JP7410272B2

JP7410272B2 - 速度調整支援装置

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Publication number: JP7410272B2
Application number: JP2022508388A
Authority: JP
Inventors: 儀晃野口
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2020-03-18
Filing date: 2021-03-16
Publication date: 2024-01-09
Anticipated expiration: 2041-03-16
Also published as: WO2021187498A1; DE112021001684T5; US20230138652A1; CN115298625A; JPWO2021187498A1

Description

本発明は、速度調整支援装置に関し、特に機械寿命を考慮した速度調整の支援を行う速度調整支援装置に関する。

工場等の製造現場には産業機械が設置されている。製造現場では、産業機械を動作させることで製品の製造を行う（例えば、特許文献１等）。産業機械の動作について加工精度を保ちながら製造に掛かる時間（サイクルタイム）を短縮することが求められる。例えば、工作機械を用いた金属加工を行う際には、加工精度を寸法公差内に収めつつ、サイクルタイムが短くなるように、制御装置のパラメータ、制御用プログラム等による設定を手動乃至自動で調整する。

制御装置の設定を調整する際には、産業機械毎に許容される速度や速度の変化量である加速度の範囲内で該産業機械の可動部を動作させる必要がある。調整された加速度が大きすぎる場合、産業機械の動作時にショックが発生し、該産業機械の可動部や、可動部に取り付けられている部品等が過度に摩耗したり破損したりするからである。また、これに加えて加速度の変化量である加加速度についても、大きすぎると産業機械でショックが発生し、産業機械の寿命を縮める原因となる。

特開２０１８－１２０４３１号公報

加加速度に関して許容値以内で制御するための調整をするためには、オペレータは制御中に出力される加加速度を把握する必要がある。そのためには、産業機械から取得される可動部の位置の時間的推移に基づいて、例えば微分計算を繰り返し行うことで、速度の時間的推移→加速度の時間的推移→加加速度の時間的推移を順に計算する必要がある。この段階的な計算は、ＣＰＵによる計算コストを増大させ、また、大きな記憶容量を必要とする。そのため、プログラムの解析処理や移動量の補間処理等の産業機械の動作の制御に必要な処理を行っている制御装置や、膨大な計算を必要とするシミュレーション処理を行うシミュレーション装置等で、更に加加速度の演算を行うことは困難である。これが原因で、加加速度に関する判定等の処理は加工中やシミュレーション中に十分に行われず、そのため、加加速度の超過の発生を検出した際に、どのような状況で加加速度の超過が発生したのか、その改善にはどのような調整を行えば良いのかを、オペレータに知らせる支援が十分に取れていなかった。
そこで、限られた計算資源の中で加加速度の演算を行い、演算した加加速度に基づいて制御に係るパラメータの調整を支援する技術が求められている。

本発明の一態様による速度調整支援装置は、各制御周期において出力される出力加速度の差分を単位時間あたりの加加速度とし、これを用いて速度制御に係るパラメータの調整を支援することで、上記課題を解決する。

そして、本発明の一態様は、産業機械を制御するための制御用プログラムを解析し、速度に係る値が予め設定された許容値の範囲に収まるようにするためのパラメータの調整を支援する速度調整支援装置であって、制御周期間での前記産業機械の各軸の加速度の差から単位時間あたりの加加速度を演算する加加速度演算部と、前記加加速度演算部が演算した加加速度と、予め記憶される各軸の許容加加速度とを比較する加加速度比較部と、前記加加速度比較部による比較の結果、加加速度が超過していた場合に、少なくとも超過状態と改善手段を含む超過情報を作成する超過情報作成部と、を備え、当該超過情報に基づき、前記産業機械の速度に係るパラメータの調整作業を支援する、速度調整支援装置である。

本発明の一態様により、許容加加速度を超過したことをオペレータに通知し、オペレータが許容値を超過しないような数値制御装置の設定変更が容易となることで、量産加工における許容加加速度超過を防ぐことが可能となる。

第１実施形態による速度調整支援装置の概略的なハードウェア構成図である。第１実施形態による速度調整支援装置の概略的な機能ブロック図である。調整ルールの例を示す図である。加加速度が許容値を超過する場合の産業機械の動作例を示す図である。超過情報の表示例を示す図である。パラメータ調整後の産業機械の動作例を示す図である。第２実施形態による速度調整支援装置の概略的なハードウェア構成図である。第２実施形態による速度調整支援装置の概略的な機能ブロック図である。一変形例による速度調整支援装置の概略的な機能ブロック図である。他の変形例による速度調整支援装置の概略的な機能ブロック図である。調整事例の例を示す図である。

以下、本発明の実施形態を図面と共に説明する。
図１は本発明の第１実施形態による速度調整支援装置の要部を示す概略的なハードウェア構成図である。本発明の速度調整支援装置１は、例えば産業機械を制御する制御装置の上に実装することができる。また、本発明の速度調整支援装置１は、例えば産業機械を制御する制御装置と有線／無線のネットワークを介して接続されたパソコン、フォグコンピュータ、クラウドサーバ等の上に実装することができる。本実施形態では、速度調整支援装置１を、産業機械を制御する制御装置上に実装した例を示す。

本発明の速度調整支援装置１が備えるＣＰＵ１１は、速度調整支援装置１を全体的に制御するプロセッサである。ＣＰＵ１１は、バス２２を介してＲＯＭ１２に格納されたシステムプログラムを読み出し、該システムプログラムに従って速度調整支援装置１全体を制御する。ＲＡＭ１３には一時的な計算データや表示データ、及び外部から入力された各種データ等が一時的に格納される。

不揮発性メモリ１４は、例えば図示しないバッテリでバックアップされたメモリやＳＳＤ（ＳｏｌｉｄＳｔａｔｅＤｒｉｖｅ）等で構成され、速度調整支援装置１の電源がオフされても記憶状態が保持される。不揮発性メモリ１４には、インタフェース１５を介して外部機器７２から読み込まれたデータや制御用プログラム、入力装置７１を介して入力されたデータや制御用プログラム、産業機械から取得される各データ等が記憶される。
不揮発性メモリ１４に記憶されたデータや制御用プログラムは、実行時／利用時にはＲＡＭ１３に展開されても良い。また、ＲＯＭ１２には、公知の解析プログラムなどの各種システムプログラムがあらかじめ書き込まれている。

インタフェース１５は、速度調整支援装置１のＣＰＵ１１とＵＳＢ装置等の外部機器７２と接続するためのインタフェースである。外部機器７２側からは、例えば産業機械の制御に用いられる制御用プログラムや各パラメータ等を読み込むことができる。また、速度調整支援装置１内で編集した制御用プログラムや各パラメータ等は、外部機器７２を介して外部記憶手段（図示せず）に記憶させることができる。ＰLＣ（プログラマブル・ロジック・コントローラ）１６は、速度調整支援装置１に内蔵されたシーケンス・プログラムで産業機械及び該産業機械の周辺装置（例えば、工具交換装置や、ロボット等のアクチュエータ、産業機械に取付けられているセンサ等）にＩ／Ｏユニット１７を介して信号を出力し制御する。
また、産業機械の本体に配備された操作盤の各種スイッチや周辺装置等の信号を受け取り、必要な信号処理をした後、ＣＰＵ１１に渡す。

表示装置７０には、メモリ上に読み込まれた各データ、制御用プログラムやシステムプログラム等が実行された結果として得られたデータ等がインタフェース１８を介して出力されて表示される。また、キーボードやポインティングデバイス等から構成される入力装置７１は、作業者による操作に基づく指令，データ等をインタフェース１９を介してＣＰＵ１１に渡す。

産業機械が備える軸を制御するための軸制御回路３０はＣＰＵ１１からの軸の移動指令量を受け取って、軸の指令をサーボアンプ４０に出力する。サーボアンプ４０はこの指令を受け取って、産業機械が備える軸を移動させるサーボモータ５０を駆動する。軸のサーボモータ５０は位置・速度検出器を内蔵し、この位置・速度検出器からの位置・速度フィードバック信号を軸制御回路３０にフィードバックし、位置・速度のフィードバック制御を行う。
なお、図１のハードウェア構成図では軸制御回路３０、サーボアンプ４０、サーボモータ５０は１つずつしか示されていないが、実際には制御対象となる産業機械に備えられた軸の数だけ用意される。例えば、一般的な工作機械を制御する場合には、工具が取り付けられた主軸とワークとを直線３軸（Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸）方向へと相対的に移動させる３組の軸制御回路３０、サーボアンプ４０、サーボモータ５０が用意される。

スピンドル制御回路６０は、主軸回転指令を受け取り、スピンドルアンプ６１にスピンドル速度信号を出力する。スピンドルアンプ６１はこのスピンドル速度信号を受け取って、産業機械のスピンドルモータ６２を指令された回転速度で回転させ、工具を駆動する。スピンドルモータ６２にはポジションコーダ６３が結合され、ポジションコーダ６３が主軸の回転に同期して帰還パルスを出力し、その帰還パルスはＣＰＵ１１によって読み取られる。

図２は、本発明の第１実施形態による速度調整支援装置１が備える機能を概略的なブロック図として示したものである。本実施形態による速度調整支援装置１が備える各機能は、図１に示した速度調整支援装置１が備えるＣＰＵ１１がシステムプログラムを実行し、速度調整支援装置１の各部の動作を制御することにより実現される。

本実施形態の速度調整支援装置１は、プログラム解析部１００、送り速度演算部１１０、制御部１３０、超過情報作成部１４０、画面表示部１５０を備える。速度調整支援装置１のＲＡＭ１３乃至不揮発性メモリ１４には、入力装置７１、外部機器７２等から取得した制御用プログラム２００が予め記憶される。また、速度調整支援装置１のＲＡＭ１３乃至不揮発性メモリ１４には、制御対象となる産業機械２の各軸で許容される速度許容値、加速度許容値、加加速度許容値等が予め記憶された領域である許容値記憶部２１０が予め用意されている。更に、速度調整支援装置１のＲＡＭ１３乃至不揮発性メモリ１４には、パラメータの調整ルールが予め記憶された領域である調整ルール記憶部２２０が予め用意されている。

プログラム解析部１００は、図１に示した速度調整支援装置１が備えるＣＰＵ１１がＲＯＭ１２から読み出したシステムプログラムを実行し、主としてＣＰＵ１１によるＲＡＭ１３、不揮発性メモリ１４を用いた演算処理が行われることで実現される。プログラム解析部１００は、制御用プログラム２００から産業機械２の動作指令のブロックを逐次読み出して解析する。そして、その解析結果に基づいて産業機械２が備えるサーボモータ５０やスピンドルモータ６２の動作を指令する指令データを作成する。プログラム解析部１００は、作成した指令データの内で、産業機械２の可動部を移動させるサーボモータ５０の動作を指令する送り指令に係る指令データについては送り速度演算部１１０へと出力し、残りの指令データについては制御部１３０へ出力する。

送り速度演算部１１０は、図１に示した速度調整支援装置１が備えるＣＰＵ１１がＲＯＭ１２から読み出したシステムプログラムを実行し、主としてＣＰＵ１１によるＲＡＭ１３、不揮発性メモリ１４を用いた演算処理が行われることで実現される。送り速度演算部１１０は、プログラム解析部１００から入力された指令データに基づいて、現在の制御周期における産業機械２の各軸の速度、加速度、加加速度を演算する。そして、送り速度演算部１１０は、演算した速度、加速度、加加速度と、許容値記憶部２１０に予め記憶されている産業機械２の許容速度、許容加速度、許容加加速度とをそれぞれ比較する。送り速度演算部１１０は、現在の制御周期における速度、加速度、加加速度が許容値を超える場合、その超過量や、超過した制御用プログラム２００の動作指令のブロック等を含む比較結果情報を超過情報作成部１４０に出力する。また、速度、加速度、加加速度の演算の結果を制御部１３０に出力する。

送り速度演算部１１０は、速度演算部１１１、速度比較部１１２、加速度演算部１１３、加速度比較部１１４、加加速度演算部１１５、加加速度比較部１１６を備える。
速度演算部１１１は、プログラム解析部１００から入力された指令データに基づいて、現在の制御周期における産業機械２の各軸の速度を演算する。速度演算部１１１は、例えば指令データにより指令される送り速度に基づいて、現在の制御周期における各軸の速度を演算するようにしても良い。

速度比較部１１２は、速度演算部１１１が演算した現在の制御周期における各軸の速度と、許容値記憶部２１０に予め記憶されている産業機械２の各軸の許容速度とを比較する。そして、速度比較部１１２は、速度演算部１１１が演算した現在の制御周期における各軸の速度が許容値を超える場合には、許容値でクランプする等の速度調整をするようにしても良い。また、速度比較部１１２は、各軸の速度が許容値を超える場合に速度調整を行わず、超過した旨を超過情報作成部１４０に出力するようにしても良い。

加速度演算部１１３は、速度比較部１１２から出力された各軸の速度に基づいて、現在の制御周期における産業機械２の各軸の加速度を演算する。加速度演算部１１３は、例えば速度比較部１１２から出力された各軸の速度と、前回の制御周期における各軸の速度との差を演算することで、現在の制御周期における各軸の加速度を演算するようにしても良い。また、加速度演算部１１３は、例えば速度比較部１１２から出力された各軸の速度と、産業機械２からフィードバックされた前回の制御周期における各軸の速度をとの差を演算することで、現在の制御周期における各軸の加速度を演算するようにしても良い。

加速度比較部１１４は、加速度演算部１１３が演算した現在の制御周期における各軸の加速度と、許容値記憶部２１０に予め記憶されている産業機械２の各軸の許容加速度とを比較する。そして、加速度比較部１１４は、加速度演算部１１３が演算した現在の制御周期における各軸の加速度が許容値を超える場合には、許容値でクランプする等の速度調整をするようにしても良い。また、加速度比較部１１４は、各軸の加速度が許容値を超える場合に加速度調整を行わず、超過した旨を超過情報作成部１４０に出力するようにしても良い。

加加速度演算部１１５は、加速度比較部１１４から出力された各軸の加速度に基づいて、現在の制御周期における産業機械２の各軸の加加速度を演算する。加加速度演算部１１５は、例えば加速度比較部１１４から出力された各軸の加速度と、前回の制御周期における各軸の加速度との差を演算することで、現在の制御周期における各軸の加加速度を演算するようにしても良い。また、加加速度演算部１１５は、例えば加速度比較部１１４から出力された各軸の速度と、産業機械２からフィードバックされた前回の制御周期における各軸の加速度をとの差を演算することで、現在の制御周期における各軸の加加速度を演算するようにしても良い。

加加速度比較部１１６は、加加速度演算部１１５が演算した現在の制御周期における各軸の加加速度と、許容値記憶部２１０に予め記憶されている産業機械２の各軸の許容加加速度とを比較する。そして、加加速度比較部１１６は、加加速度演算部１１５が演算した現在の制御周期における各軸の加加速度が許容値を超える場合には、その旨を超過情報作成部１４０に出力する。

制御部１３０は、図１に示した速度調整支援装置１が備えるＣＰＵ１１がＲＯＭ１２から読み出したシステムプログラムを実行し、主としてＣＰＵ１１によるＲＡＭ１３、不揮発性メモリ１４を用いた演算処理と、軸制御回路３０、スピンドル制御回路６０、ＰLＣ１６を用いた産業機械２の各部の制御処理が行われることで実現される。制御部１３０は、プログラム解析部１００が解析した指令データ、及び送り速度演算部１１０が演算した産業機械２の各軸の送り速度に基づいて産業機械２の各部を制御する。制御部１３０は、例えば産業機械２の各軸を移動させる指令に基づいて軸の移動に係るデータを生成してサーボモータ５０に出力する。また、制御部１３０は、例えば産業機械２の主軸を回転させる指令に基づいて主軸の回転に係るデータを生成してスピンドルモータ６２に出力する。更に、制御部１３０は、例えば産業機械２の周辺装置を動作させる指令に基づいて該周辺装置を動作させる所定の信号を生成してＰLＣ１６に出力する。一方で、制御部１３０は、サーボモータ５０やスピンドルモータ６２の状態（モータの電流値、位置、速度、加速度、トルク等）をフィードバック値として取得して各制御処理に使用する。制御部１３０は、サーボモータ５０の速度乃至加速度を、送り速度演算部１１０に対して出力しても良い。

超過情報作成部１４０は、図１に示した速度調整支援装置１が備えるＣＰＵ１１がＲＯＭ１２から読み出したシステムプログラムを実行し、主としてＣＰＵ１１によるＲＡＭ１３や、不揮発性メモリ１４を用いた演算処理が行われることで実現される。超過情報作成部１４０は、送り速度演算部１１０から入力された比較結果情報に基づいて、オペレータに対して表示する超過情報を作成する。超過情報作成部１４０は、例えば超過した制御用プログラム２００のブロック、超過量、解決方法等をオペレータに通知するための画面データを超過情報として作成する。超過情報作成部１４０は、例えば比較結果情報と、調整ルール記憶部２２０に記憶される調整ルールに基づいて、調整対象となるパラメータを特定し、特定したパラメータを改善手段として含む超過情報を作成しても良い。

図３は、調整ルール記憶部２２０に記憶される調整ルールの例を示している。調整ルールは、例えば指令種別、超過した軸名（単独、又は複数）、超過対象（速度、加速度、加加速度）、及び超過量に対して、調整対象となるパラメータを関連付けたデータとして定義できる。超過情報作成部１４０は、比較結果情報から指令種別、超過した軸名、超過対象（速度、加速度、加加速度）、及び超過量を特定し、特定した各値に該当する調整ルールを調整ルール記憶部２２０から検索し、検索された調整ルールに含まれる調整対象となるパラメータを改善手段として含む超過情報を作成する。指令種別には単独の指令（Ｇ００，Ｇ０１等）で指定しても良いし、連続した２以上の指令（Ｇ０１－＞Ｇ０１等）で指定しても良い。また、指令種別を連続した２以上の指令（Ｇ０１－＞Ｇ０１等）で指定する場合には、前後の指令による移動方向の成す角度等の条件を指定できるようにしても良い。

調整ルールでは、指令種別や超過対象、超過量等に応じて、適切な調整対象やその調整内容を設定できる。例えば、プログラムの円弧部分（Ｇ０２，Ｇ０３等）やコーナ部分において加加速度超過が発生した場合、フィルタ時定数を大きくすることで加加速度は低減できるが、その分経路誤差が増加する。そして上記フィルタ時定数の変更による効果はプログラム全体に生じるので、加加速度の超過部分がある一部に限定される場合にはその部分のみに限定して修正する方法が望ましい。その方法としてはコーナ部分における減速速度や円弧補間における最大加速度を設定するパラメータを利用することが考えられる。加加速度の超過箇所（プログラムの場所）の前後における工具の移動方向（ベクトル）の角度や曲率半径を演算し、その値の大小から超過箇所がコーナ形状、円弧形状かを判別し、その場合には上記コーナ部分における減速速度設定パラメータや最大加速度設定パラメータを調整するように促して特定の箇所のみへの影響に留めるようにオペレータにアドバイスする（図３におけるルール３，４）。

また、調整ルールの他の例として、調製ルールの条件に機械の種類や規模等の条件を設けるようにしても良い。大型機械では大型のワークを加工するため、ワーク重量も大きくなる。そのため、そのような機械では加速を緩やかにするためフィルタ時定数が最初から大きく設定されていることが多く、その場合は加加速度の調整のために更にフィルタ時定数を大きく設定してしまうとプログラムで指定した経路からのズレが大きくなり、加工公差を外れる可能性が出てくる。そのため、制御装置において設定されている軸のストローク（加工範囲）がある一定値よりも大きく設定されている（大きな加工をする）場合には、単にフィルタ時定数を修正させるのではなく、加加速度超過が起きたプログラム部分のプログラム上の指令速度を下げる等のプログラムの見直し（例えば、指令速度を下げて加加速度超過を改善しつつ経路ズレを抑える等）を合わせて調整対象として提案する。

この様に、調整ルールは加加速度超過が発生した条件に合わせて、その条件が発生した状況に合わせて適切な提案がされるように予め作成しておくことが望ましい。

画面表示部１５０は、図１に示した速度調整支援装置１が備えるＣＰＵ１１がＲＯＭ１２から読み出したシステムプログラムを実行し、主としてＣＰＵ１１によるＲＡＭ１３、不揮発性メモリ１４を用いた演算処理と、インタフェース１８を用いた出力処理とが行われることで実現される。画面表示部１５０は、超過情報作成部１４０が作成した超過情報を表示する画面データを作成する。そして、作成した画面データを表示装置７０に表示する。

図４及び図５を用いて、本実施形態による速度調整支援装置１の動作例を説明する。この動作例では、調整ルール記憶部２２０には、図３に例示した調整ルールが記憶されているものとする。また、制御対象となる産業機械２の各軸の許容速度は１００ｍｍ／ｓ、許容加速度は４０ｍｍ／ｓ²、許容加加速度は５０ｍ／ｓ³とする。また、制御周期は１ｍｓｅｃであるとする。

図４は、所定の制御用プログラムによる産業機械２の制御時におけるＹ軸の速度、加速度の変化をグラフで示したものである。図４の例において、上のグラフはＹ軸の速度変化、下のグラフはＹ軸の加速度変化を示している。グラフの０秒～１２．５秒まではＮ１ブロックの指令による速度、加速度の変化を、１２．５秒～２０秒まではＮ２ブロックの指令による速度、加速度の変化を表している。ここで、Ｎ１ブロック、Ｎ２ブロックの実行時における速度及び加速度は、それぞれの許容値の範囲内で変化している。しかしながら、Ｎ２ブロックの実行中のＡ点（１５秒付近）において、急激な加速度の変化が発生している。加加速度演算部１１５が演算するＡ点での加加速度は（２０＋４０）／０．００１＝６０ｍ／ｓ³となる。加加速度比較部１１６は、この値と許容加加速度５０ｍ／ｓ³とを比較し、Ｎ２ブロックにおいて加加速度が許容加加速度を１０ｍ／ｓ³超過していると判定して、超過が発生したブロックの情報（Ｎ２ブロックの情報）、超過した軸名、超過した対象（加加速度）、及び超過量等を含む比較結果情報を超過情報作成部１４０に出力する。

比較結果情報が入力された超過情報作成部１４０は、比較結果情報に含まれる各値を用いて調整ルール記憶部２２０を検索する。そして、検索結果として図３に示される２番目の調整ルールが検索される。超過情報作成部１４０は、検索された調整ルールに含まれるパラメータを含む超過情報を作成する。作成された超過情報は画面表示部１５０に出力される。そして、画面表示部１５０は、図５に例示される情報を表示装置７０に表示する。
この表示を見たオペレータが、例えば５ｓフィルタを設定する調整を行うと、図６のグラフに例示されるように、速度及び加速度が変化するようになる。図６の例では、加加速度の最大値は１２ｍ／ｓ³となり、許容加加速度内に収まる。

上記構成を備えた本実施形態による速度調整支援装置１は、加速度の差分抽出と許容値との比較処理のみで加加速度の演算が簡易に行えるようになるため、計算資源が限られている環境でも速度の制御に係るパラメータの調整を容易に支援することができるようになる。

図７は本発明の第２実施形態による速度調整支援装置の要部を示す概略的なハードウェア構成図である。本発明の速度調整支援装置１は、ネットワークを介して産業機械２と接続されたコンピュータの上に実装した例を示す。
本実施形態による速度調整支援装置１が備えるＣＰＵ１１、ＲＯＭ１２、ＲＡＭ１３、不揮発性メモリ１４、インタフェース１５，１８，１９等は、第１実施形態で示した構成と同様の機能を備える。

インタフェース２０は、速度調整支援装置１のＣＰＵ１１と有線乃至無線のネットワーク５とを接続するためのインタフェースである。ネットワーク５には、産業機械２や、フォグコンピュータ６、クラウドサーバ７等と接続され、相互にデータのやり取りを行っている。

図８は、本発明の第２実施形態による速度調整支援装置１が備える機能を概略的なブロック図として示したものである。本実施形態による速度調整支援装置１が備える各機能は、図７に示した速度調整支援装置１が備えるＣＰＵ１１がシステムプログラムを実行し、速度調整支援装置１の各部の動作を制御することにより実現される。

本実施形態の速度調整支援装置１は、プログラム解析部１００、送り速度演算部１１０、超過情報作成部１４０、画面表示部１５０、通信部１６０、シミュレーション部１７０、を備える。速度調整支援装置１のＲＡＭ１３乃至不揮発性メモリ１４には、産業機械２からネットワーク５を介して取得した制御用プログラム２００を記憶するための領域が設けられている。また、速度調整支援装置１のＲＡＭ１３乃至不揮発性メモリ１４には、制御対象となる産業機械２の各軸で許容される速度許容値、加速度許容値、加加速度許容値等が予め記憶された領域である許容値記憶部２１０が予め用意されている。更に、速度調整支援装置１のＲＡＭ１３乃至不揮発性メモリ１４には、パラメータの調整ルールが予め記憶された領域である調整ルール記憶部２２０が予め用意されている。

本実施形態によるプログラム解析部１００、送り速度演算部１１０、超過情報作成部１４０が備える機能は、制御部１３０の代わりにシミュレーション部１７０とデータのやり取りをする点を除き、第１実施形態による各機能と同様である。

通信部１６０は、図７に示した速度調整支援装置１が備えるＣＰＵ１１がＲＯＭ１２から読み出したシステムプログラムを実行し、主としてＣＰＵ１１によるＲＡＭ１３、不揮発性メモリ１４を用いた演算処理と、インタフェース２０を用いた入出力処理が行われることで実現される。通信部１６０は、ネットワーク５を介して産業機械２、フォグコンピュータ６、クラウドサーバ７との間で、データの送受信を行う。通信部１６０は、例えば産業機械２から制御用プログラム２００を受信する。また、通信部１６０は、超過情報作成部１４０が作成した超過情報を産業機械２、フォグコンピュータ６、クラウドサーバ等へ送信する。

シミュレーション部１７０は、図７に示した速度調整支援装置１が備えるＣＰＵ１１がＲＯＭ１２から読み出したシステムプログラムを実行し、主としてＣＰＵ１１によるＲＡＭ１３、不揮発性メモリ１４を用いた演算処理が行われることで実現される。シミュレーション部１７０は、制御用プログラム２００に基づく産業機械２の制御動作をシミュレーションする。シミュレーション部１７０による産業機械２の軸の移動に係る情報は、送り速度演算部１１０に対してフィードバックデータとして出力される。シミュレーション部１７０によるシミュレーション結果は、画面表示部１５０により表示装置７０に表示出力されて良い。シミュレーション部１７０によるシミュレーション結果は、通信部１６０により産業機械２やフォグコンピュータ６、クラウドサーバ７等に送信されて良い。

上記構成を備えた本実施形態による速度調整支援装置１は、ネットワーク５を介して産業機械２から取得した制御用プログラム２００に基づくシミュレーション処理を実行し、速度、加速度、加加速度の演算を行う。そして、速度、加速度、加加速度が許容値を超えた際に、速度の制御に係るパラメータの調整に係る情報を、表示装置７０に表示したり、産業機械２のオペレータに通知したりすることができる。また、速度の制御に係るパラメータの調整に係る情報をフォグコンピュータ６やクラウドサーバ７に送信して蓄積し、解析処理等に用いることも可能となる。

本実施形態による速度調整支援装置１の一変形例として、超過情報作成部１４０が参照する調整ルール記憶部２２０は、図９に例示されるように、フォグコンピュータ６やクラウドサーバ７上に配置するようにしても良い。この様に構成することで、速度調整支援装置１上に調整ルール記憶部２２０を設ける必要がなくなり、また、複数の速度調整支援装置１の間で調整ルール記憶部２２０を共有して利用することができるようになるため、記憶容量の効率化や、調整ルールのメンテナンスの効率化が見込まれる。

本実施形態による速度調整支援装置１の他の変形例として、図１０に例示されるように、フォグコンピュータ６又はクラウドサーバ７上に過去に行われた産業機械２の速度の調整事例を記憶した調整事例記憶部２３０を設けるようにしても良い。この場合、超過情報作成部１４０は、調整ルール記憶部２２０に代えて、調整事例記憶部２３０を参照する。調整事例記憶部２３０には、例えば図１１に示されるように、指令種別、超過した軸名、超過対象（速度、加速度、加加速度）、超過量に対して、過去に行われたパラメータの調整内容が関連付けられた調整事例が複数記憶される。調整事例は、各産業機械２で実際に行われ、その結果として加加速度等の超過が改善したパラメータの調整内容を各産業機械２からネットワーク５を介して収集し、収集した情報に基づいて作成するようにすれば良い。超過情報作成部１４０は、指令種別、超過した軸名、超過対象（速度、加速度、加加速度）が一致し、超過量が近い少なくとも１つの調整事例を検索し、検索された調整事例における調整内容を改善手段として含む超過情報を作成する。この様に構成することで、過去に実際に行われた調整事例に基づいて速度の制御に係るパラメータの調整を容易に支援することができるようになる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上述した実施の形態の例のみに限定されることなく、適宜の変更を加えることにより様々な態様で実施することができる。

１速度調整支援装置
２産業機械
５ネットワーク
６フォグコンピュータ
７クラウドサーバ
１１ＣＰＵ
１２ＲＯＭ
１３ＲＡＭ
１４不揮発性メモリ
１５，１８，１９，２０インタフェース
１６ＰＬＣ
１７Ｉ／Ｏユニット
２２バス
３０軸制御回路
４０サーボアンプ
５０サーボモータ
６０スピンドル制御回路
６１スピンドルアンプ
６２スピンドルモータ
６３ポジションコーダ
７０表示装置
７１入力装置
７２外部機器
１００プログラム解析部
１１０送り速度演算部
１１１速度演算部
１１２速度比較部
１１３加速度演算部
１１４加速度比較部
１１５加加速度演算部
１１６加加速度比較部
１３０制御部
１４０超過情報作成部
１５０画面表示部
１６０通信部
１７０シミュレーション部
２００制御用プログラム
２１０許容値記憶部
２２０調整ルール記憶部
２３０調整事例記憶部

Claims

産業機械を制御するための制御用プログラムを解析し、速度に係る値が予め設定された許容値の範囲に収まるようにするためのパラメータの調整を支援する速度調整支援装置であって、
単位時間あたりの加加速度を演算する加加速度演算部と、
前記加加速度演算部が演算した加加速度と、予め記憶される各軸の許容加加速度とを比較する加加速度比較部と、
前記加加速度比較部による比較の結果、加加速度が超過していた場合に、少なくとも超過状態と改善手段を含む超過情報を作成する超過情報作成部と、
を備え、
当該超過情報に基づき、前記産業機械の速度に係るパラメータの調整作業を支援し、
予め超過状態と調整対象となるパラメータとを関連付けた少なくとも１つ以上の調整ルールを記憶する調整ルール記憶部を更に備え、
前記超過情報作成部は、前記加加速度の超過状態と、前記調整ルール記憶部に記憶される調整ルールとに基づいて、調整対象となるパラメータを改善手段として特定する、
速度調整支援装置。
前記加加速度演算部は、制御周期間での前記産業機械の各軸の加速度の差から単位時間あたりの加加速度を演算する、
請求項１に記載の速度調整支援装置。