WO2019082704A1 - サーボモータ調整装置およびサーボモータ調整方法 - Google Patents
サーボモータ調整装置およびサーボモータ調整方法Info
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Definitions
- the present invention relates to a servomotor adjustment device and a servomotor adjustment method.
- servo control is performed to control a motor that drives a control target, and to automatically control the position, orientation, attitude, etc. of the control target to follow a target value as a control amount.
- the system is known.
- multi-axis cooperative control in which a plurality of motors are interlocked in conjunction with servo control is performed with a positioning table, a conveyance roller, a robot arm and the like as control targets.
- various types of servo control for the motor related to multi-axis cooperative control according to the type of control target, the type of control method, the characteristic of the motor that drives the control target, etc.
- Parameters servo parameters
- various gain values, various filters and the like related to PID (Proportional-Integral-Differential) control are exemplified.
- various gain values are a velocity proportional gain value, a velocity integral gain value, a position proportional gain value, and the like.
- the various filters are torque filter characteristics that limit the output torque of the motor, notch filter characteristics that suppress mechanical resonance, and the like.
- Servo control of the motor related to multi-axis cooperative control is performed according to various parameters adjusted through the servo motor adjustment device, and, for example, velocity data and position data etc. of each motor being driven under the servo control It is measured at a predetermined sampling cycle.
- the servomotor adjustment device acquires the measurement data, for example, and displays the measurement data on a display device such as an LCD (Liquid Crystal Display) as a graph showing transition of speed, position, etc. on the time axis.
- a display device such as an LCD (Liquid Crystal Display) as a graph showing transition of speed, position, etc. on the time axis.
- a change in speed, a change in position, and the like of each motor involved in multi-axis coordinated control being driven are graphically displayed as time-series data.
- the user of the servomotor adjustment device (hereinafter also referred to as "user") is a response characteristic at the time of servo control operation for each motor related to multi-axis cooperative control from time-series change of each measurement data displayed graphically on the screen.
- Evaluate In the adjustment operation of servo control adjustment of setting conditions of various parameters based on the evaluation result of response characteristics and evaluation of measurement data based on the adjusted setting conditions are repeated for each motor related to multi-axis cooperative control.
- optimization of setting conditions of various parameters related to servo control is performed for each of the multi-axis cooperatively controlled motors for driving the control target.
- a user drives a control target in conjunction with a plurality of motors under the setting conditions, for example, when evaluating setting conditions of various parameters adjusted for each motor.
- the user acquires measurement data for each interlocked motor and a control command (position command, motor speed, torque command, etc.) set as a target value via the servomotor adjustment device, and the acquired information is used as a servomotor Display a graph on the adjustment device screen.
- the present invention has been made in consideration of the above problems, and aims to improve usability for easily evaluating adjustment results of a plurality of axes performing a coordinated operation.
- the invention is illustrated by a servomotor adjustment device. That is, the servomotor adjustment device displays a first adjustment screen of servo parameters set in the motor driver which drives and controls each control axis with respect to a plurality of control axes which operate the control target in response to the control command.
- And means for setting the condition of the servo parameter adjusted through the adjustment screen to the motor driver for each control axis and interlocked under the condition of the servo parameter set for the motor driver for each control axis Means for acquiring measurement data of the speed control result or position control result of each control axis together with the control command, and showing the time change of the measurement data and control command for each control axis in a first area of the adjustment screen A graph is displayed on the same time axis, and measurement data for each control axis measured at the same time are associated to estimate the control position of the control axis.
- a second display means for displaying in a second area of the adjustment screen a control locus indicating the second control target and a target locus indicating transition of a target position of the control axis in association with a control command for each control axis measured at the same time; , And.
- the second display means is configured to display at least the measurement data for each control axis on the same time axis of the first area and the area where the graph showing the time change of the control command is visible. Regions may be superimposed and displayed in parallel. According to this configuration, it is possible to simultaneously view the time change of the measurement data and control command for each control axis on the graph and the movement transition of the control locus following the target locus. The cause of the error (positional deviation) generated in the control trajectory can be confirmed according to the time change of the measurement data for each control axis.
- the second display means calculates an error of the control trajectory with respect to the target trajectory, and at least the calculated error in the control trajectory displayed in the second area is a relative value. It is also possible to identify and display a very large part.
- a location where the error (positional deviation) of the control locus relative to the target locus is relatively large can be designated and displayed using a marker or the like. It is possible to easily identify a location where the error (positional deviation) of the control trajectory relative to the target trajectory, which is designated and displayed using a marker or the like, is relatively large. Further, a graph display location on the time axis of the first region of each control axis corresponding to the marking location of the second region can be designated and displayed using a marker or the like. The error variation on the control trajectory can be checked by correlating the data change on the time axis graphically displayed for each control axis. As a result, it is possible to provide a user interface that facilitates evaluation of the appropriateness of various parameter conditions adjusted and set for each control axis.
- the second display means superimposes, on the time axis displayed in the first area, the first operation component for specifying the transition period of the control locus and the target locus displayed in the second area. May be displayed. According to this configuration, it is possible to extract and display the time-series change of the measurement data of each control axis and the transition of the control target value in the designated time range. The followability of the servomotor displayed on the same time axis of the first area can be confirmed with reference to the target locus displayed in the second area and the control locus.
- the second display means displays a reference axis orthogonal to the second region, and displays a second operation component for selecting an axial direction switching of the orthogonal reference axis. It is also good. According to this configuration, since the vertical axis and the horizontal axis displayed in the second area can be easily switched, the convenience for the user is improved.
- the second display means may display measurement data or data values of control commands corresponding to the display position of the pointer superimposed on the graph displayed in the first area. Good.
- the second display means may display a position data value corresponding to the display position of the control locus displayed in the second area or the pointer superimposed on the target locus.
- the second display means displays one or more scale axes in the second area, and the scale axes interlock with the enlargement / reduction of the second area, and a unit scale value is predetermined. It may be increased or decreased within the range of According to this configuration, it is possible to provide a user interface that can easily measure the amount of error (positional deviation) between the target trajectory and the control trajectory with reference to the scale.
- the second display means is between the designated first position on the control locus displayed in the second area and the designated second position on the target locus.
- the relative error amount may be displayed.
- a user interface capable of measuring the amount of error (position deviation) between the target trajectory and the control trajectory by specifying the start position and the end position is provided.
- the servo motor adjustment device adjusts the servo parameter adjustment screen set in the motor driver that drives and controls each control axis with respect to the plurality of control axes that operate the control target in response to the control command.
- the present invention can be specified as a servomotor adjustment device including at least a part of the above means and processing.
- the above means and processes can be freely combined and implemented as long as no technical contradiction arises.
- a servomotor adjustment device according to an embodiment will be described with reference to the drawings.
- the configuration of the following embodiment is an example, and the servo motor adjustment device is not limited to the configuration of the embodiment.
- FIG. 1 is a view showing a configuration example of a servo control system 1 including a servo motor adjustment device 10 according to the present embodiment.
- the servo control system 1 illustrated in FIG. 1 is an example of a multi-axis cooperative control form in which a plurality of motors are interlocked to drive a control target.
- positioning control in the XY plane is performed via a plurality of motor drives servo-controlled by multi-axis cooperative control.
- the processing functions provided by the servomotor adjustment device (hereinafter, also simply referred to as “adjustment device”) 10 will be described using the multi-axis control form of FIG. It is not necessarily limited to the positioning table.
- the control target may be a transport roller or a robot arm servo-controlled by multi-axis cooperative control, and the working dimension of the control target may be a YZ plane, a ZX plane, or a three-dimensional space.
- the control axis servo-controlled by multi-axis cooperative control may be a motor group constituted by a plurality of motors.
- the servo control system 1 of FIG. 1 includes a servo motor adjustment device (hereinafter simply referred to as "adjustment device") 10, servo drivers 20 # 1 and 20 # 2, servo motors 30 # 1 and 30 # 2, and servos. Control object 40 driven by motor 30 # 1 and 30 # 2 and controller (PLC: Programmable Logic Controller) 50 are included.
- PLC Programmable Logic Controller
- the servo drivers 20 # 1 and 20 # 2 are collectively referred to as "servo driver 20". The same applies to the servomotors 30 # 1 and 30 # 2.
- the servomotor 30 # 1 and the controller 50 are connected to the servo driver 20 # 1, and the servomotor 30 # 2 and the controller 50 are connected to the servo driver 20 # 2.
- the servomotor 30 # 1 functions as, for example, a control axis that controls the drive of the control target 40 in the X-axis direction
- the servomotor 30 # 1 functions as a control axis that controls the drive of the control target 40 in the Y-axis direction.
- the servo driver 20 # 1 and the controller 50 constitute a control system of the servomotor 30 # 1 interlocked by multi-axis coordinated control, and the servo driver 20 # 2 and the controller 50 interlock servomotors by multi-axis coordinated control Configure 30 # 2 control system.
- Each of the servomotors 30 # 1 and 30 # 2 includes a sensor (encoder) that detects the speed and position at the time of drive control.
- the controller 50 is connected to various switches and various sensors that detect information serving as a trigger for outputting a control command to the servo driver 20 connected to the controller 50.
- the adjustment device 10 of the servo control system 1 and the servo driver 20 are connected via a wired or wireless communication network.
- the servo driver 20 and the controller 50 are connected, for example, via EtherCAT (Ethernet for Control Automation Technology (registered trademark)) compliant with the IEEE 802.3 Ethernet (registered trademark) standard.
- EtherCAT Ethernet for Control Automation Technology (registered trademark)
- IEEE 802.3 Ethernet registered trademark
- various parameters (servo parameters) for servo control relating to positioning control of controlled object 40 in the XY plane via adjusting device 10 are characteristics of servomotors 30 # 1 and 30 # 2. It is adjusted to be appropriate according to the etc.
- the response characteristics of the servomotors 30 # 1 and 30 # 2 interlocked by multi-axis cooperative control are adjusted so that the control target 40 appropriately operates in the XY plane.
- the various parameters after adjustment are set in each servo driver 20.
- the servo driver 20 # 1 automatically controls the servomotor 30 # 1 based on various parameters whose setting conditions are adjusted, and control commands (position command, motor speed, torque command, etc.) output from the controller 50.
- the servo driver 20 # 2 automatically controls the servomotor 30 # 2 based on various parameters whose setting conditions are adjusted, and control commands (position command, motor speed, torque command, etc.) output from the controller 50.
- the control target 40 receives the position, orientation, attitude, etc. of the control target 40 as a control command from the controller 50 constituting the control system of each servo motor 30 via the power transmission mechanism of the servomotors 30 # 1 and 30 # 2. Coordinated control is performed to follow the set target value.
- the servo driver 20 has a memory for holding various parameters adjusted through the adjusting device 10 and data detected through the sensor of the servo motor 30. Each servo driver 20 performs servo control concerning multi-axis cooperative control of the servomotors 30 connected to each according to a servo parameter set in a predetermined storage area of the memory.
- Measurement data such as velocity data and position data detected through the sensors of the servomotors 30 are temporarily stored in a storage area different from the storage area of the servo driver 20 connected to each.
- the servo driver 20 stores, for example, the speed of the servomotor 30 speed-controlled according to the servo parameter in the memory as measurement data detected at a constant cycle interval such as 100 ⁇ s.
- the measurement data stored in the memory of each servo driver 20 is acquired by the adjustment device 10 via the communication network.
- the control command input from the controller 50 can be read by the adjustment device 10 in accordance with a predetermined command.
- the servo driver 20 associates the control command input from the controller 50 with the measurement data measured by the servo motor 30 to adjust the adjustment device 10.
- FIG. 2 is a diagram showing an example of the hardware configuration of the adjustment device 10 according to the present embodiment.
- the adjustment device 10 includes a central processing unit (CPU) 11, a main storage device 12, an auxiliary storage device 13, an input device 14, an output device 15, and a communication IF 16 which are mutually connected by a connection bus 17.
- Configured as a computer including
- the main storage unit 12 and the auxiliary storage unit 13 are recording media readable by the adjustment device 10.
- the adjusting device 10 exemplarily expands the program stored in the auxiliary storage device 13 in the work area of the main storage device 12 so that the CPU 11 can execute the control of peripheral devices through the execution of the program, thereby meeting the predetermined purpose.
- Each of the above-described components may be provided in a plurality, or some of the components may not be provided.
- the CPU 11 is a central processing unit that controls the entire adjustment device 10.
- the CPU 11 is also called an MPU (Microprocessor) or a processor.
- MPU Microprocessor
- the CPU 11 is not limited to a single processor, and may have a multiprocessor configuration. Also, a single CPU 11 connected by a single socket may have a multi-core configuration.
- the CPU 11 performs processing in accordance with the program stored in the auxiliary storage device 13.
- the main storage device 12 is a storage medium in which the CPU 11 caches programs and data, and expands a work area.
- the main storage device 12 includes, for example, a flash memory, a random access memory (RAM), and a read only memory (ROM).
- the auxiliary storage device 13 is a storage medium storing programs executed by the CPU 11 (including an operating system (OS)), operation setting information, and the like.
- the OS includes, for example, a communication interface program that exchanges data with a device connected via the communication IF 16.
- the auxiliary storage device 13 is, for example, a hard disk drive (HDD), a solid state drive (SSD), an erasable programmable ROM (EPROM), a flash memory, a USB memory, an SD (secure digital) memory card, or the like.
- the input device 14 receives an operation instruction or the like from the operator.
- the input device 14 is, for example, an input device such as a keyboard, a touch panel, or a pointing device such as a mouse.
- the output unit 15 outputs data and information processed by the CPU 11 and data and information stored in the main storage unit 12 and the auxiliary storage unit 13.
- the output device 15 includes, for example, an LCD (Liquid Crystal Display), an EL (Electroluminescence) panel, a display device such as an organic EL panel, and an output device such as a printer.
- the communication IF 16 is an interface with a communication network or the like connected to the adjustment device 10.
- At least a part of the processes may be provided by a digital signal processor (DSP), an application specific integrated circuit (ASIC), or the like.
- at least a part of the processing may be a dedicated digital circuit (Large Scale Integration) such as a field-programmable gate array (FPGA), a numerical operation processor, a vector processor, an image processor, or the like.
- at least part of the processing may include an analog circuit.
- the adjustment device 10 includes the auxiliary storage device 13 as a storage destination of data to be referred to or managed by the CPU 11 or the like when the above process is executed.
- a program for adjusting the various parameters is started via user operation.
- a parameter adjustment screen is displayed on a display device such as the LCD of the adjustment device 10.
- the user of the adjustment apparatus 10 may select various gains (velocity proportional gain, speed integral gain, position proportionality) related to PID control at the time of multi-axis cooperative control via a parameter adjustment screen (hereinafter, also simply referred to as “adjustment screen”).
- the gain etc.) value is adjusted so as to be appropriate for the response characteristic related to the servo control of the interlocking motor.
- filter characteristics related to PID control at the time of multi-axis coordinated control (torque filter characteristics for limiting output torque of each motor, notch filter characteristics for suppressing mechanical resonance), etc. relate to servo control of interlocking motor Adjusted to be appropriate for response characteristics.
- the adjusted various parameter conditions are set in the servo driver 20 corresponding to each of the servomotors 30 that constitute each control axis of the control target 40.
- the evaluation of the adjusted various parameter conditions is performed based on measurement data (speed data, position data, etc.) acquired from each servomotor 30 being driven under the conditions, a control command, and the like.
- the adjustment device 10 acquires measurement data, control commands, and the like of the servomotor 30 related to multi-axis cooperative control during driving via the respective servo drivers 20.
- the adjustment device 10 displays measurement data of the servomotor 30 being driven, control commands and the like in a predetermined display area of the adjustment screen as a graph representing the change in the speed and the like on the same time axis and the transition of the control target value. .
- a predetermined display area of the adjustment screen for example, time-series data indicating speed change and position change of each servomotor 30 constituting the control axis of the control target 40, transition of the control target value is color-coded for each control axis and superimposed. Is displayed.
- the user adjusts the multi-axis cooperative control from the time series change of each measurement data concerning the servo motor 30 being driven and the transition of the control target value displayed graphically on the same time axis.
- the response characteristics of each motor pertaining to The setting conditions of various parameters for each motor being driven are evaluated in conjunction with multi-axis cooperative control via time-series change of measurement data for each control axis graphically displayed on the same time axis and transition of control target value Ru.
- the adjustment device 10 of the present embodiment is a two-dimensional plane (for example, XY) linked by the above information of each control axis when the time-series change of measurement data for each control axis and the transition of control target value are displayed graphically.
- a display area for displaying transition (locus) on a plane, YZ plane, ZX plane) is provided.
- the adjusting device 10 of the present embodiment changes the display area (hereinafter also referred to as “2D display area”) displaying the transition on the two-dimensional plane, the time-series change of measurement data for each control axis and the transition of control target value Are displayed on the adjustment screen in parallel to the display area graphically displayed on the same time axis.
- a locus based on the transition of the control target value acquired from each control axis is displayed as a target locus. Further, in the 2D display area, a locus based on a time-series change of measurement data acquired from each control axis is displayed as a control locus (actual locus).
- information indicating the control state of the interlocked motor (a target locus, a control locus, and a graph display of time series information (measurement data, control target value) on the same time axis for each control axis ) are displayed in parallel.
- the adjustment device 10 of the present embodiment can simultaneously present, via the adjustment screen, a graph display of time-series information on the same time axis for each control axis and information indicating the control state of the interlocked motor.
- the user can simultaneously grasp the graphic display of time-series information on the same time axis for each control axis displayed in parallel on the adjustment screen and the information indicating the control state of the interlocked motor.
- the user can visually recognize the position deviation amount from the target trajectory displayed in the 2D display area and the control trajectory to the target trajectory at the control position of the servomotor 30 interlocked by multi-axis cooperative control. Based on the amount of positional deviation that has been visually recognized, it is possible to evaluate the followability of the parameter conditions set for the target trajectory and the mechanical characteristics (local vibration) of the control target 40 during multi-axis coordination control. it can.
- the adjustment device 10 of the present embodiment it is possible to provide a user interface for easily evaluating the adjustment results of a plurality of axes performing a coordinated operation. As a result, in the adjusting device 10, the usability at the time of servo motor adjustment can be improved.
- FIG. 3 is an example of a parameter adjustment screen according to the present embodiment.
- the adjustment screen illustrated in FIG. 3 is displayed on the display device.
- time-series information on the same time axis for each control axis interlocked in a state where various parameters adjusted for each motor are set Measurement data, control target value is displayed graphically.
- the graph of the time series information is displayed with the vertical axis representing the normalized size for each information type, and the horizontal axis representing the elapsed time according to a predetermined sampling cycle.
- the graph of time-series information displayed in the area A2 is, for example, colored in different color types for each information type and displayed on the same time axis.
- FIG. 3 is an example of the form which always makes the shape of area
- the region A3 may be, for example, circular or elliptical.
- the display of the area A3 in the display area A1 can be triggered by, for example, a pressing operation of a GUI (Graphical User Interface) component for displaying the area A3 provided on the adjustment screen, a command operation, etc. . Further, the adjustment device 10 may display the area A2 together with the operation of displaying the adjustment screen of FIG. 3 on the display device.
- GUI Graphic User Interface
- the adjustment device 10 can, for example, superimpose the area A3 in parallel on an area in which time series information on the same time axis for each control axis displayed in a graph of the area A2 can be simultaneously viewed.
- the display position in the display area A1 of the area A3 may be fixed in advance.
- At least the time-series information on the same time axis for each control axis graphically displayed in the area A2 may be displayed in an area that can be viewed simultaneously.
- the information indicating the control state of the interlocking motor displayed in the area A3 is, for example, a two-dimensional plane (for example, an XY plane, YZ, YZ, YZ, etc. linked by time-series change of measurement data for each control axis It is a locus (target locus, control locus) on a plane, ZX plane).
- a locus target locus, control locus
- the control target 40 is operated in a three-dimensional space, for example, a combination of trajectories on the XY plane, YZ plane, ZX plane, or time-series change of measurement data for each control axis or control target value It is good also as a locus (target locus, control locus) on a three-dimensional space stringed by transition.
- the display mode of the information indicating the control state of the interlocked motor by multi-axis cooperative control may be determined.
- the adjustment apparatus 10 may designate a range on the time axis of the information displayed in the area A3.
- the adjustment device 10 is, for example, a GUI component for specifying a range on the time axis of the information displayed in the area A3 for a pair of measuring cursors (Z1, Z2) orthogonal to the time axis. Can be displayed in the area A2.
- the adjusting device 10 receives an increase / decrease movement on the time axis to the pair of measuring cursors (Z1, Z2) through a drag operation or the like, and the time range designated by the pair of measuring cursors (Z1, Z2)
- the “2D display section” in FIG. 3 may be acquired as a range on the time axis of the information displayed in the area A3.
- the adjustment device 10 is a two-dimensional plane linked based on the time-series change of measurement data for each control axis corresponding to the time range designated by the pair of measuring cursors (Z1, Z2) and the transition of the control target value.
- the upper target trajectory and the control trajectory are displayed in the area A3.
- the adjustment device 10 extracts the time-series change of the measurement data for each control axis and the transition of the control target value in the time range designated via the pair of measuring cursors (Z1, Z2), and displays it in the area A3. It can.
- the user can check the followability of each servo motor 30 while referring to the target trajectory and the control trajectory on the two-dimensional plane in the time range linked to the region A3.
- the initial display position of the measuring cursor (Z1, Z2) may be, for example, the left end side of the graph display frame displayed in the area A2. Also, the initial interval width between the measuring cursors may be set automatically according to the sampling rate of the measurement data, for example.
- the adjusting apparatus 10 may increase or decrease the time range displayed in the area A3 in conjunction with the time range designated via the pair of measuring cursors (Z1, Z2) in operation.
- the relative comparison between the variability for each control axis displayed in the area A2 and the change in the target locus and the control locus on the two-dimensional plane displayed in association with the area A3 becomes possible.
- the adjustment device 10 can provide a user interface that helps to understand phenomena that occur in a plurality of motors (control axes) interlocked by multi-axis cooperative control.
- the adjustment device 10 may automatically scale the display range of the target trajectory and the control trajectory on the two-dimensional plane displayed in the region A3 with the maximum value and the minimum value of each control axis. By performing the above-mentioned scaling, it becomes easy to confirm the relative behavior between the control axes interlocked by multi-axis cooperative control.
- the adjustment device 10 can provide a user interface that can easily confirm the relative behavior between a plurality of motors (control axes) interlocked by multi-axis cooperative control.
- the user switches the target trajectory on the two-dimensional plane displayed in the area A3, the scale axis (vertical axis, horizontal axis) of the control trajectory, and confirms the control trajectory for the target trajectory There is. It is for comprehensively evaluating the tolerance
- the adjustment device 10 may display a scale axis indicating a two-dimensional plane, and select switching of the displayed scale axis in the axial direction.
- FIG. 4 is a view for explaining a user interface capable of switching the axial direction on the two-dimensional plane displayed in the area A3.
- FIG. 4 is an example of an embodiment in which a radio button for selecting whether to switch the axial direction on a two-dimensional plane is provided in the area A3.
- a target trajectory on a two-dimensional plane and a control trajectory linked based on a time-series change in measurement data for each control axis and a transition of a control target value are displayed.
- a display area A1 represents a display area of the adjustment screen displayed on the display device of the adjustment device 10.
- the display area A1 as described with reference to FIG. 3, an area displayed with graphs of time-series information on the same time axis for each control axis interlocked in a state where various parameters adjusted for each motor are set A2 is included.
- the adjusting device 10 may display the radio button Z3 in combination with the display form shown in the region A4.
- the display form of the area A4 is, for example, a form example in which the X axis direction relating to the display of the two-dimensional plane is displayed as the horizontal axis, and the Y axis direction as the vertical axis.
- a comment representing an operation content such as “switching of axis direction” is added to the radio button Z3, for example.
- the area A4 and the radio button Z3 shown in FIG. 4 can be displayed, for example, using a template or the like stored in advance in the auxiliary storage device 13 or the like.
- the adjusting apparatus 10 when displaying the display mode of A4, the adjusting apparatus 10 confirms the necessity of axis display with a color type (for example, red) different from the color type (for example, black) arranged on each axis. Notice display for comment You may display a comment such as “necessary?”.
- the adjusting device 10 can judge that, for example, “YES” response is given by pressing the “Y” key on the keyboard, and “NO” is answered by pressing the “N” key.
- the adjustment device 10 receives, for example, a click operation performed by superimposing a cursor or the like on the display area of the radio button Z3, and the vertical axis direction relating to the display of the two-dimensional plane displayed in the area A4 is X axis. Switch the horizontal axis direction to the Y axis.
- a combination of the display mode and the radio button Z4 shown in the area A5 in which the vertical axis direction is the X axis and the horizontal axis direction is the Y axis is displayed in the area A3.
- the radio button Z4 has, for example, a comment representing an operation content such as "switching of XY axis".
- the adjustment device 10 receives, for example, a click operation performed by superimposing a cursor or the like on the display area of the radio button Z4, and the Y axis represents the vertical axis direction relating to the display of the two-dimensional plane displayed in the area A5. Switch the horizontal axis direction to the X axis.
- the adjustment device 10 can cope with the switching of the axial direction on the two-dimensional plane displayed in the area A3 by providing the user interface as shown in FIG. 4.
- the vertical and horizontal axes are easily switched in response to the user's operation on the radio buttons Z3 and Z4. Therefore, the convenience of the user can be improved.
- the adjustment device 10 is a control locus with respect to the target locus when displaying the control locus and the target locus on the two-dimensional plane linked based on the time-series change of the measurement data for each control axis and the transition of the control target value. It is possible to apply marking to a portion where the error (positional deviation) of the relative position is relatively large.
- the adjustment device 10 is an interface capable of determining the validity of the correlated movement between motors interlocked by multi-axis cooperative control based on the error (position deviation) amount of the control trajectory with respect to the target trajectory by applying the above marking. Can be provided. In the adjustment device 10, it is possible to provide a user interface capable of easily evaluating the correlated movement between interlocking motors, which is difficult to evaluate depending on time series information on the same time axis for each control axis displayed in a graph.
- FIG. 5 is a view for explaining the user interface of (Case 5).
- FIG. 5 shows an example of a form in which a relatively large portion of the error (positional deviation) of the control trajectory with respect to the target trajectory is circled and marked.
- region A6 of FIG. 5 is corresponded to area
- the display area A1 represents the display area of the adjustment screen displayed on the display device of the adjustment device 10 as in FIG.
- the display area A1 as described with reference to FIG. 3, an area displayed with graphs of time-series information on the same time axis for each control axis interlocked in a state where various parameters adjusted for each motor are set A2 is included.
- the time-series information on the same time axis for each control axis graphically displayed in the area A2 is superimposed on an area that can be viewed simultaneously, and the area A6 is displayed in parallel.
- a target trajectory g1 and a control trajectory g2 on a two-dimensional plane linked based on a time-series change of measurement data for each control axis and a transition of a control target value are displayed.
- the target trajectory g1 and the control trajectory g2 are displayed so as to be distinguishable.
- the color type arranged in the target trajectory g1 and the color type arranged in the control trajectory g2 are displayed in different color types.
- the range on the time axis of the measurement data for each control axis and the control target value displayed in the area A6 as the target locus g1 and the control locus g2 is the range designated by the pair of measuring cursors (Z1, Z2) (2D display section).
- the relatively large portion of the error (positional deviation) of the control trajectory with respect to the target trajectory is marked in a form of being circled using the circular marker Z6. Since the control locus with respect to the target locus fluctuates within a predetermined allowable range, an error with respect to the target locus in the control locus displayed in the area A6 can be obtained by being circled using the circular marker Z6. It becomes possible to specify the display range of a relatively large portion of the position deviation) amount.
- the form encircled is not limited to the circular marker Z6.
- the shape of the marker Z6 may be a rectangular shape or a polygonal shape, and a predetermined range portion having a relatively large error amount with respect to the target trajectory may be identified by a color type different from highlight display or background color. .
- a display range of a relatively large portion of the error (positional deviation) amount with respect to the target trajectory in the control trajectory displayed in the area A6 may be identified.
- the size of the marker Z6 displayed in the area A6 is, for example, expanded or reduced according to the range designated by the pair of measuring cursors (Z1, Z2) within the range of predetermined upper and lower limit values. It is also good. By enlarging or reducing the size of the marker Z6 in accordance with the range designated by the pair of measuring cursors (Z1, Z2), it is expected to improve the visibility of the portion designated by the marker Z6 in the control locus. Ru.
- the adjustment device 10 may mark the graph-displayed data period in the area A2 corresponding to the target trajectory and the control trajectory specified by the marker Z6.
- a marking form is exemplified in which a period corresponding to the marker Z6 of the measurement data displayed in a graph is circled by using the circular marker Z5.
- the adjustment device 10 may specify, for example, a period on the time axis corresponding to the control locus in the range designated by the marker Z6, and may display the marker Z5 on the graph display area of the identified period. .
- the marker Z5 is superimposed and displayed on at least a graph display area within the range designated by the pair of measuring cursors (Z1, Z2).
- the adjusting device 10 may mark a plurality of places in accordance with the period length of the range (2D display section) designated by the pair of measuring cursors (Z1, Z2). For example, the quantity to be marked may be determined in advance for each predetermined period length. For example, the quantity to be marked may define the quantity to be displayed in the order of relatively large amounts of error (positional deviation) relative to the target locus in the control locus. Alternatively, a threshold for marking may be pre-conditioned for the amount of error (positional deviation) with respect to the target trajectory.
- the adjustment device 10 can extract and present a plurality of locations with large errors from among control trajectories of motors interlocked by multi-axis cooperative control.
- FIG. 6 is a diagram for explaining the specification of the amount of error with respect to the target trajectory.
- the adjusting device 10 approximates the target trajectory g1 by a quadratic function, and specifies the distance (r1 to r5, position deviation) between the approximated quadratic function and the control position g3 as an error amount.
- the adjustment device 10 specifies, for example, the control position g3 from the measurement data, and determines the distance to a relative target position (g4, g5, g6, g7, g8) on the target trajectory g1 approximated by a quadratic function. calculate.
- the control position g3 is measurement data (position data) measured on each control axis.
- the relative target position on the target trajectory g1 is, for example, a control command (position command) for each control axis at the time when the measurement data is measured, and a control command that Point) is illustrated.
- the adjusting device 10 compares the calculated distance values, and specifies a target position corresponding to the minimum distance value (shortest distance). After specifying the target position at which the distance value to the control position g3 is minimized, the adjusting device 10 further specifies the target position on the target trajectory g1 that moves in front of and behind the target position.
- the distance values (r1 to r5) between the target positions (g4, g5, g6, g7, g8) on the target trajectory g1 and the control position g3 are compared and correspond to the shortest distance r3.
- the target position g6 to be set is identified.
- target positions g5 and g6 that move to and from the target position g6 are specified.
- target positions g5, g6, g7 on the target trajectory g1 circled by a broken line are extracted for identification of an error.
- the adjusting device 10 sets the two-dimensional coordinates of the control position g3 to (X0, Y0), and sets the coordinates to be subjected to the error calculation on the quadratic function to (P, y (P)). Then, the adjustment device 10 calculates the distance between the two-dimensional coordinates (X0, Y0) and the coordinates (p, y (p)) on the quadratic function.
- the x coordinate P on the quadratic function is calculated by setting the following expression to "0".
- each control axis (servo motor) related to multi-axis cooperative control drives the control target 40 targeted for operation of the three-dimensional space, it is algebraically calculated by using, for example, the Cardano method.
- the adjusting device 10 calculates an error (positional deviation) L with respect to the target trajectory using the calculated x-coordinate P.
- the marker Z6 shown in the area A6 is, for example, an error calculated based on measurement data for each control axis within the range (2D display section) designated by the pair of measuring cursors (Z1, Z2) L is displayed corresponding to the relatively largest location.
- the adjusting apparatus 10 displays various graphs on the time axis displayed in the area A2, or when the cursor or the like is superimposed on the target locus g1 and the control locus g2 two-dimensionally displayed on the area A6. May display a data value corresponding to the display position indicated by the cursor.
- the adjustment device 10 there is a user interface that facilitates reading of various measurement data values on the time axis graphically displayed in the area A2, data values of the target locus g1 and the control locus g2 two-dimensionally displayed in the area A6. Can be provided.
- FIG. 7 is a view for explaining the user interface of (Case 6).
- the display area A1, the area A2, and the area A6 illustrated in FIG. 7 are similar to those illustrated in FIG. The same applies to the target trajectory g1, the control trajectory g2 and the marker Z6 displayed in the area A6.
- FIG. 7 it is assumed that the cursor or the like is superimposed on the control locus g2 graphically displayed in the area A6 through the user operation.
- the adjustment device 10 changes the display mode of the superimposed cursor or the like to the display mode shown in the GUI component Z7, for example, upon detection of the display position of the cursor or the like being the display position of the control locus g2 graphically displayed. Do.
- the GUI component Z7 is stored in advance in the auxiliary storage device 13 or the like.
- the adjustment device 10 displays the two-dimensional coordinates (x, y) of the control trajectory g2 corresponding to the display position in the vicinity area of the GUI component Z7 together with the update of the display form such as the cursor superimposed on the control trajectory g2.
- the display area Z8 of the two-dimensional coordinates (x, y) may be, for example, an area in which the graph display position of the control trajectory g2 pointed by the GUI part Z7 can be viewed simultaneously with the displayed two-dimensional coordinate values.
- two-dimensional coordinates (x, y) on the control trajectory g2 indicated by the GUI component Z7 are displayed as "120.3, 59.0".
- the data value of the measurement information and the time information corresponding to the graph display position on the time axis indicated by the GUI part Z7 are displayed in the vicinity area.
- the adjustment device 10 it can be identified that the data value displayed together with the cursor whose display form has been changed is the data value on the superimposed graph display.
- change permission or change invalidation may be selected according to the number of predetermined key operations (for example, function keys). It is possible to select whether or not to change the display mode depending on the even / odd number of the predetermined key operation.
- the adjustment device 10 can provide, for example, a user interface that can cope with an operator who is bothersome to change the display mode such as a cursor.
- the adjustment device 10 may display a scale for measuring the amount of error (positional deviation) between the control locus g2 and the target locus g1 in the two-dimensional plane displayed in the area A6.
- the scale width displayed in the area A6 may be increased or decreased within a predetermined upper limit value / lower limit value in accordance with, for example, the period length on the time axis displayed in the area A6.
- the adjustment device 10 by providing scale display, it is possible to provide a user interface that can easily measure the amount of error (positional deviation) between the target trajectory g1 and the control trajectory g2.
- the adjustment device 10 may provide a user interface for measuring the distance (error) between the target trajectory g1 and the control trajectory g2 displayed in the area A6.
- FIG. 8 is a view for explaining a user interface for the above-mentioned error measurement.
- the area A6, the target trajectory g1, the control trajectory g2 and the marker Z6 shown in FIG. 8 are the same as those in FIG.
- the adjusting device 10 clicks in a state in which the cursor or the like is superimposed on the target trajectory g1 in a two-dimensional plane, and click in a state in which the cursor or the like is superimposed on the control trajectory g2 immediately after the operation.
- the operation is accepted as an operation to measure the amount of error.
- the click operation in the state where the cursor etc. is superimposed on the target locus g1, the start position for measuring the error amount is specified, and the click in the state where the cursor etc. is superimposed on the control locus g2 immediately after the operation
- the end position is specified by the operation.
- the adjustment device 10 displays a single line whose one end is connected to the start position and stretches the other end of the displayed single line, for example, in response to reception of a designation operation of the start position for measuring the error amount.
- the other end of the drawing is tied to the end position designated by the designation operation immediately after the above operation.
- the start position Z9a designated by the designation operation to the target trajectory g1 and the end position Z9b designated by the designation operation to the control trajectory g2 are linked by the displayed single line Z9. .
- the adjustment device 10 receives, for example, an operation for designating an end position for measuring an error amount, a distance between the target trajectory g1 and the control trajectory g2 linked by the single line Z9 (a start position Z9a and an end position
- the distance between Z9b and Z9b is displayed as an error amount in the area A6.
- the distance between the target trajectory g1 and the control trajectory g2 linked by the single line Z9 can be displayed, for example, in a region Z10 near the upper right corner of the rectangular region A6, as shown in FIG.
- the adjustment device 10 can set the color type of the color displayed in the single line Z9 and the color type of the display color of the distance displayed in the area Z10 as the error amount to the same type.
- the adjustment device 10 visually recognizes the error measurement between the target trajectory g1 and the control trajectory g2 by making the color type of the single line Z9 and the color type of the display color of the distance displayed in the area Z10 the same type. It is possible to improve the sex.
- FIG. 9 is a flowchart showing an example of parallel display of various trajectories associated with time-series change of measurement data for each control axis.
- the adjustment device 10 of the present embodiment provides the user interface process shown in FIGS. 9 and 10, for example, by the CPU 11 or the like reading and executing various programs and various data stored in the auxiliary storage device 13.
- the adjustment device 10 acquires measurement data, control commands, and the like for each servomotor 30 (control axis) involved in multi-axis coordinated control during driving via the respective servo drivers 20 (S1).
- the adjustment device 10 changes measurement data, control commands and the like for each of the servomotors 30 being driven in the first area (area A2 in FIG. 3 etc., etc.) of the adjustment screen, changes in speed etc. on the same time axis, control target value It displays as a graph showing transition of (S2).
- transition of the control target value is color-coded for each control axis It is superimposed and displayed graphically.
- the adjustment device 10 sets the second area (area A3 in FIG. 3, area 6 in FIG. 5, etc.) parallel to the first area where the time-series change of measurement data for each control axis and the transition of control target value are displayed graphically.
- the various trajectories associated with the measurement data for each control axis, the control command and the like are displayed (S3).
- the display of various trajectories has been described in (case 1) to (case 4) and (case 6).
- transitions of a plurality of control axes related to multi-axis cooperative control on a two-dimensional plane interlocking on the same time axis are displayed as a target locus and a control locus (actual locus) in the second region.
- a range on the time axis may be designated as the target trajectory displayed in the second region, measurement data for each control axis linked to the control trajectory, and the control command.
- the display range of the target trajectory on the two-dimensional plane displayed in the second region and the control trajectory may be scaled automatically by the maximum value and the minimum value of each control axis.
- a two-dimensional reference axis may be displayed, and switching of the axial direction may be selectable with respect to the displayed two-dimensional reference axis.
- a cursor or the like when a cursor or the like is superimposed on a graph displayed in the first area or the second area, a data value indicated by the cursor or the like may be displayed.
- the adjustment apparatus 10 ends the process of FIG. 9 after the process of S3.
- the adjusting device 10 interlocks the plurality of control axes linked to the time-series information in the area where the time-series information on the same time axis for each of the control axes displayed graphically can be simultaneously viewed.
- the transition can be displayed in parallel as a target trajectory and a control trajectory.
- the adjustment device 10 can present transitions of a plurality of interlocked control axes displayed in parallel.
- the user determines whether the followability of the parameter condition set for the target trajectory is good or not, and the mechanical characteristics (local vibration) of the control target 40 during multi-axis coordination control It will be possible to evaluate According to the adjustment device 10 of the present embodiment, the usability for easily evaluating the adjustment results of a plurality of axes performing the coordinated operation can be improved.
- FIG. 10 is a flowchart showing an example of processing for marking a location where the error (positional deviation) of the control trajectory relative to the target trajectory is relatively large.
- the start of the process is exemplified by, for example, the display of measurement data for each control axis, various trajectories (target trajectory, control trajectory) linked by a control command or the like to the second area.
- the second area is displayed on the adjustment screen of the adjustment device 10 in parallel to the first area where the time-series change of the measurement data for each control axis and the transition of the control target value are graphically displayed.
- the adjustment device 10 acquires a target trajectory displayed in the second area, measurement data for each control axis associated with the control trajectory, a control command, and the like (S11).
- the adjustment apparatus 10 calculates an error of the control trajectory with respect to the target trajectory based on the acquired measurement data for each control axis, the control command, and the like (S12).
- the calculation of the error has been described using FIG.
- the calculated error is temporarily stored in a predetermined area of the main storage 12 in association with the control locus.
- the adjustment device 10 marks a portion where the error (positional deviation) of the control trajectory relative to the target trajectory is relatively large among the control trajectories displayed in the second region, in accordance with a predetermined condition (S13). Moreover, the adjustment apparatus 10 marks the graph display location on the time-axis of the 1st area
- the adjustment device 10 may display a scale axis for visually recognizing the relative error amount between the target trajectory and the control trajectory in the second region in which the marking is performed. Further, the adjustment device 10 may display a relative error amount between the start position designated on the target trajectory and the end position designated on the control trajectory.
- the adjustment apparatus 10 ends the process of FIG. 10 after the process of S14.
- the adjustment device 10 designates and displays, using a marker or the like, a portion where the error (positional deviation) of the control trajectory relative to the target trajectory is relatively large among the control trajectories displayed in the second area. be able to.
- the user can easily identify a location relatively designated as a marker or the like and having a relatively large error (positional deviation) of the control trajectory with respect to the target trajectory.
- the adjustment device 10 can similarly mark the graph display location on the time axis of the first region of each control axis corresponding to the marking location of the second region.
- the user can confirm the data change of the designated area by using the marker or the like of the first area.
- the user can associate the error variation on the control trajectory with the data change on the time axis graphically displayed for each control axis and confirm it.
- the above-mentioned embodiment can be suitably changed and implemented in the range which does not deviate from the summary of this indication.
- the operation input on the adjustment screen is described using a mouse click operation or a keyboard operation, but the operation input may be a touch operation input via a touch panel or a touch pad.
- Servo control system 10 Servo motor adjustment device 11 CPU 12 main storage device 13 auxiliary storage device 14 input device 15 output device 16 communication IF 17 connection bus 20, 20 # 1, 20 # 2 servo driver 30, 30 # 1, 30 # 2 servo motor 40 control target 50 controller (PLC)
- PLC control target 50 controller
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Abstract
協調動作を行う複数軸の調整結果を容易に評価するためのユーザビリティを向上させる。調整装置は、画面の第1領域に、制御軸毎の計測データおよび制御指令の時間変化を示すグラフを同一時間軸上に表示すると共に、制御軸毎の制御位置の制御軌跡、制御指令、目標位置の目標軌跡のそれぞれを画面に表示せる。
Description
本発明は、サーボモータ調整装置およびサーボモータ調整方法に関する。
従来、FA(Factory Automation)分野、ロボット分野等においては、制御対象を駆動するモータを制御し、制御対象の位置や方位、姿勢等を制御量として目標値に追従するように自動制御するサーボ制御システムが知られている。サーボ制御システムでは、例えば、位置決めテーブルや搬送ローラ、ロボットアーム等を制御対象として、複数のモータを連動してサーボ制御する多軸協調制御等が行われる。
サーボ制御システムにおいては、サーボモータ調整装置を介し、制御対象の種別、制御方式の種別、制御対象を駆動するモータの特性等に応じて、多軸協調制御に係るモータをサーボ制御するための各種パラメータ(サーボパラメータ)が調整される。サーボパラメータとして、例えば、PID(Proportional-Integral-Differential)制御に係る各種ゲイン値、各種フィルタ等が例示される。ここで、各種ゲイン値は、速度比例ゲイン値、速度積分ゲイン値、位置比例ゲイン値等である。また、各種フィルタは、モータの出力トルクを制限するトルクフィルタ特性、機械的共振を抑制するノッチフィルタ特性等である。
サーボモータ調整装置を介して調整された各種パラメータに従って、多軸協調制御に係るモータのサーボ制御が行われ、例えば、該サーボ制御下で駆動中のそれぞれのモータについての速度データや位置データ等が所定のサンプリング周期で計測される。サーボモータ調整装置は、例えば、上記計測データを取得し、該計測データを時間軸上における速度や位置等の推移を表すグラフとしてLCD(Liquid Crystal Display)等の表示デバイスに表示する。サーボモータ調整装置の画面上には、駆動中の多軸協調制御に係るモータ毎の速度変化や位置変化等が時系列データとしてグラフ表示される。
サーボモータ調整装置の利用者(以下、「ユーザ」とも称す)は、画面上にグラフ表示された各計測データの時系列変化から、多軸協調制御に係るモータ毎のサーボ制御動作時の応答特性を評価する。サーボ制御の調整作業においては、応答特性の評価結果に基づいて各種パラメータの設定条件の調整、および、調整された設定条件に基づく計測データの評価が多軸協調制御に係るモータ毎に繰り返される。上記調整作業により、制御対象を駆動するために多軸協調制御されたモータ毎の、サーボ制御に係る各種パラメータの設定条件の最適化が行われる。
なお、本明細書で説明する技術に関連する技術が記載されている先行技術文献としては、以下の特許文献が存在している。
多軸協調制御が行われるサーボ制御システムにおいて、ユーザは、モータ毎に調整された各種パラメータの設定条件の評価時には、例えば、該設定条件下で複数のモータを連動させて制御対象を駆動させる。ユーザは、サーボモータ調整装置を介し、連動するモータ毎の計測データ、および、目標値として設定される制御指令(位置指令、モータ速度、トルク指令等)を取得し、取得した上記情報をサーボモータ調整装置の画面上にグラフ表示する。
そして、サーボモータ調整装置の画面上にグラフ表示された、同一時間軸上におけるモータ毎の計測データの時系列変化、および、目標値の推移から、多軸協調制御で連動するモータ毎に設定された各種パラメータ条件の妥当性が評価される。
しかしながら、画面上に表示された同一時間軸上における上記情報の推移表示では、モータ毎の各種パラメータ条件の妥当性は評価できるものの、多軸協調制御で連動された状態については妥当性の評価が難しいという課題があった。
本発明は上記の課題を考慮してなされたものであり、協調動作を行う複数軸の調整結果を容易に評価するためのユーザビリティ向上を目的とする。
本発明は、サーボモータ調整装置によって例示される。すなわち、サーボモータ調整装置は、制御指令を受けて制御対象を稼働する複数の制御軸に対し、それぞれの制御軸を駆動制御するモータドライバに設定されるサーボパラメータの調整画面を表示する第1表示手段と、前記調整画面を介して調整された前記サーボパラメータの条件を前記制御軸毎のモータドライバに設定する手段と、前記制御軸毎のモータドライバに設定されたサーボパラメータの条件下で連動する、それぞれの制御軸の速度制御結果または位置制御結果の計測データを前記制御指令と共に取得する手段と、前記調整画面の第1領域に、前記制御軸毎の計測データおよび制御指令の時間変化を示すグラフを同一時間軸上に表示すると共に、同一時刻で計測された前記制御軸毎の計測データを関連付けて制御軸の制御位置の推移を示す制御軌跡と、同一時刻で計測された前記制御軸毎の制御指令を関連付けて制御軸の目標位置の推移を示す目標軌跡とを前記調整画面の第2領域に表示する第2表示手段と、を備えることを特徴とする。
かかる構成によれば、グラフ表示された制御軸毎の同一時間軸上における時系列情報と共に、該時系列情報に関係付けられた複数の制御軸の連動する推移が目標軌跡、制御軌跡として表示できる。視認された目標軌跡、制御軌跡から、目標軌跡に対して設定されたパラメータ条件の追従性の良否や、多軸協調性制御時の制御対象の機械的特性、例えば、局所的な振動等を評価することが可能になる。この結果、協調動作を行う複数軸の調整結果を容易に評価するためのユーザビリティが向上できる。
また、本発明においては、前記第2表示手段は、少なくとも前記第1領域の同一時間軸上の制御軸毎の計測データおよび制御指令の時間変化を示すグラフが視認可能な領域に、前記第2領域を重畳させて並列表示するようにしてもよい。かかる構成によれば、グラフ上の制御軸毎の計測データおよび制御指令の時間変化と、目標軌跡に追従する制御軌跡の移動推移とを同時に視認できる。制御軌跡に生じた誤差(位置偏差)の要因を制御軸毎の計測データの時間変化に合わせて確認できる。
また、本発明においては、前記第2表示手段は、前記目標軌跡に対する前記制御軌跡の誤差を算出すると共に、少なくとも前記第2領域に表示される前記制御軌跡の中の前記算出された誤差が相対的に大きい箇所を識別表示するようにしてもよい。
かかる構成によれば、第2領域に表示される制御軌跡の中で、目標軌跡に対する制御軌跡の誤差(位置偏差)が相対的に大きい箇所を、マーカ等を用いて指定表示することができる。マーカ等を用いて指定表示された、目標軌跡に対する制御軌跡の誤差(位置偏差)が相対的に大きい箇所を容易に特定できる。
また、第2領域のマーキング箇所に対応する各制御軸の第1領域の時間軸上のグラフ表示箇所を、マーカ等を用いて指定表示することができる。制御軌跡上の誤差変動に、制御軸毎にグラフ表示された時間軸上のデータ変化を対応付けて確認することができる。この結果、制御軸毎に調整設定された各種パラメータ条件の妥当性の評価を容易にするユーザインターフェースが提供できる。
また、第2領域のマーキング箇所に対応する各制御軸の第1領域の時間軸上のグラフ表示箇所を、マーカ等を用いて指定表示することができる。制御軌跡上の誤差変動に、制御軸毎にグラフ表示された時間軸上のデータ変化を対応付けて確認することができる。この結果、制御軸毎に調整設定された各種パラメータ条件の妥当性の評価を容易にするユーザインターフェースが提供できる。
また、本発明においては、前記第2表示手段は、前記第2領域に表示される制御軌跡および目標軌跡の推移期間を指定する第1操作部品を前記第1領域に表示される時間軸に重畳して表示するようにしてもよい。かかる構成によれば、指定された時間範囲の、制御軸毎の計測データの時系列変化および制御目標値の推移を抽出して表示できる。第2領域に表示された目標軌跡、制御軌跡を参照しながら、第1領域の同一時間軸上に表示されたサーボモータの追従性が確認できる。
また、本発明においては、前記第2表示手段は、前記第2領域に直交する基準軸を表示すると共に、前記直交する基準軸の軸方向切替えを選択する第2操作部品を表示するようにしてもよい。かかる構成によれば、第2領域に表示された縦軸・横軸を容易に切換えることができるため、ユーザの利便性が向上される。
また、本発明においては、前記第2表示手段は、前記第1領域に表示されたグラフ上に重畳されたポインタの表示位置に対応する計測データまたは制御指令のデータ値を表示するようにしてもよい。前記第2表示手段は、前記第2領域に表示された制御軌跡または目標軌跡上に重畳されたポインタの表示位置に対応する位置データ値を表示するようにしてもよい。かかる構成によれば、グラフ表示された時間軸上の各種計測データ値、目標軌跡、制御軌跡の2次元位置のデータ値の読取りを容易にするユーザインターフェースが提供できる。
また、本発明においては、前記第2表示手段は、前記第2領域に1以上の目盛り軸を表示すると共に、前記目盛り軸は前記第2領域の拡大・縮小に連動して単位目盛り値が所定の範囲内で増加・減少するようにしてもよい。かかる構成によれば、目標軌跡と制御軌跡との誤差(位置偏差)量を、目盛りを参照して計測し易いユーザインターフェースが提供できる。
また、本発明においては、前記第2表示手段は、前記第2領域に表示された前記制御軌跡上の指定された第1位置と、前記目標軌跡上の指定された第2位置との間の相対的な誤差量を表示するようにしてもよい。かかる構成によれば、目標軌跡と制御軌跡との誤差(位置偏差)量を、開始位置と終了位置の指定によって計測可能なユーザインターフェースが提供される。
また、本発明においては、サーボモータ調整装置が、制御指令を受けて制御対象を稼働する複数の制御軸に対し、それぞれの制御軸を駆動制御するモータドライバに設定されるサーボパラメータの調整画面を表示する第1表示ステップと、前記調整画面を介して調整された前記サーボパラメータの条件を前記制御軸毎のモータドライバに設定するステップと、前記制御軸毎のモータドライバに設定されたサーボパラメータの条件下で連動する、それぞれの制御軸の速度制御結果または位置制御結果の計測データを前記制御指令と共に取得するステップと、前記調整画面の第1領域に、前記制御軸毎の計測データおよび制御指令の時間変化を示すグラフを同一時間軸上に表示すると共に、同一時刻で計測された前記制御軸毎の計測データを関連付けて制御軸の制御位置の推移を示す制御軌跡と、同一時刻で計測された前記制御軸毎の制御指令を関連付けて制御軸の目標位置の推移を示す目標軌跡とを前記調整画面の第2領域に表示する第2表示ステップと、を実行するサーボモータ調整方法であってもよい。
なお、本発明は、上記手段や処理の少なくとも一部を含むサーボモータ調整装置として特定することができる。上記手段や処理は、技術的な矛盾が生じない限りにおいて、自由に組み合わせて実施することができる。
本発明によれば、協調動作を行う複数軸の調整結果を容易に評価するためのユーザビリティが向上できる。
以下、図面を参照して、一実施形態に係るサーボモータ調整装置について説明する。以下の実施形態の構成は例示であり、本サーボモータ調整装置は実施形態の構成には限定されない。
<1.サーボ制御システム>(システム概要)
図1は、本実施形態に係るサーボモータ調整装置10を構成に含むサーボ制御システム1の構成例を示す図である。図1に例示のサーボ制御システム1は、複数のモータを連動して制御対象を駆動する多軸協調制御形態の一例である。サーボ制御システム1では、例えば、位置決めテーブルを制御対象として、多軸協調制御によってサーボ制御された複数のモータ駆動を介し、XY平面内の位置決め制御が行われる。
図1は、本実施形態に係るサーボモータ調整装置10を構成に含むサーボ制御システム1の構成例を示す図である。図1に例示のサーボ制御システム1は、複数のモータを連動して制御対象を駆動する多軸協調制御形態の一例である。サーボ制御システム1では、例えば、位置決めテーブルを制御対象として、多軸協調制御によってサーボ制御された複数のモータ駆動を介し、XY平面内の位置決め制御が行われる。
以下では、図1の多軸制御形態を用いて、本実施形態に係るサーボモータ調整装置(以下、単に「調整装置」とも称す)10の提供する処理機能を説明するが、提供する処理機能が位置決めテーブルに限定される訳ではない。制御対象は、多軸協調制御によってサーボ制御された搬送ローラやロボットアームであってもよく、制御対象の稼働次元がYZ平面、ZX平面、立体空間であってもよい。また、多軸協調制御によってサーボ制御される制御軸は、複数のモータによって構成されたモータ群であってもよい。
図1のサーボ制御システム1は、サーボモータ調整装置(以下、単に「調整装置」とも称す)10と、サーボドライバ20#1、20#2と、サーボモータ30#1、30#2と、サーボモータ30#1、30#2によって駆動される制御対象40と、コントローラ(PLC:Programmable Logic Controller)50とを含む。以下の説明では、サーボドライバ20#1、20#2を総称して「サーボドライバ20」とも称す。サーボモータ30#1、30#2についても同様である。
サーボドライバ20#1には、サーボモータ30#1およびコントローラ50が接続し、サーボドライバ20#2には、サーボモータ30#2およびコントローラ50が接続する。サーボモータ30#1は、例えば、制御対象40のX軸方向の駆動を制御する制御軸として機能し、サーボモータ30#1は、制御対象40のY軸方向の駆動を制御する制御軸として機能する。サーボドライバ20#1とコントローラ50とは、多軸協調制御により連動するサーボモータ30#1の制御系を構成し、サーボドライバ20#2とコントローラ50とは、多軸協調制御により連動するサーボモータ30#2の制御系を構成する。
サーボモータ30#1、30#2のそれぞれには、駆動制御時の速度と位置を検出するセンサ(エンコーダ)が含まれる。コントローラ50には、各種スイッチや、コントローラ50が接続するサーボドライバ20への制御指令を出力するための契機となる情報を検出する各種センサが接続される。
サーボ制御システム1の調整装置10とサーボドライバ20とは、有線あるいは無線による通信ネットワークを介して接続する。サーボドライバ20とコントローラ50とは、例えば、IEEE802.3のイーサネット(登録商標)規格に準拠したEtherCAT(Ethernet for Control Automation Technology、登録商標)を介して接続する。サーボドライバ20とサーボモータ30とは、例えば、専用ケーブルを介して通信可能に接続される。
サーボ制御システム1においては、調整装置10を介して、制御対象40のXY平面内の位置決め制御に係るサーボ制御のための各種パラメータ(サーボパラメータ)が、サーボモータ30#1、30#2の特性等に応じて、適切になるように調整される。制御対象40が適切にXY平面内を稼働するように、多軸協調制御によって連動するサーボモータ30#1、30#2の応答特性が調整される。
調整後の各種パラメータは、各サーボドライバ20に設定される。サーボドライバ20#1は、設定条件が調整された各種パラメータと、コントローラ50から出力された制御指令(位置指令、モータ速度、トルク指令等)とに基づいてサーボモータ30#1を自動制御する。サーボドライバ20#2は、設定条件が調整された各種パラメータと、コントローラ50から出力された制御指令(位置指令、モータ速度、トルク指令等)とに基づいてサーボモータ30#2を自動制御する。制御対象40は、サーボモータ30#1、30#2の動力伝達機構を介し、制御対象40の位置や方位、姿勢等が、各サーボモータ30の制御系を構成するコントローラ50から制御指令として入力された目標値に追従するように協調制御される。
なお、サーボドライバ20は、調整装置10を介して調整された各種パラメータやサーボモータ30のセンサを介して検出されたデータを保持するメモリを有する。各サーボドライバ20は、メモリの所定の記憶領域に設定されたサーボパラメータに従ってそれぞれに接続するサーボモータ30の多軸協調制御に係るサーボ制御を行う。
各サーボモータ30のセンサを介して検出された速度データ、位置データ等の計測データは、それぞれが接続するサーボドライバ20上記記憶領域とは異なる記憶領域に一時的に格納される。サーボドライバ20は、例えば、サーボパラメータに従って速度制御されたサーボモータ30の速度を、100μsといった一定の周期間隔で検出された計測データとしてメモリに格納する。各サーボドライバ20のメモリに格納された計測データは、通信ネットワークを介して調整装置10に取得される。
なお、コントローラ50から入力された制御指令は、所定のコマンドに応じて、調整装置10が読み取り可能である。サーボドライバ20は、例えば、調整装置10から、上記所定のコマンドが入力された場合には、コントローラ50から入力された制御指令と、サーボモータ30で計測された計測データとを関連付けて調整装置10に出力する。
(調整装置構成)
図2は、本実施形態に係る調整装置10のハードウェア構成の一例を示す図である。調整装置10は、図2に例示のように、接続バス17によって相互に接続されたCPU(Central Processing Unit)11、主記憶装置12、補助記憶装置13、入力装置14、出力装置15、通信IF16を備えるコンピュータとして構成される。主記憶装置12および補助記憶装置13は、調整装置10が読み取り可能な記録媒体である。調整装置10は、CPU11が補助記憶装置13に記憶されたプログラムを主記憶装置12の作業領域に実行可能に展開し、プログラムの実行を通じて周辺機器の制御を行うことで、所定の目的に合致した機能を提供する。なお、上記の構成要素はそれぞれ複数に設けられてもよいし、一部の構成要素を設けないようにしてもよい。
図2は、本実施形態に係る調整装置10のハードウェア構成の一例を示す図である。調整装置10は、図2に例示のように、接続バス17によって相互に接続されたCPU(Central Processing Unit)11、主記憶装置12、補助記憶装置13、入力装置14、出力装置15、通信IF16を備えるコンピュータとして構成される。主記憶装置12および補助記憶装置13は、調整装置10が読み取り可能な記録媒体である。調整装置10は、CPU11が補助記憶装置13に記憶されたプログラムを主記憶装置12の作業領域に実行可能に展開し、プログラムの実行を通じて周辺機器の制御を行うことで、所定の目的に合致した機能を提供する。なお、上記の構成要素はそれぞれ複数に設けられてもよいし、一部の構成要素を設けないようにしてもよい。
CPU11は、調整装置10全体の制御を行う中央処理演算装置である。CPU11は、MPU(Microprocessor)、プロセッサとも呼ばれる。但し、CPU11は、単一のプロセッサに限定される訳ではなく、マルチプロセッサ構成であってもよい。また、単一のソケットで接続される単一のCPU11がマルチコア構成であってもよい。CPU11は、補助記憶装置13に記憶されたプログラムに従って処理を行う。
主記憶装置12は、CPU11がプログラムやデータをキャッシュしたり、作業領域を展開したりする記憶媒体である。主記憶装置12は、例えば、フラッシュメモリ、RAM(Random Access Memory)やROM(Read Only Memory)を含む。補助記憶装置13は、CPU11により実行されるプログラム(OS(Operating System)を含む)や、動作の設定情報などを記憶する記憶媒体である。OSは、例えば、通信IF16を介して接続される機器とのデータの受け渡しを行う通信インターフェースプログラムを含む。補助記憶装置13は、例えば、HDD(Hard-disk Drive)やSSD(Solid State Drive)、EPROM(Erasable Programmable ROM)、フラッシュメモリ、USBメモリ、SD(Secure Digital)メモリカード等である。
入力装置14は、操作者からの操作指示等を受け付ける。入力装置14は、例えば、キーボード、タッチパネル、マウスといったポインティングデバイス等の入力デバイスである。出力装置15は、CPU11で処理されるデータや情報、主記憶装置12、補助記憶装置13に記憶されるデータや情報を出力する。出力装置15には、例えば、LCD(Liquid Crystal Display)、EL(Electroluminescence)パネル、有機ELパネル等の表示デバイス、プリンタ等の出力デバイスが含まれる。通信IF16は、調整装置10に接続される通信ネットワーク等とのインターフェースである。
なお、調整装置10で実行される処理の内、少なくとも一部の処理がDSP(Digital Signal Processor)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)等によって提供されてもよい。また、処理の少なくとも一部が、FPGA(Field-Programmable Gate Array)、数値演算プロセッサ、ベクトルプロセッサ、画像処理プロセッサ等の専用LSI(large scale integration)、その他のデジタル回路であってもよい。また、処理の少なくとも一部にアナログ回路を含むとしてもよい。調整装置10は、上記処理の実行の際にCPU11等が参照し、或いは、管理するデータの格納先として補助記憶装置13を備える。
(調整装置の機能概要)
調整装置10においては、制御対象40の稼働に係る多軸協調制御の各種パラメータの調整時には、ユーザ操作を介して各種パラメータを調整するためのプログラムが起動される。プログラムの起動に伴い、調整装置10のLCD等の表示デバイスには、パラメータ調整画面が表示される。
調整装置10においては、制御対象40の稼働に係る多軸協調制御の各種パラメータの調整時には、ユーザ操作を介して各種パラメータを調整するためのプログラムが起動される。プログラムの起動に伴い、調整装置10のLCD等の表示デバイスには、パラメータ調整画面が表示される。
調整装置10のユーザは、例えば、パラメータ調整画面(以下、単に「調整画面」とも称す)を介して、多軸協調制御時のPID制御に係る各種ゲイン(速度比例ゲイン、速度積分ゲイン、位置比例ゲイン等)値が、連動するモータのサーボ制御に係る応答特性に対して適切になるように調整する。同様にして、多軸協調制御時のPID制御に係るフィルタ特性(各モータの出力トルクを制限するトルクフィルタ特性、機械的共振を抑制するノッチフィルタ特性)等が、連動するモータのサーボ制御に係る応答特性に対して適切になるように調整される。調整された各種パラメータ条件は、制御対象40の各制御軸を構成するサーボモータ30のそれぞれに対応するサーボドライバ20に設定される。
調整された各種パラメータ条件の評価は、該条件下で駆動中の各サーボモータ30から取得した計測データ(速度データ、位置データ等)、制御指令等に基づいて行われる。調整装置10は、駆動中の多軸協調制御に係るサーボモータ30の計測データ、制御指令等を、それぞれのサーボドライバ20を介して取得する。
調整装置10は、駆動中のサーボモータ30の計測データ、制御指令等を、調整画面の所定の表示領域に、同一時間軸上における速度等の変化、制御目標値の推移を表すグラフとして表示する。上記表示領域には、例えば、制御対象40の制御軸を構成する各サーボモータ30の速度変化や位置変化を示す時系列データ、制御目標値の推移が制御軸毎に色分けされて重畳し、グラフ表示される。
サーボ制御システム1の調整時には、ユーザは、同一時間軸上にグラフ表示された駆動中のサーボモータ30に係るそれぞれの計測データの時系列変化、制御目標値の推移から、多軸協調制御の調整に係るモータ毎の応答特性を評価する。同一時間軸上にグラフ表示された制御軸毎の計測データの時系列変化、制御目標値の推移を介し、多軸協調制御で連動して駆動中のモータ毎の各種パラメータの設定条件が評価される。
本実施形態の調整装置10は、制御軸毎の計測データの時系列変化や制御目標値の推移がグラフ表示されるときに、各制御軸の上記情報によって紐付けられる2次元平面(例えば、XY平面、YZ平面、ZX平面)上の推移(軌跡)を表示する表示領域を設ける。本実施形態の調整装置10は、上記2次元平面上の推移を表示する表示領域(以下、「2D表示領域」とも称す)を、制御軸毎の計測データの時系列変化や制御目標値の推移が同一時間軸上にグラフ表示される表示領域に並列して調整画面上に表示する。
2D表示領域には、例えば、各制御軸から取得した制御目標値の推移に基づく軌跡が目標軌跡として表示される。また、2D表示領域には、各制御軸から取得した計測データの時系列変化に基づく軌跡が制御軌跡(実軌跡)として表示される。
本実施形態の調整装置10においては、制御軸毎の同一時間軸上における時系列情報(計測データ、制御目標値)のグラフ表示と共に、連動するモータの制御状態を示す情報(目標軌跡、制御軌跡)が並列して表示される。本実施形態の調整装置10は、調整画面を介し、制御軸毎の同一時間軸上における時系列情報のグラフ表示と、連動するモータの制御状態を示す情報とを同時に提示できる。
この結果、ユーザは、調整画面に並列表示された制御軸毎の同一時間軸上における時系列情報のグラフ表示と、連動するモータの制御状態を示す情報とを同時に把握することが可能になる。例えば、ユーザは、2D表示領域に表示された目標軌跡、制御軌跡から、多軸協調性制御によって連動するサーボモータ30の制御位置における目標軌跡への位置偏差量を視認することができる。視認された位置偏差量から、目標軌跡に対して設定されたパラメータ条件の追従性の良否や、多軸協調性制御時の制御対象40の機械的特性(局所的な振動)を評価することができる。
本実施形態の調整装置10によれば、協調動作を行う複数軸の調整結果を容易に評価するためのユーザインターフェースが提供できる。この結果、調整装置10においては、サーボモータ調整時のユーザビリティが向上できる。
<2.処理例>(ケース1)
以下、図3から図8の図面を参照し、本実施形態に係る調整装置10の提供するユーザインターフェースを説明する。図3は、本実施形態に係るパラメータ調整画面の一例である。多軸協調制御が行われるサーボ制御システム1の、モータ毎に調整された各種パラメータの設定条件の評価時において、図3に例示の調整画面が表示デバイス上に表示される。
以下、図3から図8の図面を参照し、本実施形態に係る調整装置10の提供するユーザインターフェースを説明する。図3は、本実施形態に係るパラメータ調整画面の一例である。多軸協調制御が行われるサーボ制御システム1の、モータ毎に調整された各種パラメータの設定条件の評価時において、図3に例示の調整画面が表示デバイス上に表示される。
図3において、調整画面が表示される表示領域A1の領域A2には、例えば、モータ毎に調整された各種パラメータが設定された状態で連動する制御軸毎の同一時間軸上における時系列情報(計測データ、制御目標値)がグラフ表示される。上記時系列情報のグラフは、縦軸を情報種別毎に規格化された大きさ、横軸を所定のサンプリング周期に応じた経過時間として表示される。領域A2に表示される時系列情報のグラフは、例えば、情報種別毎に異なる色種別で配色されて同一時間軸上に表示される。
また、調整装置10は、例えば、調整画面が表示される表示領域A1内に、モータ毎に調整された各種パラメータが設定された状態で連動するモータの制御状態を示す情報(目標軌跡、制御軌跡)が表示可能な領域A3を表示する。図3は、領域A3の形状を矩形状として常時する形態の一例である。領域A3は、例えば、円形状や楕円形状であってもよい。
領域A3の表示領域A1内への表示は、例えば、調整画面上に設けられた領域A3表示を行うためのGUI(Graphical User Interface)部品の押下操作、コマンド操作等を契機として表示することができる。また、調整装置10は、図3の調整画面を表示デバイス上に表示する操作を契機として、領域A2と共に表示するとしてもよい。
調整装置10は、例えば、領域A2のグラフ表示された制御軸毎の同一時間軸上における時系列情報が同時に視認可能な領域に、領域A3を重畳させて並列表示することができる。但し、領域A3の表示領域A1内の表示位置は、予め固定されとしてもよい。少なくとも、領域A2にグラフ表示された制御軸毎の同一時間軸上における時系列情報が同時に視認可能な領域に表示されればよい。
領域A3に表示される、連動するモータの制御状態を示す情報は、例えば、制御軸毎の計測データの時系列変化や制御目標値の推移によって紐付けられる2次元平面(例えば、XY平面、YZ平面、ZX平面)上の軌跡(目標軌跡、制御軌跡)である。但し、制御対象40が立体空間で稼働される場合には、例えば、XY平面、YZ平面、ZX平面上の各軌跡の組合せ、あるいは、制御軸毎の計測データの時系列変化や制御目標値の推移によって紐付けられる3次元空間上の軌跡(目標軌跡、制御軌跡)としてもよい。制御対象40の稼働する次元軸に応じて、多軸協調制御によって連動するモータの制御状態を示す情報の表示形態を決定するとすればよい。
(ケース2)
調整装置10は、領域A3に表示される上記情報の時間軸上の範囲を指定するとしてもよい。図3に示すように、調整装置10は、例えば、時間軸に直交する一対のメジャーリングカーソル(Z1、Z2)を、領域A3に表示される上記情報の時間軸上の範囲を指定するGUI部品として、領域A2に表示することができる。
調整装置10は、領域A3に表示される上記情報の時間軸上の範囲を指定するとしてもよい。図3に示すように、調整装置10は、例えば、時間軸に直交する一対のメジャーリングカーソル(Z1、Z2)を、領域A3に表示される上記情報の時間軸上の範囲を指定するGUI部品として、領域A2に表示することができる。
調整装置10は、一対のメジャーリングカーソル(Z1、Z2)への時間軸上の増減移動をドラッグ操作等を介して受け付けると共に、一対のメジャーリングカーソル(Z1、Z2)で指定された時間範囲(図3、「2D表示区間」)を、領域A3に表示される上記情報の時間軸上の範囲として取得すればよい。調整装置10は、一対のメジャーリングカーソル(Z1、Z2)で指定された時間範囲に対応する制御軸毎の計測データの時系列変化および制御目標値の推移に基づいて紐付けられた2次元平面上の目標軌跡、制御軌跡を領域A3に表示する。
調整装置10は、一対のメジャーリングカーソル(Z1、Z2)を介して指定された時間範囲の、制御軸毎の計測データの時系列変化および制御目標値の推移を抽出して、領域A3に表示できる。ユーザは、領域A3に紐付けられた時間範囲内の2次元平面上の目標軌跡、制御軌跡を参照しながら、各サーボモータ30の追従性を確認できる。
なお、上記メジャーリングカーソル(Z1、Z2)の初期表示位置は、例えば、領域A2に表示されたグラフ表示枠の左端側とすることができる。また、メジャーリングカーソル間の初期区間幅は、例えば、計測データのサンプリングレートに応じて自動的に設定するとしてもよい。
調整装置10は、領域A3に表示される時間範囲を、操作中の一対のメジャーリングカーソル(Z1、Z2)を介して指定された時間範囲に連動して増加減するとしてもよい。領域A2に表示された制御軸毎の変動性と、領域A3に紐付けられて表示された2次元平面上の目標軌跡変化、制御軌跡変化との相対的な比較が可能になる。調整装置10は、多軸協調制御によって連動する複数のモータ(制御軸)に生じた現象理解を助けるユーザインターフェースが提供できる。
(ケース3)
また、調整装置10は、領域A3に表示される2次元平面上の目標軌跡、制御軌跡の表示範囲を、各制御軸の最大値および最小値で自動的にスケーリングするとしてもよい。上記スケーリングを行うことで、多軸協調制御によって連動する制御軸間の相対的な挙動が確認し易くなる。調整装置10は、多軸協調制御によって連動する複数のモータ(制御軸)間の相対的な挙動を確認し易いユーザインターフェースが提供できる。
また、調整装置10は、領域A3に表示される2次元平面上の目標軌跡、制御軌跡の表示範囲を、各制御軸の最大値および最小値で自動的にスケーリングするとしてもよい。上記スケーリングを行うことで、多軸協調制御によって連動する制御軸間の相対的な挙動が確認し易くなる。調整装置10は、多軸協調制御によって連動する複数のモータ(制御軸)間の相対的な挙動を確認し易いユーザインターフェースが提供できる。
(ケース4)
多軸協調制御の調整時には、ユーザは、領域A3に表示された2次元平面上の目標軌跡、制御軌跡のスケール軸(縦軸、横軸)を切替えて、目標軌跡に対する制御軌跡を確認する場合がある。目標軌跡に対する制御軌跡の許容範囲を総合的に評価するためである。調整装置10は、領域A3を表示する際に、2次元平面を示すスケール軸を表示させると共に、該表示させたスケール軸の軸方向の切り替えを選択させるようにしてもよい。
多軸協調制御の調整時には、ユーザは、領域A3に表示された2次元平面上の目標軌跡、制御軌跡のスケール軸(縦軸、横軸)を切替えて、目標軌跡に対する制御軌跡を確認する場合がある。目標軌跡に対する制御軌跡の許容範囲を総合的に評価するためである。調整装置10は、領域A3を表示する際に、2次元平面を示すスケール軸を表示させると共に、該表示させたスケール軸の軸方向の切り替えを選択させるようにしてもよい。
図4は、領域A3に表示された2次元平面上の軸方向を切替え可能なユーザインターフェースを説明する図である。図4は、2次元平面上の軸方向の切替えの可否を選択するラジオボタンを領域A3に備える形態の一例である。領域A3においては、上記ラジオボタンと共に、制御軸毎の計測データの時系列変化および制御目標値の推移に基づいて紐付けられた2次元平面上の目標軌跡、制御軌跡が表示される。
図4において、表示領域A1は調整装置10の表示デバイス上に表示される調整画面の表示領域を表す。表示領域A1には、図3を用いて説明したように、モータ毎に調整された各種パラメータが設定された状態で連動する制御軸毎の同一時間軸上における時系列情報のグラフ表示される領域A2が含まれる。
調整装置10は、例えば、領域A3に2次元平面上の目標軌跡、制御軌跡を表示する際に、領域A4に示す表示形態にラジオボタンZ3を組合せて表示するとしてもよい。領域A4の表示形態は、例えば、2次元平面の表示に係るX軸方向を横軸、Y軸方向を縦軸として表示する形態例である。なお、ラジオボタンZ3には、例えば、「軸の方向切り替え」といった操作内容を表すコメントが付加される。図4に示す領域A4、ラジオボタンZ3は、例えば、予め補助記憶装置13等に格納されたテンプレート等を用いて表示することができる。
なお、調整装置10は、A4の表示形態を表示する際に、各軸に配色された色種別(例えば、黒色)とは異なる色種別(例えば、赤色)で、軸表示の必要性を確認するための通知表示「必要?」等のコメントを表示するとしてもよい。調整装置10は、表示されたコメントに対して、例えば、キーボードの「Y」キーの押下操作で「YES」応答、「N」キーの押下操作で「NO」が回答されたと判断できる。
調整装置10は、例えば、ラジオボタンZ3の表示領域にカーソル等を重畳させて行われたクリック操作等を受け付けると共に、領域A4に表示された2次元平面の表示に係る縦軸方向をX軸、横軸方向をY軸に切替える。軸方向の切替えが行われた場合には、例えば、縦軸方向をX軸、横軸方向をY軸とする領域A5に示す表示形態とラジオボタンZ4との組合せが領域A3に表示される。なお、ラジオボタンZ4には、例えば、「X-Y軸の切り替え」といった操作内容を表すコメントが付加される。
調整装置10は、例えば、ラジオボタンZ4の表示領域にカーソル等を重畳させて行われたクリック操作等を受け付けると共に、領域A5に表示された2次元平面の表示に係る縦軸方向をY軸、横軸方向をX軸に切替える。
調整装置10は、図4に示すようなユーザインターフェースを備えることで、領域A3に表示された2次元平面上の軸方向の切替えに対応できる。調整装置10においては、ラジオボタンZ3、Z4へのユーザ操作を契機として縦横軸が容易に切り替わるため、ユーザの利便性が向上できる。
(ケース5)
調整装置10は、制御軸毎の計測データの時系列変化および制御目標値の推移に基づいて紐付けられた2次元平面上への目標軌跡、制御軌跡の表示の際に、目標軌跡に対する制御軌跡の誤差(位置偏差)が相対的に大きい箇所にマーキングを施すことが可能である。調整装置10は、上記マーキングを施すことで、多軸協調制御によって連動するモータ間の相関する動きの妥当性を、目標軌跡に対する制御軌跡の誤差(位置偏差)量に基づいて判断可能なインターフェースを提供できる。調整装置10においては、グラフ表示された、制御軸毎の同一時間軸上における時系列情報によっては評価し難かった、連動するモータ間の相関する動きを容易に評価可能なユーザインターフェースが提供できる。
調整装置10は、制御軸毎の計測データの時系列変化および制御目標値の推移に基づいて紐付けられた2次元平面上への目標軌跡、制御軌跡の表示の際に、目標軌跡に対する制御軌跡の誤差(位置偏差)が相対的に大きい箇所にマーキングを施すことが可能である。調整装置10は、上記マーキングを施すことで、多軸協調制御によって連動するモータ間の相関する動きの妥当性を、目標軌跡に対する制御軌跡の誤差(位置偏差)量に基づいて判断可能なインターフェースを提供できる。調整装置10においては、グラフ表示された、制御軸毎の同一時間軸上における時系列情報によっては評価し難かった、連動するモータ間の相関する動きを容易に評価可能なユーザインターフェースが提供できる。
図5は、(ケース5)のユーザインターフェースを説明する図である。図5は、目標軌跡に対する制御軌跡の誤差(位置偏差)の相対的に大きい箇所を丸囲みしてマーキング表示する形態の一例である。なお、図5の領域A6は、目標軌跡、制御軌跡に対してマーキングが施された状態の、図3に示す領域A3に相当する。
図5において、表示領域A1は、図3等と同様に調整装置10の表示デバイス上に表示される調整画面の表示領域を表す。表示領域A1には、図3を用いて説明したように、モータ毎に調整された各種パラメータが設定された状態で連動する制御軸毎の同一時間軸上における時系列情報のグラフ表示される領域A2が含まれる。また、表示領域A1には、領域A2にグラフ表示された制御軸毎の同一時間軸上における時系列情報が同時に視認可能な領域に重畳して、領域A6が並列して表示される。
領域A6には、制御軸毎の計測データの時系列変化および制御目標値の推移に基づいて紐付けられた2次元平面上への目標軌跡g1、制御軌跡g2が表示される。領域A6においては、目標軌跡g1と制御軌跡g2とが識別可能なように表示される。例えば、目標軌跡g1に配色された色種別と、制御軌跡g2に配色された色種別とが、異なる色種別で表示することが例示される。
なお、領域A6に目標軌跡g1、制御軌跡g2として表示される、制御軸毎の計測データおよび制御目標値の時間軸上の範囲は、一対のメジャーリングカーソル(Z1、Z2)で指定された範囲(2D表示区間)である。
図5の領域A6に示すように、目標軌跡に対する制御軌跡の誤差(位置偏差)の相対的に大きい箇所は、円形状のマーカZ6を用いて丸囲みされた形態でマーキングが施される。目標軌跡に対する制御軌跡は、所定の許容範囲内で変動するため、円形状のマーカZ6を用いて丸囲みされることで、領域A6内に表示された制御軌跡の中の、目標軌跡に対する誤差(位置偏差)量の相対的に大きい箇所の表示範囲を特定することが可能になる。
但し、丸囲みされた形態が円形状のマーカZ6に限定される訳ではない。マーカZ6の形状は、矩形状や多角形状であってもよく、目標軌跡に対する誤差量の相対的に大きい箇所の所定範囲箇所をハイライト表示や背景色とは異なる色種別で識別するとしてもよい。領域A6に表示された制御軌跡の中の、目標軌跡に対する誤差(位置偏差)量の相対的に大きい箇所の表示範囲が識別されればよい。
領域A6に表示されるマーカZ6のサイズは、例えば、予め定められた上下限値の範囲内で、一対のメジャーリングカーソル(Z1、Z2)で指定された範囲に応じて拡大・縮小されるとしてもよい。一対のメジャーリングカーソル(Z1、Z2)で指定された範囲に応じてマーカZ6のサイズを拡大・縮小することで、制御軌跡の中のマーカZ6で指定された箇所に対する視認性の向上が期待される。
また、調整装置10は、マーカZ6によって指定された目標軌跡および制御軌跡に対応する領域A2内の、グラフ表示されたデータ期間に対してマーキングを施すとしてもよい。図6の領域A2に示すように、円形状のマーカZ5を用いて、グラフ表示された計測データのマーカZ6に対応する期間を丸囲みするマーキング形態が例示される。調整装置10は、例えば、マーカZ6で指定された範囲の制御軌跡に対応する時間軸上の期間を特定し、該特定した期間のグラフ表示領域に重畳させてマーカZ5を表示させるとすればよい。なお、マーカZ5は、少なくとも、一対のメジャーリングカーソル(Z1、Z2)で指定された範囲内のグラフ表示領域に重畳して表示される。
なお、調整装置10は、一対のメジャーリングカーソル(Z1、Z2)で指定された範囲(2D表示区間)の期間長さに応じて、複数個所に対してマーキングを施すとしてもよい。例えば、所定の期間長さ毎に、マーキングする数量を予め定めるとすればよい。マーキングする数量は、例えば、制御軌跡の中の目標軌跡に対する誤差(位置偏差)量の相対的に大きい順に表示する数量を定めてもよい。あるいは、目標軌跡に対する誤差(位置偏差)量について、マーキングするための閾値を予め条件付けるとしてもよい。調整装置10は、多軸協調制御によって連動するモータの制御軌跡の中から誤差の大きい箇所を複数に抽出して提示できる。
図6は、目標軌跡に対する誤差量の特定を説明する図である。図6において、調整装置10は、目標軌跡g1を2次関数で近似し、近似された2次関数と制御位置g3との間の距離(r1からr5、位置偏差)を誤差量として特定する。
調整装置10は、例えば、計測データから制御位置g3を特定すると共に、2次関数で近似された目標軌跡g1上の相対的な目標位置(g4、g5、g6、g7、g8)との距離を算出する。ここで、制御位置g3は、各制御軸で計測された計測データ(位置データ)である。目標軌跡g1上の相対的な目標位置は、例えば、上記計測データが計測された時点の各制御軸に対する制御指令(位置指令)、および、該制御指令に時間軸上で前後する制御指令(2ポイント)が例示される。
調整装置10は、算出されたそれぞれの距離値を比較し、最小の距離値(最短距離)に対応する目標位置を特定する。制御位置g3との距離値が最小になる目標位置の特定後、調整装置10は、上記目標位置に前後する目標軌跡g1上の目標位置をさらに特定する。図6においては、例えば、目標軌跡g1上の各目標位置(g4、g5、g6、g7、g8)と制御位置g3との間の距離値(r1からr5)が比較され、最短距離r3に対応する目標位置g6が特定される。また、目標位置g6に前後する目標位置g5、g6が特定される。図6においては、破線で丸囲みされた目標軌跡g1上の目標位置g5、g6、g7が、誤差の特定のために抽出される。
調整装置10は、抽出した3点(目標位置g5、g6、g7)から、近似した2次関数の係数値を推定する。目標軌跡g1を近似する2次関数は、例えば、[y=ax^2+bx+c]で表される場合には、係数値(a、b、c)が、抽出した3点(目標位置g5、g6、g7)を用いて推定される。
調整装置10は、例えば、制御位置g3の2次元座標を(X0,Y0)とし、2次関数上の誤差算出対象となる座標を(P、y(P))とする。そして、調整装置10は、上記2次元座標(X0,Y0)と、2次関数上の座標(p,y(p))との間の距離を算出する。ここで、2次関数上のx座標Pは、次の式を「0」とすることで算出される。
dL/dP=[(P-X0)^2+(y(P)-Y0)^2]=0
dL/dP=[(P-X0)^2+(y(P)-Y0)^2]=0
なお、多軸協調制御に係る各制御軸(サーボモータ)が立体空間の稼働を対象とする制御対象40を駆動する場合には、例えば、カルダノの方法を用いることで代数的に算出される。
調整装置10は、上記算出されたx座標Pを用いて、目標軌跡に対する誤差(位置偏差)Lを算出する。誤差Lは、次の式で算出される。
誤差L={(P-X0)^2+(y(P)-Y0)^2}
誤差L={(P-X0)^2+(y(P)-Y0)^2}
図5に戻り、領域A6に示すマーカZ6は、例えば、一対のメジャーリングカーソル(Z1、Z2)で指定された範囲(2D表示区間)内の制御軸毎の計測データに基づいて算出された誤差Lが、相対的に最も大きい箇所に対応して表示される。
(ケース6)
図5において、調整装置10は、領域A2に表示された時間軸上の各種グラフ、あるいは、領域A6に2次元平面表示された目標軌跡g1、制御軌跡g2上にカーソル等が重畳された場合には、カーソルで指示される表示位置に対応するデータ値を表示するとしてもよい。調整装置10においては、領域A2にグラフ表示された時間軸上の各種計測データ値、領域A6に2次元平面表示された目標軌跡g1、制御軌跡g2のデータ値の読取りを容易にするユーザインターフェースが提供できる。
図5において、調整装置10は、領域A2に表示された時間軸上の各種グラフ、あるいは、領域A6に2次元平面表示された目標軌跡g1、制御軌跡g2上にカーソル等が重畳された場合には、カーソルで指示される表示位置に対応するデータ値を表示するとしてもよい。調整装置10においては、領域A2にグラフ表示された時間軸上の各種計測データ値、領域A6に2次元平面表示された目標軌跡g1、制御軌跡g2のデータ値の読取りを容易にするユーザインターフェースが提供できる。
図7は、(ケース6)のユーザインターフェースを説明する図である。図7に示す、表示領域A1、領域A2、領域A6は、図5と同様であるため説明を省略する。また、領域A6に表示された目標軌跡g1、制御軌跡g2、マーカZ6についても同様である。
図7においては、ユーザ操作を介してカーソル等が、領域A6にグラフ表示された制御軌跡g2上に重畳された状態であると想定する。調整装置10は、例えば、カーソル等の表示位置がグラフ表示された制御軌跡g2の表示位置であることの検出を契機として、重畳させたカーソル等の表示形態をGUI部品Z7に示す表示形態に変更する。GUI部品Z7は、予め補助記憶装置13等に格納される。
調整装置10は、制御軌跡g2上に重畳されたカーソル等の表示形態の更新と共に、表示位置に対応する制御軌跡g2の2次元座標(x,y)をGUI部品Z7の近傍領域に表示する。2次元座標(x,y)の表示領域Z8は、例えば、GUI部品Z7が指し示す制御軌跡g2のグラフ表示位置が、表示された2次元座標値と同時に視認可能な領域であればよい。図7の表示領域Z8には、例えば、GUI部品Z7が指し示す制御軌跡g2上の2次元座標(x,y)が「120.3,59.0」として表示される。時間軸上にグラフ表示された各制御軸の時系列情報についても同様である。GUI部品Z7が指し示す時間軸上のグラフ表示位置に対応する計測情報のデータ値と時刻情報とが、近傍領域に表示される。
調整装置10においては、表示形態が変更されたカーソル等と共に表示されたデータ値が、重畳させたグラフ表示上のデータ値であることを識別できる。但し、表示形態の変更は、例えば、所定のキー操作(例えば、ファンクションキー)の回数に応じて変更許可、変更無効が選択されるとしてもよい。所定のキー操作の偶数・奇数に応じて表示形態の変更の許可・無効が選択できる。調整装置10は、例えば、カーソル等の表示形態の変更を煩わしく感じる操作者にも対応可能なユーザインターフェースが提供できる。
(ケース7)
図5において、調整装置10は、領域A6に表示された2次元平面内の目標軌跡g1と制御軌跡g2との誤差(位置偏差)量を計測するためのスケールを表示するとしてもよい。領域A6に表示されるスケール幅は、例えば、領域A6に表示される時間軸上の期間長さに応じて、予め定められた上限値・下限値の範囲内で増加減されるとしてもよい。調整装置10においては、スケール表示を提供することで、目標軌跡g1と制御軌跡g2との誤差(位置偏差)量を計測し易いユーザインターフェースが提供できる。
図5において、調整装置10は、領域A6に表示された2次元平面内の目標軌跡g1と制御軌跡g2との誤差(位置偏差)量を計測するためのスケールを表示するとしてもよい。領域A6に表示されるスケール幅は、例えば、領域A6に表示される時間軸上の期間長さに応じて、予め定められた上限値・下限値の範囲内で増加減されるとしてもよい。調整装置10においては、スケール表示を提供することで、目標軌跡g1と制御軌跡g2との誤差(位置偏差)量を計測し易いユーザインターフェースが提供できる。
また、調整装置10は、領域A6に表示された目標軌跡g1と制御軌跡g2との間の距離(誤差)を計測するためのユーザインターフェースを提供するとしてもよい。図8は、上記の誤差計測のためのユーザインターフェースを説明する図である。図8に示す領域A6、目標軌跡g1、制御軌跡g2、マーカZ6は、図5と同様であるため説明を省略する。
調整装置10は、例えば、2次元平面内の目標軌跡g1上へカーソル等を重畳させた状態でのクリック操作、および、上記操作直後の制御軌跡g2上にカーソル等を重畳させた状態でのクリック操作を、誤差量を計測するため操作として受け付ける。目標軌跡g1上にカーソル等を重畳させた状態でのクリック操作では、誤差量を計測するための開始位置が指定され、上記操作直後の制御軌跡g2上にカーソル等を重畳させた状態でのクリック操作により、終了位置が指定される。
調整装置10は、例えば、誤差量を計測するための開始位置の指定操作の受け付けを契機として、開始位置に一端が結び付けられた単線を表示させると共に、表示させた単線の他端を延伸し、延伸された他端を上記操作直後の指定操作で指示される終了位置に結び付ける。図8に示すように、目標軌跡g1への指定操作で指示された開始位置Z9aと、制御軌跡g2への指定操作で指示された終了位置Z9bとの間は、表示された単線Z9によって結び付けられる。
調整装置10は、例えば、誤差量を計測するための終了位置の指定操作の受け付けを契機として、単線Z9によって結び付けられた目標軌跡g1と制御軌跡g2との間の距離(開始位置Z9aと終了位置Z9bとの間の距離)を誤差量として領域A6内に表示する。単線Z9によって結び付けられた目標軌跡g1と制御軌跡g2との間の距離は、例えば、図8に示すように、矩形状の領域A6の右上角近傍の領域Z10に表示することが可能である。
なお、調整装置10は、単線Z9に配色される色種別と、誤差量として領域Z10に表示される距離の表示色の色種別は、同種別とすることができる。調整装置10は、単線Z9の色種別と、領域Z10に表示される距離の表示色の色種別とを同種別とすることで、目標軌跡g1と制御軌跡g2との間の誤差計測に係る視認性を高めることが可能になる。
<3.処理の流れ>
次に、図9、図10を参照し、本実施形態に係るユーザインターフェース処理を説明する。図9は、制御軸毎の計測データの時系列変化等に紐付けられる各種軌跡を並列表示する処理の一例を示すフローチャートである。本実施形態の調整装置10は、例えば、CPU11等が補助記憶装置13に記憶された各種プログラムや各種データを読み出して実行することで、図9、図10に示すユーザインターフェース処理を提供する。
次に、図9、図10を参照し、本実施形態に係るユーザインターフェース処理を説明する。図9は、制御軸毎の計測データの時系列変化等に紐付けられる各種軌跡を並列表示する処理の一例を示すフローチャートである。本実施形態の調整装置10は、例えば、CPU11等が補助記憶装置13に記憶された各種プログラムや各種データを読み出して実行することで、図9、図10に示すユーザインターフェース処理を提供する。
図9のフローチャートにおいて、処理の開始は、例えば、制御軸毎に調整された各種パラメータ条件下で各制御軸を連動して駆動させ、制御軸毎に調整された各種パラメータ条件を評価するときが例示される。
調整装置10は、駆動中の多軸協調制御に係るサーボモータ30(制御軸)毎の計測データ、制御指令等を、それぞれのサーボドライバ20を介して取得する(S1)。調整装置10は、駆動中のサーボモータ30毎の計測データ、制御指令等を、調整画面の第1領域(図3等、領域A2)に、同一時間軸上における速度等の変化、制御目標値の推移を表すグラフとして表示する(S2)。
調整画面の所定の表示領域には、例えば、制御対象40の制御軸を構成する各サーボモータ30の速度変化や位置変化を示す時系列データ、制御目標値の推移が制御軸毎に色分けされて重畳し、グラフ表示される。
調整装置10は、制御軸毎の計測データの時系列変化や制御目標値の推移がグラフ表示される第1領域に並列する第2領域(図3の領域A3、図5の領域6等)に、制御軸毎の計測データ、制御指令等によって紐付けられる各種軌跡を表示する(S3)。各種軌跡の表示については、(ケース1)から(ケース4)、(ケース6)で説明した。
例えば、多軸協調制御に係る複数の制御軸の、同一時間軸上で連動する2次元平面上の推移が、第2領域に目標軌跡、制御軌跡(実軌跡)として表示される。第2領域に表示される目標軌跡、制御軌跡に紐付く制御軸毎の計測データ、制御指令等は、例えば、時間軸上の範囲が指定されるとしてもよい。また、例えば、第2領域に表示される2次元平面上の目標軌跡、制御軌跡の表示範囲は、各制御軸の最大値および最小値で自動的にスケーリングされるとしてもよい。また、例えば、2次元の基準軸を表示させると共に、該表示させた2次元の基準軸に対して軸方向の切り替えが選択可能にしてもよい。また、例えば、第1領域、第2領域に表示されたグラフ上にカーソル等が重畳されたときには、カーソル等が指し示すデータ値を表示するとしてもよい。調整装置10は、S3の処理後、図9の処理を終了する。
以上の処理により、調整装置10は、グラフ表示された制御軸毎の同一時間軸上における時系列情報が同時に視認可能な領域に、該時系列情報に紐付けられた複数の制御軸の連動する推移が目標軌跡、制御軌跡として並列表示できる。調整装置10は、並列表示された連動する複数の制御軸の推移が提示できる。ユーザは、視認された目標軌跡、制御軌跡から、目標軌跡に対して設定されたパラメータ条件の追従性の良否や、多軸協調性制御時の制御対象40の機械的特性(局所的な振動)を評価することが可能になる。本実施形態の調整装置10によれば、協調動作を行う複数軸の調整結果を容易に評価するためのユーザビリティが向上できる。
図10は、目標軌跡に対する制御軌跡の誤差(位置偏差)が相対的に大きい箇所にマーキングを施す処理の一例を示すフローチャートである。図10のフローチャートにおいて、処理の開始は、例えば、第2領域への、制御軸毎の計測データ、制御指令等によって紐付けられる各種軌跡(目標軌跡、制御軌跡)の表示のときが例示される。なお、第2領域は、調整装置10の調整画面において、制御軸毎の計測データの時系列変化や制御目標値の推移がグラフ表示される第1領域に並列して表示される。
調整装置10は、第2領域に表示される目標軌跡、制御軌跡に紐付く制御軸毎の計測データ、制御指令等を取得する(S11)。調整装置10は、取得した制御軸毎の計測データ、制御指令等に基づいて、目標軌跡に対する制御軌跡の誤差を算出する(S12)。誤差の算出は、図6を用いて説明した。算出された誤差は、制御軌跡に対応付けられて主記憶装置12の所定の領域に一時的に記憶される。
調整装置10は、所定の条件に従って、第2領域に表示される制御軌跡の中で、目標軌跡に対する制御軌跡の誤差(位置偏差)が相対的に大きい箇所をマーキングする(S13)。また、調整装置10は、第2領域のマーキング箇所に対応する各制御軸の第1領域の時間軸上のグラフ表示箇所を同様にマーキングする(S14)。第1領域、第2領域のマーキングについては、(ケース5)で説明した。
調整装置10は、マーキングが施された第2領域内において、目標軌跡と制御軌跡との間の相対的な誤差量を視認するためのスケール軸を表示するとしてもよい。また、調整装置10は、目標軌跡上に指定された開始位置と、制御軌跡上に指定された終了位置との間の相対的な誤差量を表示するとしてもよい。調整装置10は、S14の処理後、図10の処理を終了する。
以上の処理により、調整装置10は、第2領域に表示される制御軌跡の中で、目標軌跡に対する制御軌跡の誤差(位置偏差)が相対的に大きい箇所を、マーカ等を用いて指定表示することができる。ユーザは、マーカ等を用いて指定表示された、目標軌跡に対する制御軌跡の誤差(位置偏差)が相対的に大きい箇所を容易に特定できる。
また、調整装置10は、第2領域のマーキング箇所に対応する各制御軸の第1領域の時間軸上のグラフ表示箇所を同様にマーキングすることができる。ユーザは、第1領域のマーカ等を用いて指定表示された箇所のデータ変化を確認できる。ユーザは、制御軌跡上の誤差変動に、制御軸毎にグラフ表示された時間軸上のデータ変化を対応付けて確認することができる。本実施形態の調整装置10によれば、制御軸毎に調整設定された各種パラメータ条件の妥当性の評価を容易にするユーザインターフェースが提供できる。
なお、上述の実施形態は、本開示の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更して実施し得る。上述した実施形態では、調整画面に対する操作入力をマウスのクリック操作やキーボード操作を用いて説明したが、操作入力は、タッチパネルやタッチパッドを介したタッチ操作入力であってもよい。
1 サーボ制御システム
10 サーボモータ調整装置
11 CPU
12 主記憶装置
13 補助記憶装置
14 入力装置
15 出力装置
16 通信IF
17 接続バス
20、20#1、20#2 サーボドライバ
30、30#1、30#2 サーボモータ
40 制御対象
50 コントローラ(PLC)
10 サーボモータ調整装置
11 CPU
12 主記憶装置
13 補助記憶装置
14 入力装置
15 出力装置
16 通信IF
17 接続バス
20、20#1、20#2 サーボドライバ
30、30#1、30#2 サーボモータ
40 制御対象
50 コントローラ(PLC)
Claims (11)
- 制御指令を受けて制御対象を稼働する複数の制御軸に対し、それぞれの制御軸を駆動制御するモータドライバに設定されるサーボパラメータの調整画面を表示する第1表示手段と、
前記調整画面を介して調整された前記サーボパラメータの条件を前記制御軸毎のモータドライバに設定する手段と、
前記制御軸毎のモータドライバに設定されたサーボパラメータの条件下で連動する、それぞれの制御軸の速度制御結果または位置制御結果の計測データを前記制御指令と共に取得する手段と、
前記調整画面の第1領域に、前記制御軸毎の計測データおよび制御指令の時間変化を示すグラフを同一時間軸上に表示すると共に、同一時刻で計測された前記制御軸毎の計測データを関連付けて制御軸の制御位置の推移を示す制御軌跡と、同一時刻で計測された前記制御軸毎の制御指令を関連付けて制御軸の目標位置の推移を示す目標軌跡とを前記調整画面の第2領域に表示する第2表示手段と、
を備えることを特徴とするサーボモータ調整装置。 - 前記第2表示手段は、少なくとも前記第1領域の同一時間軸上の制御軸毎の計測データおよび制御指令の時間変化を示すグラフが視認可能な領域に、前記第2領域を重畳させて並列表示することを特徴とする、請求項1に記載のサーボモータ調整装置。
- 前記第2表示手段は、前記目標軌跡に対する前記制御軌跡の誤差を算出すると共に、少なくとも前記第2領域に表示される前記制御軌跡の中の前記算出された誤差が相対的に大きい箇所を識別表示することを特徴とする、請求項1または2に記載のサーボモータ調整装置。
- 前記第2表示手段は、前記第1領域に表示される前記制御軸毎の計測データの中の、前記算出された誤差が相対的に大きい時間軸上の範囲を識別表示することを特徴とする、請求項3に記載のサーボモータ調整装置。
- 前記第2表示手段は、前記第2領域に表示される制御軌跡および目標軌跡の推移期間を指定する第1操作部品を前記第1領域に表示される時間軸に重畳して表示することを特徴とする、請求項1から4の何れか一項に記載のサーボモータ調整装置。
- 前記第2表示手段は、前記第2領域に直交する基準軸を表示すると共に、前記直交する基準軸の軸方向切替えを選択する第2操作部品を表示することを特徴とする請求項1から5の何れか一項に記載のサーボモータ調整装置。
- 前記第2表示手段は、前記第1領域に表示されたグラフ上に重畳されたポインタの表示位置に対応する計測データまたは制御指令のデータ値を表示することを特徴とする、請求項1から6の何れか一項に記載のサーボモータ調整装置。
- 前記第2表示手段は、前記第2領域に表示された制御軌跡または目標軌跡上に重畳されたポインタの表示位置に対応する位置データ値を表示することを特徴とする、請求項1から7の何れか一項に記載のサーボモータ調整装置。
- 前記第2表示手段は、前記第2領域に1以上の目盛り軸を表示すると共に、前記目盛り軸は前記第2領域の拡大・縮小に連動して単位目盛り値が所定の範囲内で増加・減少することを特徴とする、請求項1から8の何れか一項に記載のサーボモータ調整装置。
- 前記第2表示手段は、前記第2領域に表示された前記制御軌跡上の指定された第1位置と、前記目標軌跡上の指定された第2位置との間の相対的な誤差量を表示することを特徴とする請求項1から9の何れか一項に記載のサーボモータ調整装置。
- サーボモータ調整装置が、
制御指令を受けて制御対象を稼働する複数の制御軸に対し、それぞれの制御軸を駆動制御するモータドライバに設定されるサーボパラメータの調整画面を表示する第1表示ステップと、
前記調整画面を介して調整された前記サーボパラメータの条件を前記制御軸毎のモータドライバに設定するステップと、
前記制御軸毎のモータドライバに設定されたサーボパラメータの条件下で連動する、それぞれの制御軸の速度制御結果または位置制御結果の計測データを前記制御指令と共に取得するステップと、
前記調整画面の第1領域に、前記制御軸毎の計測データおよび制御指令の時間変化を示すグラフを同一時間軸上に表示すると共に、同一時刻で計測された前記制御軸毎の計測データを関連付けて制御軸の制御位置の推移を示す制御軌跡と、同一時刻で計測された前記制御軸毎の制御指令を関連付けて制御軸の目標位置の推移を示す目標軌跡とを前記調整画面の第2領域に表示する第2表示ステップと、
を実行することを特徴とするサーボモータ調整方法。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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