CN106712590B - 用于选择电动机***的选择装置、以及网络*** - Google Patents

用于选择电动机***的选择装置、以及网络*** Download PDF

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Abstract

本发明提供一种用于选择电动机***的选择装置、以及网络***。选择装置能够降低控制装置的设定作业涉及的劳动力。选择装置具有：信息受理部，其受理机械条件；存储部，其对规格数据进行存储；选择部，其将信息受理部受理的机械条件、与存储于存储部的规格数据进行对照，选择出适合于该机械条件的电动机***；以及参数生成部，其生成用于将动作参数设定给控制装置的控制装置用参数，其中，该控制装置对由选择部所选择出的电动机***进行控制，该动作参数是控制装置使该电动机***进行动作所需的参数。

Description

用于选择电动机***的选择装置、以及网络***
技术领域
本发明涉及用于选择电动机***的选择装置、以及网络***。
背景技术
已知有根据由使用者输入的条件选择出符合该条件的电动机***的选择装置(例如，日本特开2015-27244号公报)。
在使用所选择的电动机***来设计机床等机械时，使用者需要进行在启动机械时驱动电动机***的控制装置的设定。谋求降低这样的设定作业涉及的劳动力的技术。
发明内容
在本发明的一方式中，用于选择电动机***的选择装置具有：信息受理部，其受理所输入的机械条件；存储部，其对表示多个电动机***各自的性能的规格数据进行存储；选择部，其将信息受理部受理的机械条件与存储于存储部的规格数据进行对照，从多个电动机***中选择出适合于该机械条件的电动机***。
此外，选择装置还具有：参数生成部，其生成用于将动作参数设定给控制装置的控制装置用参数，其中，该控制装置对由选择部所选择出的电动机***进行控制，该动作参数是控制装置使该选择出的电动机***进行动作所需的参数。
也可以是，电动机***具有：电动机以及向该电动机供电的放大器。规格数据包含：表示多个电动机各自的性能的电动机规格数据、以及表示多个放大器各自的性能的放大器规格数据。
也可以是，选择部将信息受理部所受理的机械条件与电动机规格数据进行对照，从多个电动机中选择适合于信息受理部所受理的机械条件的电动机，并参照放大器规格数据，从多个放大器中选择出能够驱动选择出的电动机的放大器。
也可以是，存储部将控制装置用参数与电动机***关联起来进行存储。参数生成部从存储部读出与选择部选择出的电动机***相关联起来的控制装置用参数。
在本发明的另一方式中，网络***具有：上述的选择装置；以及终端，其经由网络而能够进行通信地与信息受理部连接，从使用者受理机械条件的输入。
附图说明
通过参照附图来对以下的最佳实施方式进行说明，能够明确本发明的上述或者其他目的、特征、以及优点。
图1是本发明的一实施方式涉及的网络***的框图。
图2是表示图1所示的选择装置的动作流程的一例的流程图。
图3表示电动机的转矩-速度特性的一例。
图4表示通过图2中的步骤S2计算出的速度-时间特性的一例。
图5表示通过图2中的步骤S2计算出的转矩-时间特性的一例。
具体实施方式
根据附图来详细说明本发明的实施方式。首先，参照图1，对本发明的一实施方式涉及的网络***10进行说明。网络***10具有：多个终端12、14、和16、网络18、以及选择装置50。
终端12、14、和16例如是具有CPU、显示部、以及键盘的计算机，设置于选择装置50的外部。使用者能够将信息输入到这些终端12、14、和16。终端12、14、和16经由网络18而能够进行通信地与选择装置50的信息受理部54以及信息输出部56连接。
终端12、14、和16经由网络18将由使用者输入的信息发送给选择装置50的信息受理部54。另一方面，终端12、14、和16经由网络18接收从选择装置50的信息输出部56发送的信息。网络18例如是因特网或者LAN等通信网络。
终端12、14、和16与控制装置100连接。控制装置100例如是控制产业用机器人的机器人控制器、或者控制NC加工中心等机床的机床控制部，对电动机***102的动作进行控制。
电动机***102具有：电动机104、以及向该电动机104供电的放大器106。电动机104例如是内置于产业用机器人的机器人手臂或者机床的主轴的伺服马达。放大器106响应来自控制装置100的指令，向电动机104输送电力，旋转驱动该电动机104。
选择装置50具有：CPU(中央运算处理装置)52、信息受理部54、信息输出部56、以及存储部58。CPU 52经由总线60能够进行通信地与信息受理部54、信息输出部56、以及存储部58连接。CPU 52与信息受理部54、信息输出部56、以及存储部58交换信息，执行各种运算处理。
如上所述，信息受理部54经由网络18与终端12、14、和16连接，接收从该终端12、14、和16发送的信息。信息受理部54将从终端12、14、16接收到的信息发送给CPU 52。
信息输出部56经由网络18与终端12、14、和16连接，响应来自CPU 52的指令，经由网络18向终端12、14、和16发送信息。
存储部58由例如EEPROM(注册商标)等那样的、能够进行电消除和记录的非易失性存储器、或者例如DRAM、SRAM等那样的、能够以高速读写的随机存取存储器构成。
存储部58预先存储电动机***102的规格数据、以及控制装置用参数的一部分。另外，对于这些规格数据以及控制装置用参数在后面进行叙述。
接下来，参照图2～图5对选择装置50的动作进行说明。在步骤S1中，信息受理部54受理由使用者输入的机械条件涉及的信息。具体来说，使用者操作终端12、14、或者16，输入所需要的电动机***的机械条件。
作为一例，终端12、14、或者16显示以下的表1所示那样的数据输入图像。
Figure BDA0001130166640000031
表1
在上述的示例中，使用者在“移动距离”、“定位时间”、“进给速度”、“旋转直线变换系数”的栏中输入所希望的电动机***的机械条件。终端12、14、或者16经由网络18向信息受理部54发送由使用者输入的机械条件涉及的信息。信息受理部54从终端12、14、或者16受理机械条件涉及的信息。
在步骤S2中，CPU 52选择出电动机***。具体来说，CPU 52将通过步骤S1接收到的机械条件、与预先存储于存储部58的规格数据进行相互对照。该规格数据是表示作为上述的电动机***102能够应用的多个电动机***各自的性能的数据。以下的表2以及表3表示规格数据的一例。
Figure BDA0001130166640000041
表2
Figure BDA0001130166640000042
表3
表2表示作为上述的电动机104能够应用的多个电动机的规格数据(电动机规格数据)。如表2所示，存储于存储部58的电动机规格数据包含表示多种电动机各自性能的信息。
图3表示表2中的转矩-速度特性P1、P2、或者P3的一例。存储部58将图3所示那样的转矩-速度特性与各电动机关联起来作为电动机规格数据进行存储。
另一方面，图3表示作为上述的放大器106能够应用的多个放大器的规格数据(放大器规格数据)。如表3所示，存储于存储部58的放大器规格数据包含表示多种放大器各自性能的信息。
CPU 52在该步骤S2中，将通过步骤S1受理的机械条件、与表2所示的电动机规格数据进行相互对照，从电动机规格数据所包含的多种电动机中选择出适合于通过步骤S1受理的机械条件的电动机。
作为一例，CPU 52根据通过步骤S1受理的机械条件制作出速度-时间特性的数据表。图4表示该速度-时间特性的一例。图4中的期间T1表示电动机进行加减速的期间，图4中的期间T2表示电动机进行恒速运转的期间。此外，速度V是根据从使用者受理的表1所示的“进给速度”求出的、定位时的最高转速。
根据以下的数学式求出期间T1以及T2。另外，以下的数学式中的T是表1中的定位时间，X是表1中的移动距离，N是表1中的进给速度。
T1＝T-(60X/N)…(数学式1)
T2＝(120X/N)-T…(数学式2)
此外，根据以下的数学式求出定位时的最高速度V([min-1])。另外，以下的数学式3中的R是表1所示的旋转直线变换系数。
V＝N/2πR…(数学式3)
能够根据以下的数学式求出电动机的加减速时的角加速度A([rad/sec2])。
A＝2πV/60T1…(数学式4)
CPU 52将根据上述的数学式4求出的角加速度A代入到以下的数学式5中，求出电动机的加减速时的转矩Tq([Nm])。另外，以下的数学式5中的J是总惯性力矩([kgm2])。
Tq＝JA…(数学式5)
通过这样的方法，CPU 52根据通过步骤S1受理的机械条件计算转矩Tq，制作出图5所示的转矩-时间特性的数据表。然后，CPU 52将计算出的转矩Tq以及定位时的最高转速V运用到图3所示的各电动机的转矩-速度特性P1、P2、P3。图3中的点20表示将定位时的最高转速V以及转矩Tq描绘到转矩-速度特性上时的一例。
并且，CPU 52从电动机规格数据所包含的多个电动机中选择具有所计算出的转矩Tq(即，图3中的点20)收纳于图3中的斜线区域21内那样的转矩-速度特性的电动机。
接下来，CPU 52从放大器规格数据所包含的多种放大器中选择出能够驱动所选择的电动机的放大器。作为一例，图3所示的放大器分别被与表2所示的各种电动机中的能够驱动的电动机关联起来。
该情况下，CPU 52当选择出了与通过步骤S1接收到的机械条件适合的电动机时，从表3所示的各种放大器中唯一选择出与所选择的该电动机相关联的放大器。
例如，使表3中的放大器型号：A-01、A-02、A-03合计三种放大器作为能够驱动表2中的电动机型号：M-02的电动机的放大器而与电动机型号：M-02的电动机相关联。
该情况下，若CPU 52选择了电动机型号：M-02的电动机作为与通过步骤S1受理的机械条件适合的电动机，则CPU 52从表3所示的放大器规格数据中选择放大器型号：A-01、A-02、A-03这三种放大器。
这样，在本实施方式中，CPU 52作为从多个电动机***中选择适合于通过步骤S1受理的机械条件的电动机***(即，电动机以及放大器)的选择部62发挥功能。
在步骤S3中，CPU 52生成控制装置用参数。这里，在通过上述的控制装置100来使电动机***102实际进行动作时，需要在控制装置100中设定使电动机***102进行动作所需的动作参数。
该动作参数例如包含：表2所示的额定输出、额定转矩等与电动机规格相关的参数、以及表3所示的额定输出电流、允许再生电力等与放大器规格相关的参数。
此外，动作参数例如包含：在对电动机进行加减速时的加减速时常数τ等、对应于图4以及图5所示的动作特性的参数、以及、与电力监视功能、电力异常检测功能、和温度异常检测功能等各种功能相关的参数。
本实施方式涉及的控制装置用参数是这样的数据：包含上述的各动作参数的信息，能够在加载于控制装置100时在该控制装置100中自动地执行各动作参数的设定。
CPU 52在步骤S3中，生成控制装置用参数，所述控制装置用参数包含额定输出、额定转矩等与电动机规格相关的动作参数、以及额定输出电流、允许再生电力等与放大器规格相关的动作参数的信息。
例如，存储部58预先与表2所示的电动机规格数据所包含的各电动机关联地存储对应于与电动机规格相关的动作参数(额定输出、额定转矩等)的控制装置用参数。
此外，存储部58预先与表3所示的放大器规格数据所包含的各放大器关联地存储对应于与放大器规格相关的动作参数(额定输出电流、允许再生电力等)的控制装置用参数。CPU 52在该步骤S3中从存储部58读出这些控制装置用参数。
此外，CPU 52在步骤S3中生成对应于动作参数(加减速时常数τ等)的控制装置用参数，所述动作参数对应于电动机***的动作特性。例如，关于加减速时常数τ，CPU 52将通过步骤S2计算出的期间T1作为加减速时常数τ(即τ＝T1)，生成包含加减速时常数τ的信息的控制装置用参数。
此外，CPU 52在步骤S3中，生成对应于与各种功能(电力监视功能、电力异常检测功能、温度异常检测功能等)相关的动作参数的控制装置用参数。
作为一例，存储部58预先与表3所示的各种放大器关联地存储与各种功能相关的控制装置用参数。以下的表4表示与各种功能相关的控制装置用参数的示例。
放大器型号 A-01 A-02 A-03 …
电力监视功能 1-1 2-1 3-1 …
电力异常检测功能 1-2 2-2 3-2 …
温度异常检测功能 1-3 2-3 3-3 …
表4
如表4所示，各种放大器分别与对应于各种功能的控制装置用参数(1-1、1-2、…、3-3)关联起来。例如，表4中的放大器型号：A-02的放大器与用于电力监视功能的控制装置用参数2-1、用于电力异常检测功能的控制装置用参数2-2、以及用于温度异常检测功能的控制装置用参数2-3分别关联。
CPU 52在该步骤S3中，从存储部58读出与通过步骤S2选择出的电动机***关联起来的、对应于功能的控制装置用参数。
例如，在通过步骤S2选择了A-02的放大器时，CPU 52从存储部58读出与A-02的放大器关联起来的控制装置用参数2-1、2-2、以及2-3。
这样，CPU 52在步骤S3中，生成对应于电动机***的规格、电动机***的动作特性、以及电动机***的各种功能的控制装置用参数。因此，在本实施方式中，CPU 52作为生成控制装置用参数的控制装置用参数生成部64(图1)发挥功能。
在步骤S4中，CPU 52将通过步骤S3生成的控制装置用参数与通过步骤S2选择出的电动机***(电动机、放大器)的选择结果一起经由信息输出部56发送给终端12、14、或者16。
终端12、14、或者16接收通过图2所示的流程发送的电动机***的选择结果以及控制装置用参数。然后，终端12、14、或者16的显示部显示通过步骤S2选择出的电动机***(电动机、放大器)的列表。
与此同时，显示部显示控制装置用参数所包含的、选择出的电动机***的各动作参数(额定输出、额定转矩、额定输出电流、允许再生电力、加减速时常数、各种功能等)的信息。然后，CPU 52结束图2所示的流程。
使用者确认适合于请求的机械条件的电动机***的列表，并且能够一并确认电动机***的动作参数。在使用电动机***来启动机床等机械时，使用者操作终端12、14、或者16的键盘，从如上所述由选择装置50选择出的电动机***中选择出与用途相适应的电动机***。
终端12、14、或者16将由使用者选择出的电动机***的控制装置用参数发送给控制装置100。发送的控制装置用参数在控制装置100中被加载，其结果为，控制装置用参数所包含的各动作参数在控制装置100中被设定。
具体来说，表2所示的额定输出、额定转矩等与电动机规格相关的动作参数、以及、表3所示的额定输出电流、允许再生电力等与放大器规格相关的动作参数被设定于控制装置100。此外，对电动机进行加减速时的加减速时常数τ等对应于动作特性的参数被设定于控制装置100。
此外，电力监视功能、电力异常检测功能、温度异常检测功能等各种功能通过用于各种功能的控制装置用参数(例如，2-1、2-2、以及2-3)被设定为在控制装置100中“有效”。
然后，使用者将自己选择出的电动机***(电动机、放大器)应用于图1所示的电动机***102(电动机104、放大器102)，与控制装置100连接。此时，在控制装置100中，连接的电动机***102的各动作参数的设定已经结束。
如上所述，在本实施方式中，CPU 52选择出与使用者输入的机械条件相适合的电动机***，生成能够将选择出的电动机***的动作参数设定给控制装置100的控制装置用参数。
根据该结构，通过生成的控制装置用参数，能够自动地进行控制装置100中的动作参数的设定，因此，使用者不需要操作控制装置100来进行选择出的电动机***102的动作参数的设定。因此，能够削减用于使电动机***运转的设定所需要的负担。
此外，根据本实施方式，使用者能够一并确认电动机***的选择结果与选择出的电动机***的动作参数(额定输出、额定转矩、额定输出电流、允许再生电力、加减速时常数、各种功能等)。由此，使用者易于选择出与用途相适应的电动机***。
此外，在本实施方式中，终端12、14、16与选择装置50经由网络连接。因此，例如，如果在机床制造者侧设置终端12、14、16，在电动机制造者侧设置选择装置50，则机床制造者能够迅速且容易地选择出电动机制造者制造的最新电动机***，能够利用于机床等的设计。
此外，如果电动机制造者随时更新存储于存储部58的控制装置用参数，则使用者始终能够使用电动机***的最新功能。
另外，在上述的实施方式中，对终端12、14、以及16与控制装置100连接，控制装置用参数从终端12、14、或者16发送到控制装置100的情况进行了叙述。
但是，不限于此，终端12、14、和16也可以不与控制装置100直接连接。在该情况下，例如，使用者也可以将终端12、14、或者16接收到的控制装置用参数存储于闪速存储器等外部存储器，从该外部存储器将控制装置用参数加载到控制装置100。
或者，终端12、14、和16也可以以无线的方式与控制装置100连接。该情况下，终端12、14、和16将接收到的控制装置用参数以无线方式发送给控制装置100，并加载到该控制装置100中。
此外，在上述的实施方式中，也可以构成为，在终端12、14、或者16将从CPU 52接收到的控制装置用参数显示给使用者时，受理来自使用者的信息的输入，从而实现基于使用者的控制装置用参数的编辑。
该情况下，使用者例如操作终端12、14、或者16的键盘，对终端12、14、或者16的显示部所显示的控制装置用参数的功能(电力监视功能)的有效/无效进行编辑。
终端12、14、或者16响应来自使用者的输入，编辑从CPU 52接收到的控制装置用参数，将编辑后的控制装置用参数发送给控制装置100。
此外，在步骤S1之前，终端12、14、或者16除了显示表1所示的数据输入图像之外，还可以使终端12、14、或者16显示对应于各种动作参数的输入图像。
并且，使用者在输入用于进行电动机***的选择的机械条件时，除了电动机***的机械条件的信息之外，还可以一并输入与各种动作参数(额定输出、额定转矩、额定输出电流、允许再生电力、加减速时常数、功能等)相关的信息。
该情况下，CPU 52在步骤S2中，除了电动机***的机械条件之外，也可以加入与使用者输入的功能相关的信息，来选择电动机***。
例如，当使用者在向终端12、14、或者16输入信息时选择了“电力监视功能”时，CPU52在步骤S2中参照上述的表4那样的控制装置用参数，将不具有“电力监视功能”的电动机***从选择中除去。
或者，也可以在使用者将“加减速时常数”作为“τ1”而输入时，CPU 52在步骤S2中以加减速时常数τ(例如，期间T1)＝τ1为前提来计算转矩Tq，从而选择出电动机***。
此外，在上述的实施方式中，作为电动机***的规格数据，例示了表2以及表3所示那样的参数。但是，不限于此，作为电动机***的规格数据，例如，也可以包含如专利文献1所记载那样的、分割点信息、或者密封摩擦转矩等。
此外，在上述的实施方式中，作为用于由使用者输入电动机***的机械条件的信息的信息输入图像，例示了表1所示那样的输入图像。但是，不限于此，作为信息输入图像，例如，也可以设置如专利文献1所记载那样的用于定位角度、请求停止时间、或者转矩限制等其他参数的输入栏。
该情况下，CPU 52可以在步骤S2中，结合这些定位角度、请求停止时间、或者转矩限制等其他参数，通过如专利文献1所记载的那样的的方法来选择电动机***。
此外，在上述的实施方式中，作为与功能相关的控制装置用参数，例示了表4所示那样的、与放大器的功能相关的控制装置用参数。但是，不限于此，例如存储部58也可以存储与电动机的功能相关的控制装置用参数(例如，负载转矩极限等)。该情况下，CPU 52在步骤S3中从存储部58读出与电动机的功能相关的控制装置用参数。
此外，在上述的实施方式中，对终端12、14、16经由网络18与选择装置50连接的情况进行了叙述。但是，不限于此，终端12、14、16与选择装置50也可以不经由网络而相互直接连接。此外，终端12、14、16与网络18、或者、网络18与选择装置50也可以通过有线或者无线而相互连接。
此外，存储部58也可以内置于选择装置50，或者，也可以内置于经由网络而能够进行通信地与CPU 52连接的外部设备(例如服务器)中。此外，选择装置50也可以具有：存储规格数据的第一存储部、以及存储功能数据的第二存储部。
此外，终端12、14、16不限于三个，也可以是一个，或者也可以设置任意个数的终端。
以上，通过发明的实施方式对本发明进行了说明，但是上述的实施方式并非限定权利要求书涉及的发明。此外，将本发明的实施方式中所说明的特征进行组合而得的方式也包含于本发明的技术范围内，但是未必是这些特征的组合全部是发明的解决手段所必需的。并且，能够对上述的实施方式加以各种各样的变更或者改良，这对本领域技术人员来说也是显然的。
此外，应该注意的是：权利要求书、说明书、以及附图中所示的装置、***、程序、以及方法中的动作、过程、步骤、工序、以及阶段等的各处理的执行顺序只要不特别明示为“之前”、“先”等，并且不是在之后的处理中使用前面的处理的输出，则可以以任意顺序来实施。关于权利要求书、说明书、以及附图中的动作流程，即使为了方便使用“首先”、“其次”、“接下来”等来进行说明，也并非意味着必须以该顺序来实施。

Claims (5)

1.一种用于选择电动机***的选择装置，其特征在于，该选择装置具有：
信息受理部，其受理所输入的机械条件；
存储部，其将表示多个电动机***各自的性能的规格数据和控制装置用参数与各个该电动机***关联起来，预先进行存储，其中，所述控制装置用参数用于将控制各个所述电动机***的控制装置使该各个电动机***进行动作所需的动作参数设定给该控制装置，其中，所述动作参数包括与所述规格数据相关的参数或与所述多个电动机***各自的功能相关的参数，所述控制装置用参数包括与所述规格数据或所述功能相关的所述参数的信息，加载到所述控制装置时在所述控制装置中自动进行所述动作参数的设定；
选择部，其将所述信息受理部受理的所述机械条件与存储于所述存储部的所述规格数据进行对照，从所述多个电动机***中选择出适合于该机械条件的所述电动机***；以及
参数生成部，其通过从所述存储部读出与所述选择部选择出的所述电动机***关联起来的所述控制装置用参数，来生成该控制装置用参数。
2.根据权利要求1所述的选择装置，其特征在于，
所述电动机***具有：电动机以及向该电动机供电的放大器，
所述规格数据包含：表示多个所述电动机各自的性能的电动机规格数据、以及表示多个所述放大器各自的性能的放大器规格数据，
所述选择部将所述信息受理部所受理的所述机械条件与所述电动机规格数据进行对照，从所述多个电动机中选择适合于所述信息受理部所受理的所述机械条件的所述电动机，
所述选择部参照所述放大器规格数据，从多个所述放大器中选择出能够驱动选择出的所述电动机的所述放大器。
3.根据权利要求1或2所述的选择装置，其特征在于，
所述电动机***具有电动机和向该电动机提供电力的放大器，所述规格数据包括：所述电动机的额定输出、所述电动机的额定转矩、所述电动机的转子惯性力矩、所述电动机的允许负载惯性力矩、所述电动机的转矩速度特性、
所述放大器的额定输出电流、所述放大器的主电路电源额定电流、所述放大器的控制电路电源消耗电力、或所述放大器的允许再生电力，
所述功能包括电力监视功能、电力异常检测功能或温度异常检测功能。
4.一种网络***，其特征在于，具有：
权利要求1或2所述的选择装置；以及
终端，其经由网络而能够进行通信地与所述信息受理部连接，从使用者受理所述机械条件的输入。
5.一种选择电动机***的选择方法，其特征在于，该选择方法包括：
将表示多个电动机***各自的性能的规格数据和控制装置用参数与各个该电动机***关联起来，并预先存储到存储部中，其中，所述控制装置用参数用于将控制各个所述电动机***的控制装置使该各个电动机***进行动作所需的动作参数设定给该控制装置；
受理机械条件的输入；
将受理的所述机械条件与存储的所述规格数据进行对照，从所述多个电动机***中选择出适合于该机械条件的所述电动机***；
从所述存储部读出与选择出的所述电动机***关联起来的所述控制装置用参数；以及
将读出的所述控制装置用参数载入到所述控制装置中，并将所述动作参数设定给所述控制装置，其中，
所述动作参数包括与所述规格数据相关的参数或与所述多个电动机***各自的功能相关的参数，所述控制装置用参数包括与所述规格数据或所述功能相关的所述参数的信息，加载到所述控制装置时在所述控制装置中自动进行所述动作参数的设定。
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