(57)【要約】  伝達機構要素を直列あるいは並列に組み合わせることができるとともに伝達機構要素の組み合わせをサブシステムモデルとして記憶し、記憶したサブシステムモデルを伝達機構要素として組み合わせて活用でき、さらに何層にもサブシステムモデルを構築できる電動機制御装置の選定装置、電動機制御装置の選定方法および該機能を有するコンピュータプログラムおよび記憶媒体を提供する。  入力部（７）と出力部（８）と選定演算部（９）と電動機制御装置の特性データベース（１５）とオプションの組み合わせデータベース（１６）とサブシステム記憶部（３４）と機構条件入力部（２１）と指令条件入力部（２２）と電動機制御装置の仕様条件入力部（２４）と機構条件ブロック入力部（３３）と選定結果記録部（４０）とを備える。
2008139800.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機械を駆動する電動機と、前記電動機または前記機械からなる被検出体の動作量を検出する検出部と、指令信号を発生する指令器と、前記指令信号に基づいて前記電動機を駆動する制御器と、を備え、前記指令信号と前記動作量が一致するようにフィードバックループを構成した電動機制御装置を、使用条件と、前記電動機制御装置の特性データベースと、から選定する電動機制御装置の選定装置であって、
前記使用条件と前記電動機制御装置の特性データベースとから前記電動機制御装置の選定演算を行う選定演算部と、
前記使用条件を入力する入力部と、前記電動機制御装置の選定結果ほかを出力する出力部と、前記選定結果を記憶する選定結果記憶部と、を備え、
前記入力部は、前記使用条件として、動力伝達要素モデルと、外力モデルと、質量負荷モデルと、を入力する機構条件入力部と、前記電動機の運転パターンを負荷末端もしくは前記電動機の動作パターンとして入力する指令条件入力部と、を備えた電動機制御装置の選定装置において、
前記機構条件入力部は、各要素のモデルを複数使用して直列もしくは並列に配置して、機構的な使用条件を入力できる機構条件ブロック入力部を備え、
各要素の並列をサブシステムモデルとして記憶できるサブシステム記憶部と、をさらに備えたことを特徴とする電動機制御装置の選定装置。
【請求項２】
前記サブシステムモデルは、前記機構条件入力部に入力する前記動力伝達要素モデル、前記外力モデルもしくは前記質量負荷モデルとして再利用できることを特徴とする請求項１記載の電動機制御装置の選定装置。
【請求項３】
前記サブシステムモデルは、選定した前記電動機の電動機モデルもしくは仮選定した電動機モデルを加えることができることを特徴とする請求項１記載の電動機制御装置の選定装置。
【請求項４】
前記入力部は、前記使用条件として、外力モデルの外力パターンを入力する外力パターン条件入力部をさらに備えたことを特徴とする請求項１記載の電動機制御装置の選定装置。
【請求項５】
前記入力部は、選定する前記電動機制御装置の仕様条件を入力する電動機制御装置の仕様条件入力部をさらに備えたことを特徴とする請求項１記載の電動機制御装置の選定装置。
【請求項６】
前記機構条件入力部は、２次元もしくは３次元の位置および方向と、重力方向を入力できることを特徴とする請求項１記載の電動機制御装置の選定装置。
【請求項７】
前記機構条件入力部は、機械図面と機械物性を入力することができることを特徴とする請求項１記載の電動機制御装置の選定装置。
【請求項８】
前記使用条件を基に機械側の機構解析を行う機構解析演算部をさらに備えたことを特徴とする請求項７記載の電動機制御装置の選定装置。
【請求項９】
前記機構条件入力部は、固有の機械弾性特性を入力することができることを特徴とする請求項１、請求項７のいずれかに記載の電動機制御装置の選定装置。
【請求項１０】
前記機構条件入力部は、前記電動機にて駆動しない固定機械の条件を入力することを特徴とする請求項１記載の電動機制御装置の選定装置。
【請求項１１】
前記使用条件を基に前記電動機および周辺の熱上昇を予測する熱解析演算部をさらに備えたことを特徴とする請求項１記載の電動機制御装置の選定装置。
【請求項１２】
前記電動機の特性を持つ電動機モデルと、前記制御器の特性を持つ制御器モデルと、前記検出部の特性を持つ検出部モデルとをさらに備えたことを特徴とする請求項１記載の電動機制御装置の選定装置。
【請求項１３】
前記指令器の特性を持つ指令器モデルとをさらに備えたことを特徴とする請求項１記載の電動機制御装置の選定装置。
【請求項１４】
前記機構条件入力部もしくは前記機構条件ブロック入力部は、複数の電動機制御装置に関わる機構条件を入力することを特徴とする請求項１記載の電動機制御装置の選定装置。
【請求項１５】
前記指令条件入力部は、複数の電動機制御装置に関わる運転パターンを入力することを特徴とする請求項１記載の電動機制御装置の選定装置。
【請求項１６】
前記電動機制御装置に関わるオプションの組み合わせデータベースをさらに備え、オプションの組み合わせを選定することを特徴とする請求項１記載の電動機制御装置の選定装置。
【請求項１７】
機械を駆動する電動機と、前記電動機または前記機械からなる被検出体の動作量を検出する検出部と、指令信号を発生する指令器と、指令信号に基づいて前記電動機を駆動する制御器と、を備え、前記指令信号と前記動作量が一致するようにフィードバックループを構成した電動機制御装置を、使用条件と、前記電動機制御装置の特性データベースと、から選定する電動機制御装置の選定方法であって、
前記使用条件を入力するステップと、
前記使用条件と前記電動機制御装置の特性データベースとから前記電動機制御装置の選定演算を行うステップと、
前記電動機制御装置の選定結果ほかを出力するステップと、
選定結果を記録するステップと、
を備え、
前記使用条件を入力するステップでは、
前記使用条件として、動力伝達要素モデルと、外力モデルと、質量負荷モデルとで、機構条件を入力するステップと、
前記電動機の運転パターンを負荷末端もしくは前記電動機の動作パターンとして、指令条件を入力するステップと、を備えた電動機制御装置の選定方法において、
機構条件を入力するステップでは、各要素のモデルを複数使用して直列もしくは並列に羅列して機構的な使用条件を入力するステップを備え、
さらに、各要素の羅列をサブシステムモデルとして記憶するステップを備えたことを特徴とする電動機制御装置の選定方法。
【請求項１８】
機構条件を入力するステップでは、前記動力伝達要素モデル、前記外力モデル、もしくは、前記質量負荷モデルを前記サブシステムモデルとして入力できるステップを備えたことを特徴とする請求項１７記載の電動機制御装置の選定方法。
【請求項１９】
指令条件を入力するステップでは、外力モデルの外力パターンを入力するステップをさらに備えたことを特徴とする請求項１７記載の電動機制御装置の選定方法。
【請求項２０】
前記使用条件を入力するステップでは、前記電動機制御装置の仕様条件を入力するステップをさらに備えたことを特徴とする請求項１７記載の電動機制御装置の選定方法。
【請求項２１】
機構条件を入力するステップでは、２次元もしくは３次元の位置および方向と、重力方向を入力するステップをさらに備えたことを特徴とする請求項１７記載の電動機制御装置の選定方法。
【請求項２２】
機構条件を入力するステップでは、機械図面と機械物性を入力するステップをさらに備えたことを特徴とする請求項１７記載の電動機制御装置の選定方法。
【請求項２３】
前記使用条件を基に機械側の機構解析を行うステップをさらに備えたことを特徴とする請求項２２記載の電動機制御装置の選定方法。
【請求項２４】
機構条件を入力するステップでは、固有の機械弾性特性を入力するステップをさらに備えたことを特徴とする請求項１７、請求項２２いずれかに記載の電動機制御装置の選定方法。
【請求項２５】
機構条件を入力するステップでは、前記電動機にて駆動しない固定機械の条件を入力するステップをさらに備えたことを特徴とする請求項１７記載の電動機制御装置の選定方法。
【請求項２６】
前記使用条件を基に前記電動機および周辺の熱上昇を予測するステップをさらに備えたことを特徴とする請求項１７記載の電動機制御装置の選定方法。
【請求項２７】
前記電動機の特性を持つ前記電動機モデルと、前記制御器の特性を持つ制御器モデルと、前記検出部の特性を持つ検出部モデルとを用いて、制御特性を検討するステップをさらに備えたことを特徴とする請求項１７記載の電動機制御装置の選定方法。
【請求項２８】
前記指令器の特性を持つ指令器モデルとを用いて、動作アプリケーションを検討するステップをさらに備えたことを特徴とする請求項１７記載の電動機制御装置の選定方法。
【請求項２９】
機構条件を入力するステップでは、複数の電動機制御装置に関わる機構条件を入力するステップを備え、
指令条件を入力するステップでは、複数の電動機制御装置に関わる運転パターンを入力するステップと、のいずれかをさらに備えたことを特徴とする請求項１７記載の電動機制御装置の選定方法。
【請求項３０】
前記電動機制御装置に関わるオプションの組み合わせを選定するステップをさらに備えたことを特徴とする請求項１７記載の電動機制御装置の選定方法。
【請求項３１】
請求項１７〜３０いずれか１項記載の電動機制御装置の選定方法を実現することを特徴とするコンピュータプログラム。
【請求項３２】
請求項３１記載のコンピュータプログラムを格納したことを特徴とする記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動機が駆動する負荷機械の各種構成と外力の組み合わせと電動機の駆動パターンとからなる使用条件と、半導体製造装置や工作機械などの位置決め装置あるいは産業用ロボットに用いられる電動機および制御器等からなる電動機制御装置の特性を備えた特性データベースと、から適した電動機制御装置を選定する電動機制御装置の選定装置、電動機制御装置の選定方法、および該方法を実現するコンピュータプログラムおよびその記憶媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のモータ容量選定方法は、顧客の所望する運転パターンに最適なモータ容量が選定でき、周辺情報が一度に入手できる方法を提供するために、要素を組合せ、機構要素にデータを入力して所望の運転パターンを設定するステップと、選定ソフトにあらかじめ保存されたデータベースからモータシリーズを選定し、選定ソフトを実行して判定結果を表示するステップとを備え、先のステップの機構要素を組合せる際に、選定ソフトに標準装備した機構要素に加えて、顧客が独自に設計した新たな機構要素を、ダウンロードした選定ソフトに保存可能にしている（例えば、特許文献１参照）。
また、従来のサーボモータ選定方法では、モータ回転速度と出力トルクの相関が考慮されておらず、実機への適用後に出力不足が判明することや、ブレーキ付きサーボモータの選定においては、モータ選定後にブレーキのオプションを選択し適合性を判断するため、ブレーキの慣性モーメントを考慮して再計算が必要という問題があったために、モータ動作条件とモータ仕様テーブルとの適合性判定の時に、回転速度−トルク特性を考慮する必要があった。
また、ブレーキのオプション分の慣性モーメントは機械諸元入力時に与えることで、選定後の再計算を不要としたものもある（例えば、特許文献２参照）。【０００３】
また、従来のシミュレーションシステムは、機構装置の仮想機構モデルを構築し、組込ソフトウェア実行装置からの入力データに応じたシミュレーション計算により動作させ、仮想メカモデルシミュレーション装置に、組込ソフトウェア実行装置との入出力と仮想機構モデルの機構演算を実行する第１処理部と、第１処理部の空き時間を使用して仮想機構モデルの描画処理を実行する第２処理部を設けることで、組込みソフトウェアでの同期待ちを必要とすることなくシミュレーション計算により仮想機構モデルをリアルタイムで動作可能とする仮想メカモデルシミュレーション装置としているものもある（例えば、特許文献３参照）。
【特許文献１】特開２００６−２６０３５０号公報（図１）
【特許文献２】特開２００６−４２５８９号公報（図２、図３、図４）
【特許文献３】特開２００３−３０２５１号公報（図１）
【０００４】
従来の第１例である特許文献１のモータ容量選定方法について説明する。
図４５は従来の第１例である特許文献１におけるモータ容量選定方法のフローチャートである。図において、ステップ１００１は選定ソフトダウンロード起動、ステップ１００２はステップ１０１１の機構要素の組み合わせデータ入力とステップ１０１２の運転パターン設定、ステップ１００３は、ステップ１０１３と同内容であるモータシリーズ選択・実行と、判定・結果表示と、内容詳細表示があり、それ以降のステップは、処理選択により、オプション表示とＣＡＤデータ作成・保存に別れ、印刷・保存に至る。
ステップ１００１では、選定ソフトをパソコンにダウンロードして選択ソフトを利用可能にする。ステップ１００２では、顧客は選定ソフトが標準装備している機構要素を呼び出して任意に組合せた機構ブロックを構成する。本選定ソフトは、顧客が所望する機構要素を自由に設計し、別の場所（例えば、別タブ表示した場所）に、設計した新規機構要素として保存させる。
この新規機構要素は、標準の機構要素と同様に「画像」、「個別入力項目」、「計算式」で構成され、後から呼び出して新たな機構ブロックを構成するときに利用できる。これにより、顧客は標準の機構要素同士の組合せに限定されることなく、所望の運転パターンを構成することが可能となる。【０００５】
選定ソフトが標準装備している機構要素の一部は以下である。回転運動を直線運動に変換する機構としては、ボールネジ／ナット、ベルトコンベア、ピニオン／ラックなどがあり、取り付け方向で水平機構および垂直機構が選択できる。回転運動を回転運動に変換する機構としては、カップリング、減速機、ギア、タイミングベルトなどである。回転負荷としては、イナーシャ負荷、偏心円柱イナーシャ、回転外力、回転摩擦要素などがある。そして、所望する運転パターンの機構ブロックが決定されると、各機構要素ごとに顧客が各機構要素諸元と運転パターンを入力して所望の運転パターンの設定が完了する。
ステップ１００３では、選定ソフトにあらかじめ保存されたデータベースの中から機能、性能、エンコーダ分解能などを考慮しながら選択する。選択後に判定ボタンをクリックすると、選定ソフトによる演算が実行され判定結果を表示する。
このステップ１００３の判定結果の表示において、選定ソフトが算出した運転パターンにおける実効トルクまたは走行トルクの１つと、選定したシリーズの中から瞬時最大トルクを満足する全モータの定格トルクとをそれぞれ比較して、余裕度で表示（例えば、○＝２倍以上、△＝１〜１．５倍、×＝１以下など）する。これにより、安全係数を考慮した選定が可能となる。このとき、当然のことながら余裕度を１以上にする必要がある。
判定結果の表示を検討して、モータ容量を確定すると、確定したサーボモータ品番に対応したサーボアンプ品番が表示される。サーボモータ品番とサーボアンプ品番の組合せが確定すると、以降の処理選択が可能になる。例えば、オプション表示、ＣＡＤデータなどの保存、印刷が利用できる。
なお、ＣＡＤデータについては、２つのフォーマット（２次元ＣＡＤおよび３次元ＣＡＤデータ）に対応、保存するファイルの拡張子は選択（２次元ＣＡＤとして、＊．ｄｗｇなど、３次元ＣＡＤとして、＊．ｓｔｐ／＊．ｓａｔなど、共通として、＊．ｄｘｆ／＊．ｊｐｇ／＊．ｂｍｐ／＊．ｔｉｆ／＊．ｍｉ／＊．ｘｍｌなど）できるようにしている。【０００６】
従来の第２例である特許文献２のサーボモータ選定方法について説明する。
図４６は従来の第２例である特許文献２のサーボモータ選定装置である電子計算機の内部構成図を示す構成図である。演算装置２２０１、記憶装置２２０３からなり、記憶装置２２０３内には、サーボモータ選定プログラム本体、サーボモータ仕様テーブル２２０４、およびオペレーティングシステムが記憶されている。
図４７は、従来の第２例である特許文献２のサーボモータ選定方法の手順を示す流れ図である。オペレーティングシステム上でプログラムが実行されると、サーボシステム選択手段において、サーボシステムが選択される。本例においては、入力装置２１０３を用いてサーボモータ駆動されるサーボシステム、例えばボールねじ機構が選択される（手順２３０１：サーボシステム選択手順）。次に、機械諸元入力手段において、選択されたサーボシステムに関する機械諸元が入力される（手順２３０２：機械諸元入力手順）。次に、負荷の運動パターン入力手段において、負荷の運動パターンが入力され（手順２３０３：負荷の運動パターン入力手順）、演算手段において、手順２３０１から手順２３０３の入力内容に基づいて、サーボモータの要求仕様が求められる。
次に、サーボモータ検索実行指令が入力されると、検索手段において、サーボモータの検索が実行される（手順２３０４：検索手順）。このとき、演算装置２２０１により条件に適合したサーボモータをサーボモータ仕様テーブル２２０４から検索された場合（手順２３０５）、適合サーボモータが表示装置２１０１に一覧表示され、適用するサーボモータが選択される（手順２３０６）。
なお、適合サーボモータが検索されない（手順２３０５）、あるいは速度超過の場合（手順２３０７）は、プログラムのユーザが運転パターン入力速度を遅くしたり、あるいは速度超過以外の時は機械諸元入力で負荷を軽くしたりして、再び検索し適合するサーボモータが検索されるまで前記作業を繰り返す。【０００７】
図４８は従来の第２例である特許文献２におけるサーボシステムの構成図である。例えば、図のような、サーボモータ２４０１、減速器２４０２、カップリング２４０３、負荷２４０４、荷台２４０５、レール２４０６、ボールねじ２４０７からなるボールねじ機構について、サーボモータの選定方法は、ボールねじ機構の機械諸元として、負荷質量ｍW 、荷台質量ｍT、負荷質量依存の摩擦係数μ、減速比Ｒ、減速機とカップリングの慣性モーメントＪG、ボールねじピッチＰB、ボールねじ直径ｄB、ボールねじ長さｌB、ボールねじ密度ρB、総合効率η、重力加速度ｇ、負荷への外力ＦCおよび係数Ｋvn＝（ＰB  ／Ｒ）を定義する。
これらより、サーボモータ軸換算の負荷トルク（摩擦分トルクＴFR）、サーボモータ軸換算の定常トルクＴC、これらの和であるサーボモータ軸換算の定常＋摩擦分トルクＴCFR、およびサーボモータ軸換算の負荷慣性モーメントＪLやサーボモータの必要最大回転速度ｎMAX、区間必要トルクＴAi、必要最大トルクＴMAX、および実行トルクＴRMSが数値的に求められるので、サーボモータに要求される仕様と、記憶装置２２０３に記憶されたサーボモータ仕様テーブルから適合モータを検索し、サーボモータを選定できる。
以上のように、従来のサーボモータ選定方法は、モータ検索手順として回転速度−トルク特性を考慮しているため、十分な出力トルクが得られない回転速度の領域においても、モータの適用可否を正しく判定するのである。【０００８】
従来の第３例である特許文献３のシミュレーションシステムについて図４９を用いて説明する。
従来の第３例である特許文献３のシミュレーションシステムは、図４９において、組込ソフトウェア実行装置３０１０、インタフェース装置３０１２を備えた仮想メカモデルシミュレーション装置３０１４、及び表示装置３０１６で構成される。組込ソフトウェア実行装置３０１０及び仮想メカモデルシミュレーション装置３０１４のそれぞれは、ＭＰＵメモリハードディスクなどで構成されるコンピュータ装置である。
制御プログラム３０１１は、組込ソフトウェア実行装置３０１０の持っているループサンプリングの周期でモータ指令値としてのモータ信号Ｅ１を、インタフェース装置３０１２を介して仮想メカモデルシミュレーション装置３０１４に出力し、そのシミュレーション結果をセンサ値を示すセンサ信号Ｅ２より読み込む処理を繰り返す。
表示装置３０１６には仮想メカモデルシミュレーション装置３０１４に構築している仮想機構モデル３０１５の中のシミュレーション動作の際に動く部分のみを取り出して、３次元機構モデル３０２５として表示している。この部分的な３次元機構モデル３０２５は、組込ソフトウェア実行装置３０１０からのモータ信号Ｅ１に対応した仮想メカモデルシミュレーション装置３０１４におけるシミュレーション計算に基づいて動作する。
組込ソフトウェア実行装置３０１０からモータ３０２６に対するモータ指令値としてのモータ信号Ｅ１が出力されると、仮想メカモデルシミュレーション装置３０１４において、モータ信号Ｅ１に対応した３次元機構モデル３０２５のモータ３０２６の一定回転に対する機構動作を演算し、この機構演算の演算結果に基づいてギア３０２８、３０３０及びカム３０３２の位置を計算し、３次元第２処理により表示装置３０１６上に、シミュレーションにより動作した状態の３次元機構モデル３０２５を第２表示する。
仮想メカモデルシミュレーション装置３０１４にあっては、仮想機構モデル３０１５のシミュレーション処理を、第１処理部３０１８の処理と第２処理部３０２０による処理に分離することによって、組込ソフトウェア実行装置３０１０側での同期処理待ちを必要とすることなく、その制御プログラム３０１１からの指令値によるシミュレーション動作をリアルタイムで実現する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来の第１例である特許文献１のモータ容量選定方法は、要素を組合せ、機構要素にデータを入力して所望の運転パターンを設定するようになっていて、選定ソフトに標準装備した機構要素に加えて、顧客が独自に設計した新たな機構要素を、ダウンロードした選定ソフトに保存可能にしているが、複数の要素の組み合わせに際し、組み合わせ表現について工夫が無く、選定ツールの画面に収まりきれないような要素の数となれば、実用上、処理できない問題があった。
加えて、顧客が独自に設計した新たな機構要素を加えられるが、全く新しい機構要素に対して考慮されておらず、標準装備した機構要素に準じた新たな機構要素しか実用上対応できなかった。
従来の第２例である特許文献２のサーボモータ選定方法は、モータ動作条件とモータ仕様テーブルとの適合性判定の時に、回転速度−トルク特性を考慮し、ブレーキのオプション分の慣性モーメントは機械諸元入力時に与えることで、選定後の再計算を不要にしているものの、機構要素を複数組み合わせて実際のマシンにあわせた機構設定に制限があった。このため、当然、機構要素の数に制限がある機構設定しかできなかった。
従来の第１例である特許文献１のモータ容量選定方法、従来の第２例である特許文献２のサーボモータ選定方法は、共に機構要素が並列に分岐するような組み合わせを考慮していなかった。
さらに、複数軸からなる実際のマシン構成について考慮されておらず、他軸が負荷となる構成や他軸の外力が影響する構成であっても、別々に１軸づつ選定ツールを適用する必要があった。多軸同時には選定できなかった。
また、剛体機構と指令からサーボモータの選定をすることしかできず、機械構造とエンコーダ検出部やサーボ制御や指令器・上位コントローラを合わせた電動機制御装置の事前性能を確認することができなかった。
従来の第３例である特許文献３のシミュレーションシステムは、仮想メカモデルを組込みソフトウェアでの同期待ちを必要とすることなくリアルタイムで動作可能としているが、電動機制御装置を選定するための装置は無く、電動機制御装置の特性を確認しながら、複数の候補から電動機制御装置を選定する作業が必要となった。【００１０】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、伝達機構要素を直列あるいは並列に組み合わせることができるととともに伝達機構要素の組み合わせをサブシステムモデルとして記憶し、記憶したサブシステムモデルを伝達機構要素として組み合わせて活用でき、さらに何層にもサブシステムモデルを構築できる電動機制御装置の選定装置、電動機制御装置の選定方法、およびその方法を実現するコンピュータプログラムとその記憶媒体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成したのである。
請求項１記載の電動機制御装置の選定装置の発明は、機械を駆動する電動機と、前記電動機または前記機械からなる被検出体の動作量を検出する検出部と、指令信号を発生する指令器と、前記指令信号に基づいて前記電動機を駆動する制御器と、を備え、前記指令信号と前記動作量が一致するようにフィードバックループを構成した電動機制御装置を、使用条件と、前記電動機制御装置の特性データベースと、から選定する電動機制御装置の選定装置であって、前記使用条件と前記電動機制御装置の特性データベースとから前記電動機制御装置の選定演算を行う選定演算部と、前記使用条件を入力する入力部と、前記電動機制御装置の選定結果ほかを出力する出力部と、前記選定結果を記憶する選定結果記憶部と、を備え、前記入力部は、前記使用条件として、動力伝達要素モデルと、外力モデルと、質量負荷モデルと、を入力する機構条件入力部と、前記電動機の運転パターンを負荷末端もしくは前記電動機の動作パターンとして入力する指令条件入力部と、を備えた電動機制御装置の選定装置において、前記機構条件入力部は、各要素のモデルを複数使用して直列もしくは並列に配置して、機構的な使用条件を入力できる機構条件ブロック入力部を備え、各要素の並列をサブシステムモデルとして記憶できるサブシステム記憶部と、をさらに備えたことを特徴とするものである。【００１２】
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の電動機制御装置の選定装置において、前記サブシステムモデルが、前記機構条件入力部に入力する前記動力伝達要素モデル、前記外力モデルもしくは前記質量負荷モデルとして再利用できることを特徴とするものである。
また、請求項３記載の発明は、請求項１記載の電動機制御装置の選定装置において、前記サブシステムモデルが、選定した前記電動機の電動機モデルもしくは仮選定した電動機モデルを加えることができることを特徴とするものである。
また、請求項４記載の発明は、請求項１記載の電動機制御装置の選定装置において、前記入力部が、前記使用条件として、外力モデルの外力パターンを入力する外力パターン条件入力部をさらに備えたことを特徴とするものである。
また、請求項５記載の発明は、請求項１記載の電動機制御装置の選定装置において、前記入力部が、選定する前記電動機制御装置の仕様条件を入力する電動機制御装置の仕様条件入力部をさらに備えたことを特徴とするものである。
また、請求項６記載の発明は、請求項１記載の電動機制御装置の選定装置において、前記機構条件入力部が、２次元もしくは３次元の位置および方向と、重力方向を入力できることを特徴とするものである。【００１３】
また、請求項７記載の発明は、請求項１記載の電動機制御装置の選定装置において、前記機構条件入力部が、機械図面と機械物性を入力することができることを特徴とするものである。
また、請求項８記載の発明は、請求項７記載の電動機制御装置の選定装置において、前記使用条件を基に機械側の機構解析を行う機構解析演算部をさらに備えたことを特徴とするものである。
また、請求項９記載の発明は、請求項１又は７記載の電動機制御装置の選定装置において、前記機構条件入力部が固有の機械弾性特性を入力することができることを特徴とするものである。
また、請求項１０記載の発明は、請求項１記載の電動機制御装置の選定装置において、前記機構条件入力部が前記電動機にて駆動しない固定機械の条件を入力することを特徴とするものである。
また、請求項１１記載の発明は、請求項１記載の電動機制御装置の選定装置において、前記使用条件を基に前記電動機および周辺の熱上昇を予測する熱解析演算部をさらに備えたことを特徴とするものである。
また、請求項１２記載の発明は、請求項１記載の電動機制御装置の選定装置において、前記電動機の特性を持つ電動機モデルと、前記制御器の特性を持つ制御器モデルと、前記検出部の特性を持つ検出部モデルとをさらに備えたことを特徴とするものである。
また、請求項１３記載の発明は、請求項１記載の電動機制御装置の選定装置において、前記指令器の特性を持つ指令器モデルとをさらに備えたことを特徴とするものである。
また、請求項１４記載の発明は、請求項１記載の電動機制御装置の選定装置において、前記機構条件入力部もしくは前記機構条件ブロック入力部が、複数の電動機制御装置に関わる機構条件を入力することを特徴とするものである。
また、請求項１５記載の発明は、請求項１記載の電動機制御装置の選定装置において、前記指令条件入力部が複数の電動機制御装置に関わる運転パターンを入力することを特徴とするものである。
また、請求項１６記載の発明は、請求項１記載の電動機制御装置の選定装置において、前記電動機制御装置に関わるオプションの組み合わせデータベースをさらに備え、オプションの組み合わせを選定することを特徴とするものである。【００１４】
また、請求項１７記載の電動機制御装置の選定方法の発明は、電動機と検出部と指令器と制御器とを備えた電動機制御装置を使用条件と電動機制御装置の特性データベースとから選定する電動機制御装置の選定方法であって、前記使用条件を入力するステップと、前記使用条件と前記電動機制御装置の特性データベースとから前記電動機制御装置の選定演算を行うステップと、前記電動機制御装置の選定結果ほかを出力するステップと、を備え、前記使用条件を入力するステップでは、前記使用条件として、動力伝達要素モデルと、外力モデルと、質量負荷モデルとで、機構条件を入力するステップと、前記電動機の運転パターンを負荷末端もしくは前記電動機の動作パターンとして、指令条件を入力するステップと、を備えた電動機制御装置の選定方法において、機構条件を入力するステップでは、各要素のモデルを複数使用して直列もしくは並列に羅列して機構的な使用条件を入力するステップを備え、さらに、各要素の羅列をサブシステムモデルとして記憶するステップを備えたことを特徴とするものである。
また、請求項１８記載の発明は、請求項１７記載の電動機制御装置の選定方法において、前記機構条件を入力するステップでは、前記動力伝達要素モデル、前記外力モデル、又は前記質量負荷モデルを前記サブシステムモデルとして入力できるステップを備えたことを特徴とするものである。
また、請求項１９記載の発明は、請求項１７記載の電動機制御装置の選定方法において、前記指令条件を入力するステップでは、外力モデルの外力パターンを入力するステップをさらに備えたことを特徴とするものである。
また、請求項２０記載の発明は、請求項１７記載の電動機制御装置の選定方法において、前記使用条件を入力するステップでは、前記電動機制御装置の仕様条件を入力するステップをさらに備えたことを特徴とするものである。【００１５】
また、請求項２１記載の発明は、請求項１７記載の電動機制御装置の選定方法において、前記機構条件を入力するステップでは、２次元もしくは３次元の位置および方向と重力方向を入力するステップをさらに備えたことを特徴とするものである。
また、請求項２２記載の発明は、請求項１７記載の電動機制御装置の選定方法において、前記機構条件を入力するステップでは、機械図面と機械物性を入力するステップをさらに備えたことを特徴とするものである。
また、請求項２３記載の発明は、請求項２２記載の電動機制御装置の選定方法において、前記使用条件を基に機械側の機構解析を行うステップをさらに備えたことを特徴とするものである。
また、請求項２４記載の発明は、請求項１７又は２２記載の電動機制御装置の選定方法において、前記機構条件を入力するステップでは、固有の機械弾性特性を入力するステップをさらに備えたことを特徴とするものである。
また、請求項２５記載の発明は、請求項１７記載の電動機制御装置の選定方法において、前記機構条件を入力するステップでは、前記電動機にて駆動しない固定機械の条件を入力するステップをさらに備えたことを特徴とするものである。
また、請求項２６記載の発明は、請求項１７記載の電動機制御装置の選定方法において、前記使用条件を基に前記電動機および周辺の熱上昇を予測するステップをさらに備えたことを特徴とするものである。
また、請求項２７記載の発明は、請求項１７記載の電動機制御装置の選定方法において、前記電動機の特性を持つ前記電動機モデルと、前記制御器の特性を持つ制御器モデルと、前記検出部の特性を持つ検出部モデルとを用いて、制御特性を検討するステップをさらに備えたことを特徴とするものである。
また、請求項２８記載の発明は、請求項１７記載の電動機制御装置の選定方法において、前記指令器の特性を持つ指令器モデルとを用いて、動作アプリケーションを検討するステップをさらに備えたことを特徴とするものである。
また、請求項２９記載の発明は、請求項１７記載の電動機制御装置の選定方法において、前記機構条件を入力するステップでは複数の電動機制御装置に関わる機構条件を入力するステップを備え、前記指令条件を入力するステップでは複数の電動機制御装置に関わる運転パターンを入力するステップのいずれかをさらに備えたことを特徴とするものである。【００１６】
また、請求項３０記載の発明は、請求項１７記載の電動機制御装置の選定方法において、前記電動機制御装置に関わるオプションの組み合わせを選定するステップをさらに備えたことを特徴とするものである。
また、請求項３１記載のコンピュータプログラムの発明は、請求項１７〜３０のいずれか１項記載の電動機制御装置の選定方法を実現することを特徴とするものである。
また、請求項３２記載の記憶媒体の発明は、請求項３１記載のコンピュータプログラムを格納したことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１および１７記載の発明によると、機構条件の各要素モデルを直列もしくは並列に配置することができ、選定対象となる電動機制御装置の機構条件を再現することができる。また、各要素モデルの配列をサブシステムモデルとして記憶して、整理して機構条件を入力することができる。
また、請求項２および１８記載の発明によると、各要素の並列をサブシステムモデルとして記憶し、それを機構条件として再利用することができ、機構条件の要素モデルの数に制限を受けることなく、選定対象となる電動機制御装置の機構条件を再現することができる。また、機構条件を整理して機構条件を入力することができる。
さらに、請求項３記載の発明によると、サブシステムモデルを再利用することができ、負荷や外力が他軸に影響する多軸構成の電動機制御装置の選定においても、他軸の選定結果を利用することができるので、効率的に多軸構成の電動機制御装置を選定することができる。【００１８】
また、請求項４および１９記載の発明によると、外力負荷を受ける電動機制御装置を選定することができる。
また、請求項５および２０記載の発明によると、電動機制御装置の選定を電動機制御装置の仕様によって絞り込むことができ、効率的に電動機制御装置を選定することができる
また、請求項６および２１記載の発明によると、負荷や外力が他軸に影響する多軸構成の電動機制御装置の選定においても、各軸の関係を明確に定義することができ、互いの影響を定量化でき、効率的に多軸構成の電動機制御装置を選定することができる。
また、請求項７および２２記載の発明によると、３次元ＣＡＤ図面など、他のツールで入力した機構条件を利用することができ、効率的に電動機制御装置を選定することができる。
また、請求項８および２３記載の発明によると、弾性体を含む機構条件や、独自に作成された個性的な構成の機構条件であっても、電動機制御装置を選定することができる。
また、請求項９および２４記載の発明によると、弾性体を含む機械構成を機構条件に加えることができる。また、有限要素法など他のツールで算出した弾性体特性を考慮した機械構成を機構条件に加えることができる。これにより、実機械に近い詳細な応答シミュレーションを実行でき、電動機制御装置を選定することができる。
また、請求項１０および２５記載の発明によると、機台部の影響を加えた実機械に近い詳細な応答シミュレーションを実行でき、電動機制御装置を選定することができる。
また、請求項１１および２６記載の発明によると、電動機および周辺の熱上昇を考慮して電動機制御装置を選定することができる。
また、請求項１２および２７記載の発明によると、制御器の応答性を考慮して電動機制御装置を選定することができる。さらに、実機械に近い詳細な応答シミュレーションを実行でき、電動機制御装置を選定することができる。
また、請求項１３および２８記載の発明によると、単軸、多軸で、動作アプリケーション全体を考慮して電動機制御装置を選定することができる。さらに、動作アプリケーションのシーケンス・プログラムの検証を行うこともできる。
また、請求項１４、１５、および２９記載の発明によると、多軸構成の電動機制御装置の機構条件や運転パターンを入力することができ、効率的に多軸構成の電動機制御装置を選定することができる。
また、請求項１６および３０記載の発明によると、電動機制御装置に関わるオプションの組み合わせを選定することができる。
また、請求項３１記載の発明によると、電動機制御装置の選定方法を実現するコンピュータプログラムによって、他のコンピュータプログラム・ツールのデータ利用や、ネットワークＬＡＮを経由したデータ記憶・記録が可能となり、効率的に電動機制御装置を選定することができる。
また、請求項３２記載の発明によると、電動機制御装置の選定方法を実現するコンピュータプログラムを記録媒体に格納することにより、コンピュータプログラムの搬送や取引が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１実施例で選定される電動機制御装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の第１実施例を示す電動機制御装置の選定装置の概要構成図である。
【図３】本発明の第１実施例を示す電動機制御装置の選定方法を示すフローチャートである。
【図４】本発明の第１実施例を示す電動機制御装置の選定装置の機構条件ブロック入力部を示す図である。
【図５】本発明の第１実施例を示す電動機制御装置の選定装置の機構条件ブロック入力部への入力を示す図である。
【図６】本発明の第１実施例を示す電動機制御装置の選定装置の指令条件入力部への入力を示す図である。
【図７】本発明の第２実施例で選定される電動機制御装置の構成を示す図である。
【図８】本発明の第２実施例を示す電動機制御装置の選定装置の概要構成図である。
【図９】本発明の第２実施例を示す電動機制御装置の選定方法を示すフローチャートの使用条件を入力するステップである。
【図１０】本発明の第２実施例を示す電動機制御装置の選定装置の機構条件ブロック入力部を示す図である。
【図１１】本発明の第２実施例を示す電動機制御装置の選定装置の外力パターン条件入力部への入力を示す図である。
【図１２】本発明の第３実施例で選定される電動機制御装置の構成を示す図である。
【図１３】本発明の第３実施例を示す電動機制御装置の選定装置の概要構成図である。
【図１４】本発明の第３実施例を示す電動機制御装置の選定方法を示すフローチャートの使用条件を入力するステップである。
【図１５】本発明の第３実施例を示す２軸の電動機制御装置の選定手順を示す図である。
【図１６】本発明の第３実施例を示す電動機制御装置の選定装置のサブシステムモデルおよび機構条件ブロック入力部を示す図である。
【図１７】本発明の第４実施例を示す選定される電動機制御装置の構成を示す図である。
【図１８】本発明の第４実施例を示す電動機制御装置の選定装置の概要構成図である。
【図１９】本発明の第４実施例を示す電動機制御装置の選定方法を示すフローチャートの使用条件を入力するステップである。
【図２０】本発明の第４実施例を示す電動機制御装置の選定装置の機構条件ブロック入力部を示す図である。
【図２１】本発明の第４実施例を示す電動機制御装置の選定装置の多軸の運転パターンを入力する指令条件入力部および外力パターン条件入力部を示す図である。
【図２２】本発明の第５実施例を示す電動機制御装置の選定装置のサブシステムモデルを示す図である。
【図２３】本発明の第６実施例を示す電動機制御装置の選定装置の概要構成図である。
【図２４】本発明の第６実施例を示す電動機制御装置の選定方法を示すフローチャート概要である。
【図２５】本発明の第６実施例を示す熱解析演算部による熱上昇を予測を示す図である。
【図２６】本発明の第７実施例で選定される電動機制御装置の構成を示す図である。
【図２７】本発明の第７実施例を示す電動機制御装置の選定装置の概要構成図である。
【図２８】本発明の第７実施例を示す電動機制御装置の選定方法を示すフローチャート概要である。
【図２９】本発明の第７実施例を示す電動機制御装置の選定装置の機構条件ブロック入力部を示す図である。
【図３０】本発明の第７実施例を示す電動機制御装置の選定装置の多軸の運転パターンを入力する指令条件入力部および指令器モデルの使用例を示す図である。
【図３１】本発明の第８実施例で選定される電動機制御装置の構成を示す図である。
【図３２】本発明の第８実施例を示す電動機制御装置の選定装置の概要構成図である。
【図３３】本発明の第８実施例を示す電動機制御装置の選定方法を示すフローチャート概要である。
【図３４】本発明の第８実施例を示す電動機制御装置の簡易構成図およびモデル図である。
【図３５】本発明の第８実施例を示す電動機制御装置の選定装置の機構条件ブロック入力部を示す図である。
【図３６】本発明の第８実施例を示す電動機制御装置の選定装置の制御器モデルによる模擬応答を示す図である。
【図３７】本発明の第９実施例を示す電動機制御装置の選定装置の概要構成図である。
【図３８】本発明の第９実施例を示す電動機制御装置の選定方法を示すフローチャート概要である。
【図３９】本発明の第９実施例を示す電動機制御装置の３ＤＣＡＤおよびＦＥＭ結果を示す図である。
【図４０】本発明の第９実施例を示す電動機制御装置の簡易構成図およびモデル図である。
【図４１】本発明の第９実施例を示す電動機制御装置の機構条件入力部を示す図である。
【図４２】本発明の第９実施例を示す電動機制御装置のシミュレーションの図である。
【図４３】本発明の第１０実施例で選定される電動機制御装置の構成を示す図である。
【図４４】本発明の第１０実施例を示す電動機制御装置のサブシステムモデルを示す図である。
【図４５】従来の第１例である特許文献１におけるモータ容量選定方法のフローチャートである。
【図４６】従来の第２例である特許文献２のサーボモータ選定装置である電子計算機の内部構成図を示す構成図である。
【図４７】従来の第２例である特許文献２のサーボモータ選定方法の手順を示すフローチャートである。
【図４８】従来の第２例である特許文献２におけるサーボシステムの構成図である。
【図４９】従来の第３例である特許文献３の原理説明図である。
【符号の説明】
【００２０】
１、１ａ、１ｂ  電動機
２、２ａ、２ｂ  検出部
３  指令器
４、４ａ、４ｂ  制御器
７  入力部
８  出力部
９  選定演算部
１０  サブシステムモデル
１１  電動機モデル
１２  検出部モデル
１３  指令器モデル
１４  制御器モデル
１５  電動機制御装置の特性データベース
１６  オプションの組み合わせデータベース
２１  機構条件入力部
２２  指令条件入力部
２３  外力パターン条件入力部
２４  電動機制御装置の仕様条件入力部
３３  機構条件ブロック入力部
３４  サブシステム記憶部
３５  機構解析演算部
３６  熱解析演算部
４０  選定結果記録部
１００  コンピュータ
１０１、１０１ａ、１０１ｂ  カップリング
１０２、１０２ａ、１０２ｂ  ギア
１０４、１０４ａ、１０４ｂ  ボールねじ
１０５、１０５ａ、１０５ｂ  ボールねじナット
１０６、１０６ａ、１０６ｂ  テーブルおよび質量負荷
１０７、１０７ａ、１０７ｂ  機台部
１０８  ベルト・プーリー
１０９  ピニオン
１１０  ラック
１１１  回転負荷
１１７  方向変換機構
１１８  ベルト
１２８  プーリー
１４２  外力
１５１  直動案内
１６１  ピストン部
１６２  クランク部
２１０、２１０ａ、２１０ｂ  制御器オプション
２１１  指令機オプション
３０１  減速機要素モデル
３０２  ボールねじ水平モデル
３０３  ボールねじ垂直モデル
３０４  ボールねじ斜めモデル
３０５  ベルトプーリー水平モデル
３０６  ベルトプーリー垂直モデル
３０８  ラック＆ピニオン水平モデル
３０９  ラック＆ピニオン垂直モデル
３１０  ロールフィーダモデル
３１１  並進外力モデル
３１２  回転外力モデル
３１３  質量負荷モデル
３１４  摩擦モデル
３１５  回転体モデル
３１６  偏心回転体モデル
３１７  並進方向変換モデル
３１８  回転方向変換モデル
３１９  カップリングモデル
４００  リニアモータ構造モデル
４０２  水平ボールねじセットモデル
４０３  垂直ボールねじセットモデル
４０５  水平ベルトプーリーセットモデル
４０６  垂直ベルトプーリーセットモデル
４０８  水平ラック＆ピニオンセットモデル
４０９  垂直ラック＆ピニオンセットモデル
４１０  ロールフィーダセットモデル
４１１  回転体セットモデル
４１２  回転テーブルセットモデル
４１３  ピストンクランクセット・サブシステムモデル
４２０  ばね要素
５００  合計モデル
５０１  グラウンドモデル
５０２  並進ばねモデル
５０３  回転ばねモデル
５０４  軸受支持側モデル
５０５  回転拘束モデル
５０６  並進拘束モデル
５０７  固定モデル
６０７  機台部モデル
２２０１  演算装置
２２０３  記憶装置
２２０４  サーボモータ仕様テーブル
２４０２  減速機
２４０３  カップリング
２４０４  負荷
２４０５  荷台（ねじ受け）
２４０６  レール
２４０７  ボールねじ
２４１０  サーボモータ
３０１０  組込ソフトウェア実行装置
３０１１  制御プログラム
３０１２  インタフェース装置
３０１４  仮想メカモデルシミュレーション装置
３０１５  仮想機構モデル
３０１６  表示装置
３０１８  入出力・演算処理部（第１処理部）
３０２０  描画処理部（第２処理部）
３０２２  駆動トルク演算処理部（第３処理部）
３０２４  指令入力記憶部
３０２５  3次元機構モデル
３０２６  モータ
３０２８、３０３０  ギア
３０３２  カム
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。
【実施例１】
【００２２】
図１は本発明の第１実施例を示す選定される電動機制御装置の構成を示す図である。図１において、１は電動機、２は検出部、３は指令器、４は制御器、１０１はカップリング、１０２ａ、１０２ｂはギア、１０４はボールねじ、１０５はボールねじナット、１０６はテーブルおよび質量負荷、２１０は制御器オプション、２１１はオプション指令器である。
図２は、本発明の第１実施例を示す電動機制御装置の選定装置の概要構成図である。図２において、７は入力部、８は出力部、９は選定演算部、１５は電動機制御装置の特性データベース、１６はオプションの組み合わせデータベース、３４はサブシステム記憶部、４０は選定結果記録部である。
また、入力部７に属する２１は機構条件入力部、２２は指令条件入力部、２４は電動機制御装置の仕様条件入力部、機構条件入力部２１に属する３３は機構条件ブロック入力部である。
図３は本発明の第１実施例を示す電動機制御装置の選定方法を示すフローチャートである。ＳＴ００１は使用条件を入力するステップ、ＳＴ００２は電動機制御装置の選定演算を行うステップ、ＳＴ００３は選定結果ほかを出力するステップ、ＳＴ００４はオプションの組み合わせを選定するステップ、ＳＴ００５は選定結果を記録するステップ、ＳＴ０１１は機構条件を入力するステップ、ＳＴ０２１は指令条件を入力するステップ、ＳＴ０３１は電動機制御装置の仕様条件を入力するステップ、ＳＴ１１１は直列もしくは並列に配列して機構的な使用条件を入力するステップ、ＳＴ２１１はサブシステムモデルとして記憶するステップである。【００２３】
本発明が従来技術と異なる部分は、特に、図で太枠で示すサブシステム記憶部３４と機構条件ブロック入力部３３を備えた部分である。
また、サブシステムモデルとして記憶するステップＳＴ２１１と、直列もしくは並列に配列して機構的な使用条件を入力するステップＳＴ１１１の部分である。
サブシステム記憶部３４およびサブシステムモデルとして記憶するステップＳＴ２１１では、機構条件の各要素モデルの配列をサブシステムモデルとして記憶して置くことができる。また、サブシステムモデルは要素モデルと同様に配置して利用することができる。さらに、機構条件ブロック入力部３３および機構条件を入力するステップＳＴ０１１では、複数の要素を直列に配列するだけでなく、並列に配列することができ、複数系列の機構条件を入力することができる。【００２４】
本発明の第１実施例は図３の手順で処理を行う。
機構条件を入力するステップＳＴ０１１と指令条件を入力するステップＳＴ０２１で、使用条件を入力して、電動機制御装置の選定を行う。
機構条件を入力するステップＳＴ０１１には、直列もしくは並列に配列して機構的な使用条件を入力するステップＳＴ１１１とサブシステムモデルとして記憶するステップＳＴ２１１を備え、機構条件を入力するステップＳＴ０１１の後、指令条件を入力するステップＳＴ０２１、電動機制御装置の仕様条件を入力するステップＳＴ０３１を終えると、使用条件を入力するステップＳＴ００１を完了し、電動機制御装置の選定演算を行うステップＳＴ００２、選定結果ほかを出力するステップＳＴ００３に進み、オプションを選定するならば、オプションの組み合わせを選定するステップＳＴ００４に進み、この結果をステップＳＴ００３で表示する。選定するオプションが無ければ、電動機制御装置の選定を完了する。選定結果は選定結果を記録するステップＳＴ００５にて記録できる。
使用条件の重要な要素である機構的な条件は、機構条件を入力するステップＳＴ０１１にて、機構条件入力部２１（図２）の機構条件ブロック入力部３３（図２）にて行う。【００２５】
〈ステップＳＴ０１１〉
図４は、本発明の第１実施例を示す電動機制御装置の選定装置の機構条件ブロック入力部を示す図である。図４において、３０１は減速機要素モデル、３０２はボールねじ水平モデル、３０３はボールねじ垂直モデル、３０４はボールねじ斜めモデル、３０５はベルトプーリー水平モデル、３０６はベルトプーリー垂直モデル、３０８はラック＆ピニオン水平モデル、３０９はラック＆ピニオン垂直モデル、３１０はロールフィーダモデル、３１１は並進外力モデル、３１２は回転外力モデル、３１３は重量負荷モデル、３１４は摩擦モデル、３１５は回転体モデル、３１６は偏心回転体モデル、３１７は並進方向変換モデル、３１８は回転方向変換モデル、３１９はカップリングモデル、４００はリニアモータ構造モデルである。
これらは、回転運動を回転運動に、回転運動を直線運動に、直線運動を直線運動に、また、直線運動を回転運動にそれぞれ伝達する機構であって、上記に挙げた機構に関わらず様々な要素のモデルが、機構条件ブロック入力部３３に準備されている。
図１の実際の電動機制御装置の構成に合うように、機構条件ブロック入力部３３のモデルを組み合わせて、機構条件を入力する。【００２６】
図５は、本発明の第１実施例を示す電動機制御装置の選定装置の機構条件ブロック入力部（図３）への入力を示す図である。
図１と同じ構成になるように、電動機１のモデル図の後に、減速機要素モデル３０１、ボールねじ水平モデル３０２、重量負荷モデル３１３を直列に繋ぐ。これは電動機１の回転運動が、ギア１０２ａ、１０３（３０１）により回転運動として伝わり、ボールねじ１０４とボールねじナット１０５（３０２）により回転運動を直進運動に変換し、テーブルおよび質量負荷１０６を直進運動する。
これを、機構条件ブロック入力部３３（図２）で各モデルで再現すれば、回転運動を入力し、回転運動を出力する減速機要素モデル３０１と、回転運動を入力し、直進運動を出力するボールねじ水平モデル３０２とを繋ぐ。また、ボールねじ水平モデル３０２の直線運動部は直線方向への外力や、重力方向への外力を入力でき、質量負荷モデル３１３をボールねじ水平モデル３０２に繋ぐことで表現できる。
なお、減速機要素モデル３０１には、ギア比や慣性モーメント、効率等の特性を別途入力できる。また、ボールねじ水平モデル３０２には、ボールねじピッチや慣性モーメント、あるいは、ボールねじ長さ、太さ、また、質量負荷を別途入力できる。ここでは、テーブルおよび質量負荷１０６を、質量負荷モデル３１３として入力しているが、ボールねじ水平モデル３０２の質量負荷として入力しても良い。
図５のように、機構条件ブロック入力部３３で実機の機構が再現され、機構条件の入力が完了する。
減速機要素モデル３０１、ボールねじ水平モデル３０２、質量負荷モデル３１３をひとまとまりとした構成をサブシステムとして、サブシステム記憶部３４（図２）に記憶することができる。また、仮決めもしくは選定終了後の電動機１のモデルを含めてサブシステム記憶部３４に記憶することができる。
機構条件の入力が完了すれば、サブシステムモデルとして記憶するステップＳＴ２１１（図３）にて、通常、サブシステムを記憶する。
電動機制御装置の使用条件には、指令条件がさらにある。このため、指令条件を入力するステップＳＴ０２１に進む。【００２７】
〈ステップＳＴ０２１〉
図６は本発明の第１実施例を示す電動機制御装置の選定装置の指令条件入力部への入力を示す図である。図には、電動機指令速度、負荷端指令速度、電動機指令位置、負荷端指令位置のグラフを上から４つ示した。
電動機の指令速度、指令位置とは、図１の電動機１の指令速度、指令位置であり、負荷端指令速度、負荷端指令位置とは図１のテーブルおよび質量負荷１０６の指令速度、指令位置である。電動機１と負荷端（１０６）は、ギア比やボールねじピッチ等の機構条件が関係する。機構条件を入力するステップＳＴ０１１（図３）が完了していれば、図６のどれかを入力すればその他は定まる。
なお、機構条件を入力するステップＳＴ０１１の前に、指令条件を入力するステップＳＴ０２１で、電動機もしくは負荷端の位置もしくは速度を入力しても良い。機構条件を入力するステップＳＴ０１１を完了すれば、指令条件も機構条件に従う。【００２８】
〈ステップＳＴ０３１〉
次に電動機制御装置の仕様条件を入力するステップＳＴ０３１（図３）に進む。電動機制御装置の仕様条件を入力するステップＳＴ０３１では、予め判っている電動機制御装置の仕様を電動機制御装置の仕様条件入力部２４（図２）にて入力する。
電動機制御装置の仕様とは図１の電動機１や制御器４や指令器３のシリーズ、検出部２の分解能等であり、選定結果をある程度絞りこむために行う。このため、図３には電動機制御装置の選定演算を行うステップＳＴ００２の前に記載したが、ＳＴ００２の後にＳＴ０３１を実行しても良い。【００２９】
〈ステップＳＴ００２〉
電動機制御装置の仕様条件を入力するステップＳＴ０３１の次には、電動機制御装置の選定演算を行うステップＳＴ００２に進む。電動機制御装置の選定演算を行うステップＳＴ００２では、電動機制御装置の特性データベース１５（図２）の中から使用条件に見合った電動機制御装置を選定演算部９が選定する。
選定演算部９では、機構条件より電動機の軸換算慣性モーメントを算出し、指令条件から、総慣性モーメントを動かすために必要な、最大トルク、実効トルク、負荷率や回生抵抗容量等を算出する。
電動機制御装置の特性は、電動機制御装置の特性データベース１５に記録されているので、使用条件に見合った電動機制御装置を選定できるのである。
電動機制御装置の仕様条件を入力するステップＳＴ０３１で条件を絞りこんでいれば、絞り込み条件を考慮して電動機制御装置を選定する。
以上により、使用条件にあった電動機制御装置が選定できるのである。【００３０】
〈ステップＳＴ００３〉
電動機制御装置を選定できたとしても、必要な周辺機器が揃わなければ、電動機制御装置は動作しない。必要な周辺機器が既に明確であれば、図３のＳＴ００３の後、完了して良いが、周辺機器が不明であれば、オプションの組み合わせを選定する図３のステップＳＴ００４に進む。
〈ステップＳＴ００４〉
オプションの組み合わせとは、図１において電動機１と制御器４を結ぶ電源ケーブル、検出器２と制御器４を結ぶエンコーダケーブル、制御器４と指令器３を結ぶ信号入出力ケーブル、制御器４の操作機、等様々がある。オプションの組み合わせデータベース１６にはこれらの情報を記録しているので、選定演算部９が電動機制御装置の選定結果を基に絞りこみ必要な周辺機器を算出する。ケーブルなどでは長さ、線材種類などの選択入力を加えて型式を表示できる。ブレーカやノイズフィルタなど自社製品で無くとも推奨品を表示しても良い。
〈ステップＳＴ００５〉
以上の電動機制御装置の選定結果、オプション周辺機器の選定結果は、選定結果を記録するステップＳＴ００５にて記録できる。選定結果記録部４０（図２）は、電動機制御装置の選定結果とオプション周辺機器の選定結果とを、電子ファイル等に記録保存できる。
なお、本実施例では、図５では、減速機要素モデル３０１、ボールねじ水平モデル３０２、質量負荷モデル３１３をひとまとまりとした構成をサブシステムとして、サブシステム記憶部３４に記憶したが、各要素モデルの１つをサブシステムとしてサブシステム記憶部３４に記憶することもできる。減速機要素モデル３０１とボールねじ水平モデル３０２をサブシステムとしてサブシステム記憶部３４に記憶することもできる。サブシステムを各要素モデルと組み合わせて活用してもよく、これをさらにサブシステムとしてサブシステム記憶部３４に記憶することもできる。
【実施例２】
【００３１】
図７は本発明の第２実施例にて選定される電動機制御装置の構成を示す図、図８は本発明の第２実施例を示す電動機制御装置の選定装置の概要構成図、図９は本発明の第２実施例を示す電動機制御装置の選定方法を示すフローチャートの使用条件を入力するステップである。
図７において、１０８はベルト・プーリー、１０９はピニオン、１１０はラック、１１１は回転負荷、Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３は外力である。Ｔ１は外力Ｆ１によって与えられるトルクである。外力Ｆ３が加えられるボールねじ１０４は垂直軸方向に構成されている。図８において、２３は外力パターン条件入力部である。図９において、ＳＴ１２１は外力パターンを入力するステップである。
本発明が第１実施例と異なるのは、
図７において、１つの電動機１から並列に４つに回転運動が伝達され、
（１）ギア１０２とボールねじ１０４、
（２）ギア１０２と回転負荷１１１、
（３）ベルト・プーリー１０８とラック１１０＆ピニオン１０９、
（４）ベルト・プーリー１０８と垂直軸ボールねじ１０４に分散している点
である。
また、（２）、（３）、（４）に外力Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３が与えられている点である。なお、Ｆ１はトルクＴ１として（２）に与えられている。
また、図８で外力パターン条件入力部２３が図２の構成に加えられている点、
さらに、図９において、外力パターンを入力するステップＳＴ１２１が加えられている点が、第１実施例と異なる。
本発明の第２実施例は、第１実施例と同様に、図３の手順で進む。図９には機構条件を入力するステップＳＴ０１１の詳細を省略したが、第１実施例と同様に、直列もしくは並列に配列して機構的な使用条件を入力するステップＳＴ１１１、サブシステムモデルとして記憶するステップＳＴ２１１の手順をとる。
図１０は本発明の第２実施例を示す電動機制御装置の選定装置の機構条件ブロック入力部を示す図である。第１実施例と同様に、図８の実際の電動機制御装置の構成に合うように、機構条件ブロック入力部３３のモデルを組み合わせて、機構条件を入力する。【００３２】
第１実施例の図４に示したモデルを組み合わせて４並列の要素モデルを構成する。電動機のモデルから上記（１）、（２）、（３）、（４）のモデルを配置している。（２）には回転外力モデル３１２を、（３）および（４）には並進外力モデル３１１を与えている。
（１）では、電動機の回転運動を入力し、回転運動を出力する減速機要素モデル３０１と、回転運動を入力し、直進運動を出力するボールねじ水平モデル３０２とを繋ぐ。また、ボールねじ水平モデル３０２の直線運動部は直線方向への外力や、重力方向への外力を入力でき、質量負荷モデル３１３をボールねじ水平モデル３０２に繋ぐことで表現できる。
（２）では、電動機の回転運動を入力し、回転運動を出力する減速機要素モデル３０１と、回転運動を入力し、回転運動を出力し、回転負荷となる回転体モデル３１５とを繋ぐ。また、回転体モデル３１５は外乱トルクを入力でき、トルクＴ１が掛かる。
（３）では、電動機の回転運動を入力し、回転運動を出力するベルトプーリー水平モデル３０５と、回転運動を出力し、直進運動を出力するラック＆ピニオン水平モデル３０８を繋ぐ。ラック＆ピニオン水平モデル３０８は直線方向への外力、重力方向への外力を入力でき、直線方向への外力である並進外力モデル３１１が掛かる。
（４）では、電動機の回転運動を入力し、回転運動を出力するベルトプーリー水平モデル３０５と、回転運動を入力し、直進運動を出力するボールねじ垂直モデル３０３とを繋ぐ。ボールねじ垂直モデル３０３は直線方向（垂直軸のため重力方向）への外力や、重力方向への外力を入力でき、重力方向への外力である並進外力モデル３１１が掛かる。
各々のモデルには第１実施例と同様に、要素ごとの特性を別途入力できる。
また、４並列の構成をひとまとまりとしたサブシステムとして、サブシステム記憶部３４（図８）に記憶することができる。【００３３】
電動機制御装置の使用条件には、指令条件があるので、第１実施例と同様に、指令条件を入力するステップＳＴ０２１（図９）にて、指令条件入力部２２への入力を行う。
外力は、外力パターンを入力するステップＳＴ１２１にて、外力パターン条件入力部２３（図８）に入力する。図１１は本発明の第２実施例を示す電動機制御装置の選定装置の外力パターン条件入力部への入力を示す図である。
図１１は、４並列の機構のうち前記（２）への外力Ｔ１、（３）への外力Ｆ２、（４）への外力Ｆ３である。外力パターンは、Ｔ１、Ｆ２のように、図１１下段に示した電動機の指令の区間（イ）〜（チ）に基づいて設定しても良い。Ｔ１はｔ２からｔ３まで（ロ）の領域でＴａのトルクが外力として掛かる。Ｆ２はｔ４からｔ５まで（ニ）の領域で−Ｆｂの外力が掛かる。また、指令とは無関係に独立したパターンとして外力パターンを入力しても良い。Ｆ３はｔ２ａからｔ２ｂ、ｔ６ａからｔ６ｂまで最大Ｆｃの外力が掛かるように外力パターン条件入力部２３（図８）に入力している。【００３４】
このように、図７の機構条件と、指令条件と、外力パターンを入力したので、第１実施例と同様に、電動機制御装置の仕様条件を入力し、電動機制御装置の選定演算を行う。
選定演算部９（図８）では、慣性モーメント、外力を考慮し、最大トルク、実効トルク、負荷率や回生抵抗容量等を算出し、電動機制御装置の特性データベース１５（図８）から使用条件に見合った電動機制御装置を選定できるのである。
図９には、図３の電動機制御装置の仕様条件を入力するステップＳＴ０３１、電動機制御装置の選定演算を行うステップＳＴ００２、選定結果ほかを出力するステップＳＴ００３、オプションの組み合わせを選定するステップＳＴ００４、選定結果を記録するステップＳＴ００５を省略しているが、第１実施例と同様に、使用条件にあった電動機制御装置を、オプションを含めて選定できるのである。
なお、図１０では、機構条件を入力するのに、４並列の要素モデルを一度に構成したが、（１）、（２）、（３）、（４）の系列をいったんサブシステムモデルとして、サブシステム記憶部３４（図８）に記憶しておき、さらにこれを再利用して、（１）、（２）、（３）、（４）のサブシステムモデルを並列に配置することもできる。
サブシステムモデルの中にはさらにサブシステムモデルを置くことができ、この階層構造に制限は無い。
本実施例では、図１０のように、要素モデルを並列に分岐する際、要素モデルと要素モデルを結ぶ線を分岐したが、分岐モデルを用いて並列分岐をより明確にして機構要素を入力しても良い。
また、本実施例では、図１０の（１）の系列でボールねじ水平モデル３０２により直線運動部に外力を与えたが、要素モデルの入力や出力は、内部特性を編集することで変更でき、例えば、ボールねじ水平モデル３０２の出力をボールねじの回転運動と変更し、トルクが掛かる回転外力モデル３１２を加えたり、回転運動の要素モデルを直列に配置することも可能である。いずれの要素モデルも手動で入出力を変更できるようにして良い。
また、本実施例のように１つの電動機から負荷が並列に分散する機構としたので、指令条件を入力するステップＳＴ０２１（図９）にて、指令条件入力部２２（図８）への入力を行う際、複数の負荷端から選択して運動パターンを入力しても良い。第１実施例の図６では、１系列なので負荷端は１つだが、複数系列の負荷端があれば、すべての負荷端を表示しながら運転パターンを入力しても良いし、複数系列の負荷端から１つを選んで表示しながら運転パターンを入力しても良い。
【実施例３】
【００３５】
図１２は本発明の第３実施例で選定される電動機制御装置の構成を示す図、図１３は、本発明の第３実施例を示す電動機制御装置の選定装置の概要構成図、図１４は本発明の第３実施例を示す電動機制御装置の選定方法を示すフローチャートの使用条件を入力するステップである。
この実施例で選定される電動機制御装置は、図１２のように、Ｘ軸の上にＹ軸が乗る構成になっていて、電動機１はカップリング１０１を介してボールねじ１０４に繋がり、ボールねじナット１０５が直進運動となり、テーブルおよび質量負荷１０６を動かす。Ｘ軸にとっては、Ｙ軸全体がテーブルおよび質量負荷１０６となり、直進運動をさせなくてはならない。
図１３において、１００はコンピュータであり、電動機制御装置の選定装置もしくは電動機制御装置の選定方法はコンピュータ１００にて動作するコンピュータプログラムおよび記憶媒体である。図において、図２と同一符号は図２のそれと同一物であるので、重複説明を省略する。
本発明の第３実施例が第１実施例や第２実施例と異なるのは、
（１）電動機制御装置の選定装置がコンピュータ１００にて構成されている点と、
（２）選定される電動機制御装置が２軸構成である点である。
このために、図１４に太枠で示す動力伝達要素モデル、外力モデル、もしくは、質量負荷モデルを前記サブシステムモデルとして入力できるステップＳＴ３１１と２次元もしくは３次元位置および方向と、重力方向を入力するステップＳＴ４１１とを機構条件を入力するステップＳＴ０１１に加えられている。
なお、図１３では、図８の外力パターン条件入力部２３を省略している。
図１４では、使用条件を入力するステップＳＴ００１にＳＴ０１１のみを記載し、図３にある他のステップはここでは省略している。
また、サブシステムモデルとして記憶するステップＳＴ２１１（図３）も省略している。【００３６】
図１５は本発明の第３実施例を示す２軸の電動機制御装置の選定手順を示す図である。第３実施例は、図１５のように、上段軸（Ｙ軸）の電動機制御装置の設定を行うステップＳＴＰ１に続いて、下段軸（Ｘ軸）の電動機制御装置の設定を行うステップＳＴＰ２の手順で処理を行う。
図１６は本発明の第３実施例を示す電動機制御装置の選定装置のサブシステムモデルおよび機構条件ブロック入力部を示す図である。図において、上段はＹ軸単独の機構条件ブロック入力部を示しており、これをサブシステムモデルとして再利用して下段のＸ軸に加重が掛かるようになっており、全体としてＸ軸の機構条件ブロック入力部３３（図１３）を示す図となっている。
Ｘ軸、Ｙ軸ともに、カップリングモデル３１９、ボールねじ水平モデル３０２と、テーブル上の負荷が掛かる構成である。回転運動を入力し、回転運動を出力するカップリングモデル３１９と、回転運動を入力し、直進運動を出力するボールねじ水平モデル３０２が繋がっている。
なお、Ｙ軸は、テーブル上の負荷をボールねじ水平モデル３０２にて編集できる特性として入力しているが、Ｘ軸は質量負荷モデル３１３を定義し、これにサブシステムモデルを入力している。
上段軸（Ｙ軸）の電動機制御装置の設定を行うステップＳＴＰ１（図１５）でＹ軸の選定を完了する。Ｙ軸は、第１実施例もしくは第２実施例と同様に電動機制御装置を選定できる。Ｙ軸のモデル構成はサブシステムモデルとしてサブシステム記憶部３４（図１３）に記憶しておく。ここで、Ｙ軸のサブシステムモデルには、選定された電動機１（図７）の特性が含まれている。
次に、下段軸（Ｘ軸）の電動機制御装置の設定を行うステップＳＴＰ２（図１５）を実施する。
Ｘ軸は、図１４に示すように、機構条件を入力するステップＳＴ０１１の中で、Ｙ軸と同様に、カップリングモデル３１９、ボールねじ水平モデル３０２を直列配置し、最後に質量負荷モデル３１３を定義する。これは、第１実施例もしくは第２実施例と同様の手順である。その後、サブシステム記憶部３４（図１３）からＹ軸のサブシステムモデルを呼び出し、質量負荷モデル３１３にＹ軸を負荷とするように設定する。
Ｙ軸を負荷とするように設定するには、２次元もしくは３次元位置および方向と、重力方向を入力するステップＳＴ４１１（図１４）で完了できる。
図１２の座標系と一致するように、図１６のＹ軸のサブシステムモデルに図のように座標系・重力方向を定義し、Ｘ軸のモデルにも座標系・重力方向を定義する。これにより、Ｘ軸のボールねじ構造のテーブルにＹ軸全体が載った機構構成が機構条件ブロック入力部３３（図１３）に入力できる。
Ｘ軸の機構条件の入力が完了したので、第１実施例、第２実施例、Ｙ軸と同様に使用条件にあった電動機制御装置を、オプションを含めて選定できるのである。選定結果は電子ファイル等に記録保存できる。
コンピュータ１００（図１３）はネットワーク接続されているので、ＬＡＮ経由で別のコンピュータや出力機器に電子ファイルを保存できる。
【実施例４】
【００３７】
図１７は本発明の第４実施例で選定される電動機制御装置の構成を示す図、図１８は本発明の第４実施例を示す電動機制御装置の選定装置の概要構成図、図１９は本発明の第４実施例を示す電動機制御装置の選定方法を示すフローチャートの使用条件を入力するステップである。
この実施例で選定される電動機制御装置は、図１７のように、Ｙ軸の上にＸ軸が搭載される構成である。Ｘ軸は２つの経路が並列になっており、ベルト１１８を介してボールねじ１０４と繋がる系列（Ａ）と、ベルト１１８の電動機１側の回転軸がボールねじ１０４に繋がる系列（Ｂ）がある。（Ａ）の経路は方向変換機構１１７により、Ｘ方向への直進運動をＹ方向へ変換し、さらに外力Ｆ１を受ける。（Ｂ）の経路は、外力を受けない。
回転運動を伝達する経路では、部品が変わる部分でカップリングが双方の系列につけられている。
本発明の第４実施例が第３実施例と異なるのは、（１）図１８に外力パターン条件入力部２３が設けられている点（実施例２とは同様）、（２）図１７のように、上述した電動機制御装置の構成、特に外力を受ける点である。
また、第３実施例と異なるために、図１９で、複数の電動機制御装置に関わる機構条件を入力するステップＳＴ０１１Ａと、複数の電動機制御装置に関わる運転パターンを入力するステップＳＴ０２１Ａが加えられている。【００３８】
図１７のように、上段のＸ軸に連なる伝達機構にＹ方向に外力Ｆ１が掛かる機構であり、さらに、下段のＹ軸に連なる伝達機構にＹ方向に外力Ｆ２が掛かる機構のため、上段にＹ方向に掛けられる外力Ｆ１は、下段のＹ軸の電動機１にも影響を与える。
よって、図１９のように、複数の電動機制御装置に関わる機構条件を入力するステップＳＴ０１１Ａを設け、ＳＴ０１１Ａの中で１軸の機構条件を入力する手順となっている。なお、多軸構成であり、方向の定義により条件が変わる状況なので、ＳＴ０１１Ａの中で、ＳＴ４１１をＳＴ１１１の後に設定するステップとなっている。
また、同様に複数の電動機制御装置に関わる運転パターンを入力するステップＳＴ０２１Ａを設け、ＳＴ０２１Ａの中で１軸の指令条件を入力する手順となっている。
つまりは、コンピュータ１００（図１８）で動作するコンピュータプログラムでは、多軸を同時に条件入力できるモードに切り替えて用いることになる。【００３９】
図２０は本発明の第４実施例を示す電動機制御装置の選定装置の機構条件ブロック入力部３３（図１８）を示す図である。図１７に従い要素をモデルで置いていく。
直列もしくは並列に配列して機構的な使用条件を入力するステップＳＴ１１１（図１９）では以下の処理を行う。
Ｘ軸は、電動機側から、カップリングモデル３１９を介して、（Ａ）および（Ｂ）に分かれる。
（Ａ）にはベルトプーリー水平モデル３０５、カップリングモデル３１９、ボールねじ水平モデル３０２、並進方向変換モデル３１７、並進外力モデル３１１を配置している。
（Ｂ）には回転体モデル３１５、カップリングモデル３１９、ボールねじ水平モデル３０２を配置している。（Ａ）および（Ｂ）が分かれるベルトプーリー水平モデル３０５と回転体モデル３１５は、（Ｂ）の回転体モデル３１５にプーリーの電動機側の慣性モーメントを入力しており、（Ａ）のベルトプーリー水平モデル３０５には、減速比と負荷側のプーリー慣性モーメントは入力するが、電動機側の慣性モーメントは０としている。
Ｙ軸は、カップリングモデル３１９、ボールねじ水平モデル３０２、Ｘ軸の全体が関わるよう質量負荷モデル３１３を置き、さらに並進外力モデル３１１を配置している。
なお、カップリングモデル３１９と回転体モデル３１５とベルトプーリー水平モデル３０５とは回転運動を入力し、回転運動を出力する。ボールねじ水平モデル３０２は回転運動を入力し、直進運動を出力する。並進方向変換モデル３１７は直進運動を入力し、方向の異なる直進運動を出力する。並進外力モデル３１１は通常前段の出力方向に外力を与える。質量負荷モデル３１３は通常前段の出力部に重力方向に外力負荷を与える。
多軸構成であり、方向の定義により条件が変わる状況なので、次に２次元もしくは３次元位置および方向と重力方向を入力するステップＳＴ４１１の処理を行う。
Ｘ軸は各要素のモデルを配置する方向をＸ＋とし、Ｙ軸は同様にＹ＋とする。
追加したほとんどのモデルは同方向であるが、Ｘ軸の（Ａ）系列である並進方向変換モデル３１７で、Ｘ方向の並進がＹ方向に変換されるようにする。また、その後の並進外力モデル３１１はＹ＋方向に外力Ｆ１が加えられるように処理する。
Ｘ軸の各要素のモデルは１つのサブシステムとして記憶することができる。ＳＴ２１１のステップにて、記憶する。
Ｙ軸では、並進外力モデル３１１にてＹ−方向に外力Ｆ２が加えられるように処理する。
動力伝達要素モデル、外力モデル、もしくは、質量負荷モデルをサブシステムモデルとして、入力できるステップＳＴ３１１では、サブシステムモデル記憶したＸ軸を負荷質量としてＹ軸の質量負荷モデル３１３に、第３実施例と同様に処理する。
以上のように、機構条件ブロック入力部３３への入力を行い、機構条件を入力するステップＳＴ０１１を完了する。
複数の電動機制御装置に関わる運転パターンを入力するステップＳＴ０２１Ａに進む。運転パターンは、各軸それぞれに第１実施例（図６）と同様に入力する。電動機もしくは負荷端の位置や速度を指令条件入力部２１で入力すれば良い。Ｘ軸では２系列の負荷端があるが、どちらの負荷端を指定しても良い。【００４０】
次に、外力パターンを入力するステップＳＴ１２１（図１９）を処理する。
外力パターン条件入力部２３（図１８）にて、図２１のように、外力のパターンを入力する。第２実施例と同様に、運転パターンの区間に基づき外力を設定しても良いし、独自のパターンを入力しても良い。図２１では、Ｘ軸の（Ａ）系列の負荷端に掛かる外力Ｆ１は独自のパターンを入力し、Ｙ軸に掛かる外力Ｆ２は、Ｘ軸の運転パターンの区間（ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ６、ｔ７、ｔ９）に基づき外力Ｆｄ、Ｆｅ、Ｆｆを設定している。
以上のように、使用条件を入力したので、第１実施例、第２実施例、第３実施例と同様に電動機制御装置を選定できる。
図１９では省略したが電動機制御装置の仕様条件を入力するステップＳＴ０３１（図３）を介して進んで良い。
選定演算部９（図１８）は内部で、第３実施例で図５に示したように、上段軸の電動機制御装置の選定のための演算を行い、次に、下段軸の電動機制御装置の選定のための演算を行う。
いずれにしても、第１実施例、第２実施例、第３実施例と同様に、多軸の場合にも、使用条件にあった電動機制御装置を、オプションを含めて選定できるのである。
【実施例５】
【００４１】
図２２は本発明の第５実施例を示す電動機制御装置の選定装置のサブシステムモデルを示す図である。図において、４００はリニアモータ構造モデル、４０２は水平ボールねじセットモデル、４０３は垂直ボールねじセットモデル、４０５は水平タイミングベルト／プーリーセットモデル、４０６は垂直タイミングベルト／プーリーセットモデル、４０８は水平ラック＆ピニオンセットモデル、４０９は垂直ラック＆ピニオンセットモデル、４１０はロールフィーダセットモデル、４１１は回転体セットモデル、４１２は回転テーブルセットモデルである。
第１実施例の図４には、機構条件ブロック入力部３３の基本的な構成を持つ各要素について示したが、４００から４１２のモデルは、いくつかの要素が予め組み込まれていたサブシステムモデルである。例えば、水平ボールねじセットモデル４０２には、減速機要素モデル３０１とボールねじ水平モデル３０２の組み合わせである。このように、電動機制御装置の選定装置を供給する側が予めいくつかの要素を組み込んだサブシステムモデル１０を準備しておけば、利用者は要素を新たに組み合わせる必要は無い。また、４００から４１２のモデルと各要素モデルを組み合わせても良い。その組み合わせを新たなサブシステムモデル１０として、サブシステム記憶部３４に記憶しても良い。
以上のように、第１実施例、第２実施例、第３実施例、第４実施例と同様にして、使用条件にあった電動機制御装置を、オプションを含めて選定できるのである。
【実施例６】
【００４２】
図２３は本発明の第６実施例を示す電動機制御装置の選定装置の概要構成図、図２４は本発明の第６実施例を示す電動機制御装置の選定方法を示すフローチャート概要である。
図２３における３６は熱解析演算部、図２４におけるＳＴ００Ａは熱上昇を予測するステップである。
本発明が第１実施例〜第５実施例と異なるのは、（１）熱解析演算部３６を備えた構成である点と、（２）フローチャートに熱上昇を予測するステップＳＴ００Ａを加えた点である。
図２３のその他の構成や、図２４のＳＴ００１からＳＴ００３まで使用条件に応じて電動機制御装置を選定する手順は他の実施例と同様であるので、重複説明は省略する。使用条件を入力するステップＳＴ００１の詳細も他の実施例と同様に処理が行われるので、ここでの説明は省略する。
図２５は、本発明の第６実施例を示す熱解析演算部による熱上昇を予測を示す図である。図２５には、周辺機械部に組み込まれて利用され、熱上昇の検討が必要なことが多いリニア型電動機の熱上昇の予測図を示している。
リニア型電動機の可動子に取り付けられたヒートシンクの寸法と材料、基準とする周囲温度を設定すれば、図２５のように各部位の温度上昇、巻線温度上昇を熱解析演算部３６が算出することができる。ここで設定する熱上昇を予測する条件は、使用条件を入力するステップＳＴ００１（図２４）の中で既知な値は省略できるようにしても良い。
熱上昇を予測するステップＳＴ００Ａ（図２４）の結果が満足できなければ、他の電動機制御装置の熱上昇を再度予測して繰り返して良い。また、ステップＳＴ００Ａのフローの位置を変えて、温度上昇値を閾値にしてＳＴ００２（図２４）にて電動機制御装置の選定条件に加えても良い。ＳＴ００Ａが完了すれば、実施例１に示したように、オプションの選定（図３のＳＴ００４）に進んで良い。また、選定結果を記録（図３のＳＴ００５）しても良い。
以上のようにしたので、電動機１の熱の上昇を考慮した上で、第１実施例〜第５実施例と同様にして、使用条件にあった電動機制御装置を、オプションを含めて選定できるのである。
【実施例７】
【００４３】
図２６は本発明の第７実施例で選定される電動機制御装置の構成を示す図、図２７は本発明の第７実施例を示す電動機制御装置の選定装置の概要構成図、図２８は発明の第７実施例を示す電動機制御装置の選定方法を示すフローチャート概要である。
図２６では、２つのリニア型電動機１と２つの検出部２とを２つの制御器４がＹ方向を制御し、１つのリニア型電動機１と１つの検出部２とを１つの制御器４がＸ方向を制御する。３つの制御器４には、Ｙ軸への２つの同じ指令と、Ｘ軸への指令を与える指令器３を備えている。ＸＹの方向は直動案内１５１で支持されている。
図２７において１３は指令器モデル、図２８においてＳＴ００Ｂは動作アプリケーションを検討するステップである。
本発明が第１実施例〜第６実施例と異なるのは、図２７の指令器モデル１３と、図２８の動作アプリケーションを検討するステップＳＴ００Ｂを設けた点である。
また、図２６で、２つのリニア型電動機１で同じ１方向に駆動する構造である点が他の実施例とは異なる。
２つのＹ軸と１つのＸ軸用の電動機１と、そのための機構から成っている。ＸＹ２つの軸が重なり合っている点は、第３実施例および第４実施例と同じである。
図２８に示したように、第４実施例と同様に、複数の電動機制御装置に関わる機構条件を入力するステップＳＴ０１１Ａと複数の電動機制御装置に関わる運転パターンを入力するステップＳＴ０２１Ａによって使用条件を入力するステップＳＴ００１を完了する。
その後、選定結果ほかを出力するステップＳＴ００３までは、他の実施例と同様に進み、第１実施例のようにオプションを選定しても良い。【００４４】
図２６が他の実施例の構造と異なるため、図２７の機構条件ブロック入力部３３について説明する。図２９は本発明の第７実施例を示す動機制御装置の選定装置の機構条件ブロック入力部を示す図である。図において５００は合計モデルである。第７実施例では、第４実施例と同様に、複数の電動機に関わる構成を配置すれば良い。図２９のリニアモータ構造モデル４００は直進運動を出力する。合計モデル５００の出力は入力の運動方向であり、複数の入力の合計を出力する。質量負荷モデル３１３は通常前段の出力部に重力方向に外力負荷を与える。
まず、第３実施例および第４実施例と同様に、上段のＸ軸を下段より先にＸとしてリニアモータ構造モデル４００を選択しておく。リニアモータ構造モデル４００の特性に、Ｘ軸のテーブルおよび質量負荷１０６（図２６）の質量を加えておく。そしてこれをサブシステムモデルとしてサブシステム記憶部３４（図２７）に記憶しておく。
次に、下段の構造について検討する。２つのリニア型電動機１で同じ１方向に駆動する構造なので、ｙ１、ｙ２にリニアモータ構造モデル４００を選択し、この直進への駆動力を合計する合計モデル５００を置き、質量負荷モデル３１３を繋いでいる。上段の構造が負荷となるので、質量負荷モデル３１３にサブシステムモデルが負荷となるように処理する。また、Ｘ軸の固定部の質量は、別途、質量負荷モデル３１３に加えておく。その後、第４実施例と同様に入力する。【００４５】
図３０は本発明の第７実施例を示す電動機制御装置の選定装置の多軸の運転パターンを入力する指令条件入力部および指令器モデルの使用例を示す図である。
ここでは、第４実施例と同様に、複数の電動機制御装置に関わる運転パターンを入力するステップＳＴ０２１Ａ（図２８）では、図２７の指令条件入力部２２にて図３０のように運転パターンを設定する。ｙ１、ｙ２は同じ動きのなので、同じ運転パターンである。
使用条件の入力が完了すれば、第４実施例と同様に電動機制御装置を選定することができる。
電動機制御装置を選定できれば、図２８にて新たに示した動作アプリケーションを検討するステップＳＴ００Ｂを処理できる。
本実施例によって設けられた図２７の指令器モデル１３は実際の指令器３（図２６）を模擬できる機能を備えている。指令器３は制御器４を別途与えられる入出力信号等にあわせてシーケンス制御する。実際の指令器３は、こうした動作アプリケーションのためのシーケンスをプログラムとして作成する必要がある。シーケンス・プログラムはプログラム言語として成り立つかはコンパイラに掛ければ判るが、実際にどのように制御されるかは、実マシンを動作させるまでは不明である。
しかしながら、図２８の動作アプリケーションを検討するステップＳＴ００Ｂは、シーケンス・プログラムを確認しながら、図３０のように、電動機の動作過程をカーソルで追いながら模擬することができる。入出力信号等をチェックしながら動作過程を模擬できるので、シーケンス・プログラムのデバックも可能である。
動作過程を模擬していく中で、全体のアプリケーションとして、最大速度、最大トルク（推力）の不足など電動機の性能や制御器・指令器の機能が不足していれば、もしくは、アプリケーションの検討により選定した電動機・検出部・制御器・指令器がオーバースペックであれば、図２８の使用条件を入力するステップＳＴ００１に立ち戻って再選定を行うこともできる。
以上のように、使用条件にあった電動機制御装置を選定できるのである。また、全体の動作アプリケーションを検討したうえで、選定された電動機制御装置の可否を評価できるのである。
【実施例８】
【００４６】
図３１は本発明の第８実施例で選定される電動機制御装置の構成を示す図、図３２は本発明の第８実施例を示す電動機制御装置の選定装置の概要構成図、図３３は本発明の第８実施例を示す電動機制御装置の選定方法を示すフローチャート概要である。
図３１のように、選定される電動機制御装置はボールねじ構成であり、テーブル１０６の上と機台部１０７には弾性構造を有する。また、テーブル１０６にも検出部２が備えられ、電動機制御装置はフルクローズド構成になっている。
図３２において、１１は電動機モデル、１２は検出部モデル、１４は制御器モデル、３５は機構解析演算部である。図３３において、ＳＴＡ１１は固有の機械弾性特性を入力するステップ、ＳＴＢ１１は固定機械の条件を入力するステップ、ＳＴ００Ｃは制御特性を検討するステップである。
本実施例が他の実施例と異なるのは、図３２に電動機モデル１１、検出部モデル１２、制御器モデル１４、機構解析演算部３５を備えた点である。また、図３３に固有の機械弾性特性を入力するステップＳＴＡ１１、固定機械の条件を入力するステップＳＴＢ１１、制御特性を検討するステップＳＴ００Ｃを備えた点である。さらに、図３１のように、対象となる電動機制御装置に弾性特性を持つ機械が含まれている点が他の実施例とは異なる。
なお、本実施例で特徴的なのは、図３３の制御特性を検討するステップＳＴ００Ｃである。電動機制御装置の応答シミュレーションを行う点である。
加えて、他の実施例で機構条件ブロック入力部３３にて示した各要素のモデルを用いるが、各要素のモデルの使用方法は他の実施例とは異なる。【００４７】
図３４は本発明の第８実施例を示す電動機制御装置の簡易構成図およびモデル図で、図３１の構成を簡略して示したものである。電動機１（電動機モデル１１）はテーブルと剛体結合しており、その上に弾性負荷を持つ。電動機１（電動機モデル１１）および負荷側の支持固定部である機台部１０７（機台部モデル）も弾性体を持っている。
電動機制御装置はフルクローズド系であり、電動機１（電動機モデル１１）と負荷側のテーブルに検出部２（検出部モデル１２）を持ち、制御器４（制御器モデル１４）にフィードバック信号Ｆｉｍ、ＦｉＬを返し、指令器３（指令器モデル１３）の指令Ｒと一致するように制御する。
よって、図３３の使用条件を入力するステップＳＴ００１の機構条件を入力するステップＳＴ０１１では、固有の機械弾性特性を入力するステップＳＴＡ１１と、固定機械の条件を入力するステップＳＴＢ１１のそれぞれで処理を行う。
図３５は、本発明の第８実施例を示す電動機制御装置の選定装置の機構条件ブロック入力部を示す図である。図３４の機構部を機構条件ブロック入力部３３にて入力するために、カップリングモデル３１９、ボールねじ水平モデル３０２、質量負荷モデル３１３、軸受支持側モデル５０４、並進ばねモデル５０２、回転ばねモデル５０３、グラウンドモデル５０１を用いる。
カップリングモデル３１９、ボールねじ水平モデル３０２、質量負荷モデル３１３は他の実施例と同様に用いる。
軸受支持側モデル５０４は、電動機が駆動する負荷とは無関係の成分であり、電動機やボールねじの支持側の機台部（図３１の１０７）への経路を作成するものである。
並進ばねモデル５０２は、ＸＹＺ３方向のばね要素を持っており、ばね要素の値を別途入力・編集できる。前段の出力と後段の出力の間を結び、通常、質量負荷モデル３１３の間で使用する。
回転ばねモデル５０３はＸＹＺまわり３方向のばね要素を持っており、ばね要素の値を別途入力・編集できる。前段の出力と後段の出力の間を結び、通常、質量負荷モデル３１３の間で使用する。
また、並進ばねモデル５０２と回転ばねモデル５０３には、別途、ばねの設定方向別に減衰特性を設定できる。
なお、並進ばねモデル５０２、回転ばねモデル５０３はＸＹＺ３方向、ＸＹＺまわり３方向のばね要素を個別に持つモデルとして適用しても良い。並進、回転の個別の３方向のばね要素モデルを集めてサブシステムモデルを構成し、並進ばねモデル５０２、回転ばねモデル５０３を作成しても良い。グラウンドモデル５０１は機械的な固定面を示し、回転・直進どちらの運動・力・トルク等を受けるが、出力は無い。モデル上の真の固定面である。【００４８】
図３５の上段に配置した各要素のモデルは、電動機が駆動する負荷である。ボールねじナット１０５側のテーブルまでは、他の実施例と同様に、要素モデルを配置している。図３１および図３４のようにテーブル上にばねマス要素がある構成なので、並進ばねモデル５０２と質量負荷モデル３１３を配置している。
図３５の下段に配置した各要素のモデルは、電動機が駆動する負荷とは無関係である。
ここでは、ボールねじ水平モデル３０２の後に、軸受支持側モデル５０４を配置している。軸受支持側モデル５０４は、通常のボールねじ水平モデル３０２の出力を受け継ぐのではなく、ボールねじ水平モデル３０２の固定支持側の特性を受け継ぐ。なお、軸受支持側モデル５０４は、カップリングモデル３１９の後に、並列配置しても同様の意味を持ち、回転軸の固定支持・軸受け側の特性を受け継ぐ。
軸受支持側モデル５０４のあとに配置した質量負荷モデル３１３は、図３１の機台部１０７の上側をモデル化しており、固定支持・軸受けが質量負荷を持つことを意味する。これに続いて、並進ばねモデル５０２、回転ばねモデル５０３が並列に配置され、それぞれが、グラウンドモデル５０１に繋がっている。図３４の機台部１０７のばねは並進・回転を持っていれば、機台部の負荷とモデル上の真の固定面と並進ばねモデル５０２、回転ばねモデル５０３が結合される。【００４９】
図３３のように、機構条件を入力するステップＳＴ０１１が完了すれば、他の実施例と同様に、指令条件を入力するステップＳＴ０２１、電動機制御装置の仕様条件を入力するステップＳＴ０３１に進み、使用条件を入力するステップを終える。
また、他の実施例と同様に、電動機制御装置の選定演算を行うステップＳＴ００２から選定結果ほかを出力するステップＳＴ００３に進む。
これにより、他の実施例と同様にして、使用条件にあった電動機制御装置が選定できる。
本実施例で特徴的なのは、制御特性を検討するステップＳＴ００Ｃである。機構条件を入力するステップＳＴ０１１で入力した弾性体ばね要素や固定機械の特性はここで利用される。また、弾性体ばね要素を考慮して、運動方程式を解くために、図３２に示した機構解析演算部３５を用いる。
また、図３２に示した電動機モデル１１、検出部モデル１２、制御器モデル１４を持っていて、さらに、図３５に示した機械構成を持っているので、図３４のような電動機制御装置のモデルを備えている。
図３６は本発明の第８実施例を示す電動機制御装置の選定装置の制御器モデルによる模擬応答を示す図である。
選定された電動機制御装置の電動機モデル１１（図３２）、検出部モデル１２（図３２）、制御器モデル１４（図３２）を用いて、また、制御器モデル１４の応答性を変化させるゲインパラメータを変更・編集が可能であり、図３６のような電動機制御装置の応答シミュレーションを行うことができる。また、テーブルおよび負荷１０６の負荷端（図３４のφｉ）を波形表示することも可能である。負荷端φｉに限らず、任意の点の波形表示することも可能である。
機械的な弾性ばね要素の影響をも考慮して、電動機制御装置の応答を事前に確認できるので、最大速度、最大トルク（推力）の不足など電動機の性能や制御器・指令器の機能が不足していれば、もしくは、応答シミュレーションの検討により選定した電動機・検出部・制御器・指令器がオーバースペックであれば、図３３の使用条件を入力するステップＳＴ００１に立ち戻って再選定を行うこともできるし、電動機制御装置の仕様条件を入力するステップＳＴ０３１に立ち戻り、電動機制御装置の選定絞込み方法を変えて、再選定を行うこともできる。
【実施例９】
【００５０】
図３７は本発明の第９実施例を示す電動機制御装置の選定装置の概要構成図、図３８は本発明の第９実施例を示す電動機制御装置の選定方法を示すフローチャート概要である。選定される電動機制御装置の構成は、第８実施例と同じ図３１の構成である。
図３７は、第８実施例の図３２に指令器モデル１３が加わった構成になっている。図３８は、第８実施例の図３３に、一部記載を省略しているが、機械図面と機械特性を入力するステップＳＴＣ１１と機構解析を行うステップＳＴ００Ｄと、動作アプリケーションを検討するステップＳＴ００Ｂが加わった構成になっている。
なお、本実施例で特徴的なのは、（１）３次元図面や有限要素法の結果を取り込むと共に、（２）ばね要素を追加して、第８実施例より詳細な電動機制御装置の応答シミュレーションを行うことができる点である。さらに、第７実施例と同様な動作アプリケーションを検討するステップＳＴ００Ｂを、３次元アニメーションで確認できる点である。
図３８の機構条件を入力するステップＳＴ０１１は、第８実施例と同様に、機械図面と機械特性を入力するステップＳＴＣ１１と、固有の機械弾性特性を入力するステップＳＴＡ１１と、固定機械の条件を入力するステップＳＴＢ１１のそれぞれで処理を行う。
機械図面と機械特性を入力するステップＳＴＣ１１では、機構条件入力部２１（図３７）から３次元の機械図面（３ＤＣＡＤ）およびそれに属する機械特性を入力できる。
３ＤＣＡＤは別のコンピュータプログラムである３ＤＣＡＤツールで機械設計を行う際に作成された電子ファイルを読み込む。また、３ＤＣＡＤには電動機に駆動されない支持固定側の条件も含まれていれば、固定機械の条件を入力するステップＳＴＢ１１をも処理することになる。さらに、３ＤＣＡＤを基に有限要素法（ＦＥＭ）にて固有振動数や振動モードを算出した部品も固有の機械弾性特性を入力するステップＳＴＡ１１にて、機構条件入力部２１から入力することができる。なお、機械特性は、３ＤＣＡＤ入力後、個々の部品ごとに編集しても良い。
図３９は本発明の第９実施例を示す電動機制御装置の３ＤＣＡＤおよびＦＥＭ結果を示す図であり、３ＤＣＡＤとＦＥＭ結果を機構条件入力部２１から取り込み、図３９のような３次元の形状を得る。【００５１】
図４０は本発明の第９実施例を示す電動機制御装置の簡易構成図およびモデル図である。
図４０は、第８実施例の図３４と比較すると、電動機１（電動機モデル１１）が駆動する負荷にばね要素４２０を追加している点で異なる。図３４の構成では、電動機制御装置をフルクローズド構成にしても、回転直動・減速比などの変換要素の違いしかないフィードバックＦｉｍ（電動機側）、ＦｉＬ（負荷側）を検出部２は検出して制御していた。
図４０では、ボールねじとボールねじナットの剛性（弾性要素）を考慮して、１つのばね要素を、ボールねじナットとテーブル間に置くこととする。これにより、最終的に、実機に近い電動機制御装置の応答シミュレーションを行うことができる。
このための機構条件を入力するステップＳＴ０１１の処理について説明する。図３９のように得られた３ＤＣＡＤおよびＦＥＭ結果は部品として得られ、形状や重さはあるが、要素の特性は持っていない。
要素の特性は、他の実施例で機構条件ブロック入力部３３（図３７）にて示した各要素のモデルを用いる。なお、各要素のモデルの使用方法は他の実施例とは異なる。さらに、新たに必要な要素のモデルがある。
図４１は本発明の第９実施例を示す電動機制御装置の機構条件入力部を示す図である。図４１において、５０５は回転拘束モデル、５０６は並進拘束モデル、５０７は固定モデルである。他の実施例で用いた各要素のモデルと共に用いる。
図３９のように得られた３ＤＣＡＤおよびＦＥＭ結果の部品を、物理的な形状や重さが無い各要素のモデルを追加して、部品間の関係付けを行う。
また、電動機モデル１１（図３７）はこれから選定される部分であり、仮の電動機モデル１１への定義を部品に行う。電動機モデル１１に各部品を登録することで完了できる。
回転の電動機なので、電動機モデル１１もしくはカップリング部、ボールねじ部に、図４１に示した回転拘束モデル５０５を使用する。回転拘束モデル５０５は部品と部品をある方向のある位置で回転拘束とする。１つの部品はグラウンドモデル５０１でも良いが、新たなグラウンドモデル５０１を使用しなくとも、回転拘束モデル５０５内部の特性で設定できる。
電動機の回転中心と同一となる方向、位置で、例えば、カップリング部（図３１の１０１）をフランジ部分（図３９の（Ｘ））と回転拘束とする。【００５２】
次に、カップリング部と、電動機モデル１１、ボールねじ（図３１の１０４）は、図４１に示した固定モデル５０７で固定すれば、それぞれは回転拘束モデル５０５で回転する自由度を持つ。固定モデル５０７は部品と部品を完全拘束する。１つの部品は、回転拘束モデル５０５と同様に、グラウンドモデル５０１（図３５）でも良い。
ボールねじとボールねじナット（図３１の１０５）の部分は、実施例１ほかに示したボールねじ水平モデル３０２（図４）にて、関連付けを行う。ボールねじ水平モデル３０２はボールねじ部とボールねじナット部をボールねじ水平モデル３０２が持つピッチで回転から直進に運動変換する。部品と部品を登録して、ピッチや方向等のボールねじ水平モデル３０２の特性を決定すればよい。なお、重力は別途考慮し、機構的な関連付けを行うだけなのでボールねじ垂直モデル３０３を用いてもよい。
さらに、ボールねじナットもしくはテーブル部分は、図４１に示した並進拘束モデル５０６で直動案内部分（図３９の（Ｙ）と一体）と直動方向に並進自由度を与える。並進拘束モデル５０６は部品と部品を登録して、直動方向の自由度を与える。
ボールねじナットとテーブル部分（図３９の（ｉ））の間は、第８実施例の図３５で示した並進ばねモデル５０２で関係付けする。ボールねじナットとテーブルの移動方向にのみばね要素が影響するような値を入れ、他の方向は拘束する。なお、非常に大きな剛性値を入力しても良い。
並進ばねモデル５０２は部品と部品をばね要素で結ぶ。１つの部品は、グラウンドモデル５０１でも良い。
さらに、テーブル部分（ｉ）とＦＥＭ結果を得た梁部分（図３９の（ｉｉ））、ＦＥＭ結果を得た梁部分（ｉｉ）と負荷先端部分（図３９の（ｉｉｉ））は、固定モデル５０７を用いて、部品と部品を完全固定する。
以上の処理で、電動機が駆動する部品の関連付けは完了している。フランジ部（Ｘ）は電動機の駆動とは無関係に定義されている。
なお、厳密に利用するにはフランジ側の固定処理が必要である。フランジ部（Ｘ）の代りにグランドモデル５０１とカップリング部を回転拘束モデル５０５で関連付けすれば、電動機が駆動する部品の関連付けは完了し、簡便には利用できる。【００５３】
次に、図３９のフランジ部（Ｘ）、直動案内部分（Ｙ）、機台部モデル（Ｚ）（Ｗ）の関連付けを行う。これらが図４０のモデルとなるように、図４１に示した固定モデル５０７を用いる。第８実施例では、図３５のように、並進ばねモデル５０２と回転ばねモデル５０３を用いたが、本実施例では、図３９のように機台部モデルの一部にＦＥＭ結果（Ｗ）を用いる。
フランジ部（Ｘ）と直動案内部分（Ｙ）は機台部モデル（Ｚ）と、固定モデル５０７を用いて部品と部品を完全固定する。
直動案内部分（Ｙ）が予め一体部品となっていなければ、同様に固定モデル５０７を用いて部品と部品を完全固定する。
また、機台部モデル（Ｚ）と（Ｗ）、機台部モデル（Ｗ）とグランドモデル５０１を同様に固定モデル５０７を用いて部品と部品を完全固定する。
なお、（Ｗ）とグランドモデル５０１の結合は、固定モデル５０７の内部設定でグランドモデル５０１と結合するようにして良い。
ＦＥＭ結果と部品は、ＦＥＭによる多数の分割点がその位置で、結合側の部品に連結される。図３９の（ii）と（ｉ）、（ii）と（iii）、（Ｗ）と（Ｚ）、（Ｗ）とグラウンドモデル５０１は固定モデル５０７を用いて、上記のように結合される。
なお、並進ばねモデル５０２と回転ばねモデル５０３には、別途、ばねの設定方向別に減衰特性を設定できる。ＦＥＭ結果には、別途、固有振動数・振動モード別に減衰特性を設定できる。【００５４】
以上のように、図３８の機構条件を入力するステップＳＴ０１１が完了し、図３９および図４０のような弾性体を含むモデルが作成されたため、他の実施例と同様に、指令条件を入力するステップＳＴ０２１、電動機制御装置の仕様条件を入力するステップＳＴ０３１に進み、使用条件を入力するステップを終える。
他の実施例では、この後、電動機制御装置の選定演算を行うステップＳＴ００２に進むが、本実施例では、機構条件を３ＤＣＡＤおよびＦＥＭ結果に機構的な関連付けを行っただけなので、ＳＴ００２の前に、機構解析を行うステップＳＴ００Ｄに進む。
機構解析を行うステップＳＴ００Ｄでは、本実施例で定義された機構的条件を基に、定義された運転パターンで、部品の運動を解析し、動作により発生する力を随時算出する。また、ＦＥＭ結果と連携して部品変形を考慮した運動を解析する。図３７に示した機構解析演算部３５を用いる。
運動の解析ができれば、他の実施例と同様の扱いができるので、電動機制御装置の選定演算を行うステップＳＴ００２から選定結果ほかを出力するステップＳＴ００３に進み、使用条件にあった電動機制御装置が選定できる。【００５５】
本実施例では、第８実施例と同様に、図３８の制御特性を検討するステップＳＴ００Ｃに進むことができる。機構条件を入力するステップＳＴ０１１で入力したＦＥＭ結果や定義した弾性体ばね要素や固定機械の特性はここで利用される。
図３７の電動機モデル１１、検出部モデル１２、制御器モデル１４と機構条件から模擬応答を算出することができる。
図４２は本発明の第９実施例を示す電動機制御装置のシミュレーションの図である。本実施例では、機構条件が３次元の形状で得られているので、図４２のように、コンピュータ１００の画面（出力部８）で電動機制御装置のアニメーション表示できる。
電動機制御装置の応答シミュレーション以外にも、第８実施例の図３６のように負荷端のφｉを波形で表示することもできる。負荷端φｉに限らず、任意の点の応答を波形で表示することもできる。
つまり、機械的な弾性ばね要素の影響をも考慮して、電動機制御装置の応答を事前に確認できるので、最大速度、最大トルク（推力）の不足など電動機の性能や制御器・指令器の機能が不足していれば、もしくは、応答シミュレーションの検討により選定した電動機・検出部・制御器・指令器がオーバースペックであれば、図３８の使用条件を入力するステップＳＴ００１に立ち戻って再選定を行うこともできるし、電動機制御装置の仕様条件を入力するステップＳＴ０３１に立ち戻り、電動機制御装置の選定絞込み方法を変えて、再選定を行うこともできる。
動作アプリケーションを検討するステップＳＴ００Ｂに進めば、指令器モデル１３（図３７）を利用して、かつ、電動機モデル１１、検出部モデル１２、制御器モデル１４と機構条件を利用して、第７実施例と同様に、シーケンス・プログラムを確認しながら、かつ図４２のアニメーション表示しながら、電動機制御装置の動作過程を模擬することができる。入出力信号等をチェックしながら動作過程を模擬できるので、シーケンス・プログラムのデバックも可能である。
動作過程を模擬していく中で、全体のアプリケーションとして、最大速度、最大トルク（推力）の不足など電動機の性能や制御器・指令器の機能が不足していれば、もしくは、アプリケーションの検討により選定した電動機・検出部・制御器・指令器がオーバースペックであれば、使用条件を入力するステップＳＴ００１に立ち戻って再選定を行うこともできる。電動機制御装置の仕様条件を入力するステップＳＴ０３１に立ち戻り、電動機制御装置の選定絞込み方法を変えて、再選定を行うこともできる。
【実施例１０】
【００５６】
図４３は本発明の第１０実施例において選定される電動機制御装置の構成を示す図である。図４３において、１６１はピストン部、１６２はクランク部である。図４３の構成にて、ギア１０２の回転運動はピストン部１６１の直進運動になる。
本発明の第１０実施例を示す電動機制御装置の選定装置の概要構成は、第９実施例の図３７と同様であり、本発明の第１０実施例を示す電動機制御装置の選定方法を示すフローチャート概要も第９実施例の図３８と同様である。
図４３に見られる電動機制御装置の形状を、第８実施例と同様に、図３７の機構条件入力部２１から３ＤＣＡＤとして取り込み、第９実施例と同様に、機構条件ブロック入力部３３（図３７）にて部品間の関係付けを行う。
ここでは、第８実施例および第９実施例と異なり、固定側機械は完全剛体と仮定すると、図４３の４つのＲｅｖの位置を回転拘束モデル５０５（図４１）でグランドモデル５０１（図３５）と関連付けし、少なくとも１つのｔｒｎの位置を直進拘束モデル５０６（図４１）でグランドモデル５０１と関連付けする。
形状のモデル化が完了すれば、第９実施例の図３８には記載していないが、第１実施例の図３に示したように、図４３のモデルをサブシステムモデルとして記憶することができる。
図４４は本発明の第１０実施例を示す電動機制御装置のサブシステムモデルを示す図である。４１３はピストンクランクセット・サブシステムモデルである。
第３実施例、第４実施例、および第７実施例と同様に、ピストンクランクセット・サブシステムモデル４１３を再度利用して、機構条件を入力しても良い。
図３８の機構条件を入力するステップＳＴ０１１を完了し、指令条件を入力するステップＳＴ０２１では、本実施例のピストンクランクは、機構解析演算部３５にて動作特性を把握していないと、実施例１の図１のように、電動機と、負荷端（ピストン部１６１）の関係が確定していないので、電動機側もしくは負荷端側のどちらかの運転パターンの入力しかできない。機構解析演算部３５にて動作特性を把握すれば、実施例１の図１と同様の運転パターンの入力が可能となる。機構解析演算後、指令条件を入力するステップＳＴ０２１に立ち戻って入力していない側の指令を確認しても良いし、先の選定結果ほかを出力するステップＳＴ００３で確認しても良い。
さらに、電動機制御装置の仕様条件を入力するステップＳＴ０３１を完了して、使用条件を入力するステップＳＴ００１を完了する。
また、第９実施例と同様に、機構解析を行うステップＳＴ００Ｄ、電動機制御装置の選定演算を行うステップＳＴ００２から選定結果ほかを出力するステップＳＴ００３に進み、使用条件にあった電動機制御装置が選定できる。
さらに、第９実施例と同様に、制御特性を検討するステップＳＴ００Ｃや動作アプリケーションを検討するステップＳＴ００Ｂに進み詳細評価を行いながら電動機制御装置を選定できる。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
電動機制御装置の選定結果や、入力した機構条件や指令条件がコンピュータの電子ファイルとして記憶しておくことが容易であるため、実際の機械と比較しやすく、複数の電動機制御装置があっても対象軸を間違えにくい。実際の電動機制御装置の設定や調整を支援するツールと連携して利用するという用途にも適用できる。
電動機制御装置の選定を、制御シミュレーションや動作アプリシミュレーションを経て行うこともでき、詳細な評価検討が行える。実際の電動機制御装置の設計を負荷側の機械まわりを含めて事前検討でき、事前に問題を把握して対策するフロントローディング設計を行う用途にも適用できる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【手続補正書】
【提出日】平成20年7月7日(2008.7.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機械を駆動する電動機と、前記電動機または前記機械からなる被検出体の動作量を検出する検出部と、指令信号を発生する指令器と、前記指令信号に基づいて前記電動機を駆動する制御器と、を備え、前記指令信号と前記動作量が一致するようにフィードバックループを構成した電動機制御装置を、使用条件と、前記電動機制御装置の特性データベースと、から選定する電動機制御装置の選定装置であって、
前記使用条件と前記電動機制御装置の特性データベースとから前記電動機制御装置の選定演算を行う選定演算部と、
前記使用条件を入力する入力部と、前記電動機制御装置の選定結果ほかを出力する出力部と、前記選定結果を記憶する選定結果記憶部と、を備え、
前記入力部は、前記使用条件として、動力伝達要素モデルと、外力モデルと、質量負荷モデルと、を入力する機構条件入力部と、前記電動機の運転パターンを負荷末端もしくは前記電動機の動作パターンとして入力する指令条件入力部と、を備えた電動機制御装置の選定装置において、
前記機構条件入力部は、各要素のモデルを複数使用して直列もしくは並列に配列して、機構的な使用条件を入力できる機構条件ブロック入力部を備え、
各要素の配列をサブシステムモデルとして記憶できるサブシステム記憶部と、をさらに備えたことを特徴とする電動機制御装置の選定装置。
【請求項２】
前記サブシステムモデルは、前記機構条件入力部に入力する前記動力伝達要素モデル、前記外力モデルもしくは前記質量負荷モデルとして再利用できることを特徴とする請求項１記載の電動機制御装置の選定装置。
【請求項３】
前記サブシステムモデルは、選定した前記電動機の電動機モデルもしくは仮選定した電動機モデルを加えることができることを特徴とする請求項１記載の電動機制御装置の選定装置。
【請求項４】
前記入力部は、前記使用条件として、外力モデルの外力パターンを入力する外力パターン条件入力部をさらに備えたことを特徴とする請求項１記載の電動機制御装置の選定装置。
【請求項５】
前記入力部は、選定する前記電動機制御装置の仕様条件を入力する電動機制御装置の仕様条件入力部をさらに備えたことを特徴とする請求項１記載の電動機制御装置の選定装置。
【請求項６】
前記機構条件入力部は、２次元もしくは３次元の位置および方向と、重力方向を入力できることを特徴とする請求項１記載の電動機制御装置の選定装置。
【請求項７】
前記機構条件入力部は、機械図面と機械物性を入力することができることを特徴とする請求項１記載の電動機制御装置の選定装置。
【請求項８】
前記使用条件を基に機械側の機構解析を行う機構解析演算部をさらに備えたことを特徴とする請求項７記載の電動機制御装置の選定装置。
【請求項９】
前記機構条件入力部は、固有の機械弾性特性を入力することができることを特徴とする請求項１、請求項７のいずれかに記載の電動機制御装置の選定装置。
【請求項１０】
前記機構条件入力部は、前記電動機にて駆動しない固定機械の条件を入力することを特徴とする請求項１記載の電動機制御装置の選定装置。
【請求項１１】
前記使用条件を基に前記電動機および周辺の熱上昇を予測する熱解析演算部をさらに備えたことを特徴とする請求項１記載の電動機制御装置の選定装置。
【請求項１２】
前記電動機の特性を持つ電動機モデルと、前記制御器の特性を持つ制御器モデルと、前記検出部の特性を持つ検出部モデルとをさらに備えたことを特徴とする請求項１記載の電動機制御装置の選定装置。
【請求項１３】
前記指令器の特性を持つ指令器モデルとをさらに備えたことを特徴とする請求項１記載の電動機制御装置の選定装置。
【請求項１４】
前記機構条件入力部もしくは前記機構条件ブロック入力部は、複数の電動機制御装置に関わる機構条件を入力することを特徴とする請求項１記載の電動機制御装置の選定装置。
【請求項１５】
前記指令条件入力部は、複数の電動機制御装置に関わる運転パターンを入力することを特徴とする請求項１記載の電動機制御装置の選定装置。
【請求項１６】
前記電動機制御装置に関わるオプションの組み合わせデータベースをさらに備え、オプションの組み合わせを選定することを特徴とする請求項１記載の電動機制御装置の選定装置。
【請求項１７】
機械を駆動する電動機と、前記電動機または前記機械からなる被検出体の動作量を検出する検出部と、指令信号を発生する指令器と、指令信号に基づいて前記電動機を駆動する制御器と、を備え、前記指令信号と前記動作量が一致するようにフィードバックループを構成した電動機制御装置を、使用条件と、前記電動機制御装置の特性データベースと、から選定する電動機制御装置の選定方法であって、
前記使用条件を入力するステップと、
前記使用条件と前記電動機制御装置の特性データベースとから前記電動機制御装置の選定演算を行うステップと、
前記電動機制御装置の選定結果ほかを出力するステップと、
選定結果を記録するステップと、
を備え、
前記使用条件を入力するステップでは、
前記使用条件として、動力伝達要素モデルと、外力モデルと、質量負荷モデルとで、機構条件を入力するステップと、
前記電動機の運転パターンを負荷末端もしくは前記電動機の動作パターンとして、指令条件を入力するステップと、を備えた電動機制御装置の選定方法において、
機構条件を入力するステップでは、各要素のモデルを複数使用して直列もしくは並列に配列して機構的な使用条件を入力するステップを備え、
さらに、各要素の配列をサブシステムモデルとして記憶するステップを備えたことを特徴とする電動機制御装置の選定方法。
【請求項１８】
機構条件を入力するステップでは、前記動力伝達要素モデル、前記外力モデル、もしくは、前記質量負荷モデルを前記サブシステムモデルとして入力できるステップを備えたことを特徴とする請求項１７記載の電動機制御装置の選定方法。
【請求項１９】
指令条件を入力するステップでは、外力モデルの外力パターンを入力するステップをさらに備えたことを特徴とする請求項１７記載の電動機制御装置の選定方法。
【請求項２０】
前記使用条件を入力するステップでは、前記電動機制御装置の仕様条件を入力するステップをさらに備えたことを特徴とする請求項１７記載の電動機制御装置の選定方法。
【請求項２１】
機構条件を入力するステップでは、２次元もしくは３次元の位置および方向と、重力方向を入力するステップをさらに備えたことを特徴とする請求項１７記載の電動機制御装置の選定方法。
【請求項２２】
機構条件を入力するステップでは、機械図面と機械物性を入力するステップをさらに備えたことを特徴とする請求項１７記載の電動機制御装置の選定方法。
【請求項２３】
前記使用条件を基に機械側の機構解析を行うステップをさらに備えたことを特徴とする請求項２２記載の電動機制御装置の選定方法。
【請求項２４】
機構条件を入力するステップでは、固有の機械弾性特性を入力するステップをさらに備えたことを特徴とする請求項１７、請求項２２いずれかに記載の電動機制御装置の選定方法。
【請求項２５】
機構条件を入力するステップでは、前記電動機にて駆動しない固定機械の条件を入力するステップをさらに備えたことを特徴とする請求項１７記載の電動機制御装置の選定方法。
【請求項２６】
前記使用条件を基に前記電動機および周辺の熱上昇を予測するステップをさらに備えたことを特徴とする請求項１７記載の電動機制御装置の選定方法。
【請求項２７】
前記電動機の特性を持つ前記電動機モデルと、前記制御器の特性を持つ制御器モデルと、前記検出部の特性を持つ検出部モデルとを用いて、制御特性を検討するステップをさらに備えたことを特徴とする請求項１７記載の電動機制御装置の選定方法。
【請求項２８】
前記指令器の特性を持つ指令器モデルとを用いて、動作アプリケーションを検討するステップをさらに備えたことを特徴とする請求項１７記載の電動機制御装置の選定方法。
【請求項２９】
機構条件を入力するステップでは、複数の電動機制御装置に関わる機構条件を入力するステップを備え、
指令条件を入力するステップでは、複数の電動機制御装置に関わる運転パターンを入力するステップと、のいずれかをさらに備えたことを特徴とする請求項１７記載の電動機制御装置の選定方法。
【請求項３０】
前記電動機制御装置に関わるオプションの組み合わせを選定するステップをさらに備えたことを特徴とする請求項１７記載の電動機制御装置の選定方法。
【請求項３１】
請求項１７〜３０いずれか１項記載の電動機制御装置の選定方法を実現することを特徴とするコンピュータプログラム。
【請求項３２】
請求項３１記載のコンピュータプログラムを格納したことを特徴とする記憶媒体。
【手続補正書】
【提出日】平成21年1月15日(2009.1.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成したのである。
請求項１記載の電動機制御装置の選定装置の発明は、機械を駆動する電動機と、前記電動機または前記機械からなる被検出体の動作量を検出する検出部と、指令信号を発生する指令器と、前記指令信号に基づいて前記電動機を駆動する制御器と、を備え、前記指令信号と前記動作量が一致するようにフィードバックループを構成した電動機制御装置を、使用条件と、前記電動機制御装置の特性データベースと、から選定する電動機制御装置の選定装置であって、前記使用条件と前記電動機制御装置の特性データベースとから前記電動機制御装置の選定演算を行う選定演算部と、前記使用条件を入力する入力部と、前記電動機制御装置の選定結果ほかを出力する出力部と、前記選定結果を記憶する選定結果記憶部と、を備え、前記入力部は、前記使用条件として、動力伝達要素モデルと、外力モデルと、質量負荷モデルと、を入力する機構条件入力部と、前記電動機の運転パターンを負荷末端もしくは前記電動機の動作パターンとして入力する指令条件入力部と、を備えた電動機制御装置の選定装置において、前記機構条件入力部は、各要素のモデルを複数使用して直列もしくは並列に配列して、機構的な使用条件を入力できる機構条件ブロック入力部を備え、各要素の配列をサブシステムモデルとして記憶できるサブシステム記憶部と、をさらに備えたことを特徴とするものである。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
また、請求項１７記載の電動機制御装置の選定方法の発明は、電動機と検出部と指令器と制御器とを備えた電動機制御装置を使用条件と電動機制御装置の特性データベースとから選定する電動機制御装置の選定方法であって、前記使用条件を入力するステップと、前記使用条件と前記電動機制御装置の特性データベースとから前記電動機制御装置の選定演算を行うステップと、前記電動機制御装置の選定結果ほかを出力するステップと、を備え、前記使用条件を入力するステップでは、前記使用条件として、動力伝達要素モデルと、外力モデルと、質量負荷モデルとで、機構条件を入力するステップと、前記電動機の運転パターンを負荷末端もしくは前記電動機の動作パターンとして、指令条件を入力するステップと、を備えた電動機制御装置の選定方法において、機構条件を入力するステップでは、各要素のモデルを複数使用して直列もしくは並列に配列して機構的な使用条件を入力するステップを備え、さらに、各要素の配列をサブシステムモデルとして記憶するステップを備えたことを特徴とするものである。
また、請求項１８記載の発明は、請求項１７記載の電動機制御装置の選定方法において、前記機構条件を入力するステップでは、前記動力伝達要素モデル、前記外力モデル、又は前記質量負荷モデルを前記サブシステムモデルとして入力できるステップを備えたことを特徴とするものである。
また、請求項１９記載の発明は、請求項１７記載の電動機制御装置の選定方法において、前記指令条件を入力するステップでは、外力モデルの外力パターンを入力するステップをさらに備えたことを特徴とするものである。
また、請求項２０記載の発明は、請求項１７記載の電動機制御装置の選定方法において、前記使用条件を入力するステップでは、前記電動機制御装置の仕様条件を入力するステップをさらに備えたことを特徴とするものである。
【国際調査報告】
2008139800.tif 000052
2008139800.tif 000053
2008139800.tif 000054