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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Bereich der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Untereinheit und ein Servoantriebssystem.
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Verwandte Technik
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Bei einigen großen Werkzeugmaschinen oder Industriemaschinen wird eine Achse unter Verwendung mehrerer Verstärker und mehrerer Servomotoren angetrieben, oder ein Servomotor mit mehreren Wicklungen wird unter Verwendung mehrerer Verstärker angetrieben (siehe beispielsweise Patentschrift 1).
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Als Beispiel wurde als Norm zur Steuerung von Servomotoren die CiA402 geschaffen. Gemäß der Norm CiA402 wird beispielsweise durch den Status jedes von mehreren Servomotoren oder den Status jeder von mehreren Wicklungen angezeigt, ob ein Status erregt und zur Ansteuerung bereit ist oder nicht, und derartige Statusangaben werden durch den als Motorantriebssystemstatus (PDS-Status (PDS, power drive system)) bezeichneten „internen Servostatus“ ausgedrückt. Der interne Servostatus kann zum Ermöglichen der Erteilung einer Anweisung hinsichtlich eines eingeschalteten Servostatus oder - eines abgeschalteten Servostatus beispielsweise an einen Verstärker unter Verwendung eines von einer Steuerung höherer Ordnung ausgegebenen, mit der Norm CiA402 kompatiblen Steuerworts (6040H) geändert werden. Der interne Servostatus kann unter Verwendung eines Statusworts (6041H) abgerufen werden.
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Zum Antreiben einer Achse unter Verwendung mehrerer Servomotoren in strikter Synchronisation miteinander oder zum Antreiben eines Servomotors mit mehreren Wicklungen ist eine strikte Synchronisation mehrerer Verstärker erforderlich (ist eine strikte Synchronisation der Servosteuerung der Achsen oder Wicklungen erforderlich).
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Eine Synchronisation mehrerer Verstärker wird mittels zweier Verfahren herbeigeführt, die in einer von der Position einer Servosteuereinheit abhängigen Weise eingesetzt werden.
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8 zeigt ein Beispiel eines Servoantriebssystems mit einer an jedem Verstärker angeordneten Servosteuereinheit.
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9 zeigt ein Beispiel eines Servoantriebssystems mit einer in einer Untereinheit, in der ein interner Servostatus gespeichert wird, angeordneten Servosteuereinheit. In 9 ist eine Konstruktion mit der gleichen Funktion wie der einer entsprechenden Konstruktion in dem Blockdiagramm in 8 durch das gleiche Bezugszeichen wie die entsprechende Konstruktion bezeichnet.
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Obwohl die in den 8 und 9 gezeigten Servoantriebssysteme auf das Antreiben mehrerer Servomotoren ausgelegt sind, sind diese Konfigurationen auch auf einen Fall anwendbar, in dem ein Servomotor mit mehreren Wicklungen angesteuert wird.
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Das in 8 gezeigte Servoantriebssystem umfasst eine Steuerung 10 höherer Ordnung, eine CiA402-kompatible Untereinheit 20, eine zweckbestimmte Einheit 30, vier Verstärker 40(1) bis 40(4), vier Servosteuereinheiten 41(1) bis 41(4), vier Servomotoren 50(1) bis 50(4) und einen Antriebsmechanismus 60 zum Antreiben einer Achse unter Verwendung der vier Servomotoren 50. Wie in 8 gezeigt, sind die Servosteuereinheiten 41(1) bis 41(4) jeweils an den Verstärkern 40(1) bis 40(4) angeordnet. Die Steuerung 10 höherer Ordnung gibt zum Ändern eines in einer nicht gezeigten, in der Untereinheit 20 vorgesehenen Speichereinheit wie einem Direktzugriffsspeicher (RAM, random access memory) oder einem Festplattenlaufwerk (HDD, hard disk drive) gespeicherten internen Servostatus 21 unter Verwendung eines Steuerworts (6040H) einen Befehl 11 an die Untereinheit 20 aus. Anschließend gibt die zweckbestimmte Einheit 30, die beispielsweise eine Bewegungssteuerung ist, zur gleichzeitigen Ausgabe von Befehlen an die Verstärker 40(1) bis 40(4) den aktualisierten internen Servostatus 21 gleichzeitig an die Servosteuereinheiten 41(1) bis 41(4) aus.
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Die zweckbestimmte Einheit 30 ruft über die Verstärker 40(1) bis 40(4) und die Servosteuereinheiten 41(1) bis 41(4) jeweils Informationen ab, die die jeweiligen Status der Servomotoren 50(1) bis 50(4) angeben, und gibt die abgerufenen Informationen an den internen Servostatus 21 in der Untereinheit 20 aus. Dann ruft die Steuerung 10 höherer Ordnung unter Verwendung eines Statusworts (6041H) den internen Servostatus 21 als Statusausgang 12 ab.
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Auf diese Weise erreicht das Servoantriebssystem gemäß 8 die strikte Synchronisation der Verstärker 40(1) bis 40(4), wodurch ein strikt synchronisiertes Antreiben einer Achse unter Verwendung der Servomotoren 50(1) bis 50(4) ermöglicht wird.
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Das in 9 gezeigte Servoantriebssystem umfasst eine Steuerung 10A höherer Ordnung, eine CiA402-kompatible Untereinheit 20A, die Verstärker 40(1) bis 40(4), die Servomotoren 50(1) bis 50(4) und den Antriebsmechanismus 60. Wie in 9 gezeigt, ist eine Servosteuereinheit 22 in der Untereinheit 20A angeordnet. Die Steuerung 10A höherer Ordnung gibt jeweils unter Verwendung eines Steuerworts (6040H) Befehle 11A(1) bis 11A(4) für die Verstärker 40(1) bis 40(4) an die Untereinheit 20A aus. Gleichzeitig ruft die Steuerung 10A höherer Ordnung jeweils unter Verwendung eines Statusworts (6041H) interne Servostatus 21A(1) bis 21A(4) in der Untereinheit 20A als Statusausgänge 12A(1) bis 12A(4) ab. Anschließend gibt die Servosteuereinheit 22 der Untereinheit 20A die aktualisierten internen Servostatus 21A(1) bis 21A(4) jeweils gleichzeitig an die Verstärker 40(1) bis 40(4) aus.
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Auf diese Weise erzielt das Servoantriebssystem gemäß 9 eine strikte Synchronisation der Verstärker 40(1) bis 40(4), wodurch ein strikt synchronisiertes Antreiben einer Achse unter Verwendung der Servomotoren 50(1) bis 50(4) ermöglicht wird.
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Patentschrift 1: ungeprüfte japanische Patentanmeldung, Veröffentlichung Nr.
2016-46833 -
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Das Servoantriebssystem gemäß 8 erfordert die zweckbestimmte Einheit 30, wodurch ein Anstieg der Kosten verursacht werden kann. Das Servoantriebssystem gemäß 9 erfordert die Kommunikation von Kommunikationspaketen (Kommunikationsdaten), die die internen Servostatus 21A(1) bis 21A(4) umfassen. Dadurch können sich die Kommunikationslast und ferner der Ressourcenverbrauch erhöhen. Bei dem Servoantriebssystem gemäß 9 ist zum Erzielen einer strikten Gleichzeitigkeit der Ausgabe der Befehle 11A(1) bis 11A(4) und des Abrufens der Statusausgänge 12A(1) bis 12A(4) die Steuerung 10A höherer Ordnung erforderlich. Zusätzlich ist bei dem Servoantriebssystem gemäß 9 die Steuerung 10A höherer Ordnung zur jeweiligen Erstellung der zur Ausgabe der internen Servostatus 21A(1) bis 21A(4) an die Verstärker 40(1) bis 40(4) erforderlichen Befehle 11A(1) bis 11A(4) erforderlich. Dadurch kann sich die Verarbeitungslast erhöhen. Dadurch können bei dem Servoantriebssystem gemäß 9 Einflüsse wie eine „verzögerte Reaktionszeit“ oder eine „unzureichende Leistung“ verursacht werden.
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Daher wird beim Antreiben einer Antriebsquelle mit mehreren Servomotoren und/oder einem Servomotor mit mehreren Wicklungen eine Vermeidung eines Kostenanstiegs, einer verzögerten Reaktionszeit und einer Leistungsminderung gewünscht.
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- (1) Ein Aspekt einer Untereinheit gemäß der vorliegenden Offenbarung ist eine Untereinheit, die entsprechend einem Befehl von einer Steuerung höherer Ordnung unter Verwendung mehrerer Verstärker eine Antriebsquelle ansteuert, die mehrere Servomotoren und/oder einen Servomotor mit mehreren Wicklungen umfasst. Die Untereinheit umfasst: eine Speichereinheit, in der interne Servostatus, die die jeweiligen Status der mehreren Servomotoren und/oder die jeweiligen Status der mehreren Wicklungen angeben, Beurteilungsdaten, die den Inhalt eines eingestellten Parameters angeben, und Ressourcendaten gespeichert werden, die zumindest die Konfiguration der mehreren Verstärker und der Antriebsquelle angeben; eine Einheit zur Beurteilung des Kopierens des internen Servostatus anhand der Beurteilungsdaten und der Ressourcendaten, wobei die Einheit zur Beurteilung des Kopierens des internen Servostatus einen internen Servostatus, der als Kopierquelle dienen soll, unter den mehreren internen Servostatus bestimmt, zumindest einen verbleibenden internen Servostatus bestimmt, der als Kopierziel dienen soll, und beurteilt, ob der interne Servostatus der Kopierquelle zum Abgleichen von Kopierquelle und Kopierziel in das Kopierziel kopiert werden soll; eine Einheit zum Ausführen des Kopierens des internen Servostatus, die den internen Servostatus der Kopierquelle entsprechend dem Ergebnis der Beurteilung durch die Einheit zur Beurteilung des Kopierens des internen Servostatus in das Kopierziel kopiert; und eine Servosteuereinheit, die zur Steuerung des Antriebs der Antriebsquelle jeden der mehreren internen Servostatus an jeden der mehreren Verstärker ausgibt.
- (2) Ein Aspekt eines Servoantriebssystems gemäß der vorliegenden Offenbarung umfasst eine Steuerung höherer Ordnung und die unter (1) beschriebene Untereinheit.
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Gemäß dem einen Aspekt können ein Anstieg der Kosten, eine verzögerte Reaktionszeit und eine Leistungsminderung beim Ansteuern einer Antriebsquelle vermieden werden, die mehrere Servomotoren und/oder einen Servomotor mit mehreren Wicklungen umfasst.
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Figurenliste
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- 1 ist ein funktionales Blockdiagramm, das ein Beispiel einer funktionalen Konfiguration eines - Servoantriebssystems gemäß einer Ausführungsform zeigt.
- 2 ist ein Ablaufdiagramm, das den Prozess des Kopierens in eine Untereinheit gemäß 1 erläutert.
- 3 ist ein Ablaufdiagramm, das den in 2 gezeigten Prozess des Kopierens eines internen Servostatus erläutert.
- 4 ist ein Ablaufdiagramm, das den in 2 gezeigten Prozess der Überwachung eines internen Servostatus erläutert.
- 5 zeigt ein Beispiel eines Servoantriebssystems zum Antreiben einer Antriebsquelle, die ein Servomotor mit mehreren Wicklungen ist.
- 6 zeigt ein Beispiel eines Servoantriebssystems.
- 7 zeigt ein Beispiel eines Servoantriebssystems.
- 8 zeigt ein Beispiel eines Servoantriebssystems mit einer an jedem Verstärker angeordneten Servosteuereinheit.
- 9 zeigt ein Beispiel eines Servoantriebssystems mit einer an einer Untereinheit, in der ein interner Servostatus gespeichert wird, angeordneten Servosteuereinheit.
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GENAUE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Nachstehend wird unter Verwendung der Zeichnungen eine Ausführungsform beschrieben.
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<Ausführungsform>
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1 ist ein funktionales Blockdiagramm, das ein Beispiel einer funktionalen Konfiguration eines Servoantriebssystems 1 gemäß der Ausführungsform zeigt. Eine Konstruktion mit der gleichen Funktion wie eine entsprechende Konstruktion in dem Blockdiagramm gemäß 8 ist durch das gleiche Bezugszeichen wie die entsprechende Konstruktion bezeichnet und wird nicht im Einzelnen beschrieben.
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Wie in 1 gezeigt, umfasst das Servoantriebssystem 1 eine Steuerung 100 höherer Ordnung, eine Untereinheit 200, Verstärker 40(1) bis 40(4) und Servomotoren 50(1) bis 50(4).
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Die folgende Beschreibung des Betriebs des Servoantriebssystems 1 erfolgt unter der Voraussetzung, dass das Servoantriebssystem 1 die vier Verstärker 40(1) bis 40(4) und die vier Servomotoren 50(1) bis 50(4) umfasst. Das Servoantriebssystem 1 arbeitet auf die gleiche Weise, wenn die Anzahl der mehreren Verstärker 40 eine andere als vier ist und die Anzahl der mehreren Servomotoren 50 eine andere als vier ist.
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Die Steuerung 100 höherer Ordnung und die Untereinheit 200 können über eine nicht gezeigte Verbindungsschnittstelle direkt miteinander verbunden sein. Die Steuerung 100 höherer Ordnung und die Untereinheit 200 können über ein Netzwerk wie ein lokales Netzwerk (LAN) miteinander verbunden sein. In diesem Fall können die Steuerung 100 höherer Ordnung und die Untereinheit 200 zum Durchführen einer Kommunikation miteinander unter Verwendung einer derartigen Verbindung mit jeweiligen, nicht gezeigten Kommunikationseinheiten versehen sein.
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Die Steuerung 100 höherer Ordnung gibt unter Verwendung eines Steuerworts (6040H) zum Ändern eines später beschriebenen internen Servostatus 250(1) über die nicht gezeigte Verbindungsschnittstelle einen Befehl 101 an die Untereinheit 200 aus. Gleichzeitig ruft die Steuerung 100 höherer Ordnung unter Verwendung eines Statusworts (6041H) den internen Servostatus 250(1) über die nicht gezeigte Verbindungsschnittstelle als Statusausgang 102 ab.
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<Untereinheit 200>
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Wie in 1 gezeigt, ist die Untereinheit 200 gemäß der Ausführungsform eine CiA402-kompatible Untereinheit, und die Konfiguration der Untereinheit 200 umfasst eine Einheit 201 zur Beurteilung des Kopierens des internen Servostatus, eine Einheit 202 zum Ausführen des Kopierens des internen Servostatus, eine Einheit 203 zur Überwachung des internen Servostatus, eine Servosteuereinheit 204 und eine Speichereinheit 205.
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Zur Realisierung der Bewegungen der funktionalen Blöcke gemäß 1 umfasst die Untereinheit 200 einen operativen Prozessor wie eine nicht gezeigte Zentraleinheit (CPU). Die Untereinheit 200 umfasst eine nicht gezeigte Zusatzspeichervorrichtung wie einen Festspeicher (ein ROM) oder ein Festplattenlaufwerk, in der unterschiedliche Typen von Steuerprogrammen gespeichert sind, und eine nicht gezeigte Hauptspeichervorrichtung wie ein RAM zum Speichern von zum Ausführen eines Programms mittels des operativen Prozessors temporär erforderlichen Daten.
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Während bei der Untereinheit 200 der operative Prozessor ein Betriebssystem und Anwendungs-Software aus der Zusatzspeichervorrichtung liest und das gelesene Betriebssystem und die Anwendungs-Software in der Hauptspeichervorrichtung erweitert, führt der operative Prozessor entsprechend diesem Betriebssystem und dieser Anwendungs-Software eine operative Verarbeitung aus. Die Untereinheit 200 steuert jede Hardware entsprechend einem Ergebnis der operativen Verarbeitung. Auf diese Weise werden die Prozesse der funktionalen Blöcke gemäß 1 realisiert. Die Untereinheit 200 kann nämlich realisiert werden, indem ein Zusammenwirken von Hardware und Software veranlasst wird.
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Die Einheit 201 zur Beurteilung des Kopierens des internen Servostatus beurteilt anhand der Beurteilungsdaten 251 und der Ressourcendaten 252, die später beschrieben werden, ob ein Kopieren ausgeführt werden soll. Wenn bestimmt wird, dass das Kopieren ausgeführt werden soll, bestimmt die Einheit 201 zur Beurteilung des Kopierens des internen Servostatus beispielsweise den internen Servostatus 250(1), der als Kopierquelle dienen soll, unter den internen Servostatus 250. Die Einheit 201 zur Beurteilung des Kopierens des internen Servostatus bestimmt die verbleibenden internen Servostatus 250(2) bis 250(4) als Kopierziele, und beurteilt, ob der interne Servostatus 250(1) der Kopierquelle zum Erzielen einer Übereinstimmung der internen Servostatus 250(1) bis 250(4) in jeden der internen Servostatus 250(2) bis 250(4) der Kopierziele kopiert werden soll. Die Einheit 201 zur Beurteilung des Kopierens des internen Servostatus gibt ein Ergebnis der Beurteilung an die Einheit 202 zum Ausführen des Kopierens des internen Servostatus aus.
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In der vorstehenden Beschreibung bestimmt die Einheit 201 zur Beurteilung des Kopierens des internen Servostatus den internen Servostatus 250(1), der als Kopierquelle dienen soll. Dies ist jedoch nicht die einzige Konfiguration, sondern die Einheit 201 zur Beurteilung des Kopierens des internen Servostatus kann einen beliebigen der internen Servostatus 250(2) bis 250(4) bestimmen, der als Kopierquelle dienen soll.
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Entsprechend dem Ergebnis der Beurteilung durch die Einheit 201 zur Beurteilung des Kopierens des internen Servostatus kopiert die Einheit 202 zum Ausführen des Kopierens des internen Servostatus den internen Servostatus 250(1) der Kopierquelle in jeden der internen Servostatus 250(2) bis 250(4) der Kopierziele in der Speichereinheit 205. Die Einheit 202 zum Ausführen des Kopierens des internen Servostatus führt nämlich eine Übereinstimmung der internen Servostatus 250(1) bis 250(4) herbei. Dadurch können bei dem Servoantriebssystem 1 gemäß der Ausführungsform die internen Servostatus 250(1) bis 250(4) leicht aktualisiert werden, und die aktualisierten internen Servostatus 250(1) bis 250(4) können nur durch die Ausgabe eines Befehls 101 an die Untereinheit 200 und das gleichzeitige Empfangen eines Statusausgangs 102 jeweils gleichzeitig an die Verstärker 40(1) bis 40(4) ausgegeben werden.
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Die Einheit 203 zur Überwachung des internen Servostatus überwacht beispielsweise die internen Servostatus 250(2) bis 250(4) der Kopierziele.
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Genauer kompiliert die Einheit 203 zur Überwachung des internen Servostatus beispielsweise durch Heranziehen einer logischen Summe jedes der internen Servostatus 250(2) bis 250(4) und des internen Servostatus 250(1) jeden der internen Servostatus 250(2) bis 250(4) der einer Zielachse entsprechenden Kopierziele in dem internen Servostatus 250(1) der Kopierquelle. Wenn ein erregter Servostatus eines der Servomotoren 50 aufgehoben wird oder wenn einer der Verstärker 40 aufgrund einer Anomalie in einen Alarmstatus versetzt wird, benachrichtigt die Einheit 203 zur Überwachung des internen Servostatus beispielsweise die Steuerung 100 höherer Ordnung von dem Statusausgang 102, der der kompilierte interne Servostatus 250(1) der Kopierquelle ist. Dadurch wird der Steuerung 100 höherer Ordnung die Erfassung der an einem der Verstärker 40 oder einem der Servomotoren 50 auftretenden Anomalie ermöglicht.
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Die Einheit 203 zur Überwachung des internen Servostatus kann die Beurteilungsdaten 251 und die Ressourcendaten 252, die später beschrieben werden, entsprechend einem Ergebnis der Überwachung aktualisieren.
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Die Servosteuereinheit 204 gibt die internen Servostatus 250(1) bis 250(4) zur Steuerung des Antriebs einer Antriebsquelle, die die Servomotoren 50(1) bis 50(4) umfasst, jeweils an die Verstärker 40(1) bis 40(4) aus.
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Die Speichereinheit 205 ist beispielsweise ein Festkörperlaufwerk (SSD, solid state drive) oder ein Festplattenlaufwerk (HDD, hard disk drive) und speichert die internen Servostatus 250(1) bis 250(4), die Beurteilungsdaten 251, die Ressourcendaten 252 und einen Ausführungsstatus 253.
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Wie vorstehend beschrieben, enthalten die internen Servostatus 250(1) bis 250(4) mit der Norm CiA402 kompatible Daten, die den Status jedes der Servomotoren 50(1) bis 50(4) angeben, beispielsweise, ob sich jeder der Servomotoren 50(1) bis 50(4) in einem Status befindet, in dem er erregt und zur Ansteuerung bereit ist. Gemäß 1 ist der interne Servostatus 250(1) eine Kopierquelle und wird entsprechend dem Befehl 101 von der Steuerung 100 höherer Ordnung aktualisiert. Die internen Servostatus 250(2) bis 250(4) sind Kopierziele, in die von der Einheit 202 zum Ausführen des Kopierens des internen Servostatus der interne Servostatus 250(1) der Kopierquelle kopiert wird, wodurch eine Übereinstimmung der internen Servostatus 250(1) bis 250(4) erreicht wird.
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Die internen Servostatus 250(1) bis 250(4) können jeweils entsprechend Informationen aktualisiert werden, die die von der Servosteuereinheit 204 über die Verstärker 40(1) bis 40(4) abgerufenen Status der Servomotoren 50(1) bis 50(4) angeben.
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Die Beurteilungsdaten 251 enthalten beispielsweise Daten wie Inhalte von Einstellungen von für die Verstärker 40(1) bis 40(4) und die Servomotoren 50(1) bis 50(4) eingestellten Parametern. Die Beurteilungsdaten 251 können entsprechend einem Ergebnis der Überwachung durch die Einheit 203 zur Überwachung des internen Servostatus aktualisiert werden.
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Die Ressourcendaten 252 enthalten beispielsweise Daten wie die Anzahl der internen Servostatus, die zum Kopieren zur Verfügung stehen, oder Daten zur Konfiguration der Verstärker 40(1) bis 40(4) und der Servomotoren 50(1) bis 50(4). Die Ressourcendaten 252 können Daten zu einer Quelle und einem Ziel des Kopierens des internen Servostatus 250 enthalten. Die Ressourcendaten 252 können entsprechend einem Ergebnis der Überwachung durch die Einheit 203 zur Überwachung des internen Servostatus aktualisiert werden.
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Der Ausführungsstatus 253 enthält Daten zu einem Ausführungsstatus einer (nicht gezeigten) Maschine wie einer Werkzeugmaschine oder eines Roboters als zum Betreiben von den Servomotoren 50(1) bis 50(4) anzutreibendes Ansteuerungsziel. Der Ausführungsstatus 253 enthält nämlich den Inhalt des Arbeitsablaufs der entsprechend dem Befehl 101 von der Steuerung 100 höherer Ordnung zu betreibenden (nicht gezeigten) Maschine.
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<Prozess des Kopierens in die Untereinheit 200>
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Als nächstes wird der Arbeitsablauf der Untereinheit 200 beschrieben, der den Prozess des Kopierens gemäß der Ausführungsform betrifft.
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Die 2 bis 4 sind Ablaufdiagramme, die den Prozess des Kopierens in die Untereinheit 200 gemäß 1 erläutern.
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In Schritt S1 beurteilt die Einheit 201 zur Beurteilung des Kopierens des internen Servostatus, ob der Prozess des Kopierens fortgesetzt werden soll. Wenn der Prozess des Kopierens fortgesetzt werden soll, wird die Prozedur mit Schritt S2 fortgesetzt. Wenn der Prozess des Kopierens nicht fortgesetzt werden soll, wird die Prozedur beendet.
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In Schritt S2 liest die Einheit 201 zur Beurteilung des Kopierens des internen Servostatus die Beurteilungsdaten 251 und die Ressourcendaten 252 aus der Speichereinheit 205.
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In Schritt S3 bestimmt die Einheit 201 zur Beurteilung des Kopierens des internen Servostatus anhand der in Schritt S2 gelesenen Beurteilungsdaten 251 und Ressourcendaten 252 den internen Servostatus 250(1), der als Kopierquelle dienen soll, und die internen Servostatus 250(2) bis 250(4), die als Kopierziele dienen sollen.
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In Schritt S4 führt die Einheit 202 zum Ausführen des Kopierens des internen Servostatus den Prozess des Kopierens des internen Servostatus zum Kopieren des in Schritt S3 als Kopierquelle festgelegten internen Servostatus 250(1) in jeden der internen Servostatus 250(2) bis 250(4) der Kopierziele aus. Ein Ablauf des Prozess des Kopierens des internen Servostatus wird später im Einzelnen beschrieben.
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In Schritt S5 führt die Einheit 203 zur Überwachung des internen Servostatus den Prozess der Überwachung der internen Servostatus zur Überwachung der internen Servostatus 250(2) bis 250(4) der Kopierziele aus. Anschließend wird die Prozedur auf Schritt S1 zurückgesetzt. Ein Ablauf des Prozesses der Überwachung der internen Servostatus wird später im Einzelnen beschrieben.
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3 ist ein Ablaufdiagramm, das die Einzelheiten des in 2 in Schritt S4 gezeigten Prozesses des Kopierens des internen Servostatus erläutert.
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In Schritt S41 ruft die Einheit 202 zum Ausführen des Kopierens des internen Servostatus den internen Servostatus 250(1) der Kopierquelle aus der Speichereinheit 205 ab.
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In Schritt S42 kopiert die Einheit 202 zum Ausführen des Kopierens des internen Servostatus den in Schritt S41 abgerufenen internen Servostatus 250(1) der Kopierquelle in die in Schritt S3 bestimmten Kopierziele.
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In Schritt S43 beurteilt die Einheit 202 zum Ausführen des Kopierens des internen Servostatus, ob der interne Servostatus 250(1) der Kopierquelle in sämtliche Kopierziele als Kopierzieladressen kopiert wurde. Wenn der interne Servostatus 250(1) in sämtliche der Kopierzieladressen kopiert wurde, ist der Prozess des Kopierens des internen Servostatus beendet, und die Prozedur wird mit Schritt S5 fortgesetzt. Wenn der interne Servostatus 250(1) nicht in sämtliche der Kopierzieladressen kopiert wurde, wird die Prozedur auf Schritt S41 zurückgesetzt.
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4 ist ein Ablaufdiagramm, das die Einzelheiten des in 2 in Schritt S5 gezeigten Prozesses der Überwachung der internen Servostatus erläutert.
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In Schritt S51 ruft die Einheit 203 zur Überwachung des internen Servostatus beispielsweise den internen Servostatus 250(2) des Kopierziels aus der Speichereinheit 205 ab, in die in Schritt S42 der interne Servostatus 250(1) kopiert wurde.
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In Schritt S52 stellt die Einheit 203 zur Überwachung des internen Servostatus den in Schritt S51 abgerufenen internen Servostatus 250(2) des Kopierziels als logische Summe in dem internen Servostatus 250(1) der Kopierquelle ein (kompiliert ihn) .
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In Schritt S53 beurteilt die Einheit 203 zur Überwachung des internen Servostatus, ob die internen Servostatus 250 als sämtliche Kopierziele als sämtliche Kopierzieladressen eingestellt wurden. Wenn die internen Servostatus 250 als sämtliche der Kopierzieladressen eingestellt wurden, ist der Prozess der Überwachung der internen Servostatus beendet, und die Prozedur wird auf Schritt S1 zurückgesetzt. Wenn die internen Servostatus 250 nicht als sämtliche der Kopierzieladressen eingestellt wurden, wird die Prozedur auf Schritt S51 zurückgesetzt.
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Wie vorstehend beschrieben, bestimmt die Untereinheit 200 gemäß der Ausführungsform einen internen Servostatus 250(1), der als Kopierquelle dienen soll, bestimmt die verbleibenden internen Servostatus 250(2) bis 250(4), die als Kopierziele dienen sollen, und kopiert den internen Servostatus 250(1) der Kopierquelle in jedes der der Kopierziele. Dadurch wird es bei dem Servoantriebssystem 1 durch Kommunikation des Befehls 101 und des Statusausgangs 102 als Paar möglich, eine Achse unter Verwendung der miteinander synchronisierten Servomotoren 50(1) bis 50(4) anzutreiben, wodurch ein Unterbinden eines Anstiegs der Kommunikationslast, einer Zunahme des Ressourcenverbrauchs und eines Anstiegs der Verarbeitungslast erzielt wird. Das Servoantriebssystem 1 kann nämlich eine verzögerte Reaktionszeit und eine Leistungsminderung verhindern. Anders als bei dem Servoantriebssystem gemäß 8 kann die Untereinheit 200 die internen Servostatus 250(1) bis 250(4) ohne die Notwendigkeit der Verwendung der zweckbestimmten Einheit 30 jeweils gleichzeitig an die Verstärker 40(1) bis 40(4) ausgeben, wodurch eine Kostensenkung erzielt wird.
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Die Untereinheit 200 überwacht die internen Servostatus 250(2) bis 250(4) der Kopierziele, kompiliert durch Heranziehen einer logischen Summe jedes der internen Servostatus 250(2) bis 250(4) und des internen Servostatus 250(1) jeden der internen Servostatus 250(2) bis 250(4) der Kopierziele in dem internen Servostatus 250(1) der Kopierquelle und meldet den kompilierten internen Servostatus 250(1) der Steuerung 100 höherer Ordnung. Dadurch wird die Erfassung einer an einem der Verstärker 40 oder einem der Servomotoren 50 auftretenden Anomalie durch die Steuerung 100 höherer Ordnung ermöglicht.
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Obwohl vorstehend die Ausführungsform beschrieben wurde, ist das Servoantriebssystem 1 nicht auf die vorstehende Ausführungsform beschränkt, sondern schließt Modifikationen, Verbesserungen, etc. innerhalb eines Rahmens ein, in dem der Zweck erfüllt werden kann.
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<Erste Modifikation>
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Bei der vorstehenden Ausführungsform steuert das Servoantriebssystem 1 eine Achse unter Verwendung mehrerer miteinander synchronisierter Servomotoren 50 an. Alternativ kann ein Ansteuerungsziel ein Servomotor mit mehreren Wicklungen sein.
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5 zeigt ein Beispiel eines Servoantriebssystems zum Antreiben eine Antriebsquelle, die ein Servomotor 50A mit mehreren Wicklungen ist. Die Verstärker 40(1) bis 40(4) sind jeweils mit vier nicht gezeigten Wicklungen des Servomotors 50A verbunden. Die internen Servostatus 250(1) bis 250(4) enthalten Daten, die die Status der jeweiligen vier nicht gezeigten Wicklungen angeben.
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Obwohl der Servomotor 50A gemäß 5 als mit den vier Wicklungen versehen beschrieben wird, kann der Servomotor 50A mehrere Wicklungen in einer anderen Anzahl als vier aufweisen. In diesem Fall ändern sich die Anzahl der Verstärker 40 und die der internen Servostatus 250 entsprechend der Anzahl der Wicklungen.
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<Zweite Modifikation>
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Als weiteres Beispiel wird bei dem im Zusammenhang mit der vorstehenden Ausführungsform beschriebenen Servoantriebssystem 1 der interne Servostatus 250 als eine Kopierquelle in die internen Servostatus 250 als sämtliche der verbleibenden Kopierziele kopiert. Dies ist jedoch nicht die einzige Konfiguration.
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Die Einheit 201 zur Beurteilung des Kopierens des internen Servostatus kann beispielsweise ein Kopierziel als Kopierzieladresse entsprechend einer Veränderung einer Maschinenkonfiguration dynamisch ändern. Wenn die Einheit 201 zur Beurteilung des Kopierens des internen Servostatus beispielsweise anhand der Beurteilungsdaten 251 oder der Ressourcendaten 252 das Auftreten einer dem internen Servostatus 250 eines Kopierziels entsprechenden Anomalie an dem Verstärker 40 oder dem Servomotor 50 erfasst, kann die Einheit 201 zur Beurteilung des Kopierens des internen Servostatus den dem Auftreten der Anomalie entsprechenden internen Servostatus 250 des Kopierziels aus einer Kopierzieladresse entfernen.
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Die Einheit 201 zur Beurteilung des Kopierens des internen Servostatus kann beispielsweise entsprechend dem durch den Ausführungsstatus 253 aufgezeigten Inhalt eines Arbeitsablaufs einer nicht gezeigten Maschine „Einsparung von Energie bevorzugt“ oder „Genauigkeit bevorzugt“ als Beurteilungsdaten 251 verwenden. Wenn von der Steuerung 100 höherer Ordnung beispielsweise die Anweisung „Einsparung von Energie bevorzugt“ erteilt wird, kann die Einheit 201 zur Beurteilung des Kopierens des internen Servostatus den internen Servostatus 250(1), der als Kopierquelle dienen soll, und nur den internen Servostatus 250(2), der als Kopierziel dienen soll, unter den drei internen Servostatus 250(2) bis 250(4) bestimmen. Dadurch wird zum Erzielen einer Einsparung von Energie eine Achse unter Verwendung einiger der Servomotoren 50 angetrieben, wenn die für den Inhalt des Arbeitsablaufs der nicht gezeigten Maschine erforderliche Bearbeitungsgenauigkeit nicht so hoch ist.
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Wenn von der Steuerung 100 höherer Ordnung die Anweisung „Genauigkeit bevorzugt“ erteilt wird, kann die Einheit 201 zur Beurteilung des Kopierens des internen Servostatus anhand der Beurteilungsdaten 251 den internen Servostatus 250(1), der als Kopierquelle dienen soll, und sämtliche der verbleibenden internen Servostatus 250(2) bis 250(4) als Kopierziele bestimmen. Dadurch wird zum Erzielen der erforderlichen Bearbeitungsgenauigkeit eine Achse unter Verwendung sämtlicher der Servomotoren 50 angetrieben, wenn die für den Inhalt des Arbeitsablaufs der nicht gezeigten Maschine erforderliche Bearbeitungsgenauigkeit hoch ist.
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Anders ausgedrückt kann die Einheit 201 zur Beurteilung des Kopierens des internen Servostatus entsprechend dem durch den Ausführungsstatus 253 aufgezeigten Inhalt eines Arbeitsablaufs der nicht gezeigten Maschine einen Plan (ein Programm) für ein Kopierziel als Kopierzieladresse erstellen. Anschließend kann die Einheit 201 zur Beurteilung des Kopierens des internen Servostatus anhand der Beurteilungsdaten 251 und der Ressourcendaten 252 beurteilen, ob der interne Servostatus 250 einer Kopierquelle in das geplante Kopierziel kopiert werden soll, um eine Übereinstimmung dieser internen Servostatus 250 herbeizuführen.
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<Dritte Modifikation>
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Obwohl die Einheit 202 zum Ausführen des Kopierens des internen Servostatus bei der vorstehenden Ausführungsform den internen Servostatus 250 einer Kopierquelle in ein Kopierziel kopiert, kann die Einheit 202 zum Ausführen des Kopierens des internen Servostatus als weiteres Beispiel einen Betriebsmodus einer Kopierquelle (eines Steuersystems für die Position/die Geschwindigkeit/das Drehmoment, etc.) in ein Kopierziel kopieren. Alternativ kann die Einheit 202 zum Ausführen des Kopierens des internen Servostatus einen Bewegungsbefehl an eine Kopierquelle (einen Positionsbefehl/einen Geschwindigkeitsbefehl/einen Drehmomentbefehl, etc.) in ein Kopierziel kopieren.
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<Vierte Modifikation>
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Obwohl das Servoantriebssystem 1 bei der vorstehenden Ausführungsform eine Achse unter Verwendung einer Antriebsquelle ansteuert, bei der es sich um die vier miteinander synchronisierten Servomotoren 50(1) bis 50(4) handelt, kann das Servoantriebssystem 1 als weiteres Beispiel alternativ eine Achse unter Verwendung einer Antriebsquelle ansteuern, bei der es sich um eine Kombination aus mehreren Servomotoren 50 mit jeweils einer einzigen Wicklung und einem Servomotor mit mehreren Wicklungen handelt.
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6 zeigt ein Beispiel des Servoantriebssystems 1. Bei der in 6 gezeigten Konfiguration wird eine Achse unter Verwendung von zwei Servomotoren 50(1) und 50(2) und einem Servomotor 50B mit zwei Wicklungen angetrieben, die miteinander synchronisiert werden, und mit den jeweiligen zwei Wicklungen des Servomotors 50B sind Verstärker 40(3) und 40(4) verbunden.
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<Fünfte Modifikation>
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Obwohl das Servoantriebssystem 1 bei der vorstehenden Ausführungsform eine Achse unter Verwendung der vier miteinander synchronisierten Servomotoren 50(1) bis 50(4) ansteuert, kann das Servoantriebssystem 1 als weiteres Beispiel alternativ mehrere Achsen antreiben.
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7 zeigt ein Beispiel des Servoantriebssystems 1. Bei der in 7 gezeigten Konfiguration werden unter Verwendung der vier miteinander synchronisierten Servomotoren 50(1) bis 50(4) zwei Achsen angetrieben. Genauer treiben die Servomotoren 50(1) und 50(2) über einen Antriebsmechanismus 60A(1) synchron miteinander eine Achse an, und die Servomotoren 50(3) und 50(4) treiben über einen Antriebsmechanismus 60A(2) synchron miteinander eine Achse an.
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Bei dieser Konfiguration definiert die Untereinheit 200 eine Gruppe, die die internen Servostatus 250(1) und 250(2) umfasst, als ein Paar und eine Gruppe, die die internen Servostatus 250(3) und 250(4) umfasst, als ein Paar. Dann kann die Untereinheit 200 gleichzeitig mit dem Empfang eines Befehls 101A(1) und eines Befehls 101A(2) an die jeweiligen Gruppen von der Steuerung 100 höherer Ordnung einen Statusausgang 102A und einen Statusausgang 102A(2) ausgeben. Ferner kann die Einheit 201 zur Beurteilung des Kopierens des internen Servostatus anhand der Beurteilungsdaten 251 und der Ressourcendaten 252 beurteilen, ob in jeder Gruppe ein Kopieren ausgeführt werden soll, und eine Kopierquelle und ein Kopierziel bestimmen, wenn bestimmt wird, dass ein Kopieren ausgeführt werden soll. Ferner kann die Einheit 203 zur Überwachung des internen Servostatus die internen Servostatus 250 in Einheiten von Gruppen überwachen.
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Als spezifisches Beispiel bestimmt die Einheit 201 zur Beurteilung des Kopierens des internen Servostatus in den jeweiligen Gruppen die internen Servostatus 250(1) und 250(3) als Kopierquellen und die internen Servostatus 250(2) und 250(4) als Kopierziel. Dann kopiert die Einheit 202 zum Ausführen des Kopierens des internen Servostatus in den jeweiligen Gruppen den internen Servostatus 250(1) der Kopierquelle in den internen Servostatus 250(2) des Kopierziels und den internen Servostatus 250(3) der Kopierquelle in den internen Servostatus 250(4) des Kopierziels. Ferner kompiliert die Einheit 203 zur Überwachung des internen Servostatus in den jeweiligen Gruppen den internen Servostatus 250(2) des Kopierziels unter Heranziehung einer logischen Summe des internen Servostatus 250(2) und des internen Servostatus 250(1) in den internen Servostatus 250(1) der Kopierquelle und den internen Servostatus 250(4) des Kopierziels unter Heranziehung einer logischen Summe des internen Servostatus 250(4) und des internen Servostatus 250(3) in den internen Servostatus 250(3) der Kopierquelle. Gemäß 7 werden unter Verwendung der vier miteinander synchronisierten Servomotoren 50(1) bis 50(4) zwei Achsen angetrieben, und die internen Servostatus 250(1) bis 250(4) sind in zwei Gruppen unterteilt. Dies ist jedoch nicht die einzige Konfiguration. Es können beispielsweise mehrere Achsen in einer Anzahl, die zwei oder mehr beträgt, unter Verwendung mehrerer Servomotoren 50 in einer anderen Anzahl als vier angetrieben werden, und die internen Servostatus 250 können in Gruppen in einer Anzahl unterteilt werden, die von der Anzahl der Achsen bestimmt wird.
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Die Funktionen des Servoantriebssystems 1 und der Untereinheit 200 gemäß der Ausführungsform können durch Hardware, Software oder eine Kombination aus Hardware und Software realisiert werden. Eine Realisierung durch Software bezeichnet eine Realisierung durch Lesen und Ausführen eines Programms durch einen Computer.
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Jede strukturelle Einheit des Servoantriebssystems 1 und jede strukturelle Einheit der Untereinheit 200 kann durch Hardware, die eine elektronische Schaltung, etc. umfasst, Software oder eine Kombination von Hardware und Software realisiert werden. Zur Realisierung jeder strukturellen Einheit durch Software werden Programme, die die Software bilden, auf einem Computer installiert. Diese Programme können auf einem entnehmbaren Medium gespeichert und anschließend an einen Benutzer vertrieben werden. Alternativ können diese Programme vertrieben werden, indem sie über ein Netzwerk auf einen Computer des Benutzers heruntergeladen werden. Wird Hardware für die Konfiguration verwendet, können einige oder sämtliche der vorstehenden Funktionen der strukturellen Einheiten der vorstehenden Vorrichtung beispielsweise unter Verwendung einer integrierten Schaltung (IC) wie einer anwendungsspezifischen integrierten Schaltung (ASIC), einer Gatteranordnung, einer feldprogrammierbaren Gatteranordnung (FPGA) oder einer komplexen programmierbaren Logikvorrichtung (CPLD) gestaltet werden.
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Die Programme können unter Verwendung unterschiedlicher Typen nicht flüchtiger computerlesbarer Medien gespeichert und einem Computer zugänglich gemacht werden. Die nicht flüchtigen computerlesbaren Medien umfassen unterschiedliche Typen konkreter Speichermedien. Beispiele nicht flüchtiger computerlesbarer Medien umfassen ein magnetisches Speichermedium (beispielsweise eine Diskette, ein Magnetband oder ein Festplattenlaufwerk), ein magneto-optisches Speichermedium (beispielsweise eine magneto-optische Platte), einen CD-Festspeicher (eine CD-ROM), eine CD-R, eine CD-R/W und einen Halbleiterspeicher (beispielsweise ein Mask-ROM, ein PROM, ein EPROM, ein Flash-ROM oder ein RAM). Die Programme können dem Computer auch unter Verwendung unterschiedlicher Typen flüchtiger computerlesbarer Medien zugänglich gemacht werden. Beispiele flüchtiger computerlesbarer Medien umfassen elektrische Signale, optische Signale und elektromagnetische Wellen. Die flüchtigen computerlesbaren Medien können verwendet werden, um dem Computer die Programme über drahtgebundene Kommunikationswege wie ein elektrisches Kabel und eine optische Faser oder über drahtlose Kommunikationswege zugänglich zu machen.
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Schritte, die die auf einem Speichermedium gespeicherten Programme beschreiben, umfassen mit Sicherheit Prozesse, die in chronologischer Reihenfolge in der Reihenfolge der Schritte auszuführen sind, und ferner Prozesse, die nicht notwendigerweise in chronologischer Reihenfolge, sondern parallel oder einzeln auszuführen sind.
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Um das vorstehende anders auszudrücken, können die Untereinheit und das Servoantriebssystem gemäß der vorliegenden Offenbarung auf vielfältige Weise in der folgenden Konfigurationen ausgeführt sein:
- (1) Die Untereinheit 200 gemäß der vorliegenden Offenbarung ist eine Untereinheit, die unter Verwendung der mehreren Verstärker 40 entsprechend einem Befehl von der Steuerung 100 höherer Ordnung eine Antriebsquelle ansteuert, die die mehreren Servomotoren 50 und/oder den Servomotor 50A mit mehreren Wicklungen umfasst. Die Untereinheit 200 umfasst: die Speichereinheit 205, in der die internen Servostatus 250, die die jeweiligen Status der mehreren Servomotoren 50 und/oder die jeweiligen Status der mehreren Wicklungen angeben, die Beurteilungsdaten 251, die den Inhalt eines eingestellten Parameters angeben, und die Ressourcendaten 252 gespeichert werden, die zumindest die Konfiguration der mehreren Verstärker 40 und der Antriebsquelle angeben; die Einheit 201 zur Beurteilung des Kopierens des internen Servostatus anhand der Beurteilungsdaten 251 und der Ressourcendaten 252, wobei die Einheit 201 zur Beurteilung des Kopierens des internen Servostatus einen internen Servostatus 250(1), der als Kopierquelle dienen soll, unter den mehreren internen Servostatus 250 bestimmt, zumindest einen verbleibenden internen Servostatus 250 bestimmt, der als Kopierziel dienen soll, und beurteilt, ob der interne Servostatus 250(1) der Kopierquelle zum Abgleichen von Kopierquelle und Kopierziel in das Kopierziel kopiert werden soll; die Einheit 202 zum Ausführen des Kopierens des internen Servostatus, die den internen Servostatus 250(1) der Kopierquelle entsprechend dem Ergebnis der Beurteilung durch die Einheit 201 zur Beurteilung des Kopierens des internen Servostatus in das Kopierziel kopiert; und die Servosteuereinheit 204, die zur Steuerung des Antriebs der Antriebsquelle jeden der mehreren internen Servostatus 250 an jeden der mehreren Verstärker 40 ausgibt.
Die vorstehende Untereinheit 200 ermöglicht das Vermeiden einer verzögerten Reaktionszeit und einer Leistungsminderung beim Antreiben der Antriebsquelle, die die mehreren Servomotoren 50 und/oder den Servomotor 50A mit den mehreren Wicklungen umfasst.
- (2) Die Untereinheit 200 kann die Einheit 203 zur Überwachung des internen Servostatus umfassen, die den internen Servostatus 250 des Kopierziels überwacht.
Dadurch wird die Erfassung einer an einem der Verstärker 40, einem der Servomotoren 50 oder einer der Wicklungen auftretenden Anomalie ermöglicht.
- (3) Die Ressourcendaten 252 können die Anzahl der internen Servostatus 250 umfassen, die zum Kopieren zur Verfügung stehen.
Dadurch wird die leichte Bestimmung einer Kopierquelle ermöglicht.
- (4) Das Kopierziel kann entsprechend einer Änderung der Konfiguration der mehreren Verstärker 40, der Konfiguration der mehreren Servomotoren 50 oder der Konfiguration der mehreren Wicklungen geändert werden.
Dadurch wird eine flexible Reaktion beim Antreiben des Servomotors 50 oder 50A erreicht.
- (5) Die Einheit 201 zur Beurteilung des Kopierens des internen Servostatus kann das Kopierziel entsprechend einem Ausführungsstatus einer Maschine als Ansteuerungsziel bestimmen.
Dadurch wird eine flexible Reaktion beim Antreiben des Servomotors 50 entsprechend dem Ausführungsstatus der (nicht gezeigten) Maschine erreicht.
- (6) Die jedem der mehreren Verstärker 40 entsprechenden internen Servostatus 250 können in mehrere Gruppen unterteilt werden, die Einheit 201 zur Beurteilung des Kopierens des internen Servostatus kann bei jeder der mehreren Gruppen die Kopierquelle und das Kopierziel bestimmen und beurteilen, ob der interne Servostatus der Kopierquelle zum Abgleichen von Kopierquelle und Kopierziel in das Kopierziel kopiert werden soll, und die Einheit 202 zum Ausführen des Kopierens des internen Servostatus kann den internen Servostatus 250 der Kopierquelle bei jeder der mehreren Gruppen entsprechend dem Ergebnis der Beurteilung durch die Einheit 201 zur Beurteilung des Kopierens des internen Servostatus in das Kopierziel kopieren.
Dadurch können selbst bei einem Antrieb mehrerer Achsen eine verzögerte Reaktionszeit und eine Leistungsminderung nach wie vor vermieden werden.
- (7) Das Servoantriebssystem 1 gemäß der vorliegenden Offenbarung umfasst die Steuerung 100 höherer Ordnung und die unter einem der Punkte (1) bis (6) beschriebene Untereinheit 200.
Durch das Servoantriebssystem 1 wird ein dem unter einem der Punkte (1) bis (6) beschriebenen, vorstehenden Ergebnis vergleichbares Ergebnis erzielt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Servoantriebssystem
- 40(1) bis 40(4)
- Verstärker
- 50(1) bis 50(4)
- Servomotor
- 100
- Steuerung höherer Ordnung
- 200
- Untereinheit
- 201
- Einheit zur Beurteilung des Kopierens des internen Servostatus
- 202
- Einheit zum Ausführen des Kopierens des internen Servostatus
- 203
- Einheit zur Überwachung des internen Servostatus
- 204
- Servosteuereinheit
- 250(1)
- bis 250(4) Interner Servostatus
- 251
- Beurteilungsdaten
- 252
- Ressourcendaten
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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