JP2022177438A - Power transmission mechanism management apparatus, and program management system - Google Patents

Power transmission mechanism management apparatus, and program management system Download PDF

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JP2022177438A JP2021083693A JP2021083693A JP2022177438A JP 2022177438 A JP2022177438 A JP 2022177438A JP 2021083693 A JP2021083693 A JP 2021083693A JP 2021083693 A JP2021083693 A JP 2021083693A JP 2022177438 A JP2022177438 A JP 2022177438A
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裕理 高野
Hiromichi Takano
英人 高田
Hideto Takada
哲男 梁田
Tetsuo Yanada
賢治 武田
Kenji Takeda
雄介 上井
Yusuke Uei
瑜 張
Yu Zhang
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P29/00Arrangements for regulating or controlling electric motors, appropriate for both AC and DC motors
    • H02P29/02Providing protection against overload without automatic interruption of supply
    • H02P29/024Detecting a fault condition, e.g. short circuit, locked rotor, open circuit or loss of load

Abstract

To provide a power transmission mechanism management apparatus and a program management system which can easily realize addition and modification of software function for managing a power transmission mechanism and data related to the function.SOLUTION: The present invention is directed to a power transmission mechanism management apparatus 3 for managing a power transmission mechanism for transmitting, to a load side device 70, power of a an electric motor 4 in an industrial equipment system 1 in which a plurality of industrial equipment are operated in cooperation with one another. The power transmission mechanism management apparatus has an operation control unit for controlling the electric motor to make the power transmission mechanism executing a predetermined operation, a state management unit for executing a first management program to manage a state of the power transmission mechanism based on input information input from the electric motor, an external communication unit for communicating with an external device so as to acquire a second management program in response to a kind of the power transmission mechanism, and an updating unit for replacing the second management program with the first management program so that the state management unit can execute it.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、動力伝達機構管理装置およびプログラム管理システムに関する。非制限的な具体的な分野としては、工場や事業所において使用される産業機器(例えば、搬送用あるいは工作用の機械など)の電動機に連結される動力伝達機構の動作状態を管理する管理装置等に関する。 The present invention relates to a power transmission mechanism management device and a program management system. As a non-limiting specific field, a management device that manages the operating state of the power transmission mechanism connected to the electric motor of industrial equipment (such as transport or machine tools) used in factories and offices. etc.

一般に、搬送装置、射出成形機やプレス装置といった種々の産業機器では、動力源(典型的には、交流または直流電流により動力を発生する電動機)から動力伝達機構を介して何らかの負荷側装置に動力が供給される構成となっている。かかる産業機器に用いられる電動機の動力伝達機構の種類は、タイミングベルト、ボールねじ、カム、ギヤなどの種々のハードウェア部品があり得る。 In general, in various industrial equipment such as conveying equipment, injection molding machines, and press equipment, power is supplied from a power source (typically, an electric motor that generates power by alternating current or direct current) to some load side device via a power transmission mechanism. is supplied. Various types of hardware parts such as timing belts, ball screws, cams, and gears can be used as power transmission mechanisms for electric motors used in such industrial equipment.

一方で、かかる動力伝達機構を備えた産業機器では、様々なソフトウェア・プログラムや管理データを用いて、電動機や動力伝達機構の状態を監視し、部品のメンテナンスや耐久等について管理する必要がある。このため、多くの産業機器では、負荷側装置を駆動する電動機の位置制御、速度制御、トルク制御を行う機能、電動機の運転状態をモニタする機能、そのほか様々な機能を実装している。 On the other hand, in industrial equipment equipped with such a power transmission mechanism, it is necessary to use various software programs and management data to monitor the state of the electric motor and power transmission mechanism, and to manage the maintenance and durability of parts. For this reason, many industrial devices are equipped with functions for controlling the position, speed, and torque of the electric motor that drives the load-side device, monitoring the operating state of the electric motor, and various other functions.

また、ベルトなどの動力伝達機構は、一旦劣化が始まると当該劣化が急激に進行することから、かかる動力伝達機構の異常を検知する機能を備えた産業機器システムが求められている。例えば、特許文献1には、動力伝達機構(ベルト等)の異常を検知する機能を備えた異常診断装置及びその異常診断方法が記載されている。特許文献1に記載の技術では、電動機で駆動されるベルト等が劣化すると、電動機に流れる電流の信号強度が高くなる頻度(スペクトルピークの発生頻度)が高くなることに着目して、当該電流のFFT解析を行うこと等により動力伝達機構の異常を検知する旨が記載されている。 In addition, once deterioration of a power transmission mechanism such as a belt begins, the deterioration progresses rapidly. Therefore, there is a demand for an industrial equipment system having a function of detecting an abnormality in the power transmission mechanism. For example, Patent Literature 1 describes an abnormality diagnosis device having a function of detecting an abnormality in a power transmission mechanism (such as a belt) and an abnormality diagnosis method thereof. The technique described in Patent Document 1 focuses on the fact that when a belt or the like driven by an electric motor deteriorates, the frequency of the signal intensity of the current flowing through the electric motor increases (the frequency of occurrence of spectrum peaks). It is described that an abnormality in the power transmission mechanism is detected by performing FFT analysis or the like.

国際公開2018/109993号WO2018/109993

ところで、特許文献1記載のような異常検知機能をソフトウェア・プログラムで実現しようとする場合、電動機に連結される動力伝達機構が変更される場合に、使用するアルゴリズム自体を変更する必要が発生し得る。 By the way, when trying to realize the abnormality detection function as described in Patent Document 1 with a software program, if the power transmission mechanism connected to the electric motor is changed, it may be necessary to change the algorithm itself to be used. .

例えば、動力伝達機構がタイミングベルトからボールねじに変えられたような場合、電動機の駆動態様自体が変わって来るため、使用するアルゴリズム、ひいては異常検知機能を遂行するソフトウェア・プログラム全体を変更する必要が発生する。 For example, if the power transmission mechanism is changed from a timing belt to a ball screw, the driving mode of the electric motor itself will change, so it will be necessary to change the algorithm used and the entire software program that performs the abnormality detection function. Occur.

これに対し、従来の産業機器では、内蔵される演算装置や記憶装置のリソース等に制限があり、限られた機能に限定して実装されているため、実装されている機能以外の機能を実行することが出来なかった。そのため、機能の追加が必要になった場合やバージョンアップ等がなされた機能さらには新たに開発された機能(例えば異常検知アルゴリズムなど)の使用を所望する場合、当該機能が追加された産業機器を新たに導入(購入、リース等)する必要があった。かかる背景により、産業機器の分野では、買い替え等を行うことなく、新たな機能を追加できること、あるいは既存の機能を変更できること等に対するニーズないしシーズが高まっているものと考えられる。 On the other hand, in conventional industrial equipment, there are limitations on the resources of the built-in arithmetic unit and memory device, etc., and the implementation is limited to a limited number of functions. I couldn't. Therefore, if it becomes necessary to add a function, or if you want to use an upgraded function, or a newly developed function (such as an anomaly detection algorithm), please purchase industrial equipment with the added function. It was necessary to newly introduce (purchase, lease, etc.). Against this background, in the field of industrial equipment, it is believed that there is a growing need or seed for the ability to add new functions or change existing functions without having to purchase new equipment.

本発明の目的は、動力伝達機構を管理するソフトウェア機能や当該機能に関連するデータの追加や変更を容易に実現することが可能な動力伝達機構管理装置およびソフトウェア管理システムを提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a power transmission mechanism management device and a software management system that can easily add or change software functions for managing a power transmission mechanism and data related to the functions.

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、以下のとおりである。 A brief outline of typical inventions disclosed in the present application is as follows.

本発明の代表的な実施の形態の動力伝達機構管理装置は、電動機を制御して動力伝達機構に所定動作を実行させる動作制御部と、第1の管理プログラムを実行し、電動機から入力される入力情報に基づいて動力伝達機構の状態を管理する状態管理部と、動力伝達機構の種類に応じた第2の管理プログラムを取得するように外部装置と通信する外部通信部と、第2の管理プログラムを、第1の管理プログラムと置き換えて、状態管理部が実行できるように更新する更新部と、を備える。 A power transmission mechanism management device according to a representative embodiment of the present invention includes an operation control unit that controls an electric motor and causes the power transmission mechanism to perform a predetermined operation, and a first management program that executes a first management program and receives input from the electric motor. a state management unit that manages the state of the power transmission mechanism based on the input information; an external communication unit that communicates with an external device so as to acquire a second management program corresponding to the type of the power transmission mechanism; and a second management an updating unit that replaces the program with the first management program and updates it so that the state management unit can execute it.

本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。 Among the inventions disclosed in the present application, the effects obtained by representative ones are briefly described below.

すなわち、本発明の代表的な実施の形態の動力伝達機構管理装置では、既存の第1の管理プログラムが動力伝達機器の種類に応じた第2の管理プログラムに置き換えられ、当該第2の管理プログラムが状態管理部で実行できるように更新される。したがって、動力伝達機構を管理するソフトウェア機能や当該機能に関連するデータの追加や変更を容易に実現することができる。 That is, in the power transmission mechanism management device of the representative embodiment of the present invention, the existing first management program is replaced with the second management program corresponding to the type of power transmission equipment, and the second management program is updated so that it can be executed in the state management part. Therefore, it is possible to easily add or change software functions for managing the power transmission mechanism and data related to the functions.

また、当該管理装置に未実装の機能の追加が必要な場合や、新たに開発された機能(例えば異常検知アルゴリズムなど)の追加が必要な場合でも、外部通信部を通じて第2の管理プログラムを取得し更新することで、当該機能を使用することができるので、新たな産業機器を導入する必要がなくなり、コスト低減を図ることができる。 In addition, even if it is necessary to add a function that has not been implemented in the management device, or if it is necessary to add a newly developed function (such as an anomaly detection algorithm), the second management program is obtained through the external communication unit. By updating the software, the function can be used. Therefore, there is no need to introduce new industrial equipment, and the cost can be reduced.

実施の形態1における動力伝達機構管理装置(電動機制御装置)および産業機器システム(プログラム管理システム)の構成を説明するためのブロック図である。2 is a block diagram for explaining configurations of a power transmission mechanism management device (motor control device) and an industrial equipment system (program management system) according to Embodiment 1; FIG. 動力伝達機構の劣化診断用の異常検知プログラムの処理の一例を示すフローチャートである。4 is a flowchart showing an example of processing of an abnormality detection program for diagnosing deterioration of a power transmission mechanism; 図2に示す異常検知プログラムの実行時における異常検知動作の様子を、電動機運転情報(p(t)、v(t)、iq(t))の波形と共に記したグラフである。FIG. 3 is a graph showing an abnormality detection operation during execution of the abnormality detection program shown in FIG. 2 together with waveforms of motor operation information (p(t), v(t), iq(t)); FIG. 動力伝達機構の劣化診断用の異常検知プログラムの処理の他の一例を説明するフローチャートであり、異常検知教師データ切替え機能を付加したアルゴリズムを示す。FIG. 10 is a flowchart for explaining another example of processing of an abnormality detection program for diagnosing deterioration of a power transmission mechanism, showing an algorithm added with an abnormality detection teacher data switching function; FIG. 電動機制御装置の他の実施形態の構成を示す図であり、実行する電動機制御プログラムの内容(アルゴリズム)を更新できるようにした例を説明するブロック図である。FIG. 10 is a diagram showing the configuration of another embodiment of a motor control device, and is a block diagram illustrating an example in which the content (algorithm) of a motor control program to be executed can be updated. 図5に示すプログラム構成と等価または近似するハードウェア構成(インバータ回路)を概略的に示す図である。6 is a diagram schematically showing a hardware configuration (inverter circuit) equivalent or similar to the program configuration shown in FIG. 5; FIG. 新たな機能プログラムを取得して更新する処理の概要を示すフロー図である。FIG. 10 is a flowchart showing an outline of processing for acquiring and updating a new function program;

以下、本発明の実施の形態について説明する。以下で説明する各実施の形態は、本発明を実現するための一例であり、本発明の技術範囲を限定するものではない。なお、実施例において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は、特に必要な場合を除き省略する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below. Each embodiment described below is an example for realizing the present invention, and does not limit the technical scope of the present invention. In the embodiments, members having the same functions are denoted by the same reference numerals, and repeated description thereof will be omitted unless particularly necessary.

〈全体概要〉
最初に、本発明を適用した実施の形態の概要を説明する。以下の実施形態は、複数の産業機器が連携して動作する産業機器システムにおいて、該システムで用いられる電動機の動力を負荷側装置に伝達する動力伝達機構を管理する、動力伝達機構管理装置(以下、単に「管理装置」と言う)として実現される。
<Overview>
First, an outline of an embodiment to which the present invention is applied will be described. In the following embodiments, in an industrial equipment system in which a plurality of industrial equipment operate in cooperation, a power transmission mechanism management device (hereinafter referred to as , simply referred to as a “management device”).

この管理装置は、電動機に対するフィードバック制御を行うことにより、動力伝達機構の動作が、該動力伝達機構と連携する連携機器の動作に対応するように、動力伝達機構を動作させる動作制御部と、
管理プログラム(第1の管理プログラム)を作業用のメモリに展開して実行することにより、電動機から動作制御部に入力(フィードバック)される入力情報のデータ(以下、「関連データ」と言う場合がある)を用いて、信号を通じて動力伝達機構の状態を管理する状態管理部と、
動力伝達機構の種類に応じた管理プログラム(第2の管理プログラム)を取得するように、外部装置と通信する外部通信部(「管理プログラム取得部」と称することもできる)と、
取得された前記管理プログラム(第2の管理プログラム)を、上記作業用のメモリ内の管理プログラム(第1の管理プログラム)と置き換えて、記状態管理部が実行できるように更新する更新部と、を備える。
The management device includes an operation control unit that operates the power transmission mechanism so that the operation of the power transmission mechanism corresponds to the operation of a linked device that cooperates with the power transmission mechanism by performing feedback control on the electric motor;
Data of input information input (feedback) from the electric motor to the operation control unit (hereinafter sometimes referred to as "related data") is obtained by deploying the management program (first management program) in a working memory and executing it. a state management unit that manages the state of the power transmission mechanism through a signal using a
an external communication unit (also referred to as a “management program acquisition unit”) that communicates with an external device so as to acquire a management program (second management program) corresponding to the type of power transmission mechanism;
an update unit that replaces the acquired management program (second management program) with the management program (first management program) in the working memory and updates it so that the state management unit can execute it; Prepare.

上記のような構成を備えることにより、管理装置に実装されるソフトウェア機能や当該ソフトウェア機能に派生ないし関連した関連データの追加や変更を、容易に実現することが可能となる。 With the configuration as described above, it is possible to easily add or change the software functions implemented in the management apparatus and related data derived from or related to the software functions.

以下、上記の構成をより具体化した実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の例では、動作制御部、状態管理部、管理プログラム取得部、および更新部の諸機能を同一(単一)のハードウェア・プロセッサで実行する例を説明するが、他の例として、これら諸機能を複数のハードウェア・プロセッサで実行する構成としてもよい。 Hereinafter, embodiments in which the above configuration is more concretely described will be described in detail with reference to the drawings. In the following example, the functions of the operation control unit, state management unit, management program acquisition unit, and update unit are executed by the same (single) hardware processor. , these functions may be executed by a plurality of hardware processors.

(実施の形態1)
図1は、実施の形態1における動力伝達機構管理装置(電動機制御装置)および産業機器システム(プログラム管理システム)の構成を説明するためのブロック図である。以下、図1に示す産業機器システム1を、適宜「本システム」と略称する。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a block diagram for explaining configurations of a power transmission mechanism management device (motor control device) and an industrial equipment system (program management system) according to Embodiment 1. As shown in FIG. Hereinafter, the industrial equipment system 1 shown in FIG. 1 will be abbreviated as "this system" as appropriate.

本システムは、複数の産業機器が連携して動作するように構築されるものであり、図1では、そのうちの一部の主要な機器を抽出して示している。具体的には、本システムを構成する機器としては、コントローラ2、電動機制御装置3、電動機4、動力伝達機構(図1ではボールネジ5を例示する)、操作端末6、サーバ10、搬送方向におけるボールネジ5の上流側に配置された上流側装置60、同下流側に配置された負荷側装置としての下流側装置70、などが挙げられる。 This system is constructed so that a plurality of industrial devices operate in cooperation, and FIG. 1 extracts and shows some of the main devices. Specifically, the devices that make up this system include a controller 2, a motor control device 3, a motor 4, a power transmission mechanism (a ball screw 5 is illustrated in FIG. 1), an operation terminal 6, a server 10, a ball screw in the conveying direction. An upstream device 60 arranged on the upstream side of 5, and a downstream device 70 as a load side device arranged on the downstream side of the same.

本システムを構成する上記の各装置(産業機器)のうち、電動機制御装置3の主たる役割は、電動機4および電動機4に接続された動力伝達機構の動作を制御することである。加えて、実施の形態の電動機制御装置3では、動力伝達機構の状態(異常の有無)を診断する機能をも実装することができる。 Among the devices (industrial equipment) constituting the system, the main role of the motor control device 3 is to control the operation of the motor 4 and the power transmission mechanism connected to the motor 4 . In addition, the electric motor control device 3 of the embodiment can also implement a function of diagnosing the state of the power transmission mechanism (whether or not there is an abnormality).

上記のうち、動力伝達機構と、負荷側装置とは、いずれも電動機4の動力が伝達および利用される点では同じであるが、通常、負荷の大小関係でいえば、動力伝達機構の負荷の方が小さい場合が多い。但し、動力伝達機構に設定されたギヤ比や、動力伝達機構内の可動部の質量などによっては、動力伝達機構の方が負荷側装置よりも負荷が大きくなる場合もあり得る。なお、以下は、説明の便宜のため、負荷側装置よりも動力伝達機構の方が負荷が小さい場合を前提とする。また、電動機制御装置3における動力伝達機構の異常の有無を診断する機能の詳細については後述する。 Among the above, the power transmission mechanism and the load-side device are the same in that the power of the electric motor 4 is transmitted and used. is often smaller. However, depending on the gear ratio set in the power transmission mechanism, the mass of the movable part in the power transmission mechanism, and the like, the load of the power transmission mechanism may be larger than that of the load side device. For convenience of explanation, the following assumes that the load of the power transmission mechanism is smaller than that of the load-side device. Details of the function of diagnosing whether or not there is an abnormality in the power transmission mechanism in the electric motor control device 3 will be described later.

一具体例として、本システムは、複数の部品を組み立てて製造される電化製品の組み立て工場内に設置される複数の産業機器からなるシステムを想定する。但し、本実施の形態では、個々の産業機器が設置(配置)される場所等は、特に制限されるものではなく、他にも、任意の施設内、建設現場などの種々の場所に配置されることができる。 As a specific example, this system assumes a system consisting of a plurality of industrial devices installed in an assembly factory for electrical appliances manufactured by assembling a plurality of parts. However, in the present embodiment, the place where the individual industrial equipment is installed (arranged) is not particularly limited. can

また、本システムでは、装置(産業機器)間、特に、コントローラ2、電動機制御装置3、操作端末6、およびサーバ10間の動作の連携を図るため、既存の通信網(この例では、公共通信網である広域通信ネットワーク100、産業用通信網による通信ネットワーク102)を通じて相互にデータの送受信ができるように接続される。このうち、サーバ10、操作端末6などは、本システムを構成する他の産業機器とは遠隔の場所に配置されることができる。 In addition, in this system, an existing communication network (in this example, public communication A wide area communication network 100, which is a network, and a communication network 102 based on an industrial communication network are connected so as to be able to transmit and receive data to each other. Among these, the server 10, the operation terminal 6, and the like can be placed at a remote location from the other industrial equipment that constitutes this system.

<サーバ>
サーバ10は、ソフトウェア機能プログラムを提供するサーバ(例えばFTPサーバ)であって、「外部装置」に対応する。かかるサーバ10は、CPUなどのプロセッサ、モデムなどの通信部、HDDなどのデータ記憶部、LCDなどの表示部、キーボードやマウスなどの操作入力部を備えている。これらは公知の構成であるため図示および詳述を省略する。
<server>
The server 10 is a server (for example, an FTP server) that provides a software function program, and corresponds to an "external device". The server 10 includes a processor such as a CPU, a communication section such as a modem, a data storage section such as an HDD, a display section such as an LCD, and an operation input section such as a keyboard and mouse. Since these are known configurations, illustration and detailed description thereof are omitted.

図1に示す例では、サーバ10は、上記のデータ記憶部に、異常検知プログラムライブラリ群11および異常検知データライブラリ群12を格納している。このうち、異常検知プログラムライブラリ群11は、電動機制御装置3によって取得および実行される異常検知プログラム(適宜、図1を参照)が複数(N種類)分集められたものである。 In the example shown in FIG. 1, the server 10 stores an anomaly detection program library group 11 and an anomaly detection data library group 12 in the data storage unit. Among them, the abnormality detection program library group 11 is a collection of a plurality (N types) of abnormality detection programs (see FIG. 1 as appropriate) acquired and executed by the motor control device 3 .

ここで、「複数(N種類)」は、特に限定されるものではなく任意の数とし得るが、例えば、本システムで使用が想定され得る動力伝達機構の種類に応じてN種類の異常検知プログラムとすることができる。あるいは、異常検知プログラムは、使用される動力伝達機構の種類が同一であっても、電動機制御装置3で制御される電動機4の種類(型番等)に応じて、異なる種類のプログラムとされ得る。さらに、異常検知プログラムは、動力伝達機構の種類および電動機4の種類(型番等)が同一であっても、いわゆるバージョンアップ後の異常検知プログラムについては、バージョンアップ前の異常検知プログラムとは種類が異なるものとして扱われることができる。 Here, "plurality (N types)" is not particularly limited and can be any number. can be Alternatively, the abnormality detection program may be a different type of program depending on the type (model number, etc.) of the electric motor 4 controlled by the electric motor control device 3 even if the type of power transmission mechanism used is the same. Furthermore, even if the type of the power transmission mechanism and the type (model number, etc.) of the electric motor 4 are the same, the abnormality detection program after the version upgrade is different from the abnormality detection program before the version upgrade. can be treated as different.

一方、サーバ10内の異常検知データライブラリ群12は、上述した複数(N種類)分の異常検知プログラムの各々で使用されるデータ(関連データ)である。この関連データとしては、例えば、異常検知プログラムで特定種類の動力伝達機構の異常の有無を判定するために用いる種々の情報、例えば電動機4の入力情報(波形データなど)、使用される関数や異常の有無に関する閾値などのデータが含まれる。 On the other hand, the abnormality detection data library group 12 in the server 10 is data (related data) used by each of the plurality (N types) of abnormality detection programs described above. The related data includes, for example, various information used for determining whether or not there is an abnormality in a specific type of power transmission mechanism in the abnormality detection program, such as input information (waveform data, etc.) of the electric motor 4, functions to be used, and abnormality information. This includes data such as thresholds for the presence or absence of

なお、以下の説明では、上記の関連データまたは関連データの一部は、対応する異常検知プログラムの実行に伴って電動機制御装置3で取得できるデータであることを前提とする。このため、本システムでは、複数(N種類)分の異常検知プログラムの全ての関連データを異常検知データライブラリ群12としてサーバ10に用意しておく必要はない。一方で、サーバ10から供給される異常検知プログラムを電動機制御装置3で初めて使用(実行)する場合に何等かの基準値ないし初期値を設定する必要があり得る。このため、異常検知データライブラリ群12は、上述した複数(N種類)分の異常検知プログラムの各々で使用されるデータ(関連データ)のうち、必要最低限のデータ(基準値、初期値など)を含めることが望ましい。 In the following description, it is assumed that the related data or part of the related data is data that can be acquired by the motor control device 3 along with the execution of the corresponding abnormality detection program. Therefore, in this system, it is not necessary to prepare all related data of a plurality (N types) of abnormality detection programs as the abnormality detection data library group 12 in the server 10 . On the other hand, when the abnormality detection program supplied from the server 10 is used (executed) by the motor controller 3 for the first time, it may be necessary to set some reference values or initial values. For this reason, the anomaly detection data library group 12 includes the minimum necessary data (reference values, initial values, etc.) among the data (related data) used in each of the plurality (N types) of anomaly detection programs described above. should be included.

さらに、ソフトウェア開発者が既存の異常検知プログラムをバージョンアップして異常検知プログラムライブラリ群11に追加する、あるいは新たな機能や制御手法等を備えた異常検知プログラムを開発するような場合、電動機制御装置3で取得された関連データ(いわゆる実測データ)が参考になることが多いと考えられる。このため、本システムでは、電動機制御装置3側で取得された関連データを、上述した通信網(100,102)を通じて、サーバ10に直接あるいはコントローラ2経由でサーバ10に送信(提供)できるようにするとよい。このようなデータ提供を行うことにより、サーバ10内の異常検知プログラムライブラリ群11が充実化されることが期待できる。 Furthermore, when a software developer upgrades an existing anomaly detection program and adds it to the anomaly detection program library group 11, or develops an anomaly detection program with new functions, control methods, etc., the motor control device It is considered that the related data acquired in 3 (so-called measured data) is often helpful. Therefore, in this system, the related data acquired by the motor control device 3 side can be transmitted (provided) to the server 10 directly or via the controller 2 through the above-described communication network (100, 102). do it. By providing such data, it can be expected that the abnormality detection program library group 11 in the server 10 will be enriched.

<コントローラ>
本システムにおいて、コントローラ2は、本来の主要な役割は電動機制御装置3に制御信号(電動機4の動作開始や停止などの指令、予め設定(予約)される電動機4の基本動作に関する設定信号など)を出力するものである。コントローラ2は、例えば、PLC(Programmable Logic Controller)、モーションコントローラなどが挙げられる。
<controller>
In this system, the controller 2 essentially plays a main role by sending control signals to the motor control device 3 (commands to start or stop the operation of the motor 4, setting signals related to preset (reserved) basic operations of the motor 4, etc.). is output. Examples of the controller 2 include a PLC (Programmable Logic Controller), a motion controller, and the like.

また、本実施の形態では、コントローラ2は、電動機制御装置3が使用するソフトウェア機能プログラムを保存および管理する機能、さらには、当該ソフトウェア機能プログラムの実行により生成される上述した関連データを保存および管理する機能をも有する。したがって、コントローラ2も「外部装置」に対応する。 Further, in the present embodiment, the controller 2 has a function of storing and managing software function programs used by the motor control device 3, and furthermore, stores and manages the aforementioned related data generated by executing the software function programs. It also has the function to Therefore, the controller 2 also corresponds to the "external device".

かかるコントローラ2は、コントローラ2全体の制御を司るCPU20、有線または無線通信を行うための通信カードなどの通信部、HDDなどのデータ格納部、LCDなどの表示部、キースイッチなどの操作入力部を備えている。なお、上述のハードウェア構成自体は公知であるため、適宜その詳述を割愛する。 The controller 2 includes a CPU 20 that controls the entire controller 2, a communication unit such as a communication card for performing wired or wireless communication, a data storage unit such as an HDD, a display unit such as an LCD, and an operation input unit such as a key switch. I have. Since the above-mentioned hardware configuration itself is publicly known, its detailed description will be omitted as appropriate.

図1では、コントローラ2のデータ格納部に、プログラムライブラリ21として3種類の異常検知プログラム(A)211、(B)212、および(C)213が格納され、データライブラリ22としてこれら異常検知プログラムで使用されるデータ(221~223)が記憶された例を示している。すなわち、データライブラリ22における異常検知データ(A)221は異常検知プログラム(A)211用に使用されるデータであり、異常検知データ(B)222は異常検知プログラム(B)212用に使用されるデータであり、異常検知データ(C)223は、異常検知プログラム(C)213用に使用されるデータである。 In FIG. 1, the data storage unit of the controller 2 stores three types of anomaly detection programs (A) 211, (B) 212, and (C) 213 as a program library 21, and these anomaly detection programs as a data library 22. It shows an example in which data (221 to 223) to be used are stored. That is, the abnormality detection data (A) 221 in the data library 22 is data used for the abnormality detection program (A) 211, and the abnormality detection data (B) 222 is used for the abnormality detection program (B) 212. data, and the abnormality detection data (C) 223 is data used for the abnormality detection program (C) 213 .

また、コントローラ2のCPU20は、データ格納部内の異常検知プログラム(A)211、(B)212、および(C)213のうち任意のプログラム(第2の管理プログラム)を、通信部を介して電動機制御装置3に出力する出力制御部としての機能を担う。 In addition, the CPU 20 of the controller 2 selects an arbitrary program (second management program) among the abnormality detection programs (A) 211, (B) 212, and (C) 213 in the data storage unit to It functions as an output control unit that outputs to the control device 3 .

加えて、コントローラ2のCPU20は、データ格納部に格納されている異常検知プログラムと、電動機制御装置3のライブラリ用のメモリ32に格納されている異常検知プログラムおよび異常検知データ(以下、異常検知プログラム等という)との同一性をチェックする等により、電動機制御装置3で使用される異常検知プログラム等を管理する機能を有する。 In addition, the CPU 20 of the controller 2 stores an abnormality detection program stored in the data storage unit, and an abnormality detection program and abnormality detection data (hereinafter referred to as an abnormality detection program) stored in the library memory 32 of the motor control device 3 etc.) to manage the abnormality detection program and the like used in the motor control device 3 .

一具体例では、コントローラ2のデータ格納部は、電動機制御装置3のライブラリ用のメモリ32よりもより多くのデータ(異常検知プログラムおよび異常検知データ)を格納できるだけの容量を有する。このような構成とすることにより、例えば、使用頻度が低くなった電動機制御装置3内の異常検知プログラム等をコントローラ2のデータ格納部に保管しておき、代わりに、近い将来に使用される異常検知プログラム等をコントローラ2から電動機制御装置3(メモリ32)内に移動しておく、等の管理がしやすくなる。 In one specific example, the data storage unit of the controller 2 has a capacity to store more data (abnormality detection program and abnormality detection data) than the library memory 32 of the motor control device 3 . By adopting such a configuration, for example, an abnormality detection program or the like in the motor control device 3 that is used less frequently is stored in the data storage unit of the controller 2, and instead, an abnormality detection program that will be used in the near future is stored. Management such as moving the detection program and the like from the controller 2 to the motor control device 3 (memory 32) is facilitated.

<操作端末>
操作端末6は、本システムを構成する任意の装置、例えば、サーバ10、コントローラ2、および電動機制御装置3に対して種々の指令を出力する機能を有する。図1に示す例では、操作端末6は、ノート型PCであり、上述したコントローラ2と比較して、より広い面積の表示部、より多くのキースイッチ、より大容量のデータ記憶部を備えている。このため、操作端末6は、コントローラ2と同様に、「外部装置」として機能させてもよい。但し、説明が複雑になることを避けるため、操作端末6に関し、以下は操作端末6特有の機能等についてのみ言及する。また、操作端末6のハードウェア構成は上述したサーバ10と同等であり且つ公知であるため、図示および詳述を省略する。
<Operation terminal>
The operation terminal 6 has a function of outputting various commands to arbitrary devices constituting this system, such as the server 10 , the controller 2 and the motor control device 3 . In the example shown in FIG. 1, the operation terminal 6 is a notebook PC, and has a larger display area, more key switches, and a larger data storage unit than the controller 2 described above. there is For this reason, the operation terminal 6 may function as an “external device” like the controller 2 . However, in order to avoid complicating the explanation, only functions specific to the operation terminal 6 will be referred to below. Also, since the hardware configuration of the operation terminal 6 is the same as that of the server 10 described above and is publicly known, illustration and detailed description thereof will be omitted.

<通信網>
本システムにおいて、コントローラ2、電動機制御装置3、操作端末6、およびサーバ10は、広域通信ネットワーク100(公共通信網)を介してそれぞれ相互にデータの授受が可能となっている。例えば、操作端末6をユーザが操作することにより、サーバ10およびコントローラ2の操作・監視をすること、コントローラ2から電動機制御装置3の稼働状態をサーバ10や操作端末6へ送信すること、などを行うことができる。
<Communication network>
In this system, the controller 2, the motor control device 3, the operation terminal 6, and the server 10 can exchange data with each other via a wide area communication network 100 (public communication network). For example, the user operates the operation terminal 6 to operate and monitor the server 10 and the controller 2, and to transmit the operating state of the motor control device 3 from the controller 2 to the server 10 and the operation terminal 6. It can be carried out.

広域通信ネットワーク100は、有線のほか無線によって実現してもよい。例えば、装置間で無線通信を行う場合、Wi-Fi(登録商標)やBluetooth(登録商標)などの通信プロトコルに沿ったアクセスポイント101を広域通信ネットワーク100の内部に設け、コントローラ2や操作端末6の機器には、適合するアンテナ回路やドライバを搭載するとよい(適宜、図1を参照)。 The wide area communication network 100 may be implemented wirelessly as well as wired. For example, when performing wireless communication between devices, an access point 101 conforming to a communication protocol such as Wi-Fi (registered trademark) or Bluetooth (registered trademark) is provided inside the wide area communication network 100, and the controller 2 and the operation terminal 6 (See FIG. 1 where appropriate).

本システムにおいて、コントローラ2と電動機制御装置3とは、通信ネットワーク102を介してそれぞれ相互にデータの授受が可能となっている。一具体例では、コントローラ2が生成した動作指令を電動機制御装置3に送信することができ、逆に、電動機制御装置3の稼働状態をコントローラ2で受信することができる。 In this system, the controller 2 and the motor control device 3 can exchange data with each other via the communication network 102 . In one specific example, an operation command generated by the controller 2 can be sent to the motor controller 3 and, conversely, the operating state of the motor controller 3 can be received by the controller 2 .

産業用通信網としての通信ネットワーク102は、いわゆる産業用通信プロトコルなど(例えばEtherCAT(登録商標)など)で通信を行うものであるが、アナログ信号での入出力インタフェースであってもよい。 The communication network 102 as an industrial communication network performs communication using a so-called industrial communication protocol (for example, EtherCAT (registered trademark)), but may be an input/output interface using analog signals.

他のシステム構成例として、電動機制御装置3が直接広域通信ネットワーク100に接続される形態としてもよく、この場合はコントローラ2を省略することもできる。 As another system configuration example, the motor control device 3 may be directly connected to the wide area communication network 100, in which case the controller 2 may be omitted.

<電動機>
電動機4は、電力の供給により内部の回転子(図示せず)および回転子と一体をなす回転軸41を回転させる電力モーターであり、一具体例では、3相の交流電流(AC)により作動するサーボモーターである。かかるサーボモーターは、電動機制御装置3から入力される交流電圧および制御信号により回転軸41を中心として回転子を回転させ、かかる回転時に電動機運転情報としてのフィードバック信号を送出する。そして、フィードバック信号を入力した電動機制御装置3によって、電動機4の動作(回転の方向、速度、時間、停止の位置やタイミングなど)のフィードバック制御が行われる。上記のフィードバック信号に関し、例えば図6に示すように、回転軸41にロータリーエンコーダなどの位置検出器7を設け、かかる位置検出器7の検出値を電動機制御装置3に入力することにより、電動機4の回転子の位置(回転位置情報)を得ることができる。なお、本発明において、電動機4の種類(例えば、直流/交流等の電力供給方式、回転式またはリニア式などの動力発生方式など)は特に限定されるものではない。
<Electric motor>
The electric motor 4 is an electric power motor that rotates an internal rotor (not shown) and a rotating shaft 41 integrated with the rotor when supplied with electric power, and in one specific example, is operated by a three-phase alternating current (AC). It is a servo motor that Such a servomotor rotates the rotor around the rotating shaft 41 by an AC voltage and a control signal input from the motor control device 3, and sends out a feedback signal as motor operation information during such rotation. Feedback control of the operation of the electric motor 4 (direction of rotation, speed, time, stop position and timing, etc.) is performed by the electric motor control device 3 to which the feedback signal is input. Regarding the above feedback signal, for example, as shown in FIG. position of the rotor (rotational position information) can be obtained. In the present invention, the type of the electric motor 4 (for example, a DC/AC power supply system, a rotary or linear power generation system, etc.) is not particularly limited.

<動力伝達機構>
図1では、電動機4の動力を伝達する動力伝達機構として、ボールネジ5を使用する場合を例示している。ボールネジ5は、電動機4の回転運動による動力を直線運動に変換して、載置された部品等(ワークW)を搬送する装置である。
<Power transmission mechanism>
FIG. 1 illustrates a case where a ball screw 5 is used as a power transmission mechanism for transmitting power of the electric motor 4 . The ball screw 5 is a device that converts the power generated by the rotary motion of the electric motor 4 into linear motion and conveys the mounted parts and the like (workpiece W).

一具体例では、ボールネジ5は、電動機4の回転軸41に連結(カップリング)されたねじ軸51、かかるねじ軸51を回転自在に保持する図示しないハウジング、ねじ軸51に組付けられたナットおよび該ナットと一体をなすワーク載置部52などを備える。 In one specific example, the ball screw 5 includes a screw shaft 51 coupled to the rotary shaft 41 of the electric motor 4, a housing (not shown) rotatably holding the screw shaft 51, and a nut assembled to the screw shaft 51. and a workpiece mounting portion 52 integrated with the nut.

かかるボールネジ5は、電動機4の回転子と一体に回転するねじ軸51が図1中の矢印41a方向(例えば時計方向)に回転する場合、ワーク載置部52がねじ軸の回転方向および螺旋溝の形状に則した一方の方向、例えば図1中の左側に移動することにより、上面に搭載されたワークWを同方向に搬送する。搬送されたワークWは、かかる搬送路の下流側に配置された連携機器(下流側装置70)に受け渡される。 In the ball screw 5, when the screw shaft 51 rotating integrally with the rotor of the electric motor 4 rotates in the direction of the arrow 41a (for example, clockwise) in FIG. 1, for example, to the left in FIG. 1, the work W mounted on the upper surface is conveyed in the same direction. The conveyed work W is delivered to a cooperating device (downstream device 70) arranged downstream of the conveying path.

この後、電動機制御装置3による電動機4の制御に基づき、ねじ軸51が反時計方向(矢印41b方向)に回転した場合、ワーク載置部52は、上記とは逆の方向、この例では図1中の右側に移動する。すなわち、ワーク載置部52は、上流側装置60(例えば、部品をピックアップするロボットなど)から供給される次のワークを搭載して下流側装置70に搬送するために、初期位置または所定の待機位置まで移動する。 Thereafter, when the screw shaft 51 rotates counterclockwise (in the direction of the arrow 41b) based on the control of the electric motor 4 by the electric motor control device 3, the work placement portion 52 rotates in the opposite direction to the above, in this example, Move to the right in 1. That is, the work placement unit 52 is placed at an initial position or a predetermined waiting position in order to load the next work supplied from the upstream device 60 (for example, a robot that picks up parts) and transport it to the downstream device 70 . Move to position.

ここで、下流側装置70は、電動機4の動力が利用される負荷側装置(産業機器)であり、例えば、図示しないベルトコンベアが挙げられる。概して、ベルトコンベアは、一対のローラーと、当該2つのローラーに架け渡されたベルトと、これらローラーを回転自在に保持するとともに、ベルトを地面に接触しない位置に支持する支持体(フレーム)を備える。そして、ベルトコンベアは、一方のローラーのローラー軸が、ボールネジ5のねじ軸51(回転軸)にワンウェイクラッチを介して連結されることにより、ボールネジ5からベルト上に受け渡されたワークWを、一方向(図1の紙面垂直方向)にのみ搬送する。 Here, the downstream side device 70 is a load side device (industrial equipment) that uses the power of the electric motor 4, and includes, for example, a belt conveyor (not shown). In general, a belt conveyor includes a pair of rollers, a belt stretched over the two rollers, and a support (frame) that rotatably holds these rollers and supports the belt at a position that does not contact the ground. . The roller shaft of one of the rollers of the belt conveyor is connected to the screw shaft 51 (rotating shaft) of the ball screw 5 via a one-way clutch, so that the workpiece W transferred from the ball screw 5 onto the belt is The sheet is conveyed only in one direction (perpendicular to the paper surface of FIG. 1).

すなわち、ボールネジ5のねじ軸51がワーク搬送方向の逆方向(戻り方向、すなわち図1中の右向き)に対応する向きに回転する場合、ベルトコンベアのローラーおよびベルトは、ベルト上面のワークを搬送する方向に回転し、ベルト上のワークWを搬送する。これとは逆に、ボールネジ5のねじ軸51がワーク搬送方向(図1中の左向き)に対応する向きに回転する場合、ベルトコンベアのローラーおよびベルトは、ワンウェイクラッチの作用により、静止ないし停止する。 That is, when the screw shaft 51 of the ball screw 5 rotates in a direction corresponding to the opposite direction of the work conveying direction (return direction, i.e. rightward in FIG. 1), the rollers and belt of the belt conveyor convey the work on the upper surface of the belt. direction to convey the workpiece W on the belt. Conversely, when the screw shaft 51 of the ball screw 5 rotates in the direction corresponding to the work conveying direction (leftward in FIG. 1), the rollers and belt of the belt conveyor stop or stop due to the action of the one-way clutch. .

かかる動作を繰り返すことで、ワークWをボールネジ5からベルトコンベアに受け渡すまではベルトコンベアが停止し、ボールネジ5が新たなワークを乗せるべく戻り方向に回転する間、ベルトコンベアはベルト上のワークWを搬送することができる。このような構成とすることで、電動機4の動力を効率的に利用することができる。 By repeating this operation, the belt conveyor stops until the workpiece W is transferred from the ball screw 5 to the belt conveyor, and while the ball screw 5 rotates in the return direction to place a new workpiece, the belt conveyor rotates the workpiece W on the belt. can be transported. With such a configuration, the power of the electric motor 4 can be used efficiently.

なお、上述した連携動作および電動機4の動力利用の形態は一例であり、他にも様々な種類の動力伝達機構および連携機器(負荷側装置)を組み合わせて電動機4の動力を利用することができる。 It should be noted that the form of the linked operation and the use of the power of the electric motor 4 described above is an example, and the power of the electric motor 4 can be used by combining various types of power transmission mechanisms and linked devices (devices on the load side). .

<電動機制御装置>
本システムにおいて、電動機制御装置3は、上述のような装置(産業機器)間の連携動作を円滑に行うべく、電動機4およびボールネジ5の動作を制御する機能を担う。
<Motor controller>
In this system, the electric motor control device 3 has a function of controlling the operation of the electric motor 4 and the ball screw 5 in order to smoothly perform the cooperative operation between the devices (industrial equipment) as described above.

電動機制御装置3は、図1に示すように、電動機制御装置3の全体の制御を司る制御部30と、上述した通信網(100,102)を通じて外部装置と通信するための外部通信部31と、プログラムおよびデータを保存するためのライブラリ用のメモリ32と、各種プログラムを実行するための実行用のメモリ33と、を有する。また、電動機制御装置3は、例えばタッチパネル付き液晶ディスプレイなどの操作表示部36を備える。操作表示部36は、制御部30による表示制御の下、電動機制御装置3の各部の状態等を表示する。また、操作表示部36は、ユーザのタッチ操作に従った操作信号を制御部30に入力する。 As shown in FIG. 1, the motor control device 3 includes a control unit 30 that controls the entire motor control device 3, and an external communication unit 31 that communicates with external devices through the communication networks (100, 102) described above. , a library memory 32 for storing programs and data, and an execution memory 33 for executing various programs. The motor control device 3 also includes an operation display unit 36 such as a liquid crystal display with a touch panel. The operation display unit 36 displays the state of each unit of the motor control device 3 under display control by the control unit 30 . The operation display unit 36 also inputs an operation signal to the control unit 30 according to the user's touch operation.

上記のうち、実行用のメモリ33は、例えばランダムアクセスメモリ(RAM)などの揮発性のメモリであり、制御部30によって使用される種々のプログラムやデータを展開ないし一時保存するための作業領域として機能する。 Among the above, the execution memory 33 is, for example, a volatile memory such as a random access memory (RAM). Function.

一方、ライブラリ用のメモリ32は、一具体例では、上記のメモリ33とは別個の不揮発性のメモリであり、HDD、EEPROM、フラッシュメモリなど、データ格納用の種々の記憶装置を使用することができる。ライブラリ用のメモリ32は、実行用のメモリ33と比較して、読み書きの高速性は要求されないが、複数のプログラムおよび当該プログラムの実行により得られるデータを格納できるように、実行用のメモリ33よりも大きなデータ格納容量が確保されている。 On the other hand, the library memory 32 is, in one specific example, a non-volatile memory separate from the above memory 33, and can use various storage devices for data storage such as HDD, EEPROM, and flash memory. can. The library memory 32 is not required to read and write at high speed compared to the execution memory 33, but has a higher read/write speed than the execution memory 33 so that it can store a plurality of programs and data obtained by executing the programs. It also has a large data storage capacity.

本実施の形態では、メモリ32およびメモリ33は、スイッチ34、スイッチ35を介して接続される。このうち、スイッチ34は、ライブラリ用のメモリ32に保存されている複数の異常検知プログラムを実行用のメモリ33に選択的に読み出すための切換部として機能する。一方、スイッチ35は、メモリ32とメモリ33との間で異常検知データの選択的な読み出しまたは保存を行うための切換部として機能する。これらスイッチ34,35は、制御部30の制御下で切り換えられる、いわゆる論理的なスイッチである。なお、他の例として、メモリ32およびメモリ33が同一の記憶媒体(例えば大容量のRAM)であってもよく、この場合、スイッチ34,35は必要ない。 In the present embodiment, memory 32 and memory 33 are connected via switch 34 and switch 35 . Among them, the switch 34 functions as a switching unit for selectively reading a plurality of abnormality detection programs stored in the library memory 32 to the execution memory 33 . On the other hand, the switch 35 functions as a switching unit for selectively reading out or storing abnormality detection data between the memory 32 and the memory 33 . These switches 34 and 35 are so-called logical switches that are switched under the control of the control section 30 . As another example, the memory 32 and the memory 33 may be the same storage medium (for example, large-capacity RAM), in which case the switches 34 and 35 are not required.

制御部30は、例えば、CPUやMPUなどのプロセッサ、基本プログラムが格納されたROM、各種I/Oインタフェース等を備えた組み込み機器用のマイクロコンピュータを有して構成され、プログラムとの協働によって種々の機能を遂行するようになっている。 The control unit 30 includes, for example, a processor such as a CPU or MPU, a ROM storing a basic program, and a microcomputer for embedded equipment equipped with various I/O interfaces. It is adapted to perform various functions.

図1に示す例では、ライブラリ用のメモリ32には、上述したボールネジ5の劣化診断用の異常検知プログラム(A)(以下、ボールネジ劣化診断プログラム321Aと称する場合がある)と、電動機4の回転軸41を回転自在に支持するベアリングの劣化診断用の異常検知プログラム(B)(以下、ベアリング劣化診断プログラム321Bと称する場合がある)が保存されている。 In the example shown in FIG. 1, the library memory 32 stores the above-described abnormality detection program (A) for diagnosing deterioration of the ball screw 5 (hereinafter sometimes referred to as a ball screw deterioration diagnosis program 321A); An abnormality detection program (B) for diagnosing deterioration of the bearing that rotatably supports the shaft 41 (hereinafter sometimes referred to as a bearing deterioration diagnosis program 321B) is stored.

本実施の形態では、ベアリング劣化診断プログラム321Bが「第1の管理プログラム」に対応し、ボールネジ劣化診断プログラム321Aが「第2の管理プログラム」に対応する。言い換えると、本システムでは、電動機4が交換される場合は電動機制御装置3も一緒に交換されるため、ベアリング劣化診断プログラム321Bがデフォルトのソフトウェア機能プログラム(第1の管理プログラム)として実装される。一方、電動機4に接続される動力伝達機構は交換されることを前提とすることから、図1では、ボールネジ劣化診断プログラム321A(第2の管理プログラム)が外部装置(サーバ10またはコントローラ2)から取得された後の状態を示している。 In this embodiment, the bearing deterioration diagnosis program 321B corresponds to the "first management program", and the ball screw deterioration diagnosis program 321A corresponds to the "second management program". In other words, in this system, when the electric motor 4 is replaced, the electric motor controller 3 is also replaced, so the bearing deterioration diagnosis program 321B is implemented as the default software function program (first management program). On the other hand, since it is assumed that the power transmission mechanism connected to the electric motor 4 will be replaced, in FIG. It shows the state after being acquired.

また、ライブラリ用のメモリ32には、上記のボールネジ劣化診断プログラム321Aで使用される関連データとしての異常検知データ(A)322A、および上記のベアリング劣化診断プログラム321Bで使用される異常検知データ(B)322Bが、各々、関連データとして保存されている。異常検知データ(A)322A、異常検知データ(B)322Bは、各々、電動機4から入力される入力情報に基づいて生成されるデータである。これらプログラムおよびデータの内容の詳細は後述する。 The library memory 32 also stores abnormality detection data (A) 322A as related data used in the ball screw deterioration diagnosis program 321A, and abnormality detection data (B) used in the bearing deterioration diagnosis program 321B. ) 322B are each stored as associated data. The abnormality detection data (A) 322A and the abnormality detection data (B) 322B are data generated based on input information input from the electric motor 4, respectively. The details of the contents of these programs and data will be described later.

一方、実行用のメモリ33には、電動機4の動作を制御するための電動機制御プログラム331と、異常検知プログラム332と、異常検知プログラム332で使用される異常検知データ333と、が格納されている。ここで、異常検知プログラム332は、ライブラリ用のメモリ32に格納された、ボールネジ劣化診断プログラム321Aまたはベアリング劣化診断プログラム321Bのうちのいずれか一つである。同様に、異常検知データ333は、ライブラリ用のメモリ32に格納された、異常検知データ(A)322Aまたは異常検知データ(B)322Bのうちの一つ(異常検知プログラム332に対応したデータ)である。 On the other hand, the execution memory 33 stores an electric motor control program 331 for controlling the operation of the electric motor 4, an anomaly detection program 332, and an anomaly detection data 333 used in the anomaly detection program 332. . Here, the abnormality detection program 332 is either one of the ball screw deterioration diagnosis program 321A or the bearing deterioration diagnosis program 321B stored in the memory 32 for library. Similarly, the error detection data 333 is one of the error detection data (A) 322A or the error detection data (B) 322B (data corresponding to the error detection program 332) stored in the library memory 32. be.

言い換えると、電動機制御装置3の制御部30は、「更新部」として、以下の機能を遂行する。すなわち、制御部30は、実行用のメモリ33内の異常検知プログラム332を、ライブラリ用のメモリ32に格納された複数(この例では2つ)の異常検知プログラム321A、321Bから選択的に読み出して、読み出した異常検知プログラム(321A又は321B)を、実行用のメモリ33に出力することにより、異常検知プログラム332の設定ないし更新(置き換え)を行う。 In other words, the control section 30 of the motor control device 3 performs the following functions as an "update section". That is, the control unit 30 selectively reads out the abnormality detection program 332 in the execution memory 33 from the plurality (two in this example) of the abnormality detection programs 321A and 321B stored in the library memory 32. By outputting the read abnormality detection program (321A or 321B) to the memory 33 for execution, the abnormality detection program 332 is set or updated (replaced).

上記の動作により、動力伝達機構の種類に応じた劣化診断プログラムを実行して、当該動力伝達機構の異常の有無を判定することができる。なお、かかる判定の手法については後述する。 Through the above operation, the deterioration diagnosis program corresponding to the type of power transmission mechanism can be executed to determine whether or not there is an abnormality in the power transmission mechanism. A method for such determination will be described later.

<電動機制御装置の動作>
次に、電動機制御装置3の動作を概説する。電動機制御装置3の制御部30は、実行用のメモリ33内の電動機制御プログラム331を起動して、電動機4の駆動制御を実行可能な状態で待機する。また、制御部30は、実行用のメモリ33にある異常検知プログラム332を起動する。そして、制御部30は、対応する異常検知データ333を読み出して、異常検知プログラム332に記述されている処理(アルゴリズム)を実行可能な状態で待機する。
<Operation of motor controller>
Next, the operation of the motor control device 3 will be outlined. The control unit 30 of the electric motor control device 3 activates the electric motor control program 331 in the memory 33 for execution and waits in a state in which the drive control of the electric motor 4 can be executed. The control unit 30 also activates the abnormality detection program 332 in the execution memory 33 . Then, the control unit 30 reads the corresponding abnormality detection data 333 and waits in a state where the process (algorithm) described in the abnormality detection program 332 can be executed.

この後、制御部30は、コントローラ2または操作端末6または操作表示部36(以下、コントローラ2等という)から制御信号としての動作指令を受信した場合、電動機制御プログラム331に従って電動機4の駆動を開始し、その動作を制御する。詳細には、電動機4の動作は、本システムで使用される動力伝達機構および連携装置(図1に示す上流側装置60および下流側装置70)の動作に対応する動作(駆動態様)となるように、電動機制御プログラム331に予め設定されている。かかる動作の設定は、図示しない設定画面およびコントローラ2等の操作入力を通じて行うことができる。 Thereafter, when receiving an operation command as a control signal from the controller 2, the operation terminal 6, or the operation display unit 36 (hereinafter referred to as the controller 2, etc.), the control unit 30 starts driving the electric motor 4 according to the electric motor control program 331. and control its behavior. Specifically, the operation of the electric motor 4 is made to correspond to the operation (driving mode) of the power transmission mechanism and the linking device (the upstream device 60 and the downstream device 70 shown in FIG. 1) used in this system. , is preset in the motor control program 331 . Setting of such operations can be performed through a setting screen (not shown) and operation input of the controller 2 or the like.

電動機制御装置3の制御部30は、電動機制御プログラム331における上記の設定内容に従って電動機4の動作を制御する(回転子の回転方向、回転速度、停止のタイミングなどを調整する)ことにより、動力伝達機構(図1の例ではボールネジ5)の動作を制御(調整)して、連携装置との連携動作(ワークWの搬送動作など)を実現する。このとき、電動機制御装置3の制御部30は、電動機4の回転子の位置、回転速度、入力電流などの、電動機4の運転状態を示す電動機運転情報(入力情報)を、位置検出器7や電流検出器125(図6を参照)などを通じてフィードバック信号として取得し、かかる入力情報を用いてフィードバック制御を行う。なお、このとき取得される入力情報(図3で後述する波形信号など)は、任意の表示部(例えば、操作表示部36あるいはコントローラ2や操作端末6の表示部)に表示することより、ユーザがモニタリングすることができる。 The control unit 30 of the electric motor control device 3 controls the operation of the electric motor 4 according to the above settings in the electric motor control program 331 (adjusts the rotation direction, rotation speed, stop timing, etc. of the rotor), thereby power transmission. By controlling (adjusting) the operation of the mechanism (the ball screw 5 in the example of FIG. 1), the cooperative operation (such as the operation of conveying the workpiece W) with the cooperative device is realized. At this time, the control unit 30 of the electric motor control device 3 transmits electric motor operation information (input information) indicating the operation state of the electric motor 4, such as the position of the rotor of the electric motor 4, the rotational speed, and the input current, to the position detector 7 and the A feedback signal is acquired through a current detector 125 (see FIG. 6) or the like, and feedback control is performed using such input information. It should be noted that the input information acquired at this time (such as a waveform signal described later in FIG. 3) can be displayed on an arbitrary display unit (for example, the operation display unit 36 or the display unit of the controller 2 or the operation terminal 6) so that the user can can be monitored.

本実施の形態では、電動機制御装置3の制御部30は、電動機制御プログラム331の実行中に、実行用のメモリ33内にある異常検知プログラム332を実行する。すなわち、制御部30は、電動機制御プログラム331および異常検知プログラム332に記述された各々のアルゴリズムを、並列的または同時並行的に遂行する。 In this embodiment, the control unit 30 of the motor control device 3 executes the abnormality detection program 332 in the execution memory 33 while the motor control program 331 is being executed. That is, the control unit 30 executes each algorithm described in the motor control program 331 and the abnormality detection program 332 in parallel or concurrently.

この例では、ボールネジ5の異常状態(異常の有無)を検出する異常検知アルゴリズムが、異常検知プログラム(A)321Aに格納されている。このため、制御部30によって異常検知プログラム(A)321Aがメモリ33内に展開され異常検知プログラム332として実行されることにより、動力伝達機構であるボールネジ5の異常の有無を検出できるようになる。電動機制御装置3の制御部30は、異常検知プログラム(A)321Aの異常検知アルゴリズムに基づいて、以下のような「状態管理部」としての機能を遂行する。 In this example, an abnormality detection algorithm for detecting an abnormal state (abnormality) of the ball screw 5 is stored in the abnormality detection program (A) 321A. Therefore, the abnormality detection program (A) 321A is developed in the memory 33 by the control unit 30 and executed as the abnormality detection program 332, thereby detecting whether or not the ball screw 5, which is the power transmission mechanism, is abnormal. The control section 30 of the electric motor control device 3 performs the following function as a "state management section" based on the abnormality detection algorithm of the abnormality detection program (A) 321A.

すなわち、制御部30は、上述した電動機4の回転子の位置、回転速度などの運転状態(入力情報)を、異常検知プログラム332(この例では異常検知プログラム(A)321A)を通じて解析し、かかる解析結果を実測データないし教師データとして実行用のメモリ33に格納する(異常検知データ333を参照)。また、制御部30は、予め測定されメモリ33に保存されている異常検知データ333と、異常検知プログラム332による現在の解析結果とを比較し、両者間の数値の乖離が大きい場合に、ボールネジ5(動力伝達機構)に異常ありと判定して異常信号を出力する。 That is, the control unit 30 analyzes the operating state (input information) such as the position and rotational speed of the rotor of the electric motor 4 described above through the abnormality detection program 332 (in this example, the abnormality detection program (A) 321A). The analysis result is stored in the execution memory 33 as measured data or teacher data (see the abnormality detection data 333). In addition, the control unit 30 compares the abnormality detection data 333 measured in advance and stored in the memory 33 with the current analysis result by the abnormality detection program 332, and if there is a large divergence between the numerical values of the two, the ball screw 5 It determines that there is an abnormality in (the power transmission mechanism) and outputs an abnormality signal.

詳細には、制御部30は、電動機運転情報における入力波の示す値が上記の教師データに設定された閾値と乖離するかの基準に基づいて、ボールネジ5(動力伝達機構)の異常の有無を判定する。 Specifically, the control unit 30 determines whether there is an abnormality in the ball screw 5 (power transmission mechanism) based on a criterion as to whether the value indicated by the input wave in the motor operation information deviates from the threshold value set in the teacher data. judge.

より具体的には、制御部30は、電動機運転情報における波形(波の形状)の歪みが教師データに設定された閾値を超えた場合、動力伝達機構(ボールネジ5)に異常ありと判定し、その旨の異常信号を出力する。 More specifically, the control unit 30 determines that there is an abnormality in the power transmission mechanism (ball screw 5) when the distortion of the waveform (wave shape) in the electric motor operation information exceeds the threshold set in the teacher data, An abnormal signal to that effect is output.

出力された異常信号は、電動機運転情報(波形など)を表示している表示部に、異常発生を通知するメッセージ、あるいは警告音やアイコンなどの画像として表示(出力)されることにより、産業機器のユーザに通知ないし警告することができる。したがって、本システムのユーザ(管理者等)は、表示部の表示内容(異常信号の出力の有無など)を監視することにより、動力伝達機構(ボールネジ5)の異常状態を監視する、もしくは予測することができる。 The output error signal is displayed (output) as a message notifying the occurrence of an error or as an image such as a warning sound or icon on the display unit that displays the motor operating information (waveform, etc.). users can be notified or warned. Therefore, the user (administrator, etc.) of this system monitors or predicts the abnormal state of the power transmission mechanism (ball screw 5) by monitoring the display contents of the display unit (existence of output of an abnormality signal, etc.). be able to.

上述した例は、電動機4に接続される動力伝達機構がボールネジ5であり、かかるボールネジ5の異常の有無を、異常検知プログラム(A)321Aの実行を通じて判定する場合を前提とした。他の例として、電動機4に接続される動力伝達機構がボールねじ5以外の機構(例えば、ギヤボックスなど)である場合、制御部30は、他の異常検知アルゴリズムを備えるソフトウェア機能プログラム(例えば、図1に示す異常検知プログラム(C)213、あるいはサーバ10の異常検知プログラムライブラリ群11内の該当する異常検知プログラム)を実行する。 The example described above assumes that the power transmission mechanism connected to the electric motor 4 is the ball screw 5, and whether or not there is an abnormality in the ball screw 5 is determined through execution of the abnormality detection program (A) 321A. As another example, if the power transmission mechanism connected to the electric motor 4 is a mechanism other than the ball screw 5 (e.g., gear box, etc.), the control unit 30 may include a software function program (e.g., The abnormality detection program (C) 213 shown in FIG. 1 or the corresponding abnormality detection program in the abnormality detection program library group 11 of the server 10) is executed.

すなわち、制御部30は、異常検知の判定を行う動力伝達機構の種類等に応じたソフトウェア機能プログラムを、適宜、外部装置から取得して、ライブラリ用のメモリ32ひいては実行用のメモリ33に格納して実行する。このような運用、言い換えると、使用する動力伝達機構に応じて実行用のメモリ33に格納し実行するソフトウェア機能プログラムを更新する(入れ替える)ことにより、電動機4に接続される様々な種類の動力伝達機構の異常の有無を判定(診断)できるようになる。 That is, the control unit 30 appropriately acquires a software function program corresponding to the type of the power transmission mechanism for determining abnormality detection from an external device, and stores it in the memory 32 for the library and the memory 33 for execution. to run. Such operation, in other words, by updating (replacing) the software function program stored in the execution memory 33 and executed according to the power transmission mechanism to be used, various types of power transmission connected to the electric motor 4 can be achieved. It becomes possible to determine (diagnose) whether there is an abnormality in the mechanism.

さらに、制御部30は、サーバ10の異常検知プログラムライブラリ群11内の該当する異常検知プログラムを取得して、ライブラリ用のメモリ32ひいては実行用のメモリ33に格納(適宜更新)して実行することにより、負荷側装置(下流側装置70)の異常の有無を判定(診断)することもできる。 Further, the control unit 30 acquires the corresponding anomaly detection program in the anomaly detection program library group 11 of the server 10, stores it in the library memory 32 and further in the execution memory 33 (updates as appropriate), and executes it. It is also possible to determine (diagnose) whether or not there is an abnormality in the load-side device (downstream-side device 70).

<異常検知プログラムの動作例>
次に、異常検知プログラムの動作例について、図2および図3を参照してより詳細に説明する。図2は、動力伝達機構の劣化診断用の異常検知プログラムの処理の一例を示すフローチャートである。図2では、上述したボールネジ劣化診断プログラム321A(図1に示す異常検知プログラム(A))に記述されたアルゴリズムの一部を示す処理フローである。
<Operation example of anomaly detection program>
Next, an operation example of the anomaly detection program will be described in more detail with reference to FIGS. 2 and 3. FIG. FIG. 2 is a flow chart showing an example of processing of an abnormality detection program for diagnosing deterioration of a power transmission mechanism. FIG. 2 is a processing flow showing part of the algorithm described in the ball screw deterioration diagnostic program 321A (abnormality detection program (A) shown in FIG. 1).

ボールネジ劣化診断プログラム321Aは、異常検知教師データ取得モードと、異常検知動作モードと、の2つの動作モード(アルゴリズム)を選択的に実行する構成を有する。そして、いずれの動作モードで実行するかは、ユーザがコントローラ2等を操作して指定または設定変更することができる。 The ball screw deterioration diagnosis program 321A has a configuration for selectively executing two operation modes (algorithms), an abnormality detection teacher data acquisition mode and an abnormality detection operation mode. The user can operate the controller 2 or the like to specify or change the setting of which operation mode is to be used.

電動機制御装置3の制御部30は、ボールネジ劣化診断プログラム321Aを起動した後のステップS1において、電動機制御装置3の動作モードが教師データ取得モードであるか否かを判定する。 In step S1 after activating the ball screw deterioration diagnosis program 321A, the control unit 30 of the electric motor control device 3 determines whether or not the operation mode of the electric motor control device 3 is the teacher data acquisition mode.

ここで、制御部30は、動作モードが教師データ取得モードである(ステップS1、YES)と判定した場合、ステップS2に移行し、後述するステップS2~ステップS4の処理を通じて教師データを取得した後に、上述したステップS1の判定処理に戻る。 Here, when the control unit 30 determines that the operation mode is the teacher data acquisition mode (step S1, YES), the process proceeds to step S2, and after acquiring the teacher data through the processes of steps S2 to S4 described later, , the process returns to the determination process of step S1 described above.

一方、制御部30は、動作モードが教師データ取得モードではない(ステップS1、NO)と判定した場合、動作モードは異常検知モードであると判断してステップS5に移行し、後述するステップS5~ステップS10の処理を通じてボールネジ5の異常の有無を診断した後に、上述したステップS1の判定処理に戻る。 On the other hand, when the control unit 30 determines that the operation mode is not the teacher data acquisition mode (step S1, NO), it determines that the operation mode is the abnormality detection mode and proceeds to step S5. After diagnosing whether or not there is an abnormality in the ball screw 5 through the process of step S10, the process returns to the determination process of step S1 described above.

まず、異常検知教師データ取得モード(以下、単に、「教師データ取得モード」という)における動作を説明する。ステップS2において、制御部30は、コントローラ2等(すなわちユーザの入力操作)より、ボールネジ5の異常検知の判定基準となる教師データの取得を開始すべき旨の指令(教師データ取得動作開始指令)を受信するまで待機し、この指令を受信した場合にステップS3に移行する。 First, the operation in the anomaly detection teacher data acquisition mode (hereinafter simply referred to as "teacher data acquisition mode") will be described. In step S2, the control unit 30 issues a command from the controller 2 or the like (i.e., input operation by the user) to start acquiring teacher data that serves as a criterion for detecting an abnormality in the ball screw 5 (teacher data acquiring operation start command). is received, and when this command is received, the process proceeds to step S3.

ステップS2の待機は、例えば、ボールネジ劣化診断321Aが通常運転動作と同時に開始される場合など、電動機4の回転状態が安定するまで幾分時間がかかること等を考慮したものである。すなわち、制御部30は、電動機4の回転状態が安定するまでは教師データの取得を保留することにより、以下のステップS3およびS4の処理において、より精度の高い教師データを取得することができる。 The standby in step S2 takes into consideration that it takes some time until the rotation state of the electric motor 4 stabilizes, such as when the ball screw deterioration diagnosis 321A is started at the same time as the normal operation. That is, the control unit 30 suspends the acquisition of the teacher data until the rotation state of the electric motor 4 stabilizes, so that the teacher data with higher accuracy can be acquired in the processes of steps S3 and S4 below.

ステップS3において、制御部30は、電動機4から検出される入力信号(フィードバック情報)に基づく種々の運転情報(この例では、p(t)、v(t)、およびiq(t))を取得する。このうち、p(t)は、時間tにおける電動機4の回転位置情報である。また、v(t)は、時間tにおける電動機4の回転速度情報である。これらp(t)、v(t)は、上述した位置検出器7の検出信号から取得することができる。さらに、iq(t)は、時間tにおける電動機4のトルク電流情報であり、電動機4から制御部30に入力(フィードバック)される電流(この例ではAC)により取得ないし算出される。 In step S3, the control unit 30 acquires various driving information (p(t), v(t), and iq(t) in this example) based on the input signal (feedback information) detected from the electric motor 4. do. Of these, p(t) is rotational position information of the electric motor 4 at time t. Also, v(t) is rotational speed information of the electric motor 4 at time t. These p(t) and v(t) can be obtained from the detection signal of the position detector 7 described above. Further, iq(t) is torque current information of the electric motor 4 at time t, and is obtained or calculated from the current (AC in this example) input (feedback) from the electric motor 4 to the control unit 30 .

続くステップS4において、制御部30は、第1の異常検知アルゴリズム(=fan1(数式))に従って、予め括弧()内に規定されている数式に、電動機運転情報(p(t)、v(t)、iq(t))を代入することにより、異常検知教師データを導出する。 In subsequent step S4, the control unit 30 puts the motor operation information (p(t), v(t ) and iq(t)), the anomaly detection teacher data is derived.

この後、制御部30は、ステップS1に戻り、動作モードが教師データ取得モードであると判定されている間(ステップS1、YES)は、上述したステップS3およびステップS4の処理を繰り返し実行することにより、異常検知教師データを導出し続ける。なお、ステップS2に関し、制御部30は、2回目以降は上述した待機の処理をスキップする。 Thereafter, the control unit 30 returns to step S1, and repeats the processing of steps S3 and S4 described above while it is determined that the operation mode is the teacher data acquisition mode (step S1, YES). continues to derive anomaly detection training data. Regarding step S2, the control unit 30 skips the above-described standby process from the second time onward.

図3は、図2に示す異常検知プログラムの実行時における異常検知動作の様子を、電動機の運転情報(p(t)、v(t)、iq(t))の波形と共に記したグラフである。 FIG. 3 is a graph showing the state of the abnormality detection operation when executing the abnormality detection program shown in FIG. .

図3中、上から一段目、二段目、および三段目のグラフは、各々、制御部30に入力される電動機運転情報の波形図である。すなわち、上から一段目が電動機4の回転位置p(t)を、上から二段目が同回転速度v(t)を、上から三段目がトルク電流iq(t)を示す波形図であり、各々、時間の推移とともに波形が劣化して行く様子を模式的に表している。これら3つのグラフを参照すると、時間の経過に伴って、各々の波形に歪みが発生し、かつその歪みが大きくなってゆくことが分かる。 In FIG. 3 , the first, second, and third graphs from the top are waveform diagrams of the motor operation information input to the control unit 30 . That is, the waveform diagrams show the rotational position p(t) of the electric motor 4 in the first row from the top, the rotational speed v(t) in the second row from the top, and the torque current iq(t) in the third row from the top. , and each schematically represents how the waveform deteriorates with the passage of time. By referring to these three graphs, it can be seen that distortion occurs in each waveform and the distortion increases with the passage of time.

通常、電動機4または負荷側装置(図1中の下流側装置70)に異常が発生した場合には、波形の周期または振幅の異常として現れることが多い(例えば、回転速度の異常に伴う周期の変化、トルク電流の異常に伴う振幅の変化など)。 Usually, when an abnormality occurs in the electric motor 4 or the load side device (the downstream side device 70 in FIG. 1), it often appears as an abnormality in the period or amplitude of the waveform (for example, an abnormality in the period associated with an abnormality in the rotational speed). changes, amplitude changes associated with torque current anomalies, etc.).

これに対して、下流側装置と比較して負荷が格段に小さい動力伝達機構(この例ではボールネジ5のねじ軸51など)に異常が発生した場合には、図3の右寄りに示すような歪んだ波形となる。すなわち、動力伝達機構の異常時には、電動機運転情報における回転位置p(t)、回転速度v(t)、およびトルク電流iq(t)の波形に、微細な振動波(以下、微小振動波という)が発生する。かかる微小振動波は、ボールネジ5の異常の度合い(例えば、ねじ軸51の摩耗度や歪み具合など)が大きくなるほどその振幅成分等に顕著に現れるようになる。そして、図3に示すような微小振動波は、微小時間tにおける振幅の変化あるいは波の勾配の変化として検出できるため、電動機4または下流側装置70(負荷側装置)の異常ではなく、ボールネジ5の状態に異常があるものと判別ないし推定することができる。 On the other hand, when an abnormality occurs in a power transmission mechanism (such as the screw shaft 51 of the ball screw 5 in this example), which has a much smaller load than the downstream device, the distortion shown on the right side of FIG. waveform. That is, when there is an abnormality in the power transmission mechanism, minute vibration waves (hereinafter referred to as minute vibration waves) appear in the waveforms of the rotational position p(t), the rotational speed v(t), and the torque current iq(t) in the motor operating information. occurs. Such micro-vibration waves become more conspicuous in their amplitude components and the like as the degree of abnormality of the ball screw 5 (for example, the degree of wear and distortion of the screw shaft 51) increases. 3 can be detected as a change in amplitude or a change in gradient of the wave in a minute time t, so that the ball screw 5 is detected as an abnormality rather than an abnormality in the electric motor 4 or the downstream device 70 (load side device). It can be determined or estimated that there is an abnormality in the state of

上記のような実情に鑑みて、本実施の形態では、図2で上述した異常検知教師データ取得モードの動作は、主に、ボールネジ5の劣化が発生していない正常状態(例えば、本システムの初期の稼働時期)において実行(実施)されることが望ましい。かかる正常状態で異常検知教師データ取得モード(図2のステップS3,S4等)の動作が実行されることにより、図3中の左側に示すように、正常な歪みの無い波形に基づく異常検知教師データを生成することができる。この異常検知教師データは、以下に説明する異常検知モードにおいて異常判定を行うための基準となる情報(教師付き機械学習における教師データ)としての意義を有する。 In view of the circumstances as described above, in the present embodiment, the operation of the abnormality detection teacher data acquisition mode described above with reference to FIG. It is desirable that it is executed (implemented) in the initial operating period). By executing the operation of the abnormality detection teaching data acquisition mode (steps S3, S4, etc. in FIG. 2) in such a normal state, as shown on the left side of FIG. data can be generated. This abnormality detection training data has significance as information (teaching data in supervised machine learning) that serves as a reference for performing abnormality determination in the abnormality detection mode described below.

ここで、図3中の上から四段目のグラフは、上述の波形のいずれか(例えばトルク電流iq(t))の歪みの大きさ(微小時間tにおける振幅の変化あるいは波の勾配の変化)が閾値を超えたため、正常状態を表す信号(例えばバイナリ値(0/1)の「0」)から異常状態を表す信号(例えば「1」)に切り替わった例を示す。 Here, the fourth graph from the top in FIG. ) exceeds the threshold, the signal representing the normal state (for example, "0" of binary value (0/1)) is switched to the signal representing the abnormal state (for example, "1").

さらに、図3中の上から五段目のグラフは、上述した異常検知動作モードにおいて、異常検知教師データ取得モードの動作から異常検知モードの動作へと切り替えられた例を示す。一具体例では、電動機制御装置3のタイマー機能を用いて、例えば本システムの初期稼働日だけ異常検知教師データ取得モードで動作させ、翌日から異常検知モードで動作させることができる。 Further, the fifth graph from the top in FIG. 3 shows an example of switching from the operation in the abnormality detection teacher data acquisition mode to the operation in the abnormality detection mode in the above-described abnormality detection operation mode. In one specific example, by using the timer function of the motor control device 3, for example, the system can be operated in the abnormality detection teaching data acquisition mode only on the initial operating day of the system, and can be operated in the abnormality detection mode from the next day.

次に、再び図2を参照して、ボールネジ劣化診断プログラム321Aの実行中における異常検知モードの動作について説明する。 Next, referring to FIG. 2 again, the operation of the abnormality detection mode during execution of the ball screw deterioration diagnosis program 321A will be described.

ステップS5において、電動機制御装置3の制御部30は、コントローラ2等(すなわちユーザの入力操作)より、ボールネジ5の異常を検知する動作を開始すべき旨の指令(異常検知動作開始指令)を受信するまで待機し、この指令を受信した場合にステップS6に移行する。なお、ステップS6の待機の意義は、上述したステップS2と同様である。すなわち、電動機4の回転状態が安定するまでは異常検知の動作を保留することにより、以下のステップS6~S10の処理において、無用な誤検知が防止され、より精度の高い状態検知が実現できる。 In step S5, the control unit 30 of the motor control device 3 receives a command to start the operation of detecting an abnormality of the ball screw 5 (an abnormality detection operation start command) from the controller 2 or the like (that is, the user's input operation). When this command is received, the process proceeds to step S6. The significance of waiting in step S6 is the same as in step S2 described above. That is, by suspending the abnormality detection operation until the rotation state of the electric motor 4 stabilizes, unnecessary erroneous detection can be prevented in the following steps S6 to S10, and more accurate state detection can be realized.

ステップS6において、制御部30は、入力される信号(実測される検出信号またはフィードバック信号)に基づく種々の電動機運転情報(この例では、p(t)、v(t)、およびiq(t))を取得する。ステップS6の処理は、前述のステップS3と同様であるため、詳述を省略する。 In step S6, the control unit 30 generates various motor operation information (p(t), v(t), and iq(t) in this example) based on the input signal (actually measured detection signal or feedback signal). ). Since the process of step S6 is the same as that of step S3 described above, detailed description thereof will be omitted.

続くステップS7において、制御部30は、第1の異常検知アルゴリズム(=fan1(数式))に従って、括弧内の数式に電動機運転情報(p(t)、v(t)、iq(t))を代入することにより、異常検知実測データを導出する。なお、ステップS7におけるデータの導出手法自体は、上述したステップS4における異常検知教師データの導出手法と同じである。 In subsequent step S7, the control unit 30 replaces the motor operation information (p(t), v(t), iq(t)) with the parenthesized formula according to the first abnormality detection algorithm (=fan1 (formula)). By substituting, the anomaly detection actual measurement data is derived. The data derivation method itself in step S7 is the same as the anomaly detection teacher data derivation method in step S4 described above.

次のステップS8において、制御部30は、導出された異常検知実測データを、前述した異常検知教師データと比較して、両者の差異を算出した後にステップS9に移行する。ステップS9において、制御部30は、算出された差異、言い換えると異常検知教師データの波形に対する異常検知実測データの波形の歪みの程度が、所定の閾値を超えたか否かを判定する。 In the next step S8, the control unit 30 compares the derived anomaly detection actual measurement data with the anomaly detection teaching data described above, calculates the difference between the two, and then proceeds to step S9. In step S9, the control unit 30 determines whether the calculated difference, in other words, the degree of distortion of the waveform of the abnormality detection actual measurement data with respect to the waveform of the abnormality detection teacher data, exceeds a predetermined threshold.

ここで、制御部30は、歪みの程度が閾値を超えていないと判定した場合(ステップS9、NO)、ボールネジ5の状態は正常であると判断してステップS10に移行する。一方、制御部30は、歪みの程度が閾値を超えていると判定した場合(ステップS9、YES)、ボールネジ5の状態に異常があると判断してステップS11に移行する。 Here, when the controller 30 determines that the degree of strain does not exceed the threshold (step S9, NO), it determines that the state of the ball screw 5 is normal, and proceeds to step S10. On the other hand, when the controller 30 determines that the degree of distortion exceeds the threshold (step S9, YES), it determines that the state of the ball screw 5 is abnormal, and proceeds to step S11.

ステップS10において、制御部30は、ボールネジ5の状態は正常である旨の表示を行うように、所定の装置(例えば、コントローラ2および操作端末6)に表示指示を送信する。一方、ステップS11において、制御部30は、異常検知信号を出力するとともに、ボールネジ5の状態に異常がある旨の表示を行うように、上記の装置に表示指示を送信する。 In step S10, the control unit 30 transmits a display instruction to a predetermined device (for example, the controller 2 and the operation terminal 6) so as to display that the state of the ball screw 5 is normal. On the other hand, in step S11, the control unit 30 outputs an abnormality detection signal and also transmits a display instruction to the above device so as to display that the ball screw 5 is abnormal.

ここで、再度図3を参照して、ボールネジ5の劣化状態との関係における異常検知モードの動作を説明する。ボールネジ5の劣化が始まると、その影響により、電動機4の回転位置情報p(t)、電動機4の回転速度情報v(t)、電動機4のトルク電流情報iq(t)の入力動作波形は、正常時すなわち異常検知教師データ取得モードの波形とは異なって、上述した微小振動波が加わった歪んだ波形に劣化してくる。 Here, referring to FIG. 3 again, the operation of the abnormality detection mode in relation to the deterioration state of the ball screw 5 will be described. When the ball screw 5 begins to deteriorate, due to its influence, the input operation waveforms of the rotational position information p(t) of the electric motor 4, the rotational speed information v(t) of the electric motor 4, and the torque current information iq(t) of the electric motor 4 are as follows: Unlike the waveform in the normal state, that is, in the abnormality detection teacher data acquisition mode, the waveform deteriorates into a distorted waveform with the above-described minute vibration wave added.

したがって、制御部30は、異常検知モードで取得された異常検知教師データと異常検知実測データとを比較することで、かかる波形の違い(劣化度)を算出し(ステップS8)、算出された劣化度が閾値を超えた場合に、ボールネジ5の状態に異常ありと判定し(ステップS9、YES)、当該判定結果を異常検知信号として出力する(ステップS11)。 Therefore, the control unit 30 compares the abnormality detection teacher data acquired in the abnormality detection mode with the abnormality detection actual measurement data to calculate the difference (degree of deterioration) between the waveforms (step S8). When the degree exceeds the threshold, it is determined that there is an abnormality in the state of the ball screw 5 (step S9, YES), and the determination result is output as an abnormality detection signal (step S11).

本システムのユーザ、保守管理者は、このような異常検知信号の出力の有無および外部装置の表示画面を監視することで、ボールネジ5の異常状態を検知、もしくは予測することができる。 A user or maintenance manager of this system can detect or predict an abnormal state of the ball screw 5 by monitoring the presence or absence of output of such an abnormality detection signal and the display screen of the external device.

ところで、電動機制御装置3で実行される、上述したような異常検知機能を担うソフトウェア・プログラムは、電動機4の動力が伝達される動力伝達機構の種類が変更された場合、同様の異常検知を行うようにするために、異なるアルゴリズムを用いる必要がある。 By the way, the software program responsible for the abnormality detection function as described above, which is executed by the electric motor control device 3, performs similar abnormality detection when the type of power transmission mechanism to which the power of the electric motor 4 is transmitted is changed. To do so, we need to use different algorithms.

具体的には、図1では、電動機4に接続される動力伝達機構がボールネジ5の場合を例示したが、かかるボールネジ5を他の動力伝達機構(例えば、図示しないギヤ等を介したタイミングベルト)に変更したような場合が挙げられる。 Specifically, FIG. 1 illustrates the case where the power transmission mechanism connected to the electric motor 4 is the ball screw 5, but the ball screw 5 may be connected to another power transmission mechanism (for example, a timing belt via gears (not shown)). There are cases where it is changed to

すなわち、ボールネジ5の場合、上述のように往復運動させる必要から、電動機4を正逆の両方向に回転させる必要がある(図1中の矢印を参照)。これに対して、動力伝達機構がタイミングベルトの場合には、ワークWを移動させて下流側装置70に受け渡すための基本的な動作において、電動機4を一方向に回転させるだけで足りる。あるいは、連携装置やシステム構成を大幅に変更するような場合、さらに別の種類の動力伝達機構や下流側装置を使用する必要があり、このような場合にも、電動機4の動作態様(電動機制御装置3による基本動作時の制御内容)が変わる。 That is, in the case of the ball screw 5, since it is necessary to reciprocate as described above, it is necessary to rotate the electric motor 4 in both forward and reverse directions (see the arrows in FIG. 1). On the other hand, when the power transmission mechanism is a timing belt, it is sufficient to rotate the electric motor 4 in one direction in the basic operation for moving the work W and transferring it to the downstream device 70 . Alternatively, if the linkage device or system configuration is to be changed significantly, it is necessary to use another type of power transmission mechanism or downstream device. control content during basic operation by the device 3) is changed.

かくして、動力伝達機構の種類(通常稼働時における基本的な動作など)が異なる場合、電動機4の駆動態様も異なるものとなるため、通常の稼働(基本動作)時に電動機4の回転を制御するアルゴリズムが異なって来る。この場合、異常検知教師データとして取得される正常時の波形の情報も異なるものとなる。 Thus, if the type of power transmission mechanism (basic operation during normal operation, etc.) is different, the drive mode of the electric motor 4 will also be different. comes differently. In this case, the normal waveform information obtained as the abnormality detection teaching data also differs.

一方で、上述した異常検知教師データおよび実測データを取得する手法およびこれらのデータを比較して動力伝達機構の異常の有無を判定する基本的な手法は、動力伝達機構の種類等にかかわらず、共通に用いることができる。 On the other hand, regardless of the type of power transmission mechanism, the basic method of acquiring the above-described abnormality detection teacher data and actual measurement data and comparing these data to determine the presence or absence of an abnormality in the power transmission mechanism are as follows. Can be used in common.

かかる知見に基づき、本システムでは、使用すなわち電動機4に接続される動力伝達機構の種類等に応じて、実行するソフトウェア・プログラムを変更(更新)可能とする構成を設けた。 Based on this knowledge, the present system is provided with a configuration that allows the software program to be executed to be changed (updated) according to the type of power transmission mechanism connected to the electric motor 4 and the like.

具体的には、電動機制御装置3の制御部30に、電動機制御装置3で実行するソフトウェア・プログラム、この例では実行用のメモリ33に実装ないし展開するプログラムおよびデータを更新する更新部としての機能を持たせることとした。 Specifically, the control unit 30 of the motor control device 3 functions as an updating unit that updates the software program to be executed by the motor control device 3, in this example, the program and data that are implemented or developed in the execution memory 33. I decided to have

また、本実施の形態では、かかる制御部30に、動力伝達機構の管理(異常検知)機能を有するソフトウェア・プログラム(管理プログラム)を、外部装置(サーバ10またはコントローラ2)から取得する機能を持たせることとした。 Further, in the present embodiment, the control unit 30 has a function of acquiring a software program (management program) having a power transmission mechanism management (abnormality detection) function from an external device (server 10 or controller 2). I decided to let

<本実施の形態による主な効果>
電動機制御装置3の制御部30に上記の機能を持たせた本実施の形態によれば、電動機制御装置3のハードウェアを変えることなく、様々な動力伝達機構に対する異常検知等の管理を実行できるようになる。このため、電動機制御装置3の性能を低コストにて向上させることができる。また、本実施の形態によれば、電動機制御装置3およびコントローラ2を追加する(買い替える)ことなく、電動機4に接続される動力伝達機構や負荷側装置など(システムを構成する産業機器)の種類や配置等を、適宜かつ柔軟に変更することができる。
<Main effects of this embodiment>
According to the present embodiment in which the control unit 30 of the motor control device 3 is provided with the above functions, management such as abnormality detection for various power transmission mechanisms can be executed without changing the hardware of the motor control device 3. become. Therefore, the performance of the motor control device 3 can be improved at low cost. Further, according to the present embodiment, the type of power transmission mechanism, load-side device, etc. (industrial equipment that constitutes the system) connected to the electric motor 4 can be changed without adding (replacement) the electric motor control device 3 and the controller 2. , arrangement, etc. can be changed appropriately and flexibly.

(実施の形態2)
次に、図4を参照して、実施の形態2について説明する。図4は、動力伝達機構の劣化診断用の異常検知プログラムの処理の他の一例を説明するフローチャートであり、異常検知教師データ切替え機能を付加したアルゴリズムを示す。
(Embodiment 2)
Next, Embodiment 2 will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a flowchart for explaining another example of processing of an abnormality detection program for diagnosing deterioration of a power transmission mechanism, and shows an algorithm added with an abnormality detection teacher data switching function.

図4に示すアルゴリズムは、例えば、コントローラ2のデータ格納部(プログラムライブラリ21)に格納されている異常検知プログラム(C)213を電動機制御装置3が取得して制御部30で起動することによって、実行される。なお、図2で上述した処理と同一の処理については同一のステップ番号を付して、適宜説明を省略する。 For example, the algorithm shown in FIG. executed. The same step numbers are assigned to the same processes as those described above with reference to FIG. 2, and the description thereof is omitted as appropriate.

図4に示すアルゴリズムは、例えば本システムの試運転の際などに活用することができる。具体的には、電動機4から入力され所定の表示部に表示される電動機運転情報の波形が、振幅の値からは異常とも判断し得るが、波形に歪み(微小振動波)が生じておらず、ワークWを搬送する際の一時的な過負荷により過電流状態となっているような場合があり得る。このような場合に、電動機運転情報の波形を教師データとして保存して後に活用することで、動力伝達機構の異常の有無の判定精度を高める等に役立てることができる。 The algorithm shown in FIG. 4 can be utilized, for example, during trial operation of the system. Specifically, the waveform of the motor operation information input from the motor 4 and displayed on the predetermined display unit can be judged to be abnormal from the amplitude value, but there is no distortion (micro vibration wave) in the waveform. , there may be cases where an overcurrent state occurs due to a temporary overload when the workpiece W is conveyed. In such a case, by saving the waveform of the motor operation information as teacher data and using it later, it is possible to improve the accuracy of determining whether there is an abnormality in the power transmission mechanism.

教師データ取得モードにおけるステップS4Aにおいて、制御部30は、第3の異常検知アルゴリズム(=fan3(数式))に従って、予め定められた関数fan3の数式に電動機運転情報(p(t)、v(t)、iq(t))を代入することにより、異常検知教師データを導出する。この教師データ取得モードでは、第3の異常検知アルゴリズム(=fan3(数式))は、上述した第1の異常検知アルゴリズム(=fan1(数式))とは異なった数式を用いること以外は図2と同様の処理が行われる。 In step S4A in the teacher data acquisition mode, the control unit 30 adds the motor operation information (p(t), v(t ) and iq(t)), the anomaly detection teacher data is derived. In this teacher data acquisition mode, the third anomaly detection algorithm (=fan3 (formula)) is the same as in FIG. Similar processing is performed.

また、異常検知モードにおいて、制御部30は、ステップS4Aと同様の処理により、教師データを導出し(ステップS7A)、図2の場合と同様に、ステップS8の比較処理およびステップS9の判定処理を行う。ステップS9で、歪みの程度(波形の劣化度)が閾値を超えていない(ステップS9、NO)と判定した後のステップS10の表示処理も図2と同様である。 Further, in the abnormality detection mode, the control unit 30 derives teacher data by the same processing as in step S4A (step S7A), and performs the comparison processing in step S8 and the determination processing in step S9 in the same manner as in FIG. conduct. The display processing in step S10 after it is determined in step S9 that the degree of distortion (degree of deterioration of the waveform) does not exceed the threshold value (step S9, NO) is also the same as in FIG.

一方、制御部30は、歪みの程度(波形の劣化度)が閾値を超えていると判定した場合(ステップS9、YES)、ステップS9Aに移行する。ステップS9Aにおいて、制御部30は、教師データを切り替える旨の教師データ切換指令が入力されたか否かを判定する。ここで、制御部30は、教師データ切換指令が入力されていないと判定した場合(ステップS9A、NO)、ボールネジ5の状態に異常があると判断して、図2の場合と同様に、ステップS11の表示処理を行う。 On the other hand, when the control unit 30 determines that the degree of distortion (degree of deterioration of the waveform) exceeds the threshold (step S9, YES), the process proceeds to step S9A. In step S9A, the control unit 30 determines whether or not a teacher data switching command for switching the teacher data has been input. Here, if the controller 30 determines that the teaching data switching command has not been input (step S9A, NO), it determines that there is an abnormality in the state of the ball screw 5, and similarly to the case of FIG. The display processing of S11 is performed.

一方、制御部30は、教師データ切換指令が入力されていると判定した場合(ステップS9A、YES)、ボールネジ5の状態は正常であると判断して、ステップS12に移行する。ステップS12において、制御部30は、入力中の実測データを教師データに追加するように、異常検知データ333に保存する。このとき、制御部30は、ライブラリ用のメモリ32内に記憶されている異常検知データ(322Aまたは322B)を更新してもよい。加えて、制御部30は、ボールネジ5の状態は正常である旨の表示処理を行う。 On the other hand, when the controller 30 determines that the teacher data switching command has been input (step S9A, YES), it determines that the state of the ball screw 5 is normal, and proceeds to step S12. In step S12, the controller 30 saves the measured data being input in the abnormality detection data 333 so as to add it to the teacher data. At this time, the control unit 30 may update the abnormality detection data (322A or 322B) stored in the memory 32 for library. In addition, the control unit 30 performs display processing to indicate that the state of the ball screw 5 is normal.

上記のような処理を行うことにより、例えば試運転時に本システムの動作および運転情報(波形)を監視しているユーザの操作入力に基づく指示に応じて、教師データを更新することができ、動力伝達機構の異常の有無の判定精度を高める等に役立てることができる。 By performing the above-described processing, for example, the teacher data can be updated according to instructions based on the operation input of the user who is monitoring the operation of this system and the operation information (waveform) during the test run, and the power transmission can be performed. This can be used to improve the accuracy of determining whether there is an abnormality in the mechanism.

(実施の形態3)
図5および図6は、実施の形態3を説明する図である。実施形態3では、制御部30により実行される電動機制御プログラム331の内容(アルゴリズム)を、適宜に更新または切り替えることができるように構成している。別の観点からは、実施形態3では、ライブラリ用のメモリ32に複数の電動機制御プログラムが格納され、かつ、電動機制御装置3の制御部30は、更新部の機能として、かかる電動機制御プログラムを選択的に実行できるように、実行用のメモリ33の電動機制御プログラムを更新する。
(Embodiment 3)
5 and 6 are diagrams for explaining the third embodiment. In the third embodiment, the content (algorithm) of the motor control program 331 executed by the control unit 30 can be updated or switched as appropriate. From another point of view, in the third embodiment, a plurality of motor control programs are stored in the library memory 32, and the control unit 30 of the motor control device 3 selects such a motor control program as a function of the updating unit. The motor control program in the execution memory 33 is updated so that it can be executed directly.

なお、簡明のため、図5では、電動機4と連携する下流側装置70、電動機制御装置内3の操作表示部36、コントローラ2内のCPU20などの図示は省略している。また、複雑化を避けるため、図5では、実行用のメモリ33内に、電動機制御プログラム331だけ格納されているように描いているが、実際には、上述した動力伝達機構の異常の有無を判定するプログラムも、実行用のメモリ33内に格納して実行されることができる。 For the sake of simplicity, FIG. 5 omits illustration of the downstream device 70 that cooperates with the electric motor 4, the operation display unit 36 in the electric motor control device 3, the CPU 20 in the controller 2, and the like. In order to avoid complication, FIG. 5 shows that only the motor control program 331 is stored in the memory 33 for execution. A program for determining can also be stored in the execution memory 33 and executed.

図5は、電動機制御装置の他の実施形態の構成を示す図であり、実行する電動機制御プログラムの内容(アルゴリズム)を更新できるようにした例を説明するブロック図である。実施の形態3では、図5に示す電動機制御プログラム331を構成する位置制御プログラム、速度制御プログラム、および電流制御プログラムを、通信網(100,102)を介して、直接サーバ10から、あるいはコントローラ2経由でサーバ10から取得する。 FIG. 5 is a diagram showing the configuration of another embodiment of the motor control device, and is a block diagram illustrating an example in which the content (algorithm) of the motor control program to be executed can be updated. In the third embodiment, the position control program, speed control program, and current control program that constitute the motor control program 331 shown in FIG. obtained from the server 10 via

一方、図6は、図5に示すプログラム構成と等価または近似するハードウェア構成(インバータ回路)を概略的に示す図である。 6 schematically shows a hardware configuration (inverter circuit) equivalent or similar to the program configuration shown in FIG.

図1~図4を参照して説明した実施の形態1および2では、通常動作において、電動機制御プログラム331と、電動機制御プログラム331とは別の異常検知プログラム332(すなわち教師あり機械学習により異常動力伝達機構の異常を検知するプログラム)と、を同時並行的に実行する場合を前提とした。 In the first and second embodiments described with reference to FIGS. 1 to 4, during normal operation, the motor control program 331 and the abnormality detection program 332 separate from the motor control program 331 (that is, abnormal power detection by supervised machine learning) are performed. A program for detecting an abnormality in the transmission mechanism) and are executed concurrently.

これに対して、図5および図6は、電動機制御プログラム331として、制御部30に、電動機4の回転位置を制御させるための位置制御プログラム、電動機4の回転速度を制御させるための速度制御プログラム、および電動機4に流れる電流を制御させるための電流制御プログラム、を組み合わせて実行させるための構成例を示している。但し、制御部30は、上述した動力伝達機構の異常の有無を判定するプログラムを同時並列的に実行することができる。 On the other hand, FIGS. 5 and 6 show, as the electric motor control program 331, a position control program for controlling the rotational position of the electric motor 4 and a speed control program for controlling the rotational speed of the electric motor 4. , and a current control program for controlling the current flowing through the electric motor 4 are shown. However, the control unit 30 can concurrently execute the program for determining whether or not there is an abnormality in the power transmission mechanism.

まず、図5を参照して、電動機制御プログラム331の内容を説明する。図5は、制御部30が、実行用のメモリ33に電動機制御プログラム331を展開して実行することにより電動機4を駆動している様子を模式的に示している。 First, the contents of the motor control program 331 will be described with reference to FIG. FIG. 5 schematically shows how the control unit 30 drives the electric motor 4 by loading and executing the electric motor control program 331 in the memory 33 for execution.

図5に示すように、電動機制御プログラム331は、電動機4の位置を制御する位置制御プログラム3311、電動機4の速度を制御する速度制御プログラム3312、および電動機4の電流を制御する電流制御プログラム3313を含む。各々のプログラム(3311,3312,3313)は、制御部30によって、互いに独立的に実行されることができ、あるいは同時並行的に実行されることもできる。 As shown in FIG. 5, the motor control program 331 includes a position control program 3311 that controls the position of the motor 4, a speed control program 3312 that controls the speed of the motor 4, and a current control program 3313 that controls the current of the motor 4. include. Each program (3311, 3312, 3313) can be executed independently of each other by the control unit 30, or can be executed concurrently.

一具体例では、制御部30は、電動機4の制御方法を変更する場合に、実行する制御プログラム(3311,3312,3313)の切替えを行う。ここで、「制御方法を変更する場合」とは、複数ある既存の制御方法へ変更する場合(例えば、3つの制御プログラム(3311,3312,3313)を同時に実行していたのを、いずれか一の制御プログラムのみ実行するような場合)や、新たな制御方法が開発された場合などが挙げられる。 In one specific example, the control unit 30 switches the control programs (3311, 3312, 3313) to be executed when changing the control method of the electric motor 4. FIG. Here, "when changing the control method" means when changing to a plurality of existing control methods (for example, when three control programs (3311, 3312, 3313) are being executed at the same time, any one of them is changed). such as when only the control program is executed), and when a new control method is developed.

上記のうち、新たな制御方法が開発された場合について説明する。図5に示す例では、制御プログラムの切替えは、ライブラリ用のメモリ32に格納されている各々2種類の制御プログラムの一方(図5に示す位置制御PG(1)323A又は位置制御PG(2)323B、速度制御PG(1)324A又は速度制御PG(2)324B、電流制御PG(1)325A又は電流制御PG(2)325B)を、実行用のメモリ33に展開(更新)して行うこともできる。 Among the above, the case where a new control method is developed will be described. In the example shown in FIG. 5, switching of the control program is performed by switching one of the two types of control programs stored in the library memory 32 (position control PG (1) 323A or position control PG (2) shown in FIG. 5). 323B, speed control PG (1) 324A or speed control PG (2) 324B, current control PG (1) 325A or current control PG (2) 325B) are developed (updated) in the memory 33 for execution. can also

かかるプログラムの更新は、図1の場合と同様に、ライブラリ用のメモリ32と実行用のメモリ33との間に設けられる論理スイッチ(図6の例ではスイッチ37,38,39)の切換えを通じて行うことができる。 Such program update is performed by switching logic switches (switches 37, 38, and 39 in the example of FIG. 6) provided between the library memory 32 and the execution memory 33, as in the case of FIG. be able to.

一具体例では、図5中の(1)の制御PG(323A,324A,325A)が既存の制御方法を用いて電動機4(各々、回転子の位置,回転速度,流れる電流量)を制御するプログラムであり、(2)の制御PG(323B,324B,325B)は、新たに開発された制御方法を用いて電動機4(各々、回転子の位置,回転速度,流れる電流量)を制御するプログラムとすることができる。 In one specific example, the control PG (323A, 324A, 325A) of (1) in FIG. 5 controls the electric motor 4 (respectively, the position of the rotor, the rotation speed, the amount of current flowing) using the existing control method. The control PG (323B, 324B, 325B) of (2) is a program that controls the electric motor 4 (respectively, the position of the rotor, the rotation speed, and the amount of current flowing) using a newly developed control method. can be

他の具体例では、図5中の(1)の制御PG(323A,324A,325A)が動力伝達機構としてボールネジ5を使う場合、(2)の制御PG(323B,324B,325B)は、動力伝達機構としてタイミングベルトを使う場合、に実行されることができる。 In another specific example, when the control PG (323A, 324A, 325A) of (1) in FIG. When using a timing belt as the transmission mechanism, it can be implemented to.

さらに、図5に示すように、コントローラ2には、上記(1)および(2)の制御PG(符号231,232,241,242,251,252を参照)の他、所謂ストックとして、(3)の制御PG(233,243,253)が保存されている。これら(3)の制御PG(233,243,253)は、上述した「制御方法を変更する場合」に、コントローラ2と電動機制御装置3との間で通信が行われ、電動機制御装置3のライブラリ用メモリ32に格納されることで、電動機制御装置3で実行可能になる。 Furthermore, as shown in FIG. 5, the controller 2 has control PGs (see reference numerals 231, 232, 241, 242, 251, and 252) described above (1) and (2), as well as so-called stocks (3 ) control PG (233,243,253) is saved. These control PGs (233, 243, 253) of (3) are communicated between the controller 2 and the motor control device 3 in the above-described "when changing the control method", and the library of the motor control device 3 By being stored in the memory 32 for use, it becomes executable by the motor control device 3 .

なお、動力伝達機構(ボールネジ5など)の異常の有無の検知を行うアルゴリズムは、図2~図4を参照して説明した通りである。また、図5に示すように、サーバ10には、電動機制御装置3またはコントローラ2に提供される上述の種々の制御プログラム(制御PG)が、位置制御プログラムライブラリ群13、速度制御プログラムライブラリ群14、および電流制御プログラムライブラリ群15として、それぞれデータベース化して格納される。 The algorithm for detecting the presence or absence of an abnormality in the power transmission mechanism (ball screw 5, etc.) is as explained with reference to FIGS. 2 to 4. FIG. 5, the server 10 stores the above-described various control programs (control PG) provided to the motor control device 3 or the controller 2, a position control program library group 13 and a speed control program library group 14. , and current control program library group 15, respectively, stored as a database.

以下、メモリ33に格納され制御部30で実行される各々の電動機制御プログラム(3311,3312,3313)による電動機4の制御の内容を、図6を用いてハードウェア的な観点から説明する。電動機制御装置3は、図6に示すようなインバータ回路122により、電動機4の回転位置や速度をフィードバック制御することで、動力伝達機構および負荷側装置の位置、速度、トルクを管理する。また、かかるフィードバック制御および管理を通じて、上述した動力伝達機構の異常の有無を検知することもできる。 The contents of the control of the electric motor 4 by each electric motor control program (3311, 3312, 3313) stored in the memory 33 and executed by the control unit 30 will be described below from the hardware point of view using FIG. The electric motor control device 3 controls the position, speed, and torque of the power transmission mechanism and the load-side device by feedback-controlling the rotational position and speed of the electric motor 4 using an inverter circuit 122 as shown in FIG. In addition, through such feedback control and management, it is possible to detect whether or not there is an abnormality in the power transmission mechanism described above.

図6に示すように、インバータ回路122は、交流電源ACから供給される電圧を変換して整流する整流回路123、および三相駆動式の電動機4に供給する電圧値を各々切り替えるためのスイッチング素子124、等を備える。 As shown in FIG. 6, the inverter circuit 122 includes a rectifier circuit 123 that converts and rectifies the voltage supplied from the AC power supply AC, and a switching element for switching the voltage value supplied to the three-phase drive type motor 4. 124, etc.

また、図6中の上方に示すように、インバータ回路122は、電動機4に流れる三相の電流を各々検出する電流検出器125、電動機4の回転子の位置、速度、および電動機4に流れる電流を制御するための、位置制御部126、速度制御部127、および電流制御部128を備える。 Further, as shown in the upper part of FIG. A position control unit 126, a speed control unit 127, and a current control unit 128 are provided for controlling the .

さらに、インバータ回路122は、電動機4の回転子の速度を演算して演算結果を速度制御部127に出力する微分回路129、電流制御部128に供給される信号を切り替えるためのスイッチング素子130、三角波などの定常波を出力する発振回路131、定常波にパルス幅変調(PWM:Pulse Width Modulation)を施して出力するPWM回路132を備える。 Further, the inverter circuit 122 includes a differentiating circuit 129 for calculating the speed of the rotor of the electric motor 4 and outputting the calculated result to the speed control unit 127, a switching element 130 for switching the signal supplied to the current control unit 128, a triangular wave and a PWM circuit 132 that applies pulse width modulation (PWM) to the standing wave and outputs it.

図6に示す例では、電動機制御装置3から電動機4に供給(入力)される交流電流がIu、Iv、Iwの3相からなり、各々の電流値が電流検出器125で検出され、実測値(フィードバック情報)として、時間tにおける電流値id(t)およびトルク値iq(t)が電流検出器125から電流制御部128に入力される。 In the example shown in FIG. 6, the alternating current supplied (input) from the motor control device 3 to the motor 4 consists of three phases Iu, Iv, and Iw, and the current value of each is detected by the current detector 125, and the measured value As (feedback information), current value id(t) and torque value iq(t) at time t are input from current detector 125 to current controller 128 .

概略的に説明すると、予め設定された回転子の位置および速度の制御指令が例えばコントローラ2から出力され、かかる制御指令が信号p*(t)およびv*(t)として各々、位置制御部126および速度制御部127に入力される。また、電動機4の回転軸に設けられた位置検出器7の検出信号による位置信号p(t)が位置制御部126に入力されるとともに、かかる位置信号p(t)に基づいて微分回路129によって算出された回転速度信号v(t)が速度制御部127に入力される。 Schematically, preset rotor position and speed control commands are output from, for example, the controller 2, and such control commands are provided as signals p*(t) and v*(t), respectively, to the position controller 126. and input to the speed control unit 127 . Further, a position signal p(t) based on a detection signal of the position detector 7 provided on the rotation shaft of the electric motor 4 is input to the position control unit 126, and a differentiating circuit 129 based on the position signal p(t) The calculated rotational speed signal v(t) is input to the speed controller 127 .

位置制御部126は、入力された信号p*(t)とp(t)とを比較してその差分値を演算し、演算された差分値を速度制御部127に向けて出力する。速度制御部127は、スイッチング素子130が第1状態の場合、すなわち図6に示すように信号v*(t)が入力されない場合は、位置制御部126から入力された差分の値と、微分回路129から入力された回転速度信号v(t)とに基づいて、電流値の信号id*(t)およびトルク値の信号iq*(t)を制御信号として電流制御部128に出力する。 The position control unit 126 compares the input signals p*(t) and p(t), calculates the difference value, and outputs the calculated difference value to the speed control unit 127 . When the switching element 130 is in the first state, that is, when the signal v*(t) is not input as shown in FIG. Based on the rotation speed signal v(t) input from 129, the current value signal id*(t) and the torque value signal iq*(t) are output to the current control unit 128 as control signals.

一方、速度制御部127は、スイッチング素子130が第2状態の場合、すなわち位置制御部126から出力される差分値を入力せずに、速度の制御指令の信号v*(t)が入力される場合、かかる信号v*(t)および入力される信号v(t)の差分に基づいて、電流値の信号id*(t)およびトルク値の信号iq*(t)を制御信号として電流制御部128に出力する。 On the other hand, when the switching element 130 is in the second state, the speed control unit 127 receives the speed control command signal v*(t) without inputting the difference value output from the position control unit 126 . In this case, based on the difference between the signal v*(t) and the input signal v(t), the current control unit uses the current value signal id*(t) and the torque value signal iq*(t) as control signals. 128.

電流制御部128は、入力された信号id*(t)およびiq*(t)と信号id(t)およびiq(t)に基づいて、電動機4を駆動する3相の制御信号FmをPWM回路132に出力する。PWM回路132は、制御信号FmをPWM変調することにより、スイッチング素子124(図6に示す例では3相×2=6個)の各々のスイッチの状態(オン/オフ)を切り替えるためのスイッチング信号を生成および出力する。かくして、上記スイッチのオン/オフの状態が変化することにより、電動機4に供給される三相の電流の各々の振幅等が変化することで、電動機4の回転子の回転方向、回転速度、回転位置などのフィードバック制御が行われる。 Based on the input signals id*(t) and iq*(t) and the signals id(t) and iq(t), the current control unit 128 converts the three-phase control signal Fm for driving the electric motor 4 into a PWM circuit. 132. The PWM circuit 132 PWM-modulates the control signal Fm to generate a switching signal for switching the state (on/off) of each switch of the switching element 124 (three phases×2=6 pieces in the example shown in FIG. 6). generate and output . Thus, by changing the on/off state of the switch, the amplitude and the like of each of the three-phase currents supplied to the electric motor 4 change, thereby changing the rotation direction, rotation speed, and rotation of the rotor of the electric motor 4. Feedback control such as position is performed.

上述したように、電動機制御装置3の制御部30は、電動機4から入力(フィードバック)される波形の信号に応じて電動機4の回転子の動作を制御することによって、負荷側装置である下流側装置70の動作に対応するように、動力伝達機構(例えばボールネジ5)を動作させる動作制御部として機能する。 As described above, the control unit 30 of the electric motor control device 3 controls the operation of the rotor of the electric motor 4 according to the waveform signal input (feedback) from the electric motor 4, thereby controlling the downstream side which is the load side device. It functions as an operation control section that operates a power transmission mechanism (for example, the ball screw 5) so as to correspond to the operation of the device 70. FIG.

また、図3、図5および図6で説明したように、電動機制御装置3の制御部30は、位置制御プラグラム3311の実行により電動機4の回転位置を制御する場合に、電動機4から入力される波形の信号(回転子の位置情報p(t))に基づいて動力伝達機構の状態管理(異常の有無の検知)を行う状態管理部として機能する。 3, 5 and 6, the control unit 30 of the electric motor control device 3 receives input from the electric motor 4 when controlling the rotational position of the electric motor 4 by executing the position control program 3311. It functions as a state management unit that manages the state of the power transmission mechanism (detects whether there is an abnormality) based on the waveform signal (rotor position information p(t)).

加えて、制御部30は、速度制御プラグラム3312の実行により電動機4の回転速度を制御する場合に、電動機4から入力される波形の信号(回転速度情報v(t))に基づいて動力伝達機構の状態管理(異常の有無の検知)を行う状態管理部として機能する。 In addition, when controlling the rotation speed of the electric motor 4 by executing the speed control program 3312, the control unit 30 controls the power transmission mechanism based on the waveform signal (rotational speed information v(t)) input from the electric motor 4. It functions as a state management unit that performs state management (detection of abnormalities).

また、制御部30は、電流制御プラグラム3313の実行により電動機4に流れる電流を制御する場合に、電動機4から入力される波形の信号(トルク電流iq(t))に基づいて動力伝達機構の状態管理(異常の有無の検知)を行う状態管理部として機能する。 Further, when controlling the current flowing through the electric motor 4 by executing the current control program 3313, the control unit 30 controls the state of the power transmission mechanism based on the waveform signal (torque current iq(t)) input from the electric motor 4. It functions as a state management section that performs management (detection of the presence or absence of anomalies).

さらに、制御部30は、上述した更新部の機能により、実行対象となるメモリ33内の各々のプラグラム(3311、3312、3313)を、ライブラリ用のメモリ32に記憶されている制御PG(1)、制御PG(2)から選択的に読み出して更新することができる。したがって、制御部30は、動作制御部として既存または新たに開発された種々の制御方法を組み合わせて使用するとともに、動力伝達の状態管理(異常の有無の検知)を行う状態管理部としての機能を担うことができる。 Further, the control unit 30 updates each program (3311, 3312, 3313) in the memory 33 to be executed to the control PG (1) stored in the library memory 32 by the function of the updating unit described above. , control PG(2) can be selectively read and updated. Therefore, the control unit 30 uses a combination of various existing or newly developed control methods as an operation control unit, and also functions as a state management unit that manages the state of power transmission (detects whether there is an abnormality). can carry.

<プログラム等の取得および更新の流れ>
次に、図7を参照して、電動機制御装置3の制御部30で実行可能なソフトウェア機能プログラムを取得し更新するための処理の流れの一例を説明する。
<Flow of acquiring and updating programs, etc.>
Next, with reference to FIG. 7, an example of the flow of processing for acquiring and updating a software function program that can be executed by the control unit 30 of the motor control device 3 will be described.

ステップS41において、電動機制御装置3の制御部30は、外部通信部31を制御して、上述した公共または産業用の通信網(100、102)を通じて、外部装置であるサーバ10に接続する。かかるサーバ10への接続の時期は、特に制限されるものではなく、例えば任意の時期に行うことができる。あるいは、タイマー機能を用いて、例えば通常運転後の時間帯に定期的にサーバに接続してもよい。 In step S41, the control unit 30 of the motor control device 3 controls the external communication unit 31 to connect to the server 10, which is an external device, through the public or industrial communication network (100, 102) described above. The timing of connection to the server 10 is not particularly limited, and can be performed at any time, for example. Alternatively, a timer function may be used to periodically connect to the server, for example, during a period after normal operation.

また、電動機制御装置3とサーバ10とが接続する方法も特に限定されるものではなく、電動機制御装置3とサーバ10とが上述した通信網(100、102)を介して直接的に接続することができる。あるいは他の例として、電動機制御装置3と接続中の操作端末6を中継して、サーバ10(10A)と電動機制御装置3との通信接続を確立してもよい。他にも、ユーザがコントローラ2を操作することにより、後述するステップS42~ステップS47の処理を、コントローラ2が主体となって行う構成としてもよい。 Also, the method of connecting the motor control device 3 and the server 10 is not particularly limited, either. can be done. Alternatively, as another example, the communication connection between the server 10 (10A) and the motor control device 3 may be established by relaying the operation terminal 6 currently connected to the motor control device 3 . Alternatively, the processing of steps S42 to S47, which will be described later, may be performed mainly by the controller 2 by the user operating the controller 2. FIG.

ステップS42において、制御部30は、電動機制御装置3で管理する産業機器、連携機器、プログラム等に関する種々の情報をサーバ10に送信する。ここで、電動機制御装置3で管理しサーバ10に送信される情報としては、例えば、電動機4、動力伝達機構、負荷側装置の種類(名称、型番など)、その時点で実装(すなわちメモリ32,33に記憶)しているソフトウェア・プログラムの種類(例えばプログラム名)などが含まれる。また、制御部30は、新たに取得できるソフトウェア・プログラムがある場合、当該プログラムのリストを送るべき旨の指令をサーバ10に送信する。 In step S<b>42 , the control unit 30 transmits to the server 10 various information related to industrial equipment, linked equipment, programs, etc. managed by the motor control device 3 . Here, the information managed by the motor control device 3 and transmitted to the server 10 includes, for example, the type (name, model number, etc.) of the motor 4, the power transmission mechanism, and the load side device, and the information installed at that time (that is, the memory 32, 33) and the type of software program (eg, program name). Also, when there is a software program that can be newly acquired, the control unit 30 transmits a command to the server 10 to send a list of the program.

上述した情報および指令を受信したサーバ10は、該当するソフトウェア・プログラムを検索し、提供できる新たなソフトウェア・プログラムがない場合、その旨のメッセージを電動機制御装置3に送信する。この場合、電動機制御装置3の制御部30は、取得および更新可能なソフトウェア・プログラムがないと判断し(ステップS43、NO)、サーバ10との接続を終えて、図7のルーチンを終了する。 The server 10 that has received the information and instructions described above searches for a corresponding software program, and if there is no new software program that can be provided, sends a message to that effect to the motor control device 3 . In this case, the control unit 30 of the motor control device 3 determines that there is no software program that can be acquired and updated (step S43, NO), ends the connection with the server 10, and ends the routine of FIG.

一方、サーバ10は、上記の検索により、提供できる新たなソフトウェア・プログラムがある場合、該当するプログラムのリストを電動機制御装置3に送信する。一具体例では、リストは、プログラム名、プログラムの機能、容量などの情報が含まれる。ここで、プログラムの機能としては、例えば、バージョンアップされたプログラムである場合のバージョンアップ内容(新機能や修正内容など)が含まれる。 On the other hand, if there is a new software program that can be provided as a result of the above search, the server 10 transmits a list of applicable programs to the motor control device 3 . In one implementation, the list includes information such as program name, program functionality, capacity, and the like. Here, the functions of the program include, for example, version upgrade contents (new functions, correction contents, etc.) in the case of an upgraded program.

この場合、電動機制御装置3の制御部30は、取得および更新可能なソフトウェア・プログラムがあると判断し(ステップS43、YES)、ステップS44に移行する。 In this case, the control unit 30 of the motor control device 3 determines that there is an obtainable and updateable software program (step S43, YES), and proceeds to step S44.

ステップS44において、制御部30は、受信したプログラムのリストを選択ボタンとともに表示して、取得するプログラムをユーザが選択する選択画面を表示する処理を行う。かかる選択画面の表示は、操作表示部36で行う、あるいは接続中の他の装置(コントローラ2、操作端末6)の表示部により行うことができる。 In step S44, the control unit 30 displays a list of received programs together with selection buttons to display a selection screen for the user to select a program to acquire. Such a selection screen can be displayed by the operation display unit 36 or by the display unit of another device (controller 2, operation terminal 6) being connected.

このとき、制御部30は、ユーザによる操作入力の指示を監視して、選択画面中に表示された一以上のプログラムが選択された場合、当該選択されたプログラムをサーバ10から取得(ダウンロード)して、当該取得したプログラムをライブラリ用のメモリ32に格納する処理を行う(ステップS45)。 At this time, the control unit 30 monitors the user's operation input instructions, and when one or more programs displayed in the selection screen are selected, acquires (downloads) the selected programs from the server 10. Then, the acquired program is stored in the library memory 32 (step S45).

制御部30は、かかるプログラムの取得の処理が完了した場合、サーバ10との接続を終了し、当該メモリ32に格納したプログラムを次回実行用として更新するか否かをユーザが選択する更新画面を表示する処理を行う(ステップS46)。かかる更新画面の表示は、選択画面と同様に、操作表示部36で行う、あるいは接続中の他の装置(コントローラ2、操作端末6)の表示部により行うことができる。 When the program acquisition process is completed, the control unit 30 terminates the connection with the server 10 and displays an update screen for the user to select whether to update the program stored in the memory 32 for the next execution. Display processing is performed (step S46). Similar to the selection screen, the update screen can be displayed on the operation display unit 36 or by the display unit of another connected device (controller 2, operation terminal 6).

この後、制御部30は、ユーザによる操作入力の指示を監視し、更新するプログラムが選択された場合、当該選択されたプログラムをライブラリ用のメモリ32から読み出して、実行用のメモリ33に展開し、メモリ33内のプログラムを置き換える(ステップS47:更新処理)。 Thereafter, the control unit 30 monitors the user's operation input instructions, and when a program to be updated is selected, reads the selected program from the library memory 32 and expands it to the execution memory 33. , replaces the program in the memory 33 (step S47: update processing).

このように、上述した各実施の形態では、電動機制御装置3の制御部30に更新部としての機能を持たせることにより、電動機制御装置3のハードウェアを変えることなく、様々な動力伝達機構に対する異常検知等の管理を実行できるようになる。したがって、電動機制御装置3の性能を低コストにて向上させることができる。また、動力伝達機構などのシステムを構成する産業機器の配置等も柔軟に変更できるようになる。 As described above, in each of the above-described embodiments, the control unit 30 of the motor control device 3 is provided with a function as an updating unit. It becomes possible to execute management such as anomaly detection. Therefore, the performance of the motor control device 3 can be improved at low cost. In addition, it becomes possible to flexibly change the layout of the industrial equipment that constitutes the system, such as the power transmission mechanism.

また、各実施の形態における電動機制御装置3は、外部通信部31を通じてサーバ10やコントローラ2などの外部装置と接続し、外部装置との通信により、ソフトウェア機能プログラムや該プログラムに関連するデータの授受や保有するプログラムの照合等を行える構成としたことから、以下の効果が得られる。すなわち、電動機制御装置3は、任意の時期に、必要なプログラムやデータを外部装置から取得することができる。加えて、電動機制御装置3は、使用頻度が低くなったプログラムやデータをコントローラ2などに保存しておくことができる。他にも、電動機制御装置3は、本システムの通常運転中における電動機4の運転状態を示すデータをサーバ10に提供して、サーバ10側で更なる解析を行うことにより、動力伝達機構等の状態を他の技術的観点から検査する、あるいは対応するソフトウェア機能プログラムの改良等に役立てることができる。 Further, the motor control device 3 in each embodiment is connected to an external device such as the server 10 or the controller 2 through the external communication unit 31, and exchanges software function programs and data related to the programs through communication with the external devices. The following effects can be obtained because it is configured to be able to collate the stored programs, etc. That is, the motor control device 3 can acquire necessary programs and data from an external device at any time. In addition, the motor control device 3 can store programs and data that are used less frequently in the controller 2 or the like. In addition, the electric motor control device 3 provides the server 10 with data indicating the operating state of the electric motor 4 during normal operation of the system, and further analysis is performed on the server 10 side to determine whether the power transmission mechanism, etc. It can be used to check the status from other technical points of view, or to improve the corresponding software function program.

なお、本発明は上記した実施の形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施の形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施の形態の構成の一部を他の実施の形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施の形態の構成に他の実施の形態の構成を加えることも可能である。 In addition, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes various modifications. For example, the above-described embodiments have been described in detail in order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and are not necessarily limited to those having all the described configurations. Also, part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of one embodiment. .

1 産業機器システム(プログラム管理システム)、2 コントローラ(外部装置)、3 電動機制御装置(動力伝達機構管理装置)、4 電動機、5 ボールネジ(動力伝達機構)、6 操作端末、10 サーバ(外部装置)、20 CPU(出力制御部)、30 制御部(動作制御部、状態管理部、通信制御部、更新部)、31 外部通信部、32 メモリ(ライブラリ用)、33 メモリ(実行用)、70 下流側装置(連携機器、負荷側装置)、100 広域通信ネットワーク(公共通信網)、102 通信ネットワーク(産業用通信網)、321A 異常検知プログラム(A)(第2の管理プログラム)、321B 異常検知プログラム(B)(第1の管理プログラム) 1 industrial equipment system (program management system), 2 controller (external device), 3 electric motor control device (power transmission mechanism management device), 4 electric motor, 5 ball screw (power transmission mechanism), 6 operation terminal, 10 server (external device) , 20 CPU (output control unit), 30 control unit (operation control unit, state management unit, communication control unit, update unit), 31 external communication unit, 32 memory (for library), 33 memory (for execution), 70 downstream side device (cooperating device, load side device), 100 wide area communication network (public communication network), 102 communication network (industrial communication network), 321A anomaly detection program (A) (second management program), 321B anomaly detection program (B) (first management program)

Claims (14)

複数の産業機器が連携して動作する産業機器システムにおける電動機の動力を負荷側装置に伝達する動力伝達機構を管理する動力伝達機構管理装置であって、
前記電動機を制御して前記動力伝達機構に所定動作を実行させる動作制御部と、
第1の管理プログラムを実行し、前記電動機から入力される入力情報に基づいて前記動力伝達機構の状態を管理する状態管理部と、
前記動力伝達機構の種類に応じた第2の管理プログラムを取得するように外部装置と通信する外部通信部と、
前記第2の管理プログラムを、前記第1の管理プログラムと置き換えて、前記状態管理部が実行できるように更新する更新部と、
を備える、動力伝達機構管理装置。
A power transmission mechanism management device for managing a power transmission mechanism for transmitting power of an electric motor to a load side device in an industrial equipment system in which a plurality of industrial devices operate in cooperation,
an operation control unit that controls the electric motor and causes the power transmission mechanism to perform a predetermined operation;
a state management unit that executes a first management program and manages the state of the power transmission mechanism based on input information input from the electric motor;
an external communication unit communicating with an external device so as to acquire a second management program corresponding to the type of the power transmission mechanism;
an updating unit that replaces the second management program with the first management program and updates the state management unit so that it can be executed;
A power transmission mechanism management device comprising:
請求項1に記載の動力伝達機構管理装置において、
前記第2の管理プログラムを複数保存するライブラリ用メモリを備え、
前記更新部は、前記ライブラリ用メモリから前記第2の管理プログラムを選択的に読み出して、読み出した当該第2の管理プログラムを、前記第1の管理プログラムと置き換える、動力伝達機構管理装置。
In the power transmission mechanism management device according to claim 1,
comprising a library memory for storing a plurality of the second management programs;
The power transmission mechanism management device, wherein the update unit selectively reads the second management program from the library memory and replaces the read second management program with the first management program.
請求項1に記載の動力伝達機構管理装置において、
前記入力情報は、前記電動機からフィードバックされる波形信号であり、
前記動作制御部は、前記波形信号に応じて前記電動機の動作を制御することによって、前記負荷側装置の動作に対応するように前記動力伝達機構を動作させる、動力伝達機構管理装置。
In the power transmission mechanism management device according to claim 1,
The input information is a waveform signal fed back from the electric motor,
The power transmission mechanism management device, wherein the operation control unit operates the power transmission mechanism so as to correspond to the operation of the load device by controlling the operation of the electric motor according to the waveform signal.
請求項1に記載の動力伝達機構管理装置において、
前記外部通信部は、前記外部装置との通信時に、前記第2の管理プログラムを当該外部装置に出力する、動力伝達機構管理装置。
In the power transmission mechanism management device according to claim 1,
The power transmission mechanism management device, wherein the external communication unit outputs the second management program to the external device when communicating with the external device.
請求項3に記載の動力伝達機構管理装置において、
前記第1の管理プログラムまたは前記第2の管理プログラムは、前記状態管理部に前記動力伝達機構の異常の有無を判定させるための異常検知プログラムである、動力伝達機構管理装置。
In the power transmission mechanism management device according to claim 3,
The power transmission mechanism management device, wherein the first management program or the second management program is an abnormality detection program for causing the state management unit to determine whether or not there is an abnormality in the power transmission mechanism.
請求項5に記載の動力伝達機構管理装置において、
前記状態管理部は、前記異常検知プログラムの実行中に受信した指示に応じて、前記入力情報を教師情報として保存し、前記教師情報を用いて前記動力伝達機構の異常の有無を判定する、動力伝達機構管理装置。
In the power transmission mechanism management device according to claim 5,
The state management unit stores the input information as teaching information in response to an instruction received during execution of the abnormality detection program, and determines whether or not there is an abnormality in the power transmission mechanism using the teaching information. Transmission control device.
請求項5に記載の動力伝達機構管理装置において、
前記状態管理部は、前記動力伝達機構の異常ありと判定した場合、異常発生信号を出力する、動力伝達機構管理装置。
In the power transmission mechanism management device according to claim 5,
The power transmission mechanism management device, wherein the state management unit outputs an abnormality occurrence signal when it is determined that the power transmission mechanism is abnormal.
請求項5に記載の動力伝達機構管理装置において、
前記外部通信部は、前記外部装置との通信時に、前記入力情報を当該外部装置に出力する、動力伝達機構管理装置。
In the power transmission mechanism management device according to claim 5,
The power transmission mechanism management device, wherein the external communication unit outputs the input information to the external device when communicating with the external device.
請求項1に記載の動力伝達機構管理装置において、
前記動作制御部は、前記電動機の回転位置を制御させるための位置制御プログラムを実行することにより、前記電動機を制御して前記動力伝達機構に所定動作を実行させる、動力伝達機構管理装置。
In the power transmission mechanism management device according to claim 1,
The power transmission mechanism management device, wherein the operation control unit controls the electric motor and causes the power transmission mechanism to perform a predetermined operation by executing a position control program for controlling the rotational position of the electric motor.
請求項1に記載の動力伝達機構管理装置において、
前記動作制御部は、前記電動機の回転速度を制御させるための速度制御プログラムを実行することにより、前記電動機を制御して前記動力伝達機構に所定動作を実行させる、動力伝達機構管理装置。
In the power transmission mechanism management device according to claim 1,
The power transmission mechanism management device, wherein the operation control unit controls the electric motor and causes the power transmission mechanism to perform a predetermined operation by executing a speed control program for controlling the rotation speed of the electric motor.
請求項1に記載の動力伝達機構管理装置において、
前記動作制御部は、前記電動機に流れる電流を制御させるための電流制御プログラムを実行することにより、前記電動機を制御して前記動力伝達機構に所定動作を実行させる、動力伝達機構管理装置。
In the power transmission mechanism management device according to claim 1,
The power transmission mechanism management device, wherein the operation control unit controls the electric motor and causes the power transmission mechanism to perform a predetermined operation by executing a current control program for controlling current flowing through the electric motor.
請求項2に記載の動力伝達機構管理装置において、
前記ライブラリ用メモリには、前記動作制御部に前記電動機を制御させるための制御プログラムが複数格納され、
前記更新部は、前記動作制御部が前記制御プログラムを選択的に実行できるように、実行用メモリの前記制御プログラムを更新する、動力伝達機構管理装置。
In the power transmission mechanism management device according to claim 2,
The library memory stores a plurality of control programs for causing the operation control unit to control the electric motor,
The power transmission mechanism management device, wherein the update unit updates the control program in the execution memory so that the operation control unit can selectively execute the control program.
請求項1に記載の動力伝達機構管理装置において、
前記外部通信部は、産業用通信網または公共通信網のいずれかを介して、前記外部装置と通信する、動力伝達機構管理装置。
In the power transmission mechanism management device according to claim 1,
The power transmission mechanism management device, wherein the external communication unit communicates with the external device via either an industrial communication network or a public communication network.
請求項1に記載の動力伝達機構管理装置を用いたプログラム管理システムであって、
前記外部装置は、前記第2の管理プログラムを供給するサーバと、前記動力伝達機構管理装置に前記電動機を制御する制御信号を出力するコントローラと、を含み、
前記動力伝達機構管理装置は、前記第2の管理プログラムを複数保存するライブラリ用メモリを備え、
前記コントローラは、記憶部と、前記サーバおよび前記動力伝達機構管理装置と通信する通信部と、前記通信部を介して前記記憶部内の前記第2の管理プログラムを前記動力伝達機構管理装置に出力する出力制御部と、を備える、
プログラム管理システム。
A program management system using the power transmission mechanism management device according to claim 1,
The external device includes a server that supplies the second management program, and a controller that outputs a control signal for controlling the electric motor to the power transmission mechanism management device,
The power transmission mechanism management device includes a library memory that stores a plurality of the second management programs,
The controller includes a storage unit, a communication unit that communicates with the server and the power transmission mechanism management device, and outputs the second management program in the storage unit to the power transmission mechanism management device via the communication unit. and an output control unit,
Program management system.
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