CN107340756A - 数值控制装置及同步跟踪控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种数值控制装置及同步跟踪控制方法。数值控制装置(10)具备：位置表(24)，其定义了主轴(M)的位置与多个从轴(S)的位置之间的位置关系；从轴同步控制部(26)，其按照所述位置表(24)，驱动控制多个从轴(S)，以使多个从轴(S)同步跟踪于主轴(M)；父决定部(28)，其将因故障停止的一个从轴(S)决定为主轴(M)的父；以及主轴控制部(22)，其基于指令位置(CP)驱动控制主轴(M)，在通过父决定部(28)决定了成为主轴(M)的父的从轴(S)的情况下，按照位置表(24)驱动控制主轴(M)，以使主轴(M)与被决定为父的从轴(S)同步。

Description

数值控制装置及同步跟踪控制方法
技术领域
本发明涉及一种使从轴的位置同步跟踪于主轴的位置的数值控制装置及同步跟踪控制方法。
背景技术
将钣金(金属板材)等被加工部件嵌入金属模具来进行加工的压力机中，有时会使用将被加工部件搬入压力机或搬出压力机的传送装置。这种由压力机和传送装置构成的系统中，与成为主轴的压力机的位置同步地驱动传送装置以三维的方式而规定的XYZ三轴的从轴。
日本专利第3720825号公报中公开了与主轴同步地移动一轴以上的从轴的数值控制装置。具体而言，是一种以被施加了移动指令的一轴为主轴，以主轴以外的轴为从轴，并将复制移动指令而获得的移动指令施加给从轴的装置。
发明内容
当周边装置或工件等残留于从轴的路径上而成为障碍物时，通过中止该从轴和主轴的同步控制，并立即停止该从轴(以下称回避从轴)，或使其向退避方向移动，由此来避免与障碍物的冲突。此时，回避从轴与回避从轴以外的轴成为非同步状态，因而有时主轴与从轴互相干扰，或与其他装置互相干扰。
此外，由于伺服放大器的故障等因素导致驱动从轴的伺服电机的励磁减弱时，该从轴(以下称不可控制从轴)因惯性而移动后停止。此时，若不可控制从轴以外的轴(主轴、从轴)继续移动，则不可控制从轴会干扰不可控制从轴以外的轴的动作，因而还会使不可控制从轴以外的轴的励磁减弱而停止，或者，有必要使其减速停止，而励磁不减弱。
当全轴的励磁减弱时，各轴因惯性动作后停止，因而无法进行同步控制。此外，即使在停止不可控制从轴以外的轴，而励磁不减弱的情况下，不可控制从轴与不可控制从轴以外的轴也会成为非同步状态。当主轴与从轴成为非同步状态时，有时主轴与从轴互相干扰，或与其他装置互相干扰。此外，上述日本专利第3720825号公报所记载的发明中也同样无法应对这种问题。
因此，本发明的目的在于，提供一种在为了回避障碍物而有意地停止或移动从轴的情况下或因故障导致从轴停止的情况下，依然维持全轴的同步状态的数值控制装置及同步跟踪控制方法。
本发明的第一实施方式为一种数值控制装置，其具备：位置表，其定义了主轴的位置与从轴的位置的位置关系；从轴同步控制部，其按照所述位置表驱动控制所述从轴，以使所述从轴的位置同步跟踪于所述主轴的位置；父决定部，其将所述从轴决定为所述主轴的父；以及主轴控制部，其基于指令位置驱动控制所述主轴，在通过所述父决定部决定了成为所述主轴的父的所述从轴的情况下，按照所述位置表驱动控制所述主轴，以使所述主轴的位置同步跟踪于被决定为父的所述从轴的位置。
根据该构成，即使在停止或移动从轴的情况下，依然可以维持主轴与从轴的同步状态。从而，可以防止主轴与从轴互相干扰。
本发明的第一实施方式为一种数值控制装置，所述父决定部可以在所述从轴因故障停止的情况下，将该所述从轴决定为所述主轴的父。
由此，即使在从轴因故障停止的情况下，依然可以维持主轴与从轴的同步状态。从而，可以防止主轴与从轴互相干扰。
本发明的第一实施方式为，在所述数值控制装置中，当有多个所述从轴与所述主轴同步时，在通过所述父决定部决定了成为所述主轴的父的所述从轴的情况下，所述从轴同步控制部可以驱动控制被决定为父的所述从轴以外的所述从轴，以使被决定为父的所述从轴以外的所述从轴的位置同步跟踪于所述主轴的位置。
由此，无论是在有意停止或移动多个从轴中的一个从轴的请况下，还是在其因故障停止的情况下，均可以维持所有轴(主轴及多个从轴)的同步状态。从而，可以防止主轴与多个从轴互相干扰，或与其他装置、部件互相干扰。例如，当通过所有从轴驱动一个部件时，即使在一个从轴因故障停止的情况下，依然可以使该部件以正确的移动路径动作。
本发明的第一实施方式为，在所述数值控制装置中，所述从轴同步控制部可以获取所述主轴的位置信息，并利用所述主轴的位置信息和所述位置表驱动控制所述从轴，以使所述从轴的位置同步跟踪于所述主轴的位置。由此，可以恰当地进行从轴向主轴的同步控制，防止主轴与从轴互相干扰。
本发明的第一实施方式为，在所述数值控制装置中，所述主轴控制部可以获取被决定为父的所述从轴的位置信息，并利用获取的所述从轴的位置信息和所述位置表来驱动控制所述主轴，以使所述主轴的位置同步跟踪于被决定为父的所述从轴的位置。由此，可以恰当地进行主轴向被决定为父的从轴的同步控制，防止主轴与从轴互相干扰。
本发明的第一实施方式为所述数值控制装置，在通过所述父决定部决定了成为所述主轴的父的所述从轴的情况下，当所述位置表中有与被决定为父的所述从轴的位置对应的所述主轴的多个同步位置时，所述主轴控制部可以将当前所述主轴的位置附近的所述同步位置决定为所述主轴的位置。由此，可以恰当地进行主轴向被决定为父的从轴的同步控制，防止主轴与从轴互相干扰。
本发明的第二实施方式为一种数值控制装置，其具备：位置表，其预先定义了主轴的位置和多个从轴的位置之间的位置关系；从轴同步控制部，其按照所述位置表驱动控制所述多个从轴，以使所述多个从轴的位置同步跟踪于所述主轴的位置；父决定部，其将所述多个从轴中的一个所述从轴决定为所述主轴的父；以及虚拟轴位置决定部，其按照所述位置表，决定所述虚拟轴的位置，以使虚拟地构建了所述主轴的虚拟轴同步跟踪于被决定为父的所述从轴的位置，在通过所述父决定部决定了成为所述主轴的父的所述从轴的情况下，所述从轴同步控制部按照所述位置表驱动控制被决定为父的所述从轴以外的所述从轴，以使被决定为父的所述从轴以外的所述从轴的位置同步跟踪于所述虚拟轴的位置。此时，在构建虚拟轴时，设该虚拟轴的位置为在该时刻的主轴的位置。
根据该构成，当主轴由其他的控制装置驱动控制时，即使在停止或移动从轴的情况下，依然可以维持所有从轴的同步状态。亦即，当主轴由其他的控制装置驱动控制时，不能将停止的从轴作为主轴的父，所有从轴彼此间的同步状态会被破坏，而通过构建主轴的虚拟轴，可以维持所有从轴彼此间的同步状态。其结果是，当通过所有从轴驱动一个部件时，即使在停止一个从轴的情况下，依然可以使该部件以正确的移动路径动作。
本发明的第二实施方式为一种数值控制装置，所述父决定部可以将因故障停止的一个所述从轴决定为所述主轴的父。
由此，当主轴由其他的控制装置驱动控制时，即使在一个从轴因故障停止的情况下，依然可以维持所有从轴的同步状态。
本发明的第二实施方式为，在所述数值控制装置中，在通过所述父决定部决定了成为所述主轴的父的所述从轴的情况下，当所述位置表中有与被决定为父的所述从轴的位置对应的所述主轴的多个同步位置时，所述虚拟轴位置决定部可以将当前所述虚拟轴的位置附近的所述同步位置决定为所述虚拟轴的位置。由此，可以恰当地进行虚拟轴的位置向被决定为父的从轴的同步控制，可以维持所有从轴的同步状态。
本发明的第三实施方式为一种使从轴的位置同步跟踪于主轴的位置的同步跟踪控制方法，包括：基于指令位置驱动控制所述主轴的主轴驱动控制步骤；按照预先定义了所述主轴的位置与所述从轴的位置之间的位置关系的位置表驱动控制所述从轴，以使所述从轴的位置同步跟踪于所述主轴的位置的从轴同步控制步骤；将所述从轴决定为所述主轴的父的父决定步骤；以及在通过所述父决定步骤决定了成为所述主轴的父的所述从轴的情况下，按照所述位置表驱动控制所述主轴，以使所述主轴的位置同步跟踪于被决定为父的所述从轴的位置的主轴同步控制步骤。
根据该构成，即使在停止或移动从轴的情况下，依然可以维持主轴与从轴的同步状态。从而，可以防止主轴与从轴互相干扰。
本发明的第三实施方式为，在所述同步跟踪控制方法中，在所述父决定步骤中，在所述从轴因故障停止的情况下，可以将该所述从轴决定为所述主轴的父。
由此，即使在从轴因故障停止的情况下，依然可以维持主轴与从轴的同步状态。从而，可以防止主轴与从轴互相干扰。
本发明的第三实施方式为，在所述同步跟踪控制方法中，在所述从轴同步控制步骤中，当有多个所述从轴与所述主轴同步时，在通过所述父决定步骤决定了成为所述主轴的父的所述从轴的情况下，可以驱动控制被决定为父的所述从轴以外的所述从轴，以使被决定为父的所述从轴以外的所述从轴的位置同步跟踪于所述主轴的位置。
由此，无论是在有意停止或移动多个从轴中的一个从轴的请况下，还是在其因故障停止的情况下，均可以维持所有轴(主轴及多个从轴)的同步状态。从而，可以防止主轴与多个从轴互相干扰，或与其他装置、部件互相干扰。例如，当通过所有从轴驱动一个部件时，即使在一个从轴因故障停止的情况下，依然可以使该部件以正确的移动路径动作。
本发明的第三实施方式为，在所述同步跟踪控制方法中，在所述主轴同步控制步骤中，在通过所述父决定步骤决定了成为所述主轴的父的所述从轴的情况下，当所述位置表中有与被决定为父的所述从轴的位置对应的所述主轴的多个同步位置时，可以将当前所述主轴的位置附近的所述同步位置决定为所述主轴的位置。由此，可以恰当地进行主轴向被决定为父的从轴的同步控制，防止主轴与从轴互相干扰。
本发明的第四实施方式为一种使多个从轴的位置同步跟踪于主轴的位置的同步跟踪控制方法，包括：按照预先定义了所述主轴的位置与所述多个从轴的位置之间的位置关系的位置表，驱动控制所述多个从轴，以使所述多个从轴的位置同步跟踪于所述主轴的位置的从轴同步控制步骤；将所述多个从轴中的一个所述从轴决定为所述主轴的父的父决定步骤；以及按照所述位置表，决定所述虚拟轴的位置，以使虚拟地构建了所述主轴的虚拟轴同步跟踪于被决定为父的所述从轴的位置的虚拟轴位置决定步骤，在所述从轴同步控制步骤中，在通过所述父决定步骤决定了成为所述主轴的父的所述从轴的情况下，驱动控制被决定为父的所述从轴以外的所述从轴，以使被决定为父的所述从轴以外的所述从轴的位置同步跟踪于所述虚拟轴的位置。此时，构建虚拟轴时，设该虚拟轴的位置为在该时刻的主轴的位置。
根据该构成，当主轴由其他控制装置驱动控制时，即使在停止或移动从轴的情况下，依然可以维持所有从轴的同步状态。亦即，当主轴由其他控制装置驱动控制时，不能将停止的从轴作为主轴的父，所有从轴间的同步状态会被破坏，而通过构建主轴的虚拟轴，可以维持所有从轴彼此间的同步状态。其结果是，当通过所有从轴驱动一个部件时，即使在停止一个从轴的情况下，依然可以使该部件以正确的移动路径动作。
本发明的第四实施方式为，在所述同步跟踪控制方法中，在所述父决定步骤中，可以将因故障停止的一个所述从轴决定为所述主轴的父。
由此，当主轴由其他的控制装置驱动控制时，即使在一个从轴因故障停止的情况下，依然可以维持所有从轴的同步状态。
本发明的第四实施方式为，在所述同步跟踪控制方法中，在所述虚拟轴位置决定步骤中，在通过所述父决定步骤决定了成为所述主轴的父的所述从轴的情况下，当所述位置表中有与被决定为父的所述从轴的位置对应的所述主轴的多个同步位置时，可以将当前所述虚拟轴的位置附近的所述同步位置决定为所述虚拟轴的位置。由此，可以恰当地进行虚拟轴的位置向被决定为父的从轴的同步控制，可以维持所有从轴的同步状态。
根据本发明，无论是在有意停止或移动一个从轴的情况下，还是在其因故障停止的情况下，均可以维持全部的轴的同步状态。
以上描述的目的、特征和优点将在下面参照附图所描述的实施方式的说明中变得容易理解。
附图说明
图1是示出第一实施方式中数值控制装置的构成的功能框图。
图2是示出图1所示的位置表中保存的信息的一示例的图。
图3是将图2所示的位置表中存储的主轴的位置与被决定为主轴的父的从轴的位置之间的关系的一示例图表化的图。
图4是将图2所示的位置表中存储的主轴的位置与被决定为主轴的父的从轴的位置之间的关系的一示例(另一示例)图表化的图。
图5是示出第二实施方式中数值控制装置的构成的功能框图。
具体实施方式
下面以优选实施方式为例，参照附图，详细说明本发明所涉及的数值控制装置及同步跟踪控制方法。
[第一实施方式]
图1是示出第一实施方式中数值控制装置10的构成的功能框图。数值控制装置10具有计算机和存储有程序的存储介质，在本第一实施方式中，计算机通过执行程序，起到了数值控制装置10的作用。数值控制装置10用于通过多个伺服放大器12m、12s(12s1～12s3)驱动控制多个伺服电机14m、14s(14s1～14s3)。伺服电机14m为驱动主轴M的伺服电机，伺服电机14s(14s1～14s3)为驱动从轴S(S1～S3)的伺服电机。此外，在本第一实施方式中，从轴S的数量为三个，但也可以是一个或两个，还可以是四个以上。此时，将伺服放大器12s和伺服电机14s的数量设为与从轴S的数量相同即可。
在第一实施方式中，所谓主轴M的位置，指伺服电机14m的旋转位置(例如，从720度等基准位置起的旋转角度位置)或通过伺服电机14m驱动的部件的位置。此外，所谓从轴S1的位置，指伺服电机14s1的旋转位置(例如，从540度等基准位置起的旋转角度位置)或通过伺服电机14s1驱动的部件的位置。同样地，所谓从轴S2的位置，指伺服电机14s2的旋转位置或通过伺服电机14s2驱动的部件的位置，所谓从轴S3的位置，指伺服电机14s3的旋转位置或通过伺服电机14s3驱动的部件的位置。此外，基于各伺服电机14s(14s1～14s3)的部件驱动方向也可以是相互垂直的X轴方向、Y轴方向、Z轴方向。进一步地，由三个伺服电机14s1～14s3驱动的部件也可以是同一个部件。此时，通过三个伺服电机14s1～14s3使同一个部件分别向X轴方向、Y轴方向、Z轴方向移动。
例如，由传送机和向通过传送机输送的箱中填装物品的装箱机而构成的装箱系统中，有必要进行与通过传送机搬运的箱的位置相配合地驱动装箱机的臂的同步控制。此时，驱动传送机的轴成为主轴M，驱动装箱机的臂的多个轴成为多个从轴S。此外，在由压力机和向压力机搬入工件或从压力机搬出工件的转运装置构成的加压系统中，有必要进行与压力机的动作相配合地驱动传送装置的同步控制。此时，驱动压力机的轴成为主轴M，驱动传送装置的多个轴成为多个从轴S。
数值控制装置10具备：指令位置计算部20、主轴控制部22、位置表24、从轴同步控制部26以及父决定部28。指令位置计算部20通过分析加工程序，计算指令主轴M的位置的指令位置CP，并将计算的指令位置CP输出至主轴控制部22。指令位置计算部20也可以通过分析操作员的操作来计算指令位置CP。此外，加工程序存储于数值控制装置10的未图示的存储介质中。此外，指令位置计算部20也可以将计算的指令位置CP输出至从轴同步控制部26。
主轴控制部22基于指令位置CP来驱动控制主轴M。具体而言，主轴控制部22通过伺服放大器12m控制伺服电机14m，由此来驱动控制主轴M。伺服电机14m中设置有编码器等检测器30m，基于检测器30m检测的位置信息Sm来反馈控制伺服电机14m。该检测器30m检测的位置信息Sm被输出至数值控制装置10。可以从该位置信息Sm中确定出主轴M的位置。
位置表24中保存有定义了主轴M的位置(同步位置)与三个从轴S1～S3的位置(同步位置)之间的位置关系的信息。亦即，为了进行从轴S1～S3向主轴M的同步控制，位置表24中，与多个主轴M的位置的各个位置对应地保存有三个从轴S1～S3的位置。
图2是示出位置表24中保存的信息的一示例的图。如图2所示，点1中主轴M的位置以及从轴S1～S3的位置均为“0.000”。此外，点2中主轴M的位置为“10.000”，从轴S1的位置为“5.000”，从轴S2的位置为“0.000”，从轴S3的位置为“9.000”。点3中主轴M的位置为“20.000”，从轴S1的位置为“9.000”，从轴S2的位置为“6.000”，从轴S3的位置为“12.000”。如此，位置表24定义了主轴M的位置与三个从轴S1～S3的位置的对应关系。此外，图2所示示例中，还存储有点间的线段波形的信息。例如，还存储有点1与点2之间的线段波形为直线的信息、点2与点3之间的线段波形以及点3与点4之间的线段波形为修正正弦的信息。
从轴同步控制部26按照位置表24驱动控制三个从轴S1～S3，使三个从轴S1～S3的位置同步跟踪主轴M的位置。从轴同步控制部26利用主轴M的位置信息和位置表24，驱动控制三个从轴S1～S3。该主轴M的位置信息可以是检测器30m检测的伺服电机14m的位置信息Sm，也可以是直接检测主轴M的未图示的检测器所检测的位置信息，或者也可以是指令位置计算部20计算的主轴M的指令位置CP。简言之，只要是能知道主轴M的位置的信息即可。通过检测器30m检测的伺服电机14m的位置信息Sm和直接检测主轴M的未图示的检测器所检测的位置信息，可知当前主轴M的位置，通过指令位置CP可知即将移动的主轴M的位置。无论是何种情况，通过利用位置信息Sm或指令位置CP，可以使从轴S1～S3的位置同步跟踪于主轴M的位置。
具体而言，从轴同步控制部26从位置表24中，根据主轴M的位置信息获取与之对应的各从轴S1～S3的位置。从轴同步控制部26基于获取的各从轴S1～S3的位置，通过伺服放大器12s1～12s3来控制伺服电机14s1～14s3，从而驱动控制从轴S1～S3。伺服电机14s(14s1～14s3)设置有编码器等检测器30s(30s1～30s3)，基于该检测器30s(30s1～30s3)检测的位置信息Ss(Ss1～Ss3)来反馈控制伺服电机14s(14s1～14s3)。该检测器30s1～30s3检测的位置信息Ss1～Ss3被输出至数值控制装置10。从该位置信息Ss1～Ss3中可以确定出从轴S1～S3的位置。
如图2所示，例如，当主轴M的位置为“20.000”时，从轴同步控制部26驱动控制从轴S1～S3，以使从轴S1的位置成为“9.000”、从轴S2的位置成为“6.000”、以及从轴S3的位置成为“12.000”。如此，主轴M与从轴S1～S3的关系为父与子的关系。亦即，按照作为父的主轴M的位置来驱动作为子的三个从轴S1～S3。
父决定部28决定三个从轴S1～S3中成为主轴M的父(祖)的从轴S。父决定部28将因故障停止的从轴S(有时，亦称不可控制从轴Sf)决定为主轴M的父。从而，父决定部28检测不可控制从轴Sf，将检测的不可控制从轴Sf决定为主轴M的父。例如，当由于伺服放大器12s的故障等因素伺服电机14s的励磁减弱时，励磁减弱的该伺服电机14s因惯性而旋转，之后停止。因此，通过励磁减弱的伺服电机14s驱动的从轴S也随之因惯性移动，之后停止。因此，当检测出励磁减弱的伺服电机14s时，父决定部28将通过该伺服电机14s驱动的从轴S(不可控制从轴Sf)决定为主轴M的父(祖)。例如，当由于伺服放大器12s1的故障等因素伺服电机14s1的励磁减弱时，父决定部28将从轴S1(不可控制从轴Sf)决定为主轴M的父(祖)。父决定部28将表示作为父而决定的从轴S(不可控制从轴Sf)的信息输出至主轴控制部22和从轴同步控制部26。
具体而言，父决定部28可以利用来自检测由各伺服放大器12s1～12s3输出的励磁电流的未图示的电流传感器的输出信号，检测不可控制从轴Sf，并将检测的不可控制从轴Sf决定为主轴M的父。
此外，为便于说明，以因故障导致从轴S停止的情况为例说明了因伺服放大器12s的故障导致励磁减弱的示例，但并不限于此。亦即，在由于其他故障因素导致从轴S因惯性而移动后停止的情况下，父决定部28也同样将该从轴S(不可控制从轴Sf)决定为主轴M的父。
在通过父决定部28决定了成为主轴M的父的不可控制从轴Sf的情况下，主轴控制部22按照位置表24驱动控制主轴M，以使主轴M的位置同步跟踪于被决定为父的不可控制从轴Sf的位置。例如，当通过父决定部28决定的成为主轴M的父的不可控制从轴Sf为从轴S1时，主轴控制部22按照位置表24驱动控制主轴M，以使主轴M的位置同步跟踪于从轴S1的位置。亦即，当通过父决定部28决定了成为父的不可控制从轴Sf时，主轴控制部22结束基于指令位置计算部20计算的指令位置CP的主轴M的驱动控制，开始基于不可控制从轴Sf的位置的同步控制。由此，与不可控制从轴Sf的驱动同步地，主轴M进行驱动，因而与不可控制从轴Sf一同减速后停止。
具体而言，主轴控制部22利用通过父决定部28成为主轴M的父的不可控制从轴Sf的位置信息和位置表24，驱动控制主轴M。图3是将图2所示位置表24中存储的主轴M的位置与被决定为主轴M的父的从轴S(不可控制从轴Sf)的位置之间的关系的一示例图表化的图。如此，利用位置表24，可以决定与不可控制从轴Sf的位置对应的主轴M的位置(同步位置)。不可控制从轴Sf的位置信息也可以是设置于驱动不可控制从轴Sf的伺服电机14s的检测器30s的位置信息Ss。亦即，当不可控制从轴Sf为从轴S1时，可基于检测器30s1检测的位置信息Ss1确定出不可控制从轴Sf(从轴S1)的位置。此外，也可以不是位置信息Ss，只要是能知道不可控制从轴Sf的位置信息的信息即可。
此外，如图4所示，当位置表24中有与被决定为主轴M的父的从轴S(不可控制从轴Sf)的位置对应的主轴M的多个位置时，将与当前主轴M的位置最接近的位置(同步位置)决定为主轴M的位置即可。
在通过父决定部28决定了成为主轴M的父的不可控制从轴Sf的情况下，从轴同步控制部26驱动控制不可控制从轴Sf以外的从轴S，以使不可控制从轴Sf以外的从轴S的位置同步跟踪于主轴M的位置。从而，成为一种不可控制从轴Sf为父(祖)，主轴M为不可控制从轴Sf的子，其他从轴S(不可控制从轴Sf以外的从轴S)为主轴M的子的关系。例如，当从轴S1被决定为不可控制从轴Sf时，从轴同步控制部26驱动控制从轴S2、S3，以使从轴S2、S3的位置同步跟踪于主轴M的位置。此时，成为一种作为不可控制从轴Sf的从轴S1成为父(祖)，主轴M成为从轴S1的子，从轴S2、S3为主轴M的子(从轴S1的孙)的关系。其结果是，主轴M与不可控制从轴Sf同步地进行驱动，不可控制从轴Sf以外的从轴S与主轴M同步地进行驱动，因而，主轴M和不可控制从轴Sf以外的从轴S在与不可控制从轴Sf一同保持同步位置关系的状态下减速而停止。
此外，本第一实施方式中，为便于说明，以将因故障自然停止的从轴S决定为主轴M的父为例进行了说明，但作为主轴M的父的轴不限于由于故障等因素而停止的从轴S。从而，父决定部28可以将任意从轴S决定为成为主轴M的父的从轴S。此时，由于成为主轴M的父的从轴S不限于不可控制的轴，因而无论是停止还是驱动成为主轴M的父的该从轴S，均会根据成为主轴M的父的从轴S的移动，主轴M与成为主轴M的父的从轴S以外的从轴S同步地进行驱动。
如此，第一实施方式中的数值控制装置10具备：主轴控制部22，其基于指令位置CP驱动控制主轴M；位置表24，其定义了主轴M的位置与多个从轴S的位置的位置关系；从轴同步控制部26，其按照位置表24驱动控制多个从轴S，以使多个从轴S的位置同步跟踪于主轴M的位置；以及父决定部28，其将多个从轴S中的任一从轴S决定为主轴M的父。此外，在通过父决定部28决定了成为主轴M的父的从轴S的情况下，主轴控制部22按照位置表24驱动控制主轴M，以使主轴M的位置同步跟踪于被决定为父的从轴S的位置。
由此，即使在不是根据主轴M同步控制成为主轴M的父的从轴S，而是通过指令驱动或停止成为主轴M的父的从轴S的情况下，也可以维持所有轴(主轴M和多个从轴S)的同步状态。从而，可以防止主轴M与多个从轴S发生干扰，或与其他装置、部件发生干扰。例如，当通过所有从轴S驱动一个部件时，无论是在一个从轴S的路径中有障碍物，立即停止从轴S的情况下，还是使从轴S进行不与主轴M同步移动的动作的情况下，以及因故障导致从轴S停止的情况下，依然可以使该部件以正确的移动路径动作。反之，当通过所有从轴S驱动一个部件时，一旦所有从轴S各自均成为非同步状态，则该部件无法以正确的移动路径动作，而是会经过未预定的路径。其结果是，会发生与其他机器或部件冲突的情况，而本第一实施方式中，连这些问题也不会发生。
在通过父决定部28决定了成为主轴M的父的从轴S的情况下，从轴同步控制部26驱动控制被决定为父的从轴S以外的从轴S，以使被决定为父的从轴S以外的从轴S的位置同步跟踪于主轴M的位置。由此，无论是有意停止或移动成为主轴M的父的从轴S的情况下，还是在其因故障停止的情况下，均可以保持原本的主轴M与成为主轴M的父的从轴S以外的从轴S的父子关系。从而，可以维持所有轴(主轴M和多个从轴S)的同步状态。
从轴同步控制部26获取主轴M的位置信息，并利用主轴M的位置信息和位置表24来驱动控制从轴S，以使从轴S的位置同步跟踪于主轴M的位置。由此，可以恰当地进行从轴S向主轴M的同步控制，防止主轴M与从轴S之间的干扰。
主轴控制部22获取被决定为父的从轴S的位置信息，并利用从轴S的位置信息和位置表24来驱动控制主轴M，以使主轴M的位置同步跟踪于被决定为父的从轴S的位置。由此，可以恰当地进行主轴M向成为主轴M的父的从轴S的同步控制，防止主轴M与从轴S之间的干扰。
在通过父决定部28决定了成为主轴M的父的从轴S的情况下，当位置表24中有与被决定为父的从轴S的位置对应的主轴M的多个同步位置时，主轴控制部22将当前主轴M的位置附近的同步位置决定为主轴M的位置。由此，可以恰当地进行主轴M向成为主轴M的父的从轴S的同步控制，防止主轴M与从轴S之间的干扰。
[第二实施方式]
图5是示出第二实施方式中数值控制装置10a的构成的功能框图。此外，对于与在上述第一实施方式中说明过的构成相同的构成标记相同的符号，仅对不同部分进行说明。数值控制装置10a具备位置表24、从轴同步控制部26、父决定部28以及虚拟轴位置决定部50。此外，设为通过与数值控制装置10a不同的数值控制装置来驱动控制主轴M。
从轴同步控制部26按照位置表24来驱动控制三个从轴S1～S3，以使三个从轴S1～S3的位置同步跟踪于主轴M的位置。从轴同步控制部26利用主轴M的位置信息和位置表24，驱动控制三个从轴S1～S3。该主轴M的位置信息可以是上述第一实施方式中说明的设置于驱动主轴M的伺服电机14m中的检测器30m所检测的位置信息Sm，也可以是基于直接检测主轴M的未图示的检测器的位置信息，还可以是为了驱动控制上述第一实施方式中说明的主轴M而由指令位置计算部20计算的主轴M的指令位置CP。
父决定部28决定三个从轴S1～S3中成为主轴M的父(祖)的从轴S。父决定部28将因故障停止的从轴S(不可控制从轴Sf)决定为主轴M的父。从而，父决定部28检测不可控制从轴Sf，并将检测的不可控制从轴Sf决定为主轴M的父。父决定部28将表示决定为父的从轴S(不可控制从轴Sf)的信息输出至从轴同步控制部26和虚拟轴位置决定部50。
在通过父决定部28决定了成为主轴M的父(祖)的从轴S(不可控制从轴Sf)的情况下，虚拟轴位置决定部50虚拟地构建主轴M。构建虚拟轴时，设该虚拟轴的位置为在该时刻的主轴M的位置。然后，虚拟轴位置决定部50按照位置表24决定虚拟轴的位置VP，以使构建的主轴M的虚拟轴同步跟踪于被决定为父的从轴S(不可控制从轴Sf)的位置。此时，当位置表24中存储有多个不可控制从轴Sf的位置对应的主轴M的位置时，将最接近当前虚拟轴的位置VP的位置(同步位置)决定为虚拟轴的位置VP即可。虚拟轴位置决定部50将决定的虚拟轴的位置VP输出至从轴同步控制部26。
当通过父决定部28决定了成为主轴M的父的不可控制从轴Sf时，从轴同步控制部26驱动控制不可控制从轴Sf以外的从轴S，以使不可控制从轴Sf以外的从轴S的位置同步跟踪于虚拟轴的位置VP。亦即，当通过父决定部28决定了成为父的不可控制从轴Sf时，从轴同步控制部26结束基于主轴M的位置的同步控制，开始基于虚拟轴的位置VP的同步控制。从而，成为一种不可控制从轴Sf为父(祖)，虚拟轴为不可控制从轴Sf的子，其他从轴S为虚拟轴的子的关系。其结果是，虚拟轴的位置VP与不可控制从轴Sf同步地变化，不可控制从轴Sf以外的从轴S与虚拟轴的位置VP同步地驱动，因而，不可控制从轴Sf以外的从轴S与不可控制从轴Sf一同减速而停止。例如，当从轴S1被决定为不可控制从轴Sf时，从轴同步控制部26驱动控制从轴S2、S3，以使从轴S2、S3的位置同步跟踪于虚拟轴的位置VP。从而，从轴S2、S3在与作为不可控制从轴Sf的从轴S1一同保持同步位置关系的状态下减速而停止。
在第二实施方式中，当检测出因故障停止的从轴S(不可控制从轴Sf)时，父决定部28将该意旨的信息(从轴S的故障信息)输出至对主轴M进行驱动控制的数值控制装置。当接收到从轴S的故障信息后，驱动控制主轴M的数值控制装置使主轴M退避至退避位置。该退避位置是，无论从轴S1～S3如何驱动，主轴M均不会与从轴S1～S3发生干扰的位置。例如，当主轴M为驱动压力机的轴时，将主轴M驱动至压力机的位置成为上止点的位置即可。
此外，在第二实施方式中，主轴M由数值控制装置10a以外的数值控制装置驱动控制，但也可以由数值控制装置10a驱动控制主轴M。此时，数值控制装置10a具备图1所示的主轴控制部22，当通过父决定部28检测出从轴S的故障时，主轴控制部22也可以将主轴M驱动至退避位置。
如此，第二实施方式中，数值控制装置10a具备：位置表24，其预先定义了主轴M的位置与多个从轴S的位置的位置关系；从轴同步控制部26，其按照位置表24驱动控制多个从轴S，以使多个从轴S的位置同步跟踪于主轴M的位置；父决定部28，其将多个从轴S中因故障停止的一个从轴S(不可控制从轴Sf)决定为主轴M的父；以及虚拟轴位置决定部50，其按照位置表24决定虚拟轴的位置VP，以使虚拟地构建主轴M的虚拟轴同步跟踪于被决定为父的从轴S(不可控制从轴Sf)的位置。构建虚拟轴时，设该虚拟轴的位置为在该时刻的主轴M的位置。此外，在通过父决定部28决定了成为主轴M的父的从轴S(不可控制从轴Sf)的情况下，从轴同步控制部26按照位置表24驱动控制被决定为父的从轴S(不可控制从轴Sf)以外的从轴S，以使被决定为父的从轴S(不可控制从轴Sf)以外的从轴S的位置同步跟踪于虚拟轴的位置VP。
由此，当主轴M由其他的数值控制装置驱动控制时，即使在不可控制从轴Sf因故障停止的情况下，也可以维持所有从轴S的同步状态。亦即，当主轴M由其他的数值控制装置驱动控制时，不能将不可控制从轴Sf作为主轴M的父，所有从轴S的同步状态会被破坏，而通过构建主轴M的虚拟轴，可以维持所有从轴S的同步状态。其结果是，当通过所有从轴S驱动一个部件时，即使在一个不可控制从轴Sf因故障停止的情况下，依然可以使该部件以正确的移动路径动作。反之，当通过所有从轴S驱动一个部件时，若所有从轴S各自均成为非同步状态，则该部件无法以正确的移动路径动作，而是会经过未预定的路径。其结果是，会发生与其他机器或部件冲突的情况，而本第二实施方式中，连这些问题也不会发生。
在通过父决定部28决定了成为主轴M的父的从轴S的情况下，当位置表24中有与被决定为父的从轴S的位置对应的主轴M的多个同步位置时，虚拟轴位置决定部50将当前虚拟轴的位置VP附近的同步位置决定为虚拟轴的位置VP。由此，可以恰当地进行虚拟轴的位置VP向不可控制从轴Sf的同步控制，维持所有从轴S的同步状态。
此外，第二实施方式中，同样以将因故障自然停止的从轴S决定为主轴M的父的情况为例进行了说明，但作为主轴M的父的从轴S不限于由于故障等因素停止的从轴S。从而，父决定部28可以将任意从轴S决定为成为主轴M(虚拟轴)的父的从轴S。此时，由于成为主轴M的父的从轴S不限于不可控制的轴，因而无论停止还是驱动该成为主轴M的父的从轴S，均会根据成为主轴M的父的从轴S的移动，主轴M(虚拟轴)和成为主轴M(虚拟轴)的父的从轴S以外的从轴S同步地驱动。
此外，上述各实施方式中，父决定部28检测了因故障停止的从轴S(不可控制从轴Sf)，但也可以由设置有三个从轴S1～S3的机器检测不可控制从轴Sf。此时，将设置有三个从轴S1～S3的机器检测出的表示不可控制从轴Sf的信息(报警信息)发送至父决定部28，父决定部28基于报警信息将不可控制从轴Sf决定为主轴M的父。此外，当以任意从轴S为作为主轴M的父的轴时，通过向父决定部28通知想要作为主轴M的父的从轴S来决定。

Claims (15)

1.一种数值控制装置(10)，其特征在于，
该数值控制装置(10)具备：
位置表(24)，其定义了主轴(M)的位置与从轴(S)的位置之间的位置关系；
从轴同步控制部(26)，其按照所述位置表(24)来驱动控制所述从轴(S)，以使所述从轴(S)的位置同步跟踪于所述主轴(M)的位置；
父决定部(28)，其将所述从轴(S)决定为所述主轴(M)的父；
主轴控制部(22)，其基于指令位置(CP)来驱动控制所述主轴(M)，在通过所述父决定部(28)决定出成为所述主轴(M)的父的所述从轴(S)的情况下，按照所述位置表(24)来驱动控制所述主轴(M)，以使所述主轴(M)的位置同步跟踪于被决定为父的所述从轴(S)的位置。
2.根据权利要求1所述的数值控制装置(10)，其特征在于，
当所述从轴(S)因故障而停止时，所述父决定部(28)将该所述从轴(S)决定为所述主轴(M)的父。
3.根据权利要求1或2所述的数值控制装置(10)，其特征在于，
当多个所述从轴(S)与所述主轴(M)同步时，在通过所述父决定部(28)决定出成为所述主轴(M)的父的所述从轴(S)的情况下，所述从轴同步控制部(26)对被决定为父的所述从轴(S)以外的所述从轴(S)进行驱动控制，以使被决定为父的所述从轴(S)以外的所述从轴(S)的位置同步跟踪于所述主轴(M)的位置。
4.根据权利要求1所述的数值控制装置(10)，其特征在于，
所述从轴同步控制部(26)取得所述主轴(M)的位置信息，并利用所述主轴(M)的位置信息和所述位置表(24)来驱动控制所述从轴(S)，以使所述从轴(S)的位置同步跟踪于所述主轴(M)的位置。
5.根据权利要求1所述的数值控制装置(10)，其特征在于，
所述主轴控制部(22)取得被决定为父的所述从轴(S)的位置信息，并利用所取得的所述从轴(S)的位置信息和所述位置表(24)来驱动控制所述主轴(M)，以使所述主轴(M)的位置同步跟踪于被决定为父的所述从轴(S)的位置。
6.根据权利要求1所述的数值控制装置(10)，其特征在于，
在通过所述父决定部(28)决定出成为所述主轴(M)的父的所述从轴(S)的情况下，当所述位置表(24)中存在与被决定为父的所述从轴(S)的位置对应的所述主轴(M)的多个同步位置时，所述主轴控制部(22)将当前所述主轴(M)的位置附近的所述同步位置决定为所述主轴(M)的位置。
7.一种数值控制装置(10a)，其特征在于，
该数值控制装置(10a)具备：
位置表(24)，其预先定义了主轴(M)的位置与多个从轴(S)的位置之间的位置关系；
从轴同步控制部(26)，其按照所述位置表(24)来驱动控制所述多个从轴(S)，以使所述多个从轴(S)的位置同步跟踪于所述主轴(M)的位置；
父决定部(28)，其将所述多个从轴(S)中的一个所述从轴(S)决定为所述主轴(M)的父；以及
虚拟轴位置决定部(50)，其按照所述位置表(24)来决定所述虚拟轴的位置，以使虚拟地构建了所述主轴(M)的虚拟轴同步跟踪与被决定为父的所述从轴(S)的位置，
在通过所述父决定部(28)决定出成为所述主轴(M)的父的所述从轴(S)的情况下，所述从轴同步控制部(26)按照所述位置表(24)对被决定为父的所述从轴(S)以外的所述从轴(S)进行驱动控制，以使被决定为父的所述从轴(S)以外的所述从轴(S)的位置同步跟踪于所述虚拟轴的位置。
8.根据权利要求7所述的数值控制装置(10a)，其特征在于，
所述父决定部(28)将因故障而停止的一个所述从轴(S)决定为所述主轴(M)的父。
9.根据权利要求7或8所述的数值控制装置(10a)，其特征在于，
在通过所述父决定部(28)决定出成为所述主轴(M)的父的所述从轴(S)的情况下，当所述位置表(24)中存在与被决定为父的所述从轴(S)的位置对应的所述主轴(M)的多个同步位置时，所述虚拟轴位置决定部(50)将当前所述虚拟轴的位置附近的所述同步位置决定为所述虚拟轴的位置。
10.一种同步跟踪控制方法，使从轴(S)的位置同步跟踪于主轴(M)的位置，其特征在于，
该同步跟踪控制方法包括：
主轴驱动控制步骤，基于指令位置(CP)来驱动控制所述主轴(M)；
从轴同步控制步骤，按照预先定义了所述主轴(M)的位置与所述从轴(S)的位置之间的位置关系的位置表(24)，驱动控制所述从轴(S)，以使所述从轴(S)的位置同步跟踪于所述主轴(M)的位置；
父决定步骤，将所述从轴(S)决定为所述主轴(M)的父；以及
主轴同步控制步骤，在通过所述父决定步骤决定出成为所述主轴(M)的父的所述从轴(S)的情况下，按照所述位置表(24)来驱动控制所述主轴(M)，以使所述主轴(M)的位置同步跟踪于被决定为父的所述从轴(S)的位置。
11.根据权利要求10所述的同步跟踪控制方法，其特征在于，
在所述父决定步骤中，在所述从轴(S)因故障而停止的情况下，将该所述从轴(S)决定为所述主轴(M)的父。
12.根据权利要求10所述的同步跟踪控制方法，其特征在于，
在所述从轴同步控制步骤中，当多个所述从轴(S)与所述主轴(M)同步时，在通过所述父决定步骤决定出成为所述主轴(M)的父的所述从轴(S)的情况下，对被决定为父的所述从轴(S)以外的所述从轴(S)进行驱动控制，以使被决定为父的所述从轴(S)以外的所述从轴(S)的位置同步跟踪于所述主轴(M)的位置。
13.根据权利要求10至12中任一项所述的同步跟踪控制方法，其特征在于，
在所述主轴同步控制步骤中，在通过所述父决定步骤决定出成为所述主轴(M)的父的所述从轴(S)的情况下，当所述位置表(24)中存在与被决定为父的所述从轴(S)的位置对应的所述主轴(M)的多个同步位置时，将当前所述主轴(M)的位置附近的所述同步位置决定为所述主轴(M)的位置。
14.一种同步跟踪控制方法，使多个从轴(S)的位置同步跟踪于主轴(M)的位置，其特征在于，
该同步跟踪控制方法包括：
从轴同步控制步骤，按照预先定义了所述主轴(M)的位置与所述多个从轴(S)的位置之间的位置关系的位置表(24)，驱动控制所述多个从轴(S)，以使所述多个从轴(S)的位置同步跟踪于所述主轴(M)的位置；
父决定步骤，将所述多个从轴(S)中的一个所述从轴(S)决定为所述主轴(M)的父；以及
虚拟轴位置决定步骤，按照所述位置表(24)来决定所述虚拟轴的位置，以使虚拟地构建了所述主轴(M)的虚拟轴同步跟踪与被决定为父的所述从轴(S)的位置，
在所述从轴同步控制步骤中，在通过所述父决定步骤决定出成为所述主轴(M)的父的所述从轴(S)的情况下，对被决定为父的所述从轴(S)以外的所述从轴(S)进行驱动控制，以使被决定为父的所述从轴(S)以外的所述从轴(S)的位置同步跟踪于所述虚拟轴的位置。
15.根据权利要求14所述的同步跟踪控制方法，其特征在于，
在所述虚拟轴位置决定步骤中，在通过所述父决定步骤决定出成为所述主轴(M)的父的所述从轴(S)的情况下，当所述位置表(24)中存在与被决定为父的所述从轴(S)的位置对应的所述主轴(M)的多个同步位置时，将当前所述虚拟轴的位置附近的所述同步位置决定为所述虚拟轴的位置。
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