CN100375938C - 机械的控制装置 - Google Patents

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Abstract

用于机床和生产机械的控制程序，包含控制轴的动作的程序和周期性执行机械的顺序控制的顺控程序。除了前者的程序外，后者的程序(顺控程序)也用NC程序形式记述。解析用该NC程序形式生成的顺控程序并变换成在控制装置中可执行的程序形式后，从机械的电源投入时开始到电源切断为止周期性执行。

Description

机械的控制装置
技术领域
本发明涉及一种进行机床或生产机械的轴的动作控制以及机械的顺序控制的控制装置。
背景技术
作为控制机床或生产机械的控制装置，大家熟知的有数值控制装置和可编程控制器。这些控制装置，通过进行控制轴的动作的运动控制和控制机械信号等的顺序控制，适应各种目的来使机械动作。
为了控制这些机械，要生成运动控制用的程序和顺序控制用的程序两种程序，通过执行这两种程序来使机械动作。
一般，运动控制用的程序，在控制机床等的控制装置为数值控制装置的场合，使用EIA格式、ISO格式等编码和宏语句等NC程序。
另外，在像运动控制器那样地控制生产机械的控制装置中，使用数值控制装置和可编程控制器等，在这些控制装置中，使用NC程序，或者使用被称之为运动语言的语言。在运动语言中，有以NC程序中所使用的G代码为基础的语言、以SFC(structural function chart：结构功能图表)为基础的语言和以FBD(function block diagram language：功能块图形语言)为基础的语言等。
另一方面，顺序控制用的程序是用梯形图语言(ladder diagramlanguage)、指令表语言、SFC等语言来记述。
因此，程序的编制者必须要具有关运动控制和顺序控制的多种编程知识，在程序的编制上成为很大的负担。
所以，在特开2002-73120公报中，提出了：将用运动语言记述的程序变换成按梯形图等的定周期执行的语言，以此来减轻程序员负担的编程装置。
但是，在上述文献中所记载的技术中，要将使用编程装置用运动语言编制的程序变换成按梯形图等的定周期执行的语言之后，一次写入编程装置的内存，并要将其所写入的程序写入可编程控制器中。由于可编程控制器不能执行用运动语言编制的程序，所以，它是必须将由编程装置用运动语言编制的程序一次变换成梯形图等的程序，对用户来说，就产生了编译操作之烦，不能以实时方式执行用运动语言编制的程序。
另外，与可编程控制器不同，另外需要用来将运动语言变换成梯形图等语言的特别装置，对用户来说有增加了成本的问题。
发明内容
本发明，是根据控制程序来执行机床和生产机械等机械控制的控制装置，用上述NC程序形式编制上述控制程序，它具有：存储装置，该存储装置用NC程序形式编制上述控制程序将用上述NC程序形式所编制的上述控制程序区分成周期性执行的程序和由执行指令执行的程序来进行存储；变换装置，该变换装置解析在上述存储装置中所存储的上述程序，并将其变换为在控制装置中可执行形式的程序；和执行装置，该执行装置从上述机械的电源投入开始直到电源切断为止，周期性执行由上述变换装置变换成了可执行形式的上述周期性执行的程序。
而后，上述周期性执行的程序，用顺序控制上述机床或生产机械的程序构成，用机械以及控制装置的输入输出信号的信号名及其地址以及针对该输入输出信号的控制命令来记述该程序。而后，输入输出信号的信号名及其地址，要用字母和数字来记述。另外，这个顺序控制的程序是记载为执行上述控制命令的条件的程序。
将由上述执行指令所执行的程序，作为控制机械轴的动作的程序。进而，也可以做成：在上述存储装置中，存储上述周期性执行的程序和由上述变换装置变换周期性执行的程序后所获得的可执行形式的程序，或者仅存储由上述变换装置变换周期性执行的程序后所获得的可执行形式的程序，而不存储上述周期性执行的程序。另外，上述变换装置，在机械的电源投入时或将程序存储到上述存储装置时，要将上述周期性执行的程序变换成可执行形式的程序。
上述的、周期性执行的程序和由执行指令所执行的程序的区别，要由程序名或者在周期性执行的程序中所记述的各命令中所附加的特定记号来进行。
依据本发明，可以提供这样的控制装置：无需特别的装置，既可以控制由NC程序形式记述的程序像顺序控制那样的周期性执行的程序，又可以控制像轴动作控制那样的由执行指令所执行的程序。
附图说明
本发明的上述的以及其他的目的和特征，从参照附图的以下实施例子的说明中会更加清楚。这些图中：
图1是本发明的一实施方式的控制装置的方框图；
图2是说明表示恒真式梯形图程序和本实施方式中的程序的对应图；
图3是说明表示恒伪式梯形图程序和本实施方式中的程序的对应图；
图4是说明表示条件式梯形图程序和本实施方式中的程序的对应图；
图5是说明表示相当于异常停止的梯形图程序和本实施方式中的程序的对应图；
图6是本实施方式中的动作流程图。
具体实施方式
图1是本发明的一实施方式中的控制装置的方框图。
控制装置100，拥有CPU11，在CPU11上用总线22连接有ROM12、RAM13、非易失存储器14、用于控制CRT/MDI单元30中CRT显示装置30a的CRT控制器15、与CRT/MDI单元30的键盘等输入装置30b连接的接口16、用于控制机械的各个轴的伺服马达31的伺服控制电路17、控制主轴马达32的主轴控制电路19、I/O单元21。
CPU11根据ROM12中所存储的系统程序，控制整个控制装置100。RAM13用做数据的临时存储等。在非易失存储器(RAM)14中存储有控制连接该控制装置100的机械的各个轴的动作的NC程序和顺控程序等。这些程序，经由未图示出的接口被输入到控制装置100，或者利用CRT/MDI单元30被生成并将其存储到非易失存储器14。
经由伺服放大器18将伺服马达31连接到伺服控制电路17，由该伺服控制电路17控制伺服马达31的位置、速度等。另外，经由主轴放大器20将主轴马达32连接到主轴控制电路19，由该主轴控制电路19来控制主轴马达的速度等。另外，I/O单元21被连接到机械的传感器和执行机构。再者，在图1中，伺服马达31仅记载了一个，但实际上应具备对应于机械所拥有的进给轴的个数。
在本实施方式中，是用如进行机械的顺序控制的顺控程序那样地周期性重复执行的程序和进行由执行指令开始执行并进行各个轴的运动控制的NC程序来进行驱动控制的。
在传统的控制装置中，具有：由执行指令开始执行并控制轴动作(axismotion)的程序和周期性执行机械的顺序控制的程序。控制轴动作的程序，是做成用NC程序或运动语言构成的程序；进行顺序控制的程序，是做成用梯形图语言构成的程序，两者必须是各自的语言形态不同的程序。但是，在本发明的实施方式中，做成了：不论是控制轴动作的程序，还是周期性执行机械的顺序控制的顺控程序，都是用NC程序形式来记述，控制装置100的处理器可一起执行各程序。
在本实施方式中，用NC程序形式记述顺控程序的程序，是按下述的方式来执行。
顺控程序的记述，在命令块的前面附加特定记号(例如，双斜线“//”)、用在NC程序形式的记述中即在G代码和F代码等NC程序中所使用的语言、编制顺序控制指令的语句。这种记述，是在左面写信号名和信号地址，在右面用0(OFF)或1(ON)表示以表示该信号的指令状态。
下面，将基本的编程例子与梯形图程序比较来进行说明。
恒真式
这是将某个信号恒定置成ON的情况，用梯形图程序将其表示在图2(a)中(该例是将G22.3恒定置成ON时的例子)。与此对应，将在本实施方式中的顺控程序
//#IOG[22，3]＝1；
表示在图2(b)上。用「//」和用NC程序形式记述的信号名「IOG 」和地址「22，3 」构成左边，将该信号的状态记述在右边。
恒伪式
这是将某个信号恒定置成OFF的情况(该例是将G22.3恒定置成OFF时的例子)，用梯形图程序将其表示在图3(a)上。与此对应，由本实施方式中的顺控程序形成的指令，如图3(b)所示，为下述的记述：
//#IOG[22，3]＝0；
条件式
这是条件成立时置成ON的情况(该例是F5.4信号为ON时将G22.3信号置成ON的例子)，用梯形图程序将其表示在图4(a)上。与此对应，由本实施方式中的顺控程序形成的指令，如图4(b)所示，为下述的记述：
//IF[#IOF[5，4]＝＝1]；
//#IOG[22，3]＝1；
//ELSE
//#IOG[22，3]＝0；
另外，在异常停止等场合，其梯形图程序为图5(a)，在本实施方式中，如图5(b)所示，为
//#IOG[8，4]＝#IOX[0，4]；
这意味着，X0.4信号与G8.4信号恒定连接，G8.4信号也是和X0.4信号一起变化的，所以，它是相当于非常停止等的程序。
这样一来，顺控程序也用NC程序形式记述，在顺序控制的程序中亦即周期性执行的程序中，通过将特定记号「//」附加在前头，来与用控制轴动作(运动)的如传统的NC程序那样的执行指令才开始执行的NC程序相区别。因此，在对于控制顺序控制以外的轴动作那样的指令也需要周期性执行的场合，通过在用NC程序形式记载的指令的前头附加特定符号「//」来进行编程，就可以与顺序控制一样周期性执行该命令。
例如，作为轴移动的安全装置，当轴超过了极限位置时，为了自动地周期性执行回退所给量的处理，按下述的记述即可。
//IF[#100101 GT 100]X-10；
在这个指令中，意味着：#100101是读取X轴的位置的变量，当X轴的位置超过了100mm时，回退10mm。
将这样编制的周期性执行的NC程序形式的顺控程序(下面，叫做顺控NC程序)与控制轴动作等的通常的NC程序存储到非易失存储器14并让其执行。
图6，是本实施方式中的动作流程图。
当控制装置100中投入了电源时，CPU11将顺控用NC程序(步骤40)变换成可执行形式的程序。亦即，控制装置100中一投入电源，就读出非易失存储器14中所存储的程序，由于在程序的指令中记述有特定记号「//」而判定为是顺控用NC程序(步骤40)时，就对该程序进行编译(步骤41)，将程序变换成简单的命令串的执行形式之后变换成执行形式的程序(步骤42)。
例如，#100＝1，被变换成下述3个执行形式的命令(括号内是实际命令的例子)：
(1)将#100的地址保存到堆栈的命令(PUSHP#100)；
(2)将1保存到堆栈的命令(PUSH1)；
(3)将堆栈的开始处的值代入到从堆栈开始数第二个的值的地址的命令(POPP)。
如果这样做了，在执行时，尽管不知道#100的意思和1的意思，只要机械地进行堆栈操作，就可以进行运算。
在执行时，不是解释#100＝1，而是执行这3个执行形式的命令。
而后，每个指定周期执行被变换成了这种执行形式的程序，在经由I/O单元21接收来自机械的信号，或者向机械发送信号的同时，系统信息还要执行经由未图示出的网络控制回路所输入输出信号的顺序控制(步骤43)。以下，直到切断控制装置100的电源之前，每个指定周期执行被变换成了执行形式的顺控用NC程序。
另一方面，电源投入时，读出的程序如果是通常的NC程序(步骤50)，则在输入NC程序执行指令之前的期间(步骤51)，读出上述的顺控用NC程序后执行上述的动作。一旦输入NC程序执行指令，一块一块地读入这个通常的NC程序并变换成执行形式，执行该块的指令(步骤52)，来控制轴的动作。以下，一块一块地读入并执行通常的NC程序，一旦程序结束(步骤53)，等待到再次输入执行指令。
再者，在本实施方式中，是做成了：在电源投入时执行顺控用NC程序的解释和变换，来获得执行形式程序，但也可以在非易失存储器14中保存时解释这个顺控用NC程序并变换成执行形式后将其存储到该非易失存储器14。另外，也可以做成在电源接通(ON)期间、定期地对其进行编译。
进而，因为实际使用的程序是执行形式的程序，所以，也可以存储这个变换过的执行形式的程序，而不存储变换前的、顺控用NC程序。
在上述的实施方式中，顺序控制等周期性重复执行的程序(顺控用NC程序)和由控制通常的轴动作的执行指令只执行1次的通常的NC程序的区别，是用在顺序控制等周期性重复执行的程序(顺控用NC程序)的指令前附加的特定记号「//」来进行区别的。但是，也可以做成用程序名来进行这个区别。例如，如图6所示，在周期性重复执行的程序(顺控用NC程序)的程序名中使用「Q0001」等「Q」的记号；而通常的NC程序，与传统同样地使用采用了「O0001」等「O」的记号的程序名，用程序名来区别，控制装置的CPU读入程序名后，只要做到判别是周期性重复执行的程序(顺控用NC程序)、还是每次输入控制通常的轴动作的执行指令只执行1次的通常的NC程序即可。
如以上说明过的，依据本发明，通过执行用NC程序形式所记述的程序可以进行顺序控制，所以，就可以廉价地提供：在程序的变换中无需特别的装置可以执行轴动作控制和顺序控制两种控制的控制装置。

Claims (10)

1.一种根据控制程序执行机械控制的控制装置，上述的控制程序用NC程序形式生成，
上述的控制装置，具有：
存储装置，该存储装置将用上述NC程序形式所生成的控制程序区分成周期性执行的程序和由执行指令执行的程序来进行存储；
和变换装置，该变换装置解析在上述存储装置中所存储的上述程序，并将其变换为在控制装置中可执行形式的程序；
和执行装置，该执行装置从上述机械的电源投入开始直到电源切断为止，周期性执行由上述变换装置变换成了可执行形式的上述周期性执行的程序。
2.权利要求1中记载的机械的控制装置，
其特征为：
上述周期性执行的程序，是顺序控制上述机床或生产机械的程序。
3.权利要求2中记载的机械的控制装置，
其特征为：
上述顺序控制的程序，记述有机械以及控制装置的输入输出信号的信号名及其地址以及针对该输入输出信号的控制命令。
4.权利要求3中记载的机械的控制装置，
其特征为：
上述输入输出信号的信号名及地址，要用字母和数字来记述。
5.权利要求2中记载的机械的控制装置，
其特征为：
上述顺序控制的程序，记载有为执行上述控制命令的条件。
6.权利要求1中记载的机械的控制装置，
其特征为：
由上述执行指令执行的程序，是控制机械轴的动作的程序。
7.权利要求1中记载的机械的控制装置，
其特征为：
上述存储装置，存储上述周期性执行的程序和由上述变换装置变换周期性执行的程序后所获得的可执行形式的程序，或者仅存储由上述变换装置变换周期性执行的程序后所获得的可执行形式的程序，而不存储上述周期性执行的程序。
8.权利要求1中记载的机械的控制装置，
其特征为：
上述变换装置，在机械的电源投入时或将程序存储到上述存储装置时，将上述周期性执行的程序变换成可执行形式的程序后存储到上述存储装置。
9.权利要求1中记载的机械的控制装置，
其特征为：
用程序名来进行周期性执行的程序和由执行指令所执行的程序的区别。
10.权利要求1中记载的机械的控制装置，
其特征为：
用在周期性执行的程序中所记述的各命令中所附加的特定记号来进行周期性执行的程序和由执行指令所执行的程序的区别。
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