CN110908339B - 数值控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种数值控制装置。该数值控制装置包括：启动部，其在数值控制装置的电源接通时，根据设定来构筑存储器映射；变更检测部，其检测需要再构筑上述存储器映射的操作；任务控制部，其在检测出上述操作时，进行动作中的任务的停止处理；以及存储器映射控制部，其在上述任务停止后，取得上述存储器映射的备份，根据上述设定来再构筑存储器映射，将上述再构筑的存储器映射与上述备份的存储器映射进行比较，并再设定程序计数器等为了使任务再次动作所需要的信息。

Description

数值控制装置
技术领域
本发明涉及一种数值控制装置，特别涉及具有安全地再构筑存储器映射(memorymap)的功能的数值控制装置。
背景技术
搭载有嵌入软件的信息处理装置大多在接通电源时，按照预先设定的参数或选项来决定软件结构、编码区域、工作区域的大小以及地址等。将这些存储器上的配置称为存储器映射。进行设计使得通过将存储器映射固定化来提高可靠性和稳定性。
对包括机床的工业用机器(以下简单称为机器)进行控制的数值控制装置也和上述信息处理装置同样地将编码区域或工作区域等的存储器映射固定化，由此提高可靠性或稳定性(例如参照日本特开平08-137513号公报)。在不固定存储器映射而动态取得存储器的方法中，例如以某种功能确保较多的存储器，即使想要以其他功能取得存储器也会使存储器的取得失败，有可能会由于数值控制装置的状态而产生意外的举动。另外，如果动作变得不稳定，则即使运行相同的加工程序也未必得到相同的结果，从而再现性下降。
但是，如果将存储器映射固定化，则每次在数值控制装置的动作中变更参数或选项的设定时，需要为了再构筑存储器映射而重新启动数值控制装置。例如，在机床启动时产生频繁地变更设定的需要，因此会重复好几次数值控制装置的重新启动，操作员的负担增加。并且，在重新启动数值控制装置时，需要与数值控制装置或机床连接的周围设备也同时重新启动。此时，大多情况为直到所有的周围设备启动为止需要很多的时间。
目前，一般在数值控制装置接通电源时决定存储器映射，但是为了回避上述问题，能够不重新启动数值控制装置而反映参数或选项的变更即可。为了在数值控制装置的运行中进行存储器映射的再构筑，需要停止CPU的存储器访问。如果不停止CPU进行的存储器访问而再构筑存储器映射，则会存在在再构筑之前CPU所指的程序计数器(图4的(a))在接下来的瞬间会变成异常值(图4的(b))等的危险性，而成为故障的原因。
为了停止CPU的存储器访问并进行与在数值控制装置的运行中接通电源时相同的处理，需要相当的时间。这期间，根本不能够进行需要实时应答的处理或针对所连接的周围设备的应答等(图5)。如果没有来自数值控制装置的应答，例如有可能引起周围设备视为在数值控制装置产生某些异常而停止动作等的问题(图6)。
发明内容
本发明用于解决这种问题，其目的为提供具有安全地再构筑存储器映射的功能的数值控制装置。
本发明一个实施方式的数值控制装置包括：启动部，其在数值控制装置的电源接通时，根据设定来构筑存储器映射；变更检测部，其检测需要再构筑上述存储器映射的操作；任务控制部，其在检测出上述操作时，进行动作中的任务的停止处理；存储器映射控制部，其在上述任务停止后，取得上述存储器映射的备份，根据上述设定再构筑存储器映射，将再构筑出的上述存储器映射与上述备份的存储器映射进行比较，并且再设定程序计数器等为了使任务再次动作所需要的信息。
本发明一个实施方式的数值控制装置，上述任务控制部在上述存储器映射控制部进行的处理完成后，再次启动停止了的上述任务。
本发明一个实施方式的数值控制装置，上述存储器映射控制部还包括在再构筑上述存储器映射期间执行与周围设备之间的通信的周围设备通信部，在与上述再构筑中的存储器映射的存储器区域不同的其他存储器区域中配置上述备份的存储器映射，并且展开用于执行上述通信的程序，从而执行上述通信。
根据本发明能够提供具有安全地再构筑存储器映射的功能的数值控制装置。
附图说明
参照附图根据以下实施例的说明来明确本发明的上述以及其他目的和特征。这些附图中：
图1表示数值控制装置的硬件结构例。
图2表示数值控制装置的功能结构例。
图3是表示数值控制装置的动作例的流程图。
图4表示现有的问题。
图5表示现有的问题。
图6表示现有的问题。
具体实施方式
图1是表示实施方式1的数值控制装置1的主要部件的概略硬件结构图。数值控制装置1是控制包括机床的工业用机器的装置。数值控制装置1具有CPU11、ROM12、RAM13、非易失性存储器14、总线10、轴控制电路16、伺服放大器17、接口18、接口19。数值控制装置1与伺服电动机50、输入输出装置60、1个以上的周围设备70连接。
CPU11是整体控制数值控制装置1的处理器。CPU11经由总线10读出存储在ROM12中的系统程序，并按照系统程序来控制数值控制装置1整体。
ROM12预先存储例如用于执行机器的各种控制的系统程序。
RAM13中临时存储临时的计算数据或显示数据、操作员经由输入输出装置60输入的数据或程序等。
非易失性存储器14例如通过未图示的电池进行备份，即使数值控制装置1的电源被切断也保持存储状态。非易失性存储器14存储从输入输出装置60输入的数据或程序等。存储在非易失性存储器14中的程序或数据可以在执行时以及使用时在RAM13中展开。
轴控制电路16控制机器的动作轴。轴控制电路16接受CPU11输出的轴的移动指令量，并将动作轴的移动指令输出给伺服放大器17。
伺服放大器17接受轴控制电路16输出的轴的移动指令，并驱动伺服电动机50。
伺服电动机50通过伺服放大器17进行驱动并使机器的动作轴运动。伺服电动机50典型地内置位置以及速度检测器。位置以及速度检测器输出位置以及速度反馈信号，该信号被反馈给轴控制电路16，由此进行位置以及速度的反馈控制。
另外，图1中只分别表示轴控制电路16、伺服放大器17、伺服电动机50为1个，但是实际上准备机器中具备的成为控制对象的轴的数量。
输入输出装置60是具备显示器或硬件键等的数据输入输出装置，是典型的MDI或操作盘。输入输出装置60将经由接口18从CPU11接受的信息显示在显示器上。输入输出装置60将从硬件键等输入的指令或数据等经由接口18传递给CPU11。
周围设备70是与数值控制装置或机床连接的一个以上的周围设备，例如包括各种传感器、定时器、机器人等。周围设备70经由接口19接收来自CPU11的信息。周围设备70所输出的信息经由接口19被传递给CPU11.
图2是表示数值控制装置1的特征功能结构的框图。典型的数值控制装置1具有启动部101、任务控制部102、变更检测部103、周围设备通信部104、存储器映射控制部105。这些组合是通过本申请发明独自的技术能够构成的结构要素。
参照图3的流程图，按照顺序说明数值控制装置1的各个处理部的动作。另外图3的流程图能够大致分类为用点划线包围的左侧矩形内的处理和相同地以点划线包围的右侧矩形内的处理。其中特别是右侧矩形内的处理包括本发明独自的新型处理。
启动部101在数值控制装置1的电源接通时进行必要的处理(S101)。例如，读入被预先存储在非易失性存储器14中的参数或选项，根据这些设定加载软件，生成编码区域或工作区域的存储器映射。进一步，进行任务(task)的初始化、CPU11和周围设备70之间的通信的初始化。之后，启动部101将接通电源时的处理结束的情况通知给任务控制部102。
任务控制部102在结束了电源接通时的处理后，根据任务的周期或优先度来进行启动任务(S102)或停止任务的处理。在停止任务时，确认动作中的任务没有进行关键处理后停止。如果有进行关键处理的任务，则等待到该任务的处理结束后停止(S104至S105)。当操作员进行了需要再启动的操作的情况下(通过后述的变更检测部103进行检测以及通知)，任务控制部102将所有的任务停止的情况通知给存储器映射控制部105，并委托存储器映射的再构筑。
变更检测部103检测需要再启动的操作员进行的操作(S103)。需要再启动的操作是指需要再构筑存储器映射的操作，例如包括软件的安装等。在检测出需要再启动的操作时，变更检测部103委托任务控制部102停止动作中的所有任务。如果动作中的所有任务停止，则CPU11进行的对再构筑对象的存储器区域的访问成为停止的状态，能够安全地再构筑存储器映射。
周围设备通信部104在存储器映射控制部105再构筑存储器映射期间、即停止CPU11对再构筑中的存储器区域的存储器访问的期间，代替周围设备70与数值控制装置1之间的通信(握手，handshake)(S106)。例如会有以下处理，将监视数值控制装置1的状态的看门狗定时器设为无效或者从伺服电动机向数值控制装置1发送请求或反馈时返回响应的处理等。这样，周围设备70不会误认为数值控制装置1停止动作等，数值控制装置1在再构筑存储器映射期间也能够继续运转。
周围设备通信部104能够使用再构筑中的存储器区域以外的存储器区域来执行该处理。即，周围设备通信部104在与再构筑对象的存储器映射不同的区域中确保包括用于进行与周围设备70的握手处理的程序或工作区域的临时的存储器映射。在存储器映射控制部105进行存储器映射的再构筑期间，周围设备通信部104使用上述的临时的存储器映射来进行与周围设备70的握手处理。
存储器映射控制部105进行存储器映射的控制。存储器映射控制部105如果从任务控制部102被委托存储器映射的再构筑，则在开始存储器映射的再构筑之前，取得存储器映射的备份(S107)。之后，存储器映射控制部105再次读入参数或选项，在执行了公知的事先检查处理(是否没有超过能够使用再构筑后的存储器映射的存储器大小等)后，根据参数或选项的设定来加载软件，并且再构筑编码区域或工作区域的存储器映射(S108)。
存储器映射控制部105在存储器映射的再构筑结束后，将备份的存储器映射和再构筑出的存储器映射进行比较，并且再设定任务或适合CPU11的程序计数器等为了使任务再次动作所需要的信息(S109)。这样，能够安全地使任务进行动作。之后，存储器映射控制部105委托任务控制部102启动任务(S102)。
根据本实施方式，即使是进行以往需要数值控制装置1的再启动的操作，即进行需要存储器映射的再构筑的操作的情况下，也不需要再启动，能够维持与周围设备70的连接的状态而再构筑存储器映射。这样，能够削减数值控制装置1再启动所需要的时间(包括周围设备再启动所需要的时间等)，因此能够减轻操作员的负担。另外，能够削减伴随着再启动的耗电等。
进一步，根据本实施方式，软件或功能的装卸(动态下载等)变得容易。另外，在进行故障对应或调试等时、将软件升级时不需要再启动数值控制装置1，所以能够实现比目前更灵活的使用方式。
以上，说明了本发明的实施方式，但是本发明不限于上述实施方式的例子，能够通过增加适当的变更以其他方式来实施。

Claims (3)

1.一种数值控制装置，其特征在于，
该数值控制装置包括：
启动部，其在数值控制装置的电源接通时，根据设定来构筑存储器映射；
变更检测部，其检测需要再启动的操作，其中上述需要再启动的操作是需要再构筑上述存储器映射的操作；
任务控制部，其在检测出上述需要再启动的操作时，进行动作中的任务的停止处理，其中停止对要被再构筑的存储器区域的访问；以及
存储器映射控制部，其在上述任务停止后，取得上述存储器映射的备份，根据上述数值控制装置的设定再构筑存储器映射，将再构筑出的上述存储器映射与上述备份的存储器映射进行比较，并且基于所述比较再设定为了使任务再次动作所需要的信息。
2.根据权利要求1所述的数值控制装置，其特征在于，
上述任务控制部在上述存储器映射控制部进行的处理完成后，再次启动停止了的上述任务。
3.根据权利要求1所述的数值控制装置，其特征在于，
上述存储器映射控制部还包括在再构筑上述存储器映射期间执行与周围设备之间的通信的周围设备通信部，在与上述再构筑中的存储器映射的存储器区域不同的其他存储器区域中配置上述备份的存储器映射，并且展开用于执行上述通信的程序，从而执行上述通信。
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