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公開番号2025094957
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-25
出願番号2025047831,2023550988
出願日2025-03-24,2021-09-30
発明の名称デジタル装置
出願人ファナック株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類G05B 19/4069 20060101AFI20250618BHJP(制御;調整)
要約【課題】リアル装置の挙動を示す動作状態データを用いて、より正確なリアル装置の状態を再現すること。
【解決手段】産業機械制御システムは、産業機械を制御する制御装置を含むリアル装置及び該リアル装置をソフトウェアにて模倣するデジタル装置からなる産業機械制御システムであって、前記デジタル装置は、前記リアル装置において取得された動作状態データを前記デジタル装置に入力する入力部を備え、該入力部に入力された前記動作状態データにより、前記リアル装置を前記デジタル装置で模倣する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
産業機械を制御する制御装置を含むリアル装置及び該リアル装置をソフトウェアにて模倣するデジタル装置からなる産業機械制御システムであって、
前記デジタル装置は、前記リアル装置において取得された動作状態データを前記デジタル装置に入力する入力部を備え、
該入力部に入力された前記動作状態データにより、前記リアル装置を前記デジタル装置で模倣する、産業機械制御システム。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記動作状態データには、前記リアル装置の動作状態データと前記デジタル装置の動作状態データの差分データを含む、請求項１に記載の産業機械制御システム。
【請求項３】
前記動作状態データには、前記リアル装置から測定された動作状態データ、検出された動作状態データ、又は前記リアル装置内で作成された制御量の少なくともひとつを含む、請求項１に記載の産業機械制御システム。
【請求項４】
前記デジタル装置は、前記差分データを入力することにより、前記リアル装置で実行されるプログラム又は前記リアル装置に設定されるパラメータを修正する、請求項２に記載の産業機械制御システム。
【請求項５】
前記動作状態データは、少なくとも信号処理速度、帰還量、ＣＰＵ性能、消費電力、又はモータ温度のいずれかを含む、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の産業機械制御システム。
【請求項６】
前記デジタル装置は、前記動作状態データが前記信号処理速度の場合、プログラムに含まれる命令毎の処理時間を用いて前記リアル装置の動作を再現する、請求項５に記載の産業機械制御システム。
【請求項７】
前記デジタル装置は、前記動作状態データが前記帰還量の場合、少なくとも位置フィードバック、速度フィードバック、又は電流フィードバックの帰還量のいずれかを用いて前記リアル装置の動作を再現する、請求項５に記載の産業機械制御システム。
【請求項８】
前記デジタル装置は、前記動作状態データが前記ＣＰＵ性能の場合、前記制御装置の指令処理速度の限界値、及びプログラムのブロック長と前記指令処理速度との関係を示す情報を用いてプログラムを修正する、請求項５に記載の産業機械制御システム。
【請求項９】
前記デジタル装置は、前記動作状態データが前記消費電力の場合、前記リアル装置に含まれるモータの送り速度又は主軸回転数と当該送り速度又は主軸回転数のときの消費電力との関係を用いてプログラムを修正する、請求項５に記載の産業機械制御システム。
【請求項１０】
前記デジタル装置は、前記動作状態データが前記モータ温度の場合、前記リアル装置に含まれるモータの回転数又は電流と、前記モータの回転時間と、前記モータのモータ温度と、の関係を示す情報を用いて前記モータに関するアラームの発生を再現する、請求項５に記載の産業機械制御システム。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、産業機械制御システムに関する。
続きを表示（約 2,500 文字）【背景技術】
【０００２】
産業機械及びそれらを制御・駆動する制御装置やモータ、アンプ等の駆動装置とからなるリアル装置を、上記の産業機械、制御装置、駆動装置等の個々を理論値に基づいてモデル化したデジタルシミュレータは従来より開発されている。
また、そのデジタルシミュレータは、個々の装置をソフトウェア的に再現した構造になっているのが一般的である。
この点、プラントに設置されたフィールド機器を制御する制御機器を動作させるソフトウェアを作成及びデバッグし、模擬入力又は制御機器への入力とソフトウェアとに従って制御機器の作動状態をシミュレーションするクラウドを有し、シミュレーションの作動結果と制御機器からの出力又は模擬入力とに基づいてソフトウェアのデバッグすることで、高品位なエンジニアリングを提供可能な技術が知られている。例えば、特許文献１参照。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２０－５２８１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のようなデジタルシミュレータは、産業機械及びそれらを制御・駆動する制御装置やモータ、アンプ等の駆動装置とからなるリアル装置を個々に模擬・模倣するが、その模擬・模倣には限界があり、リアル装置の挙動を正確に再現することは難しい。
その理由は、リアル装置には、ソフトウェアで簡単に模擬できない要素、例えば、通信間の遅れ、機械的ロス、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）の性能、周囲環境による変化等がその原因となる。
【０００５】
そこで、リアル装置の挙動を示す動作状態データを用いて、より正確なリアル装置の状態を再現することが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の産業機械制御システムの一態様は、産業機械を制御する制御装置を含むリアル装置及び該リアル装置をソフトウェアにて模倣するデジタル装置からなる産業機械制御システムであって、前記デジタル装置は、前記リアル装置において取得された動作状態データを前記デジタル装置に入力する入力部を備え、該入力部に入力された前記動作状態データにより、前記リアル装置を前記デジタル装置で模倣する。
【発明の効果】
【０００７】
一態様によれば、リアル装置の挙動を示す動作状態データを用いて、より正確なリアル装置の状態を再現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
一実施形態に係る産業機械制御システムの機能的構成例を示す機能ブロック図である。
実際の信号処理速度を用いてラダー制御装置の動作を再現する場合の産業機械制御システムの動作例を示す図である。
ラダープログラムの命令の一例を示す図である。
図３Ａの命令のタイミングチャートの一例を示す図である。
実際の帰還量を用いて工作機械の動作を再現する場合の産業機械制御システムの動作例を示す図である。
実際の帰還量を用いて工作機械の動作を再現する場合の産業機械制御システムの動作例を示す図である。
実際の数値制御装置のＣＰＵ性能に応じて加工プログラムを修正する場合の産業機械制御システムの動作例を示す図である。
ＢＰＴｍｉｎを測定するテスト用の加工プログラムの一例を示す図である。
ブロック長－ＢＰＴの関係の一例を示す図である。
シミュレーション実行部による加工プログラムの指令点を追加又は削除の一例を示す図である。
実際の工作機械の消費電力に基づいて加工プログラムを修正する場合の産業機械制御システムの動作例を示す図である。
送り速度（又は主軸回転数）－消費電力の関係の一例を示す図である。
送り速度（又は主軸回転数）と総消費電力との関係の一例を示す図である。
工作機械のモータ温度を用いてオーバーヒートアラームの発生を再現する場合の産業機械制御システムの動作例を示す図である。
回転数（又は電流）毎に回転時間とモータ温度との関係の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
＜一実施形態＞
図１は、一実施形態に係る産業機械制御システムの機能的構成例を示す機能ブロック図である。ここでは、産業機械として工作機械を、また制御装置として数値制御装置を例示する。なお、本発明は、工作機械及び数値制御装置に限定されず、例えば射出成形機や産業用ロボット、サービス用ロボット等の産業機械、及び産業用ロボット等を制御するロボット制御装置に対しても適用可能である。
図１に示すように、産業機械制御システム１は、リアル装置としての工作機械１０、及びデジタル装置２０を含む。
工作機械１０、及びデジタル装置２０は、図示しない接続インタフェースを介して互いに直接接続されてもよい。なお、工作機械１０、及びデジタル装置２０は、ＬＡＮ（ＬｏｃａｌＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ）やインターネット等の図示しないネットワークを介して相互に接続されていてもよい。この場合、工作機械１０、及びデジタル装置２０は、かかる接続によって相互に通信を行うための図示しない通信部を備えている。
【００１０】
＜工作機械１０＞
工作機械１０は、当業者にとって公知の工作機械であり、制御装置としての数値制御装置１１、駆動装置１２、周辺装置１３、及び情報収集装置１４を含む。工作機械１０は、後述する数値制御装置１１の動作指令に基づいて動作する。
なお、数値制御装置１１、駆動装置１２、周辺装置１３、及び情報収集装置１４それぞれは、工作機械１０に含まれるが、工作機械１０とは異なる装置でもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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