(57)【要約】【課題】プログラマブルコントローラに対して実モータを制御するための制御パラメータを容易に設定可能とする。【解決手段】実モータ７に模擬して当該実モータに対応した性能等を有するシミュレート用モータの画素部品１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，…を格納するモータライブラリ画面１５ａと、シミュレート用のモータ制御パターンをポインティングデバイス操作でグラフィック表示画像に作成できるシミュレート用ＧＵＩ画面１５ｂと、を有したコンピュータからなり、モータライブラリ画面からシミュレート用モータを選択しかつポインティングデバイスでシミュレート用ＧＵＩ画面上のモータ制御パターンに沿う操作を行うことで、そのモータ制御パターンに対応する実モータの上記モータ制御パラメータを提供することができるようになっている【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
実モータに模擬して当該実モータに対応した性能等を有するシミュレート用モータの部品データを格納するモータライブラリ画面と、シミュレート用のモータ制御パターンをポインティングデバイス操作でグラフィック表示画像に作成できるシミュレート用ＧＵＩ画面と、を有したコンピュータからなり、上記モータライブラリ画面からシミュレート用モータを選択しかつポインティングデバイス等でシミュレート用ＧＵＩ画面上のモータ制御パターンに沿う操作を行うことで、そのモータ制御パターンに対応する実モータのモータ制御パラメータを提供することができるようになっている、ことを特徴とするモータモーション用シミュレータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、実機械、装置等を制御する実モータと、設定入力された制御パラメータで実モータをモータ制御回路を介して制御するプログラマブルコントローラと、を備えた制御システムに対して実モータのモーションシミュレートを行うためのシミュレータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
生産工場等に設置されるファクトリーオートメーション（ＦＡ）の制御装置として、プログラマブルコントローラが用いられている。このプログラマブルコントローラは、内部にＣＰＵ、Ｉ／Ｏメモリ、プログラムメモリ等を有し、このＣＰＵは、入力した信号をＩ／Ｏメモリに取り込むＩＮリフレッシュ処理を行い、プログラムメモリ内のシーケンスプログラムに基づき演算実行し、その演算実行結果をＩ／Ｏメモリに書き込んで出力するＯＵＴリフレッシュ処理を行い、その後、通信ネットワーク上の他のＰＬＣとデータ送受信を行ったり、通信ポートを介して外部のＰＣ等とデータ送受信などを行ったりする周辺処理を行う一連の処理をサイクリックに繰り返す（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
シーケンスプログラムには各種あり、例えばラダー図方式、ステージ方式、ＳＦＣ方式等によるシーケンスプログラムがある。そしてこれらシーケンスプログラムのうち、例えば、ラダープログラムは、ラダー図を用いて作成されるプログラムであり、たとえば、パーソナルコンピュータを用いて作成される。パーソナルコンピュータにおいて作成されたラダープログラムは、パーソナルコンピュータ内でニ−モニックコードに変換され、ニ−モニックプログラムが生成される。
【０００４】
そして、パーソナルコンピュータをプログラマブルコントローラに接続し、ニ−モニックプログラムをパーソナルコンピュータからプログラマブルコントローラに送ると、そのニ−モニックプログラムがプログラマブルコントローラ内でマシンコードに変換され、プログラマブルコントローラ内のプログラムメモリに記憶される。これにより、プログラマブルコントローラは、プログラムメモリ内に記憶されているマシンコードに変換されたプログラムに基づいて制御装置の動作を制御することが可能になる。
【０００５】
以上のプログラマブルコントローラを用いて、実機械として例えばベルトコンベア装置を駆動するサーボモータを制御（速度制御、トルク制御、位置制御、等）する場合、プログラマブルコントローラにはそのモータを制御するためのモータ制御パラメータを入力する必要がある。モータ制御パラメータは、モータの動作を設定するための値であり、例えば、回転速度、電圧、回転方向、トルク等である。
【０００６】
しかしながら、このモータ制御パラメータは、多く、各種あるため、実機械にサーボモータを組み込んで、プログラマブルコントローラに電圧、トルク等の各種モータ制御パラメータを設定することは、習熟したユーザでも難しく、まして、通常一般のユーザでは、モータ制御パラメータの設定ができないか、あるいは設定には大変な労力が要求される、等の課題があった。
【特許文献１】特開２００５−２５９０７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明により解決すべき課題は、プログラマブルコントローラに対してモータを制御するためのモータ制御パラメータを、さほどの労力を要することなく、通常一般のユーザでも容易に設定することができるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によるシミュレータは、実モータに模擬して当該実モータに対応した性能等を有するシミュレート用モータの部品データを格納するモータライブラリ画面と、シミュレート用のモータ制御パターンをポインティングデバイス操作でグラフィック表示画像に作成できるシミュレート用ＧＵＩ画面と、を有したコンピュータからなり、上記モータライブラリ画面からシミュレート用モータを選択しかつポインティングデバイス等でシミュレート用ＧＵＩ画面上のモータ制御パターンに沿う操作を行うことで、そのモータ制御パターンに対応する実モータのモータ制御パラメータを提供することができるようになっていることを特徴とするものである。
【０００９】
上記モータはサーボモータに限定されず、ステッピングモータ等、他のモータも含む。モータ制御パラメータは、モータのハードウェア構成に関する情報、モータの原点復帰に関する情報、位置決めに関する情報、制御系に関する情報等がある。
【００１０】
本発明のシミュレータでは、実モータに対する制御パラメータを設定する場合、モータライブラリ画面から実モータに模擬したシミュレート用モータを選び、シミュレーション画面上でモータ制御パターンを作成表示し、このＧＵＩ表示画面上のモータ制御パターンに沿ってマウス等でクリックするなどしてタッチ操作すると、自動的に、実機械を制御する実モータに対する制御パラメータを容易に取得することができる。
【００１１】
なお、モータライブラリ画面にはシミュレート用モータの部品画像が表示されている。このシミュレート用モータの部品画像は実モータに対応する機能を持ったプログラムを、他のプログラムから利用できるように部品化したものであり、モータライブラリ単独では実行できず、シミュレート用ＧＵＩ画面上のモータ制御パターンのプログラムの一部として動作することができる。シミュレート用ＧＵＩ画面上のモータ制御パターンは、マウス等のポインティングデバイスによって操作できるユーザ−インターフェースであり、コンピュータのＯＳで提供できる。このＯＳには、 Ｗｉｎｄｏｗｓ(登録商標）シリーズやＡｐｐｌｅ社の ＭａｃＯＳなどがある。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、プログラマブルコントローラに対して実モータを制御するための制御パラメータを容易に設定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、添付した図面を参照して、本発明の実施の形態に係るモータのモーションシミュレートを行うためのシミュレータを説明する。
【００１４】
図１にベルトコンベア装置１を示す。このベルトコンベア装置１は、搬送台３と、その搬送台３の両端側支持部５ａ，５ｂの一方５ｂにモータ軸７ａが一体回転可能に装着されたサーボモータ７とを有する。図２にサーボモータ７を回転制御する制御システムを示す。この制御システムは、ベルトコンベア装置１を駆動するサーボモータ７を制御するモータ制御回路９と、モータ制御パラメータをもち、このモータ制御パラメータによりモータ制御回路９を通じてサーボモータ７を制御するプログラマブルコントローラ１１とを含む。
【００１５】
プログラマブルコントローラ１１において、シーケンスプログラムメモリに格納されているシーケンスプログラムに従って、サーボモータ７のモータ軸７ａに取り付けられた図示略のエンコーダからの信号をメモリに取り込むと共にプログラムメモリ内のシーケンスプログラムに基づいて演算を行い、その演算結果をメモリに書き込んでモータ制御回路９に回転速度制御信号として出力する。プログラマブルコントローラ１１はパラメータメモリに格納されているモータ制御パラメータに基づいて上記演算を実行してサーボモータ７を制御するようになっている。
【００１６】
以上において、サーボモータ７を図３で示すように制御したい場合には、それに適合する性能を有するサーボモータを選択し、サーボモータに対して各種のモータ制御パラメータを設定する必要がある。
【００１７】
実施の形態では、実機であるベルトコンベア装置１や実モータであるサーボモータ７を用いずにコンピュータからなるシミュレータを用いてシミュレートすることによりモータ制御パラメータを得ると共にそのモータ制御パラメータをプログラマブルコントローラ１１に入力できる方法を提供するものである。
【００１８】
図３にユーザが所望するサーボモータ７のモータ制御パターンを示す。このモータ制御パターンでサーボモータ７を制御してベルトコンベア装置１を駆動する。図３に示すモータ制御パターンは、横軸に時間、縦軸にサーボモータ７の矢印方向の回転速度をとり、加速期間Ｔ１の間にサーボモータの回転速度を初速度０から規定速度Ｖ１にまで加速し、サーボモータの回転速度が規定速度Ｖ１に達すると移動期間Ｔ２の間、サーボモータの回転速度を規定速度Ｖ１に維持してベルトコンベア装置１の搬送台３を矢印方向に移動させ、減速期間Ｔ３でサーボモータの回転速度を規定速度Ｖ１から終速度０にまで減速する。
【００１９】
このモータ制御パターンでサーボモータ７を回転制御する条件がモータ制御パラメータに対応する。このモータ制御パラメータは、上記モータ制御パターンにより、サーボモータ７の駆動パルス列、サーボモータ７に対する駆動電圧、駆動電流、回転速度、トルク等である。
【００２０】
図４および図５を参照して実施の形態のシミュレータを説明する。このシミュレータはコンピュータで構成されている。図４は、シミュレータの表示画面を示し、図５はシミュレータの内部回路を示す。
【００２１】
シミュレータ１３の表示画面１５はモータライブラリ画面１５ａと、シミュレート用ＧＵＩ画面１５ｂとに分割されている。モータライブラリ画面１５ａには、ベルトコンベア装置１を制御するサーボモータ７に模擬したシミュレート用モータ１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，…が画像部品で表示されている。シミュレート用モータ１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，…は例えばＡ社製、Ｂ社製、Ｃ社製、…である。
【００２２】
モータライブラリ画面１５ａ上のこれらシミュレート用モータ１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，…は、ユーザによりマウスクリック操作されると、そのシミュレート用モータ１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，…によるモータ制御パラメータの作成に必要とするデータをシミュレート用ＧＵＩ画面１５ｂに呼び出すためのプログラムであり、ユーザがマウス操作できるように視覚画像化されている。モータライブラリ画面１５ａは、Ａ社製、Ｂ社製、Ｃ社製、…のサーボモータ７を模擬したシミュレート用モータ１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，…の画像部品が一覧化されていて、モータライブラリ画面１５ａのプログラムは、モータライブラリ単独では実行できず、シミュレートＧＵＩ画面１５ｂ上のモータ制御パターン１９のプログラムの一部として動作する。
【００２３】
シミュレート用ＧＵＩ画面１５ｂには、ベルトコンベア装置１の所要の動作パターンに対応してサーボモータ７を制御するためのモータ制御パターン１９がユーザのＧＵＩ操作で作成されている。このモータ制御パターン１９は説明の都合で図３のそれと対応する。
【００２４】
図５を参照してシミュレータ１３は、ＣＰＵ１３ａ、モータライブラリ画面１５ａの情報が格納されているモータライブラリメモリ１３ｂ、シミュレート用ＧＵＩ画面１５ｂの情報が格納されているＧＵＩ画面メモリ１３ｃ、シーケンスプログラムが格納されているプログラムメモリ１３ｄ、ＣＰＵ１３ａの作業に用いるワークエリア１３ｅ、モータ制御パラメータを格納するパラメータメモリ１３ｆ、パラメータデータやその他のデータを出力する出力回路１３ｇ、モータ制御パターンの作成に用いるマウス等の操作部１３ｈ、および表示画面部１３ｉを備える。
【００２５】
ＣＰＵ１３ａは、モータライブラリ画面１５ａとシミュレート用ＧＵＩ画面１５ｂとを制御するシミュレーション制御部を構成する。ＣＰＵ１３ａは、シミュレート用ＧＵＩ画面１５ｂ上にユーザがマウス操作等でモータ制御パターン１９を作成すると、そのモータ制御パターン１９をＧＵＩ画面メモリ１３ｃに格納する。ＣＰＵ１３ａは、モータライブラリ画面１５ａ上で表示されているシミュレート用モータ１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，…のいずれかがマウスで選択操作されるとその選択されたシミュレート用モータ１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，…の性能等のデータをモータライブラリメモリ１３ｂから読み込む。
【００２６】
そしてＣＰＵ１３ａは、シミュレート用ＧＵＩ画面１５ｂ上のモータ制御パターンに沿うマウス操作に対応して、上記読み込んだシミュレート用モータ１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，…のデータに従い、当該シミュレート用モータ１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，…のモーションを制御することにより、モータ制御パラメータを取得すると共に、取得したモータ制御パラメータをパラメータメモリ１３ｆに格納する。
【００２７】
上記モータ制御パラメータの取得について説明すると、まず、Ａ社製のサーボモータ７に対応するシミュレート用モータ１７ａをマウス操作で選択すると、ＣＰＵ１３ａは、そのＡ社製のサーボモータ７の性能等の各種データをモータライブラリメモリ１３ｂから得る。そして、シミュレート用ＧＵＩ画面１５ａ上のモータ制御パターン１９に対してポイント１９ａをマウスによりクリックすると、シミュレート用モータ１７ａの初速度が０になる。次に、ポイント１９ｂの波形をマウスにより変更すると、シミュレート用モータ１７ａの規定速度はＶ１になる。このとき初速度０から規定速度Ｖ１までの加速期間はＴ１になる。このようなモータ制御パターン１９上に沿ってマウスにより波形変更することでシミュレート用モータ１７ａに対してのモータ制御パラメータを得ることができる。
【００２８】
こうしてシミュレータ１３で得たモータ制御パラメータをプログラマブルコントローラ１１に入力すると、プログラマブルコントローラ１１はその入力されたモータ制御パラメータに従い、Ａ社製のサーボモータ７を制御することができる。
【００２９】
以上説明したように実施の形態のシミュレータ１３は、実際のサーボモータ７に模擬して当該サーボモータ７に対応した性能等を有するシミュレート用モータ１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，…の画素部品をモータライブラリ画面１５ａに格納し、シミュレート用のモータ制御パターン１９をマウス等の操作でシミュレート用ＧＵＩ画面１５ｂ上にグラフィックに作成すると共に、モータライブラリ画面１５ａからシミュレート用モータ１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，…を選択し、かつマウス等でシミュレート用ＧＵＩ画面１５ｂ上で作成したモータ制御パターン１９に沿う操作を行うことだけで、そのモータ制御パターン１９に対応するサーボモータ７のモータ制御パラメータを提供することができるようにしたシミュレータである。そのため、実施の形態のシミュレータ１３によれば、サーボモータ７を実機であるベルトコンベア装置１に組み込んでモータ制御パターンに従いサーボモータ７を駆動してモータ制御パラメータを得てプログラマブルコントローラ１１に設定する必要がなく、ユーザはシミュレータ１３の画面上の操作だけで容易に所望するモータ制御パターンに対応するモータ制御パラメータを取得してプログラマブルコントローラ１１に設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】図１はベルトコンベア装置の概略構成を示す図である。
【図２】図２はベルトコンベア装置を制御するシステムの概略構成を示す図である。
【図３】図３はサーボモータの制御パターンを示す図である。
【図４】図４は本発明の実施の形態に係るシミュレータの画面構成を示す図である。
【図５】図５はシミュレータの内部構成を示す図である。
【符号の説明】
【００３１】
１  ベルトコンベア装置
７  サーボモータ（実モータ）
９  モータ制御回路
１１  プログラマブルコントローラ（ＰＬＣ）
１３  モータモーション用シミュレータ
１５ａ  モータライブラリ画面
１５ｂ  シミュレート用ＧＵＩ画面
１７ａ，１７ｂ，１７ｃ  シミュレート用モータ
１９  シミュレート用モータ制御パターン
【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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