DE102020203598A1

DE102020203598A1 - Steuersystem für eine industriemaschine

Info

Publication number: DE102020203598A1
Application number: DE102020203598.9A
Authority: DE
Inventors: Daisuke Kobayashi; Takashi Idei
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2019-03-20
Filing date: 2020-03-20
Publication date: 2020-09-24
Also published as: CN111722585A; JP2020154772A; US11193987B2; US20200300925A1

Abstract

Es wird ein Steuersystem für eine Industriemaschine vorgesehen, das automatisch das Vorhandensein oder die Abwesenheit eines Verdrahtungsfehlers beim Starten einer Maschine erfassen kann und verhindert, dass ein durch einen Verdrahtungsfehler verursachter gefährlicher Betrieb mit einer hohen Drehzahl/einem großen Drehmoment eines Motors auftritt. Das Steuersystem A für eine Industriemaschine umfasst: eine Steuereinheit 2, die den Antrieb einer Antriebseinheit 3 der Industriemaschine steuert; eine Befehlseinheit 1, die einen Befehl zu der Steuereinheit 2 ausgibt; und eine Verdrahtungsfehler-Erfassungsvorrichtung 10, die einen Verdrahtungsfehler in einem System der Steuereinheit 2 und der Antriebseinheit 3 basierend auf einem Rückkopplungswert des tatsächlichen Antriebs der Antriebseinheit 3 beim Starten der Industriemaschine erfasst.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Erfindungsfeld
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Steuersystem für eine Industriemaschine.
Stand der Technik
In Werkzeugmaschinen können durch die Verwendung eines Computers für das Anwenden einer CNC (Computerized Numerical Control)-Technik und das numerische Steuern der Bewegungsgröße, der Bewegungsgeschwindigkeit usw. eines Werkzeugs eine Wiederholung der gleichen Bearbeitungsprozedur, eine Bearbeitung von komplizierten Formen usw. stark automatisiert werden.
Weiterhin ist bekannt, dass das Steuersystem für eine Industriemaschine wie etwa eine Werkzeugmaschine oder einen Roboter derart konfiguriert ist, dass ein Servoverstärker (Steuereinheit) zwischen der CNC (Befehlseinheit) und dem Servomotor der Maschine (Antriebseinheit) angeordnet ist, um eine Regelung des Antriebs des Servomotors durchzuführen, indem der Servoverstärker einen Betriebsbefehl von der CNC empfängt (siehe zum Beispiel die Neuveröffentlichung der internationalen PCT mit der Veröffentlichungsnummer W02014/181438 ; die ungeprüfte japanische Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2009-165267 ; und die ungeprüfte japanische Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2005-176525 ).
Und wenn zum Beispiel wie in 1 gezeigt ein Verdrahtungsfehler zwischen der CNC 1, dem Servoverstärker 2 (2a und 2b) und dem Servomotor 3 (3a und 3b) der Maschine vorliegt, kann ein unerwarteter Betrieb beim Starten der Maschine auftreten. Wenn eine Vielzahl von Servoverstärkern 2 (2a und 2b) und eine Vielzahl von Motoren 3 (3a und 3b) der Maschine über Stromleitungen 4 (4a und 4b) und Rückkopplungsleitungen 5 (5a und 5b) verdrahtet sind und die Rückkopplungsleitung 5 (5a und 5b) mit dem falschen Motor 3 (3a und 3b) verbunden ist, wird die Differenz zwischen dem Befehlswert von der CNC 1 und dem Rückkopplungswert allmählich größer, sodass ein gefährlicher Betrieb mit einer hohen Drehzahl/einem großen Drehmoment in dem Motor 3a (3b), mit dem die Rückkopplungsleitung 5a (5b) eigentlich verbunden sein sollte, auftreten kann.
Deshalb sind herkömmlicherweise einige der Steuersysteme für eine Industriemaschine konfiguriert, um einen Alarm (eine Warnung) auszugeben, bevor ein unerwarteter Betrieb einen gefährlichen Grad erreicht, sodass ein Unfall usw. aufgrund eines Verdrahtungsfehlers des Motors 3, der eine Antriebseinheit einer Werkzeugmaschine, eines Roboter oder von ähnlichem ist, vermieden werden kann.

Patentdokument 1: Japanische Neuveröffentlichung der PCT-Anmeldung mit der Veröffentlichungsnummer W02014/181438
Patentdokument 2: Ungeprüfte japanische Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2009-165267
Patentdokument 3: Ungeprüfte japanische Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2005-176525

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Um zu verhindern, dass der Motor aufgrund eines derartigen Verdrahtungsfehlers in einem gefährlichen Betrieb mit einer hohen Drehzahl/einem großen Drehmoment betrieben wird, wird im Handbuch für die Servoparameter etwa der folgende Hinweis für Benutzer (Bediener) der Industriemaschine gegeben: „Wenn die Maschine nicht korrekt verbunden und eingerichtet ist, kann ein unerwarteter Betrieb auftreten. Bitte beobachten Sie deshalb bei der Inbetriebnahme der Maschine nach der Montage, nach dem Austauschen einer Komponente oder nach dem Ändern eines Parameters sorgfältig den Betrieb, indem sie zum Beispiel den Drehmomentgrenzwert vermindern, den Fehlerüberschreitungsgrad vermindern oder die Maschine derart betreiben, dass sofort ein Notstopp eingeleitet werden kann.“
Das Vermindern des Alarmschwellwerts für das Ausgeben eines Alarms vor dem Erreichen eines gefährlichen Grads muss jedoch allgemein durch den Benutzer der Industriemaschine vorgenommen werden, wobei dieser unter Umständen auch vergessen kann, den Alarmschwellwert zu vermindern. Wenn der Benutzer vergisst, den Alarmschwellwert zu vermindern, kann der Motor beim Starten der Maschine in einem gefährlichen Betrieb mit einer hohen Drehzahl/mit einem großen Drehmoment betrieben werden.
Es besteht deshalb ein großer Bedarf dafür, ein System und ein Verfahren zu entwickeln, mit denen das Vorhandensein oder die Abwesenheit eines Verdrahtungsfehlers beim Starten der Maschine automatisch erfasst werden kann, sodass ein gefährlicher Betrieb mit einer hohen Drehzahl/einem großen Drehmoment des Motors verhindert werden kann.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Steuersystem für eine Industriemaschine: eine Steuereinheit, die den Antrieb einer Antriebseinheit der Industriemaschine steuert; eine Befehlseinheit, die einen Befehl zu der Steuereinheit ausgibt; und eine Verdrahtungsfehler-Erfassungsvorrichtung, die einen Verdrahtungsfehler in einem System der Steuereinheit und der Antriebseinheit basierend auf einem Rückkopplungswert des tatsächlichen Antriebs der Antriebseinheit beim Starten der Industriemaschine erfasst.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann ein Verdrahtungsfehler zwischen der Antriebseinheit und der Steuereinheit einer Industriemaschine wie etwa einer Werkzeugmaschine oder eines Roboters beim Starten der Maschine automatisch erfasst werden, um ein durch den Verdrahtungsfehler verursachtes Auftreten eines unerwarteten Betriebs in der Maschine zu verhindern.
Figurenliste

1 ist eine schematische Ansicht, die ein Steuersystem für eine Industriemaschine gemäß einer Ausführungsform zeigt.
2 ist eine schematische Ansicht eines Steuersystems und einer Verdrahtungsfehler-Erfassungsvorrichtung einer Industriemaschine gemäß einer Ausführungsform.
3 ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel für einen Positionsabweichungsgrenzwert (Alarmerfassungsschwellwert) während eines normalen Betriebs und beim Starten zeigt.
4 ist eine schematische Ansicht, die ein Verfahren zum Erfassen eines Verdrahtungsfehlers durch ein Steuersystem für eine Industriemaschine gemäß einer Ausführungsform zeigt.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Im Folgenden wird ein Steuersystem für eine Industriemaschine gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf 1 bis 4 beschrieben.
In der beschriebenen Ausführungsform ist die Industriemaschine eine Werkzeugmaschine, wobei die Erfindung aber auch auf eine beliebige andere Maschine mit einer Antriebseinheit, deren Antrieb automatisch durch eine Steuereinheit gesteuert wird, wie etwa auf einen Industrieroboter angewendet werden kann.
Wie in 1 gezeigt, umfasst ein Steuersystem A für eine Werkzeugmaschine dieser Ausführungsform (Steuersystem für eine Industriemaschine): einen Servomotor 3 (Motor) (Antriebseinheit) der Werkzeugmaschine wie etwa einer NC-Drehbank oder eines Bearbeitungszentrums, einen Servoverstärker 2 (Steuereinheit) für das Steuern des Antriebs des Motors 3 der Werkzeugmaschine und eine CNC 1 (Befehlseinheit) (computergestützte numerische Steuereinheit) (übergeordnete Steuereinheit) für das Steuern des gesamten Steuersystems A der Werkzeugmaschine als eine dem Servoverstärker 2 übergeordnete Einheit.
Das Steuersystem A für eine Werkzeugmaschine dieser Ausführungsform umfasst: eine Vielzahl von Werkzeugmaschinen (eine Vielzahl von Servomotoren 3 (3a und 3b)) und eine Vielzahl von Servoverstärkern 2 (2a und 2b), wobei ein Paar der Servomotoren 3 (3a und 3b) und ein Paar der Servoverstärker 2 (2a und 2b) der Werkzeugmaschine über Leitungen 4 (4a und 4b) und Rückkopplungsleitungen 5 (5a und 5b) miteinander verbunden sind.
Es ist zu beachten, dass in dieser Ausführungsform die CNC 1 und der Servoverstärker 2a über eine Signalleitung 6 miteinander verbunden sind und die Vielzahl von Servoverstärkern 2a und 2b über eine Signalleitung 7 miteinander verbunden sind. Bei dieser Konfiguration sind die CNC 1 und die Vielzahl von Servoverstärkern 2 (2a und 2b) direkt und in direkt miteinander verbunden.
1 zeigt einen Zustand, in dem die Rückkopplungsleitung 5a, die eigentlich den Servoverstärker 2a mit dem Servomotor 3a verbinden sollte, den Servoverstärker 2a mit dem Servomotor 3b verbindet, und in dem die Rückkopplungsleitung 5b, die eigentlich den Servoverstärker 2b mit dem Servomotor 3b verbinden sollte, den Servoverstärker 2b mit dem Servomotor 3a verbindet, wodurch ein Verdrahtungsfehler verursacht wird.
Weiterhin umfasst das Steuersystem A für eine Werkzeugmaschine dieser Ausführungsform wie in 2 gezeigt eine Verdrahtungsfehler-Erfassungsvorrichtung 10 zum Erfassen eines Verdrahtungsfehlers (eines Verdrahtungsfehlers in dem System) zwischen dem Servoverstärker 2 und dem Servomotor 3 der Werkzeugmaschine. Es ist zu beachten, dass die Verdrahtungsfehler-Erfassungsvorrichtung 10 in dem CNC 1 integriert sein kann oder alternativ dazu auch separat vorgesehen sein kann.
Die Verdrahtungsfehler-Erfassungsvorrichtung 10 enthält eine Startmodus-Bestätigungseinheit 11, eine Betriebsbefehlseinheit 12, eine Verdrahtungsprüfung-Befehlseinheit 13, Speichereinheiten 14 und 15, eine Anormalitätserfassungseinheit 16, eine Anzeigeeinheit 18, eine Alarmeinheit 19 und eine Verdrahtungsprüfung-Betriebseinheit 20.
Die Startmodus-Bestätigungseinheit 11 erfasst einen Startbetrieb der Maschine und bestätigt und identifiziert, ob der Startbetrieb in einem normalen Betriebsmodus oder in einem Startmodus erfolgt.
Wenn durch die Startmodus-Bestätigungseinheit 11 bestätigt wird, dass der Startbetrieb in dem normalen Betriebsmodus erfolgt, empfängt die Betriebsbefehlseinheit 12 das Erfassungsergebnis und gibt einen Betriebsbefehl an den Servomotor 3 über den Servoverstärker 2 der Steuereinheit aus.
Wenn kein Verdrahtungsfehler in der weiter unten im Detail beschriebenen Anormalitätserfassungseinheit 16 erfasst wird, empfängt die Betriebsbefehlseinheit 12 das Erfassungsergebnis von der Anormalitätserfassungseinheit 16 und startet und setzt die Betriebssteuerung der Maschine gemäß einem Befehlswert von der CNC 1 fort.
Die Verdrahtungsprüfung-Befehlseinheit 13 erfasst den Startbetrieb der Maschine in der Startmodus-Bestätigungseinheit 11, empfängt das Erfassungsergebnis und gibt einen Befehl für das Durchführen einer Verdrahtungsprüfung an den Servoverstärker 2 und die Anormalitätserfassungseinheit 16 aus.
Die Speichereinheiten 14 und 15 speichern jeweils den Alarmerfassungsschwellwert (oder den Drehmomentgrenzwert) für den normalen Betriebsmodus und den Alarmerfassungsschwellwert (oder Drehmomentgrenzwert) für den Startmodus.
Die Anormalitätserfassungseinheit bestätigt und identifiziert das Vorhandensein oder die Abwesenheit eines Verdrahtungsfehlers zwischen dem Servoverstärker 2 und dem Servomotor 3 und enthält eine Befehlswert-Erhaltungseinheit 21, eine Rückkopplungswert-Erhaltungseinheit 22, eine Auswahleinheit 23 und eine Verdrahtungsprüfung-Bestätigungseinheit 24.
Die Befehlswert-Erhaltungseinheit 21 empfängt einen Befehl der Verdrahtungsprüfung von der Verdrahtungsprüfung-Befehlseinheit 13 und erhält einen Befehlswert von der CNC 1 (zum Beispiel einen Antriebsbefehlswert wie etwa eine Drehzahl oder ein Drehmoment für jeden Servomotor 3, den Positionsbefehlswert für jeden Servomotor 3 usw.).
Die Rückkopplungswert-Erhaltungseinheit 22 empfängt einen Befehl für eine Verdrahtungsprüfung von der Verdrahtungsprüfung-Befehlseinheit 13 und erhält einen Rückkopplungswert, der den Antriebszustand des tatsächlichen Antriebs jedes Servomotors 3 angibt. In dieser Ausführungsform ist die Positionsabweichung, die die Differenz zwischen der aktuellen Position und dem Befehlswert des Servomotors (der Antriebseinheit) 3 ist, ein Rückkopplungswert. Der Rückkopplungswert kann ein Wert in Entsprechung zu dem Befehlswert von der CNC 1 (zum Beispiel die aktuelle Position jedes Servomotors 3) sein.
Dabei enthält die Rückkopplungswert-Erhaltungseinheit 22 zum Beispiel einen Timer und ist konfiguriert zum Erhalten eines Rückkopplungswerts einer fixen Zeit, während der ein Messwert stabil und genau gemessen werden kann, nachdem der Antrieb des Servomotors 3 gestartet wurde und eine zuvor gesetzte fixe Totzeit abgelaufen ist (Zeit nach dem Ablauf einer fixen Zeit). Es ist zu beachten, dass Rückkopplungswerte jeweils zu einer Vielzahl von Zeiten in einer beliebigen Zeitzone erhalten werden können, nachdem der Antrieb des Servomotors 3 gestartet wurde und eine zuvor gesetzte fixe Totzeit abgelaufen ist (eine Vielzahl von Zeiten in einer beliebigen Zeitzone nach Ablauf einer fixen Zeit).
Die Auswahleinheit 23 erhält wahlweise einen Alarmerfassungsschwellwert für den Startmodus und einen Alarmerfassungsschwellwert für den normalen Betrieb aus den Speichereinheiten 14 und 15. Bei einer derartigen Konfiguration wird wie in 3 gezeigt in dem Startmodus auch dann, wenn der Benutzer (der Bediener) der Maschine die Einstellungen nicht ändert, der Alarmerfassungsschwellwert für den Startmodus automatisch gesetzt. Das heißt, dass der Schwellwert des Alarms kleiner wird. Außerdem wird während des normalen Betriebs der Schwellwert des Alarms automatisch der Alarmerfassungsschwellwert für den normalen Betrieb. Das heißt, dass der Alarmschwellwert größer wird.
Die Verdrahtungsprüfung-Bestätigungseinheit 24 identifiziert das Vorhandensein oder die Abwesenheit eines Verdrahtungsfehlers anhand der Größe des Rückkopplungswerts (Positionsabweichung), der in der Rückkopplungswert-Erhaltungseinheit 22 erhalten wird. Das heißt, dass das Vorhandensein oder die Abwesenheit des Verdrahtungsfehlers durch das Vergleichen des Rückkopplungswerts mit dem zuvor gesetzten Alarmerfassungsschwellwert identifiziert wird.
Wenn zum Beispiel die Positionsabweichung des Rückkopplungswerts den zulässigen Wert überschreitet, wird bestimmt, dass der Verdrahtungsfehler aufgetreten ist. Und wenn die Positionsabweichung den zulässigen Wert erfüllt, wird bestimmt, dass kein Verdrahtungsfehler aufgetreten ist. Der zulässige Wert ist ein Alarmerfassungsschwellwert für den Startmodus und wird aus der Speichereinheit 14 erhalten.
Wenn der Rückkopplungswert ein Wert in Entsprechung zu dem Befehlswert von der CNC 1 ist, berechnet die Verdrahtungsprüfung-Bestätigungseinheit 24 die Differenz zwischen dem durch die Befehlswert-Erhaltungseinheit 21 erhaltenen Befehlswert und dem Rückkopplungswert und identifiziert das Vorhandensein oder die Abwesenheit eines Verdrahtungsfehlers basierend darauf, ob die Differenz den zuvor gesetzten zulässigen Wert (Alarmerfassungsschwellwert) überschreitet. Zum Beispiel kann die Verdrahtungsprüfung-Bestätigungseinheit 24 konfiguriert sein zum Erfassen eines Verdrahtungsfehlers durch das Vergleichen eines Rückkopplungswerts, der die aktuelle Position des Servomotors 3 ist, mit einem von der CNC 1 ausgegebenen Befehlswert (dem Positionsbefehlswert des Servomotors 3).
Wenn in der Anormalitätserfassungseinheit 16 bestimmt wird, dass ein Verdrahtungsfehler aufgetreten ist, gibt die Alarmeinheit 19 basierend auf dem Ergebnis einen Warnton aus oder lässt eine Warnleuchte leuchten und zeigt an, dass ein Verdrahtungsfehler in der Anzeigeeinheit 18 aufgetreten ist, um den Bediener oder andere Personen zu benachrichtigen. Außerdem wird eine Steuerung für das Verhindern eines durch den Verdrahtungsfehler verursachten, unerwarteten und gefährlichen Betriebs/anormalen Betriebs in dem Servomotor 3 durchgeführt. Insbesondere wird eine Steuerung durchgeführt, um eine Erhöhung des Schwellwerts des Alarms zu dem normalen Betriebsalarmschwellwert und dadurch ein Übergehen zu dem normalen Betriebsmodus zu vermeiden.
Wenn in der Anormalitätserfassungseinheit 16 bestimmt wird, dass kein Verdrahtungsfehler aufgetreten ist, wird das Ergebnis zu der Betriebsbefehlseinheit 12 gesendet. Danach erfasst die Betriebsbefehlseinheit 12, dass die Maschine normal gestartet wird, und gibt einen Befehl zu dem Servoverstärker 2 aus, um einen normalen Betrieb in Entsprechung zu dem Befehlswert der CNC 1 durchzuführen.
Wenn in der Anormalitätserfassungseinheit 16 bestimmt wird, dass kein Verdrahtungsfehler aufgetreten ist, zeigt die Anzeigeeinheit 18 den normalen Zustand an, um den Bediener oder andere Personen über den normalen Zustand zu benachrichtigen.
Und wenn in der Anormalitätserfassungseinheit 16 bestimmt wird, dass kein Verdrahtungsfehler aufgetreten ist, erhält die Auswahleinheit 23 einen Alarmerfassungsschwellwert für den normalen Betrieb von der Speichereinheit 15 und ersetzt den Alarmerfassungsschwellwert in dem normalen Betrieb nach dem Starten durch den Alarmerfassungsschwellwert für den normalen Betrieb, um dadurch automatisch den Schwellwert des Alarms zu vergrößern.
In dem Steuersystem A für eine Werkzeugmaschine dieser Ausführungsform ist eine Verdrahtungsprüfung-Betriebseinheit 20 für die Verdrahtungsfehler-Erfassungsvorrichtung 10 vorgesehen. Die Verdrahtungsprüfung-Betriebseinheit 20 wird unabhängig von der Zeit des Startens der Maschine betrieben, wobei die Verdrahtungsprüfung-Befehlseinheit 13 einen Befehl ausgibt und die Verdrahtungsprüfung in gleicher Weise wie oben beschrieben durchführt.
Mit einer derartigen Konfiguration kann die Verdrahtungsprüfung durchgeführt werden, indem die Verdrahtungsprüfung-Betriebseinheit 20 immer dann betrieben wird, wenn eine Verdrahtungsprüfung durchgeführt werden soll, zum Beispiel wenn nur ein Teil der Verdrahtungsarbeit des Systems abgeschlossen wurde oder ein Ersetzen von Wartungsteilen durchgeführt wird.
In dem Steuersystem A für eine Werkzeugmaschine dieser Ausführungsform ist wie oben beschrieben der Startmodus (Verdrahtungsprüfungsmodus) vorgesehen und wird der Schwellwert (oder Drehmomentgrenzwert) des Alarms automatisch zu dem in der CNC 1 gespeicherten Wert für den Startmodus vermindert.
Außerdem sendet die CNC 1 einen Befehl und bestätigt den Rückkopplungswert für das Durchführen der Verdrahtungsprüfung. Wenn die Verdrahtungszustände aller Servomotoren 3 korrekt sind, endet der Startmodus und wird zu dem normalen Betriebsmodus gewechselt. Wenn eine Anormalität in dem Verdrahtungszustand des Servomotors 3 vorliegt, wird eine Warnung von der Alarmeinheit 19 ausgegeben oder wird ein anormaler Zustand an der Anzeigeeinheit 18 angezeigt.
In dem Steuersystem A für eine Industriemaschine wie etwa einer Werkzeugmaschine dieser Ausführungsform, das die Verdrahtungsfehler-Erfassungsvorrichtung 10 für das Erfassen eines Verdrahtungsfehlers in dem System basierend auf einem Rückkopplungswert enthält, wobei die Verdrahtungsfehler-Erfassungsvorrichtung 10 einen zuvor gesetzten Schwellwert für das Erfassen eines Verdrahtungsfehlers, einen Rückkopplungswert (oder eine Differenz zwischen einem Befehlswert und einem Rückkopplungswert) und einen Alarmerfassungsschwellwert vergleicht, um dadurch einen Verdrahtungsfehler zu erfassen, kann automatisch ein Verdrahtungsfehler zwischen dem Servomotor 3 und der Antriebseinheit und dem Servoverstärker 2 der Steuereinheit beim Starten der Maschine oder ähnlichem erfasst werden und kann ein durch den Verdrahtungsfehler verursachtes Auftreten eines unerwarteten Betriebs an der Maschine verhindert werden.
Weiterhin enthält die Verdrahtungsfehler-Erfassungsvorrichtung 10: die Startmodus-Bestätigungseinheit 11, die einen Startbetrieb der Maschine erfasst und bestätigt, ob dieser in dem normalen Betriebsmodus oder in dem Startmodus erfolgt; die Anormalitätserfassungseinheit 16 zum Erfassen des Vorhandenseins oder der Abwesenheit eines Verdrahtungsfehlers in dem System; und die Verdrahtungsprüfung-Befehlseinheit 13, die, wenn die Startmodus-Bestätigungseinheit 11 den Startbetrieb der Maschine erfasst und das Erfassungsergebnis empfängt, einen Befehl für das Durchführen der Verdrahtungsprüfung zu dem Servoverstärker 2 und der Anormalitätserfassungseinheit 16 ausgibt.
Mit einer derartigen Konfiguration kann beim Starten der Maschine automatisch ein Verdrahtungsfehler zwischen dem Servomotor 3 der Antriebseinheit und dem Servoverstärker 2 der Steuereinheit erfasst werden. Dadurch kann ein durch einen Verdrahtungsfehler verursachtes Auftreten eines unerwarteten Betriebs zuverlässig verhindert werden.
Weiterhin enthält die Verdrahtungsfehler-Erfassungsvorrichtung 10: die Befehlswert-Erhaltungseinheit 21, die einen Befehl für eine Verdrahtungsprüfung von der Verdrahtungsprüfung-Befehlseinheit 13 empfängt und einen Befehlswert erhält; die Rückkopplungswert-Erhaltungseinheit 22, die einen Rückkopplungswert erhält; die Auswahleinheit 23, die wahlweise einen Schwellwert für den Startmodus und einen Schwellwert für den normalen Betrieb, die in den Speichereinheiten 14 und 15 gespeichert sind, erhält; und die Verdrahtungsprüfung-Bestätigungseinheit 24, die das Vorhandensein oder die Abwesenheit des Verdrahtungsfehlers durch das Vergleichen des Rückkopplungswerts mit dem Schwellwert für den Startmodus spezifiziert.
Mit einer derartigen Konfiguration kann beim Starten der Maschine automatisch ein Verdrahtungsfehler zwischen dem Servomotor 3 der Antriebseinheit und dem Servoverstärker 2 der Steuereinheit unter Verwendung des Schwellwerts für den Startmodus erfasst werden und kann ein durch einen Verdrahtungsfehler verursachtes Auftreten eines unerwarteten Betriebs an der Maschine zuverlässig verhindert werden. Weiterhin kann beim Wechseln zu dem normalen Betriebsmodus das Vorhandensein oder die Abwesenheit einer Anormalität unter Verwendung des Schwellwerts für den normalen Betrieb erfasst werden. Wenn die Maschine in dem Startmodus startet und eine Verdrahtungsfehlererfassung durch die Verdrahtungsfehler-Erfassungsvorrichtung 10 an allen der Servomotoren 3 (Antriebseinheit) durchgeführt wird und wenn dabei kein Verdrahtungsfehler in allen den Servomotoren 3 vorliegt, kann der Modus automatisch zu dem normalen Betriebsmodus wechseln.
Weiterhin ist in dieser Ausführungsform die Rückkopplungswert-Erfassungseinheit 22 konfiguriert zum Erhalten eines Rückkopplungswerts während einer fixen Zeit nach dem Antriebsstart des Servomotors 3 und nach einer Stabilisierung des tatsächlichen Antriebs des Servomotors 3.
Mit einer derartigen Konfiguration wird die Verdrahtungsprüfung nicht basierend auf einem Rückkopplungswert, der in einem Zustand erhalten wird, in dem der tatsächliche Antrieb des Servomotors 3 unmittelbar nach dem Betriebsstart der Maschine instabil ist, durchgeführt und kann eine sehr zuverlässige Verdrahtungsfehlerprüfung durchgeführt werden.
Weiterhin enthält die Verdrahtungsfehler-Erfassungsvorrichtung 10 die Verdrahtungsprüfung-Betriebseinheit 20, die das Ausgeben eines Befehls für das Durchführen der Verdrahtungsprüfung zu einem beliebigen Zeitpunkt von der Verdrahtungsprüfung-Befehlseinheit 13 zu dem Servoverstärker 2 und der Anormalitätserfassungseinheit 16 veranlasst.
Mit einer derartigen Konfiguration kann die Verdrahtungsprüfung-Befehlseinheit 13 unabhängig von dem Starten der Maschine einen Befehl durch das Betreiben der Verdrahtungsprüfung-Betriebseinheit 20 ausgeben, wodurch das Durchführen der Verdrahtungsprüfung ermöglicht wird. Zum Beispiel kann die Verdrahtungsprüfung durch das Betreiben der Verdrahtungsprüfung-Betriebseinheit 20 zu einem beliebigen Zeitpunkt, zu dem die Verdrahtungsprüfung durchgeführt werden soll, durchgeführt werden, zum Beispiel wenn nur ein Teil der Verdrahtungsarbeit des Systems abgeschlossen wurde oder wenn ein Ersetzen von Wartungsteilen durchgeführt wird.
Also auch wenn in dem Steuersystem A für eine Industriemaschine dieser Ausführungsform ein unerwarteter Betrieb aufgrund eines Verdrahtungsfehlers auftritt, kann weiterhin bei einem sicheren Grad gestoppt werden. Außerdem kann der Verdrahtungsfehler automatisch durch die Verdrahtungsprüfung erfasst werden.
Vorstehend wurde eine Ausführungsform des Steuersystems für eine Industriemaschine gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben, wobei die vorliegende Erfindung jedoch nicht auf die hier beschriebene Ausführungsform beschränkt ist, die zudem auf verschiedene Weise modifiziert werden kann, ohne dass deshalb der Erfindungsumfang verlassen wird.
Zum Beispiel sind in dieser Ausführungsform eine Vielzahl von Steuereinheiten (Servoverstärker 2) und eine Vielzahl von Antriebseinheiten (Servomotor 3) vorgesehen und wird ein Verdrahtungsfehler in der Rückkopplungsleitung 5 in einem Fall erfasst, in dem die Paare der Steuereinheit und der Antriebseinheit miteinander über die Stromleitung 4 und die Rückkopplungsleitung 5 verbunden sind. Das Steuersystem für eine Industriemaschine gemäß der vorliegenden Erfindung kann jedoch auch auf einen Fall angewendet werden, in dem nur eine Steuereinheit und nur eine Antriebseinheit vorgesehen sind. Wenn zum Beispiel ein Dreiphasenmotor (mit drei Phasen UVW) falsch verdrahtet wird, kann ein Verdrahtungsfehler des Dreiphasenmotors erfasst werden, indem ein Rückkopplungswert des Dreiphasenmotors erhalten wird und der Rückkopplungswert mit einem Befehlswert (oder einem Schwellwert) verglichen wird. Dabei kann der gleiche Betriebseffekt wie für die beschriebene Ausführungsform erzielt werden.
Weiterhin kann eine Konfiguration vorgesehen werden, in welcher der Startmodus jederzeit erlaubt ist.
Und um zu verhindern, dass die Maschine einen gefährlichen Betrieb beim Starten der Maschine durchführt, kann eine Konfiguration zum Starten in einem Startmodus, in dem eine Verminderung des Alarmschwellwerts oder des Drehmomentschwellwerts erzwungen wird, vorgesehen werden.
Und wenn wie in dieser Ausführungsform eine Vielzahl von Servomotoren 3 (Antriebseinheit) in dem System des Steuersystems A für eine Industriemaschine vorgesehen ist, kann vorzugsweise eine Konfiguration vorgesehen werden, in welcher der Rückkopplungswert des tatsächlichen Antriebs des Servomotors 3 von allen Servomotoren 3 erhalten wird. Wenn ein Verdrahtungsfehler in dem System vorliegt, kann eine falsche Rückkopplung (Rückkopplungswert) nicht nur von dem Servomotor 3, der einen Befehl gesendet hat, sondern auch von den anderen Servomotoren 3 erhalten werden. Deshalb kann durch das Konfigurieren aller Servomotoren 3 als eines Erhaltungsobjekts des Rückkopplungswerts wie oben beschrieben ein Verdrahtungsfehler zuverlässiger und genauer erhalten werden.
Weiterhin kann der Drehmomentgrenzwert während des Sendens des Verdrahtungsfehler-Erfassungsbefehls (Startmodus) auf einen Wert mit einer Größe gesetzt werden, mit der sich die Maschine zu der befohlenen Position bewegen kann.
Bezugszeichenliste

1: CNC (numerische Steuereinheit, Befehlseinheit, übergeordnete Steuereinheit)
2: Servoverstärker (Steuereinheit)
3: Servomotor (Antriebseinheit)
4: Stromleitung
5: Rückkopplungsleitung
6: Signaldraht
7: Signaldraht
10: Verdrahtungsfehler-Erfassungsvorrichtung
11: Startmodus-Bestätigungseinheit
12: Betriebsbefehlseinheit
13: Verdrahtungsprüfung-Befehlseinheit
14: Speichereinheit
15: Speichereinheit
16: Fehlererfassungseinheit
17: Startmodus-Beendigungserzwingungseinheit
18: Anzeigeeinheit
19: Alarmeinheit
20: Verdrahtungsprüfung-Betriebseinheit
21: Befehlswert-Erhaltungseinheit
22: Rückkopplungswert-Erhaltungseinheit
23: Auswahleinheit
24: Verdrahtungsprüfung-Bestätigungseinheit
A: Steuersystem für eine Industriemaschine

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2014/181438 [0003, 0005]
JP 2009165267 [0003, 0005]
JP 2005176525 [0003, 0005]

Claims

Steuersystem (A) für eine Industriemaschine, umfassend: eine Steuereinheit (2), die den Antrieb einer Antriebseinheit (3) der Industriemaschine steuert, eine Befehlseinheit (1), die einen Befehl zu der Steuereinheit (2) ausgibt, und eine Verdrahtungsfehler-Erfassungsvorrichtung (10), die einen Verdrahtungsfehler in einem System der Steuereinheit (2) und der Antriebseinheit (3) basierend auf einem Rückkopplungswert eines tatsächlichen Antriebs der Antriebseinheit (3) beim Starten der Industriemaschine erfasst.
Steuersystem (A) für eine Industriemaschine nach Anspruch 1, wobei die Verdrahtungsfehler-Erfassungsvorrichtung (10) einen Verdrahtungsfehler durch das Vergleichen des Rückkopplungswerts, der eine aktuelle Position der Antriebseinheit (3) ist, mit einem von der Befehlseinheit (1) ausgegebenen Befehlswert erfasst.
Steuersystem (A) für eine Industriemaschine nach Anspruch 1, wobei die Verdrahtungsfehler-Erfassungsvorrichtung (10) einen Verdrahtungsfehler durch das Vergleichen einer Positionsabweichung des Rückkopplungswerts, die eine Differenz zwischen einer aktuellen Position der Antriebseinheit (3) und einem von der Befehlseinheit (1) ausgegebenen Befehlswert ist, mit einem zuvor für das Erfassen eines Verdrahtungsfehlers gesetzten Alarmerfassungsschwellwert einer Positionsabweichung erfasst.
Steuersystem (A) für eine Industriemaschine, das umfasst: eine Steuereinheit (2), die den Antrieb einer Antriebseinheit (3) der Industriemaschine steuert, und eine Befehlseinheit (1), die einen Befehl zu der Steuereinheit (2) ausgibt, wobei, um zu verhindern, dass eine Maschine einen gefährlichen Betrieb beim Starten der Industriemaschine durchführt, das Steuersystem (A) konfiguriert ist zum Starten der Maschine in einem Startmodus, in dem eine Verminderung eines Alarmschwellwerts oder eines Drehmomentgrenzwerts erzwungen wird.
Steuersystem (A) für eine Industriemaschine nach Anspruch 4, das weiterhin eine Verdrahtungsfehler-Erfassungsvorrichtung (10) umfasst, die einen Verdrahtungsfehler in einem System der Steuereinheit (2) und der Antriebseinheit (3) basierend auf einem Rückkopplungswert des tatsächlichen Antriebs der Antriebseinheit (3) erfasst, wobei, wenn die Industriemaschine in einem Startmodus startet und eine Verdrahtungsfehlererfassung durch die Verdrahtungsfehler-Erfassungsvorrichtung (10) an allen Antriebseinheiten (3) durchgeführt wird und kein Verdrahtungsfehler in allen Antriebseinheiten (3) vorliegt, das Steuersystem (A) derart konfiguriert ist, dass automatisch zu einem normalen Betriebsmodus gewechselt wird.
Steuersystem (A) für eine Industriemaschine nach Anspruch 5, wobei die Verdrahtungsfehler-Erfassungsvorrichtung (10) enthält: eine Startmodus-Bestätigungseinheit (11), die einen Stromversorgungsbetrieb einer Maschine erfasst und bestätigt, ob der Modus ein normaler Betriebsmodus oder ein Startmodus ist, in dem ein Alarmerfassungsschwellwert oder ein Drehmomentbegrenzungswert niedriger gesetzt ist als ein Alarmerfassungsschwellwert oder ein Drehmomentsteuergrenzwert in dem normalen Betriebsmodus, eine Anormalitätserfassungseinheit (16), die das Vorhandensein oder die Abwesenheit eines Verdrahtungsfehlers in dem System der Steuereinheit (2) und der Antriebseinheit (3) basierend auf einem Rückkopplungswert in dem Startmodus erfasst, und eine Verdrahtungsprüfung-Befehlseinheit (13), die, wenn die Startmodus-Bestätigungseinheit (11) einen Startbetrieb der Maschine erfasst und ein Erfassungsergebnis empfängt, die Ausgabe eines Befehls für das Durchführen einer Verdrahtungsprüfung von der Befehlseinheit (1) zu der Steuereinheit (2) und der Anormalitätserfassungseinheit (16) veranlasst.
Steuersystem (A) für eine Industriemaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, 5 und 6, wobei die Befehlseinheit (1) den Rückkopplungswert zu einer Zeit nach Ablauf einer fixen Zeit seit dem Antriebsstart der Antriebseinheit (3) oder zu einer Vielzahl von Zeiten eines beliebigen Zeitbands nach Ablauf der fixen Zeit erhält und die Befehlseinheit (1) einen Verdrahtungsfehler in dem System der Steuereinheit (2) und der Antriebseinheit (3) basierend auf dem Rückkopplungswert erfasst.
Steuersystem (A) für eine Industriemaschine nach Anspruch 6 oder 7, das weiterhin eine Verdrahtungsprüfung-Betriebseinheit (20) umfasst, das die Ausgabe eines Befehls für das Durchführen einer Verdrahtungsprüfung zu einer beliebigen Zeit von der Verdrahtungsprüfung-Befehlseinheit (13) zu der Steuereinheit (2) und der Anormalitätserfassungseinheit (16) veranlasst.
Steuersystem (A) für eine Industriemaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei eine Vielzahl von Antriebseinheiten (3) in einem System eines Steuersystems vorgesehen ist und das Steuersystem (A) derart konfiguriert ist, dass ein Rückkopplungswert eines tatsächlichen Antriebs der Antriebseinheit (3) von jeder aus der Vielzahl von Antriebseinheiten (3) erhalten wird.
Steuersystem (A) für eine Industriemaschine nach einem der Ansprüche 4 bis 9, wobei zu einer beliebigen Zeit zu dem Startmodus gewechselt werden kann.
Steuersystem (A) für eine Industriemaschine nach einem der Ansprüche 4 bis 10, wobei in dem Startmodus kein normaler Betrieb möglich ist.