CN104160343B

CN104160343B - 多轴控制系统设定/调整功能辅助装置

Info

Publication number: CN104160343B
Application number: CN201280009885.0A
Authority: CN
Inventors: 铃木恭平
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2012-12-10
Filing date: 2012-12-10
Publication date: 2016-08-24
Anticipated expiration: 2032-12-10
Also published as: JPWO2014091547A1; KR101451053B1; WO2014091547A1; JP5295467B1; KR20140093894A; US20140163738A1; TWI498693B; CN104160343A; DE112012001007T5; TW201423293A

Abstract

实施方式的多轴控制系统设定/调整功能辅助装置，具有经由输入单元及输出单元而对多轴控制系统(11)进行设定/调整的功能，其中，该多轴控制系统具有多个由1个伺服放大器(13a～13h)和1个伺服电动机(14a～14h)组合而成的轴，使用运动控制器(12)的指令使多个所述轴同步而执行定位控制，根据多轴控制系统设定/调整功能辅助装置，对于以列表形式显示在所述输出单元上的赋予了序号的多个所述轴的系统结构，通过所述输入单元针对各所述轴进行组的属性的设定，在将多个所述轴的系统结构以列表形式显示在所述输出单元上时，根据来自所述输入单元的指令，按照所述序号或所述组进行排序。

Description

多轴控制系统设定/调整功能辅助装置

技术领域

本发明涉及一种多轴控制系统中的设定/调整功能，即，涉及辅助实现针对多轴控制系统的系统结构设定功能、参数设定功能、监视功能以及测试功能的多轴控制系统设定/调整功能辅助装置。

背景技术

在专利文献1中，记载有将多个轴逻辑分组化并进行定义的内容。另外，在专利文献2中，记载有将多个轴分组化并针对每一个轴组设定参数的内容。

在专利文献3中，记载有将1个轴的调整结果即伺服参数扩展至其它轴，从而针对多个轴设定相同的伺服参数的内容。

在专利文献4中，记载有在特定的轴组、多个轴组以及全部轴之间切换并进行信息显示的内容。

在专利文献5中记载有下述内容，即，对执行同步控制的轴进行设定，将赋予至其中任意轴上的指令复制并赋予给其它轴，从而向所设定的全部轴赋予相同的指令。

专利文献1：日本特开平11－231915号公报

专利文献2：日本特开平10－187210号公报

专利文献3：日本特开2007－172156号公报

专利文献4：日本特开2000－330615号公报

专利文献5：日本特开2005－50096号公报

发明内容

包括专利文献1及专利文献2在内，在现有的系统结构设定功能中，能够通过将多个轴分组化而确认轴之间的关联性，但存在下述问题，即，在设定了多个轴的情况下，难以把握整体的系统结构且设定/调整耗费时间以及工作量。

在现有的参数设定功能中，即使在针对多个轴设定进行相同动作的同步控制的情况下，也需要对应于轴的数量而重复地针对每个轴进行伺服数据、伺服参数及同步参数的设定。

在现有的监视功能中，能够在全部轴、任意轴或任意轴组之间切换并显示监视信息，但存在下述问题，即，在显示全部轴的监视信息的情况下，难以把握整体的系统结构，且设定/调整耗费时间和工作量。

在现有的测试功能中，在指定同时执行测试运转的多个轴的情况下，需要针对每个轴进行指定，需要在执行测试运转之前，检查在轴之间伺服数据及伺服参数是否适当。

本发明就是鉴于上述问题而提出的，其目的在于得到一种多轴控制系统设定/调整功能辅助装置，其在使多个轴同步而执行定位控制的多轴控制系统中，辅助实现系统结构设定功能、参数设定功能、监视功能及测试功能，能够减少设定/调整所需的时间和工作量。

为了解决上述课题、实现目的，本发明的特征在于，具有经由输入单元及输出单元而对多轴控制系统进行设定/调整的功能，其中，该多轴控制系统具有多个由1个伺服放大器和1个伺服电动机组合而成的轴，使用运动控制器的指令使多个所述轴同步而执行定位控制，对于以列表形式显示在所述输出单元上的赋予了序号的多个所述轴的系统结构，通过所述输入单元对各所述轴进行组的属性的设定，在将多个所述轴的系统结构以列表形式显示在所述输出单元上时，根据来自所述输入单元的指令，按照所述序号或者所述组进行排序。

发明的效果

根据本发明所涉及的多轴控制系统设定/调整功能辅助装置，实现下述效果，即，通过将轴的系统结构以列表形式进行显示，按照轴组进行排序，从而可以容易地把握整体的系统结构，通过将多个轴组进一步分组化、将轴组分级，从而即使在设定了多个轴的情况下，也可以容易地把握系统结构。

附图说明

图1是表示本实施方式中的多轴控制系统及多轴控制系统设定/调整功能辅助装置的系统结构图的一个例子的图。

图2是表示本实施方式中的对轴组进行设定并将轴组分级的系统结构设定画面的一个例子的图。

图3是表示本实施方式中的用于针对各轴组设定参数的处理的流程图。

图4是表示本实施方式中的设定了轴组后的监视功能画面的一个例子的图。

图5是表示本实施方式中的将多个轴指定为执行轴的“点动运转”画面的一个例子的图。

图6是表示本实施方式中的将多个轴指定为执行轴的“手动脉冲器运转”画面的一个例子的图。

图7是表示本实施方式中的将多个轴指定为执行轴的“原点复位”画面的一个例子的图。

图8是表示本实施方式中的以“轴No.”对执行测试运转的轴进行指定的画面的一个例子的图。

图9是表示本实施方式中的以“组No.”对执行测试运转的轴进行指定的画面的一个例子的图。

图10是表示本实施方式中的用于在对伺服数据及伺服参数进行检查之后执行点动（JOG）运转的处理的流程图。

具体实施方式

下面，基于附图，详细说明本发明所涉及的多轴控制系统设定/调整功能辅助装置的实施方式。此外，本发明并不由本实施方式限定。

实施方式.

图1示出本发明的实施方式所涉及的充填机、包装机、工作机械等使多个轴同步而执行定位控制的多轴控制系统以及多轴控制系统设定/调整功能辅助装置的结构图的一个例子。多轴控制系统11的结构为，具有运动控制器12、伺服放大器13a至13h、伺服电动机14a至14h、以及机械机构15a至15c。运动控制器12与通用个人计算机16连接，将使用通用个人计算机16设定的系统结构及参数写入至运动控制器12。在通用个人计算机16上使用监视功能，从运动控制器12读取监视信息。在通用个人计算机16上使用测试功能，将指令发送至运动控制器12。在本实施方式中，通用个人计算机16作为经由输入单元（键盘、鼠标等）以及输出单元（显示器等）而执行上述功能及以下所说明的功能的多轴控制系统设定/调整功能辅助装置（工程设计工具）起作用。

图2是表示本实施方式中的设定了包含多个轴的轴组，将多个轴组进一步分组化并将轴组分级的系统结构设定画面的一个例子的图。系统结构设定画面显示在例如通用个人计算机16的显示器（输出单元）上。在系统结构设定画面中，通过经由通用个人计算机16的输入单元的操作而以列表形式显示轴的系统结构，通过点击“轴No.”的显示栏而能够按照轴No.顺序进行排序，通过点击“组No.”的显示栏而能够按照组No.顺序进行排序。“轴No.”是赋予该轴的序号。针对各轴，经由输入单元设定“轴No.”、“伺服放大器型号”、“组No.”及“组名称”。在图2的例子中，针对轴1至4，将“组No.”设定为“1”、将“组名称”设定为“A组”而进行分组化，针对轴5、6，将“组No.”设定为“2”、将“组名称”设定为“B组”而进行分组化。“组No.”及“组名称”是组（下面也称为轴组）的属性。通过针对多个轴设定相同的“组No.”及“组名称”而能够进行分组化。将组1（“组No.”为“1”的轴组，即A组）和组2（“组No.”为“2”的轴组，即B组）的轴组进一步分组化，对该分级后的轴组设定上位属性即“系统A”这一名称。相同地，将组3和组4的轴组进一步分组化而设定上位属性“系统B”，将组5和组6的轴组进一步分组化而设定上位属性“系统C”。对于这种分级后的组，可以对应于每个包含有多个轴组的上位属性即系统，以折叠方式对显示/不显示进行切换。

图3是表示本实施方式中的用于针对每一个轴组进行参数设定的处理的流程图。下面，详细说明各步骤的内容。

将执行定位控制所需的伺服器的设定值称为伺服数据，将伺服动作所需的伺服放大器的特性值称为伺服参数，将为了实现将齿轮、轴、变速器、凸轮等机械机构置换为软件后的同步控制所需的设定值称为同步参数。首先，在（步骤S31）中，针对任意轴，作为伺服数据、伺服参数、或同步参数而设定规定的值。

然后，在（步骤S32）中，判断是否存在与（步骤S31）中设定了参数的轴包含在相同轴组中的轴。在存在该轴的情况（步骤S32：是）下，进入（步骤S33），在不存在该轴的情况（步骤S32：否）下，结束处理。

最后，在（步骤S33）中，针对与（步骤S31）中设定了参数（伺服数据、伺服参数、或同步参数）的轴包含在相同轴组中的全部轴，作为伺服数据、伺服参数、或同步参数，反映出在（步骤S31）中设定的规定值（其中，不需要进行操作，自动反映）。即，使得相同轴组的轴具有相同参数（伺服数据、伺服参数、或同步参数）的设定值。

如上所述，可以将设定了相同动作的同步控制的多个轴分组化，设定包含在该轴组中的任意轴的伺服数据、伺服参数及同步参数，向与该轴包含在相同轴组中的全部轴同时反映相同的参数，从而可以按轴组来设定参数，省去对应于轴的数量重复进行参数设定的麻烦。

图4是表示与图2的系统结构设定画面的例子相同地设定了轴组的情况下的监视功能画面的一个例子的图。在监视功能画面中，可以切换为全部轴、任意轴或任意轴组而显示监视信息，在图4的例子中，显示的是组1至3（轴1至8）。在显示全部轴的监视信息的情况下，能够通过对“轴No.”显示栏或“组No.”显示栏进行拖放而进行排序。选择各监视项目的数据显示栏，在该监视项目针对的是位设备（bit device）的情况下，可以通过右键菜单针对每一个轴或轴组设置ON、OFF、或使ON/OFF对换，在该监视项目针对的是字设备（word device）的情况下，可以在数据显示栏中写入任意数据。选择各监视项目的数据显示栏，能够通过右键菜单针对期望的每一个轴或轴组而将各监视项目设定在数字示波器的探头（probe）中。

如上所述，通过与系统结构对应地设定轴组，切换为全部轴、任意轴或任意轴组而显示监视信息，并按照轴组对全部轴的监视信息进行排序并显示，从而可以容易地把握整体的系统结构，可以针对每一个轴或轴组而将各监视项目的位设备设为ON、OFF或使ON/OFF对换，可以将任意数据写入至各监视项目的字设备，可以针对每一个轴或轴组将各监视项目设定在数字示波器的探头中，由此，可以提高调整的作业效率。

图5是表示本实施方式中的将多个轴指定为执行轴的“点动运转”画面的一个例子的图。在“点动运转”画面中，使用输入单元（键盘、鼠标等）将“轴No.指定”按钮51按下而启动图8的“轴No.指定”画面，或者将“组No.指定”按钮52按下而启动图9的“组No.指定”画面，指定执行点动运转的轴。将所指定的轴显示在执行轴一览53中。在点动速度设定栏54中输入执行点动运转的速度（其中，假定对于执行的全部轴是共通的）。在将点动正转按钮55按下的期间内，沿正转方向执行点动运转，或者，在将点动反转按钮56按下的期间内，沿反转方向执行点动运转。将监视显示按钮57按下，启动图4的监视功能画面。将结束按钮58按下，使“点动运转”画面结束。

图6是表示本实施方式中的将多个轴指定为执行轴的“手动脉冲器运转”画面的一个例子的图。在“手动脉冲器运转”画面中，使用输入单元将“轴No.指定”按钮61按下而启动图8的“轴No.指定”画面，或者将“组No.指定”按钮62按下而启动图9的“组No.指定”画面，指定执行手动脉冲器运转的轴。将所指定的轴显示在执行轴一览63中。作为手动脉冲器的设定，将值输入在平滑化倍率设定栏64a、单个脉冲输入倍率设定栏64b、手动脉冲器单个脉冲的移动量设定栏64c中（其中，假定对于执行的全部轴是共通的）。将手动脉冲器许可按钮65按下，将手动脉冲器运转设为允许执行的状态。将手动脉冲器不许可按钮66按下，将手动脉冲器运转设为不允许执行的状态。将监视显示按钮67按下，启动图4的监视功能画面。将结束按钮68按下，使“手动脉冲器运转”画面结束。

图7是表示本实施方式中的将多个轴指定为执行轴的“原点复位”画面的一个例子的图。在“原点复位”画面中，使用输入单元将“轴No.指定”按钮71按下而启动图8的“轴No.指定”画面，或者将“组No.指定”按钮72按下而启动图9的“组No.指定”画面，指定执行原点复位的轴。将所指定的轴显示在执行轴一览73中。将原点复位启动按钮74按下，执行原点复位。将监视显示按钮75按下，启动图4的监视功能画面。将结束按钮76按下，使“原点复位”画面结束。

图8是表示本实施方式中的由“轴No.”对执行点动运转、手动脉冲器运转及原点复位这些测试运转的轴进行指定的“轴No.指定”画面的一个例子的图。从轴选择栏81中选择执行测试运转的轴，按下追加按钮82而登记在执行轴栏84中。从执行轴栏84中选择已登记的轴，按下删除按钮83而解除登记。按下OK按钮85，确定执行轴栏84的设定内容。按下取消按钮86，放弃执行轴栏84的设定内容。

图9是表示由“组No.”对执行点动运转、手动脉冲器运转及原点复位这些测试运转的轴进行指定的“组No.指定”画面的一个例子的图。从轴组选择栏91中选择执行测试运转的轴组，按下追加按钮92而登记在执行轴组栏94中。将执行轴组中包含的全部轴显示在执行轴栏95中。从执行轴组栏94中选择已登记的轴组，按下删除按钮93而解除登记。按下OK按钮96，确定执行轴组栏94的设定内容。按下取消按钮97，放弃执行轴组栏94的设定内容。

作为用于执行测试运转的处理的一个例子，图10示出了本实施方式中的用于在对伺服数据及伺服参数进行了检查之后执行点动运转的处理的流程图。下面，详细示出各步骤的内容。

首先，在（步骤S101）中，在图8或图9的指定执行测试运转的轴的画面中，指定执行点动运转的轴。

然后，在（步骤S102）中，检查执行测试运转的全部轴的伺服数据及伺服参数在轴之间是否适当。

然后，在（步骤S103）中，判断（步骤S102）中检查的结果是否是没有错误。在没有错误的情况（步骤S103：是）下，进入（步骤S106），在存在错误的情况（步骤S103：否）下，进入（步骤S104）。

在（步骤S104）中，显示对伺服数据及伺服参数进行检查之后的结果的错误内容。

然后，在（步骤S105）中，与（步骤S104）中显示的错误内容对应地，对伺服数据及伺服参数、或者执行点动运转的轴进行变更。到此为止的处理在手动脉冲器运转及原点复位中也相同。然后，再次进入（步骤S102）。

在（步骤S106）中，在图5的“点动运转”画面中，设定点动速度。

然后，在（步骤S107）中，在图5的“点动运转”画面中，按下点动正转按钮或点动反转按钮而执行点动运转。将如上所述进行测试运转的轴的监视信息显示在图4所示的监视功能画面上。

如上所述，通过将同一机械机构中使用的多个轴分组化，指定执行测试运转的轴，从而可以执行该机械机构的测试运转。并且，通过在执行测试运转之前检查伺服数据及伺服参数在轴之间是否适当，从而可以确认机械机构不会进行意外的动作，通过将执行测试运转的轴的监视信息显示在多轴控制系统设定/调整功能辅助装置的输出单元、即通用个人计算机16的显示器上，从而与监视功能协同工作，可以提高调整的作业效率。

如上述说明所示，在本实施方式所涉及的多轴控制系统设定/调整功能辅助装置中，关于系统结构设定功能，显示由运动控制器控制的伺服放大器及伺服电动机的种类及轴数量。在参数设定功能中，针对每一个轴设定伺服数据、伺服参数、及同步参数。在监视功能中，将全部轴或所选择的轴的监视信息一览显示。在测试功能中，对每一个轴执行点动运转、手动脉冲器运转和原点复位这些测试运转。此外，在本实施方式所涉及的多轴控制系统设定/调整功能辅助装置中，还记载有下述内容，即，通过将多个轴组进一步分组化而将轴组分级。

另外，在本实施方式所涉及的多轴控制系统设定/调整功能辅助装置中，还记载有下述内容，即，对轴的系统结构进行列表显示，按照轴组进行排序。另外，在本实施方式所涉及的多轴控制系统设定/调整功能辅助装置中，还记载有下述内容，即，针对轴组中所包含的任意轴设定参数，从而向与该轴包含在相同轴组中的所有轴反映相同的参数，其中，该参数不只是伺服参数，还包含伺服数据及同步参数在内。

另外，在本实施方式所涉及的多轴控制系统设定/调整功能辅助装置中，记载有按照轴组对全部轴的监视信息进行排序并显示的内容。另外，在本实施方式所涉及的多轴控制系统设定/调整功能辅助装置中，记载有下述内容，即，通过按轴或轴组指定执行测试运转的轴，从而同时执行多个轴的测试运转，在执行测试运转之前检查伺服数据及伺服参数在轴之间是否适当。

即，在多轴控制系统中，通过设定包含有多个轴的轴组，并进一步将多个轴组分组化而将轴组分级，由此即使在设定了多个轴的情况下，也可以容易地把握系统结构，通过按轴组设定参数，从而可以省去对应于轴的数量而重复进行参数设定的麻烦，通过实现监视项目的设备操作、监视功能和数字示波器功能的协同工作、每一轴组的测试运转、测试功能和监视功能的协同工作等，从而可以提高调整的作业效率。

此外，本发明并不限定于上述实施方式，可以在不脱离本发明主旨的范围内在实施阶段进行多种变形。另外，上述实施方式包含有多个阶段的发明，可以通过所公开的多个构成要件的适当组合而提取出多种发明。例如，在即使从实施方式中示出的全部构成要件中删除一些构成要件，也可以解决发明内容一栏中描述的课题，得到发明的效果一栏中描述的效果的情况下，可以将删除了该构成要件的结构提取作为发明。此外，也可以将不同的实施方式中的构成要素适当组合。

工业实用性

如上所述，本发明所涉及的多轴控制系统设定/调整功能辅助装置可用于在充填机、包装机、工作机械等多个轴同步而执行定位控制的多轴控制系统中，辅助实现系统结构设定功能、参数设定功能、监视功能以及测试功能，特别地，适于实现针对多轴控制系统的设定/调整作业的高效化。

标号的说明

11多轴控制系统，12运动控制器，13a至13h伺服放大器，14a至14h伺服电动机，15a、15b、15c机械机构，16通用个人计算机，51、61、71“轴No.指定”按钮，52、62、72“组No.指定”按钮，53、63、73执行轴一览，54点动速度设定栏，55点动正转按钮，56点动反转按钮，57、67、75监视显示按钮，58、68、76结束按钮，64a平滑化倍率设定栏，64b单个脉冲输入倍率设定栏，64c手动脉冲器单个脉冲的移动量设定栏，65手动脉冲器许可按钮，66手动脉冲器不许可按钮，74原点复位启动按钮，81轴选择栏，82、92追加按钮，83、93删除按钮，84、95执行轴栏，85、96OK按钮，86、97取消按钮，91轴组选择栏，94执行轴组栏。

Claims

1.一种多轴控制系统设定/调整功能辅助装置，其特征在于，

该多轴控制系统设定/调整功能辅助装置具有经由输入单元及输出单元而对多轴控制系统进行设定/调整的功能，其中，该多轴控制系统具有多个由1个伺服放大器和1个伺服电动机组合而成的轴，使用运动控制器的指令使多个所述轴同步而执行定位控制，

该多轴控制系统设定/调整功能辅助装置，

对于以列表形式显示在所述输出单元上的赋予了序号的多个所述轴的系统结构，通过所述输入单元对各所述轴进行组的属性的设定，

在将多个所述轴的系统结构以列表形式显示在所述输出单元上时，根据来自所述输入单元的指令，按照所述序号或者所述组进行排序。

2.根据权利要求1所述的多轴控制系统设定/调整功能辅助装置，其特征在于，

通过所述输入单元对多个所述组设定上位属性，

根据来自所述输入单元的指令，以所述上位属性为单位，以折叠方式对在所述输出单元上显示/不显示多个所述组进行切换。

3.根据权利要求1或2所述的多轴控制系统设定/调整功能辅助装置，其特征在于，

如果通过所述输入单元设定了任意所述轴的伺服数据、伺服参数、或同步参数的设定值，则针对除了所述设定的轴以外的全部轴的伺服数据、伺服参数、或同步参数，设定与所述设定的轴相同的设定值，

所述伺服数据是为了执行定位控制所需的伺服器的设定值，所述伺服参数是伺服动作所需的伺服放大器的特性值，所述同步参数是包含齿轮、轴、变速器、凸轮在内的机械机构的同步控制中使用的设定值。

4.根据权利要求1或2所述的多轴控制系统设定/调整功能辅助装置，其特征在于，

根据来自所述输入单元的指令切换为全部所述轴、任意所述轴或任意所述组，并将监视信息显示在所述输出单元上，

在将全部所述轴的所述监视信息显示在所述输出单元上的情况下，根据来自所述输入单元的指令而按照所述轴或所述组进行排序，

在所述监视信息针对的是位设备的情况下，根据来自所述输入单元的指令，针对每一个所述轴或所述组，将该监视信息设定为ON或OFF，

在所述监视信息针对的是字设备的情况下，根据来自所述输入单元的指令，在该监视信息中写入任意数据，

根据来自所述输入单元的指令，针对每一个期望的所述轴或所述组，将所述监视信息设定在数字示波器的探头中。

5.根据权利要求1或2所述的多轴控制系统设定/调整功能辅助装置，其特征在于，

根据来自所述输入单元的指令，指定执行测试运转的所述轴所属的组，检查在属于该组的多个所述轴之间伺服数据及伺服参数是否适当，在产生了错误的情况下，对所述伺服数据、所述伺服参数、或所述轴进行变更，

所述伺服数据是为了执行定位控制所需的伺服器的设定值，所述伺服参数是伺服动作所需的伺服放大器的特性值，

在所述错误消除后，同时执行多个所述轴的所述测试运转。

6.根据权利要求5所述的多轴控制系统设定/调整功能辅助装置，其特征在于，

所述测试运转为点动运转、手动脉冲器运转、或原点复位。