CN104423368A - 通过对多个系统进行分组而统一管理控制的控制装置 - Google Patents

通过对多个系统进行分组而统一管理控制的控制装置 Download PDF

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Abstract

在本发明的控制装置中，不是参照自身的系统的各种设定和时序，而是参照作为主系统的第一系统的各种设定以及第一系统的时序，执行作为从系统群的第二～第四系统的控制。由此，按照第一系统的时序对系统组整体进行一元管理。

Description

通过对多个系统进行分组而统一管理控制的控制装置
技术领域
本发明涉及一种能够通过对多个系统进行分组而统一管理控制的控制装置。
背景技术
图21说明由传输带和多台刻印机构成的系统。该系统由传输带10、第一刻印机11、第二刻印机12以及控制传输带10、第一刻印机11、第二刻印机12的未图示的控制装置构成。另外，该系统针对通过传输带10向移动方向21输送来的目标物20，在预先确定位置上进行刻印。系统整体的运行速度依存于传输带10，各刻印机11、12按照所分配的定时进行动作。
如果系统整体是一个系统而通过一个时序程序控制，如果传输带10发出指示使得系统整体的速度成为50％，则各刻印机11、12以50％的速度进行各自的动作，传输带10和刻印机11、12的定时不混乱。
另外，在日本特开2004-86306号公报中，公开了一种多系统数值控制装置，其用一台对旋削加工/铣削加工/装料机控制等多个加工、或加工和其他操作的机床进行控制。如日本特开2004-86306号公报所公开的那样，采用以下的方法，即在同时执行不同种类的控制时，将系统分割为多个系统，使该各系统独立地同时并行执行。另外，通常系统之间独立地动作，根据需要进行系统之间的协调动作，由此来构筑通用性更高的系统。
在图21所示的系统中，由于通过一个系统控制系统整体，各设备的独立性丧失，即使例如部分地变更系统结构和加工内容，也必须重组时序程序整体的控制，作为结果必须花费很多劳力。
如果系统被多个系统或多个时序程序控制，则维持各设备的独立性。由此，即使部分地变更系统结构和加工内容，也能够通过只重组需要部分的控制来灵活地对应。但是，通过多个系统进行控制，因此在传输带的速度变更为50％的情况下，需要重组控制使得各刻印机也跟随它成为50％的速度，即多个时序程序取得协作，而构筑系统必须花费很多的劳力。
如上述那样，为了实现多个系统之间的协调动作，需要使控制各系统的时序程序协作，但组合协作的时序程序的操作的难度高。另外，在变更系统结构时，需要重组进行协作的时序程序，在每次变更系统结构时，操作必须花费很多的时间。
发明内容
因此，本发明的目的在于：提供一种控制装置，其特征在于能够通过主系统的控制来控制多个从系统，容易进行系统之间的协作，另外不变更从系统的时序程序就能够灵活地对应系统结构的变化，使从系统群与主系统协作地动作。
将多个系统汇总定义为系统组，只将其中1个系统设定为主系统，将其他系统设定为从系统。另外，从系统不参照自身的系统的参数、信号等控制数据，而是参照主系统的参数、信号等控制数据进行控制。
由此，例如如果针对主系统进行超驰等的控制，则效果涉及系统组整体，因此只变更主系统的控制数据，就能够统一管理地控制其他很多系统。
另外，本发明的控制装置控制多个系统，该多个系统具备用于控制具有由电动机驱动的多个轴的机械的多个指令分析单元以及执行通过该指令分析单元进行分析的指令的多个指令执行单元、将上述多个轴中的由1个程序控制的1个轴或多个轴设定为系统的系统设定单元，该控制装置具备：系统组设定单元，其从上述多个系统中选择2个以上的系统，设定为1个系统组；主系统选择单元，其选择上述系统组中的1个系统作为成为动作的基准的主系统，将上述系统组的其他系统分类为从系统群；控制信息存储单元，其将由上述主系统的控制所需要的上述程序、该程序的控制相关的信号以及参数所构成的控制数据存储为主控制信息，其中，通过参照上述主控制信息控制上述从系统群，而与上述主系统协作地使上述从系统群动作。
上述系统组设定单元可以是根据参数、信号、或程序在任意的定时进行系统组的设定和变更的单元。
上述主系统选择单元可以是根据参数、信号、或程序在任意的定时进行主系统的设定和变更的单元。
上述主系统选择单元可以通过从多个主系统中选择主系统，而构成主-从的阶层化多重结构。
本发明通过具备以上的结构，提供一种控制装置，其能够通过主系统的控制来控制多个从系统，因此容易进行系统之间的协作，另外不变更从系统的时序程序就能够灵活地对应系统结构的变化。
附图说明
通过参照附图的以下的实施例的说明能够了解本发明的上述以及其他目的和特征。
图1是说明由传输带和3台刻印机构成的系统的图。
图2是说明在图1所示的系统中能够实现同步的速度变化但生成时序程序花费时间的系统控制的例子的图。
图3是说明在图1所示的系统中相对于作为主系统的传输带的时序程序的速度变化能够实现作为从系统群的3台刻印机的同步的速度变化的图。
图4是说明系统组结构的图。
图5是说明现有的系统的控制的图。
图6是说明本发明的一个实施方式的系统的控制的图。
图7是说明机械结构变更前和机械结构变更后的图。
图8是说明根据参数进行系统组的设定的图。
图9是说明根据信号进行系统组的设定的图。
图10是说明根据程序进行系统组的设定的图。
图11是说明主变更前和主变更后的图。
图12是说明根据参数进行主系统的设定的图。
图13是说明根据信号进行主系统的设定的图。
图14是说明根据程序进行主系统的设定的图。
图15是说明将多个系统组汇总为1个系统组的图。
图16是说明原来的系统组1的图。
图17是说明原来的系统组2的图。
图18是说明新的系统组的图。
图19是本发明的一个实施方式的控制装置的功能框图。
图20是说明控制的流程的图。
图21是说明由传输带和2台刻印机构成的系统的图。
具体实施方式
以下，使用相同的符号说明与现有技术相同或类似的结构。
<实施方式1>
以图1所示的由传输带和3台刻印机构成的系统为例子进行说明。该系统由传输带10、第一刻印机11、第二刻印机12、第三刻印机13、以及控制传输带10、第一刻印机11、第二刻印机12、第三刻印机13的控制装置100构成。
例如传输带10的速度在任意的定时变化的情况下，3台刻印机11、12、13也需要与传输带10同步地改变速度，如果不能实现它，则会在错误的位置进行刻印。
如图2所示，在将第一系统的控制1设定为传输带10的控制，将第二～第四系统的控制2、3、4设定为3台刻印机11、12、13各自的控制的情况下，通过各种设定、以及进行系统之间协作的时序程序的生成来实现同步的速度变化，但处理的生成花费时间。
因此，将第一～第四系统设为系统组，从其中将第一系统设定为主系统。图3是说明在图1所示的系统中相对于作为主系统41的传输带10的时序程序的速度变化能够实现作为从系统群42的3台刻印机11、12、13的同步的速度变化的图。
由此，作为从系统42的第二～第四系统的控制2、3、4不参照自身的系统，而是参照作为主系统41的第一系统的各种设定43a以及第一系统的时序43b来执行。即，能够根据第一系统的时序43b统一地管理系统组40整体，能够相对于作为主系统41的传输带10的时序程序的速度变化，实现作为从系统群42的3台刻印机11、12、13的同步的速度变化。
图4是说明系统组结构的图。从系统参照作为主系统的第一系统的速度变化，因此统一地进行动作。在系统组40中，主系统41是第一系统的传输带10，构成从系统群42的从系统(1)是第二系统的第一刻印机11，从系统(2)是第三系统的第二刻印机12，从系统(3)是第四系统的第三刻印机13。
图5是说明现有的系统的控制的图。目前，在各系统中以程序指令30为起点，根据控制信号31和控制参数32控制最终的电动机33的旋转。为此，如上述那样，如果各系统的控制不同步地进行，则作为系统整体会进行错误的动作。此外，该程序指令的程序是文本形式程序句或时序程序。
(例子)
针对使轴以分速1000毫米进行移动的程序指令，在具有将速度变换为25％而执行的超驰控制信号的设定、将最大速度限制为2000毫米的参数的设定的情况下，通过对它们进行分析，作为结果成为轴以分速2000毫米移动这样的动作。
在图5所示的例子的情况下，进行以下的输入/变换/限制/输出。
程序指令分析：输入分速1000毫米的速度指令
→控制信号分析：将速度指令改变为分速2500毫米
→控制参数分析：将速度指令限制为分速2000毫米
→最终输出：电动机以分速2000毫米旋转
图6是说明本发明的一个实施例的系统的控制的图。由控制机床、产业用机械的控制装置进行该系统控制。在系统组中，作为具体地实现从系统群依照主系统动作的方式的方法，系统组的主系统50将控制信息存储在主控制信息存储区域70中，系统组的从系统群的从系统60参照存储在主控制信息存储区域70中的主系统50的控制信息进行控制。
如果详细进行说明，则主系统50执行程序指令分析51、控制信号分析52、控制参数分析53，根据程序指令、控制信号、控制参数，经由放大器54对电动机55进行驱动控制。这时，主系统50将程序指令71、控制信号72以及控制参数73存储在主控制信息存储区域70中。
从系统60执行程序指令分析61，另一方面参照在主控制信息存储区域70中是否存储有程序指令71，如果有存储，则取得该程序指令71(符号62)。
从系统60参照在主控制信息存储区域70中是否存储有控制信号72，如果有存储，则取得该控制信号72(符号63)。从系统60通过控制信号分析64对取得的控制信号72进行分析。
从系统60参照在主控制信息存储区域70中是否存储有控制参数73，如果有存储，则取得该控制参数73(符号65)。从系统60通过控制参数分析66对取得的控制参数进行分析。从系统60根据分析结果，经由放大器67驱动电动机68。
从系统60可以根据主控制信息存储区域的位置数据69，从主控制信息存储区域70取得程序指令71、控制信号72、控制参数73。
<实施方式2>
但是，存在根据机械的使用状况机械结构发生变更的情况。例如，在上述实施方式1所示的机械结构中是3台刻印机，但由于目标物的变更等的理由，所需要的刻印机的台数有时会发生增减。
图7是说明机械结构变更前和机械结构变更后的图。如图7A所示，机械结构变更前是由1台传输带10和3台刻印机11、12、13构成的结构，但如图7B所示，机械结构变更后变更为由1台传输带10和4台刻印机11、12、13、14构成的结构，在该情况下，通过变更系统组的设定，追加从系统，能够容易地对应机械结构的变化。
[变更前]
系统组：第一～第四系统
主系统：第一系统(传输带)
从系统：第二～第四系统(刻印机3台)
[变更后]
系统组：第一～第五系统
主系统：第一系统(传输带)
从系统：第二～第五系统(刻印机4台)
如图8、图9、图10所示，可以根据参数、信号、程序进行系统组的设定和该设定的变更。
[参数]设定系统组编号(参照图8)。
[信号]将与对系统组进行设定的系统的系统编号对应的比特设为1(参照图9)。
[程序]执行系统组设定指令(参照图10)。
针对对主系统设定的系统编号进行M指令，针对对从系统群设定的系统编号进行S指令(参照图10)。
<实施方式3>
有时会根据状况变更主系统。例如，上述实施方式1所示的机械结构是由传输带10和3台刻印机11、12、13对目标物20顺序地实施3次刻印的机械结构。在以任意的顺序只进行必要的刻印的情况下，对于主系统也有时不使用传输带10而使用装载机系统15。在这样的情况下，通过变更系统组设定，变更主系统，能够容易地对应机械结构的变化。
图11是说明主变更前和主变更后的图。以以下的情况为例子进行说明，即将第一系统设定为传输带的控制，将第二～第四系统设定为3台刻印机各自的控制，将第五系统设定为装载机系统。
[变更前]
系统组：第一～第四系统
主系统：第一系统(传输带)
从系统：第二～第四系统(刻印机3台)
[变更后]
系统组：第二～第五系统
主系统：第五系统(装载机系统)
从系统：第二～第四系统(刻印机3台)
可以根据参数、信号、程序进行主系统设定的变更。
[参数]变更主系统设定(参照图12)。
[信号]将与主系统的系统编号对应的比特设为1(参照图13)。
[程序]执行系统组设定指令(参照图14)。
针对对主系统设定的系统编号进行M指令，针对对从系统群设定的系统编号进行S指令(参照图14)。
<实施方式4>
有时根据状况将多个系统组汇总为1个系统组。例如，在上述实施方式1所示的机械结构中，由传输带和刻印机3台构成系统组，但以图15所示那样的以下系统为例子进行说明，即通过里侧的系统组1(主系统：第一系统，从系统：第二～第四系统)和前侧的系统组2(主系统：第五系统，从系统：第六、第七系统)协调地对长形状的目标物两端进行刻印。
在该情况下，如果在系统组1和系统组2中没有使定时一致，则目标物20有落下的危险性，必须在系统组1和系统组2中进行协作。
因此，从系统组1、2的2个主系统中进而选择主系统，将2个系统组统合为1个系统组，由此能够通过在阶层构造中处于最上位的主系统进行统一管理，依照最上位主系统的定时控制系统组整体，由此能够容易地实现定时的协作。
以下，使用附图说明系统组结构。
通过从主系统中设定主系统，能够实现主-从的阶层化多重结构。
·原来的系统组1(主系统：第一系统，从系统：第二～第四系统)(参照图16)
·原来的系统组2(主系统：第五系统，从系统：第六、第七系统)(参照图17)
·新的系统组(阶层化多重机构的系统组)(参照图18)
图19是本发明的一个实施方式的控制装置的功能框图。控制装置100如上述那样，具备分析程序的多个指令分析单元101、根据多个指令分析单元101的分析结果执行指令的多个指令执行单元102、设定系统的系统设定单元103、设定系统组的系统组设定单元104、选择主系统的主系统选择单元105以及存储主控制信息的控制信息存储单元106。
图20是说明控制的流程的图。在开始通常的控制时，该控制属于系统组的情况下，取得是主系统或是从系统的属性。如果系统是主系统，则将控制信息存储到与系统组编号对应的存储区域中。如果系统是从系统，则参照存储在与系统组编号对应的存储区域中的主系统的控制信息进行控制。
以下，依照各步骤进行说明。
[步骤SA01]在开始控制时，首先确认是否是属于系统组的系统，在不属于系统组的情况下(否)，转移到步骤SA07，在属于系统组的情况下(是)，转移到步骤SA02。
[步骤SA02]取得规定各系统是主系统还是从系统的属性数据。
[步骤SA03]判断系统是否是主系统，在主系统的情况下(是)，转移到步骤SA04，在不是主系统的情况下(否)，转移到步骤SA05。
[步骤SA04]将控制信息存储在存储区域中。
[步骤SA05]判断系统是否是从系统，是从系统的情况下(是)，转移到步骤SA06，在不是从系统的情况下(否)，转移到步骤SA07。
[步骤SA06]参照存储区域的控制信息。
[步骤SA07]执行控制，结束。
如上述那样，通过本发明的控制装置，即使通过多个系统、多个时序程序控制系统，也能够不使用时序程序之间的协作处理而进行协作动作。

Claims (4)

1.一种控制装置，具备用于控制具有由电动机驱动的多个轴的机械的多个指令分析单元以及执行通过该指令分析单元进行分析的指令的多个指令执行单元、将上述多个轴中的由1个程序控制的1个轴或多个轴设定为系统的系统设定单元，控制多个系统，该控制装置的特征在于，具备：
系统组设定单元，其从上述多个系统中选择2个以上的系统，设定为1个系统组；
主系统选择单元，其选择上述系统组中的1个系统作为成为动作的基准的主系统，将上述系统组的其他系统分类为从系统群；
控制信息存储单元，其将由上述主系统的控制所需要的上述程序以及该程序的控制相关的信号以及参数所构成的控制数据存储为主控制信息，其中
通过参照上述主控制信息来控制上述从系统群，而与上述主系统协作地使上述从系统群动作。
2.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，
上述系统组设定单元是根据参数、信号、或程序在任意的定时进行系统组的设定和变更的单元。
3.根据权利要求1或2所述的控制装置，其特征在于，
上述主系统选择单元是根据参数、信号、或程序在任意的定时进行主系统的设定和变更的单元。
4.根据权利要求1～3的任意一项所述的控制装置，其特征在于，
上述主系统选择单元通过从多个主系统中选择主系统，而构成主-从的阶层化多重结构。
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