CN100474192C - 数字控制器 - Google Patents

Abstract

一种数字控制器能够检查学习控制执行间隔的变化操作模式的命令或信号的输入。在读出学习控制开始命令之后，数字控制器顺序读出加工程序且设置标记F为1，直至读出学习控制结束命令为止。在标记F设置为1的学习控制间隔期间，确定是否在学习处理期间输入变化操作模式的不适合命令或信号。如果断定输入了这样的命令或信号，则执行告警停止或保持进给停止，显示停止的原因并且无效学习控制。如果在学习处理期间输入了任何不适合命令或信号，停止该操作且显示原因，从而可以容易地校正加工程序。从而，可以防止由于学习控制而引起的错误切割等。

Description

数字控制器

技术领域

本发明涉及用于控制机床的数字控制器，特别涉及在重复相同操作模式进行加工时采用的执行学习控制功能的数字控制器。

背景技术

在例如由数字控制器控制的机床的工作的机器中，响应重复发出的相同操作模式的命令执行加工等时，作为现有的方法，执行学习控制以提高加工精度，其中控制偏差收敛接近于零。在这个方法中，重复地命令相同操作模式，并且存储器预先存储基于倒数第二个操作模式周期中的每个控制周期的位置偏差获得的校正数据。通过将存储在存储器中相应于倒数第二个操作模式周期的控制周期的校正数据加到最后的操作模式周期的每个控制周期的位置偏差上，该位置偏差收敛为零(例如，JP7—104823A和JP6—309021A)。

在另一个开发的方法(JP2004—227163A)中，在加工程序中预先提供学习控制开始命令和学习控制结束命令，从而学习控制可以应用于连续加工多个相同部件的情况或相同加工形状的工件间歇地加工多次的情况。在从发出学习控制开始命令到发出学习控制结束命令的时间间隔期间应用学习控制。基于在该时间间隔期间获得的位置偏差产生校正数据和校正该位置偏差。

该学习控制是基于重复地发出相同操作模式的命令的假设和基于为每个给定控制周期输出这个相同操作模式的命令。因此，在最后的操作模式周期和倒数第二个操作模式周期中的每个控制周期的命令是相同的，并且基于倒数第二个操作模式周期的位置偏差获得该校正数据。通过将相应于最后控制周期的该校正数据加到最后周期中的位置偏差上，最终控制该位置偏差收敛为0。

因此，在相同操作模式操作开始之后的每个控制周期的命令必需和前一操作模式执行的命令相同。如果这些命令不相同，则学习控制没有意义并且位置偏差不能收敛。

在发出学习控制开始命令至发出学习控制结束命令的时间间隔期间涉及改变该操作模式的任何命令的情况下，不能应用该学习控制。如果使用该学习控制，则这些命令必须删除。如果在上述的开始至结束时间间隔期间执行基于改变操作模式的命令和输入信号的操作，该学习控制有时可能导致该校正数据不能加到该位置偏差上，从而反而引起一些错误的加工和操作。

然而，在常规上，假设在该学习控制间隔期间不能输入改变操作模式的任何命令或信号，根本没有检查这个学习控制间隔。因此，由错误的加工程序或不适合的信号输入可能导致错误的切割等。

发明内容

本发明提供一种数字控制器，能够对改变操作模式的命令或信号的输入检查学习控制执行间隔。

本发明的数字控制器控制伺服马达来操作机器，并且具有学习控制功能，以在重复执行相同操作模式期间基于位置偏差获得校正数据，并在执行相同的操作模式时基于该获得的校正数据校正位置偏差。根据本发明的一个方面，该数字控制器包括：监视装置，用于监视从学习控制的开始至结束的程序命令和输入信号，以检测不适合学习控制的程序命令或输入信号，使得该操作模式改变；和停止装置，在由所述监视装置检测到不适合学习控制的程序命令或输入信号时，执行中止机器操作的告警一停止。

根据本发明的另一方面，该数字控制器包括：监视装置，用于监视从学习控制的开始至结束的程序命令和输入信号，以便检测到不适合学习控制的程序命令或输入信号，使得该操作模式改变；和停止装置，在由所述监视装置检测不适合学习控制的程序命令或输入信号时，执行暂停机器操作的保持进给停止(feed-hold stop)。

根据上述配置，可以自动检查加工程序，以确定在学习控制期间是否输入改变执行时间和改变操作模式的命令或信号，从而使得加工程序的校正变得容易。

附图说明

图1是显示施加由根据本发明一个实施例的数字控制器执行的学习控制的伺服控制的示意方框图；

图2是显示学习控制装置的详细方框图；和

图3是显示由根据本发明一个实施例的数字控制器执行的程序检查处理的流程图。

具体实施方式

图1是显示施加由根据本发明一个实施例的数字控制器执行的学习控制的伺服控制的示意方框图。基于加工程序，数字控制器1输出位置命令给驱动控制被驱动元件9的伺服马达7的伺服控制部。在该伺服控制部中，响应该位置命令对每个给定控制周期反馈控制该位置、速度和电流，从而伺服马达7被驱动以驱动控制。

更具体地讲，从数字控制器1输出的位置命令中减去用于检测被驱动元件9的运动位置的位置检测器11反馈的当前位置，从而获得位置偏差。在位置控制部3中，通过将该位置偏差乘以位置环路增益获得速度命令。此外，通过从该速度命令中减去从速度检测器10反馈的实际速度获得速度偏差，速度检测器10固定在伺服马达7并用于检测其速度。在速度控制部4中，通过执行速度环路控制，例如PI(比例积分)控制，获得电流命令(扭矩命令)。此外，通过从电流命令中减去电流放大器6反馈的驱动电流获得电流偏差，并且在电流控制部5中执行电流环路控制。伺服马达7是由电流放大器6驱动地控制，而被驱动元件9由传送机构8驱动。

如果从加工程序中读出学习控制开始命令，数字控制器1开始学习控制。校正数据被加到位置偏差上，基于位置控制部3中的校正的位置命令执行位置环路控制，并且根据该位置偏差产生和存储校正数据。执行这个学习控制处理直至读出学习控制结束命令。

图2的学习控制装置2的详细方框图。这个学习控制装置2包括带限滤波器21，用于存储该校正数据的学习存储装置22，和用于补偿被控目标的相位延迟和增益减小的动态特性补偿元件23。此外，学习控制装置2包括用于开始和终止该学习控制的开关24和25。学习存储装置22装备与控制周期一样多的存储器，在控制周期中为要学习的相同操作命令模式执行位置/速度环路控制。给定控制周期的数量可以响应该学习控制开始命令进行设置。如果不设置该给定控制周期数，可以对第一循环设置足够大的值，从而可以在第一循环的开始命令和结束命令之间的时间间隔(给定控制周期的计数)期间安排给定控制周期数。此外，当校正数据传送至或者从主控制设备的存储单元传来时，可以同时传送该给定控制周期。如果相同操作命令模式的间隔和位置/速度环路控制周期例如分别为L和T，则学习存储装置22装备L/T个存储器。

当学习控制开始命令从数字控制器1输出时，开关24和25闭合，从而学习控制装置2获取每个给定周期的位置偏差，在该给定周期执行位置/速度环路控制。存储在学习存储装置22中的最旧的校正数据加到这个位置偏差，而该结果数据在带限滤波器21中进行处理并存储在学习存储装置22中作为校正数据。此外，从学习存储装置22获取的最旧的校正数据由动态特性补偿元件23对被控目标的相位延迟和增益减小进行补偿。该结果的校正数据通过开关25加到该位置偏差并输入该位置控制部3。通过加上该校正数据校正的位置偏差乘以位置环路增益，从而获得速度命令。在完成指示相同命令模式之后，执行该处理操作直至从数字控制器1输出学习控制结束命令以关闭开关24和25。因此，学习存储装置22以相同命令模式间隔存储每个位置/速度控制周期的校正数据。

在相同的命令模式间隔中，该校正数据加到该位置偏差，从而该位置偏差收敛到零。

以这种方式执行学习控制。如果学习存储装置22装备L/T个存储器，其中L和T分别为相同操作命令模式间隔和位置/速度环路控制周期，从而在学习控制开始之后第一学习存储器装载第一控制周期的校正数据，第二学习存储器装载第二控制周期的校正数据，和第n学习存储器装载第n控制周期的校正数据。当进入相同命令模式的下一个学习控制间隔时，该校正数据加载到对应于类似方法相关的控制周期的学习存储器中，并读出之前存储的校正数据和用该位置偏差进行校正。因此，在该学习控制开始之后，在第一学习控制周期中存储在第一学习存储器中的该校正数据加到该位置偏差，在第二学习控制周期中读出存储在第二学习存储器中的该校正数据并加到该位置偏差，而在第n学习控制周期中存储在第n学习存储器中的该校正数据加到该位置偏差。

然而，在相关的学习控制间隔期间，如果该加工程序包含改变执行时间和变化操作模式的命令，例如，与PC等相关的辅助功能命令，或输入超越控制信号(override signal)、保持进给(feed hold)停止信号和反馈速度的单个阻塞信号(single block signal)，则存储在学习存储器中的校正数据和学习控制间隔中的控制周期之间的关系被破坏了。结果，对于该命令，相应的校正数据不能加到位置偏差，从而改变操作模式，导致错误切割。

因此，本发明构配置为检查该学习控制间隔的改变操作模式的命令或信号的输入。

数字控制器1以和常规的数字控制器基本上相同的方式构造，而其新颖性在于它装备图3所示的用于检查学习控制间隔信号或命令的软件，使得该加工程序可以通过执行该软件来检查。因为数字控制器1的硬件配置是与常规的数字控制器相同，省略其描述。

如果输入加工程序检查命令，数字控制器1的处理器开始图3中显示的处理。从加工程序的顶部读出一个命令块(步骤S1)并确定所读块的命令是学习控制开始命令(步骤S2)或学习控制结束命令(步骤S3)。如果该命令不是它们中任一个，确定指示学习控制的执行的标记F是否设置为1(步骤S4)。如果该标记F不设置为1，过程前进至步骤S7，在该步骤执行所读块命令。然后，确定这块命令是否为程序结束命令(步骤S8)。如果该命令不是结束命令，过程返回至步骤S1。

之后，从加工程序的顶部连续地读出命令程序并执行上述的处理。当读出学习控制开始命令时，过程从步骤S2前进至步骤S9，在该步骤标记被设置为1。从而过程前进至步骤S5，在该步骤确定在学习处理期间所读块命令是否为不适合命令，即是否为变化操作模式的命令。如果该块命令不是不适合的命令，确定在学习处理期间是否输入不适合信号(步骤S6)。因此，如上所述，确定是否输入变化操作模式的信号，例如超越控制信号(overridesignal)、保持进给停止信号、单个阻塞信号等。如果也没有输入不适合信号，则执行所读块命令(步骤S7)。如果程序没有终止(步骤S8)，则过程返回步骤S1。

在标记F设置为1之后，过程从步骤S4前进至步骤S5，其中在学习处理期间输入一不适合命令或信号。如果没有输入不适合命令，则执行所读块命令。如果该程序没有终止，则过程返回步骤S1。之后，重复地执行步骤S1至步骤S8的处理，从而读出学习控制结束命令。

如果读出学习控制技术命令，过程从步骤S3前进至步骤S10，在该步骤设置标记F为0。从而过程前进至步骤S7。

因为标记F设置为0，之后执行步骤S1至S4和步骤S7至S8的处理。当再次读出学习控制开始命令时，标记F被设置为1，且执行处理以确定在学习处理期间是否输入不适合命令或信号。然后，如果读出程序结束命令(步骤S8)，则程序检查处理终止。

另一方面，如果在步骤S5和S6断定在学习控制间隔期间输入了任何不适合命令或信号，则过程前进至步骤S11，在该步骤确定是否预先设置告警-停止模式。如果设置了告警-停止模式，发出告警-停止信号来中止操作，并且在固定到数字控制器1的显示装置的屏幕上显示消息，该消息为通过告警停止在学习处理期间输入的不适合命令或信号。此外，使学习控制无效，清除存储在学习控制装置22的学习存储装置22中的所有校正数据，且标记F设置为0(步骤S12)，从而这个程序检查处理终止。

另一方面，如果没有设置告警停止模式，则过程从步骤S11前进至步骤S13，在该步骤执行保持进给停止以暂停该机器操作，并在数字控制器1的显示装置的屏幕上显示消息，该消息为被停止的在学习处理期间输入的不适合命令或信号。此外，使学习控制无效，清除存储在学习控制装置2的学习存储装置22中的所有校正数据，且标记F设置为0。然后，等待块返回命令的输入(entry)(步骤S14)。如果输入了块返回命令，则过程返回步骤S1，在该步骤继续加工程序检查处理。

如果加工程序检查表明：在特定学习控制间隔中输入不适合命令或信号，使得在学习处理期间操作模式改变，则停止检查操作，输入不适合命令或信号的影响的消息，无效学习控制，且清除学习控制的所有校正数据。因此，加工程序可以容易地校正，且可以很快地消除由于学习控制引起的错误切割的原因。

Claims (2)

1.一种用于控制伺服马达操作机器的数字控制器，具有学习控制功能，在重复执行相同的操作模式期间基于位置偏差获得校正数据和基于该获得的校正数据校正在执行相同操作模式时的位置偏差，所述数字控制器包括：

监视装置，从该学习控制的开始至结束监视程序命令和输入信号，以便检测不适合该学习控制的程序命令或输入信号，使得操作模式改变；和

停止装置，当由所述监视装置检测到不适合该学习控制的程序命令或输入信号时，执行中止该机器操作的告警停止。

2.一种用于控制伺服马达操作机器的数字控制器，具有学习控制功能，在重复相同的操作模式期间基于位置偏差获得校正数据和基于该获得的校正数据校正在相同的操作模式期间的位置偏差，所述数字控制器包括：

监视装置，从学习控制的开始至结束监视程序命令和输入信号，以便检测到不适合该学习控制的程序命令或输入信号，使得该操作模式改变；和

停止装置，当由所述监视装置检测到不适合学习控制的程序命令或输入信号时，执行停止该机器操作的保持进给停止。

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