CN105938357A - 通过将多个系统分组而能够统一管理控制的控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种控制装置，根据系统组设定单元参数设定，从上述多个系统中选择两个以上的系统，设定为一个系统组，根据主系统选择单元参数设定，将上述系统组中的一个系统作为成为动作基准的主系统而进行选择，将上述系统组的其它系统分类为从系统群，参照在控制信息存储单元中作为主控制信息而存储的程序指令、控制信号、控制参数，控制上述从系统群的动作使得与上述主系统的动作同步。

Description

通过将多个系统分组而能够统一管理控制的控制装置

技术领域

本发明涉及一种控制装置，特别是涉及一种通过将多个系统分组而能够统一管理控制的控制装置。

背景技术

图18是说明由带式输送机和多台刻印机构成的系统的图。该系统由带式输送机10、第一刻印机11、第二刻印机12以及对带式输送机10、第一刻印机11、第二刻印机12进行控制的未图示的控制装置构成。而且，该系统对通过带式输送机10向移动方向21运送的目标物20，在预定的位置进行刻印。系统整体的执行步调依赖于带式输送机10，在分配了各刻印机11、12分配的定时进行动作从而进行对应。

如果由一个系统、一个顺序程序控制系统整体，则当以带式输送机10将系统整体的步调设为50％的方式进行指令时，各个刻印机11、12分别以50％的步调进行动作，带式输送机10与刻印机11、12的时机不会变乱。

另外，在日本专利第3893334号公报中公开了一种多系统数控装置，用一台来控制进行车削加工、磨削加工、装载控制等多个加工或其它操作的机床。如日本专利第3893334号公报所公开那样，在同时执行种类不同的控制时，使用将系统分割为多个系统，独立且同时并行地执行该各个系统的方法。另外，通常在系统之间独立地进行动作，同时也根据需要在系统之间进行协调动作，从而构建通用性更高的系统。

在图18示出的系统中，由于通过一个系统控制系统整体，因此各个设备失去独立性，即使系统结构、加工内容的变更例如是局部的，也需要重组顺序程序整体的控制，结果是必须要花费大量的劳力。

如果以多个系统、多个顺序程序来控制系统，则各设备维持独立性，即使对系统结构、加工内容的局部变更，也能够通过仅重组所需部分的控制而灵活地进行对应。但是，由于以多个系统进行控制，因此在带式输送机的步调变更为50％的情况下，为了使各刻印机也追随该步调而成为50％的步调，需要以取得协作的方式组合多个顺序程序，构建必须花费大量的劳力。

如上所述，在多个系统之间实现协调动作的情况下，需要使控制各系统的顺序程序进行协作，但是组合所协作的顺序程序的作业难度高。另外，在变更系统结构时，需要重组进行协作的顺序程序，在每次变更系统结构时，作业必须花费大量的时间。

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，该控制装置能够通过主系统的控制来控制多个从系统，系统之间的协作变得容易，并且能够不需要变更从系统的顺序程序而灵活地对应系统结构的变化，与主系统进行协作而使从系统群进行动作。

本发明的控制装置具有：多个指令分析单元，其用于控制具有由电动机驱动的多个轴的机械；多个指令执行单元，其执行由该指令分析单元分析得到的指令；以及系统设定单元，其将上述多个轴中通过一个程序进行控制的1个轴或多个轴作为一个系统，并将上述多个轴分别设定在多个系统上，该控制装置控制上述多个系统，其特征在于，该控制装置具有：

系统组设定单元，其根据参数设定，从上述多个系统中选择两个以上的系统，设定为一个系统组；主系统选择单元，其根据参数设定，将上述系统组中的一个系统选择为成为动作基准的主系统，将上述系统组的其它系统分类为从系统群；控制信息存储单元，其将上述主系统的控制所需要的上述程序和该程序的控制相关的信号以及由参数组成的控制数据存储为主控制信息；以及同步单元，其在上述从系统群的控制中，参照被存储为上述主控制信息的程序指令、控制信号、控制参数，控制上述从系统群的动作使得与上述主系统的动作同步。

上述系统组设定单元也可以是根据信号控制或程序的指令在任意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也可以是根据信号控制或程序的指令在任意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也可以是通过从多个主系统中选择主系统，从而构成主-从分级多路复用结构。

根据本发明的结构，能够提供以下一种控制装置：系统组的从系统群参照所存储的主系统信息而进行动作，由此成为主系统和属于相同系统组的从系统同步了的控制，因此系统之间的同步变得容易。另外，对于系统数的增减、替换主系统那样的系统结构的变化，通过变更系统组和主系统的设定，并重新设定进行同步的系统的组，由此能够容易地应用。

附图说明

通过参照附图说明以下的实施例，能够更加明确本发明的上述以及其他目的和特征。在这些图中：

图1是说明由带式输送机和3台刻印机构成的系统的图。

图2是说明在图1示出的系统中能够实现同步的速度变化但顺序程序的生成要费工夫的系统控制的示例的图。

图3是说明在图1示出的系统中，对于主系统即带式输送机的顺序程序造成的速度变化，能够实现从系统群即3台刻印机同步后的速度变化这一情况的图。

图4是说明系统组与主系统的设定的图。

图5是说明系统组结构的图。

图6是说明现有的系统控制的图。

图7是说明本发明所涉及的系统控制的图。

图8是说明机械结构变更前与机械结构变更后的图。

图9是说明系统组的组编号的设定的图。

图10是说明通过程序进行系统组的设定的图。

图11是说明主变更前与主变更后的图。

图12是说明将多个系统组集中为一个系统组的图。

图13是说明原系统组1的图。

图14是说明原系统组2的图。

图15是说明新系统组的图。

图16是本发明所涉及的控制装置的功能框图。

图17是说明控制流程的图。

图18是说明由带式输送机和2台刻印机构成的系统的图。

具体实施方式

在本发明的控制装置中，根据参数设定或信号的控制、程序等指令，将多个系统集中为一个系统组，在该多个系统中的一个系统设定为主系统，将其它系统设定为从系统。而且在从系统中，根据主系统所执行的程序指令、基于主系统的顺序程序的控制信号、在主系统设定的控制参数等各个信息，进行控制使基于从系统的程序指令的从系统的动作相对于主系统的动作而同步。

通过设置这种结构，例如即使在对主系统进行倍率等控制的情况下，从系统参照对主系统输入的倍率信号和在主系统设定的控制参数而进行分析，将自身系统的动作相对于主系统的动作进行同步控制，因此与现有技术不同，不需要对以与主系统之间的协作为目的的从系统输入顺序程序的变更、控制信号，仅通过变更主系统的控制数据，就能够以统一管理的方式控制其它很多系统。

以下，根据附图说明本发明的实施方式。此外，使用相同附图标记说明与现有技术的说明相同或类似的结构。

<第一实施方式>

举例说明由图1示出的带式输送机和3台刻印机构成的系统。该系统由带式输送机10、第一刻印机11、第二刻印机12、第三刻印机13以及对带式输送机10、第一刻印机11、第二刻印机12、第三刻印机13进行控制的控制装置100构成。

例如当带式输送机10的速度在任意定时发生变化时，3台刻印机11、12、13需要与带式输送机10同步地使速度变化，如果不能实现这些则对错误的位置进行刻印。

如图2所示，在将第一系统的控制1设定为带式输送机10的控制、将第二～第四系统的控制2、3、4设定为分别与3台刻印机11、12、13的控制的情况下，通过各种设定以及生成进行系统之间协作的顺序程序，能够实现同步的速度变化，但是为了将成为基准的带式输送机与3台刻印机分别进行协作，需要修正各个系统的顺序程序，因此费工夫。

因此，使用本发明的方法，将第一～第四系统设为系统组，其中将第一系统设定为主系统。图3是说明在图1示出的系统中，在通过顺序程序变更作为主系统41的带式输送机10的速度的情况下，能够实现从系统群42即3台刻印机11、12、13同步后的速度变化的图。

系统组的设定和主系统的设定分别通过参数来实现。在系统组设定参数中根据组编号设定各个系统属于哪一个系统组。在主系统设定参数中，对要作为主系统的系统设定1，对其它从系统设定0。作为示例，进行图4那样的设定，使得在图3的结构中将系统1～4设为相同系统组(组编号1)，其中将主系统设为第一系统。

在使用本发明的方法的情况下，一边参照主系统41即第一系统的各种设定(附图标记43a)和存储了第一系统的顺序(附图标记43b)数据的主控制信息存储区域而一边执行在从系统群42中设定的第二～第四系统的控制2、3、4。由此，能够通过第一系统的各种设定43a和第一系统的顺序43b统一地管理系统组40整体，在根据顺序程序变更主系统41即带式输送机10的速度的情况下，能够容易地实现从系统群42即3台刻印机11、12、13同步后的速度变化。

图5是说明系统组的结构的图。在系统组40中，主系统41是第一系统的带式输送机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。根据该结构，从系统参照主系统即第一系统的速度变化，由此同步地进行动作。

图6是说明系统的现有的控制的图。目前，在各系统中将程序指令(程序：文本格式程序语句或顺序程序)30设为起点，通过控制信号31和控制参数32来控制最终的电动机33的旋转。

(示例)

关于以每分钟1000毫米的速度使轴进行移动的程序指令，在存在将速度变换为250％而执行的倍率控制信号的设定以及将最大速度限制为每分钟2000毫米的参数的设定的情况下，通过分析这些设定，作为结果成为轴以每分钟2000毫米的速度进行移动的动作。

在图6示出的示例的情况下，进行以下的输入/变换/限制/输出。

程序指令分析：输入每分钟1000毫米的速度指令

→控制信号分析：使速度指令变化为每分钟2500毫米的速度

→控制参数分析：将速度指令限制为每分钟2000毫米的速度

→最终输出：电动机以每分钟2000毫米的速度进行旋转

图7是说明本发明所涉及的系统控制的图。由对机床、工业机械进行控制的控制装置进行该系统控制。在本发明中，在系统组中，作为从系统群按照主系统进行动作的方式的具体实现方法，系统组的主系统50将用于控制主系统的控制信息存储到主控制信息存储区域80，系统组的从系统群的从系统60参照存储在该主控制信息存储区域80内的主系统50的控制信息，根据该主系统50的控制信息和自系统(从系统)的程序来进行自系统的控制。

更详细地说，主系统50具备程序指令分析部51、控制信号分析部52以及控制参数分析部53。

程序指令分析部51读出存储在未图示存储器中的主系统50用程序(在图5的示例中控制带式输送机10的NC程序等)并进行分析，生成表示该程序的指令内容的程序指令数据。

控制信号分析部52分析通过顺序程序输入到主系统的控制信号，对由程序指令分析部51所生成的程序指令数据施加基于该控制信号的变更。例如在输入了将速度变换为250％而执行的倍率控制信号的情况下，将通过程序指令数据进行指令的进给速度变换为2.5倍(250％)。

控制参数分析部53根据对主系统设定的控制参数，对由控制信号分析部52变换得到的程序指令数据施加进一步的变换、限制等。例如在有将主系统轴的最大速度限制为每分钟2000毫米的速度的参数设定的情况下，在由控制信号分析部52变换得到的指令数据所指令的进给速度超过每分钟速度2000毫米的情况下，固定为每分钟速度2000毫米。

并且，根据由程序指令分析部51、控制信号分析部52以及控制参数分析部53生成的程序指令数据，经由放大器54来驱动控制电动机55。此时，在主系统50中，将由程序指令分析部51输出的程序指令数据、由控制信号分析部52分析的控制信号以及由控制参数分析部53分析的控制参数存储到主控制信息存储区域80中(程序指令数据81、控制信号82、控制参数83)。

另一方面，从系统60具备程序指令分析部61、程序指令参照/取得部62、控制信号参照/取得部63、控制信号分析部64、控制参数参照/取得部65、控制参数分析部66以及同步控制部67。

程序指令分析部61读出存储在未图示存储器中的从系统60用的程序(在图4的示例中控制第一刻印器11的NC程序等)并进行分析，生成表示该程序的指令内容的程序指令数据。

程序指令参照/取得部62参照主控制信息存储区域80，在存储有主系统50的程序指令数据的情况下，取得该主系统50的程序指令数据81。

控制信号参照/取得部63参照主控制信息存储区域80，在存储有主系统50的控制信号的情况下，取得该主系统50的控制信号82。

控制信号分析部64分析由控制信号参照/取得部63取得到的主系统50的控制信号82，根据分析结果，对由程序指令参照/取得部62取得到的主系统50的程序指令数据81施加基于该主系统50的控制信号的变更。

控制参数参照/取得部65参照主控制信息存储区域80，在存储有主系统50的控制参数的情况下，取得该主系统50的控制参数83。

控制参数分析部66分析由控制参数参照/取得部65取得到的主系统50的控制参数83，根据对主系统设定的控制参数83，对由控制信号分析部64变换得到的主系统50的程序指令数据81施加进一步的变换、限制等。

同步控制部67根据由程序指令参照/取得部62取得到的主系统50的程序指令数据、通过控制信号分析部64和控制参数分析部66的分析结果而得到的进行了变换和限制等之后的主系统50的程序指令数据，分析程序指令数据通过基于主系统50中的控制信号和控制参数的控制发生了怎样的变化，并根据该分析结果进行变换使得由程序指令分析部61生成的程序指令数据与主系统50的程序指令数据同步，并且根据该变换后的该程序指令数据经由放大器68来驱动电动机69。

例如在主系统50中如图6示出的示例那样进行了速度指令的情况下，主系统50对于程序指令的每分钟速度1000毫米，根据倍率控制信号的设定以及参数的设定，以每分钟2000毫米的速度即2倍的速度进行动作。

同步控制部67根据由程序指令参照/取得部62取得到的主系统50的程序指令数据、通过各分析部的分析结果得到的进行了变换和限制等之后的主系统50的程序指令数据，分析在主系统50中轴以2倍的速度进行驱动的情况，系统60的程序指令数据中的轴的进给速度变换为2倍的速度使得与主系统50同步，根据变换后的程序指令数据经由放大器68来驱动电动机69。

<第二实施方式>

另外，有时机械结构根据机械的使用状况而变更的情况。例如在上述第一实施方式中示出的机械结构中为3台刻印机，但是由于目标物变更等理由，有时会增减所需要的刻印机的台数。

图8是说明一边根据目标物而随时切换系统组一边进行加工的状况的示例，是由1台带式输送机10和4台刻印机11、12、13、14组成的结构。如图8A所示，在目标物为圆形加工物的情况下，不需要第四刻印机14，但是如图8B所示，在目标物为矩形加工物的情况下，需要使用第四刻印机14。在这种情况下，作业人员根据目标物随时变更系统组的设定，在圆形加工物的情况下，从系统组取下第五系统(第四刻印机14)，在矩形加工物的情况下，在系统组中包括第五系统(第四刻印机14)，由此进行对应。

在该情况下，在以手动方式变更参数设定而切换系统组的方式中，会产生每次进行切换时使机械停止而重新设定参数这样的劳力。不需要通过信号控制切换系统组而使机械停止，从而提高作业效率。基于程序指令的系统组切换也与基于信号控制的系统组切换相同。

[目标物：圆形加工物]

系统组：第一～第四系统

主系统：第一系统(带式输送机)

从系统：第二～第四系统(刻印机3台)

[目标物：矩形加工物]

系统组：第一～第五系统

主系统：第一系统(带式输送机)

从系统：第二～第五系统(刻印机4台)

如图9、图10所示，能够通过信号、程序进行系统组设定以及其设定的变更。

[信号]设定系统组的组编号(参照图9)。

[程序]执行系统组设定指令(参照图10)。

对系统组变更代码即G100进行指令，以与M连续的数字来设定主系统的系统编号，并以与S连续的数字来设定从系统的系统编号(参照图10)。

<第三实施方式>

有时会根据状况变更主系统。例如图11A所示，使用第一带式输送机10和刻印机11来设定系统组，将带式输送机10设定为主系统。通常，不需要使输送刻印后的目标物20的第二带式输送机16的定时一致，因此不包含在系统组中。但是，在输送用第二带式输送机16停滞的情况下，如果目标物20被持续从第一带式输送机10输送，则目标物20过量滞留于第二带式输送机16而会产生碰撞。在这种情况下，如图11B所示，在第二带式输送机16开始停滞时，使第二带式输送机16包含在系统组中，将第二带式输送机16设定为主系统，将第一带式输送机10和刻印机11设定为从系统，由此在第二带式输送机16停止或以低速进行动作的情况下，第一带式输送机10与刻印机11也同步地停止或以低速进行动作，由此能够避免目标物20的碰撞。

在该情况下，如果以手动方式变更参数设定并切换系统组和主系统是来不及的，因此通过监视第二带式输送机16并通过信号进行切换，能够实现自动且迅速的切换动作。

<第四实施方式>

有时会根据状况将多个系统组集中为一个系统组。例如在上述第一实施方式中示出的机械结构中，由带式输送机和3台刻印机构成系统组，但是举例说明通过图12所示那样的里侧的系统组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的系统。

在该情况下，如果在系统组1和系统组2中不使定时一致则目标物20会有落下的危险，系统组1与系统组2必须同步。

因此，从系统组1、2的两个主系统中进一步选择主系统，将两个系统组整合为一个系统组，第五系统与第一系统同步，第六、第七系统相对于其同步结果同步地进行动作，由此以分层结构的方式能够通过最上位的主系统进行统一管理，按照最上位主系统的定时来控制系统组整体，由此能够容易地实现定时的同步。

以下，使用附图说明系统组结构。

从主系统中设定主系统，从而能够实现主-从分级多路复用结构。

·原系统组1(主系统：第一系统、从系统：第二～第四系统)(参照图13)

·原系统组2(主系统：第五系统、从系统：第六，7系统)(参照图14)

·新系统组(分级多路复用结构的系统组)(参照图15)

图16是本发明所涉及的控制装置的功能框图。控制装置100如上所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17是说明控制流程的图。在开始进行一般的控制时，在属于系统组的情况下，取得是主系统或是从系统的属性。如果系统为主系统，则将控制信息存储到与系统组编号对应的存储区域。如果系统为从系统，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并进行控制。

以下，按照各个步骤进行说明。

[步骤SA01]在开始进行控制时，首先确认是否为属于系统组的系统，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]取得规定各系统是否为主系统或是否为从系统的属性数据。

[步骤SA03]判断系统是否为主系统，在是主系统的情况下(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]将控制信息存储到存储区域，转移到步骤SA05。

[步骤SA05]判断是否为从系统，在是从系统的情况下(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]执行控制并使结束。

如上所述，通过本发明的控制装置，即使由多个系统、多个顺序程序控制系统，也能够不使用顺序程序之间的协作处理而进行协作动作。

以上，说明了本发明的实施方式，但是本发明并不限定于上述实施方式的示例，通过施加适当的变更，能够以其它方式来实施。

Claims (4)

1.一种控制装置，具有：多个指令分析单元，其用于控制具有由电动机驱动的多个轴的机械；多个指令执行单元，其执行由该指令分析单元分析得到的指令；以及系统设定单元，其将上述多个轴中通过一个程序进行控制的1个轴或多个轴作为一个系统，并将上述多个轴分别设定在多个系统上，该控制装置控制上述多个系统，其特征在于，

该控制装置具有：

系统组设定单元，其根据参数设定，从上述多个系统中选择两个以上的系统，设定为一个系统组；

主系统选择单元，其根据参数设定，将上述系统组中的一个系统选择为成为动作基准的主系统，将上述系统组的其它系统分类为从系统群；

控制信息存储单元，其将上述主系统的控制所需要的上述程序和该程序的控制相关的信号以及由参数组成的控制数据存储为主控制信息；以及

同步单元，其在上述从系统群的控制中，参照被存储为上述主控制信息的程序指令、控制信号、控制参数，控制上述从系统群的动作使得与上述主系统的动作同步。

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信号控制或程序的指令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信号控制或程序的指令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中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，从而构成主-从的分级多路复用结构。