申请/专利权人：发那科株式会社

申请日：2018-09-26

公开（公告）日：2021-04-27

公开（公告）号：CN109581970B

主分类号：G05B19/408(20060101)

分类号：G05B19/408(20060101)

优先权：["20170928 JP 2017-188668"]

专利状态码：有效-授权

法律状态：2021.04.27#授权;2020.06.26#实质审查的生效;2019.04.05#公开

摘要：一种参数决定辅助装置，能够简化驱动电路常数未知的电动机时的驱动参数的决定，缩短决定所需要的时间。参数决定辅助装置具备：基于电动机驱动装置的规格信息和电动机的输出规格信息决定用于试运转的初始参数的初始参数决定部；基于电动机的输出规格信息生成用于试运转的试运转程序的程序生成部，该试运转用于取得对决定电动机的输出的参数进行调整所需要的数据；应用初始参数通过试运转程序来自动测定驱动电动机时的运转信息的自动测定部；基于运转信息推定电动机的电路常数的推定部；基于电路常数计算与电动机的输出规格匹配的最佳参数的计算部。

主权项：1.一种电动机驱动用的参数决定辅助装置，其特征在于，该参数决定辅助装置具备：取得单元，其取得电动机驱动装置的规格信息和电动机的输出规格信息；初始参数决定单元，其基于所述规格信息和所述输出规格信息，决定用于试运转的初始参数；程序生成单元，其基于所述输出规格信息，生成用于试运转的试运转程序，该试运转用于取得为了对决定所述电动机的输出的参数进行调整所需要的数据，该试运转为了确认运转信息而驱动所述电动机，所述运转信息包括使所述电动机以固定转速旋转时或加减速时的驱动电流值、驱动电压值、转速以及电动机加速度的数据中的至少一个；自动测定单元，其应用所述初始参数，并通过所述试运转程序来自动测定驱动所述电动机时的所述运转信息；推定单元，其基于所述运转信息，推定所述电动机的电路常数；以及计算单元，其基于所述电路常数，计算与所述电动机的输出规格匹配的最佳参数；所述初始参数包括驱动所述电动机的最大电流值、D相电流值、所述电动机的最高转速中的至少一个；所述规格信息包括所述电动机驱动装置的容许电流值以及可驱动频率中的至少一个；所述输出规格信息包括所述电动机的额定输出以及基本转速中的至少一个；所述电路常数包括所述电动机的电阻值以及电感中的至少一个。

全文数据：参数决定辅助装置技术领域本发明涉及一种参数决定辅助装置。背景技术为了控制机床、包装机械、产业用机器人等所包含的伺服机构中所使用的伺服电动机，需要将用于驱动伺服电动机的驱动参数设定为恰当的值。作为该驱动参数的设定方法，例如在专利文献1中公开了如下的技术：取得驱动系统的参数，通过根据所取得的参数生成的试验动作程序来使驱动系统进行运转，基于对运转时获得的运转数据进行解析而得的结果，调整控制器的参数。专利文献专利文献1：日本特开2003-316422号公报发明内容在专利文献1中以电动机的电阻值、电感等电路常数已知为前提，但在对电路常数未知的电动机、提示为电路常数的值的精度不明确的电动机进行驱动的情况下，需要根据电动机的额定输出、基本转速等已知信息决定用于试运转的初始参数，基于以特定动作进行了试运转时测定出的电流值、速度等的数据来决定最佳的驱动参数。然而，由于决定最佳驱动参数的步骤复杂，因此需要作业者的技能，并且最佳的驱动参数的决定需要时间。本发明的目的在于，提供一种能够使对电路常数未知的电动机进行驱动时的驱动参数的决定简化，并缩短决定所需要的时间的参数决定辅助装置。1本发明的电动机驱动用的参数决定辅助装置例如，后述的参数决定辅助装置11具备：取得单元例如，后述的取得部114，其取得电动机驱动装置例如，后述的电动机驱动装置31的规格信息和电动机例如，后述的电动机41的输出规格信息；初始参数决定单元例如，后述的初始参数决定部115，其基于所述规格信息和所述输出规格信息，决定用于试运转的初始参数；程序生成单元例如，后述的程序生成部116，其基于所述输出规格信息，生成用于试运转的试运转程序，该试运转用于取得为了对决定所述电动机的输出的参数进行调整所需要的数据；自动测定单元例如，后述的自动测定部117，其应用所述初始参数，通过所述试运转程序来自动测定驱动所述电动机时的运转信息；推定单元例如，后述的推定部118，其基于所述运转信息，推定所述电动机的电路常数；以及计算单元例如，后述的计算部119，其基于所述电路常数，计算与所述电动机的输出规格匹配的最佳参数。2在1所记载的参数决定辅助装置例如，后述的参数决定辅助装置11中，也可以是该参数决定辅助装置还具备：检测单元例如，后述的检测部112，其检测所述规格信息；以及输入单元例如，后述的输入部113，其由操作员输入所述输出规格信息，所述取得单元例如，后述的取得部114从所述检测单元取得所述规格信息，从所述输入单元取得所述输出规格信息。3在1或2所记载的参数决定辅助装置例如，后述的参数决定辅助装置11中，也可以是所述规格信息包括所述电动机驱动装置例如，后述的电动机驱动装置31的容许电流值以及可驱动频率中的至少一个。4在1至3中任一项所记载的参数决定辅助装置例如，后述的参数决定辅助装置11中，也可以是所述输出规格信息包括所述电动机例如，后述的电动机41的额定输出以及基本转速中的至少一个。5在1至4中任一项所记载的参数决定辅助装置例如，后述的参数决定辅助装置11中，也可以是所述电路常数包括所述电动机例如，后述的电动机41的电阻值以及电感中的至少一个。6在1至5中任一项所记载的参数决定辅助装置例如，后述的参数决定辅助装置11中，也可以是所述运转信息包括驱动所述电动机例如，后述的电动机41时的电流值、电压值、电动机速度以及电动机加速度中的至少一个。7在1至6中任一项所记载的参数决定辅助装置例如，后述的参数决定辅助装置11中，也可以是该参数决定辅助装置还具备显示所测定出的所述运转信息的显示单元例如，后述的显示部120。根据本发明，能够使对电路常数未知的电动机进行驱动时的驱动参数的决定简化，并缩短决定所需要的时间。附图说明图1是表示包含本发明的实施方式所涉及的参数决定辅助装置的电动机驱动系统的整体结构的图。图2是表示本发明的实施方式所涉及的参数决定辅助装置的整体结构的图。图3是表示本发明的实施方式所涉及的数值控制装置的结构的图。图4是表示本发明的实施方式所涉及的电动机驱动装置的结构的图。图5是表示本发明的实施方式所涉及的参数决定辅助装置的动作的流程图。符号说明1电动机驱动系统；11参数决定辅助装置；21数值控制装置；31电动机驱动装置；41电动机；111控制部；112检测部；113输入部；114取得部；115初始参数决定部；116程序生成部；117自动测定部；118推定部；119计算部；120显示部。具体实施方式以下，参照图1～图5对本发明的实施方式进行详述。图1是表示包含本发明的实施方式所涉及的参数决定辅助装置的电动机驱动系统1的整体结构的图。电动机驱动系统1除了参数决定辅助装置11外，还具备数值控制装置21、电动机驱动装置31以及电动机41。参数决定辅助装置11根据从电动机驱动装置31接收到的电动机驱动装置31的规格信息、以及操作员对参数决定辅助装置11输入的电动机41的输出规格信息，来决定用于电动机41的试运转的初始参数，并且基于规格信息、输出规格信息以及初始参数生成用于进行试运转的试运转程序。为了推定电动机41的电路常数，需要确认使电动机41以固定转速旋转或加减速时的驱动电流值、驱动电压值以及转速等数据运转信息，但这里的“试运转”是指为了确认这些数据而使电动机41驱动的试运转。此外，“驱动电压值”是指实际上以某转速驱动电动机41所需要的电压，并以源电源的电压、电压指令值为基础计算出该驱动电压值。此外，这里的“初始参数”例如包含驱动电动机41的最大电流值、D相电流值、电动机41的最高转速、将从电动机驱动装置31提取的电流值的反馈换算为实际的物理量的系数中的至少一个。此外，这里的“规格信息”例如包含电动机驱动装置31的容许电流值以及可驱动频率中的至少一个。此外，这里的“输出规格信息”例如包含电动机41的额定输出以及基本转速中的至少一个。并且，参数决定辅助装置11将该初始参数和试运转程序发送给数值控制装置21。数值控制装置21应用初始参数执行试运转程序，由此生成位置指令值、速度指令值等指令值，并与初始参数一起发送给电动机驱动装置31。电动机驱动装置31将基于从数值控制装置21接收到的初始参数和指令值的驱动电流供给至电动机41。电动机41对电动机驱动装置31发送速度信息、位置信息、转速等反馈值。电动机驱动装置31将包含从电动机41接收到的反馈值、驱动电流值、向电动机41的指令值等的运转信息发送给参数决定辅助装置11。另外，这里的“运转信息”例如包含驱动电动机41时的电流值、电压值、电动机速度以及电动机加速度中的至少一个。参数决定辅助装置11基于从电动机驱动装置31接收到的运转信息，推定电动机41的电路常数。并且，参数决定辅助装置11基于该电路常数计算与电动机41的输出规格匹配的最佳参数，并将该最佳参数发送给数值控制装置21。另外，这里的“电路常数”例如包含电动机41的电阻值以及电感中的至少一个。图2是参数决定辅助装置11的功能框图。参数决定辅助装置11具备控制部111、检测部112以及检测部113，并且，控制部111具备：取得部114、初始参数决定部115、程序生成部116、自动测定部117、推定部118、计算部119以及显示部120。控制部111具有CPU、ROM、RAM、CMOS存储器等，它们能够经由总线相互通信，这对于本领域技术人员是公知的。CPU是对参数决定辅助装置11进行整体控制的处理器。如图2所示，该CPU经由总线读出存储于ROM的系统程序以及应用程序，并按照该系统程序以及应用程序对参数决定辅助装置11整体进行控制，由此控制部111构成为实现取得部114、初始参数决定部115、程序生成部116、自动测定部117、推定部118、计算部119以及显示部120的功能。在RAM中存储有临时的计算数据、显示数据等各种数据。CMOS存储器通过未图示的电池来备份，并构成为即使参数决定辅助装置11的电源被断开仍保持存储状态的非易失性存储器。取得部114取得电动机驱动装置31的规格信息和电动机41的输出规格信息。尤其，取得部114从后述的检测部112取得电动机驱动装置31的规格信息，从后述的输入部113取得电动机41的输出规格信息。初始参数决定部115基于取得部114取得的规格信息以及输出规格信息，决定用于试运转的初始参数。程序生成部116基于取得部114取得的输出规格信息，生成试运转程序。该试运转程序用于试运转，该试运转用于取得对用于决定电动机41的输出的参数进行调整所需要的数据。自动测定部117应用上述的初始参数，通过上述的试运转程序，自动测定驱动电动机41时的运转信息。推定部118基于自动测定部117推定出的运转信息，推定电动机41的电路常数。作为根据运转信息来推定电路常数的方法，也可以使用公知的方法。计算部119基于推定部118推定出的电路常数，计算与电动机41的输出规格匹配的最佳参数。显示部120至少将自动测定部117测定出的运转信息显示于参数决定辅助装置11所具备的显示器上未图示。另外，显示部120也可以显示该运转信息以外的信息，例如操作员使用后述的输入部113输入输出规格信息的向导的导航信息。另外，该导航信息不限定于输出规格信息的输入方法，例如也可以包含参数决定辅助装置11的操作方法等信息。并且，显示部120也可以显示上述的电路常数的推定值、用于电路常数的推定的参数、使用该参数时的输出波形以及计算部119计算出的最佳的参数值。检测部112是检测电动机驱动装置31的规格信息的装置，例如是传感器。此外，输入部113是用于操作员输入电动机41的输出规格信息的装置，例如是键盘、触摸面板。图3是数值控制装置21的结构例。数值控制装置21主要具备CPU211、ROM212、RAM213、CMOS214、接口215、218、219、PMC可编程机床控制器216、IO单元217、轴控制电路230～234、主轴控制电路260。CPU211是对数值控制装置21进行整体控制的处理器。CPU211经由总线220读出存储在ROM212中的系统程序，并按照该系统程序控制数值控制装置整体。在RAM213中存储临时的计算数据、显示数据以及操作员经由显示器MDI单元270输入的各种数据。CMOS存储器214通过未图示的电池来备份，并构成为即使数值控制装置21的电源被断开仍保持存储状态的非易失性存储器。在CMOS存储器214中存储经由接口215读入的加工程序、经由显示器MDI单元270输入的加工程序等。此外，预先向ROM212写入用于对为了加工程序的生成以及编辑所需要的编辑模式的处理、用于自动运转的处理进行实施的各种系统程序。各种加工程序能够经由接口215、显示器MDI单元270被输入，并存储于CMOS存储器214中。接口215能够连接数值控制装置21与适配器等外部设备272。从外部设备272侧读入加工程序、各种参数等。此外，在数值控制装置21内编辑后的加工程序能够经由外部设备272存储于外部存储单元中。PMC可编程机床控制器216通过内置于数值控制装置21内的序列程序，经由IO单元217向机床的辅助装置例如，用于刀具更换的机械手这样的制动器输出信号并进行控制。此外，接受配置于机床本体的操作盘的各种开关等的信号，进行必要的处理后，转给CPU211。显示器MDI单元270是具备显示器、键盘等的手动数据输入装置，接口218接受来自显示器MDI单元270的键盘的指令、数据并转给CPU11。接口219与具备手动脉冲发生器等的操作盘271连接。各轴的轴控制电路230～234接受来自CPU211的各轴的移动指令量，向伺服放大器240～244输出各轴的指令。伺服放大器240～244接受该指令并驱动各轴的伺服电动机250～254。各轴的伺服电动机250～254内置位置速度检测器，向轴控制电路230～234反馈来自该位置速度检测器的位置速度反馈信号，进行位置速度的反馈控制。另外，在图3中，省略了位置速度的反馈。主轴控制电路260接受向机床的主轴旋转指令，并向主轴放大器261输出主轴速度信号。主轴放大器261接受该主轴速度信号，使机床的主动电动机262以所指令的转速旋转，并驱动刀具。主轴电动机262通过齿轮或传送带等与脉冲编码器263结合，脉冲编码器263与主轴的旋转同步地输出反馈脉冲，该反馈脉冲经由接口220被处理器211读取。另外，伺服放大器240～244以及主轴放大器261对应于图1的电动机驱动装置31，伺服电动机250～254以及主动电动机262对应于图1的电动机41。此外，图3所示的数值控制装置21的结构仅为一例，并不限定于此，也可以使用通用的数值控制装置作为数值控制装置21。图4是电动机驱动装置31的结构例。电动机驱动装置31具备逆变器311、电流检测器312、控制部313、速度检测部314。逆变器311向电动机41供给驱动电流。电流检测器312检测逆变器311的直流母线电流。控制部313输入电流检测器312的输出，对逆变器311进行PWM控制。为了电动机41的反馈控制，速度检测部314检测速度，并将检测出的速度发送给控制部313。图4所示的电动机驱动装置31的结构仅为一例，并不限定于此，也可以使用通用的电动机驱动装置作为电动机驱动装置31。图5是表示参数决定辅助装置11的动作的流程图。在步骤S1中，检测部112检测电动机驱动装置31的规格信息，取得部114从检测部112取得规格信息。在步骤S2中，操作员从输入部113输入电动机41的输出规格信息，取得部114从输入部113取得输出规格信息。在步骤S3中，初始参数决定部115基于取得部114取得的规格信息以及输出规格信息，决定用于试运转的初始参数。在步骤S4中，程序生成部116基于由取得部114取得的输出规格信息生成用于试运转的试运转程序，该试运转取得电动机41的电路常数的推定以及对决定电动机41的输出的参数进行调整所需要的数据。在步骤S5中，自动测定部117自动测定驱动按照试运转程序控制的电动机41时的电流值、转速等运转信息。在步骤S6中，显示部120将由自动测定部117自动测定出的运转信息显示于显示器未图示中。由此，操作员能够一边直接确认测定数据，一边判断在以下的步骤S8中决定的参数是否恰当。在步骤S7中，推定部118基于由自动测定部117自动测定出的运转信息，自动计算并推定电动机41的电路常数。在步骤S8中，计算部119基于由推定部118推定出的电路常数，计算并决定与电动机41的输出规格匹配的最佳参数。由此，参数决定辅助装置11的动作流程结束。另外，在图5所记载的流程图中，当执行了步骤S8的处理后，也可以返回到之前的步骤重新执行所返回到的步骤之后的处理。例如，参数决定辅助装置11可以在步骤S8中决定存在的多个参数中的一个参数后，重新执行步骤S4之后的处理，由此决定其他参数。上述的参数决定辅助装置11应用初始参数，通过试运转程序自动测定驱动电动机41时的运转信息，并基于该运转信息推定电动机41的电路常数，基于该电路常数计算与电动机41的输出规格匹配的最佳参数。由此，能够使对电路常数未知的电动机进行驱动时的驱动参数的决定简化，并缩短决定所需要的时间。此外，上述的参数决定辅助装置11还具备显示所测定出的运转信息的显示部120。由此，操作员按哪种逻辑来决定参数，其结果是确认成为哪种输出，由此能够在判断参数的妥善性的基础上，决定最佳参数。另外，上述的参数决定辅助装置11所包含的各装置功能可以通过硬件、软件或他们的组合来分别实现。此外，上述的参数决定辅助装置11所包含的各装置进行的参数决定方法也可以通过硬件、软件或他们的组合来实现。在此，通过软件来实现是指通过计算机读入并执行程序来实现。程序可以被各种类型的非临时性计算机可读介质non-transitorycomputerreadablemedium存储，而被供给至计算机。非临时性的计算机可读介质包含具有各种类型实体的存储介质tangiblestoragemedium：有形存储介质。非临时性的计算机可读介质的例子包含磁记录介质例如，软盘、磁带、硬盘驱动器、光磁记录介质例如，光磁盘、CD-ROMReadOnlyMemory：只读存储器、CD-R、CD-RW、半导体存储器例如，掩膜ROM、PROMProgRAMmableROM：可编程程序只读存储器、EPROMErasablePROM：可擦除可编程ROM、闪存ROM、RAM随机存取存储器。此外，程序也可以通过各种类型的临时性计算机可读介质transitorycomputerreadablemedium供给至计算机。临时性的计算机可读介质的例子包含电信号、光信号以及电磁波。临时性的计算机可读介质能够经由电线以及光纤等有线通信线路或者无线通信线路，将程序供给至计算机。

权利要求：1.一种电动机驱动用的参数决定辅助装置，其特征在于，该参数决定辅助装置具备：取得单元，其取得电动机驱动装置的规格信息和电动机的输出规格信息；初始参数决定单元，其基于所述规格信息和所述输出规格信息，决定用于试运转的初始参数；程序生成单元，其基于所述输出规格信息，生成用于试运转的试运转程序，该试运转用于取得为了对决定所述电动机的输出的参数进行调整所需要的数据；自动测定单元，其应用所述初始参数，并通过所述试运转程序来自动测定驱动所述电动机时的运转信息；推定单元，其基于所述运转信息，推定所述电动机的电路常数；以及计算单元，其基于所述电路常数，计算与所述电动机的输出规格匹配的最佳参数。2.根据权利要求1所述的参数决定辅助装置，其特征在于，该参数决定辅助装置还具备：检测单元，其检测所述规格信息；以及输入单元，其由操作员输入所述输出规格信息，所述取得单元从所述检测单元取得所述规格信息，从所述输入单元取得所述输出规格信息。3.根据权利要求1或2所述的参数决定辅助装置，其特征在于，所述规格信息包括所述电动机驱动装置的容许电流值以及可驱动频率中的至少一个。4.根据权利要求1至3中任一项所述的参数决定辅助装置，其特征在于，所述输出规格信息包括所述电动机的额定输出以及基本转速中的至少一个。5.根据权利要求1至4中任一项所述的参数决定辅助装置，其特征在于，所述电路常数包括所述电动机的电阻值以及电感中的至少一个。6.根据权利要求1至5中任一项所述的参数决定辅助装置，其特征在于，所述运转信息包括驱动所述电动机时的电流值、电压值、电动机速度以及电动机加速度中的至少一个。7.根据权利要求1至6中任一项所述的参数决定辅助装置，其特征在于，该参数决定辅助装置还具备显示所测定出的所述运转信息的显示单元。

百度查询： 发那科株式会社 参数决定辅助装置

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