift 2: Ungeprüfte japanische Patentanmeldung, Veröffentlichung Nr. H06-105582

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die Konfiguration gemäß Patentschrift 1 ist jedoch eine Steuervorrichtung eines Motors und keine unabhängige Einstellvorrichtung zum Einstellen von Parametern. Zudem erfordert die Konfiguration gemäß Patentschrift 2 die Ermittlung der Korrelation zwischen dem Drehmomentbefehl und dem tatsächlichen Drehmoment; daher ist die Verarbeitung bis zur Bestimmung von Parametern komplex. Darüber hinaus ist es bei diesen Konfigurationen schwierig, eine Schlupfkonstante eines Motors zu bestimmen, bei dem die Schlupfkonstante unbekannt ist.
1 ist eine Ansicht, die ein Beispiel einer Ersatzschaltung eines Induktionsmotors zeigt. 1A zeigt eine Ersatzschaltung eines üblichen Induktionsmotors, und 1B zeigt eine Ersatzschaltung bei einer Festlegung einer sekundären Streuinduktivität von null.
Es ist darauf hinzuweisen, dass R1 einen Primärwiderstand bezeichnet. R2 bezeichnet einen Sekundärwiderstand, s bezeichnet einen Schlupf. l1 bezeichnet eine primäre Streuinduktivität. l2 bezeichnet eine sekundäre Streuinduktivität. M bezeichnet eine Wechselinduktivität. I1 bezeichnet einen elektrischen Primärstrom. I2 bezeichnet elektrischen Sekundärstrom. Im bezeichnet Erregungsstrom. $\begin{array}{l} Zudem gelten 1 = 11 + 12, M' = M^{2} / (M + 12) und R2' = \\ {M/ (M + 12)}^{2} \cdot R 2. \end{array}$
Solange dann die Schlupfkonstante geeignet eingestellt ist (der Schlupf in Bezug auf den tatsächlichen Sekundärwiderstand geeignet ist), entspricht der durch die Stromsteuerung an den Induktionsmotor angelegte elektrische Primärstrom I1 von der Motorantriebsvorrichtung (dem Verstärker) den Komponenten des berechneten Erregungsstrombefehls und des Sekundärstrombefehls. Anders ausgedrückt kann der Induktionsmotor das tatsächliche Drehmoment entsprechend dem Befehl erzeugen (ein stabiler Strombefehl entsprechend dem Drehmomentbefehl ist möglich).
Aus diesem Grund verbessern sich die Linearität des tatsächlichen Drehmoments und des Drehmomentbefehls, wenn die Schlupfkonstante geeignet eingestellt werden kann. Es ist darauf hinzuweisen, dass das tatsächliche Drehmoment in der Nähe der Grunddrehzahl im Allgemeinen unzureichend ist, wenn der eingestellte Wert der Schlupfkonstante hoch ist, das tatsächliche Drehmoment übermäßig wird, wenn der Einstellwert der Schlupfkonstante klein ist, und dadurch die Linearität des tatsächlichen Drehmoments und des Drehmomentbefehls mangelhaft wird.
In Anbetracht dieser Umstände ist es möglich, das gewünschte Drehmoment zu erzeugen, wenn die Einstellung der Schlupfkonstante geeignet ist und die Motorbeschleunigung bis zur Grunddrehzahl im lastfreien Zustand bei maximaler Drehmomentkonstante als stabil eingeschätzt werden kann (d.h. unabhängig von Motordrehzahl eine konstante Motorbeschleunigung mit geringer Schwankung erzielt werden kann). Unter dieser Voraussetzung wird selbst ohne die Vornahme einer tatsächlichen Drehmomentmessung eine Schätzung der Schlupfkonstante lediglich anhand einer Messung/Einschätzung der Schwingungsform der Beschleunigung entsprechend dem Einstellwert des Schlupfs möglich. Es ist darauf hinzuweisen, dass diese Schätzung mittels Versuchsergebnissen bestätigt werden kann, wie später beschrieben.
Daher ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Parameterbestimmungshilfsvorrichtung, ein Parameterbestimmungshilfsverfahren und ein Programm bereitzustellen, die zur Vereinfachung einer Bestimmung einer Schlupfkonstante bei der Ansteuerung eines Motors, dessen Schlupfkonstante unbekannt ist, anhand der Schwankung der Beschleunigung bei einer Beschleunigung des Induktionsmotors von der Aktivierung bis zu einer vorgegebenen Drehzahl geeignet sind.
Eine Parameterbestimmungshilfsvorrichtung (beispielsweise die später beschriebe Parameterbestimmungs-Annahmevorrichtung 11) zur Ansteuerung eines Motors gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst: eine automatische Messeinrichtung (beispielsweise das später beschriebe automatische Messelement 117) zum automatischen Messen von Kenngrößeninformationen, die eine Drehzahl bzw. Geschwindigkeit bei einer Beschleunigung und eine Beschleunigung bei einer Ansteuerung des Induktionsmotors (beispielsweise des später beschrieben Motors 41) zur Beschleunigung von der Aktivierung bis zu einer vorab eingestellten, vorgegebenen Drehzahl umfassen, die nicht höher als Grunddrehzahl des Induktionsmotors ist, in Bezug auf jede Schlupfkonstante anhand mehrerer vorab eingestellter Schlupfkonstanten; und eine Schätzeinrichtung (beispielsweise das später beschriebe Schätzelement 118) zum Schätzen einer Schlupfkonstante mit der geringsten Schwankung bei der Beschleunigung unter den mehreren Schlupfkonstanten als Schlupfkonstante des Induktionsmotors anhand der Kenngrößeninformationen.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann bei der unter dem ersten Aspekt beschriebenen Parameterbestimmungshilfsvorrichtung die Schätzeinrichtung ferner eine Variable bzw. einen Änderungswert der Beschleunigung in Bezug auf die Drehzahl in einem vorgegebenen Drehzahlbereich, der nicht höher als die Grunddrehzahl ist, für jede Schlupfkonstante linear annähern und eine Schlupfkonstante, bei der die linear angenäherte Variable der Beschleunigung in Bezug auf die Drehzahl die geringste Steilheit aufweist, unter den mehreren Schlupfkonstanten als Schlupfkonstante des Induktionsmotors schätzen.
Ein Parameterbestimmungshilfsverfahren gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung, das durch einen Computer realisiert wird, unterstützt die Bestimmung eines Steuerparameters eines Induktionsmotors, wobei das Verfahren umfasst: einen automatischen Messschritt zur automatischen Messung von Kenngrößeninformationen, die eine Drehzahl bei einer Beschleunigung und eine Beschleunigung bei einer Ansteuerung des Induktionsmotors zur Beschleunigung von der Aktivierung bis zu einer vorab eingestellten, vorgegebenen Drehzahl umfassen, die nicht höher als Grunddrehzahl des Induktionsmotors ist, in Bezug auf jede Schlupfkonstante anhand mehrerer vorab eingestellter Schlupfkonstanten; und einen Schätzschritt zur Schätzung einer Schlupfkonstante mit der geringsten Schwankung bei der Beschleunigung unter den mehreren Schlupfkonstanten als Schlupfkonstante des Induktionsmotors anhand der in dem automatischen Messschritt automatisch gemessenen Kenngrößeninformationen.
Gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung nimmt bei dem unter dem dritten Aspekt beschriebenen Parameterbestimmungshilfsverfahren der Schätzschritt ferner eine lineare Annäherung einer Variable der Beschleunigung in Bezug auf die Drehzahl in einem vorgegebenen Drehzahlbereich, der nicht höher ist als die Grunddrehzahl, für jede Schlupfkonstante vor und schätzt eine Schlupfkonstante, bei der die linear angenäherte Variable der Beschleunigung in Bezug auf die Drehzahl die geringste Steilheit aufweist, unter den mehreren Schlupfkonstanten als Schlupfkonstante des Induktionsmotors.
Ein Programm gemäß einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung veranlasst einen Computer, als unter dem ersten oder zweiten Aspekt beschriebene Parameterbestimmungshilfsvorrichtung zu arbeiten.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird es möglich, die Bestimmung einer Schlupfkonstante bei der Ansteuerung eines Motors, dessen Schlupfkonstante unbekannt ist, anhand der Schwankung der Beschleunigung bei einer Beschleunigung des Induktionsmotors von der Aktivierung bis zu einer vorgegebenen Drehzahl zu vereinfachen.
Figurenliste

1A ist eine Ansicht, die ein Beispiel einer Ersatzschaltung eines Induktionsmotors zeigt;
1B ist eine Ansicht, die ein Beispiel einer Ersatzschaltung eines Induktionsmotors zeigt;
2 ist ein Blockdiagramm, das die Gesamtkonfiguration eines Motoransteuerungssystems zeigt, das eine Parameterbestimmungshilfsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst;
3 ist ein Blockdiagramm, das Funktionen der in 2 gezeigten Parameterbestimmungshilfsvorrichtung zeigt;
4 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration der in 2 gezeigten numerischen Steuervorrichtung zeigt;
5 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration der in 2 gezeigten Motorantriebsvorrichtung zeigt;
6 ist ein Ablaufdiagramm, das Arbeitsabläufe der in 2 gezeigten Parameterbestimmungshilfsvorrichtung darstellt;
7 ist ein Ablaufdiagramm, das die in 6 gezeigte Schlupfkonstanten-Schätzverarbeitung darstellt;
8 ist eine Ansicht, die ein Beispiel einer Drehzahl-Beschleunigungs-Kennlinie zu jeder Schlupfkonstante zeigt;
9 ist eine Ansicht, die ein Beispiel einer linearen Annäherungslinie an die Drehzahl-Beschleunigungs-Kennlinie zu jeder Schlupfkonstante zeigt; und
10 ist eine Ansicht, die ein Beispiel des absoluten Werts der Steilheit der linearen Annäherungslinie zu jeder Schlupfkonstante zeigt.

GENAUE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Nachstehend wird unter Bezugnahme auf die 2 bis 10 eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Einzelnen beschrieben.
2 zeigt die Gesamtkonfiguration eines Motoransteuerungssystems 1, das eine Parameterbestimmungshilfsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst. Zusätzlich zu der Parameterbestimmungshilfsvorrichtung 11 ist das Motoransteuerungssystem 1 mit einer numerischen Steuervorrichtung 21, einer Motorantriebsvorrichtung 31 und einem Induktionsmotor 41 ausgestattet.
Die Parameterbestimmungshilfsvorrichtung 11 bestimmt anhand der von der Motorantriebsvorrichtung 31 empfangenen Spezifikationen der Motorantriebsvorrichtung 31 und von dem Bediener in die Parameterbestimmungshilfsvorrichtung 11 eingegebener Leistungsspezifikationsinformationen zu dem Induktionsmotor 41 anfängliche Parameter für einen Testlauf des Induktionsmotors 41 und erstellt anhand der Spezifikationsinformationen, der Leistungsspezifikationsinformationen und der anfänglichen Parameter ein Testlaufprogramm zum Ausführen von Testläufen.
Zum Schätzen der Schlupfkonstanten des Induktionsmotors 41 beim Drehen des Induktionsmotors 41 mit einer im Wesentlichen konstanten Drehzahl (im Wesentlichen konstanten Drehgeschwindigkeit) und beim Beschleunigen und Verlangsamen ist es erforderlich, Daten wie den Antriebsstromwert, den Antriebsspannungswert und die Drehzahl (Betriebsinformationen) zu bestätigen; ein „Testlauf“ bezeichnet hier jedoch einen Testlauf, bei dem ein Antrieb des Induktionsmotors 41 zur Bestätigung dieser Daten veranlasst wird.
Zudem ist der „Antriebsspannungswert“ die zum tatsächlichen Antreiben des Induktionsmotors 41 mit einer bestimmten Drehzahl erforderliche Spannung und wird anhand der ursprünglichen Spannung der Stromquelle und/oder des Befehlswerts für die Spannung berechnet.
Zudem umfassen die „anfänglichen Parameter“ hier beispielsweise zumindest entweder den maximalen Stromwert zum Antreiben es Induktionsmotors 41 oder den D-Phasen-Stromwert oder Q-Phasen-Spannungswert oder die höchste Drehzahl des Induktionsmotors 41 oder mehrere Schlupfkonstanten oder einen Koeffizienten zur Umwandlung des von der Motorantriebsvorrichtung 31 eingegebenen Feedback des Stromwerts in eine tatsächliche physikalische Größe.
Zudem umfassen die „Spezifikationsinformationen“ hier beispielsweise zumindest entweder den zulässigen Stromwert oder die mögliche Antriebsfrequenz der Motorantriebsvorrichtung 31.
Zudem umfassen die „Leistungsspezifikationsinformationen“ hier zumindest entweder die Nennleistung oder die Grunddrehzahl des Induktionsmotors 41.
Darüber hinaus sendet die Parameterbestimmungshilfsvorrichtung 11 diese anfänglichen Parameter und das Testlaufprogramm an die numerische Steuervorrichtung 21. Die numerische Steuervorrichtung 21 erzeugt durch Ausführen des Testlaufprogramms unter Verwendung des anfänglichen Parameters Befehlswerte wie den Positionsbefehlswert und den Drehzahlbefehlswert und sendet sie zusammen mit dem anfänglichen Parameter an die Motorantriebsvorrichtung 31.
Die Motorantriebsvorrichtung 31 legt den Antriebsstrom entsprechend dem anfänglichen Parameter und den von der numerischen Steuervorrichtung 21 empfangenen Befehlswerten an den Induktionsmotor 41 an.
Der Induktionsmotor 41 sendet Feedback-Werte zu den Drehzahlinformationen, den Positionsinformationen, der Drehzahl, etc. an die Motorantriebsvorrichtung 31.
Die Motorantriebsvorrichtung 31 sendet die Betriebsinformationen, die die von dem Induktionsmotor 41 empfangenen Feedback-Werte, den Antriebsstromwert, den Befehlswert für den Induktionsmotor 41, etc. umfassen, an die Parameterbestimmungshilfsvorrichtung 11. Es ist darauf hinzuweisen, dass die „Betriebsinformationen“ hier die Drehzahl SPEED (rpm) des Induktionsmotors 41 sowie die Gleichspannungszwischenkreisspannung VDC (V) und den Q-Phasen-Spannungsbefehl VQCMD (%) der Motorantriebsvorrichtung 31 umfassen.
Die Parameterbestimmungshilfsvorrichtung 11 schätzt die Schlupfkonstante des Induktionsmotors 41 anhand der von der Motorantriebsvorrichtung 31 empfangenen Betriebsinformationen. Darüber hinaus führt die Parameterbestimmungshilfsvorrichtung 11 anhand dieser Schlupfkonstante eine Berechnung eines (nachstehend auch als „optimaler Parameter“ bezeichneten) an die Leistungsspezifikationen des Induktionsmotors 41 angepassten Steuerparameters aus und sendet diesen optimalen Parameter an die numerische Steuervorrichtung 21. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Schlupfkonstante S im Allgemeinen durch S = (Ns[rpm] - N[rpm])/Ns[rpm] ausgedrückt wird. Hierbei ist N die tatsächliche Drehzahl des Induktionsmotors, und Ns (rpm) ist die synchrone Drehzahl bei einer Synchronisation mit der Phase des Erregungsstroms.
3 ist ein Blockdiagramm, das die Funktionen der Parameterbestimmungshilfsvorrichtung 11 zeigt. Die Parameterbestimmungshilfsvorrichtung 11 umfasst eine Steuereinheit 111, eine Erfassungseinheit 112 und eine Eingabeeinheit 113; und ferner umfasst die Steuereinheit 111 ein Abrufelement 114, ein Ausgangsparameter-Bestimmungselement 115, ein Programmerstellungselement 116, ein automatisches Messelement 117, ein Schätzelement 118, ein Berechnungselement 119 und ein Anzeigeelement 120.
Die Steuereinheit 111 weist eine CPU, ein ROM, ein RAM, einen CMOS-Speicher, etc. auf, und dies sind Fachleuten bekannte Komponenten, die so konfiguriert sind, dass sie über einen Bus miteinander kommunizieren können.
Die CPU ist ein Prozessor, der die Parameterbestimmungshilfsvorrichtung 11 insgesamt steuert. Die CPU liest ein Systemprogramm und Anwendungsprogramme, die in dem ROM gespeichert sind, über einen Bus aus und steuert die Parameterbestimmungshilfsvorrichtung 11 insgesamt entsprechend diesem Systemprogramm und dem Anwendungsprogramm. Die Steuereinheit 111 ist dadurch so konfiguriert, dass durch sie die Funktionen des Abrufelements 114, des Ausgangsparameter-Bestimmungselements 115, des Programmerstellungselements 116, des automatischen Messelements 117, des Schätzelements 118, des Berechnungselements 119 und des Anzeigeelements 120 realisiert werden, wie in 3 gezeigt. Unterschiedliche Typen von Daten wie temporäre Berechnungsdaten und Anzeigedaten werden in dem RAM gespeichert. Der CMOS-Speicher ist als nicht flüchtiger Speicher konzipiert, der durch eine (nicht gezeigte) Batterie abgesichert ist und bei dem der Speicherzustand selbst dann aufrechterhalten wird, wenn die Stromquelle der Parameterbestimmungshilfsvorrichtung 11 abgeschaltet ist.
Das Abrufelement 114 ruft die Spezifikationsinformationen der Motorantriebsvorrichtung 31 und die Leistungsspezifikationsinformationen des Induktionsmotors 41 ab. Genauer ruft das Abrufelement 114 die Spezifikationsinformationen zu der Motorantriebsvorrichtung 31 von dem später beschrieben Erfassungselement 112 und die Leistungsspezifikationsinformationen zu dem Induktionsmotor 41 von der später beschrieben Eingabeeinheit 113 ab.
Das Ausgangsparameter-Bestimmungselement 115 bestimmt den anfänglichen Parameter für den Testlauf anhand der von dem Abrufelement 114 abgerufenen Spezifikationsinformationen und Leistungsspezifikationsinformationen. Es ist darauf hinzuweisen, dass in dem anfänglichen Parameter für den Testlauf mehrere vorab eingestellte Schlupfkonstanten inbegriffen sind.
Das Programmerstellungselement 116 erstellt anhand der von dem Abrufelement 114 abgerufenen Leistungsspezifikationsinformationen ein Testlaufprogramm. Dieses Testlaufprogramm wird für einen Testlauf zur Ermittlung von für die Einstellung von Parametern, die die Leistung des Induktionsmotors 41 bestimmen, erforderlichen Daten verwendet.
Das automatische Messelement 117 misst ab der Aktivierung (z.B. aus einem angehaltenen Zustand) entsprechend dem vorstehend erläuterten Testlaufprogramm unter Anwendung der vorstehend angeführten anfänglichen Parameter automatisch die Betriebsinformationen bei einer Ansteuerung des Induktionsmotors 41 zur Beschleunigung von der Aktivierung bis zu einer vorab eingestellten, vorgegebenen Drehzahl, die nicht höher als die Grunddrehzahl des Induktionsmotors 41 ist. Genauer misst das automatische Messelement 117 anhand der mehreren in den anfänglichen Parameter einbezogenen Schlupfkonstanten automatisch die Kenngrößeninformationen, die die Drehzahl und die Beschleunigung bei einer Beschleunigung des Induktionsmotors 41 umfassen, als Betriebsinformationen in Bezug auf die jeweiligen Schlupfkonstanten.
Das Schätzelement 118 schätzt die Schlupfkonstante des Induktionsmotors 41 anhand der von dem automatischen Messelement 117 gemessenen Betriebsinformationen. Die Schlupfkonstante S wird unter Verwendung der Betriebsinformationen geschätzt. Eine Erläuterung der genauen Verarbeitungsinhalte des Schätzelements 118 erfolgt später unter Verwendung des in 7 gezeigten Ablaufdiagramms.
Das Berechnungselement 119 führt anhand der von dem Schätzelement 118 geschätzten Schlupfkonstanten eine Berechnung eines an die Leistungsspezifikation des Induktionsmotors 41 angepassten, optimalen Parameters aus. Es ist darauf hinzuweisen, dass zur Berechnung des optimalen Parameters eine Fachleuten allgemein bekannte Technik verwendet werden kann und dass daher auf eine diesbezügliche Erläuterung verzichtet wird.
Das Anzeigeelement 120 zeigt unterschiedliche Informationen auf einer (nicht gezeigten) Anzeige an, mit der die Parameterbestimmungshilfsvorrichtung 11 ausgestattet ist. Die „unterschiedlichen Informationen“ umfassen hier zumindest entweder die von dem automatischen Messelement 117 gemessenen Betriebsinformationen oder die von dem Schätzelement 118 geschätzte Schlupfkonstante oder den von dem Berechnungselement 119 berechneten, optimalen Parameter.
Es ist darauf hinzuweisen, dass das Anzeigeelement 120 Navigationsinformationen anzeigen kann, die als Anleitung für den Bediener zur Eingabe der Leistungsspezifikationsinformationen unter Verwendung der später beschriebenen Eingabeeinheit 113 dienen. Es ist darauf hinzuweisen, dass diese Navigationsinformationen nicht in auf das Eingabeverfahren für die Leistungsspezifikationsinformationen beschränkt sind und beispielsweise Informationen wie ein Bedienverfahren für die Parameterbestimmungshilfsvorrichtung 11 umfassen können.
Die Erfassungseinheit 112 ist eine Vorrichtung, die die Spezifikationsinformationen zu der Motorantriebsvorrichtung 31 erfasst und beispielsweise ein Sensor ist. Zudem ist die Eingabeeinheit 113 eine Vorrichtung, die zur Eingabe der Leistungsspezifikationsinformationen zu dem Induktionsmotor 41 durch den Bediener verwendet wird und beispielsweise eine Tastatur und/oder ein berührungsempfindliches Bedienfeld ist.
4 zeigt die Konfiguration der numerischen Steuervorrichtung 21. Die numerische Steuervorrichtung 21 umfasst hauptsächlich eine CPU 211, ein ROM 212, ein RAM 213, ein CMOS 214, Schnittstellen 215, 218, 219, eine PMC 216 (PMC - programmable machine controller, programmierbare Maschinensteuerung), eine E-/A-Einheit 217, Achsensteuerschaltungen 230 bis 234 und eine Spindelsteuerschaltung 260.
Die CPU 211 ist ein Prozessor, der die numerische Steuervorrichtung 21 insgesamt steuert. Die CPU 211 liest über den Bus 220 ein in dem ROM 212 gespeichertes Systemprogramm aus und steuert die numerische Steuervorrichtung 21 insgesamt entsprechend diesem Systemprogramm.
Temporäre Berechnungsdaten, Anzeigedaten und unterschiedliche von dem Bediener über die Anzeige-/MDE-Einheit 270 eingegebene Daten werden in dem RAM 213 gespeichert.
Der CMOS-Speicher 214 ist als nicht flüchtiger Speicher konzipiert, der durch eine (nicht gezeigte) Batterie abgesichert ist, und der Speicherzustand wird selbst dann aufrechterhalten, wenn die Stromquelle der numerischen Steuervorrichtung 21 abgeschaltet ist. Über die Schnittstelle 215 gelesene Bearbeitungsprogramme, über die Anzeige-/MDE-Einheit 270 eingegebene Bearbeitungsprogramme, etc. werden in dem CMOS-Speicher 214 gespeichert.
Unterschiedliche Systemprogramme zum Ausführen einer Verarbeitung in einem für die Erstellung und das Editieren von Bearbeitungsprogrammen erforderlichen Editiermodus und einer Verarbeitung für den automatischen Betrieb werden vorab in das ROM 212 geschrieben.
Die unterschiedlichen Bearbeitungsprogramme können über die Schnittstelle 215 oder die Anzeige-/MDE-Einheit 270 eingegeben und in dem CMOS-Speicher 214 gespeichert werden.
Die Schnittstelle 215 ermöglicht eine Verbindung der numerischen Steuervorrichtung 21 mit externen Vorrichtungen 272 wie Adaptern. Von der Seite der externen Vorrichtungen 272 werden ein Bearbeitungsprogramm, unterschiedliche Parameter, etc. gelesen. Zudem kann über die externen Vorrichtungen 272 die Speicherung des in der numerischen Steuervorrichtung 21 editierten Bearbeitungsprogramms in einer externen Speichereinrichtung veranlasst werden.
Die PMC 216 (PMC - programmable machine controller, programmierbare Maschinensteuerung) führt mittels eines in die numerische Steuervorrichtung 21 integrierten Ablaufprogramms durch die Ausgabe von Signalen zur Steuerung von Hilfsvorrichtungen derartiger Werkzeugmaschinen (beispielsweise Stellgliedern wie Roboterhänden für den Werkzeugwechsel) über die E-/A-Einheit 217 eine Steuerung aus. Zudem sendet sie nach dem Empfang von Signalen beispielsweise von unterschiedlichen Bedienelementen auf einer an dem Hauptkörper der Werkzeugmaschine angeordneten Steuerkonsole und der Ausführung der erforderlichen Signalverarbeitung diese an die CPU 211.
Die Anzeige-/MDE-Einheit 270 ist eine manuelle Dateneingabevorrichtung, die mit einer Anzeige, einer Tastatur, etc. ausgestattet ist. Die Schnittstelle 218 empfängt Befehle und/oder Daten von der Tastatur der Anzeige-/MDE-Einheit 270 und sendet sie an die CPU 211. Die Schnittstelle 219 ist mit der Steuerkonsole 271 verbunden, die mit einem manuellen Impulsgenerator, etc. ausgestattet ist.
Die Achsensteuerschaltungen 230 bis 234 jeder Achse empfangen Bewegungsbefehlsgrößen zu jeder Achse von der CPU 211 und geben den Befehl für jede Achse an die Servoverstärker 240 bis 244 aus. Die Servoverstärker 240 bis 244 empfangen diese Befehle und treiben die Servomotoren 250 bis 254 jeder Achse an. Die Servomotoren 250 bis 254 jeder Achse sind mit einem Positions-/Drehzahl-Detektor versehen und senden zur Durchführung einer Feedback-Steuerung der Position/Drehzahl ein Positions-/Drehzahl-Feedback-Signal von diesem Positions-/Drehzahl-Detektor an die Achsensteuerschaltungen 230 bis 234 zurück. Es ist darauf hinzuweisen, dass in 4 auf die Darstellung des Feedback der Position/Drehzahl verzichtet wurde.
Die Spindelsteuerschaltung 260 empfängt einen Spindeldrehbefehl für die Werkzeugmaschine und gibt ein Spindeldrehzahlsignal an einen Spindelverstärker 261 aus. Der Spindelverstärker 261 empfängt dieses Spindeldrehzahlsignal und veranlasst den Spindelmotor 262 der Werkzeugmaschine, sich mit der befohlenen Drehzahl zu drehen, wodurch das Werkzeug angetrieben wird. Hinsichtlich des Spindelmotors 262 ist ein Impulsgeber 263 mittels Zahnrädern, eines Riemens oder dergleichen mit dem Spindelmotor 262 verbunden, wobei der Impulsgeber 263 einen mit der Drehung der Spindel synchronen Rückimpuls ausgibt. Der Rückimpuls wird durch den Bus 220 geleitet und von der CPU 211 gelesen.
Es ist darauf hinzuweisen, dass die Servoverstärker 240 bis 244 und der Spindelverstärker 261 der Motorantriebsvorrichtung 31 gemäß 2 entsprechen. Die Servomotoren 250 bis 254 und der Spindelmotor 262 entsprechen dem Induktionsmotor 41 gemäß 2.
Zudem ist die in 4 gezeigte Konfiguration der numerischen Steuervorrichtung 21 letztendlich lediglich ein Beispiel und nicht darauf beschränkt, und es ist möglich, eine gattungsmäßige numerische Steuervorrichtung als numerische Steuervorrichtung 21 zu verwenden.
5 zeigt die Konfiguration der Motorantriebsvorrichtung 31. Die Motorantriebsvorrichtung 31 umfasst einen Wechselrichter 311, einen Stromdetektor 312, eine Steuerung 313 und einen Drehzahldetektor 314.
Der Wechselrichter 311 legt einen Antriebsstrom an den Induktionsmotor 41 an. Der Stromdetektor 312 erfasst den an den Induktionsmotor 41 angelegten Antriebsstrom. Die Steuerung 313 verwendet den Drehzahlbefehl für den Motor, das Drehzahl-Feedback des Induktionsmotors 41 und den von dem Stromdetektor 312 erfassten Stromwert zum Ausführen einer PWM-Steuerung an dem Wechselrichter 311. Der Drehzahldetektor 314 erfasst die Drehzahl für die Feedback-Steuerung des Induktionsmotors 41 und sendet die erfasste Drehzahl an die Steuerung 313.
Die Konfiguration der in 5 gezeigten Motorantriebsvorrichtung 31 ist letztendlich lediglich ein Beispiel und nicht darauf beschränkt, und es ist möglich, eine gattungsmäßige Motorantriebsvorrichtung als Motorantriebsvorrichtung 31 zu verwenden.
6 ist ein Ablaufdiagramm, das Arbeitsabläufe der Parameterbestimmungshilfsvorrichtung 11 darstellt.
In Schritt S1 erfasst die Erfassungseinheit 112 die Spezifikationsinformationen zu der Motorantriebsvorrichtung 31, und das Abrufelement 114 ruft Spezifikationsinformationen von der Erfassungseinheit 112 ab.
In Schritt S2 gibt der Bediener über die Eingabeeinheit 113 die Leistungsspezifikationsinformationen zu dem Induktionsmotor 41 ein, und das Abrufelement 114 ruft die Leistungsspezifikationsinformationen von der Eingabeeinheit 113 ab.
In Schritt S3 bestimmt das Ausgangsparameter-Bestimmungselement 115 anhand der Spezifikationsinformationen und der Leistungsspezifikationsinformationen, die von dem Abrufelement 114 abgerufen wurden, den anfänglichen Parameter für den Testlauf.
In Schritt S4 erstellt das Programmerstellungselement 116 anhand der von dem Abrufelement 114 abgerufenen Leistungsspezifikationsinformationen ein Testlaufprogramm für den Testlauf zur Ermittlung der zur Schätzung der Schlupfkonstanten des Induktionsmotors 41 und zur Einstellung der Parameter, die die Leistung des Induktionsmotors 41 bestimmen, erforderlichen Daten.
In Schritt S5 führt das Schätzelement 118 anhand der von dem automatischen Messelement 117 für jede der mehreren Schlupfkonstanten automatisch gemessenen Kenngrößeninformationen, die die Drehzahl bei einer Beschleunigung und eine Beschleunigung bei einem Antrieb zur Beschleunigung des Induktionsmotors 41 von einer Aktivierung bis zu einer vorab eingestellten, vorgegebenen Drehzahl umfassen, die nicht höher als die Grunddrehzahl dieses Induktionsmotors 41 ist, eine Schlupfkonstanten-Schätzverarbeitung aus. Das Schätzelement 118 schätzt die Schlupfkonstante des Induktionsmotors 41. Es ist darauf hinzuweisen, dass der genaue Ablauf der Schlupfkonstanten-Schätzverarbeitung später beschrieben wird.
In Schritt S6 führt das Berechnungselement 119 anhand der durch die Schlupfkonstanten-Schätzverarbeitung in Schritt S5 geschätzten Schlupfkonstanten eine Berechnung zur Bestimmung des an die Leistungsspezifikation des Induktionsmotors 41 angepassten, optimalen Parameters aus.
In Schritt S7 zeigt das Anzeigeelement 120 die von dem automatischen Messelement 117 automatisch gemessenen Betriebsinformationen, die von dem Schätzelement 118 geschätzten Schlupfkonstanten und den von dem Berechnungselement 119 berechneten, optimalen Parameter umschaltbar auf der (nicht gezeigten) Anzeige an. Dadurch wird dem Bediener die Beurteilung ermöglicht, ob der in Schritt S9 bestimmte Parameter geeignet ist, wobei er die Messdaten direkt bestätigt. Entsprechend dem Vorstehenden endet der Arbeitsablauf der Parameterbestimmungshilfsvorrichtung 11.
7 ist ein Ablaufdiagramm, das die genauen Verarbeitungsinhalte der in Schritt S5 gemäß 6 gezeigten Schlupfkonstanten-Schätzverarbeitung darstellt. In dem Ablaufdiagramm gemäß 7 zeigen die Schritte S51 bis S53 den Verarbeitungsablauf des automatischen Messelements 117. Die Schritte S54 bis S57 zeigen den Verarbeitungsablauf des Schätzelements 118.
Es ist darauf hinzuweisen, dass in der folgenden Erläuterung die Grunddrehzahl des Induktionsmotors 41 als vorgegebene Drehzahl definiert ist; es besteht jedoch keine Beschränkung darauf, und es ist möglich, jede Drehzahl einzustellen, die nicht höher als die Grunddrehzahl ist.
Zunächst misst das automatische Messelement 117 in Schritt S51 entsprechend dem Testlaufprogramm anhand einer Schlupfkonstante unter den mehreren vorab eingestellten Schlupfkonstanten automatisch die Kenngrößeninformationen, die die Drehzahl (rpm) und die Beschleunigung (rpm/s) des Induktionsmotors 41 bei einem Antrieb zur Beschleunigung des Induktionsmotors 41 von der Aktivierung bis zur Grunddrehzahl umfassen. Es ist darauf hinzuweisen, dass das automatische Messelement 117 beispielsweise einen Wert, der unter Verwendung des Drehzahl-Feedback des Induktionsmotors 41 durch Dividieren der Schwankung der Drehzahl des Induktionsmotors 41 während eines Erhebungszyklus durch den Erhebungszyklus ermittelt wird, als Beschleunigung (rpm/s) berechnet.
In Schritt S52 bestimmt das automatische Messelement 117, ob die Anzahl der Wiederholungen der Vornahme der automatischen Messung geringer als eine vorgegebene Anzahl an Wiederholungen ist oder nicht. Die vorgegebene Anzahl an Wiederholungen ist die Anzahl der mehreren vorab eingestellten Schlupfkonstanten.
Anschließend bestimmt das automatische Messelement 117, ob die Kenngrößeninformationen, die die Drehzahl bei einer Beschleunigung und die Beschleunigung umfassen, in Bezug auf sämtliche Schlupfkonstanten abgerufen wurden oder nicht. Wurden sie nicht abgerufen, wird die Verarbeitung mit Schritt S53 fortgesetzt. Wurden sie abgerufen, wird die Verarbeitung mit Schritt S54 fortgesetzt.
In Schritt S53 wechselt das automatische Messelement 117 zu der nächsten Schlupfkonstante. Dann wird die Verarbeitung auf Schritt S51 zurückgesetzt, und das automatische Messelement 117 misst anhand der geänderten Schlupfkonstante automatisch die Kenngrößeninformationen zu dieser Schlupfkonstante. Durch eine derartige Konfiguration ist es möglich, in Bezug auf jede Schlupfkonstante die Kenngrößeninformationen zu ermitteln, die die Drehzahl bei einer Beschleunigung und die Beschleunigung bei einer Ansteuerung des Induktionsmotors 41 zur Beschleunigung von der Aktivierung des Induktionsmotors 41 bis zu einer vorab eingestellten, vorgegebenen Drehzahl umfassen, die nicht höher als die Grunddrehzahl ist.
In Schritt S54 berechnet das Schätzelement 118 anhand der von dem automatischen Messelement 117 automatisch gemessenen Messergebnisse (der Kenngrößeninformationen) zu jeder Schlupfkonstante die jeder Schlupfkonstante entsprechende Drehzahl-Beschleunigungs-Kennlinie bei einer Ansteuerung des Induktionsmotors 41 zur Beschleunigung von der Aktivierung bis zu einer vorab eingestellten, vorgegebenen Drehzahl, die nicht höher als die Grunddrehzahl dieses Induktionsmotor 41 ist.
In Schritt S55 nimmt das Schätzelement 118 anhand der von dem automatischen Messelement 117 automatisch gemessenen Drehzahl-Beschleunigungs-Kennlinie zu jeder Schlupfkonstante in Bezug auf die Geschwindigkeit bzw. Drehzahl der Beschleunigung in einem vorgegebenen Drehzahlbereich eine lineare Annäherung einer Variable bzw. eines Änderungswerts vor und berechnet die lineare Annäherungslinie zu der Variablen in Bezug auf die Geschwindigkeit der Beschleunigung. Es ist darauf hinzuweisen, dass der vorgegebene Drehzahlbereich, da es sich unmittelbar nach dem Beginn der Beschleunigung und knapp vor der Beendigung in der Nähe der Grunddrehzahl um einen ansteigenden oder abfallenden Abschnitt der Beschleunigung des Induktionsmotors 41 handelt, zum Ausschluss der Daten dieses Abschnitts beispielsweise auf den Bereich von 5 bis 95 % der Drehzahl der Grunddrehzahl eingestellt ist. Der vorgegebene Drehzahlbereich ist nicht darauf beschränkt und kann durch jeden Drehzahlbereich bestimmt werden.
In Schritt S56 vergleicht das Schätzelement 118 die Steilheit der anhand der von dem automatischen Messelement 117 automatisch gemessenen Betriebsinformationen berechneten linearen Annäherungslinie zu jeder Schlupfkonstante.
In Schritt S57 schätzt das Schätzelement 118 die Schlupfkonstante, bei der der absolute Wert der Steilheit der linearen Annäherungslinie der Variable in Bezug auf die Geschwindigkeit der Beschleunigung minimal ist (die Schwankung der Motorbeschleunigung konstant gering wird), als Schlupfkonstante des Induktionsmotors 41. Entsprechend Vorstehendem endet der Ablauf der Schlupfkonstanten-Schätzverarbeitung, und die Verarbeitung wird mit Schritt S6 fortgesetzt.
<Spezifisches Beispiel einer Schlupfkonstanten-Schätzverarbeitung>
Als nächstes wird unter Bezugnahme auf die 8 bis 10 ein spezifisches Beispiel der Schlupfkonstanten-Schätzverarbeitung gemäß 7 erläutert.
8 ist ein Beispiel eines Graphen der Drehzahl-Beschleunigungs-Kennlinie, der die Beziehung zwischen der Drehzahl und der Beschleunigung des Induktionsmotors 41 für jede Schlupfkonstante zeigt. Hier sollen beispielsweise sechs Schlupfkonstanten entsprechend einem Verhältnis (15 %, 35 %, 65 %, 100 %, 135 %, 200 %) in Bezug auf die Schlupfkonstante eingestellt werden, die als Referenz dient. Durch eine derartige Konfiguration wird die Schlupfkonstante kleiner als die als Referenz dienende Schlupfkonstante, wenn das Verhältnis (%) keiner wird; und die Schlupfkonstante wird größer als die als Referenz dienende Schlupfkonstante, wenn das Verhältnis (%) größer wird.
Gemäß 8 wird beispielsweise bei einer Schlupfkonstante von 15 %, 35 %, 135 % oder 200 % festgestellt, dass sich die Beschleunigung in wellenartiger Weise so verändert, dass sich die Beschleunigung in Bezug auf die Drehzahl mit einer großen Amplitude wellenförmig bewegt, wenn die Drehzahl des Induktionsmotors 41 erhöht wird.
Es ist darauf hinzuweisen, dass das Verfahren zur Einstellung der mehreren Schlupfkonstanten nicht auf ein Verfahren zur Einstellung des Verhältnisses in Bezug auf die als Referenz dienende Schlupfkonstante beschränkt ist. Zudem ist das Verhältnis nicht auf sechs Typen beschränkt. Es kann entsprechend jedem Verhältnis eingestellt werden. Zudem kann anstelle eines Verhältnisses die Schlupfkonstante selbst als beliebige Vielzahl eingestellt werden.
9 ist beispielsweise ein Beispiel eines Graphen, der die lineare Annäherungslinie zu der Variablen in Bezug auf die Geschwindigkeit der Beschleunigung in einem vorgegebenen Drehzahlbereich (dem Bereich der Pfeile) zeigt. Die Legende am Rand zeigt die Verhältnisse der Schlupfkonstanten. In diesem Fall wird bei einer Schlupfkonstante von 15 %, 35 %, 100 %, 135 % oder 200 %, wie in 9 gezeigt, festgestellt, dass die lineare Annäherungslinie bei einer Erhöhung der Drehzahl des Induktionsmotors 41 abfällt und dass bei einer Schlupfkonstante von 65 % die lineare Annäherungslinie bei einer Erhöhung der Drehzahl des Induktionsmotors 41 ansteigt.
10 ist ein Beispiel eines Graphen, der den absoluten Wert der Steilheit der in 9 gezeigten, linearen Annäherungslinie zu jeder Schlupfkonstante zeigt. Wie in 10 gezeigt, wird bei einem Vergleich mit dem Fall des der als Referenz dienenden Schlupfkonstante entsprechenden Verhältnisses von 100% festgestellt, dass der absolute Wert der linearen Annäherungslinie zu der Variablen in Bezug auf die Geschwindigkeit der Beschleunigung minimal ist, wenn das der Schlupfkonstante entsprechende Verhältnis 65 % beträgt. Dies zeigt, dass bei einem der Schlupfkonstante entsprechenden Verhältnis von 65 % die Schwankung der Motorbeschleunigung im Vergleich zu anderen Schlupfkonstanten konstant am kleinsten wird. Anders ausgedrückt wird bei einem der Schlupfkonstante entsprechenden Verhältnis von 65 % der in den Induktionsmotor 41 eingeleitete elektrische Primärstrom entsprechend Komponenten des berechneten magnetischen Erregungsbefehls und des sekundären elektrischen Strombefehls; und es kann angenommen werden, dass durch die Verbesserung der Linearität des tatsächlichen Drehmoments und des Drehmomentbefehls die Schwankung der Motorbeschleunigung unabhängig von der Motordrehzahl eine kleinere Konstante wird.
Beträgt andererseits das der Schlupfkonstante entsprechende Verhältnis 15 %, 35 %, 100 %, 135 % oder 200 %, entspricht der in den Induktionsmotor 41 eingeleitete elektrische Primärstrom nicht den Komponenten des berechneten magnetischen Erregungsbefehls und des sekundären elektrischen Strombefehls, und es kann angenommen werden, dass sich durch die Verschlechterung der Linearität des tatsächlichen Drehmoments und des Drehmomentbefehls die Motorbeschleunigung so verändert, dass sie sich als Reaktion auf die Motordrehzahl wellenförmig bewegt.
Es ist darauf hinzuweisen, dass bei den spezifischen Beispielen gemäß den 8 bis 10 die Parameterbestimmungshilfsvorrichtung 11 die Schlupfkonstante mit einem Verhältnis (65%), bei dem der absolute Wert der Steilheit der linearen Annäherungslinie der Variablen in Bezug auf die Geschwindigkeit der Beschleunigung minimal wird, unter sechs Schlupfkonstanten in Bezug auf die Verhältnisse von 15 %, 35 %, 65 %, 100 %, 135 % und 200 % als Schlupfkonstante des Induktionsmotors 41 schätzt; es besteht jedoch keine Beschränkung darauf. Die Parameterbestimmungshilfsvorrichtung 11 kann beispielsweise durch eine Erweiterung des Suchbereichs für den Schlupf eine Schlupfkonstante mit einer geringeren Schätzabweichung von dem wirklichen Wert (dem Motoreinstellwert) der Schlupfkonstante des Induktionsmotors 41 schätzen.
Genauer kann die Parameterbestimmungshilfsvorrichtung 11 beispielsweise nach der Schätzung der Schlupfkonstante mit einem Verhältnis, bei dem der absolute Wert der Steilheit der linearen Annäherungslinie am kleinsten wird, mit der Schlupfkonstantenumgebung dieses Verhältnisses als Suchbereich eine genauere Schlupfkonstanten-Schätzverarbeitung ausführen. Durch eine derartige Konfiguration kann die Parameterbestimmungshilfsvorrichtung 11 eine Schlupfkonstante schätzen, die näher an dem wirklichen Wert (dem Motoreinstellwert) der Schlupfkonstante des Induktionsmotors 41 liegt.
<Tatsächliche Versuchsergebnisse>
Als nächstes wird ein Beispiel tatsächlicher Versuchsergebnisse gezeigt, die durch Ausführen einer Schlupfkonstanten-Schätzverarbeitung an dem Induktionsmotor 41 mit dem wirklichen Wert der Schlupfkonstante (dem Motoreinstellwert) von 5,0 rad/s (Winkelgeschwindigkeitsumrechnung) und der Grunddrehzahl von 4.000 rpm als Induktionsmotor mit unbekannter Schlupfkonstante ermittelt wurden. Es ist darauf hinzuweisen, dass in den Versuchen die als Referenz dienende Schlupfkonstante auf 6,3 rad/s (Winkelgeschwindigkeitsumrechnung) eingestellt war und dass in Bezug auf die Verhältnisse von 15 %, 35 %, 65 %, 100 %, 135 % und 200 % sechs Schlupfkonstanten auf 1,05, 2,1, 4,2, 6,3, 8,4 und 12,5 rad/s (Winkelgeschwindigkeitsumrechnung) eingestellt waren.
Der absolute Wert der Steilheit der linearen Annäherungslinie zu der Variablen in Bezug auf die Geschwindigkeit der Beschleunigung wird bei einer Annäherung an den wirklichen Wert (den Motoreinstellwert) der Schlupfkonstante des Induktionsmotors 41 von 5,0 rad/s (Winkelgeschwindigkeitsumrechnung) kleiner und wurde bei der am nächsten an dem wirklichen Wert der Schlupfkonstante (dem Motoreinstellwert) gelegenen Schlupfkonstante von 65% (4,2 rad/s (Winkelgeschwindigkeitsumrechnung)) minimal.
Anhand dessen wurde, wie vorstehend angeführt, bestätigt, dass es anhand dieser Versuchsergebnisse möglich ist, das gewünschte Drehmoment zu erzeugen, solange die Einstellung der Schlupfkonstante geeignet ist, und dass es möglich ist, die Motorbeschleunigung bis zur Grunddrehzahl im lastfreien Zustand als bei maximaler Drehmomentkonstante stabil zu schätzen (d.h. es wird unabhängig von der Motordrehzahl eine konstante Motorbeschleunigung mit geringer Schwankung erzielt).
Auf diese Weise schätzt die Parameterbestimmungshilfsvorrichtung 11 durch Vergleichen der absoluten Werte der Steilheit linearer Annäherungslinien von Variablen in Bezug auf die Geschwindigkeit der Beschleunigung durch umfassendes Verändern der Schlupfkonstante selbst ohne die Durchführung einer aufwendigen tatsächlichen Drehmomentmessung eine geeignete Schlupfkonstante des Induktionsmotors 41. Die Parameterbestimmungshilfsvorrichtung 11 kann bei einem Antrieb des Induktionsmotors 41 mit der Schlupfkonstante automatisch einen Steuerparameter bestimmen. Dadurch wird es möglich, die Bestimmung der Schlupfkonstante bei der Ansteuerung eines Induktionsmotors zu vereinfachen, dessen Schlupfkonstante unbekannt ist. Zudem kann die Parameterbestimmungshilfsvorrichtung 11 dadurch, dass sie das tatsächliche Drehmoment nicht direkt misst, den zur Bestimmung erforderlichen Zeitaufwand verkürzen und damit die Kosten verringern.
Zudem umfasst die vorstehend erläuterte Parameterbestimmungshilfsvorrichtung 11 ferner das Anzeigeelement 120, das zumindest entweder die gemessenen Betriebsinformationen oder die geschätzte Schlupfkonstante oder den berechneten optimalen Parameter anzeigt.
Da somit der Bediener durch die Bestätigung, mittels welcher Art von Logik ein Parameter bestimmt wird und welche Art von Leistung im Ergebnis erfolgt, die Gültigkeit der Parameter beurteilt, ist es möglich, den optimalen Parameter zu bestimmen.
Es ist darauf hinzuweisen, dass jede der in die vorstehend aufgeführte Parameterbestimmungshilfsvorrichtung 11 integrierten Vorrichtungen jeweils durch Hardware, Software oder eine Kombination dieser realisiert werden kann. Zudem kann das von jeder der in die vorstehend aufgeführte Parameterbestimmungshilfsvorrichtung 11 integrierten Vorrichtungen ausgeführte Parameterbestimmungsverfahren ebenfalls durch Hardware, Software oder eine Kombination dieser realisiert werden. Hierbei bezeichnet eine Realisierung durch Software eine Realisierung durch einen Computer, der ein Programm ausliest und ausführt.
Die Programme können unter Verwendung einer Vielzahl von Typen nicht flüchtiger computerlesbarer Medien gespeichert und dem Computer zugänglich gemacht werden. Nicht flüchtige computerlesbare Medien umfassen unterschiedliche Typen von konkreten Speichermedien. Beispiele nicht flüchtiger computerlesbarer Medien umfassen magnetische Medien (beispielsweise Disketten, Magnetbänder, Festplatten), magneto-optische Aufzeichnungsmedien (beispielsweise eine magneto-optische Platte), eine CD-ROM (einen Festspeicher), eine CD-R, eine CD-R/W und Halbleiterspeicher (beispielsweise ein Mask-ROM, ein PROM (ein programmierbares ROM), ein EPROM (ein überschreibbares PROM), ein Flash-ROM, ein RAM (einen Direktzugriffsspeicher)). Zudem kann das Programm dem Computer über unterschiedliche Typen flüchtiger computerlesbarer Medien zugänglich gemacht werden. Beispiele flüchtiger computerlesbarer Medien umfassen elektrische Signale, optische Signale und elektromagnetische Wellen. Die flüchtigen computerlesbaren Medien können einem Computer Programme über einen kabelgebundenen Kommunikationsweg wie elektrische Leitungen und optische Fasern oder einen drahtlosen Kommunikationsweg zugänglich machen.
Es ist darauf hinzuweisen, dass die vorstehend erläuterte Ausführungsform so konfiguriert sein kann, dass das automatische Messelement 117 die Betriebsinformationen automatisch mehrmals misst und der Mittelwert verwendet wird. Durch eine Erhöhung der Anzahl an Wiederholungen der automatischen Messungen durch das automatische Messelement 17 und die anschließende Verwendung des Mittelwerts ist es möglich, Abweichungen lokaler Werte aufgrund eines Rauschens, einer Drehzahlschwankung, etc. auszuschließen, und dementsprechend kann die statistische Zuverlässigkeit der Messdaten verbessert werden.
Bezugszeichenliste

1: Motoransteuerungssystem
11: Parameterbestimmungshilfsvorrichtung
21: numerische Steuervorrichtung
31: Motorantriebsvorrichtung
41: Induktionsmotor
111: Steuereinheit
112: Erfassungseinheit
113: Eingabeeinheit
114: Abrufelement
115: Ausgangsparameter-Bestimmungselement
116: Programmerstellungselement
117: automatisches Messelement
118: Schätzelement
119: Berechnungselement
120: Anzeigeelement

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 H02039193 [0003]
JP H06105582 [0003]

Claims

Parameterbestimmungshilfsvorrichtung (11) zur Unterstützung der Bestimmung eines Steuerparameters eines Induktionsmotors (41), wobei die Parameterbestimmungshilfsvorrichtung (11) umfasst: eine automatische Messeinrichtung (117) zum automatischen Messen von Kenngrößeninformationen, die eine Drehzahl bei einer Beschleunigung und eine Beschleunigung bei einer Ansteuerung des Induktionsmotors (41) zur Beschleunigung von der Aktivierung bis zu einer vorab eingestellten vorgegebenen Drehzahl umfassen, die nicht höher als Grunddrehzahl des Induktionsmotors (41) ist, in Bezug auf jede Schlupfkonstante anhand mehrerer vorab eingestellter Schlupfkonstanten; und eine Schätzeinrichtung (118) zum Schätzen einer Schlupfkonstante mit der geringsten Schwankung bei der Beschleunigung unter den mehreren Schlupfkonstanten anhand der Kenngrößeninformationen als Schlupfkonstante des Induktionsmotors (41).
Parameterbestimmungshilfsvorrichtung (11) nach Anspruch 1, wobei die Schätzeinrichtung (118) ferner eine Variable der Beschleunigung in Bezug auf die Drehzahl in einem vorgegebenen Drehzahlbereich, der nicht höher als die Grunddrehzahl ist, für jede Schlupfkonstante linear annähert und eine Schlupfkonstante, bei der die linear angenäherte Variable der Beschleunigung in Bezug auf die Drehzahl die geringste Steilheit aufweist, unter den mehreren Schlupfkonstanten als Schlupfkonstante des Induktionsmotors (41) schätzt.
Parameterbestimmungshilfsverfahren zur Unterstützung der Bestimmung eines Steuerparameters eines Induktionsmotors (41), das durch einen Computer realisiert wird, wobei das Verfahren umfasst: einen automatischen Messschritt zur automatischen Messung von Kenngrößeninformationen, die eine Drehzahl bei einer Beschleunigung und eine Beschleunigung bei einer Ansteuerung des Induktionsmotors (41) zur Beschleunigung von der Aktivierung bis zu einer vorab eingestellten, vorgegebenen Drehzahl umfassen, die nicht höher als Grunddrehzahl des Induktionsmotors (41) ist, in Bezug auf jede Schlupfkonstante anhand mehrerer vorab eingestellter Schlupfkonstanten; und einen Schätzschritt zur Schätzung einer Schlupfkonstante mit der geringsten Schwankung bei der Beschleunigung unter den mehreren Schlupfkonstanten als Schlupfkonstante des Induktionsmotors (41) anhand der in dem automatischen Messschritt automatisch gemessenen Kenngrößeninformationen.
Parameterbestimmungshilfsverfahren nach Anspruch 3, wobei der Schätzschritt ferner eine Variable der Beschleunigung in Bezug auf die Drehzahl in einem vorgegebenen Drehzahlbereich, der nicht höher als die Grunddrehzahl ist, für jede Schlupfkonstante linear annähert und eine Schlupfkonstante, bei der die linear angenäherte Variable der Beschleunigung in Bezug auf die Drehzahl die geringste Steilheit aufweist, unter den mehreren Schlupfkonstanten als Schlupfkonstante des Induktionsmotors (41) schätzt.
Programm, das einen Computer veranlasst, als Parameterbestimmungshilfsvorrichtung (11) nach Anspruch 1 oder 2 zu fungieren.