JP2008538440A - 駆動システムのハードウェアトポロジーをグラフィックで視覚化する方法およびハードウェアトポロジー表示を有する表示装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、工作機械、生産機械、および／またはロボットの駆動システム（１０、１１および１２）のハードウェアトポロジーをグラフィックで視覚化する方法に関するものであり、駆動システム（１０、１１および１２）を記述するデータセットに基づいて駆動システム（１０、１１および１２）の物理コンポーネントを表すコンポーネント記号（３、８および９）が視覚化され、データセットを用いて、物理コンポーネント（１０および１１）の接続（１３および１４）に応じて、前記コンポーネント記号（３、８および９）が相互に結ばれる。本発明は、工作機械、生産機械、および／またはロボットの駆動システム（１０、１１および１２）のハードウェアトポロジーをグラフィックで視覚化する方法およびハードウェアトポロジー表示を提供する。

Description

本発明は、工作機械、生産機械、および／またはロボットの駆動システムのハードウェアトポロジーをグラフィックで視覚化する方法に関する。

さらに本発明は、工作機械、生産機械、および／またはロボットの駆動システムのハードウェアトポロジーをグラフィックで視覚化するためのハードウェアトポロジー表示を有する表示装置に関する。

工作機械、生産機械、および／またはロボットは、今日、多数のコンポーネントで構成される駆動システムを有するのが普通である。たとえば、このような機械の市販の駆動システムは、通常、調節機能および／または制御機能を含む駆動装置、ならびに変換装置やモータを有する。市販品では、駆動装置は機械の各々の機械軸について変換装置を制御し、さらに変換装置は機械軸を駆動するために、機械軸に付属しているモータを制御する。機械は、たとえば工具を複数の方向へ移動させるために複数の機械軸を有するのが通例なので、１つの駆動装置に、複数の変換装置およびこれに付属するモータが直接または間接に結合されている。

図１にはそのようなシステムとして、駆動装置１０がバス１３（たとえばＵＳＢバス、プロフィバス、またはイーサネットバス）を介して、データを交換するために変換装置１１と接続されている駆動システムが示されている。変換装置１１はバス１４を介してモータ１２と接続されている。バス１３を介して、たとえば制御データが駆動装置１０と変換装置１１の間で交換され、バス１４を介して、たとえばモータ１２は、どのような型式のモータが存在しているか、ないし、そのモータがどのようなモータデータ（たとえば出力）を有するかを、変換装置１１および駆動装置１０に知らせることができ、それによって駆動装置１０は、たとえばモータを制御するためのパラメータを相応にパラメータ化することができる。

図１では、１つの機械軸だけを備える機械の駆動システムしか図示されていないが、前述したように、機械は複数の機械軸を有するのが普通であり、各々の機械軸について変換装置１１とこれに付属するモータ１２とが、直接または間接に（変換装置を介して）制御装置１０に結合されている。

図１に示すコンポーネントのほか、当然ながら、駆動システムはこれ以外のコンポーネントも有することができ、たとえば、場合により同じくバスシステムを介して駆動装置１０に結合される検出器などを含むことができる。

このような駆動システムを作動開始できるようにするためには、その前に、スタートアップツールを用いて駆動システムが相応に計画されなくてはならない。すなわち、どのようなコンポーネントから駆動システムが構成され、これらのコンポーネントがどのように相互に接続されているか、すなわち駆動システムのハードウェアトポロジーがどのような外観を呈するのかを、駆動システムのソフトウェアに教えなくてはならない。駆動システムの計画作成が完了した後、駆動システムのハードウェアトポロジーの計画は、駆動装置１０で進行する相応の駆動ソフトウェアを作成するために利用される。ハードウェアシステムおよびこれに付属するソフトウェアが、決定事項に応じて相応にパラメータ化される。

従来のハードウェアトポロジー図では、駆動システムのハードウェアトポロジーは、たとえばリストを用いて規定されていた。その場合、相互に接続されたそれぞれ２つのコンポーネントがリスト内部の１つのセルに書き込まれ、リストの欄への相応の記入によって、これら両方のコンポーネントの相互接続が、適用される各コンポーネントの接続端子レイアウトを含めて定義される。これとは異なる方法の要諦は、ツリー構造を用いて、ハードウェアトポロジーを相応に図像化することにある。

しかしながらこのような一覧しにくい形態の図は、利用者が多い場合に理解の問題につながり、そのためにしばしば計画作成のミスが起こる。特に、たとえば１つのコンポーネントから他のコンポーネントへの接続の変更といった形でのトポロジーの変更は、可能にするのが困難である。たとえばリストの形態でのトポロジーの表示は、個々の接続をきわめて一覧しにくい形でのみ利用者に示し、また、利用者は当該駆動システムについてグラフィックな印象を得ることがない。

本発明の課題は、工作機械、生産機械、および／またはロボットの駆動システムのハードウェアトポロジーの簡単なグラフィックでの視覚化を提供することにある。

この課題は、工作機械、生産機械、および／またはロボットの駆動システムのハードウェアトポロジーをグラフィックで視覚化する方法であって、駆動システムを記述するデータセットに基づいて駆動システムの物理コンポーネントを表すコンポーネント記号が視覚化され、データセットを用いて、物理コンポーネントの接続に応じて、コンポーネント記号が相互に結ばれる方法によって解決される。

さらに前述の課題は、工作機械、生産機械、および／またはロボットの駆動システムのハードウェアトポロジー表示であって、駆動システムを記述するデータセットに基づいて駆動システムの物理コンポーネントを表すコンポーネント記号を視覚化可能であり、データセットを用いて、物理コンポーネントの接続に応じて、コンポーネント記号が相互に結ばれているハードウェアトポロジー表示を有する表示装置によって解決される。

コンポーネント記号はバーチャルな接続端子を有し、データセットを用いて、物理コンポーネントの接続端子の接続に応じて、コンポーネント記号のバーチャルな接続端子が相互に結ばれると好ましいことが判明している。それにより、駆動システムの物理的な接続端子に応じて、接続の正確な表示が可能である。

さらに、バーチャルな接続端子は物理コンポーネントの接続端子の接続端子ラベリングを有するのが好ましいことが判明している。それにより、物理コンポーネントの接続端子の接続端子ラベリングをグラフィックな視覚化から直接読み取ることが利用者に可能となる。

さらに、コンポーネントおよび／またはコンポーネントに統合されているサブコンポーネントの名称および／または類型が視覚化されるのが好ましいことが判明している。それにより、コンポーネントおよび／またはコンポーネントに統合されているサブコンポーネントの名称および／または類型のわかりやすい視覚化が、利用者に可能となる。

さらに、コンポーネント記号は線によって相互に結ばれるのが好ましいことが判明している。それにより、特別に一覧しやすい接続状態の表示が可能となる。

さらに、コンポーネント記号の間の接続および／またはコンポーネント記号を利用者によって変更することができ、および／または新たなコンポーネント記号を付け加えることができ、および／またはコンポーネント記号を利用者によって消去できるのが好ましいことが判明している。それにより、計画された駆動システムのハードウェアトポロジーの簡単な操作が利用者に可能となる。

さらに、コンポーネント記号のグラフィック表示は、実質的に、それぞれが表す物理コンポーネントに対応しているのが好ましいことが判明している。それにより、コンポーネント記号の簡単な識別が可能となる。

さらに、コンポーネント記号は移動可能であるのが好ましいことが判明している。それにより、駆動システムのハードウェアトポロジーを一覧しやすい仕方で変更することができる。

さらに、コンポーネント記号はさらに詳しい情報が表示される区画を有するのが好ましいことが判明している。それにより、コンポーネント記号の内部でさらに詳しい情報の視覚化が可能となる。

これとの関連で、さらに詳しい情報として、不具合を含むトポロジーを明示する不具合情報が意図されているのが好ましいことが判明している。それにより、たとえば誤った接続や許容されない接続などを、簡単な仕方で明示することができる。

さらに、コンポーネント記号はさらに別の区画を有し、操作者がこの別の区画を選択すると、対応する物理コンポーネントの不活動化および／または識別、および／または利用者コメントの入力、および／または電子式の型番プレートの呼出しが行われるのが好ましいことが判明している。それにより、対応する物理コンポーネントの不活動化および／または識別、および／または利用者コメントの入力、および／または電子式の型番プレートの呼出しが簡単な仕方で可能となる。

さらに、駆動システムのハードウェアトポロジーのグラフィックな視覚化が、駆動システムの物理的に存在しているハードウェアトポロジーと比較され、差異が視覚化されるのが好ましいことが判明している。それにより、存在している物理的な駆動システムのハードウェアトポロジーと、ソフトウェアで計画されているハードウェアトポロジーとの間の差異を判定することが利用者に可能となる。

さらに、コンポーネント記号はバーチャルな接続端子を有し、データセットを用いて、物理コンポーネントの接続端子の接続に応じて、コンポーネント記号のバーチャルな接続端子が相互に結ばれているのが好ましいことが判明している。

ハードウェアトポロジー表示の有利な実施形態は方法の有利な実施形態に準じて得られ、また、その逆も成り立つ。

１つの実施例が図面に示され、以下において詳しく説明する。

図２には、工作機械、生産機械、および／またはロボットの駆動システムの本発明によるハードウェアトポロジー表示が示され、このグラフィック表示は図１に示す物理コンポーネントに呼応している。

ここでは、図１に示す駆動システムを記述するデータセットに基づいて、駆動システムの物理コンポーネントを表すコンポーネント記号３、８および９が、表示装置としてのスクリーン１の上に視覚化される。データセットには、たとえば駆動システムがどのような物理コンポーネントを有するか、これらがたとえばバスシステムによってどのように相互に接続されているかが記述されている。このようなデータセットは、すでに述べたように、たとえばリストの形態で存在することができ、このようなリストの中で、特に、駆動システムの個々の物理コンポーネントの接続端子の間の接続が定義されている。図２に関して言えば、リストの１つの行はたとえば「駆動装置１ Ｘ１００ 変換装置１ Ｘ２００」といった文言であってよい。

さらに、当然ながらこのようなデータセットは、たとえば駆動システムの個々のコンポーネントがどのようなサブコンポーネント（たとえばメモリカード）を有するか、および／または個々のコンポーネントがどのような類型であるかといった、さらに詳しい情報も含むことができる。

コンポーネント記号３、８および９は、物理コンポーネントすなわち実際に存在しているコンポーネントの物理的な接続端子に呼応するバーチャルな接続端子２を有する。これらの接続端子は、同じく物理コンポーネントの接続端子ラベリングに呼応する接続端子ラベリングを有する。コンポーネント記号は、たとえばピクトグラムまたはアイコンの形態で表示されていてよい。各々のコンポーネント記号は、利用者によって設定することができる名称３と、アイコンが表している物理コンポーネントの類型のアイコンとを有する。

さらに、場合により存在しているサブコンポーネント（たとえばメモリカード４）も、観察者に対して視覚化される。コンポーネント記号は、線１５および１６によって、それぞれの物理的なバス接続端子に応じて相互に結ばれている。たとえば本実施例では、駆動装置１のバス接続端子Ｘ１００は変換装置１のバス接続端子Ｘ２００と結ばれ、変換装置１のバス接続端子Ｘ２０１はモータ１の接続端子Ｘ３０３と結ばれている。線１５および１６は、図１に示すバス接続１３および１４に呼応するものである。

さらにコンポーネント記号は、さらに詳しい情報が表示される区画６を有する。さらに詳しい情報としては、たとえば不具合を含むトポロジーを明示することができる。さらにコンポーネント記号はさらに別の区画７も有し、操作者によってこの区画が選択されると、たとえば、これに対応する物理コンポーネントの不活動化および／または識別および／または利用者コメントの入力および／または電子式の型番プレートの呼出しを行うことができる。

本発明による方法では、駆動システムを記述するデータセットに基づいて、駆動システムの物理コンポーネントを表すコンポーネント記号３、８および９が視覚化され、データセットを用いて、物理コンポーネントの接続に応じて、コンポーネント記号が相互に結ばれる。

この場合、スクリーン上で各コンポーネント記号の間の接続および／またはコンポーネント記号を利用者によって変更することができ、および／または新たなコンポーネント記号を付け加えることができ、および／またはコンポーネント記号を利用者によって消去できるようにすることが可能である。

さらにコンポーネント記号は、スクリーン１の上で任意に移動させることができる。１つの有利な実施形態では、コンポーネント記号のグラフィック表示は、実質的に、たとえばそのサイズや外観に関して、それぞれが表す物理コンポーネントに呼応している。たとえば、モータを表すコンポーネント記号９をモータの形態で表示することも考えられ、この表示を三次元で構成することもできる。次いで、このようにして新たに生成されたハードウェアトポロジーの表示を、データセットに記憶させることができる。

駆動システムの計画作成の完了後、駆動システムのハードウェアトポロジーの計画は、駆動装置１０で進行する相応の駆動ソフトウェアを作成するために利用される。このとき駆動ソフトウェアは相応にパラメータ化される。

スクリーン１は、たとえばラップトップやノートブックとして構成され得る計画作成ツールの構成要素であり得る。

駆動装置１０は、駆動システムの物理的に存在しているハードウェアトポロジーを照会することができるのが普通である。この場合、駆動システムのハードウェアトポロジーのグラフィックな視覚化を、現実として実際に物理的に存在している駆動システムのハードウェアトポロジーと比較し、差異を視覚化することが可能である。そのために、計画作成ツールは駆動装置と接続されている。区画６には、たとえば本実施例ではモータ１（コンポーネント記号９）が物理的なハードウェア構造に見出されなかったことが明示される。他方、駆動装置１と変換装置１は物理的なハードウェア構造に見出されているので、テキスト区画６には、それぞれ対応するコンポーネント記号のところに「ＯＫ」が明示される。

さらに、たとえばコンポーネント記号３、８および／または９の別の区画７のうちの１つを選択することで、ハードウェアコンポーネントの一種の導通試験を可能にすることも考えられ、相応の別の区画が選択されると、駆動装置のこれに対応する物理コンポーネントでたとえばランプが点灯し、それによって利用者は、たとえば配電盤ボックスの中で変換装置１がどこに局在しているかを即座に知ることができる。

本発明によるハードウェアトポロジー表示、および本発明による方法は、たとえばスタートアップツール（たとえばラップトップ）等の外部機器の統合された構成要素であってよいばかりでなく、駆動装置１０の統合された構成要素、あるいは駆動装置１０につながれた上位の制御部の構成要素であってもよい。本発明による方法は、外部機器だけでなく、駆動装置１０および／または上位の制御部でも実施することができる。

従来技術に基づく駆動システムである。 本発明に基づく駆動システムのハードウェアトポロジー表示である。

符号の説明

１０ 駆動装置
１１ 変換装置
１２ モータ
１３ バス
１４ バス
１ スクリーン
２ 接続端子
３ コンポーネント記号
４ サブコンポーネント
５ 類型
６ 区画
７ 区画
８ コンポーネント記号
９ コンポーネント記号
１５ 接続
１６ 接続
３３ 名称

Claims (22)

1. 工作機械、生産機械、および／またはロボットの駆動システム（１０、１１および１２）のハードウェアトポロジーをグラフィックで視覚化する方法であって、駆動システム（１０、１１および１２）を記述するデータセットに基づいて前記駆動システム（１０、１１および１２）の物理コンポーネントを表すコンポーネント記号（３、８および９）が視覚化され、前記データセットを用いて、前記物理コンポーネント（１０および１１）の接続（１３および１４）に応じて、前記コンポーネント記号（３、８および９）が相互に結ばれる方法。
2. 前記コンポーネント記号（３、８および９）はバーチャルな接続端子（２）を有し、前記データセットを用いて、前記物理コンポーネントの接続端子の接続（１３および１４）に応じて、前記コンポーネント記号（３、８および９）の前記バーチャルな接続端子（２）が相互に結ばれることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 前記バーチャルな接続端子（２）は前記物理コンポーネントの前記接続端子の接続端子ラベリングを有することを特徴とする、請求項２に記載の方法。
4. コンポーネントおよび／またはコンポーネントに統合されているサブコンポーネント（４）の名称（３３）および／または類型（５）が視覚化されることを特徴とする、先行する請求項のいずれか一項に記載の方法。
5. 前記コンポーネント記号は線（１５および１６）によって相互に結ばれることを特徴とする、先行する請求項のいずれか一項に記載の方法。
6. 前記コンポーネント記号（３、８および９）の間の接続（１５および１６）および／または前記コンポーネント記号（３、８および９）を利用者によって変更することができ、および／または新たなコンポーネント記号（３、８および９）を付け加えることができ、および／または前記コンポーネント記号（３、８および９）を利用者によって消去できることを特徴とする、先行する請求項のいずれか一項に記載の方法。
7. 前記コンポーネント記号（３、８および９）のグラフィック表示は、実質的に、それぞれが表す物理コンポーネント（１０、１１および１２）に対応していることを特徴とする、先行する請求項のいずれか一項に記載の方法。
8. 前記コンポーネント記号（３、８および９）は移動可能であることを特徴とする、先行する請求項のいずれか一項に記載の方法。
9. 前記コンポーネント記号（３、８および９）はさらに詳しい情報が表示される区画（６）を有することを特徴とする、先行する請求項のいずれか一項に記載の方法。
10. さらに詳しい前記情報として、不具合を含むトポロジーを明示する不具合情報が意図されていることを特徴とする、請求項９に記載の方法。
11. 前記コンポーネント記号（３、８および９）はさらに別の区画（７）を有し、操作者がこの別の区画（７）を選択すると、対応する物理コンポーネントの不活動化および／または識別、および／または利用者コメントの入力、および／または電子式の型番プレートの呼出しが行われることを特徴とする、先行する請求項のいずれか一項に記載の方法。
12. 駆動システムのハードウェアトポロジーのグラフィックな視覚化が、前記駆動システムの物理的に存在しているハードウェアトポロジーと比較され、差異が視覚化されることを特徴とする、先行する請求項のいずれか一項に記載の方法。
13. 工作機械、生産機械、および／またはロボットの駆動システム（１０、１１および１２）のハードウェアトポロジー表示であって、前記駆動システム（１０、１１および１２）を記述するデータセットに基づいて前記駆動システム（１０、１１および１２）の物理コンポーネントを表すコンポーネント記号（３、８および９）を視覚化可能であり、前記データセットを用いて、前記物理コンポーネント（１０、１１および１２）の接続（１３および１４）に応じて、前記コンポーネント記号（３、８および９）が相互に結ばれているハードウェアトポロジー表示を有する表示装置。
14. 前記コンポーネント記号（３、８および９）はバーチャルな接続端子（２）を有し、前記データセットを用いて、前記物理コンポーネント（１０、１１および１２）の前記接続端子の接続（１３および１４）に応じて、前記コンポーネント記号（３、８および９）の前記バーチャルな接続端子（２）が相互に結ばれていることを特徴とする、請求項１３に記載のハードウェアトポロジー表示を有する表示装置。
15. 前記バーチャルな接続端子（２）は前記物理コンポーネント（１０、１１および１２）の前記接続端子の接続端子ラベリングを有することを特徴とする、請求項１４に記載のハードウェアトポロジー表示を有する表示装置。
16. 前記コンポーネント（１０、１１および１２）および／または前記コンポーネント（１０、１１および１２）に統合されているサブコンポーネント（４）の名称および／または類型が視覚化されていることを特徴とする、請求項１４から１５のいずれか一項に記載のハードウェアトポロジー表示を有する表示装置。
17. 前記コンポーネント記号（３、８および９）は線（１５および１６）によって相互に結ばれていることを特徴とする、請求項１４から１６のいずれか一項に記載のハードウェアトポロジー表示を有する表示装置。
18. 前記コンポーネント記号（３、８および９）のグラフィック表示は、実質的に、それぞれが表す物理コンポーネント（１９、１１および１２）に対応していることを特徴とする、請求項１４から１７のいずれか一項に記載のハードウェアトポロジー表示を有する表示装置。
19. 前記コンポーネント記号（３、８および９）は移動可能であることを特徴とする、請求項１４から１８のいずれか一項に記載のハードウェアトポロジー表示を有する表示装置。
20. 前記コンポーネント記号（３、８および９）はさらに詳しい情報が表示された区画（６）を有することを特徴とする、請求項１４から１９のいずれか一項に記載のハードウェアトポロジー表示を有する表示装置。
21. さらに詳しい前記情報として、不具合を含むポロジーを明示する不具合情報が意図されていることを特徴とする、請求項２０に記載のハードウェアトポロジー表示を有する表示装置。
22. 前記コンポーネント記号（３、８および９）はさらに別の区画（７）を有し、操作者がこの別の区画（７）を選択すると、対応する物理コンポーネント（１０、１１および１２）の不活動化および／または識別、および／または利用者コメントの入力、および／または電子式の型番プレートの呼出しが行われることを特徴とする、請求項１４から２１のいずれか一項に記載のハードウェアトポロジー表示を有する表示装置。

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