[发明专利]设计辅助设备、设计辅助方法以及设计辅助程序

说明书

[问题]在设计构成由反馈控制的电动马达驱动的机械装置的机械要素时，使得用户能够容易地确认机械要素的特性如何影响机械装置的异常振动的生成。[方案]设计辅助设备(1)用于执行机械装置的设计辅助处理，其中设计辅助设备(1)被配置为使得处理器(11)：从构成机械装置(21、51)的一个或多个机械要素(24、56、58)中设置待分析要素的数学模型中的多个参数；关于机械装置(21、51)的一个或多个振动模式，基于多个参数计算机械装置的传递函数的极值；以及创建包括传递函数的极值的实部的等值线的稳定性判别线图。

技术领域

本发明涉及设计辅助设备、设计辅助方法以及设计辅助程序，它们被配置为支持由反馈控制的电动马达驱动的机械装置的设计。

背景技术

在将由反馈控制系统控制的伺服马达的旋转运动经由滚珠丝杠和螺母转换为台的直线运动的进给驱动机构中，例如，已知随着反馈控制系统的增益常数的增加，伺服马达的旋转运动的响应性和精度增加。然而，还已知如果增益常数过大，则在取决于进给驱动机构的各个零件的质量和刚度的固有频率(本征频率)下可能发生异常振动。

常规上，作为一种用于确定控制系统的合适特性的技术，已知根据对应机械系统的特性来产生根轨迹图。参见非专利文献1。作为一种用于提高机械装置的综合性能的方法，还已知通过分析机械要素的惯性矩和刚度与作为机械装置的性能指标给出的伺服刚度之间的关系来设计机械装置的各种部件。参见非专利文献2。为了辅助机械装置的最佳设计，还已知根据机械装置的模型来模拟其特性。参见专利文献1。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：JP2008-102714A

非专利文献

非专利文献1：“Design and Control of Precision Positioning and FeedDrive systems(精密定位和进给驱动系统的设计与控制)”，松原厚，森北出版社，2008年。

非专利文献2：“A Study on the Total Tuning of Feed Drive System in NCMachine Tools(3rd report)-Single Axis Mechanical Parameter Tuning(数控机床进给驱动系统的总体优化研究(第三次报告)-单轴机械参数优化)”，中野义明、松原厚、上田大辅、中川秀夫、竹下卓夫、丸山久一，日本精密工程学会杂志，第62卷，第3期，(1996年)，第423-427页。

发明内容

本发明要实现的任务

然而，机械装置的最终性能受到其机械系统的特性的限制，非专利文献1所公开的现有技术与控制系统严格相关，并且没有考虑机械装置本身或其机械要素。非专利文献2所公开的现有技术仅考虑一阶固有频率，并且不能向用户提供关于可能在机械装置中发生的振动的足够信息。专利文献1所公开的现有技术提供了一种设计，该设计在通过同时致动多个进给驱动机构来形成期望形状时优化伺服增益，但关于应当如何设计机械系统的特性以便提高机械系统的性能未能提供指导。

当用户设计(或选择)形成机械装置的机械要素时，期望使得用户能够知道各个机械要素的特性如何影响机械装置的异常振动的生成。然而，上述现有技术不能满足用户的这种需要或方便性。

鉴于现有技术的这种问题，本发明的主要目的是提供设计辅助设备、设计辅助方法以及设计辅助程序，它们被配置为以以下方式支持由反馈控制的电动马达驱动的机械装置的设计，该方式使得用户能够容易地知道机械要素的特性如何影响机械装置的异常振动的生成。

实现任务的手段