CN105652801B - 多***数值控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种进行多***控制的多***数值控制装置，该多***控制用于将成为控制对象的多个轴分为多个***，并根据不同的加工程序来并行地控制各***，在该多***数值控制装置中，上述多个***包括：一般插补周期***，其以一般插补周期进行动作，对第一控制轴进行控制；以及高速插补周期***，其以比上述一般插补周期更高速的高速插补周期进行动作，对第二控制轴进行控制，在上述一般插补周期***中，根据上述一般插补周期与上述高速插补周期的***比在一个一般插补周期内执多次行通过第一插补处理部、第一坐标更新处理部以及数据管理信息制作部执行的处理。

Description

多***数值控制装置
技术领域
本发明涉及一种数值控制装置，特别是涉及一种具备在***之间高速地进行信息传递的能够高速应答的***的数值控制装置。
背景技术
在用于工业机械等的控制的数值控制装置中，有时进行多***控制，即将成为控制对象的多个轴分为几个组(***)，对各组并行地进行控制(例如，日本特开平05-324046号公报、日本特开2004-086306号公报等)。在这种数值控制装置中，各***的轴控制周期(插补周期)通常是公用的，特别是以往没有进行以根据***不同而不同的插补周期进行控制的多***控制。
在进行多***控制时，在要通过其它***来读取以某一***的插补周期制作的信息的情况下，在各***中执行的信息制作处理、信息参照处理等各处理的前后关系一般不确定，因此，如图7所示，无法以同一插补周期来可靠地进行读取，而会延迟一个插补周期量来读取。
因此，通过其它***来读取在某一***中制作的信息并在***之间更紧密地进行同步(高速应答)所需的控制是无法实现的。例如，即使在根据某一***的程序的运转状况、当前位置的信息要更高速地开始其它***的程序运转的情况下，由于上述制约而产生插补周期量的延迟，因此难以实现高速应答。
展示这种一个插补周期量的延迟成为问题的具体例。图8是表示按照平面轴(X、Y轴)的定位动作数值控制装置使间隙控制轴(Z轴)自动地进行上下动作的间隙控制的概要图。以往，在间隙控制中在同一***内控制间隙控制轴的上下动作，因此能够使间隙控制轴与平面轴同步地进行动作。但是，目前数值控制装置自动地进行间隙控制轴的上下动作，而无法设为机械生产商独自自定义的动作。
为了实现该上下动作的自定义，想到了通过与控制平面轴的***不同的其它***来对间隙控制轴进行控制的、基于多***方式的间隙控制方式。在此，作为使用使间隙控制轴进行动作的程序运转的示例，设为根据周期开始信号来使轴移动开始的方法。
在该方法的情况下，当直接导入多***控制时，间隙控制轴的动作开始相对于平面轴的动作延迟一个插补周期量，因此当加工头高速地进行动作时，有可能由于***之间的延迟导致在定位开始时喷嘴与工件进行接触或者赶不上定位完成后的下一加工的开始而产生加工不良。
为了解决这种问题，还想到了在引入多***控制时细分整个***的插补周期而设为高速插补周期的方法，但是当将整个***设为高速插补周期时对CPU的负荷增加，因此需要准备高性能的CPU，在成本方面不能说是有效的方法。发明内容
因此，本发明的目的在于，提供一种为了高速地进行***之间的信息传递而具备能够进行高速应答的***的多***数值控制装置。
本发明的进行多***控制的多***数值控制装置，上述多***控制用于将成为控制对象的多个轴分为多个***，并根据不同的加工程序来并行地控制各***，其中，上述多个***包括：一般插补周期***，其以一般插补周期进行动作，对第一控制轴进行控制；以及高速插补周期***，其以比上述一般插补周期更高速的高速插补周期进行动作，对第二控制轴进行控制，上述一般插补周期***具备：第一指令分析部，其对第一加工程序进行分析来生成第一指令数据；第一插补处理部，其根据上述第一指令数据来执行插补处理，并生成第一插补数据；第一坐标更新处理部，其根据上述第一插补数据对上述第一控制轴的坐标值进行更新；第一加速和减速处理部，其根据上述第一控制轴的坐标值来执行加速和减速处理，并生成控制上述第一控制轴的第一加速和减速数据；数据管理信息制作部，其根据上述第一指令数据、上述第一插补数据以及上述第一控制轴的坐标值中的至少一个，来制作表示上述一般插补周期***的状况的数据管理信息；以及数据管理信息存储部，其存储上述数据管理信息，上述高速插补周期***具备：第二指令分析部，其对第二加工程序进行分析来生成第二指令数据；第二插补处理部，其根据上述第二指令数据来执行插补处理，并生成第二插补数据；第二坐标更新处理部，其根据上述第二插补数据对上述第二控制轴的坐标值进行更新；第二加速和减速处理部，其根据上述第二控制轴的坐标值来执行加速和减速处理，并生成控制上述第二控制轴的第二加速和减速数据；以及数据管理信息确认部，其根据在上述数据管理信息存储部中存储的上述数据管理信息，对上述第二指令分析部、上述第二插补处理部、上述第二坐标更新处理部以及上述第二加速和减速处理部的动作进行控制，在上述一般插补周期***中，根据上述一般插补周期与上述高速插补周期的***比，在一个一般插补周期内多次执行通过上述第一插补处理部、上述第一坐标更新处理部以及上述数据管理信息制作部执行的处理。
本发明的进行多***控制的多***数值控制装置，上述多***控制用于将成为控制对象的多个轴分为多个***，并根据不同的加工程序来并行地控制各***，其中，上述多***数值控制装置具备可编程控制器，上述多个***包括：一般插补周期***，其以一般插补周期进行动作，对第一控制轴进行控制；以及高速插补周期***，其以比上述一般插补周期更高速的高速插补周期进行动作，对第二控制轴进行控制，上述一般插补周期***具备：第一指令分析部，其对第一加工程序进行分析来生成第一指令数据；第一插补处理部，其根据上述第一指令数据来执行插补处理，并生成第一插补数据；第一坐标更新处理部，其根据上述第一插补数据对上述第一控制轴的坐标值进行更新；第一加速和减速处理部，其根据上述第一控制轴的坐标值来执行加速和减速处理，并生成控制上述第一控制轴的第一加速和减速数据；数据管理信息制作部，其根据上述第一指令数据、上述第一插补数据以及上述第一控制轴的坐标值中的至少一个，来制作表示上述一般插补周期***的状况的数据管理信息；以及数据管理信息存储部，其存储上述数据管理信息，上述高速插补周期***具备：第二指令分析部，其对第二加工程序进行分析来生成第二指令数据；第二插补处理部，其根据上述第二指令数据来执行插补处理，并生成第二插补数据；第二坐标更新处理部，其根据上述第二插补数据对上述第二控制轴的坐标值进行更新；以及第二加速和减速处理部，其根据上述第二控制轴的坐标值来执行加速和减速处理，并生成控制上述第二控制轴的第二加速和减速数据，上述可编程控制器根据在上述数据管理信息存储部中存储的上述数据管理信息，向上述高速插补周期***输出用于控制上述第二指令分析部、上述第二插补处理部、上述第二坐标更新处理部以及上述第二加速和减速处理部的动作的信号，在上述一般插补周期***中，根据上述一般插补周期与上述高速插补周期的***比，在一个一般插补周期内多次执行通过上述第一插补处理部、上述第一坐标更新处理部以及上述数据管理信息制作部执行的处理。
可以是，上述数据管理信息包括在上述一般插补周期***执行的当前正在执行的第一加工程序块的序列号、重叠时刻、一般控制轴的1ms当前位置坐标值中的任一个。
本发明通过具备上述结构，通过高速插补周期***来高速地读取通过在一般插补周期内进行动作的***而制作的信息，由此能够进行更紧密的同步控制。由此，例如能够高速地开始需要高速应答的***内的程序运转，能够缩短高速插补周期***中的程序运转的开始等待时间，从而进行更紧密的同步控制。另外，还能够实现使用了信号的轴控制(PMC轴控制这样的轴控制)的高速应答化。
附图说明
本发明的上述和其它目的以及特征根据参照附图进行的以下实施例的说明会变得更清楚。在这些图中：
图1是说明在本发明的实施方式中***2的插补周期为***1的四次量的、在最近的高速插补周期内参照通过一般插补周期***制作的信息的方法的图。
图2是说明在本发明的实施方式中***2的插补周期为***1的四次量的、在高速插补周期内依次参照通过一般插补周期***制作的信息的方法的图。
图3是本发明的实施方式中的数值控制装置的功能框图。
图4是本发明的其它实施方式中的数值控制装置的功能框图。
图5是本发明的实施方式中的通过一般插补周期***执行的处理的流程图。
图6是本发明的实施方式中的通过高速插补周期***执行的处理的流程图。
图7是说明以往技术中的***2的插补周期与***1相同的、多***控制的课题的图。
图8是说明以往技术中的间隙控制的图，即间隙控制轴自动退避/复位的概要图。
具体实施方式
以下，根据附图说明本发明的实施方式。首先，说明本发明的技术概要。
在本发明的进行多***控制的多***数值控制装置中，多个***中使要进行高速应答的***的插补周期比一般的插补周期更细地执行控制处理。以下，将该***称为高速插补周期***。在从高速插补周期***中参照信息的一般插补周期的***中，以基于高速插补周期***的高速应答的***比，使块启动、插补、坐标更新的处理循环多次，制作与高速插补周期***的插补周期一致的每个周期的信息，并且，还制作用于规定在高速插补周期***的第几个插补周期能够参照在一般插补周期内执行多次而制作出的各信息的信息。而且，通过高速插补周期***来读取这些信息。
通过高速插补周期***侧的独自处理来监视通过这种方法在一般插补周期***中制作完成的信息，能够更高速地参照一般插补周期***的信息。
高速插补周期***的信息的参照方法考虑如图1所示那样每次制作信息时在最近的高速插补周期参照的方法(方法a)以及如图2所示那样在个别的插补周期依次参照各信息的方法(方法b)。
另外，在高速插补周期***中，根据通过一般插补周期***来制作的这些信息、一般插补周期***的状态信息等，来进行高速插补周期***的程序运转的开始、基于信号的轴控制(PMC轴控制这样的轴控制)的移动开始、宏的执行等控制。
图3是本发明的一个实施方式中的数值控制装置的功能框图。此外，图3是为了使说明更简单而分别逐个描绘数值控制装置所具有的多个***中的、进行同步控制的一般插补周期***和高速插补周期***的图。
本实施方式的数值控制装置1具备一般插补周期***10以及与一般插补周期***10进行同步控制的高速插补周期***20。
一般插补周期***10具有指令分析部11、插补处理部12、坐标更新处理部13、加速和减速处理部14、伺服I/F 15、数据管理信息制作部16以及数据管理信息存储部17。
指令分析部11对在一般插补周期***10中执行的加工程序进行分析，生成表示一般控制轴30的移动指令的指令数据。插补处理部12根据由指令分析部11生成的指令数据来执行插补处理，生成插补数据。坐标更新处理部13根据由插补处理部12生成的插补数据，对一般控制轴30的坐标值进行更新，求出一般控制轴30的机械坐标值。加速和减速处理部14根据由坐标更新处理部13更新了的机械坐标值来进行加速和减速处理，通过伺服I/F 15对一般控制轴30进行驱动控制。
数据管理信息制作部16根据由指令分析部11、插补处理部12、坐标更新处理部13生成的各种数据等，生成表示一般插补周期***的状况的数据管理信息，存储到设置于数值控制装置1所具备的存储器(未图示)等中的数据管理信息存储部17。数据管理信息是通过一般插补周期***当前正在执行的加工程序块的序列号、重叠时刻、1ms当前位置等高速插补周期***进行监视而能够用于实现周期开始(加工程序启动)、辅助功能的执行等契机的信息。关于数据管理信息，即使是上述以外的信息，只要是能够用于同步控制的信息，也可以生成任意的信息并进行记录。
本发明的一个特征在于，根据一般插补周期***10的插补周期与高速插补周期***20的插补周期的***比，来循环多次执行插补处理部12、坐标更新处理部13、数据管理信息制作部16的处理。通过这样进行动作，在一次一般插补周期中，生成在同周期内执行的高速插补周期的次数量的数据管理信息。此外，在本发明中，使循环多次执行的功能限于负荷较轻的插补处理、坐标更新处理以及数据管理信息制作处理，而不包含负荷较重的加速和减速处理等，由此不导入高性能的CPU等也能进行高速应答。
这样，为了控制高速插补周期***对在一个插补周期内生成多个的数据管理信息的读取，数据管理信息制作部16能够将所生成的数据管理信息与用于规定在高速插补周期***的第几个插补周期能够参照该数据管理信息的信息关联起来存储到数据管理信息存储部17中。在此，在不特别定义用于规定能够参照的插补周期的信息而存储到数据管理信息存储部17的情况下，如上述方法a那样，会在每次制作信息时在最近的高速插补周期内进行参照，按升序对各数据管理信息进行编号，由此如上述方法b那样，在高速插补周期的每个插补周期内能够依次参照各数据管理信息。
另一方面，高速插补周期***20具备指令分析部21、插补处理部22、坐标更新处理部23、加速和减速处理部24、伺服I/F 25以及数据管理信息确认部26。
指令分析部21对在高速插补周期***20中执行的加工程序进行分析，生成表示高速应答轴40的移动指令的指令数据。插补处理部22根据由指令分析部21生成的指令数据来执行插补处理，生成插补数据。坐标更新处理部23根据由插补处理部22生成的插补数据对高速应答轴40的坐标值进行更新，求出高速应答轴40的机械坐标值。加速和减速处理部24根据由坐标更新处理部23更新的机械坐标值来进行加速和减速处理，通过伺服I/F 25对高速应答轴40进行驱动控制。
数据管理信息确认部26对一般插补周期***10内的数据管理信息存储部17进行监视，根据在数据管理信息存储部17中存储的数据管理信息对高速插补周期***20所具备的各功能单元的动作进行控制。作为该控制的示例，可举出以下情况：根据数据管理信息内的序列号判断为到了加工程序的周期开始契机，对各功能单元进行指令而开始基于加工程序的高速应答轴40的驱动控制。另外，同样地还能够根据重叠时刻、一般控制轴30的坐标值来开始高速应答轴40的驱动控制。
通过具有这种结构，数据管理信息确认部26在高速插补周期***20的插补周期内进行监视动作，因此不依赖于一般插补周期***10的插补周期，高速地读取在一般插补周期***10中生成的数据管理信息，能够高速地应答一般控制轴30的动作来驱动高速应答轴40。
此外，作为本实施方式的变形例，还能够使PMC或者PLC起到数据管理信息确认部26的作用。如图4所示，PMC/PLC 50例如在1ms周期内对在一般插补周期***10的数据管理信息存储部17中存储的数据管理信息进行监视，在高速插补周期***20中的周期开始的条件成立的情况下对高速插补周期***20进行指令而开始高速应答轴40的驱动控制，由此能够实现相同的功能。
另外，还能够构成为并行地进行高速插补周期***20的数据管理信息确认部26的监视以及PMC或者PLC的监视。
图5是本发明的一般插补周期***10所执行的处理的概要流程图。本处理在一般插补周期***10的每个插补周期内执行。
[步骤SA01]使当前插补周期中的、步骤SA02～步骤SA06的循环次数初始化。
[步骤SA02]判断是否为执行加工程序的周期开始阶段。在是周期开始阶段的情况下，进入到步骤SA03，在不是周期开始阶段的情况下，进入到步骤SA04。
[步骤SA03]指令分析部11从存储器读出加工程序块并进行分析，生成表示一般控制轴30的移动指令的指令数据。
[步骤SA04]根据由指令分析部11生成的指令数据，插补处理部12执行本次的一般插补周期分的插补处理，生成插补数据。在生成插补数据的过程中，在步骤SA02～步骤SA07的循环中生成当前循环量的插补数据。
[步骤SA05]根据插补处理部12所生成的插补数据，坐标更新处理部13对一般控制轴30的坐标值进行更新，执行求出一般控制轴30的机械坐标值的处理。
[步骤SA06]根据在步骤SA03～步骤SA05中生成的各种数据，数据管理信息制作部16生成数据管理信息，并存储到数据管理信息存储部17。根据需要在数据管理信息中附加并存储表示是第几循环生成的数据的编号等。
[步骤SA07]判断循环次数是否到达最大循环次数(与要进行同步控制的高速插补周期***20之间的***比)。在到达最大循环次数的情况下，进入到步骤SA08，在并未到达最大循环次数的情况下，使循环次数递增而返回至步骤SA02。
[步骤SA08]根据由坐标更新处理部23更新了的机械坐标值，加速和减速处理部24进行加速和减速处理，通过伺服I/F 25对高速应答轴40进行驱动控制。
图6是本发明的高速插补周期***20所执行得处理的概要流程图。本处理在高速插补周期***20的每个插补周期内执行。此外，本流程图是表示并行地进行高速插补周期***20的数据管理信息确认部26的监视以及PMC或者PLC的监视的情况下的处理流程的图。
[步骤SB01]判断是否从PMC/PLC 50输出周期开始的信号。在输出该信号的情况下，进入到步骤SB02，在没有输出该信号的情况下，进入到步骤SB03。
[步骤SB02]判断是否为执行加工程序的周期开始阶段。在是周期开始阶段的情况下，进入到步骤SB04，在不是周期开始阶段的情况下，进入到步骤SB05。
[步骤SB03]数据管理信息确认部26根据在成为监视对象的一般插补周期***10的数据管理信息存储部17中存储的数据管理信息，来判断高速插补周期***20是否为进行周期开始的状态。在成为要进行周期开始的状态的情况下，进入到步骤SB04，在并未成为要进行周期开始的状态的情况下，进入到步骤SB05。
[步骤SB04]指令分析部21从存储器读出加工程序块并进行分析，生成表示高速应答轴40的移动指令的指令数据。
[步骤SB05]根据由指令分析部21生成的指令数据，插补处理部22执行本次的一般插补周期量的插补处理，生成插补数据。
[步骤SB06]根据插补处理部22所生成的插补数据，坐标更新处理部23对高速应答轴40的坐标值进行更新，执行求出高速应答轴40的机械坐标值的处理。
[步骤SB07]根据由坐标更新处理部23更新了的机械坐标值，加速和减速处理部24进行加速和减速处理，通过伺服I/F 25对高速应答轴40进行驱动控制。
以上，说明了本发明的实施方式，但是本发明并不局限于上述实施方式的示例，通过施加适当的变更，也能够通过其它方式来实施。

Claims (4)

1.一种进行多***控制的数值控制装置，上述多***控制用于将成为控制对象的多个轴分为多个***，并根据不同的加工程序来并行地控制各***，其特征在于，
上述多个***包括：一般插补周期***，其以一般插补周期进行动作，对第一控制轴进行控制；以及高速插补周期***，其以比上述一般插补周期更高速的高速插补周期进行动作，对第二控制轴进行控制，
上述一般插补周期***具备：
第一指令分析部，其对第一加工程序进行分析来生成第一指令数据；
第一插补处理部，其根据上述第一指令数据来执行插补处理，并生成第一插补数据；
第一坐标更新处理部，其根据上述第一插补数据对上述第一控制轴的坐标值进行更新；
第一加速和减速处理部，其根据上述第一控制轴的坐标值来执行加速和减速处理，并生成控制上述第一控制轴的第一加速和减速数据；
数据管理信息制作部，其根据上述第一指令数据、上述第一插补数据以及上述第一控制轴的坐标值中的至少一个，来制作表示上述一般插补周期***的状况的数据管理信息；以及
数据管理信息存储部，其存储上述数据管理信息，
上述高速插补周期***具备：
第二指令分析部，其对第二加工程序进行分析来生成第二指令数据；
第二插补处理部，其根据上述第二指令数据来执行插补处理，并生成第二插补数据；
第二坐标更新处理部，其根据上述第二插补数据对上述第二控制轴的坐标值进行更新；
第二加速和减速处理部，其根据上述第二控制轴的坐标值来执行加速和减速处理，并生成控制上述第二控制轴的第二加速和减速数据；以及
数据管理信息确认部，其根据在上述数据管理信息存储部中存储的上述数据管理信息，对上述第二指令分析部、上述第二插补处理部、上述第二坐标更新处理部以及上述第二加速和减速处理部的动作进行控制，
在上述一般插补周期***中，根据上述一般插补周期与上述高速插补周期的***比，在一个一般插补周期内多次执行通过上述第一插补处理部、上述第一坐标更新处理部以及上述数据管理信息制作部执行的处理。
2.根据权利要求1所述的数值控制装置，其特征在于，
上述数据管理信息包括在上述一般插补周期***执行的当前正在执行的第一加工程序块的序列号、重叠时刻、一般控制轴的1ms当前位置坐标值中的任一个。
3.一种进行多***控制的数值控制装置，上述多***控制用于将成为控制对象的多个轴分为多个***，并根据不同的加工程序来并行地控制各***，其特征在于，
上述数值控制装置具备可编程控制器，
上述多个***包括：一般插补周期***，其以一般插补周期进行动作，对第一控制轴进行控制；以及高速插补周期***，其以比上述一般插补周期更高速的高速插补周期进行动作，对第二控制轴进行控制，
上述一般插补周期***具备：
第一指令分析部，其对第一加工程序进行分析来生成第一指令数据；
第一插补处理部，其根据上述第一指令数据来执行插补处理，并生成第一插补数据；
第一坐标更新处理部，其根据上述第一插补数据对上述第一控制轴的坐标值进行更新；
第一加速和减速处理部，其根据上述第一控制轴的坐标值来执行加速和减速处理，并生成控制上述第一控制轴的第一加速和减速数据；
数据管理信息制作部，其根据上述第一指令数据、上述第一插补数据以及上述第一控制轴的坐标值中的至少一个，来制作表示上述一般插补周期***的状况的数据管理信息；以及
数据管理信息存储部，其存储上述数据管理信息，
上述高速插补周期***具备：
第二指令分析部，其对第二加工程序进行分析来生成第二指令数据；
第二插补处理部，其根据上述第二指令数据来执行插补处理，并生成第二插补数据；
第二坐标更新处理部，其根据上述第二插补数据对上述第二控制轴的坐标值进行更新；以及
第二加速和减速处理部，其根据上述第二控制轴的坐标值来执行加速和减速处理，并生成控制上述第二控制轴的第二加速和减速数据，
上述可编程控制器根据在上述数据管理信息存储部中存储的上述数据管理信息，向上述高速插补周期***输出用于控制上述第二指令分析部、上述第二插补处理部、上述第二坐标更新处理部以及上述第二加速和减速处理部的动作的信号，
在上述一般插补周期***中，根据上述一般插补周期与上述高速插补周期的***比，在一个一般插补周期内多次执行通过上述第一插补处理部、上述第一坐标更新处理部以及上述数据管理信息制作部执行的处理。
4.根据权利要求3所述的数值控制装置，其特征在于，
上述数据管理信息包括在上述一般插补周期***执行的当前正在执行的第一加工程序块的序列号、重叠时刻、一般控制轴的1ms当前位置坐标值中的任一个。
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