JPH02253304A

JPH02253304A - 計算機制御機械の開発・実証支援システム

Info

Publication number: JPH02253304A
Application number: JP1074532A
Authority: JP
Inventors: Takeo Omichi; 武生大道; Akihisa Okino; 晃久沖野; Hiroyuki Shudo; 首藤　浩行
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1989-03-27
Filing date: 1989-03-27
Publication date: 1990-10-12

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、計算機により制御を行なう原子力用や海洋用
等の特殊ロボット等の各種動機械の開発、実証、保守に
適用される計算機制御機械の開発・実証支援システムに
関する。

〔従来の技術〕

第１０図は従来例を示す図であり、従来から静的、動的
シミュレーションを使った機械の設計作業や、ＣＡＤ、
ＣＡＭによる製図や製作は開発・実証支援装置１００１
の端末、または、エンジニアリングワークステーション
（ＥＷＳ）１００４゜１００４’を使って対話的に進め
られていた。しかし、それらにより設計された機械の実
験データ収集やそれらの解析は、専用の実験データ収集
装置１００３や解析装置により、オフラインでなされて
いた。

さらに制御用計算機１００６へのプログラムのローディ
ングや実証のための動作指令とその結果の収集は、個々
の装置がまったく独立しているため、必要に応じて作業
者が現場に出向いて行なっていた。

保守、管理に至ってはコンピュータによるオンラインの
発想はなく、近年になって一部プラントの故障診断等で
始められつつある段階である。

なお、第１０図において、１００２．１００５はそれぞ
れ端末、１００７は高速データ通信ネットワーク、１０
０８は保守管理支援装置、１００９は端末を示す。

〔発明が解決しようとする課題〕

今までも、機械設計時の静的、動的シミュレーションと
、ＣＡＤＳＣＡＭによる設計、製作は同一あるいはネッ
トワークで結ばれた計算機で一連の作業として行なわれ
つつあったが、製作後の調整・試験と、使用中の保守・
点検、あるいはそれらの管理等はそれぞれ独立に行なわ
れてきた。そのため、設計データ、試験データ、点検デ
ータ、管理データも個々に独立に存在し、無駄が多い上
に、データの有効な活用がなされてぃながった。

本発明の課題は、上記従来の問題点を解消することがで
きる計算機制御機械の開発・実証支援システムを提供す
ることである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、個々に行なわれていた開発、実験、制御、保
守、管理を統合化したシステムで結び、全体の効率化、
スピードアップ、省力化等を実現するようになされてい
る。従来は、人手で行なっていた作業を逐次的、部分的
に計算機化したものがほとんどであった。また、設計、
実験作業者も必要なレベルの者が十分おり、本発明のよ
うなシステムの必要性が薄かった。

本発明による計算機制御機械の開発・実証支援システム
は、計算機により動機械の動的、静的シミュレーション
、動特性解析、設計支援等を行なう開発・実証支援装置
と、Ｍ１算機により動機械の動的、静的特性を計Ｗｊす
る実験支援装置と、動機械を実時間で制御する制御用計
算機と、動機械を保守・管理する保守・管理支援装置と
、前記開発・実証に関する情報を交換する開発・実証支
援端末と、前記保守・管理に関する情報を交換する保守
・管理支援端末と、前記開発・実証支援装置、前記実験
支援装置、前、ｔｃ！制御用計算機、前記保守・管理支
援装置、前記開発・実証支援端末、および前記保守・管
理支援端末をそれぞれ接続する高速データ通信ネットワ
ークとを具備してなることを特徴とする。

〔作用〕

本発明によるシステムは、計算機により制御を行なう各
種動機械の開発・実証・保守に必要なすべてのデータ管
理、データ交換、および作業を１つのシステムで統合化
することによって、前記開発・実証・保守に要する人手
による作業を廃し、かつ、それらの効率化を図ることが
できる。

〔実施例〕

第１図は本発明による計算８１Ｕ御機械の開発・実証支
援システムの一実施例の構成を示す概略ブロック図であ
り、開発・実証支援装置１と保守・管理支援装置２を、
高速データ通信ネットワーク７を介して、実験支援装置
３．３’　、開発・実証支援端末４．４’　、制御用計
算機５．５’　、保守・管理支援端末６，６′にオンラ
インで結びつけたものである。

第２図は、第１図に示す一実施例の具体的構成を示す図
である。

第３図は第１図における開発・実証支援装置１の具体例
である。この例では、オペレーションシステム（時分割
環境）（ＴＳＳ）１０を持つ１台の計算機に、動的シミ
ュレーションプログラム１１、静的シミュレーションプ
ログラム１２、動特性解析プログラム１３、設計支援プ
ログラム１４、制御ソフトウェア開発支援プログラム１
５等が入っている。これにより、動的シミュレーション
プログラム１１による開発、設計中の機械の動特性、安
定性等の解析、静的シミュレーションプログラムによる
動作範囲や他の物体との干渉、全体の構成や部品、材料
の選択や設計・製図の自動化、さらには、設計支援プロ
グラム１４によるＮＣ工作機械のプログラミング、制御
ソフトウェア開発支援プログラム１５による制御用ソフ
トシェアの設計、開発、デバッグ、パラメータの２１整
等を行なうことができる。これらの作業は高速データ通
信ネットワーク７を介して、ネットワーク上の他の端末
や計算機から行なうことができる。

第４図は第３図と同じ機能を、各機能ごとに独立した複
数の計算機で行なわせる例である。第４図において、１
１１は動的シミュレーション用計算機、１１２は静的シ
ミュレーション用計算機、１１３は動特性解析用計算機
、１１４は設計支援用計算機、１１５は制御ソフトウェ
ア開発支援用計算機、１１６は計算機間ネットワークを
示す。

第５図は第１図における保守・管理支援装置２の具体例
である。この例では１台の計算機上に計算機制御機械管
理プログラム１２１、計算機制御機械運転状況監視プロ
グラム１２２、計算機制御機械保守支援プログラム１２
３等が入っている。

これにより、計算機制御機械管理プログラム１２１によ
る機械の経歴や仕様、改造等の管理、同じく運転状況監
視プログラム１２２による運転状況を監視し、異常の検
知、同じく保守支援プログラムによる異常原因の推論や
点検、修理のアドバイスやデータ提供を行なう。

第６図は第１図における実験支援装置３の具体例である
。各種測定機２２．２２’　、２２’は機械の特性、例
えば速度、位置、力、モータ電流、電圧、温度等を、測
定しデータの収集あるいは前処理（平均化、ＦＦＴ等）
を行なう装置で、直接高速データ通信ネットワーク７に
リンクされているか、あるいは実験支援統括計算機２１
を介してリンクされている。

第７図は第１図における開発・実証支援端末４の具体例
である。ここではエディタ、簡単な解析や図形処理を行
なうローカルな計算機３１に、プリンタ３２、グラフィ
ックデイスプレィ３３、キーボード３４、プロッタ３５
等で構成されている。

これにより、計算機制御を行なう機械の開発や解析、設
計を行なうことができる。

なお、第１図における保守・管理支援端末６も前記端末
と同様の構成で、実現できる。

第８図は第１図における制御用計算機５の具体例である
。制御プログラムの、システムからのローディングと、
運転に必要なデータ、指令等の人力は高速データ通信ネ
ットワーク７がらオンラインで行なわれる。また、セン
サ情報等から得られる運転状況や異常検知のデータ等は
オンラインで高速データ通信ネットワーク７に出力され
る。これによりオフラインで人手によるプログラムのロ
ーディングや運転データの収集をすべて自動化すること
ができる。なお、第８図において、４２は制御装置、８
は動機械を示す。

第９図は第１図における制御用計算機５の他の具体例で
ある。これは制御用計算機５′と本システムの高速デー
タ通信ネットワーク７との間に専用の回線がない場合で
、電話回線４５が使えれば、第８図の例と同様にデータ
の転送を行なうことが可能である。なお、第９図におい
て、４４は電話回線用インターフェース、４２′は制御
装置、８′は動機械を示す。

システム全体の働きと情報の流れを第２図に沿って説明
する。本発明は様々な計算機制御機械に適用できるが、
ここではロボットを例にとって説明する。

ロボットの開発が決まると、開発、設計者は端末４を使
って計画、設計を行なう。端末４により、開発・実証支
援装置１を使って設計に必要な動的な解析、ロボットの
軸構成、寸法、必要とする作業が実際の環境下で行なえ
るかどうかのシミュレーション、過去の設計例の参照等
を行なうことができる。それらから、ある場合は図面で
、あるいはＮＣ工作機械用のプログラムで、加工、組立
ての指示を出すことができる。また、部品の発注リスト
等も作成できる。

制御プログラムは、基本的な軸構成、寸法、動作範囲等
が決まれば、数式処理プログラムを使って、プログラム
開発者が端末４′を使って開発できる。

出来あがったロボットは実験支援装置３を使ってテスト
される。テスト内容、データ収集とその解析法は開発・
実証支援装置１の指令により、規定の手順で行なわれる
。データとしては、′固有振動数、摩擦、最高・最低速
度、モータ電゛流、電圧、位置、力積度等がある。

これらを元にロボットの特性を確認し、必要であればそ
のデータから不具合点の改善を設計者に示す。仕様を満
足していれば、制御に必要な各種パラメータを算出し、
先に作成した制御プログラムと共に、制御用計算機５，
５′にそれらをローディングする。そこで再び動作確認
をし、性能を満足していれば、実際の運用に入る。保守
・管理支援装置６は実作業に使われているロボットの運
転データを監視し、その変化の中から検出した異常な傾
向や、あるいは制御用計算機５から送られてくる異常信
号から、保守１点検が必要な場合は保守・管理者に端末
６を通してその旨を連絡する。

そして、必要に応じて保守１点検を行ない、それらの結
果は再び保守・管理支援装置６で管理され、その後の運
用に役立てることができる。

このようにして、これらの機械の設計、開発、実験、保
守まで、本システムを使うことによりすべてオンライン
で情報の管理を行なうことができる。

〔発明の効果〕

（１）本発明によれば、計算機制御機械の開発、設計、
実験、実証、保守までも一貫して支援することができ、
特に今まで時間のかかっていた実験、実証までをオンラ
インで支援することによって、大幅な省力化、効率化と
、機械の立ち上がり時間の短縮が図れる。

（２）設計、実験データから最適な指令（ゲインやオフ
セット）を算出し、オンラインで制御用計算機にローデ
ィングすることで、現場での調整作業を大幅に簡略化で
きる。

（３）　　設計、実験作業者のレベルのバラツキをなく
し、従来の熟練者並の作業効率が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る計算機制御機械の開発
・実証支援システムの構成を示す概略ブロック図、第２
図は第１図における計算機制御機械の開発・実証支援シ
ステムの詳細ブロック図、第３図は第１図における開発
・実証支援装置の一例を示すブロック図、第４図は第１
図における開発・実証支援装置の他の例を示すブロック
図、第５図は第１図における保守・管理支援装置の一例
を示すブロック図、第６図は第１図における実験支援装
置の一例を示すブロック図、第７図は第１図における開
発・実証支援端末の一例を示すブロック図、第８図は第
１図における制御用計算機の一例を示すブロック図、第
９図は第１図における制御用計算機の別の例を示すブロ
ック図、第１０図は従来の開発支援システムの例を示す
ブロック図である。１・・・開発・実証支援装置、２・・・保守・管理支援
装置、３．３′・・・実験支援装置、４．４′４′・・
・開発・実証支援端末、５．５’　、５’・・・制御用
計算機、６．６’　、６’・・・保守・管理支援端末、
７・・・高速データ通信ネットワーク。３．３′　　実験支援装置４・４′　開発・実証支援端末５゜５　　制御用計算機６．６　　保守、管理支援端末第１図出願人代理人　弁理士　鈴江武彦第図第図第図第図

Claims

【特許請求の範囲】

計算機により動機械の動的、静的シミュレーション、動
特性解析、設計支援等を行なう開発・実証支援装置と、
計算機により動機械の動的、静的特性を計測する実験支
援装置と、動機械を実時間で制御する制御用計算機と、
動機械を保守・管理する保守・管理支援装置と、前記開
発・実証に関する情報を交換する開発・実証支援端末と
、前記保守・管理に関する情報を交換する保守・管理支
援端末と、前記開発・実証支援装置、前記実験支援装置
、前記制御用計算機、前記保守・管理支援装置、前記開
発・実証支援端末、および前記保守・管理支援端末をそ
れぞれ接続する高速データ通信ネットワークとを具備し
てなることを特徴とする計算機制御機械の開発・実証支
援システム。