JP2023116902A - Information processing system, method, and program - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、ＦＡ（Factory Automation）の機器を制御するプログラムを開発する環境を提供するための技術に関する。 The present disclosure relates to technology for providing an environment for developing a program for controlling FA (Factory Automation) equipment.
様々な生産現場において、生産工程を自動化するためのＦＡシステムが普及している。ＦＡシステムは生産工程に備えられる制御対象の機器と、制御プログラムを実行するＰＬＣ（Programmable Logic Controller）などの制御装置を備える。 In various production sites, FA systems for automating production processes are widespread. The FA system includes equipment to be controlled in the production process and a control device such as a PLC (Programmable Logic Controller) that executes a control program.
通常、設計者は、制御プログラムの開発にシミュレータを利用することができる。シミュレータは、制御対象の制御プログラムを実行し、その実行結果を用いて当該制御対象の挙動を算出するためのモデルを実行する。シミュレーションを支援するための技術に関し、特開２０１６－４２３７８号公報（特許文献１）は、視覚センサを含めた統合的なシミュレーションを実現することが可能なシミュレーション装置を開示する。 Simulators are usually available to designers for developing control programs. The simulator executes a control program for a controlled object and executes a model for calculating the behavior of the controlled object using the execution results. Regarding technology for supporting simulation, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2016-42378 (Patent Document 1) discloses a simulation device capable of realizing an integrated simulation including a visual sensor.
生産現場の多様性が高まる傾向にあり、制御プログラム等の開発シーンでは実機の設計情報を現場での実機の状態に整合するよう管理したいとの要望がある。とりわけ、設計情報の１つであるＣＡＤデータを現場の実機の挙動に整合したシミュレーション結果を得られるよう更新したいとの要望がある。特許文献１は、ＣＡＤデータを取扱う仕組みは提案していない。
The diversity of production sites tends to increase, and in the development scene of control programs, etc., there is a demand to manage the design information of the actual machine so that it matches the state of the actual machine at the site. In particular, there is a demand to update CAD data, which is one type of design information, so that simulation results that match the behavior of the actual machine on site can be obtained.
本開示の目的の１つは、実機のＣＡＤデータを実機の挙動に整合したシミュレーション結果を得られるよう管理する構成を提供することである。 One of the purposes of the present disclosure is to provide a configuration for managing CAD data of an actual machine so as to obtain a simulation result that matches the behavior of the actual machine.
本開示に係る情報処理システムは、制御対象を駆動する駆動機器の制御プログラムを実行し駆動機器を制御するコントローラと、制御プログラムを実行しその実行結果を用いて駆動機器の挙動をシミュレーションするシミュレータと、駆動機器のオブジェクトを有するＣＡＤデータと、ＣＡＤデータから作成される当該駆動機器の挙動を算出するためのモデルとを格納する格納部と、を備え、シミュレータは、制御プログラムの実行によって取得される指令値を入力として、駆動機器のモデルを実行することにより当該駆動機器の挙動を算出するアクチュエータエミュレータを有し、ＣＡＤデータは、さらに駆動機器の制御に関連した属性を示す１つ以上の属性パラメータを有し、モデルは、１つ以上の属性パラメータに対応する１つ以上のモデルパラメータを有し、情報処理システムは、さらに、コントローラによって制御プログラムが実行されるとき、駆動機器の挙動を示す第１の挙動値を収集する第１収集部と、シミュレーションが実行されるときアクチュエータエミュレータによって算出される挙動を示す第２の挙動値を収集する第２収集部と、第１収集部によって収集された第１の挙動値と、第２収集部によって収集された第２の挙動値との間の差に基づき、モデルのモデルパラメータの値を調整する調整部と、調整部による調整後のモデルパラメータの値を、ＣＡＤデータが有する属性パラメータに反映するパラメータ反映部と、を備える。 An information processing system according to the present disclosure includes a controller that executes a control program for a drive device that drives a controlled object and controls the drive device, and a simulator that executes the control program and uses the execution results to simulate the behavior of the drive device. , a storage unit for storing CAD data having an object of the driving equipment and a model for calculating the behavior of the driving equipment created from the CAD data, and the simulator is acquired by executing the control program It has an actuator emulator that calculates the behavior of the driving equipment by executing a model of the driving equipment with the command value as an input, and the CAD data further includes one or more attribute parameters indicating attributes related to control of the driving equipment. , the model has one or more model parameters corresponding to the one or more attribute parameters, and the information processing system further indicates behavior of the driving equipment when the control program is executed by the controller. a first collection unit that collects one behavior value; a second collection unit that collects a second behavior value that indicates the behavior calculated by the actuator emulator when the simulation is executed; an adjustment unit for adjusting values of model parameters of the model based on the difference between the first behavior value and the second behavior value collected by the second collection unit; and a parameter reflection unit that reflects the value to the attribute parameter of the CAD data.
上述の開示によれば、調整部は、制御プログラムがコントローラによって実行されるとき第１収集部が駆動機器から収集する第１の挙動値と、当該駆動機器のモデルから第２収集部が収集した第２の挙動値との差に基づき、モデルパラメータを調整し、調整後のモデルパラメータをＣＡＤデータの属性パラメータに反映する。これにより、実機の駆動機器の挙動に整合したシミュレーション結果を得られるような調整後のモデルパラメータを、ＣＡＤデータの属性パラメータに反映しておくことができる。 According to the above disclosure, the adjustment unit includes the first behavior value collected from the driving equipment by the first collecting unit when the control program is executed by the controller, and the behavior value collected by the second collecting unit from the model of the driving equipment. Based on the difference from the second behavior value, the model parameters are adjusted, and the adjusted model parameters are reflected in the attribute parameters of the CAD data. As a result, it is possible to reflect the adjusted model parameters in the attribute parameters of the CAD data so that a simulation result that matches the behavior of the driving device of the actual machine can be obtained.
上述の開示において、情報処理システムは、ＣＡＤデータが有する１つ以上の属性パラメータとモデルが有する１つ以上のモデルパラメータとの間の対応関係を作成する。 In the above disclosure, the information processing system creates correspondence between one or more attribute parameters of CAD data and one or more model parameters of a model.
上述の開示によれば、オブジェクトが有する１つ以上の属性パラメータとモデルが有する１つ以上のモデルパラメータとの間の対応関係で規定することができる。 According to the above disclosure, the correspondence between one or more attribute parameters possessed by an object and one or more model parameters possessed by a model can be defined.
上述の開示において、情報処理システムは、ＣＡＤデータからモデルが作成されるとき、対応関係を作成する。 In the above disclosure, the information processing system creates correspondences when a model is created from CAD data.
上述の開示によれば、ＣＡＤデータからモデルが作成されるときに、対応関係を取得できる。 According to the above disclosure, correspondences can be obtained when a model is created from CAD data.
上述の開示において、パラメータ反映部は、さらに、作成された対応関係に基づき、調整部による調整後のモデルパラメータの値を、ＣＡＤデータが有する当該モデルパラメータに対応する属性パラメータに反映する。 In the above disclosure, the parameter reflecting unit further reflects the value of the model parameter after adjustment by the adjusting unit to the attribute parameter corresponding to the model parameter included in the CAD data, based on the created correspondence relationship.
上述の開示によれば、対応関係に基づくことで、モデルパラメータについて、調整後のモデルパラメータの値を反映するべき属性パラメータを特定できる。 According to the above disclosure, attribute parameters that should reflect adjusted model parameter values can be identified for model parameters based on the correspondence relationship.
上述の開示において、情報処理システムは、第１収集部によって収集された第１の挙動値と、第２収集部によって収集された第２の挙動値とを、収集された時間に基づき互いに関連付けて出力する。 In the above disclosure, the information processing system associates the first behavior value collected by the first collection unit and the second behavior value collected by the second collection unit with each other based on the collected time. Output.
上述の開示によれば、実機である駆動機器の挙動と、当該駆動機器のモデルによって算出された挙動とを関連付けて、ユーザに提示することができる。 According to the above disclosure, it is possible to present to the user the behavior of the drive device, which is the actual device, and the behavior calculated by the model of the drive device, in association with each other.
上述の開示において、第１の挙動値および第２の挙動値は、それぞれ、時系列に収集された挙動値を含み、関連付けは、挙動値を縦軸とし、時間軸を横軸とした２次元平面の上に、第１収集部によって収集された時系列の第１の挙動値と、第２収集部によって収集された時系列の第２の挙動値とを、収集された時間に基づきプロットすることを含む。 In the above disclosure, the first behavior value and the second behavior value each include behavior values collected in chronological order, and the association is two-dimensional with the behavior value as the vertical axis and the time axis as the horizontal axis. Plotting a time-series first behavior value collected by the first collection unit and a time-series second behavior value collected by the second collection unit on the plane based on the collected time. Including.
上述の開示によれば、実機である駆動機器の挙動と、当該駆動機器のモデルによって算出された挙動とを、それらの時系列の挙動値を２次元平面上にプロットすることで、関連付けを示すことができる。 According to the above disclosure, the behavior of a driving device, which is an actual device, and the behavior calculated by a model of the driving device are plotted on a two-dimensional plane in time series to show the association. be able to.
上述の開示において、モデルパラメータは、駆動機器の機械的特性または物理的特性に基づくパラメータを含む。 In the above disclosure, model parameters include parameters based on mechanical or physical properties of the driving equipment.
上述の開示によれば、モデルパラメータは駆動機器の機械的特性または物理的特性のパラメータを含むことにより、モデルによって算出される挙動に、駆動機器の機械的挙動または物理的挙動を含めることができる。 According to the above disclosure, the model parameters include parameters of the mechanical or physical properties of the drive equipment so that the behavior calculated by the model can include the mechanical or physical behavior of the drive equipment. .
上述の開示において、シミュレーションにおいて、アクチュエータエミュレータによって実行されるモデルは、調整部によって調整されたモデルパラメータを有するモデルを含む。 In the above disclosure, in the simulation, the model executed by the actuator emulator includes a model having model parameters adjusted by the adjuster.
上述の開示によれば、調整後パラメータを有したモデルを用いて、シミュレーションが実施されることにより、シミュテーションにおいてモデルから算出される挙動値に、モデルパラメータの調整結果を反映させることができる。 According to the above disclosure, a simulation is performed using a model having post-adjustment parameters, so that the behavior values calculated from the model in the simulation can reflect the adjustment results of the model parameters.
上述の開示において、コントローラは、駆動機器の挙動を示す第１の挙動値を入力として、第１制御パラメータに基づき制御プログラムを実行し、シミュレータは、アクチュエータエミュレータによって算出される挙動を示す第２の挙動値を入力として、第２制御パラメータに基づき制御プログラムを実行し、調整部は、さらに、第２制御パラメータを、第１制御パラメータに整合するように調整し、その後、モデルパラメータの調整を実施する。 In the above disclosure, the controller receives as input a first behavior value indicating the behavior of the drive device and executes the control program based on the first control parameters, and the simulator executes the second behavior value indicating the behavior calculated by the actuator emulator. Using the behavior value as an input, the control program is executed based on the second control parameter, the adjustment unit further adjusts the second control parameter to match the first control parameter, and then adjusts the model parameter. do.
上述の開示によれば、第２制御パラメータが第１パラメータに整合されてからモデルパラメータの調整が実施される。したがって、第２制御パラメータと第１パラメータ制御との間の相違が、モデルパラメータの調整量に影響することを排除した上で、モデルパラメータを調整できる。 According to the above disclosure, the adjustment of the model parameters is performed after the second control parameter is matched to the first parameter. Therefore, the model parameters can be adjusted while eliminating the influence of the difference between the second control parameter and the first parameter control on the amount of adjustment of the model parameters.
上述の開示においては、第１の挙動値および第２の挙動値は、それぞれ、時系列に収集された挙動値を含み、調整部は、時系列に収集された第１の挙動値と、時系列に収集された第２の挙動値との間の同一時間または同一時刻での差に基づき、モデルパラメータを調整するためのガイド情報を出力する。 In the above disclosure, the first behavior value and the second behavior value each include behavior values collected in time series, and the adjustment unit includes the first behavior values collected in time series and the time Guide information for adjusting the model parameters is output based on the difference at the same time or at the same time with the second behavior values collected in the series.
上述の開示によれば、モデルパラメータを調整するためのガイド情報をユーザに提示することができる。 According to the above disclosure, a user can be presented with guide information for adjusting model parameters.
上述の開示において、ガイド情報は、調整対象のモデルパラメータの識別子と、当該モデルパラメータの調整量とを含む。 In the above disclosure, the guide information includes the identifier of the model parameter to be adjusted and the adjustment amount of the model parameter.
上述の開示によれば、ガイド情報として、調整対象のパラメータとその調整量を提示することができる。 According to the above disclosure, it is possible to present a parameter to be adjusted and its adjustment amount as guide information.
述の開示において、ユーザ操作によって指定される調整対象のモデルパラメータおよび当該モデルパラメータの調整量に基づき、モデルが有するモデルパラメータを調整する。 In the above disclosure, the model parameters of the model are adjusted based on the model parameter to be adjusted and the adjustment amount of the model parameter specified by user operation.
上述の開示によれば、調整後のパラメータをモデルに再設定できる。
上述の開示において、シミュレータは、上記の差が予め定められた条件を満たすまで、調整部によって調整が実施される毎に、調整後のモデルパラメータを有するモデルを実行するアクチュエータエミュレータを用いてシミュレーションを実行する。
According to the above disclosure, the adjusted parameters can be reset to the model.
In the above disclosure, the simulator performs a simulation using an actuator emulator that executes a model having adjusted model parameters each time an adjustment is performed by the adjustment unit until the difference satisfies a predetermined condition. Execute.
この開示によれば、調整部によって調整が実施される毎に、調整後のモデルパラメータが設定されたモデルを用いてシミュレーションが繰り返し実行されて、調整とシミュレーションの繰り返しを、上記の差が予め定められた条件を満たすときに自動的に終了させることができる。 According to this disclosure, each time an adjustment is performed by the adjustment unit, a simulation is repeatedly performed using a model in which the adjusted model parameters are set, and the difference between the adjustment and the repetition of the simulation is determined in advance. can be terminated automatically when certain conditions are met.
本開示に係る方法は、情報処理システムにおいて実施される方法であって、制御対象の駆動機器を制御する制御プログラムをコントローラに実行させるステップを備え、情報処理システムは、駆動機器のオブジェクトを有するＣＡＤデータと、ＣＡＤデータから作成される当該駆動機器の挙動を算出するためのモデルとを格納する格納部を備え、方法は、さらに、制御プログラムを実行しその実行結果を用いて駆動機器の挙動をシミュレーションするステップと、シミュレーションするステップは、制御プログラムの実行によって取得される指令値を入力として、駆動機器のモデルを実行することにより当該駆動機器の挙動を算出するアクチュエータエミュレーションを実行するステップを含み、ＣＡＤデータは、さらに駆動機器の制御に関連した属性を示す１つ以上の属性パラメータを有し、モデルは、１つ以上の属性パラメータに対応する１つ以上のモデルパラメータを有し、方法は、さらに、コントローラによって制御プログラムが実行されているとき、駆動機器の挙動を示す第１の挙動値を収集する第１収集ステップと、シミュレーションが実行されるときアクチュエータエミュレーションによって算出される挙動を示す第２の挙動値を収集する第２収集ステップと、第１収集ステップにおいて収集された第１の挙動値と、第２収集ステップにおいて収集された第２の挙動値との間の差に基づき、モデルのモデルパラメータの値を調整するステップと、調整するステップにおいて調整されたモデルパラメータの値を、ＣＡＤデータが有する属性パラメータに反映するステップと、を備える。 A method according to the present disclosure is a method implemented in an information processing system, comprising a step of causing a controller to execute a control program for controlling a drive device to be controlled; A storage unit for storing the data and a model for calculating the behavior of the driving equipment created from the CAD data, the method further comprising executing a control program and using the execution results to determine the behavior of the driving equipment. The step of simulating, and the step of simulating includes a step of executing actuator emulation for calculating the behavior of the driving equipment by executing a model of the driving equipment with command values obtained by executing the control program as input, The CAD data further has one or more attribute parameters indicating attributes related to control of the drive equipment, the model has one or more model parameters corresponding to the one or more attribute parameters, and the method includes: Furthermore, when the control program is being executed by the controller, a first collecting step of collecting a first behavior value indicating the behavior of the drive equipment, and a second collecting step of collecting the behavior calculated by the actuator emulation when the simulation is executed. and a second collection step of collecting behavior values of the model based on the difference between the first behavior values collected in the first collection step and the second behavior values collected in the second collection step. A step of adjusting the value of the model parameter, and a step of reflecting the value of the model parameter adjusted in the step of adjusting to the attribute parameter of the CAD data.
上述の開示に係る方法が実施されると、制御プログラムがコントローラによって実行されるとき駆動機器から収集される第１の挙動値と、当該駆動機器のモデルから収集される第２の挙動値との間の差に基づき、モデルパラメータが調整され、調整後のモデルパラメータはＣＡＤデータの属性パラメータに反映される。これにより、制御対象の実機である駆動機器の挙動に整合したシミュレーション結果を得られるような調整後のモデルパラメータを、ＣＡＤデータの属性パラメータに反映しておくことができる。 When the method disclosed above is implemented, the first behavior value collected from the driving equipment when the control program is executed by the controller and the second behavior value collected from the model of the driving equipment The model parameters are adjusted based on the difference between them, and the adjusted model parameters are reflected in the attribute parameters of the CAD data. As a result, it is possible to reflect the adjusted model parameters in the attribute parameters of the CAD data so as to obtain a simulation result that matches the behavior of the driving device, which is the actual device to be controlled.
本開示の他の局面によれば、上記に述べた方法をプロセッサに実行させるためのプログラムが提供される。 According to another aspect of the present disclosure, there is provided a program for causing a processor to perform the method described above.
上述に開示に係るプログラムがプロセッサによって実行されると、制御プログラムがコントローラによって実行されるとき駆動機器から収集される第１の挙動値と、当該駆動機器のモデルから収集される時系列の第２の挙動値との間の差に基づき、モデルパラメータが調整されて、調整後のモデルパラメータはＣＡＤデータの属性パラメータに反映される。これにより、制御対象の実機である駆動機器の挙動に整合したシミュレーション結果を得られるような調整後のモデルパラメータを、ＣＡＤデータの属性パラメータに反映しておくことができる。 When the program according to the above disclosure is executed by the processor, the first behavior value collected from the driving equipment when the control program is executed by the controller, and the second behavior value of the time series collected from the model of the driving equipment. The model parameters are adjusted based on the difference between the behavior values of , and the adjusted model parameters are reflected in the attribute parameters of the CAD data. As a result, it is possible to reflect the adjusted model parameters in the attribute parameters of the CAD data so as to obtain a simulation result that matches the behavior of the driving device, which is the actual device to be controlled.
本開示によれば、実機のＣＡＤデータを実機の挙動に整合したシミュレーション結果を得られるよう管理できる。 According to the present disclosure, the CAD data of the actual machine can be managed so as to obtain a simulation result that matches the behavior of the actual machine.
以下、図面を参照しつつ、本発明に従う実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品および構成要素には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、これらについての詳細な説明は繰り返さない。 Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following description, identical parts and components are given identical reference numerals. Their names and functions are also the same. Therefore, detailed description of these will not be repeated.
＜Ａ．適用例＞
本発明の適用例について説明する。本実施の形態に従う情報処理装置１０は、生産工程に備えられる制御対象である機械を駆動するための駆動機器（以下、実機ともいう）の制御プログラム１５と当該駆動機器のモデル１６を開発する環境を提供する。
<A. Application example>
An application example of the present invention will be described. The
図２は、本実施の形態に係る開発環境の一例を模式的に示す図である。情報処理装置１０は、シミュレータ２１を利用してユーザ設定１９に基づき制御プログラム１５およびモデル１６を開発するための開発支援ツール２０と、作成された制御プログラム１５を実行可能形式に変換するビルダ１８と、開発に関する情報を格納する記憶部とを備える。設計者は、情報処理装置１０が提供するＵＩツールを操作して、開発支援ツール２０およびビルダ１８を操作できる。
FIG. 2 is a diagram schematically showing an example of a development environment according to this embodiment. The
情報処理装置１０は、ビルダ１８によって変換された制御プログラム１５を、実機を制御するコントローラ５１に転送する。コントローラ５１は、転送された制御プログラム１５を実行することによって実機を制御する。コントローラ５１は、典型的にはＰＬＣを含むが、ＰＬＣの名称に限定されず、コントローラは実機を制御する制御装置全般を指す概念である。
The
制御プログラム１５は、ユーザプログラムの一例であってサイクリック実行型のプログラム言語（たとえば、ラダー言語やＳＴ（Structured Text）言語）で記述される。より具体的には、制御プログラム１５は、ユーザプログラムを構成するＰＯＵ（Program Organization Unit）と呼ばれる基本的な構成要素であるプログラム要素として、ＦＵ（Function），ＦＢ（Function Block）などを有するラダープログラムを含む。制御プログラム１５は、ラダープログラムのようなサイクリック実行型のプログラム言語で記述されるプログラムに限定されず、例えば、逐次実行型の言語で記述されるプログラムも含み得る。本実施の形態では、制御プログラム１５を構成するプログラム要素として、主にＦＢを説明するが、ＦＵであっても本実施の形態は同様に適用できる。
The
ユーザ設定１９は、ユーザが指定する制御対象（機械）を識別する識別子を含む制御対象１９ａと、モデル１６のパラメータに関する設定１９ｂと、実機の制御方法を示す制御の仕方１９ｃを有する。
The user setting 19 includes a controlled
記憶部は、機械、当該機械を構成する部品などの制御対象それぞれについて、当該制御対象を識別する対象ＩＤ１３８１を有するＦＢ（Function Block）セット１３８と、当該制御対象を識別する対象ＩＤ１３９１を有するＣＡＤ（Computer-Aided Design）セット１３９とを格納するとともに、後述するペア１７を格納する。ＦＢセット１３８は、対応の機械を制御するための制御演算処理を実現する１または複数のＦＢを含む。ＣＡＤセット１３９は、基本モデル１６Ｂと、属性パラメータ１６Ｃと、オブジェクト１６Ｄとを含む。オブジェクト１６Ｄは、制御対象の３次元座標空間における３次元形状を表す１または複数の画像のデータを示す。基本モデル１６Ｂは、制御対象の駆動機器の挙動を算出するために基本の演算式を示す。基本モデル１６Ｂは、未だ、具体的なモデルパラメータが未設定のモデル１６、例えば初期値のモデルパラメータが設定された状態のモデル１６を示す。属性パラメータ１６Ｃは、制御対象の駆動機器の制御に関連した属性であって、典型的には、機械的特性と物理的特性のパラメータを含む。機械的特性に基づくパラメータ（以下、メカパラメータともいう）は、サイズ（長さ、径、幅、大きさ）、制御対象が生産ラインなどに取付された場合の向き、取付時の３次元座標空間における位置などを含む。また、物理的特性のパラメータ（以下、物理パラメータともいう）は、摩擦係数、重さ（質量）、制御対象の組付け状態に係るパラメータ、例えば位置、ネジ締め付け度合い、組付け精度を含み得る。組付け精度は、例えば、駆動機器がサーボモータを含んで構成される場合、モータの軸（シャフト）とモータ軸受けの間の摩擦係数を含み得る。なお、メカパラメータおよび物理パラメータの種類はこれらに限定されない。オブジェクト１６Ｄは、主に、メカパラメータに基づき、３次元仮想空間で当該制御対象を表示する場合に用いられる。
The storage unit stores an FB (Function Block) set 138 having an
制御プログラム作成ツール２２は、ユーザ設定１９の制御対象１９ａの識別子に基づき、記憶部から当該識別子に一致する対象ＩＤ１３８１のＦＢセット１３８を検索する。制御パラメータ設定部２３は、検索されたＦＢセット１３８のＦＢに、ユーザ設定１９の制御の仕方１９ｃに基づく制御用の制御パラメータを設定する。本実施の形態では、制御の仕方１９ｃは、制御対象の機械または駆動機器の仕様書データが示す制御のための仕様値を含む。制御パラメータ設定部２３は、制御の仕方１９ｃが示す仕様値を、予め定められた換算式を用いて、制御パラメータの値に換算し、換算後の制御パラメータをＦＢに設定する。本実施の形態では、「パラメータ」とは、パラメータを表す変数に相当し、「パラメータを設定する」とは、パラメータを表す変数の種類を設定する、または変数に値を設定することを意味する。また「パラメータを調整する」、「制御プログラム１５を調整する」または「モデル１６を調整する」とは、本実施の形態では、パラメータの値を調整（変更）することを意味する。
Based on the identifier of the controlled
制御プログラム作成ツール２２は、ユーザ設定１９の制御対象１９ａの識別子に基づき、記憶部から当該識別子に一致する対象ＩＤ１３８１のＦＢセット１３８を検索する。制御パラメータ設定部２３は、検索されたＦＢセット１３８のＦＢに、ユーザ設定１９の制御の仕方１９ｃに基づく制御用の制御パラメータを設定する。本実施の形態では、制御の仕方１９ｃは、制御対象の機械または駆動機器の仕様書データが示す制御のための仕様値を含む。制御パラメータ設定部２３は、制御の仕方１９ｃが示す仕様値を、予め定められた換算式を用いて、制御パラメータの値に換算し、換算後の制御パラメータをＦＢに設定する。本実施の形態では、「パラメータ」とは、パラメータを表す変数に相当し、「パラメータを設定する」とは、パラメータを表す変数の種類を設定する、または変数に値を設定することを意味する。また「パラメータを調整する」、「制御プログラム１５を調整する」または「モデル１６を調整する」とは、本実施の形態では、パラメータの値を調整（変更）することを意味する。
Based on the identifier of the controlled
制御パラメータは、ＦＢが実現する制御演算処理のパラメータを含む。例えば、制御対象の駆動機器である実機がサーボモータを含む場合、当該制御演算処理はＰＩＤ（Proportional-Integral-Differential Controller）演算を含み得る。ＰＩＤパラメータは、例えばゲイン、目標値、時定数などを含む。制御パラメータの種類は、制御の仕方によって相違し、これらに限定されない。例えば、制御パラメータには、演算のタイミングを示すトリガが含まれ得る。制御パラメータ設定部２３が制御パラメータをＦＢセット１３８の各ＦＢに設定することにより、仕様に基づく制御プログラム１５が作成される。
The control parameters include parameters of control arithmetic processing implemented by the FB. For example, if the actual device, which is the drive device to be controlled, includes a servomotor, the control arithmetic processing may include PID (Proportional-Integral-Differential Controller) arithmetic. PID parameters include, for example, gains, target values, time constants, and the like. The types of control parameters differ depending on the method of control, and are not limited to these. For example, control parameters may include triggers that indicate the timing of operations. The control parameter setting unit 23 sets the control parameters to each FB of the FB set 138, thereby creating the
モデル作成ツール２４は、ユーザ設定１９の制御対象１９ａの識別子に基づき、記憶部から当該識別子に一致する対象ＩＤ１３９１のＣＡＤセット１３９を検索する。モデルパラメータ設定部２５は、検索されたＣＡＤセット１３９の基本モデル１６Ｂに、ユーザ設定１９の設定１９ｂに基づくモデルの仕様に基づくパラメータ（以下、モデルパラメータ１６Ａという）を設定することにより、モデル１６を作成する。
Based on the identifier of the controlled
より具体的には、モデルは制御対象の駆動機器（実機）の挙動を算出する物理演算式を含む各種演算式で示され、モデルパラメータ１６Ａは、当該モデルの演算式に設定されるべきパラメータを表す。モデルパラメータ１６Ａは、実機の機械的特性と物理的特性に対応のメカパラメータと物理パラメータを含む。設定１９ｂは機械的特性と物理的特性とを示す。
More specifically, the model is represented by various arithmetic expressions including physical arithmetic expressions for calculating the behavior of the drive device (actual device) to be controlled, and the
開発支援ツール２０は、制御パラメータが設定された制御プログラム１５およびモデルパラメータ１６Ａが設定されたモデル１６を、シミュレータ２１を用いて実行することにより、制御パラメータが調整された制御プログラム１５を取得し、調整後の制御プログラム１５をコントローラ５１に転送する。
The
より具体的には、シミュレータ２１は、入力としての挙動値に基づき制御プログラム１５を実行し、実行結果である制御の指令値を入力としてモデル１６の演算を実行し、算出値である実機の挙動を示す挙動値を制御プログラム１５の入力として出力する。シミュレータ２１は、この一連の処理を、後述するタイムステップｔｉ（ｉ＝１，２，３・・・）毎に繰り返し実行する。これにより、シミュレータ２１は、制御プログラム１５およびモデル１６を実行することによって、制御プログラム１５によって実機が制御された場合の実機の挙動を推定することができる。本実施の形態では、「挙動を算出する」は、「挙動をシミュレーションする」、「挙動を推定する」または「挙動を模擬する」を包含し得る概念を示す。
More specifically, the simulator 21 executes the
シミュレーションを実行時は、情報処理装置１０は、後述するビジュアライザ２７によって、ＣＡＤセット１３９のＣＡＤデータ（オブジェクト１６Ｄ）を用いてモデル１６が算出する挙動に従う制御対象の動きを視覚化する画像を生成し、生成された画像をディスプレイに表示させる。これにより、設計者に、推定された実機の挙動を視覚的に提示することができる。
When executing the simulation, the
本実施の形態において、駆動機器はサーボモータ等のアクチュエータを含み、指令値は駆動機器の角速度を含む。モデル１６によって算出される挙動値は、サーボモータ等の回転数を含む。なお、「指令値」は角速度に限定されず、例えばサーボモータ等のアクチュエータを含む駆動機器に対しての指令、例えば位置、速度、加速度、ジャーク（加加速度）、角度、角加速度、角加加速度等の数値を指令として表したものであってもよい。
In this embodiment, the drive device includes an actuator such as a servomotor, and the command value includes the angular velocity of the drive device. The behavior value calculated by the
設計者は、開発支援ツール２０を操作して、制御プログラム１５を開発するとき、制御プログラム作成ツール２２を操作することにより、仕様を満たす挙動値を導出できるように制御パラメータを調整し、制御プログラム１５を作成する。また、設計者は、開発支援ツール２０を操作して、モデルパラメータ１６Ａを調整することによって、モデル１６を作成する。
When the designer operates the
より具体的には、シミュレータ２１は、周期なタイムステップｔｉ毎に、制御プログラム１５とモデル１６を実行する。シミュレーションの開始時に、モデル１６は設定１９ｂが示すモデルパラメータ１６Ａが設定されて、制御プログラム１５には制御の仕方１９ｃに基づく制御パラメータが設定されている。タイムステップｔｉにおいて、モデル１６からの挙動値を入力にして制御プログラム１５が実行されて、当該制御プログラム１５からの指令値を入力にしてモデル１６が実行されて挙動値が算出さる。次のタイムステプｔ（i+1）で、制御プログラム１５は直前のタイムステップｔｉで算出された挙動値を入力にして実行される。このように、シミュレータ２１によって、タイムステップｔｉ毎の時系列の挙動値が導出される。
More specifically, the simulator 21 executes the
シミュレータ２１から導出された時系列の挙動値が、仕様に示される目標の挙動値から乖離している場合、開発支援ツール２０は、設計者のユーザ操作に基づき、乖離の程度に基づき制御パラメータを調整し、調整後の制御パラメータが設定された制御プログラム１５を用いて、上記のシミュレーションを実施する。開発支援ツール２０は、シミュレータ２１から導出される時系列の挙動値が、目標の挙動値に整合すると検出されるまで、制御パラメータを調整しながら、シミュレーションを繰り返し実行する。このとき、開発支援ツール２０は、ユーザ操作に基づき、モデルパラメータ１６Ａを調整し、調整後のモデル１６を用いてシミュレーションを実行してもよい。
When the time-series behavior values derived from the simulator 21 deviate from the target behavior values indicated in the specifications, the
紐付け部２６は、制御プログラム１５をモデル１６に紐付けてペア１７で格納することにより管理する管理手段の一実施例である。より具体的は、開発支援ツール２０は、シミュレータ２１から導出される時系列の挙動値が、目標の挙動値に整合すると検出したときに、紐付け部２６は、調整後の制御パラメータが設定された制御プログラム１５をモデル１６（または調整後のモデルパラメータ１６Ａが設定されたモデル１６）に紐付けて、ペア１７を生成し格納する。
The tying
ユーザ設定１９（制御対象１９ａ、設定１９ｂおよび制御の仕方１９ｃ）を情報処理装置１０に対して入力し、開発支援ツール２０を操作することにより、設計者は、仕様を満たすように実機を制御する制御プログラム１５を取得し、これを工場の生産現場等のオンライン環境下のコントローラ５１に転送することができる。
By inputting user settings 19 (
このように制御プログラム１５は、開発支援ツール２０が提供するオフライン環境においてあらかた調整されて、その後にコントローラ５１に転送される。したがって、生産現場等で実機を用いた制御プログラム１５の調整時間を削減できるとともに、生産現場のユーザは制御プログラム１５の調整に不慣れであるとしても、当該調整を容易に実施できる。
In this way, the
また、制御プログラム１５およびモデル１６をペア１７で管理することは、両者を、オンライン環境下の制御プログラム１５および実機の機械的特性または物理的特性に整合させるシーンにおいて有用である。
Also, managing the
より具体的には、オンライン環境の変化に因り、コントローラ５１が実行する制御プログラム１５の制御パラメータは調整され、または実機の機械的特性または物理的特性が変化する。設計者は、オンライン環境の変化をオフライン環境下の制御プログラム１５およびモデル１６に反映するように、再度、オフライン環境下で制御プログラム１５およびモデル１６のモデルパラメータ１６Ａを調整する。このようなシーンでは、両者がペア１７で管理されていることによって、設計者は調整の対象を簡単に特定できる。これにより、同一のオフライン環境下で複数の制御プログラム１５が開発される場合、または、制御プログラム１５の調整後のバージョンを管理する場合であっても、ペア１７の管理により、調整対象を容易に特定できる。
More specifically, due to changes in the online environment, the control parameters of the
上記に述べたオンライン環境の変化をオフライン環境下の制御プログラム１５およびモデル１６に反映する構成を説明する。
A configuration for reflecting changes in the online environment described above to the
当該構成においては、オンライン環境において、駆動機器を制御する指令値を出力する制御プログラム１５をコントローラに実行させ、当該指令値に従って当該駆動機器を制御する。オフライン環境では、情報処理装置１０は、制御プログラム１５を実行することによりコントローラの挙動を算出するコントローラエミュレーションを実行し、コントローラエミュレーションによって制御プログラム１５が実行されるときに出力される指令値を入力として、モデル１６を実行することにより駆動機器の挙動値を算出するアクチュエータエミュレーションを実行する。情報処理装置１０は、コントローラによって制御プログラム１５が実行されているとき、駆動機器の挙動を示すオンライン環境の挙動値を収集する。また、情報処理装置１０は、オフライン環境において、コントローラエミュレーションにおいて制御プログラム１５が実行されているとき、アクチュエータエミュレーションによって算出されるオフライン環境の挙動値を収集する。情報処理装置１０は、オンライン環境下で収集された時系列の挙動値と、オフライン環境下で収集された時系列の挙動値との間の同一時間軸上の差、例えば同じ時間または同じ時刻における差に基づき、制御プログラム１５に紐付けされたモデル１６に設定されているモデルパラメータ１６Ａを調整する。これにより、情報処理装置１０は、制御プログラム１５に紐付けされるモデル１６を、より特定的にはモデルパラメータ１６Ａをオンライン環境下の実機の変化が反映された状態に維持することができる。
In this configuration, in an online environment, the controller is caused to execute the
開発支援ツール２０のパラメータ反映ツール２８は、駆動機器のモデル１６についての調整後のモデルパラメータ１６Ａを、当該駆動機器の対象ＩＤ１３９を有するＣＡＤセット１３９の属性パラメータ１６Ｃに反映する。この反映は、調整後のモデルパラメータ１６Ａが示すパラメータの値を属性パラメータ１６Ｃのパラメータに設定する操作を含む。この設定は、パラメータの値の部分的な書換または更新を含む。
The
このように、ＣＡＤセット１３９の属性パラメータを、オンライン環境下の実機の変化を示すモデルパラメータ１６Ａの値を示すように調整することで、ＣＡＤデータ１３９を実機の挙動に整合したシミュレーション結果を得られるよう管理できる。
In this way, by adjusting the attribute parameters of the CAD set 139 to indicate the values of the
上記に述べた「同じ時間」は、例えば、オフライン環境下で情報処理装置１０が制御プログラム１５を実行開始、すなわちアクチュエータエミュレーションを開始してからの経過時間、および、オンライン環境下でコントローラが制御プログラム１５を実行し、当該指令値に従って当該駆動機器を制御開始してからの経過時間を示す。また、上記の「同じ時刻」は、これら両方の経過時間における共通した時刻を示す。
The above-mentioned "same time" is, for example, the elapsed time after the
上記の構成では、時系列に収集された挙動値どうしの差を扱ったが、差は時系列の挙動値に基づくものに限定されない。挙動値に基づく代表値どうしの差であってもよい。このような代表値は、例えば「同じ時間」において収集された時系列の挙動値のうちから抽出される代表値（最大値、最小値、平均値、中央値など）、または、「同じ時刻」に収集された挙動値であってもよい。 Although the above configuration deals with differences between behavior values collected in time series, differences are not limited to those based on time-series behavior values. It may be a difference between representative values based on behavior values. Such a representative value is, for example, a representative value (maximum value, minimum value, average value, median value, etc.) extracted from time-series behavior values collected at the "same time", or may be behavior values collected in
以下、本実施の形態のより具体的な応用例について説明する。
＜Ｂ．システムの全体的なモジュール構成＞
図１は、本実施の形態に係る情報処理システム１の構成を模式的に示す図である。以下では、制御対象は後述する包装機４００を例示し、駆動機器は包装機４００が有するロータリーナイフを駆動するサーボモータを例示する。なお、制御対象は、包装機４００に限定されず、ワークの移動テーブルやワークを搬送するためのコンベアなどであってもよい。
A more specific application example of the present embodiment will be described below.
<B. Overall module configuration of the system>
FIG. 1 is a diagram schematically showing the configuration of an
図１を参照して、情報処理システム１は、ＦＡシステム５０と、情報処理装置１０と、ディスプレイ１０９とを含む。ＦＡシステム５０は、コントローラ５１と、駆動機器５５と、第１収集部６０とを含む。情報処理装置１０は、開発支援ツール２０と、シミュレータ２１と、ビジュアライザ２７と、第２収集部１３０とを含む。開発支援ツール２０は、制御プログラム１５の制御パラメータ２０Ｂまたはモデル１６のモデルパラメータ１６Ａを調整する調整ツール１２３と、ＣＡＤセット１３９からモデル１６を作成するモデル作成ツール２４と、モデル１６の調整後のモデルパラメータ１６Ａの値をＣＡＤセット１３９の属性パラメータ１６Ｃに反映するパラメータ反映ツール２８を有する。
Referring to FIG. 1 ,
モデル作成ツール２４は、ＣＡＤセット１３９からモデル１６を作成するとき、ＣＡＤセット１３９の属性パラメータ１６Ｃと、生成されるモデル１６が有するモデルパラメータ１６Ａの対応関係２４Ａを作成し、格納する。対応関係２４Ａは、例えばテーブル形式の情報を含む。
When creating the
パラメータ反映ツール２８は、格納されている対応関係２４Ａに基づき、調整後のモデルパラメータ１６Ａの値を、ＣＡＤセット１３９が有する当該モデルパラメータに対応する属性パラメータ１６Ｃに反映する。この対応関係２４Ａの詳細は後述する。
The
コントローラ５１は、産業用のフィールドネットワークで駆動機器５５とネットワーク接続されており、各種の駆動機器５５を制御する。
The
コントローラ５１は、制御パラメータ２０Ａを用いて制御プログラム１５を実行することにより駆動機器５５を制御する。駆動機器５５は、生産工程において直接的または間接的にワークに対して作用を及ぼす機器であり、駆動機器５５は、コントローラ５１からの指令値に従って動作し、ロータリーナイフを回転駆動する。駆動機器５５は、より具体的には、指令値に従い、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）駆動されるサーボモータを含む。駆動機器５５に関連のセンサ等の計測デバイスは指令値に従って動作するサーボモータの挙動を計測し挙動値を出力する。コントローラ５１は、指令値に従う挙動を示す挙動値を入力データとして取得する処理、および、入力データに基づき指令値を算出し駆動機器５５へ出力する処理を含むＩＯ（Input Output）リフレッシュを制御周期毎に実行する。なお、ＩＯリフレッシュを実行する周期は、予め定められた周期であればよく、制御周期に限定されない。
The
第１収集部６０は、制御周期に同期して駆動機器５５の挙動を示す挙動値Ｄ１を収集する。第１収集部６０は、駆動機器５５の挙動値Ｄ１を検知するためのエンコーダを含む各種センサであってもよいし、データ収集のための収集プログラムであってもよい。挙動値Ｄ１は、たとえば、駆動機器５５の各部分の位置、速度、回転数、加速度、角速度、角加速度などを含む。
The
シミュレータ２１は、コントローラエミュレータ１２０と、アクチュエータエミュレータ１２４と、仮想時刻ジェネレータ１２２とを含む。仮想時刻ジェネレータ１２２は、コントローラエミュレータ１２０とアクチュエータエミュレータ１２４とを同期して動作させるための仮想時刻を出力する。コントローラエミュレータ１２０とアクチュエータエミュレータ１２４とは、仮想時刻に従うタイムステップｔｉに基づく周期で同期して動作する。コントローラエミュレータ１２０は、コントローラ５１の挙動を算出するためのコントローラエミュレーションのためのプログラムである。アクチュエータエミュレータ１２４は、駆動機器５５の挙動を算出するアクチュエータエミュレーションのためのプログラムである。
Simulator 21 includes
より具体的には、タイムステップｔｉ毎に、アクチュエータエミュレータ１２４は、コントローラエミュレータ１２０からの指令値に基づき、モデルパラメータ１６Ａが設定されたモデル１６の演算式に従って挙動値を算出し、コントローラエミュレータ１２０は、アクチュエータエミュレータ１２４からの挙動値に基づき制御パラメータ２０Ｂに基づき制御プログラム１５を実行して指令値をアクチュエータエミュレータ１２４出力する。このように、コントローラエミュレータ１２０とアクチュエータエミュレータ１２４とは同期しながら、指令値と挙動値とを遣り取りする。この遣り取りによって、シミュレータ２１においてＦＡシステム５０のＩＯリフレッシュが模擬される。本実施の形態では、コントローラエミュレータ１２０とアクチュエータエミュレータ１２４とが同期する周期は、制御周期に基づく周期とするが、これに限定されない。
More specifically, at each time step ti, the
第２収集部１３０は、データ収集のための収集プログラムである。第２収集部１３０は、シミュレーションを実行時に、アクチュエータエミュレータ１２４がタイムステップｔｉ毎に出力する挙動値Ｄ２を収集する。挙動値Ｄ２は、たとえば、駆動機器５５の各部分のシミュレーションで算出された位置、回転数、速度、加速度、角速度、角加速度などである。
The
図１では、制御パラメータ２０Ａ，２０Ｂを個別に記載するが、両者は共通するパラメータを示し得る。また、アクチュエータエミュレータ１２４は、コントローラエミュレータ１２０からの指令値に基づきモデル１６の演算式に従って挙動値を算出したが、アクチュエータエミュレータ１２４が挙動値の算出に用いる指令値は、コントローラエミュレータ１２０からの指令値に限定されない。例えば、このような指令値は、実機のコントローラ５１によって制御プログラム１５が実行されるときに出力される指令値が含まれてもよい。
Although the
（ｂ１．ビジュアライズの構成）
ビジュアライザ２７は、制御対象の動きを、３次元仮想空間に視覚化してディスプレイ１０９に描画する３Ｄ（3-dimensions）描画データを生成する視覚化モジュールを構成する。
(b1. Structure of visualization)
The
より具体的には、ビジュアライザ２７は、包装機４００のロータリーナイフの軌跡データと、ロータリーナイフを有する包装機４００を表す画像データとに基づいて、ロータリーナイフのエミュレートされた動きをディスプレイ１０９に描画する描画データを生成する。ロータリーナイフを有する包装機４００を表す画像データは、制御対象１９ａによって指定されたＣＡＤセット１３９のオブジェクト１６Ｄを含む。
More specifically, the
ビジュアライザ２７は、コントローラエミュレータ１２０からの指令値（回転量を表す角速度など）に所定関数を用いて演算を施すことで、３次元座標Ｐ（ｘ，ｙ，ｚ）を算出し、軌跡データを取得する。このように軌跡データは、シミュレーションによって推定された包装機４００の３次元仮想空間における動きを示す情報を含む。ビジュアライザ２７は、算出された軌跡データと包装機４００のオブジェクト１６Ｄに従い、包装機４００の動きを３次元仮想空間内で立体的に描画するための描画データを生成し、描画データに基づきディスプレイ１０９に画像を表示させる。設計者は、シミュレーションの結果を、ディスプレイ１０９に描画される包装機４００のロータリーナイフの回転挙動から確認することができる。なお、ビジュアライザ２７は、上記の軌跡データをモデル１６からの挙動値に予め定められた関数を用いて算出してもよい。
The
＜Ｃ．ＦＡシステム５０の構成＞
図３を参照して、ＦＡシステム５０の構成とともに制御対象である包装機４００の構成を説明する。図３は、本実施の形態に係る制御対象を有するＦＡシステム５０の構成を模式的に示す図である。図３を参照して、情報処理システム１はＦＡシステム５０と、情報処理装置１０とを含む。ＦＡシステム５０は、例えばＰＬＣを含んで構成されるコントローラ５１と、包装機４００と、サーボドライバ５００Ａ，５００Ｂとを含む。サーボドライバ５００Ａ，５００Ｂは、それぞれ、コントローラ５１からの指令値に従って、包装機４００が有するサーボモータ４１０，５６を駆動する。図３では、制御対象（包装機４００）の駆動機器は、サーボドライバ５００Ａ，５００Ｂとサーボモータ４１０，５６を含んで構成される。
<C. Configuration of
The configuration of the
情報処理装置１０は、たとえば、ＰＣ（Personal Computer）、タブレット端末、または、スマートフォンなどのコンピュータに相当する構成を有する。コントローラ５１および情報処理装置１０は、フィールドネットワークＮＷ１に接続されている。フィールドネットワークＮＷ１には、たとえば、ＥｔｈｅｒＮＥＴ（登録商標）が採用される。ただし、フィールドネットワークＮＷ１は、ＥｔｈｅｒＮＥＴに限定されず、任意の通信手段が採用され得る。たとえば、コントローラ５１および情報処理装置１０は、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）などの信号線で直接接続されてもよい。
The
コントローラ５１およびサーボドライバ５００Ａ，５００Ｂは、デイジーチェーンでフィールドネットワークＮＷ２に接続されている。フィールドネットワークＮＷ２には、データの到達時間が保証される、定周期通信を行うネットワークを採用することが好ましい。このような定周期通信を行うネットワークとしては、ＥｔｈｅｒＣＡＴ（登録商標）、（登録商標）、ＤｅｖｉｃｅＮｅｔ（登録商標）、ＣｏｍｐｏＮｅｔ（登録商標）などが知られている。
The
図３を参照して、包装機４００は、互いに連係して動作する複数の機構を含んで構成される。具体的には、包装機４００は、矢印４１３の方向に包装材４１２を搬送する搬送路に関連したサーボモータ５６を備える搬送機構と、搬送路の途中に設けられるセンサ４０８と、搬送路上の包装材４１２を切断して個別パッケージ４１８を生成する切断機構４０６とを含む。
Referring to FIG. 3,
搬送路には、図示しない供給機構からロール状の包装母材が順次送出されるとともに、搬送路において、図示しないラインから供給されるワーク４１４が包装母材で覆われることで、ワーク４１４が封入された包装材４１２が連続的に搬送路に供給される。センサ４０８は、例えば近接スイッチを含んで構成される。センサ４０８は、搬送路の予め定められた位置をワーク４１４が通過したことを検出することが可能なように設けられる。センサ４０８は、ワーク４１４の通過を検出すると、トリガ４０２を出力する。
A roll-shaped packaging base material is sequentially delivered to the conveying path from a supply mechanism (not shown), and in the conveying path, the
切断機構４０６はサーボモータ４１０と、４１６と、エンコーダ４１１とを備える。切断機構４０６では、センサ４０８からのトリガ４０２に従って、サーボモータ４１０がロータリーナイフ４１６を駆動することで、ロータリーナイフ４１６が包装材４１２を切断および封止して個別パッケージ４１８を順次生成する。エンコーダ４１１は、サーボモータ４１０の回転量（回転の方向、角度、回転数など）を計測し、計測値４０１を出力する。本実施の形態では、計測値４０１は、例えば単位時間あたりの回転数を示す。図３のＦＡシステム５０では、コントローラ５１が制御プログラム１５を実行して出力する指令値に対する応答として、計測値４０１を取得することができる。
＜Ｄ．制御プログラムと作成＞
図４は、本実施の形態に係る制御プログラム１５の一例を模式的に示す図である。図４を参照して、包装機４００の制御プログラム１５の一部を説明する。図４の制御プログラム１５は、包装機４００の搬送機構の制御演算処理を実行するための搬送機ＦＢ６０と、包装機４００の切断機構４０６の制御演算処理を実行するための切断機ＦＢ６１を含むラダー言語で記述される。情報処理装置１０が、制御プログラム作成ツール２２として、制御プログラム１５を作成する処理を説明する。
<D. Control program and creation>
FIG. 4 is a diagram schematically showing an example of the
情報処理装置１０は、ユーザ設定１９の制御対象１９ａに基づき、包装機４００の対象ＩＤ１３８１で識別されるＦＢセット１３８を検索する。検索されたＦＢセット１３８は、搬送機ＦＢ６０と切断機ＦＢ６１とを含む。搬送機ＦＢ６０および切断機ＦＢ６１は、それぞれ、ＰＩＤ演算６２のアルゴリズムとＰＩＤ演算６３のアルゴリズムを有する。搬送機ＦＢ６０は、入力として駆動機器５５の挙動値６４（回転数）を受付け、演算結果として指令値６６（角速度）を出力するよう構成される。切断機ＦＢ６１は、入力として駆動機器５５の挙動値６７（回転数）と、ブロックTriggerの出力を受付け、演算結果として指令値６９（角速度）を出力するよう構成される。情報処理装置１０は、制御パラメータ設定部２３として、ユーザ設定１９の制御の仕方１９ｃに基づき、搬送機ＦＢ６０と切断機ＦＢ６１に、それぞれ、ＰＩＤパラメータ６５とＰＩＤパラメータ６８を設定する。また、ユーザ設定１９の制御の仕方１９ｃに基づき、切断機ＦＢ６１には、ＰＩＤパラメータ６８に追加しトリガ４０２が設定される。
The
コントローラ５１は、図４の制御プログラム１５を実行する。より具体的には、コントローラ５１は、搬送機ＦＢ６０を実行するとき、回転数を示す挙動値６４とＰＩＤパラメータ６５に基づき回転数を目標値に収束させるようにＰＩＤ演算６２を実行し、実行結果として、角速度を示す指令値６６を出力する。
The
センサ４０８からトリガ４０２が出力されると、ブロックTriggerがオフ状態からオン状態に変化する。切断機ＦＢ６１は、入力パラメータとしてブロックTriggerの出力を受け付けて、当該出力がオフからオンに変化したことに応じて活性化される。コントローラ５１は、活性化状態となったとき切断機ＦＢ６１を実行する。より具体的には、コントローラ５１は、回転数を示す挙動値６７とＰＩＤパラメータ６８に基づき回転数を目標値に収束させるようにＰＩＤ演算６３を実行し、実行結果として、角速度を示す指令値６９を出力する。
When the
コントローラ５１は、搬送機ＦＢ６０の指令値６６をサーボドライバ５００Ｂに出力し、切断機ＦＢ６１の指令値６９をサーボドライバ５００Ａに出力する。サーボドライバ５００Ａと５００Ｂは、それぞれ、図示しないＰＷＭ（Pulse Width Modulation）回路を有する。サーボドライバ５００Ａは、ＰＷＭ回路によって、指令値６６が示す角速度に基づくパルス幅を有した電気信号であるＰＷＭ信号を生成し、サーボモータ５６に出力する。サーボドライバ５００Ｂは、ＰＷＭ回路によって、指令値６９が示す角速度に基づくパルス幅を有した電気信号であるＰＷＭ信号を生成し、サーボモータ４１０に出力する。コントローラ５１は、このように制御プログラム１５を周期的に繰返し実行することにより、駆動機器５５の回転数を目標値に維持することができる。
The
なお、通常、制御プログラムは、プログラムが用いるパラメータ、入出力値を、変数名を用いて記述されるが、図４の制御プログラム１５のＦＢは、説明のために、変数名に代えて、パラメータと入出力値の説明を用いている。また、ＦＢは、通常、当該ＦＢの状態（指令値を出力したときの実行完了状態、実行中状態、実行中断状態、エラー状態など）の変数値を出力するとともに、起動指令の変数値を入力するが、図４では、説明のために、これら変数値の図示は略されている。 Normally, a control program is described using variable names for parameters and input/output values used by the program. and description of input/output values. In addition, the FB normally outputs the variable values of the state of the FB (execution completion state, execution state, execution interrupted state, error state, etc. when the command value is output), and inputs the variable value of the start command. However, in FIG. 4, illustration of these variable values is omitted for the sake of explanation.
＜Ｅ．制御プログラムまたはモデルを作成する構成＞
図５は、本実施の形態に係るパラメータの作成を支援するＵＩの一例を模式的に示す図である。設計者は、開発支援ツール２０を操作して制御プログラム１５またはモデル１６を作成する場合、開発支援ツール２０によって、シミュレータ２１の実行結果の情報を含むパラメータ調整のためのガイド情報を、図５のＵＩ画面１２５に出力する。
<E. Configuration for creating a control program or model>
FIG. 5 is a diagram schematically showing an example of a UI for assisting creation of parameters according to this embodiment. When the designer operates the
図５を参照して、ディスプレイ１０９に表示されるＵＩ画面１２５は、ガイド情報として、領域９１にモデル１６が出力する時系列の挙動値Ｄ２を表すグラフを表示し、領域９２に制御パラメータ２０Ｂが設定された制御プログラム１５のコードを表示し、領域９３にビジュアライザ２７が描画する制御対象の動きを表す３Ｄ画像を表示する。また、ＵＩ画面１２５には、ガイド情報として、シミュレーションの実行を指示するために操作されるボタン９４、パラメータを調整（変更）して制御プログラム１５またはモデル１６を作成するために操作されるボタン９５、および、パラメータを調整するために操作されるボタン９６を含む。
5,
調整ツール１２３は、制御プログラムまたはモデルを作成するとき「調整量の見積もり」を実施する環境を提供する。調整ツール１２３によって、パラメータの調整が完了したとき、制御プログラム１５はあらかた完成し、対応のモデル１６の作成も完了する。「調整量の見積もり」では、設計者に、調整量の情報を提供する。
The
より具体的には、図９の領域９１のグラフＧ４は目標を示し、グラフＧ５はシミュレーション値を示す。グラフＧ４は、仕様を満たす理想的な挙動、すなわちサーボモータ４１０の回転数の時系列の理想的な変化を示す。対照的に、グラフＧ５は、シミュレータ２１によって制御プログラム１５およびモデル１６が実行された場合にモデル１６が出力する挙動値の時系列変化を示す。グラフＧ４とグラフＧ５は同一時間軸上で互いに関連付けて出力される。シミュレーションを実行時に、第２収集部１３０によってアクチュエータエミュレータ１２４からの挙動値が時系列に収集される。グラフＧ５は、収集された時系列の挙動値に基づいている。上記に述べた同一時間軸は、例えば、オフライン環境下で情報処理装置１０が制御プログラム１５を実行開始してからの時間の経過および駆動機器を仕様に従い理想的に制御開始してからの時間の経過を示す。
More specifically, graph G4 in
挙動値（回転数）が開始から目標ＴＲに収束するまでの立ち上がり時間に着目すると、目標のグラフＧ４では、立ち上がりに時間t０～t５を要する。対照的に、グラフＧ５では、立ち上がりに時間t０～t７を要しており、立ち上がりに遅れが生じている。 Focusing on the rise time from the start until the behavior value (rotational speed) converges to the target TR, the target graph G4 requires time t0 to t5 for the rise. In contrast, graph G5 requires time t0 to t7 to rise, and the rise is delayed.
情報処理装置１０は、調整ツール１２３として、「調整量の見積もり」において、領域９１のグラフのデータに基づき、グラフＧ４とグラフＧ５の差の変化傾向が表すパターンに基づき、パラメータを調整する必要があるかを判定するとともに、調整量の目安の情報を提供する。
The
より具体的には、情報処理装置１０は、グラフＧ４とグラフＧ５のデータを照合することによって、差の変化傾向を検出する。情報処理装置１０は、検出した変化傾向を、予め定められた複数種類の変化パターンと比較することで、いずれの変化パターンにマッチするかを判定する。例えば、立ち上がり遅れのパターンとマッチすると判定する。
More specifically, the
情報処理装置１０は、立ち上がり遅れ時間を抽出し、立ち上がり遅れ時間を閾値と比較し、比較の結果から、立ち上がり時間に関連するパラメータを調整する必要があるかを判定する。例えば、遅れ時間が、閾値を超えると判定したとき、情報処理装置１０は、ＬＵＴ（Look Up Table）から、差が示す遅れ時間を小さくするように対処するための調整対象のパラメータと調整方法を検索する。なお、調整対象のパラメータと調整方法の特定方法は、ＬＵＴの方法に限定されず、機械学習による学習データを用いた特定方法であってもよい。
The
情報処理装置１０は、ＬＵＴから、調整対象パラメータとして、立ち上がり時間に関連するパラメータである、例えば制御パラメータについては、ＰＩＤパラメータ６８のうちのＩ（積分値）を検索し、また、モデルパラメータについては、“摩擦係数”を検索する。また、調整量として、Ｉ（積分値）のパラメータと“摩擦係数”とはいずれも現在値よりも「小さくする」が検索される。
The
情報処理装置１０は、調整ツール１２３として、調整量のガイド情報を、ＵＩ画面１２５のボタン９６に表示する。例えば、ボタン９６は、調整対象のパラメータを摩擦係数として、その現在値と、摩擦係数の調整量、すなわち現在値よりも小さくする、または大きくすることをガイドする矢印アイコンを含む。情報処理装置１０は、ボタン９６の矢印アイコンのうち、「小さくする」ことを示す下向き矢印のアイコンをブリンク表示する。
As the
設計者はボタン９６を操作して摩擦係数の値を増減し調整できる。調整後に作成のボタン９５が操作されると、ボタン９６の調整後の摩擦係数がモデル１６のモデルパラメータ１６Ａに設定され、ボタン９４が操作されると、シミュレータ２１によるシミュレーションが開始される。シミュレータ２１は、調整後の摩擦係数を有したモデル１６を用いてシミュレーションを実施する。調整ツール１２３は、シミュレーション結果によって、領域９１のグラフＧ５を更新する。調整ツール１２３は、更新後のグラフＧ５と目標のグラフＧ４との比較に基づき、上記に述べた「調整量の見積もり」の処理を実行する。
The designer can operate
これにより、設計者は、パラメータの調整（変更）と、調整後のパラメータを設定した制御プログラム１５またはモデル１６を用いたシミュレーションとを、立ち上がり遅れの差が予め定められた値に収束するまで繰返し、収束したとき調整を終了する。設計者は、調整ツール１２３が提供するボタン９６の調整対象のパラメータと調整量の情報に基づき、領域９１の更新後のグラフＧ５の立ち上がり時間を目標のグラフＧ４の立ち上がり時間に整合させるよう速やかに調整できる。なお、図５では、調整対象のパラメータとして摩擦係数を示したが、これに限定されず、制御パラメータであるＩ（積分値）のパラメータであってもよい。
As a result, the designer repeats parameter adjustment (change) and simulation using the
なお、調整ツール１２３を利用せずに、設計者は、領域９１のグラフから、立ち上がり時間の差（遅れ）が小さくなるように、調整対象のパラメータと調整量を試行錯誤的に探索してもよい。
Without using the
＜Ｆ．モデルを用いた挙動の算出と視覚化＞
図６は、本実施の形態に係るモデル１６の演算式７４１の一例７４０を示す図である。シミュレータ２１が実行されるとき、仮想時刻ジェネレータ１２２が出力する仮想時刻に従う周期に基づくタイムステップｔｉ毎に、アクチュエータエミュレータ１２４は、コントローラエミュレータ１２０と同期して、コントローラエミュレータ１２０からの指令値に基づき、図６の例７４０に示す演算式７４１に従った挙動値Ｙを算出する。シミュレータ２１の実行時は、アクチュエータエミュレータ１２４は、コントローラエミュレータ１２０からの指令値に基づき、モデル１６の演算式に従って、挙動値を算出する。
<F. Calculation and Visualization of Behavior Using Model>
FIG. 6 is a diagram showing an example 740 of an
演算式７４１は、制御対象である包装機４００の駆動機器のサーボモータ４１０の挙動値を算出するために、例えば、物理シミュレーションモデルの方程式を利用して構成される。
The
図６を参照して、演算式７４１は、タイムステップｔｉにおける挙動値Ｙは関数Ｆ（Ｘ、Ａ、Ｂ）によって算出されることを示す。説明７４２に示すように、関数ＦのパラメータＸは、制御プログラム１５の切断機ＦＢ６１からの指令値６９（角速度）を示し、パラメータＡはサーボモータ４１０の物理パラメータを示し、パラメータＢはサーボモータ４１０のメカパラメータを示す。また、初期値７４３に示すように、関数ＦのパラメータＸの初期値Ｘ０は関数ＦＢ（Ｃ、Ｄ）によって算出される。パラメータＣは、切断機ＦＢ６１の入力パラメータを示し、パラメータＤは、切断機ＦＢ６１の演算開始指令を示す。本実施の形態では、パラメータＣは、ＰＩＤパラメータ６８と挙動値６７の初期値を示し、パラメータＤは、トリガ４０２を示す。
Referring to FIG. 6, an
シミュレータ２１が実行されるとき、アクチュエータエミュレータ１２４はモデル１６の演算式７４１に従って挙動値Ｙを算出する。これにより、タイムステップｔｉ毎に、サーボモータ４１０の挙動値Ｙ、すなわち挙動値６７（回転数）を算出することができる。
When the simulator 21 is executed, the
ビジュアライザ２７は、コントローラエミュレータ１２０から出力されるタイムステップｔｉに従う時系列の指令値６６、６９に基づき、３次元仮想空間のオブジェクトの時系列の３次元座標Ｐ（ｘ、ｙ、ｚ）を含む機器挙動データを算する。より具体的には、ビジュアライザ２７は、タイムステップｔｉ毎の指令値６６に基づいて、包装機４００の搬送機構（包装材４１２、ワーク４１４、個別パッケージ４１８）の動作を表す機器挙動データを生成するとともに、タイムステップｔｉ毎の指令値６９に基づいて、切断機構（ロータリーナイフ４１６）の動作を表す機器挙動データを生成する。
The
ビジュアライザ２７は、機器挙動データおよびＣＡＤセット１３９のオブジェクト１６Ｄに基づき、３次元仮想空間における制御対象である包装機４００の動作を視覚化する画像データを生成する。画像データはディスプレイ１０９に出力される。これにより、シミュレータ２１によって算出された挙動値に基づく制御対象（包装機４００）の動作示す画像が、図５の領域９３に示されるように、ディスプレイ１０９に表示される。
The
本実施の形態では、ビジュアライザ２７は、機器挙動データのオブジェクト１６Ｄをタイムステップｔｉ毎に更新して表示する。設計者は、ＵＩを介して、ビジュアライザ２７に対し、画像を更新する周期を設定できる。例えば、設計者は、スロー再生、早送り、巻き戻しなどの設定をすることにより、制御対象の動きを所望する早さで視覚的に確認できる。
In this embodiment, the
＜Ｇ．ＵＩの一例＞
情報処理装置１０が提供するＵＩツールの一例が図７と図８に示される。図７は、本実施の形態に係る制御対象を指定するＵＩの一例を示す図である。図８は、本実施の形態に係るモデルパラメータを指定するＵＩの一例を示す図である。図７を参照して、設計者は、制御対象１９ａを指定するために、制御対象の名称などの識別子１５１を情報処理装置１０に対し入力するとともに、制御の仕方１９ｃとして駆動機器のモーションの制御パラメータ１５２を指定する。より具体的には、情報処理装置１０は、識別子１５１に一致する対象ＩＤ１３８１のＦＢセット１３８を記憶部から検索し、検索されたＦＢセット１３８の各ＦＢに設定するべきパラメータの候補を表示する。設計者は、その候補パラメータのうちから、所望のパラメータを制御パラメータ１５２として指定できる。なお、各ＦＢに設定するべきパラメータの候補は、各ＦＢセット１３８に関連付けて格納されている。
<G. Example of UI>
An example of the UI tool provided by the
図８を参照して、設計者は、設定１９ｂを指定するために、制御対象の駆動機器（サーボモータ４１０）のメカパラメータ８１および物理パラメータ８２を情報処理装置１０に対して入力する。より具体的には、メカパラメータ８１にサイズ、動作方向、初期位置などを入力し、また、物理パラメータ８２の説明８２１に、軸受け摩擦係数、重さ、密度などを入力する。
Referring to FIG. 8, the designer inputs
＜Ｈ．実機の出力に基づく調整＞
本実施の形態では、オンライン環境下で取得される挙動値に基づき、オフライン環境下において制御パラメータ２０Ａまたはモデルパラメータ１６Ａを調整することで、オフライン環境下の制御プログラム１５とモデル１６を、オンライン環境下における制御プログラム１５または実機の変化を反映するように維持できる。
<H. Adjustment based on actual machine output>
In the present embodiment, by adjusting the
ここでは、オンライン環境下における制御プログラム１５または実機の変化として、例えば、サーボモータ４１０の軸受けまたは軸（シャフト）が、長期間の使用によって摩耗し、その結果、軸受け摩擦係数が変化するケースを説明する。なお、変化は、物理的特性に限定されず、機械的特性であってもよい。また、実機の特性の変化に限定されず、制御パラメータ２０Ａの変更であってもよい。
Here, as a change in the
図９は、本実施の形態に係る実機の出力に基づく調整の構成の一例を示す図である。図９を参照して、情報処理システム１は、実機の出力に基づく調整の主要な構成機器として、ＦＡシステム５０と、情報処理装置１０と、記憶装置１１３とを含む。記憶装置１１３には、開発対象の制御プログラム１５と、モデル１６と、制御パラメータ２０Ａ，２０Ｂと、ＣＡＤセット１３９と、対応関係２４Ａの情報が格納される。
FIG. 9 is a diagram showing an example of the configuration of adjustment based on the output of the actual machine according to this embodiment. Referring to FIG. 9,
ＦＡシステム５０は、コントローラ５１と、駆動機器５５と、第１収集部６０とを含む。情報処理装置１０は、コントローラエミュレータ１２０と、アクチュエータエミュレータ１２４と、ビジュアライザ２７と、第２収集部１３０と、挙動値Ｄ１とＤ２との差Ｄ３を算出する算出部１３１と、調整ツール１２３と、パラメータ反映ツール２８とを含む。調整ツール１２３は、調整量を決定するための調整量決定部１４１と、決定された調整量で調整を実施する調整実施部１４２と、調整に関する情報を出力する出力部１４３とを有する。なお、算出部１３１は、調整ツール１２３内に設けられてもよい。算出部１３１および調整ツール１２３以外の構成については、図１で説明した通りであるので、それらの詳細説明は繰り返さない。
The
算出部１３１は、第１収集部６０によって収集された時系列の挙動値Ｄ１と、第２収集部１３０によって収集された時系列の挙動値Ｄ２とを同一時間軸で比較し、比較結果に基づく挙動値Ｄ１，Ｄ２の差Ｄ３を算出し、調整ツール１２３に出力する。
The
パラメータ反映ツール２８は、対応関係２４Ａに基づき、モデル１６のモデルパラメータ１６Ａの値を、ＣＡＤセット１３９の当該モデルパラメータ１６Ａに対応する属性パラメータ１６Ｃに反映する。
The
（ｈ１．モデル調整処理）
情報処理装置１０は、調整ツール１２３として、モデル１６からの挙動値Ｄ２をＦＡシステム５０からの挙動値Ｄ１に合わせる調整処理を実行する。図１０は、本実施の形態に係る調整処理のためのＵＩの一例を示す図である。図１０は、調整するためのユーザ支援情報であって、グラフと、調整量のガイド情報１０３を含む。ガイド情報１０３は、モデル１６によって算出されて収集された挙動値Ｄ２と実機から収集された挙動値Ｄ１との間の同じ時間または同じ時刻における差の大きさに基づき、モデルパラメータ１６Ａを調整するためのガイド情報を出力する。なお、調整対象は、制御パラメータ２０Ｂが含まれてもよい。
(h1. Model adjustment processing)
The
情報処理装置１０は、算出部１３１によって算出される図９の差Ｄ３が小さくなるように、すなわちアクチュエータエミュレータ１２４が算出する挙動値Ｄ２が実機で計測された挙動値Ｄ１にマッチ（整合）するように、上記に述べた「調整量の見積もり」を実施して、調整対象のパラメータと、調整量を決定する。
The
より具体的には、情報処理装置１０は、調整量決定部１４１として、図１０に示すように、第１収集部６０によって時系列に収集された挙動値Ｄ１と、第２収集部１３０によって収集された時系列に収集された挙動値Ｄ２とを互いに関連付けて出力する。より具体的には、図１０に示すように、この関連付けは、挙動値を縦軸とし、時間軸を横軸とした２次元平面のグラフ上に、第１収集部６０によって時系列に収集された挙動値Ｄ１と、第２収集部１３０によって時系列に収集された挙動値Ｄ２とを、収集された時間または時刻に基づきプロットすることを含む。これにより、情報処理装置１０は、制御周期毎の時系列の挙動値Ｄ１とタイムステップｔｉ毎の時系列の挙動値Ｄ２を、収集された時間または時刻に基づきプロットして、挙動値Ｄ１，Ｄ２の変化を表す図１０のグラフを算出する。情報処理装置１０は、グラフから、実機の挙動値Ｄ１が目標ＴＲに収束するのに要する立ち上がり時間（時刻ｔ０～ｔ４）とモデル１６が算出する挙動値Ｄ２が目標ＴＲに収束するのに要する立ち上がり時間（時刻ｔ０～ｔ８）とを算出し、立ち上がりの遅れを、両者の時間の差Ｄ３として算出する。グラフから、実機の挙動値Ｄ１の立ち上がりが挙動値Ｄ２の立ち上がりよりも差Ｄ３だけ早くなっている、すなわち実機のサーボモータ４１０の摩擦係数がモデルパラメータ１６Ａの摩擦係数よりも小さくなっていることが推察される。
More specifically, as shown in FIG. 10, the
情報処理装置１０は、「調整量の見積もり」に基づき、調整対象のパラメータ１３４１と調整量１３４２を有するガイド情報１０３を作成し、ディスプレイ１０９に出力する。より具体的には、情報処理装置１０は、立ち上がり時間の遅れである差Ｄ３が予め定められた閾値を超える場合、調整対象のパラメータ１３４１は、「摩擦係数」と決定する。また、調整量１３４２を、遅れを示す差Ｄ３が生じていることに基づき摩擦係数を「小さくする」と決定する。逆に、差Ｄ３は生じず、実機の立ち上がりの方が遅くなっている場合、調整量決定部１４１は、摩擦係数を「大きくする」と決定する。グラフの場合、遅れを示す差Ｄ３が生じていることに基づき、調整量１３４２は、摩擦係数を「小さくする」がブリンク表示される。
The
情報処理装置１０は、調整実施部１４２として、ＵＩを介したユーザ操作に基づき、モデルパラメータ１６Ａを調整する。例えば、設計者は、グラフが示す差Ｄ３またはガイド情報１０３に基づき、調整量を情報処理装置１０に対し入力する。
As the
情報処理装置１０は、設計者が調整後のモデルパラメータ１６Ａをモデル１６に設定し、シミュレータ２１を起動する。シミュレータ２１が起動されると、調整後のモデル１６および当該モデル１６に紐付けされた制御プログラム１５が、それぞれ、コントローラエミュレータ１２０およびアクチュエータエミュレータ１２４によって実行されて、シミュレータ２１の実行結果として第２収集部１３０は挙動値Ｄ２を収集する。
The
情報処理装置１０は、調整ツール１２３として、調整後のモデル１６からの挙動値Ｄ２をＦＡシステム５０から取得していた挙動値Ｄ１に合わせる「調整量の見積もり」に基づく処理を実行する。
The
情報処理装置１０は、差Ｄ３（立ち上がりの遅れ時間）が予め定められた収束条件を満たしたと検出したとき、モデル調整処理を終了する。当該収束条件は、たとえば、挙動値Ｄ１，Ｄ２の差Ｄ３が予め定められた閾値よりも小さくなったときに満たされる。あるいは、当該収束条件は、調整回数が所定回数を超えたときに満たされてもよい。
When the
なお、立ち上がりの時間遅れに関連するパラメータとして、モデルパラメータ１６Ａの摩擦係数に代えて、または摩擦係数とともに、例えば制御パラメータ２０ＢのＰＩＤパラメータ６８のＩ（積分値）のパラメータが調整されるとしてもよい。
As a parameter related to the rise time delay, instead of or together with the friction coefficient of the
情報処理装置１０は、収束条件を満たしたときの調整後のモデルパラメータ１６Ａをモデル１６に最終的な設定値として設定する、または、調整後の制御パラメータ２０Ｂを当該モデル１６に紐付けされた制御プログラム１５に設定する。情報処理装置１０は、調整後に、シミュレータ２１に制御プログラム１５およびモデル１６を実行させることによって、実機のサーボモータ４１０の挙動をより正確に算出できる。なお、調整ツール１２３を利用せずに、設計者は、図１０のグラフから、ＵＩツールを介して、調整対象のパラメータと調整量を試行錯誤的に探索してもよい。
The
＜Ｉ．情報処理装置１０の構成＞
図１１は、本実施の形態に係る情報処理装置１０の構成の一例を示す模式図である。本実施の形態に係る開発環境を提供する構成を、図１１を参照して説明する。
<I. Configuration of
FIG. 11 is a schematic diagram showing an example of the configuration of the
図１１情報処理装置１０は、主たるコンポーネントとして、オペレーティングシステム（ＯＳ：Operating System）および後述するような各種プログラムを実行するプロセッサ１０２と、プロセッサ１０２でのプログラム実行に必要なデータを格納するための作業領域を提供する主メモリ１０４と、キーボードやマウスなどの情報処理装置１０に対するユーザ操作を受付ける操作ユニット１０６と、ディスプレイ１０９、各種インジケータ、プリンタなどの処理結果を出力する出力ユニット１０８と、ネットワークＮＷ１を含む各種ネットワークに接続されるネットワークインターフェイス１１０と、光学ドライブ１１２と、外部装置と通信するローカル通信インターフェイス１１６と、ストレージ１１１とを含む。これらのコンポーネントは、内部バス１１８などを介してデータ通信可能に接続される。
The main components of the
情報処理装置１０は、光学ドライブ１１２を有しており、コンピュータ読取可能なプログラムを非一過的に格納する光学記録媒体（例えば、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）など）を含むコンピュータ読取可能な記録媒体１１４から、各種プログラムを読取ってストレージ１１１などにインストールする。
The
情報処理装置１０で実行される各種プログラムは、コンピュータ読取可能な記録媒体１１４を介してインストールされてもよいが、ネットワーク上の図示しないサーバ装置などからネットワークインターフェイス１１０を介してダウンロードする形でインストールするようにしてもよい。
Various programs to be executed by the
ストレージ１１１は、例えば、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）またはＳＳＤ（Flash Solid State Drive）などで構成され、プロセッサ１０２で実行されるプログラムを格納する。具体的には、ストレージ１１１は、仮想時刻ジェネレータ１２２を実現する仮想時刻生成プログラム１１９と、開発支援ツール２０を実現する開発支援プログラム１２１と、モデルパラメータ１６Ａと、シミュレータ２１を実現するシミュレーションプログラム１２６と、制御パラメータ２０Ｂと、実行されるとＵＩツールを実現するＵＩプログラム１２９と、対応関係２４Ａの情報と、制御プログラム１５とモデル１６を紐付けてペア１７として管理する管理プログラム１３４と、描画データ１３６を用いて制御対象の挙動を描画するためのビジュアライザプログラム１３５と、ペア１７と、制御対象毎のＦＢセット１３８と、制御対象毎のＣＡＤセット１３９とを格納する。
The
ビジュアライザプログラム１３５は、実行されるとビジュアライザ２７を実現する。ビジュアライザ２７は、主メモリ１０４の仮想空間情報１０５に基づきディスプレイ１０９に制御対象の動きを描画するための描画データ１３６を生成する。仮想空間情報１０５は、シミュレータ２１の実行時に取得されるタイムステップｔｉ毎の時系列の指令値６６および指令値６９が示す角速度を、所定関数を用いて算出される時系列の３次元座標Ｐ（ｘ，ｙ，ｚ）を示す。ビジュアライザ２７は、制御対象のＣＡＤセット１３９のオブジェクト１６Ｄに基づく画像を、仮想空間情報１０５に基づき、３次元仮想空間内で立体的に描画するための描画データ１３６を生成し、ディスプレイ１０９に出力する。これにより、ディスプレイ１０９には、シミュレーションにより算出された挙動値に従いオブジェクトが表示されて、制御対象の機械の動きを再現することができる。
The visualizer program 135 implements the
図１１には、単一の情報処理装置１０で開発環境を実現する例を示したが、複数の情報処理装置を連係させて開発環境を実現するようにしてもよい。この場合には、開発環境を実現するために必要な処理の一部を情報処理装置１０で実行させるとともに、残りの処理をクラウドベースのサーバまたはオンプレミスサーバで実行するようにしてもよい。
Although FIG. 11 shows an example in which a single
図１１には、プロセッサ１０２が１または複数のプログラムを実行することで、開発環境が実現される例を示すが、開発環境を実現するために必要な処理および機能の一部を、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）またはＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）などの回路を用いて実装するようにしてもよい。
FIG. 11 shows an example in which a development environment is realized by the
＜Ｊ．作成処理のフローチャート＞
図１２および図１３を参照して、制御対象である実機が新規導入されて、これに伴い、当該制御対象に対応のモデルパラメータ１６Ａまたは制御パラメータ２９Ａを更新するケースを説明する。
<J. Flowchart of Creation Processing>
With reference to FIGS. 12 and 13, a case will be described in which the
図１２は、本実施の形態に係る作成処理のフローチャートである。図１２を参照して、プロセッサ１０２が、開発支援ツール２０を実行することによって、制御プログラム１５またはモデル１６を作成する処理を説明する。
FIG. 12 is a flow chart of creation processing according to the present embodiment. A process of creating the
まず、プロセッサ１０２は、制御対象１９ａ、設定１９ｂおよび制御の仕方１９ｃを含むユーザ設定１９を、ＵＩツールを介したユーザ操作から受付ける（ステップＳ１）。
First, the
プロセッサ１０２は、制御プログラム作成ツール２２およびモデル作成ツール２４として、ストレージ１１１から、制御対象１９ａを示す対象ＩＤ１３８１および対象ＩＤ１３９１に対応のＦＢセット１３８およびＣＡＤセット１３９を検索する（ステップＳ３）。これにより、プロセッサ１０２は、制御対象１９ａに対応のＦＢセット１３８およびＣＡＤセット１３９を決定する。
プロセッサ１０２は、決定されたＦＢセット１３８の各ＦＢに、制御パラメータ設定部２３として、制御の仕方１９ｃに基づく制御パラメータ２０Ｂを設定し（ステップＳ５）、また、設定１９ｂに基づくモデルパラメータ１６Ａをモデル１６に設定する（ステップＳ７）。
The
プロセッサ１０２は、シミュレータ２１として、制御パラメータ２０Ｂが設定された制御プログラム１５およびモデルパラメータ１６Ａが設定されたモデル１６を実行して、制御対象の駆動機器の挙動をシミュレーションする（ステップＳ１０）。
The
プロセッサ１０２は、シミュレーションを実施するとき、ビジュアライザ２７として、シミュレーションによって算出される指令値に基づく描画データ１３６を生成するビジュアライズ処理を実施する（ステップＳ１１）。描画データ１３６に基づきディスプレイ１０９が駆動されて、ディスプレイ１０９は制御対象の動きを描画する。
When executing the simulation, the
シミュレーションにおいては、プロセッサ１０２は、調整ツール１２３として、上記に述べた「調整量の見積もり」によって制御パラメータ２０Ｂまたはモデルパラメータ１６Ａを変更（調整）しながらシミュレーションを繰り返し実施する（ステップＳ１２）。
In the simulation, the
プロセッサ１０２は、シミュレーションによって制御パラメータ２０Ｂおよびモデルパラメータ１６Ａを取得する。プロセッサ１０２は、紐付け部２６として、これら取得されたパラメータが設定された制御プログラム１５とモデル１６を互いに紐付けたペア１７を作成し格納する（ステップＳ１３）。プロセッサ１０２は、ビルダ１８として制御プログラム１５をビルドし、プロセッサ１０２はビルドされた制御プログラム１５をコントローラ５１に転送する（ステップＳ１５）。これにより、プロセッサ１０２は、コントローラ５１に転送する制御プログラム１５を、実機を仕様に従って制御可能なようにあらかた調整された制御パラメータ２０Ｂを有したプログラムとして転送できる。転送されると、コントローラ５１は、制御パラメータ２０Ｂを、制御パラメータ２０Ａとして扱う。このように、オンライン環境下では、ユーザは、あらかた調整済み制御プログラム１５を調整すればよいから、調整作業に係る負担を軽減できる。
＜Ｋ．実機の出力に基づく調整処理のフローチャート＞
図１３と図１４は、本実施の形態に係る実機の出力に基づく調整処理のフローチャートである。情報処理装置１０のプロセッサ１０２は、調整ツール１２３として、実機の出力に基づく調整処理を実施する。ここでは、説明を簡単にするために、モデル１６のパラメータＡの摩擦係数が調整されるが、制御パラメータ２０Ｂであっても同様に適用できる。図１３と図１４の処理を、適宜、図９を参照しながら説明する。
<K. Flowchart of adjustment processing based on output of actual machine>
13 and 14 are flow charts of adjustment processing based on the output of the actual machine according to the present embodiment. The
まず、プロセッサ１０２は、算出部１３１からの差Ｄ３を閾値と比較し、比較の結果に基づきモデルパラメータ１６Ａの調整が必要かを判定する（ステップＳ２０）。例えば、差Ｄ３の遅れ時間を閾値と比較し、比較の結果に基づき、差Ｄ３が閾値を超えると検出したとき、モデルパラメータ１６Ａの調整が必要と判定し（ステップＳ２０でＹＥＳ）、ステップＳ２１に移行する。プロセッサ１０２は、差Ｄ３が閾値を超えないと検出したときは（ステップＳ２０でＮＯ）、ステップＳ２０を繰り返す、または、調整処理を終了する。
First, the
ステップＳ２１において、プロセッサ１０２は、ＦＡシステム５０のサーボモータ４１０の挙動値Ｄ１を受付けて、制御周期の１～Ｎ周期分を格納する（ステップＳ２１）。これにより、プロセッサ１０２は、時系列の挙動値Ｄ１を格納する。プロセッサ１０２は、実機の稼働時のプロジェクトをオフライン環境のプロジェクトと照合に、照合結果が一致を示すかを判定する（ステップＳ２３）。より具体的には、プロセッサ１０２は、コントローラ５１から取得した制御パラメータ２０Ａをオフライン環境下の制御パラメータ２０Ｂと照合し、照合の結果に基づき、両方のパラメータの値は一致しているかを判定する。プロセッサ１０２は、両方の制御パラメータの値は一致していると判定したとき（ステップＳ２３でＹＥＳ）、ステップＳ２７に移行するが、一致していないと判定したとき（ステップＳ２３でＮＯ）、プロセッサ１０２は、オフライン環境のプロジェクトを実機のプロジェクトに一致させる（ステップＳ２５）。より具体的には、プロセッサ１０２は、オフライン環境下の制御パラメータ２０Ｂをオンライン環境下から取得した制御パラメータ２０Ａに整合（一致）するように、調整・変更する。
In step S21,
ステップＳ２７では、プロセッサ１０２は、生産工程の現場において実機に設計変更がなされたかを判定する（ステップＳ２７）。より具体的には、プロセッサ１０２は、設計者から受付けるユーザ操作に基づき、当該判定を実施する。ここでは、実機の設計変更は、サーボモータ４１０のサイズ、位置などの機械的特性の変更または調整を含む。
At step S27, the
プロセッサ１０２は、ユーザ操作に基づき、設計変更がされていると判定すると（ステップＳ２７でＮＯ）、ユーザ操作に基づき、実機の変更後の機械的特性に対応のメカパラメータをモデルパラメータ１６Ａに設定する（ステップＳ２９）。より具体的には、プロセッサ１０２は、入力した機械的特性を示すサイズ、位置のメカパラメータを示すように、モデル１６の式７４１のパラメータＢを変更する。
When the
プロセッサ１０２は、調整ツール１２３として、調整後のモデル１６からの挙動値Ｄ２をＦＡシステム５０から取得していた挙動値Ｄ１に合わせる「調整量の見積もり」に基づく調整処理を実行する（ステップＳ３１、Ｓ３３、Ｓ３５）を実施する。より具体的には、プロセッサ１０２は、モデル１６の式７４１における摩擦係数などのパラメータＡを推定（算出）する（ステップＳ３１）。ステップＳ３１の処理の詳細は図１４で後述する。
The
プロセッサ１０２は、調整処理の結果を含むガイダンス情報を出力する（ステップＳ３３）。例えば、調整処理の結果として、調整後の摩擦係数の値がディスプレイ１０９に表示される。
プロセッサ１０２は、設計者のユーザ操作を受付け、受付けたユーザ操作が“ＯＫ”を示すか否かを判定する（ステップＳ３５）。プロセッサ１０２は、ユーザ操作は“ＯＫ”を示さないと判定すると（ステップＳ３５でＮＯ）、ステップＳ３１に移行して、パラメータ調整処理を継続する。
一方、プロセッサ１０２は、ユーザ操作は“ＯＫ”を示すと判定すると（ステップＳ３５でＹＥＳ）、プロセッサ１０２は、モデルパラメータ１６Ａの摩擦係数を、調整後の摩擦係数に書き換えることによって、モデルパラメータ１６Ａを更新する（ステップＳ３７）。例えば、設計者は、図１０のグラフなどから、モデル１６が算出する挙動は実機のサーボモータ４１０の挙動に整合していると判断したとき、ユーザ操作として“ＯＫ”を情報処理装置１０に対し入力する。
On the other hand, when the
図１４を参照して、仮パラメータセットを用いたパラメータ調整処理（ステップＳ３１）を説明する。仮パラメータセットは、摩擦係数を含むパラメータＢとステップＳ２９で入力したパラメータＡとを含む。ここでは、仮パラメータセットは調整対象である摩擦係数が変更されることにより更新されて、更新される毎に新たな仮パラメータセットが生成される。 The parameter adjustment process (step S31) using the temporary parameter set will be described with reference to FIG. The temporary parameter set includes parameter B including the coefficient of friction and parameter A input in step S29. Here, the temporary parameter set is updated by changing the friction coefficient to be adjusted, and a new temporary parameter set is generated each time it is updated.
まず、プロセッサ１０２は、パラメータ調整処理におけるモデルパラメータ１６Ａの仮パラメータセットを生成する（ステップＳ３１１）。パラメータ調整処理の開始時には、摩擦係数には初期値が設定されることにより、仮パラメータセットが生成される。
First, the
プロセッサ１０２は、シミュレータ２１として、制御プログラム１５とステップＳ３１１で生成された仮パラメータセットがモデルパラメータとして設定されたモデル１６とを、タイムステップｔｉ毎に繰り返し実行し、シミュレーション結果を生成する（ステップＳ３１３）。生成されるシミュレーション結果は、タイムステップｔｉに従う時系列の挙動値Ｄ２を示す。
The
プロセッサ１０２は、シミュレーション結果である時系列の挙動値Ｄ２とステップＳ２１で格納された実機の時系列の挙動値Ｄ１との差Ｄ３が十分に小さいかを判定する（ステップＳ３１５）。より具体的には、例えば差Ｄ３を閾値と比較し、比較結果に基づき差Ｄ３は十分に小さいかを判定する。
The
差Ｄ３は十分に小さくないと判定されると（ステップＳ３１５でＮＯ）、ステップＳ３１１に戻る。ステップＳ３１１では、プロセッサ１０２は、現在の仮パラメータセットの摩擦係数を変更することによって、新たな仮パラメータセットを生成する。プロセッサ１０２は、生成された新たな仮パラメータセットを用いてシミュレーションを実行する（ステップＳ３１３）。プロセッサ１０２は、シミュレーション結果としての時系列の挙動値Ｄ２とステップＳ２９で格納された実機の時系列の挙動値Ｄ１との差Ｄ３が十分に小さいかを判定する（ステップＳ３１５）。このように、プロセッサ１０２は、差Ｄ３が十分に小さくなるまで、すなわち最適な仮パラメータセットが得られるまでシミュレーションとシミュレーション結果に基づく仮パラメータセットの生成を繰り返す。
If it is determined that the difference D3 is not sufficiently small (NO in step S315), the process returns to step S311. At step S311, the
プロセッサ１０２は、差Ｄ３が十分に小さいと判定したとき（ステップＳ３１５でＹＥＳ）、プロセッサ１０２は、最も最近に生成された仮パラメータセットを、モデルパラメータ１６Ａに採用する（ステップＳ３１７）。より具体的には、プロセッサ１０２は、モデルパラメータ１６Ａを、最も最近に生成された仮パラメータセットで書換える。これにより、オフライン環境下のモデルパラメータ１６Ａを、オンライン環境下の実機の機械的特性または物理的特性に整合させることができる。
When the
図１３および図１４の調整処理によれば、オフライン環境において、情報処理装置１０は、制御パラメータ２０Ｂおよびモデルパラメータ１６Ａを、オンライン環境下の制御パラメータ２０Ａの変化と実機の機械的特性および物理的特性の変化とに追従させて変更（調整）することができる。したがって、制御対象について新規導入された実機の挙動に整合するように、モデル１６が有するモデルパラメータ１６Ａまたは制御パラメータ２０Ａ（２０Ｂ）を調整することができる。このような調整によって、開発環境において、現場で新規導入された制御対象の駆動機器（実機）の制御プログラム１５と当該駆動機器のモデル１６とを簡単に取得できる。
According to the adjustment process of FIGS. 13 and 14, in the offline environment, the
なお、図１３と図１４の処理は、制御対象の実機の経年変化に伴う挙動の変動に整合するように、モデル１６が有するモデルパラメータ１６Ａまたは制御パラメータ２０Ａ（２０Ｂ）を調整するケースにも適用することができる。
The processing of FIGS. 13 and 14 is also applied to the case of adjusting the
図１４の最適な仮パラメータセットを探索するアルゴリズムには、各種のアルゴリズムを適用できる。また、ステップＳ３１５では、当該アリゴリズムの処理を終了する条件に差Ｄ３を用いたが、終了判定条件は、差Ｄ３を用いた条件に限定されない。例えば、終了判定条件に、ステップＳ３１１～Ｓ３１５の処理を繰り返した回数を用いてもよい。その場合は、プロセッサ１０２は、処理を繰り返す過程で得られたベストの仮パラメータセットを保存しておき、当該ベストの仮パラメータセットを最適な仮パラメータセットに採用する。
Various algorithms can be applied to the algorithm for searching for the optimal temporary parameter set in FIG. Also, in step S315, the difference D3 is used as the condition for terminating the processing of the algorithm, but the termination determination condition is not limited to the condition using the difference D3. For example, the number of times the processes of steps S311 to S315 have been repeated may be used as the end determination condition. In that case, the
＜Ｌ．対応関係とモデル＞
図１５は、本実施の形態に係るＣＡＤセット１３９のデータの一例を模式的に示す図である。図１６は、本実施の形態に係る対応関係２４Ａの情報の一例を模式的に示す図である。図１７は、本実施の形態に係る調整量を含んだモデルの一例を示す図である。
<L. Correspondence and model >
FIG. 15 is a diagram schematically showing an example of data in the CAD set 139 according to this embodiment. FIG. 16 is a diagram schematically showing an example of information of
本実施の形態では、対象ＩＤ１３９１で識別される複数のＣＡＤセット１３９が提供される。複数のＣＡＤセット１３９は、制御対象毎に階層構造を有している。ロータリーナイフのサーボモータの複数のＣＡＤセット１３９は、当該サーボモータを構成する各部品について、ＣＡＤセット１３９を有する。図１５では、例えば、サーボモータを構成するモータの軸１６１のＣＡＤセット１３９が示される。
In this embodiment, a plurality of CAD sets 139 identified by
図１５を参照して、ＣＡＤセット１３９は、オブジェクト１６Ｄとして、軸受け１６０と、ロータリーナイフの接続部１６２とに接続される軸１６１のオブジェクト１６Ｄを含む。また、ＣＡＤセット１３９は、制御対象の駆動機器（サーボモータの軸１６１）の制御に関連した属性パラメータ１６Ｃとして、物理パラメータを構成する重さＷおよび摩擦係数ＦＲと、メカパラメータを構成する軸１６１の長さＬと軸１６１の向きＤと軸１６１の径Ｒとを含む。
Referring to FIG. 15, CAD set 139 includes object 16D of shaft 161 connected to bearing 160 and connecting portion 162 of the rotary knife as object 16D. In addition, the CAD set 139 includes, as
本実施の形態では、ＣＡＤセット１３９において、基本モデル１６Ｂの演算式が有するパラメータの数（種類）と、属性パラメータ１６Ｃが有するパラメータの数（種類）とは一致しないことがあり得る。すなわち、属性パラメータ１６Ｃには、挙動を算出するために必要なパラメータと他のパラメータが含まれ得る。したがって、モデル作成ツール２４は、駆動機器の対象ＩＤ１３９１を有するＣＡＤセット１３９のうちの軸１６１のＣＡＤセットから、当該駆動機器の挙動を算出するためのモデル１６を作成するとき、対応関係２４Ａの情報を作成する。より具体的には、対応関係２４Ａでは、１つ以上の属性パラメータ１６Ｃのうち、基本モデル１６Ｂが有するパラメータの種類と一致するパラメータのみに、基本モデル１６Ｂが有する対応のモデルパラメータ１６Ａが紐付けられる。図１６の対応関係２４Ａでは、軸１６１の属性パラメータ１６Ｃである長さＬ、向きＤ、摩擦係数ＦＲおよび重さＷは、それぞれ、基本モデル１６Ｂが有するパラメータ１６ＡのパラメータＢ１、Ｂ２、Ａ１およびＡ２が紐付けられる。図１６の対応関係２４Ａでは、属性パラメータ１６ＣのパラメータＲは、モデル作成ツール２４によって、基本モデル１６Ｂが有するパラメータの種類と一致しない種類のパラメータと判定されたことが示される。
In the present embodiment, in the CAD set 139, the number (type) of parameters in the arithmetic expression of the basic model 16B may not match the number (type) of parameters in the
図１７に示す演算式は、図１５および図１６で示された軸１６１の挙動を算出するためのモデルの演算式７４１Ａの一例を示している。演算式７４１Ａは、図６で示した演算式７４１の変形例である。演算式７４１Ａは、当該演算式が有するモデルパラメータのうち、パラメータＡ１とＢ１には、それぞれ、調整量ａ１とｂ１が付加されているとともに、補正項Ｃを有する。本実施の形態では、調整量ａ１とｂ１および補正項Ｃは、パラメータの最適化の制約条件として利用される。
The arithmetic expression shown in FIG. 17 is an example of the model
補正項Ｃは、モデルの演算式では算出することができない値、例えば曲げ、ねじれ、ひねり等の挙動示す値を補うために設定される。この補正項Ｃが設定されることで、タイムステップｔｉの繰り返し過程において、モデルから算出される挙動値を効率よく収束させることができる。 The correction term C is set to compensate for values that cannot be calculated by the model equation, such as values indicating behavior such as bending, twisting, and torsion. By setting this correction term C, the behavior value calculated from the model can be efficiently converged in the process of repeating the time step ti.
＜Ｍ．調整量と補正項の設定＞
図１７に示した調整量ａ１，ｂ１は、タイムステップｔｉ毎に対応のパラメータの値に加算（または減算）される値を示す。この調整量は、挙動が算出される対象の種類に依存して固定とすることもでき、または、ユーザが可変に設定することもできる。図１８と図１９は、本実施の形態に係る補正項Ｃと調整量ａ１，ｂ１の設定を支援するＵＩの一例を模式的に示す図である。図２０は、本実施の形態に係る補正項Ｃを説明する図である。設計者は、開発支援ツール２０を操作してモデル１６を作成する場合、調整量ａ１，ｂ１および補正項Ｃを設定することができる。
<M. Setting of adjustment amount and correction term>
The adjustment amounts a1 and b1 shown in FIG. 17 indicate values to be added (or subtracted) from the value of the corresponding parameter at each time step ti. This amount of adjustment can be fixed depending on the type of object for which the behavior is being calculated, or it can be variably set by the user. 18 and 19 are diagrams schematically showing an example of a UI for assisting setting of correction term C and adjustment amounts a1 and b1 according to the present embodiment. FIG. 20 is a diagram for explaining the correction term C according to this embodiment. The designer can set the adjustment amounts a1 and b1 and the correction term C when operating the
図１８～図２０を参照して、制御対象に対応の実機の挙動と当該制御対象のシミュレーションによって取得される挙動との間の差を最小にするような属性パラメータ１６Ｃの最適化を説明する。
Optimization of the
設計者は、シミュレーション実行後の結果を確認して、最適化のために、調整量ａ１，ｂ１および補正項Ｃを設定するシーンを説明する。図１８を参照して、ディスプレイ１０９に表示されるＵＩ画面１２５は、領域ＡＥ１とＡＥ２を含む。領域ＡＥ２は、図５と同様に、シミュレーション結果のグラフを表示する領域９１と、ビジュアライザ２７が描画する制御対象の動きを表す３Ｄ画像を表示する領域９３とを含む。また、ＵＩ画面１２５の領域ＡＥ１では、ガイド情報として、シミュレーションの対象の実機のデータセット５の指定操作を受け付ける選択肢と、領域９１のグラフＤ１とグラフＤ２の差を表す情報５２と、調整量ａ１,ｂ１の設定を受け付けるための情報５３と、補正項Ｃの設定を受け付けるための情報５４と、ボタン５８とが表示される。
The designer confirms the result after executing the simulation and explains the scene in which the adjustment amounts a1 and b1 and the correction term C are set for optimization. Referring to FIG. 18,
情報５３は、モデルパラメータ１６Ａのうちのメカパラメータの調整量ｂ１を設定するための情報５３１と、物理パラメータの調整量ａ１を設定するための情報５３２とを含む。調整量を設定可能なパラメータの種類は、指定されたデータセット５に基づき決定されている。すなわち、データセット５は、調整対象のパラメータの種類と調整量を有す。例えば、データセット５は、実機の軸１６１の長さ±１０ｍｍの幅でバラツク可能性があることを示す。情報５３には、このようなバラツキの大きさ（幅）を数値で示す。設計者は、情報５３が示すバラツキの幅に基づき、タイムステップｔｉ毎の調整量ｂ１を設定する。
The
設計者は、図１８の領域９１のグラフＤ１とグラフＤ２の差ＤＤに基づき補正項Ｃの割合を設定できる。最適化は、差ＤＤを小さくするように実施される。本実施の形態では、図２０に示すように、差ＤＤに占める補正項Ｃの値の割合（図２０の斜線部）を情報５４として設定すると、シミュレーションによって、（ＤＤ－Ｃ）の量（図２０のクロスハッチ部）を小さくするような最適化が実施される。したがって、差ＤＤに占める補正項Ｃの値の割合が大きいほど、最適化にかかる時間（すなわち、シミュレーション時間）の短縮化を期待できる。
The designer can set the ratio of the correction term C based on the difference DD between the graphs D1 and D2 in the
設計者は、調整量ａ１，ｂ１および補正項Ｃを設定して、ボタン５８を操作する。プロセッサ１０２は、モデル作成ツール２４として、調整量ａ１，ｂ１および補正項Ｃをモデル１６に設定し、モデル１６を更新し、更新されたモデル１６を用いてシミュレーションを実施する。
The designer sets the adjustment amounts a1 and b1 and the correction term C, and operates the button 58. FIG.
シミュレーションの結果が、例えば図１９のＵＩ画面１２５で表示される。図１９では、領域ＡＥ１において、更新されたモデル１６に適用された調整量ａ１，ｂ１を示す情報５３Ａ，５３Ｂと補正項Ｃの情報５４が表示される。また、領域９１にはシミュレーション結果を示すグラフＤ３が追加表示されて、領域９３では更新されたモデル１６によって挙動が算出された駆動機器の制御対象に対応のオブジェクト（画像）は、ハイライト表示される。
The simulation result is displayed on the
設計者は、差ＤＤを最小化するようなグラフＤ３が取得されるように、シミュレーションを繰り返す。より具体的には、図１８のＵＩ画面１２５において、設計者は、調整量ａ１，ｂ１をバラツキの大きさ（幅）内で変更し、また、補正項Ｃを変更し、変更後の調整量ａ１，ｂ１および補正項Ｃをモデル１６に設定する、このように更新されたモデル１６を用いてシミュレーションは実施される。
The designer repeats the simulation so that the graph D3 that minimizes the difference DD is obtained. More specifically, on the
このようなシミュレーションの繰り返しにおいて、図１９のＵＩ画面１２５において、差ＤＤを最小化するような挙動値を示すグラフＤ３が表示されたとき、設計者は最適化の完了を確認できる。なお、このようなシミュレーションを予め定められた回数繰り返し実行したとき、プロセッサ１０２は、差ＤＤを閾値と比較し、比較の結果、差ＤＤを十分に最小化できないと判定したときは、制御対象の実機の仕様が妥当でない旨を通知（出力）するようにしてもよい。
When such simulations are repeated, the designer can confirm the completion of the optimization when the
図１９のＵＩ画面では、さらにボタン５６１，５７１が表示される。ボタン５６１，５７１は、上記に述べた調整量ａ１，ｂ１を含んだ値のモデルパラメータ１６Ａを、ＣＡＤセット１３９の属性パラメータ１６Ｃに反映するためのユーザ操作を受け付けるために表示される。ボタン５６１は、モデルパラメータ１６Ａのパラメータ毎に反映するためのユーザ操作を受け付ける。ボタン５７１は、モデルパラメータ１６Ａの全てのパラメータを、一括して属性パラメータ１６Ｃに反映するためのユーザ操作を受け付ける。
On the UI screen of FIG. 19,
ボタン５６１または５７１が操作されたとき、プロセッサ１０２は、パラメータ反映ツール２８として、モデルパラメータ１６Ａの各パラメータの値を、対応関係２４Ａの情報に基づき、当該パラメータに対応する属性パラメータ１６Ｃのパラメータに反映する。このように、制御対象に対応の実機の挙動と当該制御対象のシミュレーションによって取得される挙動との間の差ＤＤを最小にするような属性パラメータ１６Ｃを有したＣＡＤセット１３９を取得できる。
When the
＜Ｎ．ＣＡＤセットのパラメータ更新処理のフローチャート＞
制御対象に対応の実機が現場で部品交換などの修繕がされて、これに伴い、当該制御対象に対応のモデルパラメータ１６Ａを更新し、更新後のモデルパラメータ１６Ａを、当該制御対象の部品のＣＡＤセット１３９の属性パラメータ１６Ｃに反映するケースを説明する。
<N. Flowchart of CAD Set Parameter Update Processing>
When the actual machine corresponding to the controlled object is repaired at the site, such as part replacement, the
図２１は、本実施の形態に係るＣＡＤセットのパラメータ更新処理のフローチャートである。図２１を参照して、プロセッサ１０２が、開発支援ツール２０を実行することによって、処理を説明する。図２０の処理は、図１２の処理のステップＳ７およびステップＳ１３の処理を、ステップＳ７ａおよびステップＳ１３ａに変更しているが、他の処理は図１２と同じなので説明は繰り返さない。
FIG. 21 is a flowchart of CAD set parameter update processing according to the present embodiment. Processing will be described by
プロセッサ１０２は、決定されたＦＢセット１３８の各ＦＢに、制御パラメータ設定部２３として、制御の仕方１９ｃに基づく制御パラメータ２０Ｂを設定し（ステップＳ５）、また、プロセッサ１０２は、ＣＡＤセット１３９からモデルを作成する（ステップＳ７ａ）。モデル１６を作成するとき、プロセッサ１０２は、ＣＡＤセット１３９の属性パラメータ１６Ｃとモデル１６が有するモデルパラメータ１６Ａとの間の対応関係２４Ａの情報を作成する（ステップＳ７ｂ）。
The
プロセッサ１０２は、シミュレータ２１として、制御パラメータ２０Ｂが設定された制御プログラム１５およびモデルパラメータ１６Ａが設定されたモデル１６を実行して、制御対象の駆動機器の挙動をシミュレーションし（ステップＳ１０）、また、ビジュアライズ処理を実施する（ステップＳ１１）。
The
シミュレーションにおいては、モデルパラメータ１６Ａを変更（調整）しながらシミュレーションを繰り返し実施する（ステップＳ１２）。
In the simulation, the simulation is repeated while changing (adjusting) the
プロセッサ１０２は、シミュレーションによって最適化された制御パラメータ２０Ｂおよびモデルパラメータ１６Ａを取得する。プロセッサ１０２は、パラメータ反映ツール２８として、これら取得されたモデルパラメータ１６Ａを、対応関係２４Ａの情報に基づき、当該制御対象のＣＡＤセット１３９の属性パラメータ１６Ｃに反映する（ステップＳ１３ａ）。
このように、現場の制御対象の駆動機器（実機）が修繕されたとしても、開発環境において、当該制御対象の駆動機器の挙動を算出するためのモデル１６に、修繕後の実機の挙動を算出できるモデルパラメータ１６Ａを更新（変更）できるとともに、制御対象に対応のＣＡＤセット１３９の属性パラメータ１６Ｃを、変更後のモデルパラメータ１６Ａに整合させておくことができる。
In this way, even if the driving device (actual device) to be controlled at the site is repaired, the behavior of the actual device after repair is calculated in the
このようにＣＡＤセット１３９が、最適化された属性パラメータ１６Ｃを有する場合、シミュレーションにおいては、設定１９ｂとして、最適化された属性パラメータ１６Ｃに基づく設定を用いることもできる。
When the CAD set 139 has the optimized
なお、本実施の形態では、情報処理装置１０は、図１２～図１４に示す制御プログラムおよびモデルの作成ツールと、図２１に示すＣＡＤセット１３９のパラメータ更新のツールの両方を備えるが、いずれか一方のみを備えるように構成されてもよい。
In the present embodiment, the
＜Ｏ．プログラム＞
本実施の形態において提供される制御プログラム１５またはモデル１６などの開発環境は、主に、プロセッサ１０２がストレージ１１１に格納されたプログラムを読出し、主メモリ１０４に展開して、プロセッサ１０２が展開されたプログラムを解釈及び実行して、各構成要素を制御する。
<O. Program>
The development environment such as the
開発環境を実現するためのプログラムおよびデータは、ネットワークインターフェイス１１０またはローカル通信インターフェイス１１６および通信回線を介してストレージ１１１にダウンロードされてもよい。または、記録媒体１１４を介してストレージ１１１にダウンロードされるとしてもよい。記録媒体１１４は、コンピュータその他装置、機械等が記録されたプログラム等の情報を読み取り可能なように、当該プログラム等の情報を、電気的、磁気的、光学的、機械的または化学的作用によって蓄積する媒体である。情報処理装置１０は、この記録媒体１１４から、開発環境を実現するためのプログラムまたはデータを取得してもよい。取得されたプログラムはプロセッサにより、またはプロセッサとＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit），ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）などの回路との組合せにより実行され得る。
Programs and data for realizing the development environment may be downloaded to
＜Ｐ．付記＞
上述したような本実施の形態は、以下のような技術思想を含む。
［構成１］
情報処理システムであって、
情報処理システムは、
制御対象を駆動する駆動機器（５６、４１０）の制御プログラム（１５）を実行し前記駆動機器を制御するコントローラ（５１）と、
前記制御プログラムを実行しその実行結果を用いて前記駆動機器の挙動をシミュレーションするシミュレータ（２１）と、
前記駆動機器のオブジェクト（１６Ｄ）を有するＣＡＤデータ（１３９）と、前記ＣＡＤデータから作成される当該駆動機器の挙動を算出するためのモデルとを格納する格納部（１１３）と、を備え、
前記シミュレータは、前記制御プログラムの実行によって取得される指令値を入力として、前記駆動機器の前記モデルを実行することにより当該駆動機器の挙動を算出するアクチュエータエミュレータ（１２０）を有し、
前記ＣＡＤデータは、さらに前記駆動機器の制御に関連した属性を示す１つ以上の属性パラメータ（１６Ｃ）を有し、
前記モデルは、前記１つ以上の属性パラメータに対応する１つ以上のモデルパラメータ（１６Ａ）を有し、
前記情報処理システムは、さらに、
前記コントローラによって前記制御プログラムが実行されるとき、前記駆動機器の挙動を示す第１の挙動値（Ｄ１）を収集する第１収集部（６０）と、
前記シミュレーションが実行されるとき前記アクチュエータエミュレータによって算出される前記挙動を示す第２の挙動値（Ｄ２）を収集する第２収集部（１３０）と、
前記第１収集部によって収集された前記第１の挙動値と、前記第２収集部によって収集された前記第２の挙動値との間の差（Ｄ３）に基づき、前記モデルの前記モデルパラメータ（１６Ａ）の値を調整する調整部（１２３）と、
前記調整部による調整後の前記モデルパラメータの値を、前記ＣＡＤデータが有する前記属性パラメータに反映するパラメータ反映部（２７）と、を備える、情報処理システム。
［構成２］
前記情報処理システムは、前記ＣＡＤデータが有する前記１つ以上の属性パラメータと前記モデルが有する１つ以上のモデルパラメータとの間の対応関係（２４Ａ）を作成する、構成１に記載の情報処理システム。
［構成３］
記情報処理システムは、前記ＣＡＤデータから前記モデルが作成されるとき、前記対応関係を作成する、構成２に記載の情報処理システム。
［構成４］
前記パラメータ反映部は、さらに、作成された前記対応関係に基づき、前記調整部による調整後の前記モデルパラメータの値を、前記ＣＡＤデータが有する当該モデルパラメータに対応する属性パラメータに反映する、構成２または３に記載の情報処理システム。
［構成５］
前記第１収集部によって収集された前記第１の挙動値と、前記第２収集部によって収集された前記第２の挙動値とを、収集された時間に基づき互いに関連付けて出力する、構成１から４のいずれか１に記載の情報処理システム。
［構成６］
前記第１の挙動値および前記第２の挙動値は、それぞれ、時系列に収集された挙動値を含み、
前記関連付けは、挙動値を縦軸とし、前記時間軸を横軸とした２次元平面の上に、前記第１収集部によって収集された時系列の前記第１の挙動値と、前記第２収集部によって収集された時系列の前記第２の挙動値とを、収集された時間に基づきプロットすることを含む、構成５に記載の情報処理システム。
［構成７］
前記モデルパラメータは、前記駆動機器の機械的特性または物理的特性に基づくパラメータを含む、構成１から６のいずれか１項に記載の情報処理システム。
［構成８］
前記シミュレーションにおいて、
前記アクチュエータエミュレータによって実行されるモデルは、前記調整部によって調整された前記モデルパラメータを有するモデルを含む、構成１から７のいずれか１に記載の情報処理システム。
［構成９］
前記コントローラは、前記駆動機器の挙動を示す前記第１の挙動値を入力として、第１制御パラメータに基づき前記制御プログラムを実行し、
前記シミュレータは、前記アクチュエータエミュレータによって算出される挙動を示す前記第２の挙動値を入力として、第２制御パラメータに基づき前記制御プログラムを実行し、
前記調整部は、さらに、
前記第２制御パラメータを、前記第１制御パラメータに整合するように調整し、その後、前記モデルパラメータの調整を実施する、構成１から８のいずれか１に記載の情報処理システム。
［構成１０］
前記第１の挙動値および前記第２の挙動値は、それぞれ、時系列に収集された挙動値を含み、
前記調整部は、
時系列に収集された前記第１の挙動値と、時系列に収集された前記第２の挙動値との間の同一時間または同一時刻での差に基づき、前記モデルパラメータを調整するためのガイド情報（１０３）を出力する、構成１から９のいずれか１に記載の情報処理システム。
［構成１１］
前記ガイド情報は、調整対象のモデルパラメータを識別する情報（１３４２）と、当該モデルパラメータの調整量（１３４）とを含む、構成１０に記載の情報処理システム。
［構成１２］
ユーザ操作によって指定される調整対象のモデルパラメータおよび当該モデルパラメータの調整量に基づき、前記モデルが有する前記モデルパラメータを調整する、構成１１に記載の情報処理システム。
［構成１３］
前記シミュレータは、前記差が予め定められた条件を満たすまで、前記調整部によって前記調整が実施される毎に、調整後のモデルパラメータを有するモデルを実行するアクチュエータエミュレータを用いて前記シミュレーションを実行する、構成１から１２のいずれか１に記載の情報処理システム。
［構成１４］
情報処理システムにおいて実施される方法であって、
制御対象の駆動機器（５６、４１０）を制御する制御プログラム（１５）をコントローラ（５１）に実行させるステップを備え、
前記情報処理システムは、前記駆動機器のオブジェクトを有するＣＡＤデータ（１３９）と、前記ＣＡＤデータから作成される当該駆動機器の挙動を算出するためのモデル（１６）とを格納する格納部（１１３）を備え、
前記方法は、さらに、
前記制御プログラムを実行しその実行結果を用いて前記駆動機器の挙動をシミュレーションするステップと、
前記シミュレーションするステップは、前記制御プログラムの実行によって取得される指令値を入力として、前記駆動機器の前記モデルを実行することにより当該駆動機器の挙動を算出するアクチュエータエミュレーションを実行するステップを含み、
前記ＣＡＤデータは、さらに前記駆動機器の制御に関連した属性を示す１つ以上の属性パラメータ（１６Ｃ）を有し、
前記モデルは、前記１つ以上の属性パラメータに対応する１つ以上のモデルパラメータ（１６Ａ）を有し、
前記方法は、さらに、
前記コントローラによって前記制御プログラムが実行されているとき、前記駆動機器の挙動を示す第１の挙動値（Ｄ１）を収集する第１収集ステップと、
前記シミュレーションが実行されるとき前記アクチュエータエミュレーションによって算出される前記挙動を示す第２の挙動値（Ｄ２）を収集する第２収集ステップと、
前記第１収集ステップにおいて収集された前記第１の挙動値と、前記第２収集ステップにおいて収集された前記第２の挙動値との間の差（Ｄ３）に基づき、前記モデルの前記モデルパラメータの値を調整するステップと、
前記調整するステップにおいて調整された前記モデルパラメータの値を、前記ＣＡＤデータが有する属性パラメータに反映するステップと、を備える、方法。
［構成１５］
構成１４に記載の方法をコンピュータに実行させるプログラム。
<P. Note>
The present embodiment as described above includes the following technical ideas.
[Configuration 1]
An information processing system,
Information processing system
a controller (51) that executes a control program (15) for a drive device (56, 410) that drives a controlled object and controls the drive device;
a simulator (21) that executes the control program and uses the execution result to simulate the behavior of the driving device;
a storage unit (113) for storing CAD data (139) having an object (16D) of the driving equipment and a model for calculating the behavior of the driving equipment created from the CAD data;
The simulator has an actuator emulator (120) that calculates the behavior of the drive device by executing the model of the drive device with input of command values obtained by executing the control program,
the CAD data further comprises one or more attribute parameters (16C) indicating attributes related to control of the drive equipment;
said model having one or more model parameters (16A) corresponding to said one or more attribute parameters;
The information processing system further comprises:
a first collection unit (60) collecting a first behavior value (D1) indicating the behavior of the driving device when the control program is executed by the controller;
a second collection unit (130) collecting a second behavior value (D2) indicating the behavior calculated by the actuator emulator when the simulation is executed;
the model parameters of the model ( 16A) adjusting unit (123) for adjusting the value of
An information processing system, comprising: a parameter reflection unit (27) that reflects the value of the model parameter after adjustment by the adjustment unit to the attribute parameter of the CAD data.
[Configuration 2]
The information processing system according to
[Configuration 3]
The information processing system according to
[Configuration 4]
[Configuration 5]
From
[Configuration 6]
the first behavior value and the second behavior value each include behavior values collected in time series;
The association is performed on a two-dimensional plane in which the vertical axis is the behavior value and the horizontal axis is the time axis. 6. The information processing system of
[Configuration 7]
7. The information processing system according to any one of
[Configuration 8]
In the simulation,
8. The information processing system according to any one of
[Configuration 9]
The controller receives as input the first behavior value indicating the behavior of the drive device and executes the control program based on a first control parameter,
The simulator receives as input the second behavior value indicating the behavior calculated by the actuator emulator, and executes the control program based on a second control parameter,
The adjustment unit further
9. The information handling system of any one of configurations 1-8, wherein the second control parameter is adjusted to match the first control parameter, and then the model parameter adjustment is performed.
[Configuration 10]
the first behavior value and the second behavior value each include behavior values collected in time series;
The adjustment unit
A guide for adjusting the model parameters based on the same-time or same-time difference between the first behavior value collected in time series and the second behavior value collected in time series. 10. The information processing system of any one of configurations 1-9, wherein the information (103) is output.
[Configuration 11]
11. The information processing system according to
[Configuration 12]
12. The information processing system according to configuration 11, wherein the model parameters of the model are adjusted based on a model parameter to be adjusted and an adjustment amount of the model parameter specified by a user operation.
[Configuration 13]
The simulator executes the simulation using an actuator emulator that executes a model having adjusted model parameters each time the adjustment is performed by the adjustment unit until the difference satisfies a predetermined condition. 13. The information processing system according to any one of the
[Configuration 14]
A method implemented in an information processing system, comprising:
comprising a step of causing a controller (51) to execute a control program (15) for controlling a drive device (56, 410) to be controlled;
The information processing system includes a storage unit (113) storing CAD data (139) having objects of the driving machine and a model (16) for calculating the behavior of the driving machine created from the CAD data. with
The method further comprises:
a step of executing the control program and simulating the behavior of the driving device using the execution result;
The step of simulating includes a step of performing actuator emulation for calculating the behavior of the drive device by executing the model of the drive device with the command value obtained by executing the control program as input,
the CAD data further includes one or more attribute parameters (16C) indicating attributes related to control of the drive equipment;
said model having one or more model parameters (16A) corresponding to said one or more attribute parameters;
The method further comprises:
a first collecting step of collecting a first behavior value (D1) indicating the behavior of the driving equipment when the control program is executed by the controller;
a second collecting step of collecting a second behavior value (D2) indicative of the behavior calculated by the actuator emulation when the simulation is performed;
of the model parameters of the model based on the difference (D3) between the first behavior value collected in the first collecting step and the second behavior value collected in the second collecting step; adjusting the value;
and a step of reflecting the values of the model parameters adjusted in the adjusting step in attribute parameters of the CAD data.
[Configuration 15]
A program that causes a computer to execute the method according to configuration 14.
今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。 It should be considered that the embodiments disclosed this time are illustrative in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is indicated by the scope of the claims rather than the above description, and is intended to include all modifications within the scope and meaning equivalent to the scope of the claims.
１ 情報処理システム、１０ 情報処理装置、１５ 制御プログラム、１６ モデル、１６Ａ モデルパラメータ、１６Ｂ 基本モデル、１７ ペア、１８ ビルダ、１９ ユーザ設定、１９ａ 制御対象、１９ｂ 設定、１９ｃ 制御の仕方、２０ 開発支援ツール、２０Ａ，２０Ｂ，１５２ 制御パラメータ、２１ シミュレータ、２２ 制御プログラム作成ツール、２３ 制御パラメータ設定部、２４ モデル作成ツール、２４Ａ 対応関係、２５ モデルパラメータ設定部、２６ 紐付け部、２７ ビジュアライザ、２８ パラメータ反映ツール、４０２ トリガ、５０ ＦＡシステム、５１ コントローラ、５５ 駆動機器、５６，４１０ サーボモータ、６０ 第１収集部、６２，６３ ＰＩＤ演算、６４，６７，Ｄ１，Ｄ２，Ｙ 挙動値、６６，６９ 指令値、８１ メカパラメータ、８２ 物理パラメータ、９１，９２，９３ 領域、９４，９５，９６ ボタン、１０２ プロセッサ、１０３ ガイド情報、１０４ 主メモリ、１０５ 仮想空間情報、１０６ 操作ユニット、１０８ 出力ユニット、１０９ ディスプレイ、１１１ ストレージ、１１４ 記録媒体、１１９ 仮想時刻生成プログラム、１２０ コントローラエミュレータ、１２１ 開発支援プログラム、１２２ 仮想時刻ジェネレータ、１２３ 調整ツール、１２４ アクチュエータエミュレータ、１２５ ＵＩ画面、１２６ シミュレーションプログラム、１３０ 第２収集部、１３１ 算出部、１３２ 調整プログラム、１３４ 管理プロフラム、１３５ ビジュアライザプログラム、１３６ 描画データ、１３８ ＦＢセット，１３９ ＣＡＤセット、１４１ 調整量決定部、１４２ 調整実施部、１４３ 出力部、４００ 包装機、４０１ 計測値、４０６ 切断機構、４０８ センサ、４１１ エンコーダ、４１２ 包装材、４１４ ワーク、４１６ ロータリーナイフ、４１８ 個別パッケージ、５００Ａ，５００Ｂ サーボドライバ、７４１ 演算式、１３４２ 調整量、Ｄ３ 差、Ｇ４，Ｇ５，Ｄ３ グラフ、１３８１，１３９１ 対象ＩＤ、ＴＲ 目標。 1 information processing system, 10 information processing device, 15 control program, 16 model, 16A model parameter, 16B basic model, 17 pair, 18 builder, 19 user setting, 19a controlled object, 19b setting, 19c control method, 20 development support Tool, 20A, 20B, 152 control parameter, 21 simulator, 22 control program creation tool, 23 control parameter setting unit, 24 model creation tool, 24A correspondence, 25 model parameter setting unit, 26 linking unit, 27 visualizer, 28 parameter Reflection tool, 402 trigger, 50 FA system, 51 controller, 55 drive device, 56,410 servo motor, 60 first collection unit, 62, 63 PID calculation, 64, 67, D1, D2, Y behavior value, 66, 69 command value 81 mechanical parameter 82 physical parameter 91, 92, 93 area 94, 95, 96 button 102 processor 103 guide information 104 main memory 105 virtual space information 106 operation unit 108 output unit 109 Display, 111 Storage, 114 Recording Medium, 119 Virtual Time Generation Program, 120 Controller Emulator, 121 Development Support Program, 122 Virtual Time Generator, 123 Adjustment Tool, 124 Actuator Emulator, 125 UI Screen, 126 Simulation Program, 130 Second Collection Unit , 131 calculation unit, 132 adjustment program, 134 management program, 135 visualizer program, 136 drawing data, 138 FB set, 139 CAD set, 141 adjustment amount determination unit, 142 adjustment execution unit, 143 output unit, 400 packaging machine, 401 measurement Value, 406 cutting mechanism, 408 sensor, 411 encoder, 412 packaging material, 414 workpiece, 416 rotary knife, 418 individual package, 500A, 500B servo driver, 741 arithmetic expression, 1342 adjustment amount, D3 difference, G4, G5, D3 graph , 1381, 1391 Target ID, TR Target.
Claims (15)
前記情報処理システムは、
制御対象を駆動する駆動機器の制御プログラムを実行し前記駆動機器を制御するコントローラと、
前記制御プログラムを実行しその実行結果を用いて前記駆動機器の挙動をシミュレーションするシミュレータと、
前記駆動機器のオブジェクトを有するＣＡＤデータと、前記ＣＡＤデータから作成される当該駆動機器の挙動を算出するためのモデルとを格納する格納部と、を備え、
前記シミュレータは、前記制御プログラムの実行によって取得される指令値を入力として、前記駆動機器の前記モデルを実行することにより当該駆動機器の挙動を算出するアクチュエータエミュレータを有し、
前記ＣＡＤデータは、さらに前記駆動機器の制御に関連した属性を示す１つ以上の属性パラメータを有し、
前記モデルは、前記１つ以上の属性パラメータに対応する１つ以上のモデルパラメータを有し、
前記情報処理システムは、さらに、
前記コントローラによって前記制御プログラムが実行されるとき、前記駆動機器の挙動を示す第１の挙動値を収集する第１収集部と、
前記シミュレーションが実行されるとき前記アクチュエータエミュレータによって算出される前記挙動を示す第２の挙動値を収集する第２収集部と、
前記第１収集部によって収集された前記第１の挙動値と、前記第２収集部によって収集された前記第２の挙動値との間の差に基づき、前記モデルの前記モデルパラメータの値を調整する調整部と、
前記調整部による調整後の前記モデルパラメータの値を、前記ＣＡＤデータが有する前記属性パラメータに反映するパラメータ反映部と、を備える、情報処理システム。 An information processing system,
The information processing system is
a controller that executes a control program for a drive device that drives a controlled object and controls the drive device;
a simulator that executes the control program and uses the execution result to simulate the behavior of the driving device;
a storage unit for storing CAD data having an object of the driving device and a model for calculating the behavior of the driving device created from the CAD data;
The simulator has an actuator emulator that calculates the behavior of the drive device by executing the model of the drive device with the command value acquired by executing the control program as an input,
The CAD data further includes one or more attribute parameters indicating attributes related to control of the drive equipment,
the model has one or more model parameters corresponding to the one or more attribute parameters;
The information processing system further comprises:
a first collection unit that collects a first behavior value indicating behavior of the drive device when the control program is executed by the controller;
a second collection unit that collects a second behavior value indicating the behavior calculated by the actuator emulator when the simulation is executed;
Adjusting values of the model parameters of the model based on differences between the first behavioral values collected by the first collecting unit and the second behavioral values collected by the second collecting unit. an adjustment unit that
an information processing system comprising: a parameter reflection unit that reflects the value of the model parameter after adjustment by the adjustment unit to the attribute parameter of the CAD data.
前記関連付けは、挙動値を縦軸とし、時間軸を横軸とした２次元平面の上に、前記第１収集部によって収集された時系列の前記第１の挙動値と、前記第２収集部によって収集された時系列の前記第２の挙動値とを、収集された時間に基づきプロットすることを含む、請求項５に記載の情報処理システム。 the first behavior value and the second behavior value each include behavior values collected in time series;
The association is performed by plotting the first behavior values in time series collected by the first collection unit and the second collection unit on a two-dimensional plane in which the vertical axis is the behavior value and the horizontal axis is the time axis. 6. The information processing system of claim 5, comprising plotting the time series of the second behavior values collected by and based on the time collected.
前記アクチュエータエミュレータによって実行されるモデルは、前記調整部によって調整された前記モデルパラメータを有するモデルを含む、請求項１から７のいずれか１に記載の情報処理システム。 In the simulation,
8. The information processing system according to any one of claims 1 to 7, wherein the model executed by said actuator emulator includes a model having said model parameters adjusted by said adjustment unit.
前記シミュレータは、前記アクチュエータエミュレータによって算出される挙動を示す前記第２の挙動値を入力として、第２制御パラメータに基づき前記制御プログラムを実行し、
前記調整部は、さらに、
前記第２制御パラメータを、前記第１制御パラメータに整合するように調整し、その後、前記モデルパラメータの調整を実施する、請求項１から８のいずれか１項に記載の情報処理システム。 The controller receives as input the first behavior value indicating the behavior of the drive device and executes the control program based on a first control parameter,
The simulator receives as input the second behavior value indicating the behavior calculated by the actuator emulator, and executes the control program based on a second control parameter,
The adjustment unit further
9. An information handling system according to any one of the preceding claims, wherein the second control parameter is adjusted to match the first control parameter, after which adjustment of the model parameter is performed.
前記調整部は、
時系列に収集された前記第１の挙動値と、時系列に収集された前記第２の挙動値との間の同一時間または同一時刻での差に基づき、前記モデルパラメータを調整するためのガイド情報を出力する、請求項１から９のいずれか１項に記載の情報処理システム。 the first behavior value and the second behavior value each include behavior values collected in time series;
The adjustment unit
A guide for adjusting the model parameters based on the same-time or same-time difference between the first behavior value collected in time series and the second behavior value collected in time series. 10. The information processing system according to any one of claims 1 to 9, which outputs information.
制御対象の駆動機器を制御する制御プログラムをコントローラに実行させるステップを備え、
前記情報処理システムは、前記駆動機器のオブジェクトを有するＣＡＤデータと、前記ＣＡＤデータから作成される当該駆動機器の挙動を算出するためのモデルとを格納する格納部を備え、
前記方法は、さらに、
前記制御プログラムを実行しその実行結果を用いて前記駆動機器の挙動をシミュレーションするステップと、
前記シミュレーションするステップは、前記制御プログラムの実行によって取得される指令値を入力として、前記駆動機器の前記モデルを実行することにより当該駆動機器の挙動を算出するアクチュエータエミュレーションを実行するステップを含み、
前記ＣＡＤデータは、さらに前記駆動機器の制御に関連した属性を示す１つ以上の属性パラメータを有し、
前記モデルは、前記１つ以上の属性パラメータに対応する１つ以上のモデルパラメータを有し、
前記方法は、さらに、
前記コントローラによって前記制御プログラムが実行されているとき、前記駆動機器の挙動を示す第１の挙動値を収集する第１収集ステップと、
前記シミュレーションが実行されるとき前記アクチュエータエミュレーションによって算出される前記挙動を示す第２の挙動値を収集する第２収集ステップと、
前記第１収集ステップにおいて収集された前記第１の挙動値と、前記第２収集ステップにおいて収集された前記第２の挙動値との間の差に基づき、前記モデルの前記モデルパラメータの値を調整するステップと、
前記調整するステップにおいて調整された前記モデルパラメータの値を、前記ＣＡＤデータが有する属性パラメータに反映するステップと、を備える、方法。 A method implemented in an information processing system, comprising:
comprising a step of causing a controller to execute a control program for controlling a drive device to be controlled;
The information processing system includes a storage unit for storing CAD data having objects of the driving equipment and a model for calculating the behavior of the driving equipment created from the CAD data,
The method further comprises:
a step of executing the control program and simulating the behavior of the driving device using the execution result;
The step of simulating includes a step of executing actuator emulation for calculating the behavior of the driving device by executing the model of the driving device with the command value obtained by executing the control program as input,
The CAD data further includes one or more attribute parameters indicating attributes related to control of the drive equipment,
the model has one or more model parameters corresponding to the one or more attribute parameters;
The method further comprises:
a first collecting step of collecting a first behavior value indicating the behavior of the drive device when the control program is executed by the controller;
a second collecting step of collecting a second behavior value indicative of the behavior calculated by the actuator emulation when the simulation is performed;
Adjusting values of the model parameters of the model based on differences between the first behavioral values collected in the first collecting step and the second behavioral values collected in the second collecting step. and
and a step of reflecting the values of the model parameters adjusted in the adjusting step in attribute parameters of the CAD data.
A program for causing a processor to execute the method according to claim 14.
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