DE112021007003T5 - Auswahlvorrichtung, Kommunikationsregelungsvorrichtung, Simulationsvorrichtung und Aufzeichnungsmedium - Google Patents

Auswahlvorrichtung, Kommunikationsregelungsvorrichtung, Simulationsvorrichtung und Aufzeichnungsmedium Download PDF

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Abstract

Die vorliegende Erfindung ermöglicht es, eine Übertragungsmenge oder die Anzahl der Positionsdaten, die bei der Betriebssimulation einer industriellen Maschine benutzt werden, in Abhängigkeit vom Zustand der industriellen Maschine dynamisch zu verändern. Diese Auswahlvorrichtung dient dazu, bei einer Betriebssimulation, die unter Verwendung von Positionsdaten eines Beobachtungsobjekts durchgeführt werden soll, die zu benutzenden Positionsdaten des Beobachtungsobjekts auszuwählen. Die Auswahlvorrichtung umfasst: eine Positionserfassungseinheit, die Positionsdaten einschließlich Koordinatenwerten, die die Position des Beobachtungsobjekts angeben, erfasst; eine Zustandserfassungseinheit, die den Zustand des Beobachtungsobjekts einschließlich eines Betriebsbefehls, der von einer Vorrichtung zur Steuerung des Beobachtungsobjekts an das Beobachtungsobjekt übertragen wird, und mindestens eines Datenelements, das nicht auf dem Betriebsbefehl für das Beobachtungsobjekt basiert, erfasst; eine Schlimmstfalländerungsbetragsberechnungseinheit, die auf der Grundlage des Zustands des Beobachtungsobjekts einen Schlimmstfalländerungsbetrag in der Genauigkeit der Betriebssimulation zwischen dem Fall, in dem die Positionsdaten für einen die Betriebssimulation betreffenden Berechnungsprozess benutzt werden, und dem Fall, in dem die Daten nicht benutzt werden, berechnet; und eine Auswahleinheit, die für die Betriebssimulation zu benutzende Positionsdaten auf der Grundlage des von der Schlimmstfalländerungsbetragsberechnungseinheit berechneten Schlimmstfalländerungsbetrags auswählt.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • The vorliegende Erfindung betrifft eine Auswahlvorrichtung, eine Kommunikationsregelungsvorrichtung, eine Simulationsvorrichtung und ein Aufzeichnungsmedium.
  • STAND DER TECHNIK
  • Eine Technologie wurde vorgeschlagen um Positionsdaten einer Regelungsvorrichtung zu sammeln, die eine industrielle Maschine wie ein Maschinenwerkzeug oder einen Roboter steuert/regelt, und eine Bewegungssimulation (umfassend eine Inferenzprüfung) der industriellen Maschine durchführt, unter Nutzung der gesammelten Positionsdaten. Siehe z.B. Patentdokument 1.
  • Patentdokument 1: Japanisches Patent Nr. 4221016
  • OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
  • Von der Erfindung zu lösende Probleme
  • Das Nichtbenutzen eines Teils der gesammelten Positionsdaten (z.B. Positionsdaten, die gesammelt wurden, während die Maschine angehalten war) in der Bewegungssimulation oder Nichtübertragen eines Teils der gesammelten Positionsdaten zu einer Simulationsvorrichtung, die die Bewegungssimulation durchführt, wirkt sich nicht immer auf die Genauigkeit der Simulation aus, abhängig vom Regelungszustand der industriellen Maschine.
  • Das Nutzen von genaueren Positionsdaten in der Bewegungssimulation oder das Übertragen von mehr Positionsdaten zur Simulationsvorrichtung als nötig, selbst falls dies nicht zu tun, die Genauigkeit der Simulation nicht verringert, kann problematisch sein, aufgrund der für die arithmetische Verarbeitung oder für die Übertragungsverarbeitung der Positionsdaten benötigte Zeit.
  • Es ist daher wünschenswert, dass die Anzahl der Positionsdatenpunkte bzw. das Übertragungsvolumen der zu benutzenden Positionsdaten in einer Bewegungssimulation einer industriellen Maschine dynamisch in Abhängigkeit vom Zustand der industriellen Maschine veränderbar ist.
  • Mittel zum Lösen der Probleme
    • (1) Eine Auswahlvorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist eine Auswahlvorrichtung, um, wenn eine Bewegungssimulation eines Beobachtungsobjekts unter Verwendung von Positionsdaten des Beobachtungsobjekts durchgeführt wird, einen oder mehrere Positionsdatenpunkte auszuwählen, die in der Bewegungssimulation verwendet werden sollen, wobei die Auswahlvorrichtung umfasst:
      • eine Positionserfassungseinheit, die konfiguriert ist, Positionsdatenpunkte zu erfassen, die Koordinatenwerte umfassen, die Positionen des Beobachtungsobjekts anzeigen;
      • eine Zustandserfassungseinheit, die konfiguriert ist, einen Zustand des Beobachtungsobjekts zu erfassen, der mindestens einen von einem Bewegungsbefehl, der von einer Vorrichtung, die das Beobachtungsobjekt regelt, an das Beobachtungsobjekt übertragen wird, oder von Daten, die nicht auf dem Bewegungsbefehl für das Beobachtungsobjekt basieren, umfasst;
      • eine Schlimmstfalländerungsbetragsberechnungseinheit (oder Worst-Case-Änderungsbetragsberechnungseinheit), die konfiguriert ist, für jeden der Positionsdatenpunkte einen Schlimmstfalländerungsbetrag (oder Worst-Case-Änderungsbetrag) in der Genauigkeit der Bewegungssimulation zu berechnen, der sich entweder aus der Verwendung des Positionsdatenpunkts oder aus der Nichtverwendung des Positionsdatenpunkts in der die Bewegungssimulation betreffenden arithmetischen Verarbeitung ergibt, basierend auf dem Zustand des Beobachtungsobjekts; und
      • eine Auswahleinheit, die konfiguriert ist, einen oder mehrere Positionsdatenpunkte auszuwählen, die in der Bewegungssimulation verwendet werden sollen, basierend auf dem von der Schlimmstfalländerungsbetragsberechnungseinheit berechneten Schlimmstfalländerungsbetrag.
    • (2) Eine Kommunikationsregelungsvorrichtung gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist eine Kommunikationsregelungsvorrichtung, die kommunikativ mit einer Simulationsvorrichtung zur Durchführung einer Bewegungssimulation eines Beobachtungsobjekts verbunden ist, wobei die Kommunikationsregelungsvorrichtung umfasst:
      • die in (1) beschriebene Auswahlvorrichtung; und
      • eine Übertragungsvolumenregelungseinheit, die konfiguriert, basierend auf einem Ergebnis der Auswahl durch die Auswahlvorrichtung ein Volumen der an die Simulationsvorrichtung zu übertragenden Positionsdaten zu bestimmen.
    • (3) Eine Simulationsvorrichtung gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist eine Simulationsvorrichtung zum Durchführen einer Bewegungssimulation eines Beobachtungsobjekts, wobei die Simulationsvorrichtung umfasst:
      • die in (1) beschriebene Auswahlvorrichtung; und
      • eine Nutzungsvolumenregelungseinheit, die konfiguriert ist, die Anzahl der Positionsdatenpunkte zu bestimmen, die in der Bewegungssimulation basierend auf einem Ergebnis der Auswahl durch die Auswahlvorrichtung zu benutzen sind.
    • (4) Ein Aufnahmemedium gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist ein computerlesbares Aufnahmemedium, auf dem ein Programm aufgezeichnet ist, das einen Computer veranlasst, als die folgenden Einheiten zu arbeiten, um, wenn eine Bewegungssimulation eines Beobachtungsobjekts unter Verwendung von Positionsdaten des Beobachtungsobjekts durchgeführt wird, einen oder mehrere Positionsdatenpunkte auszuwählen, die in der Bewegungssimulation benutzt werden:
      • eine Datenerfassungseinheit, die konfiguriert ist, Positionsdatenpunkte zu erfassen, die Koordinatenwerte enthalten, die Positionen des Beobachtungsobjekts anzeigen;
      • eine Zustandserfassungseinheit, die konfiguriert ist, einen Zustand des Beobachtungsobjekts zu erfassen, der mindestens einen von einem Bewegungsbefehl, der von einer Vorrichtung, die das Beobachtungsobjekt regelt, an das Beobachtungsobjekt übertragen wird, oder von Daten, die nicht auf dem Bewegungsbefehl für das Beobachtungsobjekt basieren, enthält;
      • eine Schlimmstfalländerungsbetragsberechnungseinheit, die konfiguriert ist, für jeden der Positionsdatenpunkte einen Schlimmstfalländerungsbetrag in der Genauigkeit der Bewegungssimulation zu berechnen, der sich daraus ergibt, dass entweder der Positionsdatenpunkt benutzt wird oder der Positionsdatenpunkt in der auf die Bewegungssimulation bezogenen arithmetischen Verarbeitung nicht benutzt wird, basierend auf dem Zustand des Beobachtungsobjekts; und
      • eine Auswahleinheit, die konfiguriert ist, einen oder mehrere Positionsdatenpunkte auszuwählen, die in der Bewegungssimulation benutzt werden sollen, basierend auf dem berechneten Schlimmstfalländerungsbetrag.
  • Wirkungen der Erfindung
  • Die Aspekte der vorliegenden Erfindung machen es möglich, die Anzahl der Positionsdatenpunkte oder das Übertragungsvolumen der Positionsdaten, die in einer Bewegungssimulation einer industriellen Maschine benutzt werden sollen, in Abhängigkeit vom Zustand der industriellen Maschine dynamisch zu verändern.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
    • 1 ist ein funktionales Blockdiagramm, das ein Beispiel für eine funktionale Konfiguration eines Simulationssystems gemäß einer ersten Ausführungsform darstellt;
    • 2 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für zu erfassende Positionsdatenpunkte zeigt;
    • 3 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für Positionsdatenpunkte in einem Fall zeigt, in dem der Zustand eines Beobachtungsobjekts Linearinterpolation auf einer linearen Achse ist;
    • 4 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen Positionsdatenpunkten und einem Rundungsfehler zeigt;
    • 5 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für Linearinterpolation auf einer linearen Achse in einem Fall zeigt, in dem der Zustand des Beobachtungsobjekts eine Grenze einschließt;
    • 6 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für Positionsdatenpunkte in einem Fall zeigt, in dem der Zustand des Beobachtungsobjekts eine Kurveninterpolation auf einer linearen Achse ist;
    • 7 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für die Berechnung eines Schlimmstfalländerungsbetrags für den Fall zeigt, dass der Zustand des Beobachtungsobjekts eine Kurveninterpolation auf der Linearachse ist;
    • 8 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für eine Bewegung des Beobachtungsobjekts in einem Fall zeigt, in dem eine Linearinterpolation auf der Drehachse durchgeführt wird;
    • 9 ist ein Flussdiagramm zur Beschreibung der Verarbeitung der Datenkommunikation im Simulationssystem;
    • 10 ist ein Flussdiagramm zur Beschreibung der Details der Prozesse bei der Auswahlverarbeitung für den Fall, dass der Zustand des Beobachtungsobjekts eine Linearinterpolation auf der Linearachse ist, wie in Schritt S5 in 9 gezeigt;
    • 11 ist ein Flussdiagramm zur Beschreibung der Details von Prozessen bei der Auswahlverarbeitung für den Fall, dass der Zustand des Beobachtungsobjekts eine Kurveninterpolation auf der Linearachse oder eine Interpolation auf der Drehachse ist, dargestellt in Schritt S6 in 9;
    • 12 ist ein funktionales Blockdiagramm, das ein Beispiel für eine funktionale Konfiguration eines Simulationssystems gemäß einer zweiten Ausführungsform darstellt; und
    • 13 ist ein Flussdiagramm zur Beschreibung der arithmetischen Verarbeitung in dem Simulationssystem.
  • BEVORZUGTE MODI ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
  • <Erste Ausführungsform>
  • Im Folgenden wird eine Konfiguration der vorliegenden Ausführungsform im Detail unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Die vorliegende Ausführungsform wird anhand eines Beispiels beschrieben, bei dem ein Werkzeug oder ein Werkstück in einer industriellen Maschine ein Beobachtungsobjekt ist. Es ist zu beachten, dass die vorliegende Erfindung auch auf Fälle anwendbar ist, in denen eine Regelungsvorrichtung, die die industrielle Maschine regelt, ein Beobachtungsobjekt ist.
  • 1 ist ein funktionales Blockdiagramm, das ein Beispiel für eine funktionale Konfiguration eines Simulationssystems gemäß einer ersten Ausführungsform darstellt.
  • Wie in 1 dargestellt, umfasst ein Simulationssystem 1 ein Maschinenwerkzeug 10 (oder Werkzeugmaschine 10), eine Regelungsvorrichtung 20 (oder Steuerungsvorrichtung 20), eine Auswahlvorrichtung 30, eine Kommunikationsregelungsvorrichtung 40, und eine Simulationsvorrichtung 50.
  • Das Maschinenwerkzeug 10, die Regelungsvorrichtung 20, die Auswahlvorrichtung 30, die Kommunikationsregelungsvorrichtung 40 und die Simulationsvorrichtung 50 können über nicht dargestellte Verbindungsschnittstellen direkt miteinander verbunden sein. Alternativ können das Maschinenwerkzeug 10, die Regelungsvorrichtung 20, die Auswahlvorrichtung 30, die Kommunikationsregelungsvorrichtung 40 und die Simulationsvorrichtung 50 über ein Netzwerk, wie z.B. ein lokales Bereichsnetzwerk (LAN), miteinander verbunden sein. In diesem Fall können das Maschinenwerkzeug 10, die Regelungsvorrichtung 20, die Auswahlvorrichtung 30, die Kommunikationsregelungsvorrichtung 40 und die Simulationsvorrichtung 50 jeweils über eine nicht dargestellte Kommunikationseinheit verfügen, um über eine solche Verbindung miteinander zu kommunizieren.
  • Die Auswahlvorrichtung 30 wird als eine von der Kommunikationsregelungsvorrichtung 40 getrennte Vorrichtung beschrieben, kann aber, wie unten beschrieben, in die Kommunikationsregelungsvorrichtung 40 integriert sein. Darüber hinaus können die Auswahlvorrichtung 30 und die Kommunikationsregelungsvorrichtung 40 in die Regelungsvorrichtung 20 integriert sein.
  • Das Maschinenwerkzeug 10 ist ein beliebiges, dem Fachmann bekanntes Maschinenwerkzeug (z.B. ein fünfachsiges Bearbeitungszentrum) und führt Bewegungen basierend auf Bewegungsbefehlen der unten beschriebenen Regelungsvorrichtung 20 durch.
  • Bei der Regelungsvorrichtung 20 handelt es sich z.B. um eine dem Fachmann bekannte numerische Regelungsvorrichtung. Die Regelungsvorrichtung 20 erzeugt Bewegungsbefehle basierend auf Regelungsinformationen und überträgt die erzeugten Bewegungsbefehle an das Maschinenwerkzeug 10. Auf diese Weise regelt die Regelungsvorrichtung 20 die Bewegungen des Maschinenwerkzeugs 10.
  • Insbesondere regelt die Regelungsvorrichtung 20 das Maschinenwerkzeug 10, um das Maschinenwerkzeug 10 zu veranlassen, einen vorbestimmten Bearbeitungsprozess durchzuführen. Der Regelungsvorrichtung 20 wird ein Bearbeitungsprogramm vorgegeben, das die Bewegungen des Maschinenwerkzeugs 10 beschreibt. Basierend auf dem vorgegebenen Bearbeitungsprogramm stellt die Regelungsvorrichtung 20 Bewegungsbefehle her, die Anweisungen wie Bewegungsanweisungen für Achsen und Rotationsanweisungen für einen Motor, der eine Spindel antreibt, umfassen, und überträgt die Bewegungsbefehle an das Maschinenwerkzeug 10, um Motoren des Maschinenwerkzeugs 10 zu regeln. Auf diese Weise führt das Maschinenwerkzeug 10 den vorgegebenen Prozess aus.
  • Bei der Erstellung eines Bewegungsbefehls führt die Regelungsvorrichtung 20 basierend auf dem Regelprogramm eine Linearinterpolation oder Kurveninterpolation auf einer in dem Maschinenwerkzeug 10 enthaltenen linearen Achse durch oder führt eine Interpolation auf einer in dem Maschinenwerkzeug 10 enthaltenen Drehachse durch und erzeugt Positionsdatenpunkte, die Koordinatenwerte enthalten, die die Positionen des Beobachtungsobjekts für jeden Regelzyklus angeben. Wie im Folgenden beschrieben, überträgt die Regelungsvorrichtung 20 zusammen mit dem Bewegungsbefehl die für jeden Regelungszyklus erzeugten Positionsdatenpunkte des Beobachtungsobjekts und von dem Maschinenwerkzeug 10 erfasste Daten (z. B. Motordrehzahl oder Drehmoment), die nicht auf dem Bewegungsbefehl für das Beobachtungsobjekt basieren, an die Auswahlvorrichtung 30.
  • Handelt es sich bei dem Maschinenwerkzeug 10 beispielsweise um einen Roboter, kann die Regelungsvorrichtung 20 beispielsweise ein Roboterregler sein.
  • Die Regelungsvorrichtung 20 ist nicht auf die Regelung des Maschinenwerkzeug 10 oder eines Roboters beschränkt und kann allgemein zum Regeln von industriellen Maschinen angewendet werden. Beispiele für industrielle Maschinen umfassen verschiedene Maschinen wie Maschinenwerkzeuge, Industrieroboter, Serviceroboter, Schmiedemaschinen und Spritzgießmaschinen. Darüber hinaus kann die Regelungsvorrichtung 20 als statische Information Informationen wie die Attribute jeder Achse des Maschinenwerkzeugs 10 hinzufügen, d. h. einen Ort, an dem sich das Beobachtungsobjekt befindet, und angeben, ob es sich bei der Achse um eine Linearachse oder eine Drehachse handelt.
  • Die vorliegende Ausführungsform wird anhand eines Beispiels beschrieben, bei dem die Regelungsvorrichtung 20 eine numerische Regelungsvorrichtung ist.
  • Bei der Simulationsvorrichtung 50 handelt es sich beispielsweise um einen Computer, der eine Bewegungssimulation (einschließlich Interferenzprüfung) des Maschinenwerkzeugs 10 unter Verwendung von Positionsdaten des Beobachtungsobjekts wie eines Werkzeugs oder eines Werkstücks durchführt, die über die unten beschriebene Kommunikationsregelungsvorrichtung 40 empfangen werden. Es ist zu beachten, dass die Bewegungssimulation nach einem bekannten Verfahren durchgeführt werden kann, dessen detaillierte Beschreibung hier ausgelassen wird.
  • Wie in 1 gezeigt, umfasst die Auswahlvorrichtung 30 eine Positionserfassungseinheit 310, eine Zustandserfassungseinheit 311, eine Schlimmstfalländerungsbetragsberechnungseinheit 312 (oder Worst-Case-Änderungsbetragsberechnungseinheit) und eine Auswahleinheit 313.
  • Die Auswahlvorrichtung 30 umfasst einen nicht gezeigten arithmetischen Prozessor, wie z. B. eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU), um den Betrieb der in 1 gezeigten Funktionsblöcke zu implementieren. Die Auswahlvorrichtung 30 umfasst auch eine nicht dargestellte Hilfsspeichereinrichtung, wie z. B. einen Festwertspeicher (ROM) oder ein Festplattenlaufwerk (HDD), in dem verschiedene Regelprogramme gespeichert sind, und eine nicht dargestellte Hauptspeichereinrichtung, wie z. B. einen Direktzugriffsspeicher (RAM) zum Speichern von Daten, die vorübergehend für den arithmetischen Prozessor zur Ausführung der Programme benötigt werden.
  • In der Auswahlvorrichtung 30 liest der arithmetische Prozessor ein Betriebssystem und eine Anwendungssoftware aus dem Hilfsspeicher und führt eine auf dem Betriebssystem und der Anwendungssoftware basierende arithmetische Verarbeitung durch, während er das gelesene Betriebssystem und die Anwendungssoftware in der Hauptspeichereinrichtung einsetzt. Basierend auf den Ergebnissen der arithmetischen Verarbeitung steuert die Auswahlvorrichtung 30 jedes Teil der Hardware. So sind die Funktionen der Positionserfassungseinheit 310, der Zustandserfassungseinheit 311, der Schlimmstfalländerungsbetragsberechnungseinheit 312 und der Auswahleinheit 313 implementiert. Das heißt, die Auswahlvorrichtung 30 kann durch die Zusammenarbeit von Hardware und Software implementiert werden.
  • Die Positionserfassungseinheit 310 erfasst über die Regelungsvorrichtung 20 Positionsdatenpunkte einschließlich Koordinatenwerten, die Positionen des Beobachtungsobjekts, wie beispielsweise eines Werkzeugs oder eines Werkstücks, in dem Maschinenwerkzeug 10 angeben.
  • Insbesondere erfasst die Positionserfassungseinheit 310 eine vorgegebene Anzahl von Positionsdatenpunkten in jedem vorgegebenen Zyklus. Die erste Ausführungsform benutzt einen Kommunikationsregelungszyklus als voreingestellten Zyklus und wird anhand eines Beispiels beschrieben, bei dem acht Positionsdatenpunkte pro Zyklus von der Vorrichtung 20 erfasst werden. Es ist zu beachten, dass diese Einstellungen nur Beispiele sind und auf beliebige Werte konfiguriert werden können.
  • 2 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für zu erfassende Positionsdatenpunkte zeigt. Es ist zu beachten, dass 2 ein Beispiel für die Abtastung von Positionsdaten zeigt, die in einer Bewegungssimulation (oder Interferenzprüfung) in einer Konfiguration benutzt werden, in der das Maschinenwerkzeug 10, das von der Regelungsvorrichtung 20 geregelt wird, ein fünfachsiges Bearbeitungszentrum ist.
  • Wie in 2 dargestellt, umfasst die Bahn eines Werkzeugs im Bearbeitungsprogramm beispielsweise vier Bahnsegmente N1 bis N4. Im Bahnsegment N1 wird eine Linearinterpolation auf einer Linearachse des Werkzeugs durchgeführt. Im Bahnsegment N2 wird eine Interpolation auf einer Drehachse des Werkzeugs durchgeführt, um die Lage des Werkzeugs zu verändern. Im Bahnsegment N3 wird eine Linearinterpolation auf einer Linearachse des Werkzeugs wie im Bahnsegment N1 durchgeführt. Im Bahnsegment N4 wird eine Linearinterpolation auf einer linearen Achse des Werkzeugs durchgeführt, um das Werkzeug zurückzufahren, und die Achse bleibt am Endpunkt des Segments N4 stehen. Es ist zu beachten, dass die Kreise in 2 interpolierte Positionsdatenpunkte einer Mittelposition des Werkzeugs anzeigen, und die Doppelkreise zeigen Positionsdatenpunkte an, die von der unten beschriebenen Auswahleinheit 313 ausgewählt wurden.
  • Die Zustandserfassungseinheit 311 erfasst den Zustand des Beobachtungsobjekts, der mindestens einen der von der Regelungsvorrichtung 20 an das Beobachtungsobjekt übertragenen Bewegungsbefehle oder Daten umfasst, die nicht auf dem Bewegungsbefehl für das Beobachtungsobjekt basieren.
  • Insbesondere erfasst die Zustandserfassungseinheit 311, wie oben beschrieben, als Zustand des Beobachtungsobjekts den Bewegungsbefehl, der Anweisungen umfasst, die durch Blöcke im Bearbeitungsprogramm angegeben sind, wie z. B. Bewegungsanweisungen für die Achsen des Maschinenwerkzeugs 10 und Rotationsanweisungen für den Motor, der die Spindel antreibt, zusammen mit den zusätzlichen statischen Informationen. In einer Beispielkonfiguration, in der das Maschinenwerkzeug 10 ein Fünf-Achsen-Bearbeitungszentrum ist, verfügt das Maschinenwerkzeug 10 über drei Linearachsen in XYZ-Achsrichtungen und zwei Drehachsen (Drehung/Schwenkung), und der von der Regelungsvorrichtung 20 an das Beobachtungsobjekt übertragene Bewegungsbefehl oder der Bewegungsbefehl für das Beobachtungsobjekt umfasst beispielsweise „Linearachsen-Linearinterpolation-Ein“, „Linearachsen-Kurveninterpolation-Ein“ und „Drehachsen-Interpolation-Ein“.
  • Alternativ oder zusätzlich kann die Zustandserfassungseinheit 311 als Zustand des Beobachtungsobjekts auch Daten erfassen, die nicht auf dem Bewegungsbefehl für das Beobachtungsobjekt basieren (z. B. Motordrehzahl oder Drehmoment). Es ist zu beachten, dass sich die Motordrehzahl und das Drehmoment sowie die Position des Beobachtungsobjekts entsprechend dem auf dem Bearbeitungsprogramm basierenden Bewegungsbefehl ändern, sich aber auch aufgrund einer externen Kraft ändern können, die beispielsweise von einer anderen Vorrichtung als dem Maschinenwerkzeug 10 oder einem Menschen auf das Beobachtungsobjekt ausgeübt wird, ohne auf dem Bewegungsbefehl zu basieren. Die Zustandserfassungseinheit 311 erfasst daher die Motordrehzahl, das Motordrehmoment oder die Position des Beobachtungsobjekts als die Daten, die nicht auf dem Bewegungsbefehl für das Beobachtungsobjekt basieren.
  • Infolgedessen kann die Auswahlvorrichtung 30 den Zustand des Beobachtungsobjekts in den erfassten Positionsdatenpunkten genauer erfassen.
  • Basierend auf dem Zustand des Beobachtungsobjekts berechnet die Schlimmstfalländerungsbetragsberechnungseinheit 312 für jeden der Positionsdatenpunkte einen Schlimmstfalländerungsbetrag (oder Worst-Case-Änderungsbetrag), der die maximal mögliche Änderung der Genauigkeit der Bewegungssimulation angibt, die sich daraus ergibt, dass der Positionsdatenpunkt bei der die Bewegungssimulation in der Simulationsvorrichtung 50 betreffenden arithmetischen Verarbeitung entweder benutzt oder nicht benutzt wird.
  • Im Folgenden wird der Betrieb der Schlimmstfalländerungsbetragsberechnungseinheit 312 in den folgenden Fällen des Zustands des Beobachtungsobjekts beschrieben: (1) Linearinterpolation der Linearachse, (2) Kurveninterpolation der Linearachse oder Drehachse, und (3) Achsenstopp.
  • (1) Fall, in dem der Zustand des Beobachtungsobjekts Linearachsen-Linearinterpolation-Ein ist
  • 3 ist ein Diagramm, das ein Beispiel von Positionsdatenpunkten für den Fall zeigt, dass der Zustand des Beobachtungsobjekts Linearinterpolation auf der Linearachse ist.
  • Wie in 3 dargestellt, erfasst die Positionserfassungseinheit 310 von der Regelungsvorrichtung 20 acht Positionsdatenpunkte (P0 bis P7) pro Kommunikationsregelungszyklus. 4 zeigt die Beziehung zwischen den Positionsdatenpunkten P0 bis P7 und der Linearinterpolation, die durch eine durchgezogene Linie repräsentiert ist. Ein Abstand di von einem Positionsdatenpunkt Pi zur Linie der Linearinterpolation beträgt ungefähr (V3)s (i ist eine natürliche Zahl von 0 bis 7), wobei ein Rundungsfehler in jeder der XYZ-Achsrichtungen der Regelungsvorrichtung 20 ± ε beträgt.
  • Dementsprechend berechnet die Schlimmstfalländerungsbetragsberechnungseinheit 312 in dem Fall, in dem der Zustand des Beobachtungsobjekts, der von der Erfassungseinheit 311 von der Regelungsvorrichtung 20 erfasst wird, widerspiegelt, dass die Linearinterpolation (Bewegungsbefehl für das Maschinenwerkzeug 10) ohne Biegung, wie in 3 gezeigt, auf einer Linearachse (statische Information) eingeschaltet ist, den Schlimmstfalländerungsbetrag, der (V3)s für den Positionsdatenpunkt Pi beträgt.
  • In einem Fall, in dem eine Grenze zwischen zwei oder mehr aufeinanderfolgenden Bewegungsbefehlen für das Beobachtungsobjekt aus Bewegungsbefehlen für das Beobachtungsobjekt erkannt wird, die von der Zustandserfassungseinheit 311 erfasst werden, wie in 5 gezeigt, kann die Schlimmstfalländerungsbetragsberechnungseinheit 312 den ungünstigsten Änderungsbetrag in der Genauigkeit der Bewegungssimulation berechnen, der daraus resultiert, dass entweder die Grenze zwischen den Bewegungsbefehlen verwendet wird oder die Grenze zwischen den Bewegungsbefehlen in der arithmetischen Verarbeitung im Zusammenhang mit der Bewegungssimulation nicht verwendet wird. Beispielsweise ist in einem Fall, in dem es eine Biegung oder eine Begrenzung am Positionsdatenpunkt P3 gibt, wie in 5 gezeigt, ein Abstand d3 vom Positionsdatenpunkt P3 zu einer geraden Linie, die die Positionsdatenpunkte P2 und P4 nebeneinander verbindet, kürzer als die Länge einer beliebigen Seite eines Dreiecks P2P3P4, das die drei Positionsdatenpunkte P2, P3 und P4 umfasst, bezeichnet durch d3 ≤ Länge der Seite P2P3 und d3 ≤ Länge der Seite P3P4. Die Beziehung zwischen dem Abstand d3 und „D“ ist beispielsweise d3 ≤ D, wobei „D“ der Bewegungsbetrag pro Zeiteinheit des Beobachtungsobjekts (proportional zur Bewegungsgeschwindigkeit des Beobachtungsobjekts) gemäß der Steuerung der Regelungsvorrichtung 20 ist, weil die Länge der Seite P2P3, die das Intervall der Linearinterpolation ist, ≤ D und die Länge der Seite P3P4 ebenfalls ≤ D ist. Dementsprechend berechnet die Schlimmstfalländerungsbetragsberechnungseinheit 312 den Schlimmstfalländerungsbetrag D für den Positionsdatenpunkt P3, der eine Begrenzung darstellt. Es ist zu beachten, dass D > (√3) ε ist.
  • Des Weiteren berechnet die Schlimmstfalländerungsbetragsberechnungseinheit 312 für den Fall, dass der Zustand des Beobachtungsobjekts eine Linearachsen-Linearinterpolation-Ein ist, den Schlimmstfalländerungsbetrag „M“ für die Positionsdatenpunkte P0 und P4, um sicherzustellen, dass der erste Positionsdatenpunkt P0 und der mittlere Positionsdatenpunkt P4 unter den acht Positionsdatenpunkten P0 bis P7, die bei jedem Kommunikationsregelungszyklus erfasst werden, an die unten beschriebene Simulationsvorrichtung 50 übertragen werden. Es ist zu beachten, dass „M“ größer als (√3) ε ist und einen Wert hat, der ungefähr gleich „D“ ist.
  • Wie oben beschrieben, berechnet die Schlimmstfalländerungsbetragsberechnungseinheit 312 in dem Fall, in dem der Zustand des Beobachtungsobjekts Linearinterpolation-Ein ist, den Schlimmstfalländerungsbetrag für jeden Positionsdatenpunkt Pi, ohne die Werte der Positionsdatenpunkte P0 bis P7 zu benutzen, so dass die Auswahlvorrichtung 30 das Übertragungsvolumen der Positionsdaten, die in der Bewegungssimulation benutzt werden sollen, dynamisch ändern kann, ohne den Berechnungsbetrag zu erhöhen.
  • (2) Fall, in dem der Zustand des Beobachtungsobjekts eine Kurveninterpolation auf der Linearachse oder eine Interpolation auf der Drehachse ist
  • 6 ist ein Diagramm, das ein Beispiel von Positionsdatenpunkten für den Fall zeigt, dass der Zustand des Beobachtungsobjekts eine Kurveninterpolation auf der Linearachse ist. Es ist zu beachten, dass 6 zwar den Fall zeigt, in dem der Zustand des Beobachtungsobjekts eine Kurveninterpolation-Ein auf der Linearachse ist, die folgende Beschreibung aber auch für den Fall gilt, dass der Zustand des Beobachtungsobjekts eine Interpolation auf der Drehachse ist.
  • Wie in 6 dargestellt, erfasst die Positionserfassungseinheit 310 von der Regelungsvorrichtung 20 acht Positionsdatenpunkte (P0 bis P7) pro Kommunikationsregelungszyklus. In dem Fall, in dem der Zustand des Beobachtungsobjekts, der von der Datenerfassungseinheit 311 von der Regelungsvorrichtung 20 erfasst wird, widerspiegelt, dass beispielsweise die Kurveninterpolation-Ein (Bewegungsbefehl für das Maschinenwerkzeug 10) auf einer Linearachse (statische Information) eingeschaltet ist, berechnet die Schlimmstfalländerungsbetragsberechnungseinheit 312 eines Positionsdatenpunkts Pi eine Länge Hi von dem Positionsdatenpunkt Pi zu einem Liniensegment, das den Positionsdatenpunkt P0 und einen Positionsdatenpunkt P(i+1) verbindet, unter Verwendung des ersten Positionsdatenpunkts P0 als Referenz, wie in 7 gezeigt.
  • Insbesondere in dem Fall, in dem der Zustand des Beobachtungsobjekts eine Kurveninterpolation auf einer Linearachsen-Linearinterpolation-Ein ist, was mit anderen Worten eine Kreisinterpolation ist, befinden sich die Positionsdatenpunkte P0 bis P7 auf dem Umfang einer Krümmung ρ. Dementsprechend kann die Schlimmstfalländerungsbetragsberechnungseinheit 312 die Länge Hi von dem Positionsdatenpunkt Pi als Schlimmstfalländerungsbetrag des Positionsdatenpunkts Pi berechnen, da der Radius des Kreises, auf dem sich die Positionsdatenpunkte P0 bis P7 befinden, 1/ρ ist.
  • Ebenso benutzt die Schlimmstfalländerungsbetragsberechnungseinheit 312 jeden der Positionsdatenpunkte P1 bis P6 als Bezugspunkt und berechnet als Schlimmstfalländerungsbetrag die Länge Hi von dem Positionsdatenpunkt Pi zu dem Liniensegment, das den Bezugspositionsdatenpunkt und den Positionsdatenpunkt P(i+1) verbindet.
  • Wie oben beschrieben, berechnet in dem Fall, in dem der Zustand des Beobachtungsobjekts eine Kurveninterpolation auf einer Linearachse ist, die Schlimmstfalländerungsbetragsberechnungseinheit 312 den ungünstigsten Änderungsbetrag für jeden Positionsdatenpunkt Pi, ohne die Werte der Positionsdatenpunkte P0 bis P7 zu verwenden, so dass die Auswahlvorrichtung 30 das Übertragungsvolumen der in der Bewegungssimulation zu verwendenden Positionsdaten dynamisch ändern kann, ohne den Berechnungsaufwand in der Auswahlvorrichtung 30 und der Kommunikationsregelungsvorrichtung 40 zu erhöhen.
  • Es ist zu beachten, dass in einem Fall, in dem eine Drehachsen-Linearinterpolation-Ein durchgeführt wird (Koordinatenwerte auf einer Drehachse nehmen linear zu), das Beobachtungsobjekt (z.B. ein Werkstück) eine Kreisbewegung um seinen Drehpunkt durchführt, wie in 8 gezeigt. Da sich das Beobachtungsobjekt krummlinig bewegt, wird die Linearinterpolation auf der Drehachse genauso behandelt wie die Kurveninterpolation auf der Linearachse. Die Schlimmstfalländerungsbetragsberechnungseinheit 312 kann daher den Schlimmstfalländerungsbetrag nach demselben Verfahren wie bei der Kurveninterpolation und nicht nach dem Verfahren der Linearinterpolation berechnen.
  • (3) Fall, in dem der Zustand des Beobachtungsobjekts den Achsenstopp widerspiegelt
  • Die Positionserfassungseinheit 310 erfasst von der Regelungsvorrichtung 20 acht Positionsdatenpunkte (P0 bis P7) pro Kommunikationsregelungszyklus. In dem Fall, in dem der Zustand des Beobachtungsobjekts, der von der Zustandserfassungseinheit 311 von der Regelungsvorrichtung 20 erfasst wird, widerspiegelt, dass eine Achse (statische Information) gestoppt ist (die Motordrehzahl ist „0“), bestimmt die Schlimmstfalländerungsbetragsberechnungseinheit 312 für jeden der Positionsdatenpunkte P0 bis P7 den Schlimmstfalländerungsbetrag in der Genauigkeit der Simulation als „0“, da keine Änderung in der Genauigkeit der Simulation erwartet wird, selbst wenn nicht alle Positionsdatenpunkte P0 bis P7 an die Simulationsvorrichtung 50 übertragen werden.
  • Basierend auf dem Schlimmstfalländerungsbetrag, der von der Schlimmstfalländerungsbetragsberechnungseinheit 312 berechnet wird, wählt die Auswahleinheit 313 einen oder mehrere Positionsdatenpunkte aus, die in der Bewegungssimulation benutzt werden, die von der Simulationsvorrichtung 50 durchgeführt wird.
  • Im Folgenden wird der Betrieb der Auswahleinheit 313 in den folgenden Fällen des Zustands des Beobachtungsobjekts beschrieben: (1) Linearinterpolation der Linearachse, (2) Kurveninterpolation der Linearachse oder Drehachse, und (3) Achsenstopp.
  • (1) Fall, in dem der Zustand des Beobachtungsobjekts Linearachsen-Linearinterpolation-Ein ist
  • In dem Fall, in dem der Zustand des Beobachtungsobjekts Linearachsen-Linearinterpolation-Ein ist, wie in 3 gezeigt, wählt die Auswahleinheit 313 den ersten Positionsdatenpunkt P0, der durch einen Doppelkreis angezeigt wird, aus den acht Positionsdatenpunkten P0 bis P7 in einem Kommunikationssteuerungszyklus aus.
  • Die Auswahleinheit 313 wählt außerdem unter den Schlimmstfalländerungsbeträgen der Positionsdatenpunkte P1 bis P7 einen Positionsdatenpunkt Pi aus, dessen Schlimmstfalländerungsbetrag größer als ein vorgegebener Schwellenwert δ ist. Es ist zu beachten, dass der Satz δ auf einen Wert eingestellt werden kann, der größer als der Rundungsfehler (V3)s und kleiner als die Schlimmstfalländerungsbeträge „D“ und „M“ ist.
  • Das heißt, wenn der Zustand des Beobachtungsobjekts eine Linearachsen-Linearinterpolation-Ein ist, die keine Begrenzung beinhaltet, wie in 3 gezeigt, kann die Auswahleinheit 313 den durch einen Doppelkreis gekennzeichneten Positionsdatenpunkt P4 auswählen, der sich in der Mitte der Positionsdatenpunkte P1 bis P7 befindet und einen Schlimmstfalländerungsbetrag von „M“ aufweist. Handelt es sich bei dem Zustand des Beobachtungsobjekts um eine Linearachsen-Linearinterpolation-Ein, die eine Grenze umfasst, wie in 4 dargestellt, kann die Auswahleinheit 313 unter den Positionsdatenpunkten P1 bis P7 den Positionsdatenpunkt P4 auswählen, der einen Schlimmstfalländerungsbetrag von „M“ aufweist, und den Positionsdatenpunkt P3, der einen Schlimmstfalländerungsbetrag von „D“ aufweist.
  • Somit können bei maximaler Reduzierung die an die Simulationsvorrichtung 50 zu übertragenden Positionsdaten auf 1/4 reduziert werden, ohne die Genauigkeit der Bewegungssimulation zu verringern.
  • (2) Fall, in dem der Zustand des Beobachtungsobjekts eine Kurveninterpolation auf der Linearachsen-Kurveninterpolation-Ein oder eine Drehachsen-Interpolation-Ein ist
  • In dem Fall, in dem der Zustand des Beobachtungsobjekts eine Kurveninterpolation auf der Linearachse ist, wie in 6 gezeigt, wählt die Auswahleinheit 313 den ersten Positionsdatenpunkt P0, der durch einen Doppelkreis angezeigt wird, aus den acht Positionsdatenpunkten P0 bis P7 in einem Kommunikationssteuerungszyklus aus.
  • Die Auswahleinheit 313 wählt auch einen Positionsdatenpunkt Pi mit einem Schlimmstfalländerungsbetrag aus, der größer ist als der voreingestellte Schwellenwert basierend auf dem Schlimmstfalländerungsbetrag, der von der Schlimmstfalländerungsbetragsberechnungseinheit 312 berechnet wird. In dem in 6 dargestellten Fall kann die Auswahleinheit 313 beispielsweise den Positionsdatenpunkt P2 auswählen, dessen Schlimmstfalländerungsbetrag größer als der Schwellenwert ist, basierend auf dem Schlimmstfalländerungsbetrag, der unter Verwendung des zuerst ausgewählten Positionsdatenpunkts P0 als Referenz berechnet wurde. Die Auswahleinheit 313 kann den Positionsdatenpunkt P4 auswählen, dessen Schlimmstfalländerungsbetrag größer als der Schwellenwert ist, basierend auf dem Schlimmstfalländerungsbetrag, der unter Verwendung des als nächstes als Referenz ausgewählten Positionsdatenpunkts P2 berechnet wurde. Die Auswahleinheit 313 kann den Positionsdatenpunkt P6 auswählen, der einen Schlimmstfalländerungsbetrag aufweist, der größer als der Schwellenwert ist, basierend auf dem Schlimmstfalländerungsbetrag, der unter Verwendung des als nächstes ausgewählten Positionsdatenpunkts P4 als Referenz berechnet wurde.
  • Somit können bei einer maximalen Reduzierung die an die Simulationsvorrichtung 50 zu übertragenden Positionsdaten auf 1/2 reduziert werden, ohne die Genauigkeit der Bewegungssimulation zu verringern.
  • Es ist zu beachten, dass in dem Fall, in dem der Zustand des Beobachtungsobjekts eine Kurveninterpolation-Ein auf der Drehachse ist, die Auswahleinheit 313 die Positionsdatenpunkte auf die gleiche Weise auswählt wie in dem Fall, in dem der Zustand des Beobachtungsobjekts eine Linearachsen-Linearinterpolation-Ein ist.
  • (3) Fall, in dem der Zustand des Beobachtungsobjekts den Achsenstopp widerspiegelt
  • Die Auswahleinheit 313 wählt nur den ersten Positionsdatenpunkt P0 aus, da alle Positionsdatenpunkte einen Schlimmstfalländerungsbetrag von „0“ haben.
  • Somit können die an die Simulationsvorrichtung 50 zu übertragenden Positionsdaten auf 1/8 reduziert werden, ohne die Genauigkeit der Bewegungssimulation zu verringern.
  • Wie in 1 dargestellt, umfasst die Kommunikationsregelungsvorrichtung 40 eine Übertragungsvolumenregelungseinheit 41 und eine Übertragungsprozess-Verarbeitungseinheit 42.
  • Die Kommunikationsregelungsvorrichtung 40 umfasst einen nicht dargestellten arithmetischen Prozessor, wie z.B. eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU), um den Betrieb der in 1 dargestellten Funktionsblöcke zu implementieren. Die Kommunikationsregelungsvorrichtung 40 umfasst auch eine nicht dargestellte Hilfsspeicher-Vorrichtung, wie z.B. einen Festwertspeicher (ROM) oder ein Festplattenlaufwerk (HDD), in dem verschiedene Regelprogramme gespeichert sind, und eine nicht dargestellte Hauptspeicher-Vorrichtung, wie z.B. einen Direktzugriffsspeicher (RAM) zum Speichern von Daten, die vorübergehend für den arithmetischen Prozessor zur Ausführung der Programme benötigt werden.
  • In der Kommunikationsregelungsvorrichtung 40 liest der arithmetische Prozessor ein Betriebssystem und eine Anwendungssoftware aus dem Hilfsspeicher und führt eine arithmetische Verarbeitung basierend auf dem Betriebssystem und der Anwendungssoftware durch, während er das gelesene Betriebssystem und die Anwendungssoftware in der Hauptspeichereinrichtung einsetzt. Basierend auf den Ergebnissen der arithmetischen Verarbeitung steuert die Kommunikationsregelungsvorrichtung 40 jedes Teil der Hardware. So werden die Funktionen der Übertragungsvolumenregelungseinheit 41 und der Übertragungsverarbeitungseinheit 42 implementiert. Das heißt, die Kommunikationsregelungsvorrichtung 40 kann durch das Zusammenwirken von Hardware und Software realisiert werden.
  • Die Übertragungsvolumenregelungseinheit 41 erfasst Positionsdatenpunkte, die von der Positionserfassungseinheit 310 der Regelungsvorrichtung 30 bei jedem Kommunikationsregelungszyklus erfasst werden, und das Ergebnis der Auswahl durch die Auswahleinheit 313. Basierend auf dem Ergebnis der Auswahleinheit bestimmt die Regelungseinheit 41 die Menge der Positionsdaten, die an die Simulationsvorrichtung 50 zu übertragen sind, die die Bewegungssimulation aus den bei jedem Kommunikationszyklus erfassten Positionsdatenpunkten P0 bis P7 durchführt.
  • Die Transferverarbeitungseinheit 42 überträgt die von der Übertragungsvolumenregelungseinheit 41 bestimmten Positionsdaten in dem Übertragungsvolumen an die Simulationsvorrichtung 50.
  • <Datenkommunikationsverarbeitung im Simulationssystem 1>
  • Im Folgenden wird der Ablauf der Datenkommunikationsverarbeitung im Simulationssystem 1 unter Bezugnahme auf 9 beschrieben.
  • 9 ist ein Flussdiagramm zur Beschreibung der Datenkommunikationsverarbeitung im Simulationssystem 1. Der in 9 dargestellte Ablauf wird jedes Mal ausgeführt, wenn Positionsdatenpunkte über die Regelungsvorrichtung 20 bei jedem Kommunikationsregelungszyklus empfangen werden.
  • In Schritt S1 erfasst die Positionserfassungseinheit 310 der Auswahlvorrichtung 30 über die Regelungsvorrichtung 20 Positionsdatenpunkte des Beobachtungsobjekts, wie beispielsweise eines Werkzeugs oder eines Werkstücks in des Maschinenwerkzeugs 10.
  • In Schritt S2 erfasst die Zustandserfassungseinheit 311 der Auswahlvorrichtung 30 den Zustand des Beobachtungsobjekts einschließlich mindestens eines von der Regelungsvorrichtung 20 an das Beobachtungsobjekt übertragenen Bewegungsbefehls oder von nicht auf dem Bewegungsbefehl basierenden Daten für das Beobachtungsobjekt.
  • In Schritt S3 bestimmt die Schlimmstfalländerungsbetragsberechnungseinheit 312 der Auswahlvorrichtung 30, ob der in Schritt S2 erfasste Zustand des Beobachtungsobjekts eine Linearachsen-Linearinterpolation-Ein ist. Wenn der Zustand des Beobachtungsobjekts Linearachsen-Linearinterpolation-Ein ist, wird der Prozess mit Schritt S5 fortgesetzt. Wenn der Zustand des Beobachtungsobjekts keine Linearinterpolation-Ein auf der Linearachse ist, fährt die Verarbeitung mit Schritt S4 fort.
  • In Schritt S4 bestimmt die Schlimmstfalländerungsbetragsberechnungseinheit 312, ob der in Schritt S2 erfasste Zustand des Beobachtungsobjekts ein Anhalten ist oder nicht. Wenn der Zustand des Beobachtungsobjekts anhaltend ist, wird der Prozess mit Schritt S7 fortgesetzt. Wenn der Zustand des Beobachtungsobjekts nicht anhält, wird die Verarbeitung mit Schritt S6 fortgesetzt.
  • In Schritt S5 führt die Auswahlvorrichtung 30 eine Auswahlverarbeitung für den Fall durch, dass der Zustand des Beobachtungsobjekts Linearachsen-Linearinterpolation-Ein ist, um Positionsdatenpunkte auszuwählen, die an die Simulationsvorrichtung 50 übertragen werden sollen. Es ist zu beachten, dass der detaillierte Ablauf der Auswahlverarbeitung für den Fall, dass der Zustand des Beobachtungsobjekts Linearachsen-Linearinterpolation-Ein ist, im Folgenden beschrieben wird.
  • In Schritt S6 führt die Auswahlvorrichtung 30 eine Auswahlverarbeitung für den Fall durch, dass der Zustand des Beobachtungsobjekts eine Linearachsen-Kurveninterpolation-Ein oder eine Drehachsen-Interpolation-Ein ist, um Positionsdatenpunkte auszuwählen, die an die Simulationsvorrichtung 50 übertragen werden sollen. Es ist zu beachten, dass der detaillierte Ablauf der Verarbeitung der Auswahl für den Fall, dass der Zustand des Beobachtungsobjekts Linearachsen-Kurveninterpolation-Ein oder Drehachsen-Interpolation-Ein ist, weiter unten beschrieben wird.
  • In Schritt S7 bestimmt die Schlimmstfalländerungsbetragsberechnungseinheit 312 den Schlimmstfalländerungsbetrag als „0“ für die in Schritt S1 erfassten Positionsdatenpunkte P0 bis P7, weil der Zustand des Beobachtungsobjekts den Achsenstopp widerspiegelt, und die Auswahleinheit 313 wählt nur den ersten Positionsdatenpunkt P0 aus.
  • In Schritt S8 bestimmt basierend auf dem Ergebnis der Auswahl in einem der Schritte S5 bis S7 die Übertragungsvolumen-Steuereinheit 41 der Kommunikationsregelungsvorrichtung 40 aus den in Schritt S1 erfassten Positionsdatenpunkten P0 bis P7 das Volumen der an die Simulationsvorrichtung 50 zu übertragenden Positionsdaten.
  • In Schritt S9 überträgt die Transferverarbeitungseinheit 42 der Kommunikationsregelungsvorrichtung 40 die in Schritt S8 bestimmten Positionsdaten in dem Transfervolumen an die Simulationsvorrichtung 50.
  • 10 ist ein Flussdiagramm zur Beschreibung der Details von Prozessen in der Auswahlverarbeitung für den Fall, dass der Zustand des Beobachtungsobjekts Linearachsen-Linearinterpolation-Ein ist, wie in Schritt S5 in 9 gezeigt. In dem Flussdiagramm in 10 zeigen die Schritte S501 bis S506 den Fluss der Prozesse in der Schlimmstfalländerungsbetragsberechnungseinheit 312, und die Schritte S507 bis S510 zeigen den Fluss der Prozesse in der Auswahleinheit 313.
  • In Schritt S501 initialisiert die Schlimmstfalländerungsbetragsberechnungseinheit 312 die variable Zahl i auf „1“.
  • In Schritt S502 bestimmt die Schlimmstfalländerungsbetragsberechnungseinheit 312, ob die Variablennummer i „4“ ist oder nicht. Wenn die Variablennummer i „4“ ist, wird die Verarbeitung mit Schritt S504 fortgesetzt. Wenn die Variablennummer i nicht „4“ ist, wird die Verarbeitung mit Schritt S503 fortgesetzt.
  • In Schritt S503 bestimmt die Schlimmstfalländerungsbetragsberechnungseinheit 312, ob der Positionsdatenpunkt Pi ein Grenzwert ist oder nicht. Wenn der Positionsdatenpunkt Pi ein Grenzwert ist, wird der Prozess mit Schritt S505 fortgesetzt. Wenn der Positionsdatenpunkt Pi keine Begrenzung ist, fährt die Verarbeitung mit Schritt S506 fort.
  • In Schritt S504 bestimmt die Schlimmstfalländerungsbetragsberechnungseinheit 312 den Schlimmstfalländerungsbetrag „M“ für den Positionsdatenpunkt P4.
  • In Schritt S505 bestimmt die Schlimmstfalländerungsbetragsberechnungseinheit 312 den Schlimmstfalländerungsbetrag als „D“ für den Positionsdatenpunkt Pi, der eine Grenze ist.
  • In Schritt S506 bestimmt die Schlimmstfalländerungsbetragsberechnungseinheit 312 den Schlimmstfalländerungsbetrag zu (√3) ε für den Positionsdatenpunkt Pi.
  • In Schritt S507 bestimmt die Auswahleinheit 313, ob der Schlimmstfalländerungsbetrag des Positionsdatenpunkts Pi größer als der Schwellenwert δ ist oder nicht. Wenn der Schlimmstfalländerungsbetrag des Positionsdatenpunkts Pi größer als der Schwellenwert δ ist, fährt die Verarbeitung mit Schritt S508 fort. Wenn der Schlimmstfalländerungsbetrag des Positionsdatenpunkts Pi gleich oder kleiner als der Schwellenwert δ ist, wird die Verarbeitung mit Schritt S509 fortgesetzt.
  • In Schritt S508 wählt die Auswahleinheit 313 den Positionsdatenpunkt Pi mit einem Schlimmstfalländerungsbetrag größer als der Schwellenwert δ als einen an die Simulationsvorrichtung 50 zu übertragenden Positionsdatenpunkt aus.
  • In Schritt S509 inkrementiert die Auswahleinheit 313 die Variablennummer i um „1“.
  • In Schritt S510 bestimmt die Auswahleinheit 313, ob die Variablenzahl i größer als „7“ ist oder nicht. Wenn die Variablennummer i" größer als 7" ist, wird der Prozess der Auswahl in Schritt S5 beendet, und das Simulationssystem 1 fährt mit Schritt S8 in 9 fort. Wenn die Variablennummer i gleich oder kleiner als „7“ ist, kehrt die Verarbeitung zu Schritt S502 zurück.
  • 11 ist ein Flussdiagramm zur Beschreibung der Details von Prozessen in der Auswahlverarbeitung für den Fall, dass der Zustand des Beobachtungsobjekts eine Linearachsen-Kurveninterpolation-Ein oder eine Drehachsen-Interpolation-Ein ist, wie in Schritt S6 in 9 gezeigt. In dem Flussdiagramm in 11 zeigt Schritt S601 einen Prozess in der Schlimmstfalländerungsbetragsberechnungseinheit 312, und Schritt S602 zeigt einen Prozess in der Auswahleinheit 313.
  • In Schritt S601 wird von der Schlimmstfalländerungsbetragsberechnungseinheit 312, die jeden der Positionsdatenpunkte P0 bis P6 als Bezugspunkt benutzt, als Schlimmstfalländerungsbetrag des Positionsdatenpunkts Pi die Länge Hi von dem Positionsdatenpunkt Pi zu dem Liniensegment berechnet, das den Bezugspositionsdatenpunkt und den Positionsdatenpunkt P(i+1) verbindet.
  • In Schritt S602 wählt die Auswahleinheit 313 basierend auf dem in Schritt S601 berechneten Schlimmstfalländerungsbetrag Positionsdatenpunkte Pi aus, die einen Schlimmstfalländerungsbetrag aufweisen, der größer als der vorgegebene Schwellenwert ist. Die Auswahlvorrichtung 30 beendet dann die Verarbeitung der Auswahl in Schritt S6, und das Simulationssystem 1 fährt mit Schritt S8 in 9 fort.
  • Wie oben beschrieben, erfasst die Auswahlvorrichtung 30 gemäß der ersten Ausführungsform von der Regelungsvorrichtung 20 nicht nur Positionsdatenpunkte des Beobachtungsobjekts, wie beispielsweise eines Werkzeugs oder eines Werkstücks in dem Maschinenwerkzeug 10, sondern auch den Zustand des Beobachtungsobjekts. Die Auswahlvorrichtung 30 berechnet dann basierend auf dem erfassten Zustand des Beobachtungsobjekts den Schlimmstfalländerungsbetrag in der Genauigkeit der von der Simulationsvorrichtung 50 durchzuführenden Simulation und wählt auf Basis des berechneten Schlimmstfalländerungsbetrags einen oder mehrere Positionsdatenpunkte aus, die an die Simulationsvorrichtung 50 übertragen werden. Durch diese Konfiguration ist die Auswahlvorrichtung 30 in der Lage, das Übertragungsvolumen der in der Bewegungssimulation zu benutzenden Positionsdaten entsprechend dem Zustand des Maschinenwerkzeugs 10 dynamisch zu ändern, wodurch eine Verbesserung der Effizienz der arithmetischen Verarbeitung in Bezug auf die Bewegungssimulation erreicht wird.
  • Diese Konfiguration ermöglicht es der Kommunikationsregelungsvorrichtung 40 auch, Positionsdatenpunkte auszuschließen, die für die Genauigkeit der Simulation unkritisch sind, wodurch die für die Positionsdatenübertragung benötigte Zeit reduziert wird.
  • Darüber hinaus erlaubt die Kommunikationsregelungsvorrichtung 40 eine automatische Entscheidung darüber, ob der Schwerpunkt auf der Genauigkeit der Simulation oder dem Zeitpunkt der Datenübertragung liegen soll, wodurch die Arbeitsbelastung von Mitarbeitern, wie z. B. einem Maschinenwerkzeugbauer oder einem Werkzeugmaschinenbenutzer, verringert wird.
  • Die erste Ausführungsform wurde bereits oben beschrieben.
  • <Modifikationsbeispiel der ersten Ausführungsform>
  • In der oben beschriebenen ersten Ausführungsform ist die Auswahlvorrichtung 30 eine von der Kommunikationsregelungsvorrichtung 40 getrennte Vorrichtung. Die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht als solche beschränkt. Beispielsweise kann die Kommunikationsregelungsvorrichtung 40 eine Regelungseinheit zur Verarbeitung der Auswahl enthalten, die als die Auswahlvorrichtung 30 fungiert.
  • Diese Konfiguration ermöglicht es der Kommunikationsregelungsvorrichtung 40, das Übertragungsvolumen der Positionsdaten, die in der Bewegungssimulation verwendet werden sollen, entsprechend dem Zustand des Maschinenwerkzeugs 10 dynamisch zu ändern, wodurch eine Verbesserung der Effizienz der arithmetischen Verarbeitung in Bezug auf die Bewegungssimulation erreicht wird.
  • <Zweite Ausführungsform>
  • Nachfolgend wird eine zweite Ausführungsform beschrieben. In der ersten Ausführungsform bestimmt die Kommunikationsregelungsvorrichtung 40 basierend auf dem Ergebnis der Auswahl durch die Auswahlvorrichtung 30 den Umfang der an die Simulationsvorrichtung 50 zu übertragenden Positionsdaten. Im Gegensatz dazu unterscheidet sich die zweite Ausführungsform von der ersten Ausführungsform dadurch, dass eine Simulationsvorrichtung 50A basierend auf dem Ergebnis der Auswahl durch eine Auswahlvorrichtung 30 die Anzahl der Positionsdatenpunkte bestimmt, die in einer Bewegungssimulation benutzt werden sollen.
  • Diese Ausführungsform ermöglicht es der Simulationsvorrichtung 50A gemäß der zweiten Ausführungsform, die Anzahl der in einer Bewegungssimulation einer industriellen Maschine zu benutzenden Positionsdatenpunkte entsprechend dem Zustand der industriellen Maschine dynamisch zu ändern.
  • Im Folgenden wird die zweite Ausführungsform beschrieben.
  • 12 ist ein funktionales Blockdiagramm, das ein Beispiel für eine funktionale Konfiguration eines Simulationssystems gemäß der zweiten Ausführungsform darstellt. Es ist zu beachten, dass Elemente, die die gleichen Funktionen wie die entsprechenden Elemente des Simulationssystems 1 in 1 haben, mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet sind, und eine detaillierte Beschreibung solcher Elemente wird ausgelassen.
  • Wie in 12 dargestellt, umfasst das Simulationssystem 1A ein Maschinenwerkzeug 10, eine Regelungsvorrichtung 20, die Auswahlvorrichtung 30 und die Simulationsvorrichtung 50A.
  • Das Maschinenwerkzeug 10, die Regelungsvorrichtung 20, die Auswahlvorrichtung 30 und die Simulationsvorrichtung 50A können über nicht dargestellte Verbindungsschnittstellen direkt miteinander verbunden sein. Alternativ können das Maschinenwerkzeug 10, die Regelungsvorrichtung 20, die Auswahlvorrichtung 30 und die Simulationsvorrichtung 50A über ein Netzwerk, wie z. B. ein lokales Bereichsnetzwerk (LAN), miteinander verbunden sein. In diesem Fall können das Maschinenwerkzeug 10, die Regelungsvorrichtung 20, die Auswahlvorrichtung 30 und die Simulationsvorrichtung 50A jeweils über eine nicht dargestellte Kommunikationseinheit verfügen, um über eine solche Verbindung miteinander zu kommunizieren.
  • Es ist zu beachten, dass die Auswahlvorrichtung 30 als eine von der Simulationsvorrichtung 50A getrennte Vorrichtung beschrieben wird, aber in die Simulationsvorrichtung 50A integriert sein kann, wie unten beschrieben. Darüber hinaus können die Auswahlvorrichtung 30 und die Simulationsvorrichtung 50A in die Regelungsvorrichtung 20 integriert sein.
  • Das Maschinenwerkzeug 10, die Regelungsvorrichtung 20 und die Auswahlvorrichtung 30 weisen jeweils die gleichen Konfigurationen auf wie das Maschinenwerkzeug 10, die Regelungsvorrichtung 20 und die Auswahlvorrichtung 30 der ersten Ausführungsform.
  • Eine Positionserfassungseinheit 310, eine Zustandserfassungseinheit 311, eine Schlimmstfalländerungsbetragsberechnungseinheit 312 und eine Auswahleinheit 313 der vorliegenden Ausführungsform haben jeweils die gleichen Funktionen wie die Positionserfassungseinheit 310, die Zustandserfassungseinheit 311, die Schlimmstfalländerungsbetragsberechnungseinheit 312 und die Auswahleinheit 313 der ersten Ausführungsform.
  • In der ersten Ausführungsform wird ein Kommunikationssteuerungszyklus als der voreingestellte Zyklus für die Positionserfassungseinheit 310 verwendet, und die Satzzahl der pro Zyklus zu erfassenden Positionsdatenpunkte wird beispielsweise auf acht eingestellt. In der zweiten Ausführungsform wird beispielsweise ein arithmetischer Verarbeitungszyklus der Simulationsvorrichtung 50A als voreingestellter Zyklus für die Positionserfassungseinheit 310 verwendet, und die Anzahl der pro Zyklus zu erfassenden Positionsdatenpunkte wird beispielsweise auf acht eingestellt. Es ist zu beachten, dass diese Sätze lediglich Beispiele sind und auf beliebige Werte konfiguriert werden können.
  • Wie in 12 dargestellt, umfasst die Simulationsvorrichtung 50A eine Nutzungsvolumenregelungseinheit 51 und eine arithmetische Verarbeitungseinheit 52.
  • Die Simulationsvorrichtung 50A umfasst einen nicht dargestellten arithmetischen Prozessor, wie z. B. eine Zentraleinheit (CPU), um den Betrieb der in 12 dargestellten Funktionsblöcke zu implementieren. Die Simulationsvorrichtung 50A umfasst auch eine nicht dargestellte Hilfsspeicher-Vorrichtung, wie z.B. einen Festwertspeicher (ROM) oder ein Festplattenlaufwerk (HDD), in dem verschiedene Regelprogramme gespeichert sind, und eine nicht dargestellte Hauptspeicher-Vorrichtung, wie z.B. einen Direktzugriffsspeicher (RAM) zum Speichern von Daten, die vorübergehend für den arithmetischen Prozessor zur Ausführung der Programme benötigt werden.
  • In der Simulationsvorrichtung 50A liest der arithmetische Prozessor ein Betriebssystem und eine Anwendungssoftware aus der Hilfsspeicher-Vorrichtung und führt eine arithmetische Verarbeitung basierend auf dem Betriebssystem und der Anwendungssoftware durch, während er das gelesene Betriebssystem und die Anwendungssoftware in der Hauptspeicher-Vorrichtung einsetzt. Basierend auf den Ergebnissen der arithmetischen Verarbeitung steuert die Simulationsvorrichtung 50A jedes Teil der Hardware. So werden die Funktionen der Nutzungsvolumenregelungseinheit 51 und der arithmetischen Verarbeitungseinheit 52 implementiert. Das heißt, die Simulationsvorrichtung 50A kann durch das Zusammenwirken von Hardware und Software realisiert werden.
  • Die Nutzungsvolumenregelungseinheit 51 erfasst die bei jedem arithmetischen Verarbeitungszyklus durch die Positionserfassungseinheit 310 der Auswahlvorrichtung 30 erfassten Positionsdatenpunkte und das Ergebnis der Auswahl durch die Auswahlvorrichtung 313. Basierend auf dem Ergebnis der Auswahl bestimmt die Nutzungsvolumenregelungseinheit 51 aus den bei jedem arithmetischen Verarbeitungszyklus erfassten Positionsdatenpunkten P0 bis P7 die Anzahl der Positionsdatenpunkte, die in der die Bewegungssimulation betreffenden arithmetischen Verarbeitung zu benutzen sind.
  • Die arithmetische Verarbeitungseinheit 52 führt die arithmetische Verarbeitung in Bezug auf die Bewegungssimulation (einschließlich Interferenzprüfung) des Maschinenwerkzeugs 10 unter Verwendung der von der Nutzungsvolumenregelungseinheit 51 bestimmten Anzahl von Positionsdatenpunkten durch.
  • <Arithmetische Verarbeitung im Simulationssystem 1A>
  • Im Folgenden wird der Ablauf der arithmetischen Verarbeitung im Simulationssystem 1A unter Bezugnahme auf 13 beschrieben.
  • 13 ist ein Flussdiagramm zur Beschreibung der arithmetischen Verarbeitung im Simulationssystem 1A. Der in 13 dargestellte Ablauf wird jedes Mal ausgeführt, wenn Positionsdatenpunkte durch die Regelungsvorrichtung 20 bei jedem arithmetischen Verarbeitungszyklus empfangen werden.
  • Es ist zu beachten, dass die Prozesse in den Schritten S1 bis S7 die gleichen sind wie die in den Schritten S1 bis S7 der ersten Ausführungsform, und eine Beschreibung derselben wird ausgelassen.
  • In Schritt S8a bestimmt die Nutzungsvolumenregelungseinheit 51 basierend auf dem Ergebnis der Auswahl in einem der Schritte S5 bis S7 die Anzahl der zu benutzenden Positionsdatenpunkte aus den in Schritt S1 erfassten Positionsdatenpunkten P0 bis P7.
  • In Schritt S9a führt die arithmetische Verarbeitungseinheit 52 die Bewegungssimulation (einschließlich Interferenzprüfung) des Maschinenwerkzeugs 10 unter Verwendung der in Schritt S8a bestimmten Anzahl von Positionsdatenpunkten durch.
  • Wie oben beschrieben, erfasst die Auswahlvorrichtung 30 gemäß der zweiten Ausführungsform von der Regelungsvorrichtung 20 nicht nur Positionsdatenpunkte des Beobachtungsobjekts, wie beispielsweise eines Werkzeugs oder eines Werkstücks in dem Maschinenwerkzeug 10, sondern auch den Zustand des Beobachtungsobjekts. Die Auswahlvorrichtung 30 berechnet dann basierend auf dem erfassten Zustand des Beobachtungsobjekts den Schlimmstfalländerungsbetrag in der Genauigkeit der Simulation und wählt einen oder mehrere Positionsdatenpunkte aus, die in der Bewegungssimulation basierend auf dem berechneten Schlimmstfalländerungsbetrag benutzt werden. Diese Konfiguration ermöglicht es der Auswahlvorrichtung 30, die Anzahl der in der Bewegungssimulation zu benutzenden Positionsdatenpunkte entsprechend dem Zustand des Maschinenwerkzeugs 10 dynamisch zu ändern, wodurch eine Verbesserung der Effizienz der arithmetischen Verarbeitung in Bezug auf die Bewegungssimulation erreicht wird.
  • Diese Konfiguration ermöglicht es der Simulationsvorrichtung 50A auch, Positionsdatenpunkte auszuschließen, die die Genauigkeit der Simulation nicht beeinflussen, wodurch die Verarbeitungsgeschwindigkeit der Simulation erhöht wird.
  • Darüber hinaus erlaubt die Simulationsvorrichtung 50A, die Entscheidung, ob die Genauigkeit der Simulation oder die Verarbeitungsgeschwindigkeit im Vordergrund stehen soll, automatisch zu machen, wodurch die Arbeitsbelastung eines Maschinenwerkzeugherstellers oder eines Maschinenwerkzeugbenutzers verringert wird.
  • Die zweite Ausführungsform wurde bereits oben beschrieben.
  • <Modifikationsbeispiel der zweiten Ausführungsform>
  • In der oben beschriebenen zweiten Ausführungsform ist die Auswahlvorrichtung 30 eine von der Simulationsvorrichtung 50A getrennte Vorrichtung. Die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht als solche beschränkt. Zum Beispiel kann die Simulationsvorrichtung 50A eine Auswahleinheit zur Verarbeitung enthalten, die als Auswahlvorrichtung 30 fungiert.
  • Durch diese Konfiguration ist die Simulationsvorrichtung 50A in der Lage, die Anzahl der in der Bewegungssimulation zu benutzenden Positionsdatenpunkte entsprechend dem Zustand des Maschinenwerkzeugs 10 dynamisch zu ändern, wodurch eine Verbesserung der Effizienz der arithmetischen Verarbeitung in Bezug auf die Bewegungssimulation erreicht wird.
  • Die erste und die zweite Ausführungsform sind oben beschrieben worden. Die Auswahlvorrichtung 30 ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt und umfasst Änderungen wie Modifikationen und Verbesserungen in dem Maße, dass das Objekt der vorliegenden Erfindung erreicht wird.
  • <Modifikationsbeispiel 1>
  • In der ersten und zweiten Ausführungsform berechnet die Schlimmstfalländerungsbetragsberechnungseinheit 312 in dem Fall, in dem der Zustand des Beobachtungsobjekts eine Linearachsen-Linearinterpolation-Ein ist, den Schlimmstfalländerungsbetrag als „M“ für den Positionsdatenpunkt P4 und den Schlimmstfalländerungsbetrag als „D“ für einen Positionsdatenpunkt Pi, der eine Grenze ist. Die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht als solche beschränkt. Beispielsweise kann die Schlimmstfalländerungsbetragsberechnungseinheit 312 den Schlimmstfalländerungsbetrag als „D“ für den Positionsdatenpunkt P4 berechnen.
  • Die Schlimmstfalländerungsbetragsberechnungseinheit 312 kann auch den Schlimmstfalländerungsbetrag als „M“ für jeden der Positionsdatenpunkte P2 bis P7 außer dem Positionsdatenpunkt P4 berechnen.
  • <Modifikationsbeispiel 2>
  • Für ein anderes Beispiel sind in der ersten Ausführungsform die Auswahlvorrichtung 30 und die Kommunikationsregelungsvorrichtung 40 von der Regelungsvorrichtung 20 getrennte Vorrichtungen. Die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht als solche beschränkt. Zum Beispiel können die Auswahlvorrichtung 30 und die Kommunikationsregelungsvorrichtung 40 in die Regelungsvorrichtung 20 integriert sein.
  • <Modifikationsbeispiel 3>
  • Für ein anderes Beispiel sind in der zweiten Ausführungsform die Auswahlvorrichtung 30 und die Simulationsvorrichtung 50A separate Vorrichtungen von der Regelungsvorrichtung 20. Die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht als solche beschränkt. Zum Beispiel können die Auswahlvorrichtung 30 und die Simulationsvorrichtung 50A in die Regelungsvorrichtung 20 integriert sein.
  • Es ist zu beachten, dass jede der Funktionen, die die Auswahlvorrichtung 30 gemäß der ersten und zweiten Ausführungsform umfasst, durch Hardware, Software oder eine Kombination davon implementiert werden kann. Durch Software implementiert zu sein bedeutet hier, durch einen Computer implementiert zu sein, der ein Programm liest und ausführt.
  • Die Programme können dem Computer bereitgestellt werden, indem sie auf verschiedenen Arten von nicht-transitorischen computerlesbaren Medien gespeichert werden. Die nicht-transitorischen computerlesbaren Medien umfassen verschiedene Arten von materiellen Datenträgern. Beispiele für nicht transitorische computerlesbare Medien umfassen magnetische Speichermedien (z. B. flexible Platten, Magnetbänder und Festplattenlaufwerke), magneto-optische Speichermedien (z. B. magneto-optische Platten), Compact-Disc-Festwertspeicher (CD-ROM), beschreibbare Compact-Discs (CD-R), wiederbeschreibbare Compact-Discs (CD-R/W) und Halbleiterspeicher (z. B. Masken-ROM, programmierbares ROM (PROM), löschbares PROM (EPROM), Flash-ROM und RAM). Alternativ dazu können die Programme dem Computer auch über verschiedene Arten von transitorischen, computerlesbaren Medien bereitgestellt werden. Beispiele für transitorische computerlesbare Medien umfassen elektrische Signale, optische Signale und elektromagnetische Wellen. Solche transitorischen computerlesbaren Medien können dem Computer die Programme über einen drahtlosen Kommunikationskanal oder einen drahtgebundenen Kommunikationskanal wie elektrische Drähte oder optische Fasern bereitstellen.
  • Es ist zu beachten, dass das Schreiben der auf einem Datenträger aufzuzeichnenden Programme Prozesse umfasst, die nicht notwendigerweise chronologisch durchgeführt werden und die parallel oder einzeln durchgeführt werden können, sowie Prozesse, die chronologisch entsprechend ihrer Reihenfolge durchgeführt werden.
  • Mit anderen Worten: Die Auswahlvorrichtung, die Kommunikationsregelungsvorrichtung, die Simulationsvorrichtung und das Aufnahmemedium gemäß der vorliegenden Offenbarung können verschiedene Ausführungsformen mit den folgenden Konfigurationen annehmen.
  • (1) Eine Auswahlvorrichtung 30 gemäß der vorliegenden Offenbarung ist eine Auswahlvorrichtung zum Auswählen, wenn eine Bewegungssimulation eines Beobachtungsobjekts unter Verwendung von Positionsdaten des Beobachtungsobjekts durchgeführt wird, eines oder mehrerer Positionsdatenpunkte, die in der Bewegungssimulation benutzt werden sollen, wobei die Auswahlvorrichtung umfasst: eine Positionserfassungseinheit 310, die konfiguriert ist, um Positionsdatenpunkte zu erfassen, die Koordinatenwerte enthalten, die Positionen des Beobachtungsobjekts anzeigen; eine Zustandserfassungseinheit 311, die konfiguriert ist, um einen Zustand des Beobachtungsobjekts zu erfassen, der mindestens einen Bewegungsbefehl, der von einer Regelungsvorrichtung 20, die das Beobachtungsobjekt steuert, an das Beobachtungsobjekt übertragen wird, oder Daten enthält, die nicht auf dem Bewegungsbefehl für das Beobachtungsobjekt basieren; eine Schlimmstfalländerungsbetragsberechnungseinheit 312, die konfiguriert ist, um für jeden der Positionsdatenpunkte einen Schlimmstfalländerungsbetrag in der Genauigkeit der Bewegungssimulation zu berechnen, der sich daraus ergibt, dass entweder der Positionsdatenpunkt in der arithmetischen Verarbeitung, die sich auf die Bewegungssimulation bezieht, benutzt wird oder nicht, basierend auf dem Zustand des Beobachtungsobjekts; und eine Auswahleinheit 313, die konfiguriert ist, um einen oder mehrere Positionsdatenpunkte auszuwählen, die in der Bewegungssimulation benutzt werden sollen, basierend auf dem Schlimmstfalländerungsbetrag, der von der Schlimmstfalländerungsbetragsberechnungseinheit 312 berechnet wurde.
  • Diese Auswahlvorrichtung 30 macht es möglich, die Anzahl der Positionsdatenpunkte oder das Übertragungsvolumen der Positionsdaten, die in einer Bewegungssimulation einer industriellen Maschine benutzt werden sollen, entsprechend dem Zustand der industriellen Maschine dynamisch zu ändern.
  • (2) In der in (1) beschriebenen Auswahlvorrichtung 30 kann die Zustandserfassungseinheit 311 ferner eine Grenze zwischen zwei oder mehr aufeinanderfolgenden Bewegungsbefehlen für das Beobachtungsobjekt basierend auf dem Zustand des Beobachtungsobjekts erkennen, die Schlimmstfalländerungsbetragsberechnungseinheit 312 kann ferner den Schlimmstfalländerungsbetrag in der Genauigkeit der Bewegungssimulation berechnen, der daraus resultiert, dass entweder die Grenze zwischen den Bewegungsbefehlen oder die Grenze zwischen den Bewegungsbefehlen in der arithmetischen Verarbeitung in Bezug auf die Bewegungssimulation nicht verwendet wird, und die Auswahleinheit 313 kann ferner einen Positionsdatenpunkt des Beobachtungsobjekts an der Grenze basierend auf dem Schlimmstfalländerungsbetrag auswählen, der von der Schlimmstfalländerungsbetragsberechnungseinheit für die Grenze zwischen den Bewegungsbefehlen berechnet wird.
  • Diese Konfiguration ermöglicht es der Auswahlvorrichtung 30, zuverlässig einen Positionsdatenpunkt auszuwählen, der eine Grenze ist.
  • (3) In der in (1) oder (2) beschriebenen Auswahlvorrichtung 30 kann die Zustandserfassungseinheit 311 zusätzlich zu dem Zustand des Beobachtungsobjekts statische Informationen bezüglich eines Orts erfassen, an dem sich das Beobachtungsobjekt befindet, und die Schlimmstfalländerungsbetragsberechnungseinheit 312 kann ferner für jeden der Positionsdatenpunkte der Schlimmstfalländerungsbetragsberechnungseinheit 312 ferner für jeden Positionsdatenpunkt den Schlimmstfalländerungsbetrag in der Genauigkeit der Bewegungssimulation berechnen, der sich daraus ergibt, dass entweder der Positionsdatenpunkt in der arithmetischen Verarbeitung, die sich auf die Bewegungssimulation bezieht, basierend auf dem Zustand des Beobachtungsobjekts und den statischen Informationen benutzt wird oder nicht benutzt wird, und die Auswahleinheit 313 kann ferner einen oder mehrere Positionsdatenpunkte auswählen, die in der Bewegungssimulation basierend auf dem Schlimmstfalländerungsbetragsberechnungseinheit 312 in der Genauigkeit der Bewegungssimulation benutzt werden.
  • Diese Konfiguration ermöglicht es der Auswahlvorrichtung 30, Positionsdatenpunkte, die die Genauigkeit der Simulation nicht beeinflussen, zuverlässig auszuschließen.
  • (4) Bei der in (3) beschriebenen Auswahlvorrichtung 30 können die statischen Informationen Informationen darüber umfassen, ob es sich bei jeder der in einem Maschinenwerkzeug 10 enthaltenen Achsen, an denen sich das Beobachtungsobjekt befindet, um eine Linearachse oder eine Drehachse handelt.
  • Diese Konfiguration ermöglicht es der Auswahlvorrichtung 30, Positionsdatenpunkte, die die Genauigkeit der Simulation nicht beeinträchtigen, genauer auszuschließen.
  • (5) In der in einem der Punkte (1) bis (4) beschriebenen Auswahlvorrichtung 30 können die nicht auf dem Bewegungsbefehl basierenden Positionsdaten mindestens eine der Größen Motordrehzahl, Motordrehmoment oder Position des Beobachtungsobjekts umfassen.
  • Diese Konfiguration ermöglicht es der Auswahlvorrichtung 30, die gleichen Wirkungen zu erzielen wie die in einem der Punkte (1) bis (3) beschriebene Auswahlvorrichtung.
  • (6) Eine Kommunikationsregelungsvorrichtung 40 gemäß der vorliegenden Offenbarung ist eine Kommunikationsregelungsvorrichtung, die kommunikativ mit einer Simulationsvorrichtung 50 verbunden ist, um eine Bewegungssimulation eines Beobachtungsobjekts durchzuführen, wobei die Kommunikationsregelungsvorrichtung umfasst: die in einem der Punkte (1) bis (5) beschriebene Auswahlvorrichtung 30; und eine Regelungseinheit 41 für das Übertragungsvolumen, die konfiguriert ist, um ein Volumen von Positionsdaten zu bestimmen, die an die Simulationsvorrichtung 50 übertragen werden sollen, basierend auf einem Ergebnis der Auswahl durch die Auswahlvorrichtung 313.
  • Diese Kommunikationsregelungsvorrichtung 40 kann Positionsdatenpunkte ausschließen, die die Genauigkeit der Simulation nicht beeinflussen, wodurch die für die Positionsdatenübertragung erforderliche Zeit reduziert wird.
  • (7) Eine Simulationsvorrichtung 50A gemäß der vorliegenden Offenbarung ist eine Simulationsvorrichtung zum Durchführen einer Bewegungssimulation eines Beobachtungsobjekts, wobei die Simulationsvorrichtung umfasst: die in einem der Punkte (1) bis (5) beschriebene Auswahlvorrichtung 30; und eine Regelungseinheit 51, die konfiguriert ist, um die Anzahl von Positionsdatenpunkten zu bestimmen, die in der Bewegungssimulation basierend auf einem Ergebnis der Auswahl durch die Auswahleinheit 313 zu verwenden sind.
  • Diese Konfiguration ermöglicht es der Simulationsvorrichtung 50A, Positionsdatenpunkte auszuschließen, die die Genauigkeit der Simulation nicht beeinflussen, wodurch die Verarbeitungsgeschwindigkeit der Simulation erhöht wird.
  • (8) Ein Aufnahmemedium gemäß der vorliegenden Offenbarung ist ein computerlesbares Aufnahmemedium, auf dem ein Programm aufgezeichnet ist, das einen Computer veranlasst, als die folgenden Einheiten zu arbeiten, um, wenn eine Bewegungssimulation eines Beobachtungsobjekts unter Verwendung von Positionsdaten des Beobachtungsobjekts durchgeführt wird, einen oder mehrere Positionsdatenpunkte auszuwählen, die in der Bewegungssimulation benutzt werden sollen: eine Positionserfassungseinheit 310, die so konfiguriert ist, dass sie Positionsdatenpunkte erfasst, die Koordinatenwerte enthalten, die Positionen des Beobachtungsobjekts anzeigen; eine Datenerfassungseinheit 311, die so konfiguriert ist, dass sie einen Zustand des Beobachtungsobjekts erfasst, der mindestens einen von einer Regelungsvorrichtung 20, die das Beobachtungsobjekt steuert, an das Beobachtungsobjekt übertragenen Bewegungsbefehl oder Daten enthält, die nicht auf dem Bewegungsbefehl für das Beobachtungsobjekt basieren; eine Schlimmstfalländerungsbetragsberechnungseinheit 312, die konfiguriert ist, für jeden der Positionsdatenpunkte einen Schlimmstfalländerungsbetrag in der Genauigkeit der Bewegungssimulation zu berechnen, der daraus resultiert, dass entweder der Positionsdatenpunkt benutzt wird oder der Positionsdatenpunkt in der arithmetischen Verarbeitung, die sich auf die Bewegungssimulation bezieht, basierend auf dem Zustand des Beobachtungsobjekts, nicht benutzt wird; und eine Auswahleinheit 313, die konfiguriert ist, einen oder mehrere Positionsdatenpunkte auszuwählen, die in der Bewegungssimulation benutzt werden sollen, basierend auf dem berechneten Schlimmstfalländerungsbetrag.
  • Dieses Aufnahmemedium kann die gleichen Wirkungen erzeugen wie die in (1) beschriebene Auswahlvorrichtung.
  • BESCHREIBUNG DER BEZUGSZEICHEN
    • 1, 1A:
    Simulationssystem
    10:
    Maschinenwerkzeug
    20:
    Regelungsvorrichtung
    30:
    Auswahlvorrichtung
    310:
    Positionserfassungseinheit
    311:
    Zustandserfassungseinheit
    312:
    Schlimmstfalländerungsbetragsberechnungseinheit
    313:
    Auswahleinheit
    40:
    Kommunikationsregelungsvorrichtung
    41:
    Übertragungsvolumenregelungseinheit
    42:
    Übertragungsverarbeitungseinheit
    50, 50A:
    Simulationsvorrichtung
    51:
    Nutzungsvolumenregelungseinheit
    52:
    Arithmetische Verarbeitungseinheit
  • 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 4221016 [0003]

Claims (8)

  1. Auswahlvorrichtung zum Auswählen, wenn eine Bewegungssimulation eines Beobachtungsobjekts unter Verwendung von Positionsdaten des Beobachtungsobjekts durchgeführt wird, eines oder mehrerer Positionsdatenpunkte, die in der Bewegungssimulation benutzt werden sollen, wobei die Auswahlvorrichtung umfasst: eine Positionserfassungseinheit, die konfiguriert ist, Positionsdatenpunkte zu erfassen, die Koordinatenwerte enthalten, die Positionen des Beobachtungsobjekts anzeigen; eine Zustandserfassungseinheit, die konfiguriert ist, einen Zustand des Beobachtungsobjekts zu erfassen, der mindestens einen Bewegungsbefehl, der von einer Vorrichtung, die das Beobachtungsobjekt regelt, an das Beobachtungsobjekt übertragen wird, oder Daten, die nicht auf dem Bewegungsbefehl für das Beobachtungsobjekt basieren, enthält; eine Schlimmstfalländerungsbetragsberechnungseinheit, die konfiguriert ist, für jeden der Positionsdatenpunkte einen Schlimmstfalländerungsbetrag in der Genauigkeit der Bewegungssimulation zu berechnen, der sich daraus ergibt, dass entweder der Positionsdatenpunkt benutzt wird oder der Positionsdatenpunkt in der arithmetischen Verarbeitung, die sich auf die Bewegungssimulation bezieht, basierend auf dem Zustand des Beobachtungsobjekts, nicht benutzt wird; und eine Auswahleinheit, die konfiguriert ist, einen oder mehrere Positionsdatenpunkte auszuwählen, die in der Bewegungssimulation basierend auf dem Schlimmstfalländerungsbetrag, der von der Schlimmstfalländerungsbetragsberechnungseinheit berechnet wird, benutzt werden sollen.
  2. Auswahlvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Zustandserfassungseinheit ferner eine Grenze zwischen zwei oder mehr aufeinanderfolgenden Bewegungsbefehlen für das Beobachtungsobjekt basierend auf dem Zustand des Beobachtungsobjekts erkennt, die Schlimmstfalländerungsbetragsberechnungseinheit ferner den Schlimmstfalländerungsbetrag in der Genauigkeit der Bewegungssimulation berechnet, der sich daraus ergibt, dass entweder die Grenze zwischen den Bewegungsbefehlen benutzt wird oder die Grenze zwischen den Bewegungsbefehlen in der die Bewegungssimulation betreffenden arithmetischen Verarbeitung nicht benutzt wird, und die Auswahleinheit ferner einen Positionsdatenpunkt des Beobachtungsobjekts an der Grenze basierend auf dem Schlimmstfalländerungsbetrag auswählt, der von der Schlimmstfalländerungsbetragsberechnungseinheit für die Grenze zwischen den Bewegungsbefehlen berechnet wird.
  3. Auswahlvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Zustandserfassungseinheit ferner zusätzlich zu dem Zustand des Beobachtungsobjekts statische Informationen über einen Ort erfasst, an dem sich das Beobachtungsobjekt befindet, die Schlimmstfalländerungsbetragsberechnungseinheit ferner für jeden der Positionsdatenpunkte den Schlimmstfalländerungsbetrag in der Genauigkeit der Bewegungssimulation berechnet, der sich daraus ergibt, dass entweder der Positionsdatenpunkt benutzt wird oder der Positionsdatenpunkt bei der arithmetischen Verarbeitung in Bezug auf die Bewegungssimulation nicht benutzt wird, basierend auf dem Zustand des Beobachtungsobjekts und der statischen Information, und die Auswahleinheit ferner einen oder mehrere Positionsdatenpunkte auswählt, die in der Bewegungssimulation basierend auf dem Schlimmstfalländerungsbetrag der Genauigkeit der Bewegungssimulation, der von der Schlimmstfalländerungsbetragsberechnungseinheit berechnet wird, benutzt werden sollen.
  4. Auswahlvorrichtung nach Anspruch 3, wobei die statische Information eine Information darüber umfasst, ob jede der Achsen, die in einer industriellen Maschine enthalten sind, in der sich das Beobachtungsobjekt befindet, eine Linearachse oder eine Drehachse ist.
  5. Auswahlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die nicht auf dem Bewegungsbefehl basierenden Daten mindestens eines der folgenden Elemente umfassen: Motordrehzahl, Motordrehmoment oder Position des Beobachtungsobjekts.
  6. Kommunikationsregelungsvorrichtung, die kommunikativ mit einer Simulationsvorrichtung verbunden ist, eine Bewegungssimulation eines Beobachtungsobjekts durchzuführen, wobei die Kommunikationsregelungsvorrichtung umfasst: die Auswahlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5; und eine Übertragungsvolumenregelungseinheit, die konfiguriert ist, basierend auf einem Ergebnis der Auswahl durch die Auswahleinheit ein Volumen von Positionsdaten zu bestimmen, die an die Simulationsvorrichtung zu übertragen sind.
  7. Simulationsvorrichtung zum Durchführen einer Bewegungssimulation eines Beobachtungsobjekts, wobei die Simulationsvorrichtung umfasst: die Auswahlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5; und eine Nutzungsvolumenregelungseinheit, die konfiguriert ist, die Anzahl der Positionsdatenpunkte zu bestimmen, die in der Bewegungssimulation basierend auf einem Ergebnis der Auswahl durch die Auswahleinheit zu benutzen sind.
  8. Computerlesbares Aufnahmemedium, in dem ein Programm aufgezeichnet ist, das einen Computer veranlasst, als die folgenden Einheiten zu arbeiten, um, wenn eine Bewegungssimulation eines Beobachtungsobjekts unter Verwendung von Positionsdaten des Beobachtungsobjekts durchgeführt wird, einen oder mehrere Positionsdatenpunkte auszuwählen, die in der Bewegungssimulation benutzt werden sollen: eine Positionserfassungseinheit, die konfiguriert ist, Positionsdatenpunkte zu erfassen, die Koordinatenwerte umfassen, die Positionen des Beobachtungsobjekts angeben; eine Zustandserfassungseinheit, die konfiguriert ist, einen Zustand des Beobachtungsobjekts zu erfassen, der zumindest einen von einer Vorrichtung, die das Beobachtungsobjekt steuert, an das Beobachtungsobjekt übertragenen Bewegungsbefehl oder Daten, die nicht auf dem Bewegungsbefehl für das Beobachtungsobjekt basieren, enthält eine Schlimmstfalländerungsbetragsberechnungseinheit, die konfiguriert ist, für jeden der Positionsdatenpunkte einen Schlimmstfalländerungsbetrag in der Genauigkeit der Bewegungssimulation zu berechnen, der sich daraus ergibt, dass entweder der Positionsdatenpunkt benutzt wird oder der Positionsdatenpunkt in der arithmetischen Verarbeitung, die sich auf die Bewegungssimulation bezieht, basierend auf dem Zustand des Beobachtungsobjekts, nicht benutzt wird; und eine Auswahleinheit, die konfiguriert ist, einen oder mehrere Positionsdatenpunkte auszuwählen, die in der Bewegungssimulation basierend auf dem berechneten Schlimmstfalländerungsbetrag zu benutzen sind.
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