TWI498693B - 多軸控制系統設定、調整功能支援裝置 - Google Patents

多軸控制系統設定、調整功能支援裝置 Download PDF

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TWI498693B
TWI498693B TW102121322A TW102121322A TWI498693B TW I498693 B TWI498693 B TW I498693B TW 102121322 A TW102121322 A TW 102121322A TW 102121322 A TW102121322 A TW 102121322A TW I498693 B TWI498693 B TW I498693B
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Kyohei Suzuki
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Mitsubishi Electric Corp
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Description

多軸控制系統設定、調整功能支援裝置
本發明係關於多軸控制系統(system)之設定、調整功能者，並為關於用以支援實現對於多軸控制系統之系統構成設定功能、參數(parameter)設定功能、監視器(monitor)功能、以及測試(test)功能之多軸控制系統設定、調整功能支援裝置。
在專利文獻1中記載有以邏輯方式將複數個軸群組(group)化並加以定義之內容。另外，在專利文獻2中記載有將複數個軸群組化，並按每個軸群組設定參數之內容。
在專利文獻3中記載有藉由將屬於一個軸的調整結果之伺服(servo)參數展開至其他軸，藉以於複數個軸設定相同之伺服參數之內容。
在專利文獻4中記載有在特定的軸群組、複數個軸群組、以及全部的軸之間切換資訊並加以顯示之內容。
在專利文獻5中記載有設定執行同步控制 之軸，並將賦予其中任意軸之指令，複製賦予其他的軸，從而對於所設定之全部的軸賦予相同的指令之內容。
(先前技術文獻)
(專利文獻)
(專利文獻1)日本特開平11-231915號公報
(專利文獻2)日本特開平10-187210號公報
(專利文獻3)日本特開2007-172156號公報
(專利文獻4)日本特開2000-330615號公報
(專利文獻5)日本特開2005-50096號公報
包含專利文獻1及專利文獻2在內，就以往的系統構成設定功能而言，雖藉由將複數個軸群組化而能夠確認軸間的關聯性，惟在設定有多數個軸時則難以掌握整體的系統構成，而有會在設定、調整上耗費較多時間及精力之問題。
在以往的參數設定功能中，即便在複數個軸設定相同動作之同步控制之情形，亦必須依照軸的數量反覆按每個軸設定伺服資料(servo data)、伺服參數、以及同步參數。
在以往的監視器功能中，雖能夠在全部的軸、任意的軸、或者任意的軸群組間切換監視器資訊並加以顯示，惟在顯示全部的軸的監視器資訊時，會有難以掌握整體的系統構成，且在設定、調整上花費時間及精力之 問題。
在以往的測試功能中，當同時指定執行測 試運轉之複數個軸之情形時，必須按每個軸進行指定，且在執行測試運轉之前，必須確認(check)伺服資料以及伺服參數在軸間是否為適當者。
本發明為有鑑於上述課題所研創者，目的 在於獲得一種多軸控制系統設定、調整功能支援裝置，於使複數個軸同步並執行定位控制之多軸控制系統中，具備支援系統構成設定功能、參數設定功能、監視器功能、以及測試功能之裝置，以可刪減在設定、調整上會耗費的時間及精力。
為了解決上述課題以達成目的，本發明係具有設定、調整功能，該設定、調整功能係經由輸入手段及輸出手段對具有複數個軸之多軸控制系統進行設定、調整者，該些軸係一個伺服放大器(amplifier)與一個伺服馬達(motor)之組合，該多軸控制系統係依據動作控制器(motion controller)之指令來使複數個前述軸同步並執行定位控制，且對於以條列(list)形式來顯示於前述輸出手段上，並附加有順序之複數個前述軸的系統構成，藉由前述輸入手段，將群組的屬性設定於各個前述軸，並在以條列形式將複數個前述軸的系統構成顯示於前述輸出手段上時，藉由來自前述輸入手段之指示，按前述順序或前述群組進行置換。
依據本發明之多軸控制系統設定、調整功能支援裝置，係能夠發揮以下功效：以條列形式來顯示軸的系統構成，並藉由按每個軸群組來進行置換，而變得容易掌握整體的系統構成，且更進一步將複數個軸群組予以群組化而使軸群組階層化，即便在已設定了多個軸之情形中，亦變得容易掌握系統構成。
11‧‧‧多軸控制系統
12‧‧‧動作控制器
13a至13h‧‧‧伺服放大器
14a至14h‧‧‧伺服馬達
15a至15c‧‧‧機械機構
16‧‧‧泛用個人電腦
51、61、71‧‧‧「軸No.指定」按鈕
52、62、72‧‧‧「群組No.指定」按鈕
53、63、73‧‧‧執行軸總覽
54‧‧‧JOG速度設定欄
55‧‧‧JOG正轉按鈕
56‧‧‧JOG逆轉按鈕
57、67、75‧‧‧監視器顯示按鈕
58、68、76‧‧‧結束按鈕
64a‧‧‧平滑倍率設定欄
64b‧‧‧1脈衝輸入倍率設定欄
64c‧‧‧手動脈波器每1脈衝之移動量設定欄
65‧‧‧手動脈波器許可按鈕
66‧‧‧手動脈波器不許可按鈕
74‧‧‧原點還原開始按鈕
81‧‧‧軸選擇欄
82、92‧‧‧追加按鈕
83、93‧‧‧刪除按鈕
84、95‧‧‧執行軸欄
85、96‧‧‧OK按鈕
86‧‧‧取消按鈕
91‧‧‧軸群組選擇欄
94‧‧‧執行軸群組欄
S31至S33‧‧‧步驟
S101至S107‧‧‧步驟
第1圖係顯示本實施形態之多軸控制系統以及多軸控制系統設定、調整功能支援裝置的系統構成圖之一例之圖。
第2圖係顯示本實施形態之設定軸群組，並進一步將軸群組予以階層化之系統構成設定畫面之一例之圖。
第3圖係顯示本實施形態之用以對每個軸群組設定參數之處理之流程圖(flow chart)。
第4圖係顯示本實施形態之設定了軸群組之監視器功能畫面之一例之圖。
第5圖係顯示本實施形態之將複數個軸指定成執行軸之「JOG運轉」畫面之一例之圖。
第6圖係顯示本實施形態之將複數個軸指定成執行軸之「手動脈波器(pulser)運轉」畫面之一例之圖。
第7圖係顯示本實施形態之將複數個軸指定成執行軸之「原點還原」畫面之一例之圖。
第8圖係顯示本實施形態之以「軸No.」來指定執行 測試運轉之軸的畫面之一例之圖。
第9圖係顯示本實施形態之以「群組No.」來指定執行測試運轉之軸的畫面之一例之圖。
第10圖係顯示本實施形態之在伺服資料以及伺服參數經確認之狀態下，用以執行JOG運轉之處理之流程圖。
以下，茲依據圖式詳細說明本發明之多軸控制系統設定、調整功能支援裝置的實施形態。又，本發明並非由此實施形態所限定者。
實施形態
第1圖係顯示本發明實施形態之充填機、包裝機、工作機械等使複數個軸同步並執行定位控制之多軸控制系統，以及多軸控制系統設定、調整功能支援裝置的構成圖之一例。多軸控制系統11係具有具備動作控制器(motion controller)12、伺服放大器13a至13h、伺服馬達14a至14h、以及機械機構15a至15c之構成。動作控制器12連接有泛用個人電腦(personal computer)16，將泛用個人電腦16所設定之系統構成及參數寫進動作控制器12。以泛用個人電腦16使用監視器功能，並從動作控制器12讀出監視器資訊。以泛用個人電腦16使用測試功能，並將指令傳送給動作控制器12。在本實施形態中，泛用個人電腦16係作為多軸控制系統設定、調整功能支援裝置(工程工具(engineering tool))而發揮功能，而多軸控制系統設定、調整功能支援裝置係經由輸入手段(鍵盤(keyboard)、滑鼠(mouse)等)以及輸 出手段(顯示器(display)等)來執行如上述之功能或以下所說明之功能。
第2圖係顯示本實施形態之設定包含複數 個軸之軸群組，且將複數個軸群組進一步群組化，而將軸群組予以階層化之系統構成設定畫面之一例之圖。系統構成設定畫面係例如顯示於泛用個人電腦16的顯示器(輸出手段)。在系統構成畫面中，藉由經泛用個人電腦16的輸入手段之操作，以條列形式來顯示軸的系統構成，並藉由點擊(click)「軸No.」之顯示欄而可置換軸No.順序，藉由點擊(click)「群組No.」之顯示欄而可置換群組No.順序。 「軸No.」係賦予其軸之順序。對於各軸，係經由輸入手段設定「軸No.」、「伺服放大器型號」、「群組No.」、以及「群組名」。在第2圖之例中，係對於軸1至4將「群組No.」設定為「1」，且將「群組名」設定為「A群組」而予以群組化，並對於軸5、6將「群組No.」設定為「2」且將「群組名」設定為「B群組」而予以群組化。「群組No.」及「群組名」係群組(在以下亦稱為軸群組)的屬性。對複數個軸設定相同之「群組No.」及「群組名」係可進行群組化。將群組1(「群組No.」為「1」之軸群組，亦即A群組)與群組2(「群組No.」為「2」之軸群組，亦即B群組)的軸群組更進一步群組化，並對其經階層化之軸群組，設定屬於上位屬性之「系統A」之名稱。同樣地，將群組3與群組4之軸群組更進一步群組化並設定上位屬性「系統B」，將群組5與群組6的軸群組更進一步群組化並設定上 位屬性「系統C」。對於以上述方式而經階層化之群組，可按每個屬於包含了複數個群組織上位屬性之系統以摺疊方式來切換顯示/非顯示。
第3圖係顯示本實施形態之用以按每個軸 群組設定參數之處理之流程圖。以下係詳細顯示各步驟(step)的內容。
將為了執行定位控制所需要之伺服設定值 稱為伺服資料；將伺服動作所需要之伺服放大器的特性值稱為伺服參數；將為了實現將齒輪(gear)、軸(shaft)、變速機、凸輪(cam)等機械機構置換成軟體(software)之同步控制所需要之設定值稱為同步參數。首先，在(步驟S31)中，對任意的軸設定預定值作為伺服資料、伺服參數、或同步參數。
接著，在(步驟S32)中，判斷是否有包含於 與在(步驟S31)設定了參數之軸為相同之軸群組之軸。當存在有上述之軸時，則於(步驟S32：是(Yes))前進至(步驟S33)，而在沒有上述之軸時(步驟S32：否)，則結束處理。
最後，在(步驟S33)中，對於包含於與在(步 驟S31)設定了參數(伺服資料、伺服參數、或同步參數)之軸為相同之軸群組之全部的軸，反映(惟，此係無須操作而是自動地反映)在(步驟S31)所設定之值作為伺服資料、伺服參數、或同步參數。亦即，對於相同軸群組之軸而言，會設定成相同參數(伺服資料、伺服參數、或同步參數)之設定值。
如此，藉由將設定相同動作之同步控制之 複數個軸群組化，並設定包含在其軸群組之任意的軸的伺服資料、伺服參數以及同步參數，使相同參數能夠同時反映於包含在與其軸為相同之軸群組之全部的軸，而可省去對於每個軸反覆進行參數的設定之功夫。
第4圖係顯示與第2圖之系統構成設定畫 面之例同樣地設定了軸群組之情形的監視器功能畫面的一例之圖。在監視器功能畫面中，係可切換成全部的軸、任意的軸或任意的軸群組，並顯示監視器資訊，在第4圖之例中，係顯示有群組1至3(軸1至8)。在顯示全部的軸的監視器資訊時，係可藉由對「軸No.」顯示欄或「群組No.」顯示欄進行拖曳(drag)&放下(drop)來加以重新排列。選擇各監視器項目的資料顯示欄，並在該監視器項目為關於位元裝置(bit device)者時，可從右點擊(點擊滑鼠右鍵)之選單中按每個軸或軸群組設定開啟(ON)、關斷(OFF)、或進行開啟/關斷(on/off)反轉，而在該監視器項目為關於字元裝置(word device)者時，則可將任意的資料寫進資料顯示欄。 選擇各監視器項目的資料顯示欄，而可從右點擊之選單來按每個所期望之軸或軸群組將各監視器項目設定於數位示波器(digital oscilloscope)的探針(probe)。
如此，配合系統構成設定軸群組，並切換 全部的軸、任意的軸、或任意的軸群組來顯示監視器資訊，藉由按每個軸群組切換顯示全部的軸的監視器資訊，可容易地掌握整體的系統構成，且藉由能夠按每個軸或軸群 組，將各監視器項目的位元裝置設成開啟、關斷或進行開啟/關斷反轉；將任意的資料寫進各監視器項目的字元裝置；以及按每個軸或軸群組，將各監視器項目設定於數位示波器的探針，因而可提高調整之作業效率。
第5圖係顯示本實施形態之將複數個軸指 定成執行軸之「JOG運轉」畫面的一例之圖。在「JOG運轉」畫面中，藉由輸入手段(鍵盤、滑鼠等)按下「軸No.指定」按鈕(button)51來啟動第8圖之「軸No.指定」畫面，或按下「群組No.指定」按鈕52來啟動第9圖之「群組No.指定」畫面，俾指定執行JOG運轉之軸。將所指定之軸顯示於執行軸總覽53。將執行JOG運轉之速度輸入至JOG速度設定欄54(惟，此係對執行之全部的軸輸入共通之設定)。在按下JOG正轉按鈕55之期間往正轉方向執行JOG運轉，或在按下JOG逆轉按鈕56之期間則往逆轉方向執行JOG運轉。按下監視器顯示按鈕57，啟動第4圖之監視器功能畫面。按下結束按鈕58，結束「JOG運轉」畫面。
第6圖係顯示本實施形態之將複數個軸指 定成執行軸之「手動脈波器運轉」畫面之一例之圖。在「手動脈波器運轉」畫面中，藉由輸入手段按下「軸No.指定」按鈕61，啟動第8圖之「軸No.指定」畫面，或按下「群組No.指定」按鈕62來啟動第9圖之「群組No.指定」畫面，俾指定執行手動脈波器運轉之軸。將所指定之軸顯示於執行軸總覽63。將數值輸入於平滑(smoothing)倍率設定欄64a、1脈衝(pulse)輸入倍率設定欄64b、以及手動脈波 器每1脈衝之移動量設定欄64c作為手動脈波器的設定(惟，此係對執行之全部的軸輸入共通之設定)。按下手動脈波器許可按鈕65，使手動脈波器運轉成為執行許可狀態。按下手動脈波器不許可按鈕，使手動脈波器運轉成為執行不許可狀態。按下監視器顯示按鈕67，啟動第4圖之監視器功能畫面。按下結束按鈕68，結束「手動脈波器運轉」畫面。
第7圖係顯示本實施形態之將複數個軸指 定成執行軸之「原點還原」畫面之一例之圖。在「原點還原」畫面中，藉由輸入手段按下「軸No.指定」按鈕71來啟動第8圖之「軸No.指定」畫面，或按下「群組No.指定」按鈕72來啟動第9圖之「群組No.指定」畫面，並指定執行原點還原之軸。將所指定之軸顯示於執行軸總覽73。按下原點還原開始按鈕74執行原點還原。按下監視器顯示按鈕75啟動第4圖之監視器功能畫面。按下結束按鈕76結束「原點還原」畫面。
第8圖係顯示本實施形態之藉由「軸No.」 指定執行如JOG運轉、手動脈波器運轉、以及原點還原之測試運轉之軸之「軸No.指定」畫面之一例之圖。從軸選擇欄81選擇執行測試運轉之軸，並按下追加按鈕82來登錄於執行軸欄84。從執行軸欄84選擇經登錄之軸，並按下刪除按鈕83來解除登錄。按下OK按鈕85來確定執行軸欄84之設定內容。按下取消(cancel)按鈕86來消去執行軸欄84的設定內容。
第9圖係顯示藉由「群組No.」指定執行如 JOG運轉、手動脈波器運轉、以及原點還原之測試運轉之軸之「群組No.指定」畫面之一例之圖。從軸群組選擇欄91選擇執行測試運轉之軸群組，並按下追加按鈕92來登錄於執行軸群組欄94。包含於軸群組之全部的軸係顯示於執行軸欄95。從執行軸群組欄94選擇經登錄之軸群組，並按下刪除按鈕93來解除登錄。按下OK按鈕96來確定執行軸群組欄94之設定內容。按下取消按鈕97來消去執行軸群組欄94的設定內容。
就用以執行測試運轉之處理之一例而言，第10圖係顯示本實施形態之為了在伺服資料以及伺服參數經確認之狀態下，執行JOG運轉之處理所示之流程圖。以下係詳細顯示各步驟之內容。
首先，在(步驟S101)中，係於第8圖或第9圖之指定執行測試運轉之軸的畫面中，指定執行JOG運轉之軸。
接著，在(步驟S102)中，係確認執行測試運轉之全部的軸的伺服資料以及伺服參數，在軸間是否為適當者。
接著，在(步驟S103)中，係判斷在(步驟S102)中所確認之結果是否有錯誤(error)。在沒有錯誤之情形時(步驟S103：是)前進至(步驟S106)，而在有錯誤之情形時(步驟S103：否)則前進至(步驟S104)。
在(步驟S104)中，係顯示對伺服資料以及 伺服參數進行確認後之結果的錯誤內容。
接著，在(步驟S105)中，係因應在(步驟S104) 顯示之錯誤內容來變更伺服資料以及伺服參數、或執行JOG運轉之軸。到目前為止之處理，在手動脈波器運轉以及原點還原中亦相同。之後，再度前進至(步驟S102)。
在(步驟S106)中，係於第5圖之「JOG運轉」 畫面中設定JOG速度。
接著，在(步驟S107)中，係於第5圖之「JOG 運轉」畫面中按下JOG正轉按鈕或JOG逆轉按鈕來執行JOG運轉。經上述動作，經測試運轉之軸的監視器資訊係顯示於第4圖所示之監視器功能畫面。
如此，藉由將使用相同機械機構之複數個 軸群組化，並指定執行測試運轉之軸，而可執行其機械機構之測試運轉。並且，藉由在測試運轉執行前確認伺服資料以及伺服參數在軸間是否為適當者，係可確認機械構造不會出現預料以外之動作，並藉由多軸控制系統設定、調整功能支援裝置的輸出手段，亦即藉由泛用個人電腦16的顯示器來顯示執行測試運轉之軸的監視器資訊，而可與監視器功能連攜，提高調整之作業效率。
如以上所說明，在本實施形態之多軸控制 系統設定、調整功能支援裝置中，關於系統構成設定功能係顯示由動作控制器所控制之伺服放大器以及伺服馬達之種類以及軸數。在參數設定功能中，係按每個軸設定伺服資料、伺服參數、以及同步參數。在監視器功能中，係總 覽顯示全部的軸或所選擇之軸的監視器資訊。在測試功能中，係按每個軸執行如JOG運轉、手動脈波器運轉以及原點還原之測試運轉。再者，於本實施形態之多軸控制系統設定、調整功能支援裝置中係記載有以下內容：藉由將複數個軸群組進一步群組化，而將軸群組階層化。
再者，在本實施形態之多軸控制系統設 定、調整功能支援裝置中係記載有以下內容：將軸的系統構成條列顯示，並按每個軸群組進行置換。再者，在本實施形態之多軸控制系統設定、調整功能支援裝置中，係記載有以下內容：藉由不僅是伺服參數，而是包含伺服資料及同步參數在內，對軸群組所包含之任意的軸設定參數，而對與其軸相同之軸群組所包含之全部的軸反映相同之參數。
再者，在本實施形態之多軸控制系統設 定、調整功能支援裝置中係記載有以下內容：按每個軸群組置換全部的軸的監視器資訊並加以排列。再者，在本實施形態之多軸控制系統設定、調整功能支援裝置中係記載有以下內容：藉由按每個軸或軸群組來指定執行測試運轉之軸，而同時執行複數個軸的測試運轉，且在執行測試運轉前，確認伺服資料及伺服參數在軸間是否為適當者。
亦即，在多軸控制系統中，藉由設定包含 複數個軸之軸群組，且將複數個軸群組進一步群組化而使軸群組階層化，使得即使在設定了多數個軸時亦可容易地掌握系統構成，並藉由按每個軸群組設定參數，而可省去 對每個軸反覆進行參數設定之功夫，且藉由可進行監視器項目的裝置操作、監視器功能與數位示波器功能之連攜，每個軸群組的測試運轉、測試功能與監視器功能的連攜等，而可提高調整之作業效率。
再者，本案發明並非由上述實施形態所限 定者，在實施階段中可在不脫離其主旨之範圍內進行各種改變。再者，上述實施形態包含有各種階段之發明，可藉由適當組合所揭示之複數個構成要件來抽出各種發明。例如，即便從實施形態所揭示之全部構成要件中將若干個構成要件刪除，只要能夠解決發明所欲解決之課題欄中所述之課題，而達成發明之效果欄中所述之效果時，即可將此刪除了構成要件之構成抽出作為發明。再者，亦可適當組合不同的實施形態之構成要素。
(產業上之可利用性)
如上述，本發明之多軸控制系統設定、調整功能支援裝置係在對於充填機、包裝機、工作機械等複數個軸同步並執行同步控制之多軸控制系統進行支援，以實現系統構成設定功能、參數設定功能、監視器功能、以及測試功能上極為有用，尤其適合用於謀求相對於多軸控制系統之設定、調整作業之效率化。
本案代表圖無元件符號及其所代表之意義。

Claims (6)

  1. 一種多軸控制系統設定、調整功能支援裝置，包括：具有設定、調整功能，係經由輸入手段及輸出手段對具有複數個軸之多軸控制系統進行設定、調整者，該些軸係一個伺服放大器與一個伺服馬達之組合，該多軸控制系統係依據動作控制器之指令來使複數個前述軸同步並執行定位控制，且對於以條列形式來顯示於前述輸出手段上，並附加有順序之複數個前述軸的系統構成，藉由前述輸入手段，將群組的屬性設定於各個前述軸，並在以條列形式將複數個前述軸的系統構成顯示於前述輸出手段上時，藉由來自前述輸入手段之指示，按前述順序或每個前述群組進行置換。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之多軸控制系統設定、調整功能支援裝置，其中，藉由前述輸入手段將上位屬性設定於複數個前述群組，藉由來自前述輸入手段之指示，在前述輸出手段上，將複數個前述群組按每個前述上位屬性以摺疊方式切換顯示/非顯示。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之多軸控制系統設定、調整功能支援裝置，其中，若從前述輸入手段設定任意的前述軸的伺服資料、伺服參數、或同步參數的設定值，則對於已設定對應該軸所設定之前述屬性之其他全部的軸的伺服資料、伺服參數、或同步參 數，設定相同的設定值。
  4. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之多軸控制系統設定、調整功能支援裝置，其中，按每個全部的前述軸、任意的前述軸、或按任意的前述群組，依來自前述輸入手段之指示來進行切換並將監視器資訊顯示於前述輸出手段上，在將全部的前述軸的前述監視器資訊顯示於前述輸出手段上時，藉由來自前述輸入手段之指示，按每個前述軸或前述群組進行重新排列，在前述監視器資訊為關於位元裝置者時，藉由來自前述輸入手段之指示，按每個前述軸或前述群組，將對應的該監視器資訊設定為開啟或關斷，在前述監視器資訊為關於字元裝置者時，藉由來自前述輸入手段之指示，將任意的資料寫進對應的該監視器資訊，藉由來自前述輸入手段之指示，按每個所期望之前述軸或前述群組，將前述監視器資訊設定於數位示波器的探針。
  5. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之多軸控制系統、調整功能支援裝置，其中，藉由來自前述輸入手段之指示，指定執行測試運轉之前述軸所屬之群組，並核對在屬於該群組之複數個軸之間，伺服資料以及伺服參數是否為適當者，而當產生錯誤時，變更前述伺服資料、前述伺服參數或前述軸， 在前述錯誤消除後，同時執行複數個前述軸的前述測試運轉。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之多軸控制系統設定、調整功能支援裝置，其中，前述測試運轉係JOG運轉、手動脈波器運轉、或原點還原。
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