CN106802634B

CN106802634B - 数值控制装置

Info

Publication number: CN106802634B
Application number: CN201611063437.5A
Authority: CN
Inventors: 畠中纪章
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2015-11-25
Filing date: 2016-11-25
Publication date: 2021-04-20
Anticipated expiration: 2036-11-25
Also published as: US20170146967A1; US10303143B2; DE102016014152B4; DE102016014152A1; JP2017097664A; CN106802634A; JP6333796B2

Abstract

本发明的数值控制装置具备多核处理器，该多核处理器具有多个CPU核心，该数值控制装置对与数值控制有关的多个处理中的各个处理预先分配了重要度，根据分配的该重要度对所述多个CPU核心分配各个所述处理，由此来进行所述多核处理器的负载分配。

Description

数值控制装置

技术领域

本发明涉及数值控制装置，特别是涉及通过多个CPU核心进行最佳负载分配的数值控制装置。

背景技术

作为具有多个CPU核心的数值控制装置的现有技术，例如在日本特开2014-211721号公报、日本特开2014-035564号公报中，公开了以下方法：在与执行PMC处理或机器人控制处理的CPU核心不同的CPU核心上执行在进行机械控制时所执行的数值控制的处理。

通过使用日本特开2014-211721号公报、日本特开2014-035564号公报所公开的技术，能够消除由于PMC处理或机器人控制处理导致的负载上升对于执行数值控制处理造成的影响。

关于在数值控制装置上执行的数值控制处理，主要列举每隔一定时间进行移动轴指令的插补处理、进行程序指令解释的程序指令解释处理(预处理)、辅助功能处理或***设备控制处理等其他的数值控制处理等。在这些处理中，将程序指令解释处理、插补处理定位为对数值控制装置的性能产生重大影响的重要处理。但是，在日本特开2014-211721号公报、日本特开2014-035564号公报所公开的技术中，由于构成为在一个CPU核心上执行数值控制处理，例如在对金属模具加工等中采用的微小线段的加工程序指令进行处理时等，程序指令解释处理与插补处理的负载集中在同一个CPU核心中，因此存在无法充分发挥数值控制装置的性能的问题。

发明内容

因此，本发明的目的在于，提供一种数值控制装置，该数值控制装置针对与数值控制有关的重要处理，向多个CPU核心分散负载，由此能够谋求高性能。

在本发明中，在搭载了多核CPU的数值控制装置中进行负载分散来谋求高性能。使用与其他的数值控制的处理不同的CPU核心来执行特别重要的、处理负载大的程序解释处理(预处理)以及插补处理。选择适合分配程序解释处理(预处理)以及插补处理的CPU核心。

并且，本发明的数值控制装置基于程序对机械进行数值控制，其特征在于，具备多核处理器，该多核处理器具有多个CPU核心，对与所述数值控制有关的多个处理中的各个处理预先分配了重要度，根据分配的所述重要度对多个CPU核心分配各个所述处理，由此来进行所述多核处理器的负载分配。

所述数值控制装置的特征在于，对特定的所述CPU核心分配多个所述处理内的重要度高的处理。

所述数值控制装置的特征在于，对特定的所述CPU核心分配多个所述处理内的程序指令解释处理。

所述数值控制装置的特征在于，对特定的所述CPU核心分配多个所述处理内的插补处理。

所述数值控制装置的特征在于，对不同的所述CPU核心分配多个所述处理内的至少程序指令解释处理和插补处理。

所述数值控制装置的特征在于，将多个所述处理内的程序指令解释处理分散地分配给多个特定的所述CPU核心。

所述数值控制装置的特征在于，在所述处理启动时测定所述CPU核心负载，把重要度高的所述处理分配给负载小的CPU核心。

所述数值控制装置的特征在于，通过在分配负载时反复进行实验运行来进行对所述CPU核心分配所述处理的优化。

根据本发明，能够对重要的处理(预处理)分配最大限度的资源，能够发挥数值控制装置的性能。另外，能够对重要的处理(预处理、辅助处理等)分配最大限度的资源，能够发挥数值控制装置的性能。

附图说明

通过参照附图对以下的实施例进行说明，本发明的上述以及其他的目的、特征会变得更加明确。在这些图中：

图1是本发明的一个实施方式的数值控制装置的主要框图。

图2A对于向图1的多核处理器的各核心进行的处理分配，对数值控制处理应用程序启动前进行说明。

图2B对于向图1的多核处理器的各核心进行的处理分配，对数值控制处理应用程序启动前进行说明。

图3表示在数值控制处理内用于识别重要的处理而使用的重要处理管理表的例(1)。

图4表示在数值控制处理内用于识别重要的处理而使用的重要处理管理表的例(2)。

图5是对核心分配在图1的数值控制装置上执行的数值控制处理的分配处理的流程图。

具体实施方式

以下，与附图一起对本发明的实施方式进行说明。

图1是对本发明的一实施方式的具有多核处理器的数值控制装置的主要部分进行说明的框图。在数值控制装置1中安装具有多个CPU核心的多核处理器10和集成***控制LSI16，还具有由电动机控制部处理器18及其***控制LSI19构成的电动机控制部17和进行电动机驱动用放大器4之间的通信的放大器接口部20，分别经由内部总线22相连接。作为一个例子，多核处理器10具有4个核心11～14。另外，具有用于在各核心11～14之间共享信息的核心间通信中使用的共享存储器。例如，作为共享存储器使用DRAM15。

在多核处理器10中，通过执行加工程序解析处理来解析用于对与数值控制装置1相连接的电动机驱动用放大器4进行控制的加工程序，根据解析结果执行移动指令生产处理从而生成移动指令，把所述移动指令经由集成***控制LSI16以及内部总线22发送到电动机控制部17的***控制LSI19内部的RAM(未图示)。

在电动机控制部17的电动机控制部处理器18中，读取在其内部的RAM中写入的移动指令，生成向电动机驱动用放大器4发送的电动机控制用数据，并将该数据经由内部总线22写入放大器接口部20的通信控制LSI21中。

在放大器接口部20的通信控制LSI21中，把在通信控制LSI21内部的RAM中写入的数据发送给电动机驱动用放大器4，电动机驱动用放大器4对机床所具有的电动机(未图示)进行驱动。

另外，在多核处理器10中，还执行PMC处理，即根据来自与数值控制装置1相连接的机械(未图示)的输入数据等执行预定的顺序控制用程序。然后，把根据PMC处理结果用于对机械的各机械要素进行控制的信号发送给机械侧I/O单元2。

显示器/MDI单元3是具有显示器、键盘等的手动数据输入装置。集成***控制LSI16接受来自键盘的指令、数据，并将其交给多核处理器10，并且向显示器输出从多核处理器10上执行的显示处理输出的显示指令。

图2A、图2B说明对于本实施方式的数值控制装置1中的CPU的核心进行的处理分配。在数值控制装置1正在动作的状态下，在用于控制机械的数值控制处理启动前的阶段，对各核心11～14中的某个核心分配OS处理、输入输出驱动处理，从而来执行这些处理，其中，OS处理用于承担对整个数值控制装置1进行控制的基本动作、输入输出驱动处理进行与数值控制装置1相连接的各硬件的控制，(在图2A的例子中，将OS处理分配给第一核心11，将输入输出驱动处理分配给第二核心14)，但是对这些OS处理、输出输出驱动处理中的大部分处理进行设计，以便在通过特定的核心执行后，核心的变更尽可能小。

另一方面，关于数值控制装置1控制机械时所执行的处理，主要列举进行每个一定时间的移动轴指令的插补处理、进行程序指令解释的程序指令解释处理(预处理)、辅助功能处理或***设备控制处理等其他的数值控制处理。在这些处理中，程序指令解释处理是对数值控制装置的性能产生重大影响的重要的处理。另外，插补处理是用于进行移动路径上的每隔微小时间的位置计算的处理，对核心施加大的负荷，这些处理可以说是重要的处理。因此，在本发明中，通过把这两个处理分配给不同的核心，由此对重要的处理(程序指令解释处理、插补处理)分配最大限度的计算资源，从而能够发挥数值控制装置的性能。

在本实施方式的数值控制装置1中，当用于执行数值控制处理的应用程序启动时，使用OS中标配的功能来调查对核心11～14中的哪个核心分配了OS处理、输入输出用驱动处理等。然后，对于没有被分配OS处理、输入输出驱动处理的核心(负载小的核心)，分配数值控制中的重要的处理(程序指令解释处理、插补处理)。另外，在将重要的处理分配给核心时，对于已经被分配了重要的处理的核心，不再新分配重要的处理，由此来尝试负载的分散(在图2B中，将程序指令解释处理分配给第二核心12，将插补处理分配给第三核心13)。

关于被分配重要处理的核心的选择，如上所述可以根据当前的处理的分配状态进行选择，也可以根据各核心的负载状态进行选择。另外，也可以事先调查被分配OS处理、输入输出驱动处理等处理的核心，对于这些核心以外的特定的核心固定地分配重要的处理。

此外，在对核心分配了重要的处理后，可以在开始主运转之前，一边自动地重复进行实验运转一边监视各核心的负载状况，把负载变大的核心被分配的处理分配给其他的核心，从而优化各数值控制处理的分配。

关于各个数值控制处理是否为重要的处理，例如可以对各数值控制处理的程序事先分配重要度，根据该重要度判定各数值控制处理的程序是否为重要的处理。例如，如图3所示可以考虑如下方法：在数值控制装置1的存储器上设置用于登录重要的数值控制处理的识别名称(程序名称、处理名称等)的重要处理管理表200，在启动数值控制处理时参照重要处理管理表200，在该数值控制处理被登录在重要处理管理表200中时，判定该数值控制处理是重要度高的处理，将该处理分配给没有被分配其他处理的负载小的核心。另外，如图4所示，也可以在数值控制装置1的存储器上设置将数值控制处理的识别名称(程序名称、处理名称等)与重要度关联起来进行登录的重要处理管理表200，在启动数值控制处理时参照重要处理管理表200来判别该数值控制处理的重要度。

图5表示在数值控制处理的应用程序启动时，在本实施方式的数值控制装置1上执行的处理的流程图。

[步骤SA01]当执行数值控制处理的应用程序时，使用OS的标准功能来取得与多核处理器10的各核心11～14正在执行的各处理的执行状况有关的信息。在取得的信息中，包含由各个核心执行的处理的名称、各个核心的负载状况等。

[步骤SA02]判定由启动的应用程序执行的数值控制处理是否为重要的处理。当是重要的处理时将处理转移到步骤SA03，当是正常的处理时将处理转移到步骤SA04。

[步骤SA03]把各CPU核心11～14内的没有被分配OS处理、输入输出驱动处理以及其他的数值控制处理内的重要的数值控制处理的核心决定为本次启动的数值控制处理的分配目标核心。

[步骤SA04]把各CPU核心11～14内的没有被分配其他的数值控制处理内的重要的数值控制处理的核心决定为本次启动的数值控制处理的分配目标核心。

[步骤SA05]把通过启动的应用程序执行的数值控制处理分配给在步骤SA03、SA04中决定的核心。

以上，对本发明的实施方式进行了说明，但是本发明不限于上述实施例，通过增加适当的变更能够以多种方式来实施本发明。

例如，在上述实施方式中表示了把程序指令解释处理作为一个处理分配给一个核心的例子，但是当在程序指令解释处理中存在能够并行地动作的处理时(例如，在将内部处理事先编程为线程等那样的并行处理时，或者，包含能够与进行解释处置的程序指令并行执行的处理时)，可以将能够并行动作的各个程序指令解析处理分散地分配给多个核心。在该情况下，作为能够被分配可并行动作的各个程序指令解析处理的核心，选择没有被分配OS处理、输入输出驱动处理等的核心，另外，不分配给与插补处理相同的核心。由此，能够进一步发挥数值控制装置的性能。

Claims

1.一种数值控制装置，其基于程序对机械进行数值控制，其特征在于，

所述数值控制装置具备多核处理器，该多核处理器具有多个CPU核心，

对与所述数值控制有关的多个处理中的各个处理预先分配了重要度，

根据分配的所述重要度以及与所述多个CPU核心正在执行的所述处理的执行状况有关的信息，进行决定多个所述处理的分配目标的处理，对所述多个CPU核心分配多个所述处理中的各个处理，由此来进行所述多核处理器的负载分配，

根据分配的所述重要度以及与所述多个CPU核心正在执行的所述处理的执行状况有关的信息，对没有被分配处理或者负载小的不同的所述CPU核心分配多个所述处理内的至少所述重要度高的程序指令解释处理和插补处理。

2.一种数值控制装置，其基于程序对机械进行数值控制，其特征在于，

根据分配的所述重要度以及与所述多个CPU核心正在执行的所述处理的执行状况有关的信息，将多个所述处理内的所述重要度高并且能够并行动作的程序指令解释处理分散地分配给没有被分配处理或者负载小的不同的所述CPU核心。

3.一种数值控制装置，其基于程序对机械进行数值控制，其特征在于，

当用于执行数值控制处理的应用程序启动时，测定所述多个CPU核心的负载，根据分配的所述重要度以及测定出的所述多个CPU核心的负载，把多个所述处理内的所述重要度高的程序指令解释处理和插补处理分配给没有被分配处理或者负载小的不同的所述CPU核心。

4.一种数值控制装置，其基于程序对机械进行数值控制，其特征在于，

在根据分配的所述重要度以及与所述多个CPU核心正在执行的所述处理的执行状况有关的信息，对没有被分配处理或者负载小的不同的所述CPU核心分配了多个所述处理内的所述重要度高的程序指令解释处理和插补处理后，一边反复进行实验运行一边监视各CPU核心的负载状况，由此来进行对所述CPU核心分配所述处理的最优化。