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CN101006637A - 远程维护系统 - Google Patents

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CN101006637A
CN101006637A CNA2005800284801A CN200580028480A CN101006637A CN 101006637 A CN101006637 A CN 101006637A CN A2005800284801 A CNA2005800284801 A CN A2005800284801A CN 200580028480 A CN200580028480 A CN 200580028480A CN 101006637 A CN101006637 A CN 101006637A
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CN
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parameter
control assembly
maintenance server
motor control
motor
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CNA2005800284801A
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正田和男
野村祐树
长门义文
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THK Co Ltd
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THK Co Ltd
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    • G05B13/02—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric
    • G05B13/0205—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric not using a model or a simulator of the controlled system
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Abstract

一种远程维护系统(1)设置有平移装置(2)、用于控制平移装置(2)电机的电机驱动器(3)、以及用户终端(4)。电机驱动器(3)设置有存储器，该存储器存储与电机控制有关的参数。用户终端(4)从电机驱动器(3)提取参数，并将参数发送到维护服务器(5)。然后，用户终端(4)从维护服务器(5)接收维护服务器(5)调整的参数，并在电机驱动器(3)的存储器中写入参数。由此，平移装置的参数可从远程地点以高精度调整。

Description

远程维护系统
技术领域
本发明涉及用于从远程地点执行线性运动装置维护的技术。
背景技术
按照惯例，线性运动装置，诸如线性导螺杆和滚珠螺杆，已经得到广泛使用。在这种线性运动装置中，线性电机或伺服电机用于驱动可移动体，并且通过改变从电机驱动器(电机控制装置)提供的电流来控制可移动体的位置、速度和加速度。
一般来说，在电机驱动器的存储器中设定与电机控制有关的各种参数。参数的实例包含要提供给电机的额定电流、用于判定到电机的过载的最大电流值、用于检测可移动体位置的分辨率、以及用于反馈控制中的控制参数(时间常数和增益)。在安装线性运动装置的时候，这些参数需要被设定为对应于用户使用条件的适当值。安装后的维护也是重要的。
发明内容
然而，上述参数调整需要先进的技能。具体地说，用在反馈控制中的控制参数需要通过实际观察提供给电机的电流的改变而精确地调整。为此，用户独立地调整这种参数是非常困难的。因此，按照惯例，在维护方面熟练的技术人员必须去到线性运动装置已经安装的地方，执行参数调整工作。
已经鉴于上述情形实现了本发明，并且本发明的目的是提供这样一种技术：能够从远程地点高精度地调整线性运动装置的参数，而不必去到线性运动装置已经安装的地方。
为了实现上述目的，本发明采用以下配置。
根据本发明的第一方面，远程维护系统包含：线性运动装置，其由电机驱动；电机控制装置，用于控制所述线性运动装置的电机；以及信息处理装置，其连接到所述电机控制装置，并能够通过电通信线路与维护服务器通信。所述电机控制装置包含用于存储与电机控制有关的参数的存储部件。所述信息处理装置包含：获取部件，用于从所述电机控制装置获取参数；发送部件，用于向所述维护服务器发送所获取的参数；接收部件，用于从所述维护服务器接收所述维护服务器调整的参数；以及写入部件，用于将所接收的参数写入所述电机控制装置的所述存储部件。
用此配置，有可能在维护服务器中确认线性运动装置的参数内容，调整参数，并将调整的参数写入电机控制装置。因此，有可能从远程地点调整线性运动装置的参数，而不必去到线性运动装置已经安装的地方。
优选地，所述电机控制装置还包含检测部件，所述检测部件用于检测提供给所述线性运动装置电机的电流或电压值，并且所述信息处理装置配置成：获取部件从所述电机控制装置获取参数以及当基于所述参数控制电机时所检测到的电流改变或电压改变，并且发送部件将电流改变或电压改变以及所述参数发送到所述维护服务器。
用此配置，在维护服务器中可以观察到提供给线性运动装置电机的电流(电压)的改变。因此，可以进行高准确和可靠的参数调整。
优选地，所述参数包含用于线性运动装置的反馈控制中的控制参数。控制参数的实例包含环路增益和时间常数。
参数的调整历史优选为积累在维护服务器中。因此，关于参数调整的专门技能可以被积累，以便可以期望诸如对应于故障的迅速化、知识库的实现、以及参数调整的自动化等效果。
与此同时，本发明可理解为远程维护系统、信息处理装置、电机控制装置或具有至少一部分上述部件的维护服务器。此外，本发明可理解为：远程维护方法，包含至少一部分上述处理；或远程维护程序，其使信息处理装置执行所述方法。上述部件和处理可通过其尽可能多的组合而构成本发明。
例如，根据本发明的第二方面，提供了一种远程维护方法，其中信息处理装置连接到用于控制线性运动装置电机的电机控制装置，并且能够通过电通信线路与维护服务器通信，从所述电机控制装置获取与电机控制有关并存储在电机控制装置存储部件中的参数，向所述维护服务器发送所获取的参数，从所述维护服务器接收所述维护服务器调整的参数，并将所接收的参数写入所述电机控制装置的存储部件。
根据本发明的第三方面，提供一种远程维护程序，用于使信息处理装置执行如下处理，其中所述信息处理装置连接到用于控制线性运动装置电机的电机控制装置，并能够通过电通信线路与维护服务器通信：从所述电机控制装置获取与电机控制有关并存储在所述电机控制装置存储部件中的参数；向所述维护服务器发送所获取的参数；从所述维护服务器接收所述维护服务器调整的参数；以及将所接收的参数写入所述电机控制装置的存储部件。
本发明使能够从远程地点以高精度执行线性运动装置的参数调整，而不必去到线性运动装置已经安装的地方。因此，可以实现维护工作负荷的减少、成本的降低以及对应于故障的迅速化。
具体实施方式
下面将通过实例参考附图详细地描述本发明的优选实施例。
图1示出根据本发明实施例的远程维护系统的配置。如图1所示，此实施例的远程维护系统1包括线性运动装置2、用于控制线性运动装置2的电机驱动器(电机控制装置)3、以及连接到电机驱动器3的用户终端(信息处理装置)4。用户终端4可以通过因特网(电通信线路)6与维护服务器5通信。
线性运动装置2包括基座单元20和相对于基座单元20可滑动设置的滑动器(可移动体)21。根据此实施例，两个线性导轨22用作滑动器21的线性运动机构，并且两个轨道22a布置在基座单元20的两侧，而两个块22b安装在滑动器21的背面。多个滚动体(滚珠或滚轮)插入在轨道22a和块22b之间，并且当滑动器21移动时，通过滚动体的滚动实现了平稳线性运动。
线性电机23用作滑动器21的驱动部件。由永磁体制成的磁板23a设置在基座单元20的底面上，并且可移动元件23b固定到滑动器21的底部。滑动器21的位置、速度和加速度可通过借助于电机驱动器3适当地改变可移动元件23b的磁力和极性来进行控制。
充当位置检测部件的线性编码器24用于检测滑动器21的位置、速度和加速度。附在底座单元20上的线性标尺24a由固定到滑动器21上的头24b读取。线性编码器24的检测结果被输入到电机驱动器3，并提供用于线性电机23的反馈控制。
图2是示出电机驱动器3功能配置的框图。电机驱动器3包含控制单元30、存储器31和电流检测单元32。
控制单元30根据设定的控制程序调制U、V和W中每个相位中的电流频率和幅度，并将三相交流提供给线性电机23。线性电机23由所提供的电流激励，以使滑动器21移动。关于滑动器21的位置、速度和加速度的信息由线性编码器24检测，并相继输入到控制单元30中。控制单元30基于检测结果对提供给线性电机23的电流进行反馈控制，以便使滑动器21进行期望的运动。
图3是总体上示出反馈控制系统的框图。如在此框图中所示的，实施例提供了加速度环路以及位置环路和速度环路。提供加速度环路使能够进行本质干扰抑制控制。用于反馈控制中的控制参数包含位置环路时间常数Tp、速度环路时间常数Tv和加速度环路增益KA。此外，增益KL也用于调整伺服刚性。
这些控制参数存储在存储器31中。存储器31是可重写非易失性存储部件，诸如电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)。存储器31在其中存储了用于电机控制的各种参数以及上述控制参数。控制单元30通过适当地参考这些参数而执行电机控制。
参数的实例除了控制参数，还包含线性编码器24的分辨率、要提供给线性电机23的额定电流、用于判定过载的最大电流值(误差判定值)、滑动器21的最大速度、加速/减速特性、以及滑动器21的原位置。任何参数的设定值都可以改变。
电流检测单元(电流传感器)32是用于检测提供给线性电机23的电流值的检测部件。电流检测单元32监控流入电流供给线路中的电流，并将其波形(电流改变)转换成数字信号。
用户终端4可由包含中央处理单元(CPU)、主存储单元、辅助存储单元、显示单元、输入单元、外部I/F、网络I/F等的通用计算机构成。用户终端4通过外部I/F连接到电机驱动器3，并还通过网络I/F连接到因特网6。
在用户终端4中，存储在辅助存储单元中的程序被读到主存储单元中，并由CPU执行，以便实现执行远程维护所需的功能。主要功能的实例包含如下功能：(获取部件)用于获取设在电机驱动器3的存储器31中的各种参数以及电流检测单元32的检测结果；(发送部件)用于将所获取的参数等发送到维护服务器5；(接收部件)用于从维护服务器5接收参数；(写入部件)用于将参数写入电机驱动器3的存储器31中；以及用于发送/接收电子邮件。
(维护处理)
上述参数需要被设定为对应于线性运动装置2的驱动条件(速度、加速度、施加到滑动器21的负载等)的适当值。如果设定了不适当的值，则线性运动装置2可能陷入出错、误动作、故障等等。
在下文，将参照图4-6详细描述用于将参数设定到适当值的维护处理。图4和5是示出用户终端4、电机驱动器3、线性运动装置2和维护服务器5的相应处理流程的顺序图。图6是在维护服务器5上显示的参数显示屏的实例。
<处理实例1>
在图4的处理实例中，用户终端4首先从电机驱动器3获取每个参数的值(步骤S100)。然后，用户终端4将每个参数的信息转换成预定格式的通信参数数据，并将该参数数据发送到维护服务器5(步骤S101)。
此实施例使用将识别号与参数值相结合的格式的参数数据。例如，如果参数“位置环路的时间常数”的识别号是“01”，并且其设定值是“50”，则发送数据“01，50”。如果有多个参数，那么它们例如可被重复如“01，50；02，100；...”。可推荐的是，将用于指定电机驱动器3或线性电机装置2的识别信息(例如制造号)并入到参数数据中。
当维护服务器5从用户终端4接收参数数据时，它分析所接收的数据，并在显示单元上显示每个参数的值。每个参数的名称、值和可设定范围被显示在参数显示屏上(见图6的左侧屏幕)。在参数显示屏上还设置了OK按钮和取消按钮。在初始显示时，显示从用户终端4接收的值。
通常，维护服务器5由线性运动装置2的技术支持人员操作。当必须确认用户使用环境或驱动条件是否满足参数值时，技术人员通过例如用电话或电子邮件与线性运动装置2的用户通信，来检查在参数显示屏上显示的值。如果参数值不适当，则操作员在参数显示屏上将其调整到适当值(步骤S103)。
在参数调整完成后，操作员按下OK按钮。然后维护服务器5将每个参数信息转换成参数数据，并将数据发送到用户终端4(步骤S104)。虽然可以发送所有参数，但是优选为只发送有关其值从处理的加速和简化角度被改变的参数的信息。例如，如果只有位置环路时间常数的值改变为“60”，则发送数据“01，60”。
维护服务器5将与参数调整相关的一系列处理内容记录在数据库中(步骤S105)。因此，参数的调整历史积累在维护服务器5中。
当用户终端4从维护服务器5接收参数数据时，它分析该数据。至于改变的参数，改变后的值被写入电机驱动器3中，以便更新参数(步骤S106)。随后，用新的参数实现电机控制。
<处理实例2>
在图5的处理实例中，用户终端4首先向电机驱动器3发送自动操作指令(步骤S200)。然后，电机驱动器3在电流参数设定之后执行电机控制(步骤S201)，以便执行线性运动装置的自动操作(步骤S202)。电机驱动器3借助于电流检测单元32检测在自动操作期间提供的电流值，并记录其波形(电流改变)(步骤S203)。
接下来，用户终端4从电机驱动器3获取每个参数的值以及在步骤S203检测的电流改变(步骤S204)。然后，用户终端4将每个参数信息以及电流改变转换成预定格式的通信参数数据，并将该参数数据发送到维护服务器5(步骤S205)。
当维护服务器5从用户终端4接收参数数据时，它分析数据，并在显示单元上以与处理实例1中相同的方式显示每个参数的值(步骤S206)。此时，所提供电流的波形也显示在参数显示屏上(见图6中的右侧屏幕)。
当控制参数诸如时间常数和环路增益被适当设置成达到稳定控制时，所提供的电流也呈现稳定的波形。然而，如果控制参数不适当，则在线性运动装置2中发生异常的声音或振动，并且在所提供的电流中出现对应于此的异常波形。因此，维护服务器5的操作员可通过观察所提供电流的波形来高精度地调整控制参数的值(步骤S207)。
参数调整后的处理(步骤S208-S210)与处理实例1的(步骤S104-S106)相同。
根据上述该实施例的配置，维护服务器5允许线性运动装置2中的参数内容被确认，参数被调整，并且调整后的参数被写入电机驱动器3。因此，可以从远程地点执行线性运动装置2中的参数调整，而不必实际去到线性运动装置2已经安装的地方。
进一步，在处理实例2中，提供给线性运动装置2的线性电机23的电流改变可在维护服务器5中观察到，由此实现高精度、高可靠的参数调整。
进一步，关于参数调整的专门技能通过积累参数的调整历史来积累，以便可以期望诸如对应于故障的迅速化、知识库的实现、以及参数调整的自动化等效果。
与此同时，上述实施例只是本发明实施例的范例。本发明不应局限于上述实施例，而是可以在技术思想的范围内将其修改成各种方式。
例如，多个电机驱动器3可连接到一个用户终端4。维护服务器5可与多个用户终端4通信。进一步地，优选提供多个维护服务器5，并在此情况下，可推荐的是，从用户终端4分配访问负载。优选地，用于积累参数调整历史的数据库由多个维护服务器5共享。
虽然在上述实施例中，用户终端4和电机驱动器3由不同装置组成，但是二者功能都可安装在同一装置中。
虽然上述实施例采用线性导轨作为线性运动机构，但是优选地也可采用滚珠螺杆、滚轮螺杆、滚珠花键或它们的组合。
作为线性运动机构的驱动部件，可代替线性电机而采用旋转型伺服电机，并且作为滑动器的位置检测部件，可代替线性编码器而采用旋转编码器。
虽然在上述实施例中，检测了所提供电流的波形，但在电机是压控的情况下，检测所提供电压的波形。
附图说明
图1是示出根据本发明实施例的远程维护系统配置的图解。
图2是示出电机驱动器功能配置的框图。
图3是总体上示出反馈控制系统的框图。
图4是示出根据处理实例1的维护处理流程的顺序图。
图5是示出根据处理实例2的维护处理流程的顺序图。
图6是示出参数显示屏实例的视图。
附图标记的说明
1远程维护系统
2线性运动装置
3电机驱动器(电机控制装置)
4用户终端(信息处理装置)
5维护服务器
6因特网(电通信线路)
20基座单元
21滑动器(可移动体)
22线性导轨
23线性电机
24线性编码器
30控制单元
31存储器(存储部件)
32电流检测单元(检测部件)

Claims (6)

1.一种远程维护系统，包括：
线性运动装置，其由电机驱动；
电机控制装置，用于控制所述线性运动装置的所述电机；以及
信息处理装置，其连接到所述电机控制装置，并能够通过电通信线路与维护服务器通信，其中
所述电机控制装置包含用于存储与电机控制有关的参数的存储部件，并且
所述信息处理装置包含：
获取部件，用于从所述电机控制装置获取所述参数；
发送部件，用于向所述维护服务器发送所获取的参数；
接收部件，用于从所述维护服务器接收所述维护服务器调整的参数；以及
写入部件，用于将所接收的参数写入所述电机控制装置的所述存储部件。
2.如权利要求1所述的远程维护系统，其中所述电机控制装置还包含检测部件，所述检测部件用于检测提供给所述线性运动装置电机的电流或电压值，
所述信息处理装置配置成：所述获取部件从所述电机控制装置获取参数以及当基于所述参数控制所述电机时所检测到的电流改变或电压改变，并且所述发送部件将所述电流改变或所述电压改变以及所述参数发送到所述维护服务器。
3.如权利要求1或2所述的远程维护系统，其中所述参数包含用于所述线性运动装置的反馈控制中的控制参数。
4.如权利要求1-3中任一项所述的远程维护系统，其中所述参数的调整历史积累在所述维护服务器中。
5.一种远程维护方法，其中信息处理装置连接到用于控制线性运动装置电机的电机控制装置，并且能够通过电通信线路与维护服务器通信，
从所述电机控制装置获取与电机控制有关并存储在所述电机控制装置存储部件中的参数，
向所述维护服务器发送所获取的参数，
从所述维护服务器接收所述维护服务器调整的参数，以及
将所接收的参数写入所述电机控制装置的所述存储部件。
6.一种远程维护程序，用于使信息处理装置执行如下处理，其中所述信息处理装置连接到用于控制线性运动装置电机的电机控制装置并能够通过电通信线路与维护服务器通信：
从所述电机控制装置获取与电机控制有关并存储在所述电机控制装置存储部件中的参数，
向所述维护服务器发送所获取的参数，
从所述维护服务器接收所述维护服务器调整的参数，以及
将所接收的参数写入所述电机控制装置的所述存储部件。
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Open date: 20070725