CN113646723B - 控制装置 - Google Patents

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Abstract

提供一种控制装置，在断电后，能够使从轴自动恢复到与主轴位置对应的位置。控制装置按照电子凸轮特性对主轴和从轴进行同步控制，该控制装置具有：基准位置计算单元，其在从断电恢复时，取得所述主轴的位置，根据与取得的位置实现凸轮同步的时刻处的所述主轴的位置和所述电子凸轮特性，计算作为所述主轴的基准位置的主轴基准位置、和作为所述从轴的基准位置的从轴基准位置；以及恢复控制单元，其根据所述主轴的当前位置、所述电子凸轮特性、由所述基准位置计算单元计算出的所述主轴基准位置和所述从轴基准位置，求出与所述主轴的当前位置对应的所述从轴的位置，进行用于使所述从轴的位置移动到求出的位置的恢复控制。

Description

控制装置
技术领域
本发明涉及进行电子凸轮控制的控制装置。
背景技术
在用于控制机械、设备等所使用的电机的运动的运动控制中，有时使用电子凸轮。电子凸轮通过电子控制来实现机械式凸轮的动作，在电子凸轮中，主轴和从轴按照在软件上确定的电子凸轮特性(profile)进行同步控制。
在进行这样的同步控制(以下，记作电子凸轮控制)的电子凸轮系统中，在紧急停止时，有时从轴在从由主轴的停止位置和电子凸轮特性规定的原本位置(以下，记作主轴对应位置)偏离的位置处停止。而且，若在从轴未停止于主轴对应位置的状态下再次开始电子凸轮控制，则无法使各轴进行期望的动作。因此，开发了如下技术：在紧急停止后，根据主轴的位置来计算主轴对应位置，不使主轴移动而使从轴移动到该主轴对应位置(例如，专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特许第5506456号公报
发明内容
发明所要解决的课题
从轴在偏离主轴对应位置的位置停止的现象在停电或装置的维护等控制装置的断电时也可能发生，但现有的控制装置在断电后将从轴移动到主轴对应位置时，需要作业者介入而手动地进行恢复。
本发明是鉴于上述现状而完成的，其目的在于提供一种在断电后能够使从轴自动恢复到与主轴位置对应的位置处的控制装置。
用于解决课题的手段
为了解决上述课题，本发明一个观点的控制装置按照电子凸轮特性对主轴和从轴进行同步控制，该控制装置具有：基准位置计算单元，其在从断电恢复时，取得所述主轴的位置，根据与取得的位置实现凸轮同步的时刻处的所述主轴的位置和所述电子凸轮特性，计算作为所述主轴的基准位置的主轴基准位置、和作为所述从轴的基准位置的从轴基准位置；以及恢复控制单元，其根据所述主轴的当前位置、所述电子凸轮特性、由所述基准位置计算单元计算出的所述主轴基准位置和所述从轴基准位置，求出与所述主轴的当前位置对应的所述从轴的位置，进行用于使所述从轴的位置移动到求出的位置的恢复控制。
即，当发生因停电或装置的维护等引起的断电时，存在各轴的基准位置与断电发生前的基准位置不同的情况。因此，在以往的控制装置中，需要在断电后手动地使从轴恢复到主轴对应位置，但本发明的控制装置具有在从断电恢复时重新计算各轴的基准位置的功能。因此，根据该控制装置，在因停电或装置的维护等而断电后，能够使从轴自动恢复到与主轴位置对应的位置。
另外，也可以在控制装置中附加“信息提示单元，在进行基于所述恢复控制单元的所述控制前，所述信息提示单元使显示装置显示状态提示画面，所述状态提示画面包含表示所述主轴以及所述从轴的位置与所述电子凸轮特性之间的关系的图表”。该信息提示单元也可以是如下单元：在进行基于所述恢复控制单元的所述恢复控制时，根据该控制的进行状态来变更所述图表上示出的所述从轴的位置。此外，若对控制装置附加信息提示单元，则用户容易掌握状况，因此能够得到便利性高的控制装置。
另外，在对控制装置附加信息提示单元的情况下，作为恢复控制单元，也可以采用在设置于所述状态提示画面的规定的项目被操作时开始所述恢复控制的单元。
发明的效果
根据本发明，能够提供一种可在停电等控制装置的断电后，使从轴自动恢复到与主轴位置对应的位置的控制装置。
附图说明
图1是本发明一个实施方式的控制装置的结构以及使用方式的说明图。
图2A是电子凸轮特性的说明图。
图2B是表格形式的电子凸轮特性的说明图。
图3是基准位置更新处理中的主轴基准位置和从轴基准位置的计算过程的说明图。
图4是控制装置的恢复控制部执行的恢复控制处理的流程图。
图5是对应从轴位移量的计算过程例的说明图。
图6是控制装置在显示面板的画面上显示的操作画面的说明图。
具体实施方式
图1表示本发明一个实施方式的控制装置10的结构以及使用方式的说明图。
本实施方式的控制装置10是为了控制具有主轴和以该主轴的位置为基准来控制位置的多个从轴的伺服系统20而开发的PLC(Programmable Logic Controller：可编程逻辑控制器)。
控制装置10所控制的从轴的数量没有特别限定。但以下，以控制装置10所控制的伺服系统20是如图1所示的电机22a、22b分别由伺服驱动器21a、21b驱动的系统，电机22a、22b的轴分别是主轴、从轴的情况为例，对控制装置10的结构及功能进行说明。并且以下，将向伺服驱动器21a、21b供给用于控制主轴、从轴(电机22a、22b的轴)的位置的指令这一情况也简单表述为控制主轴、从轴的位置。
本实施方式的控制装置10是将能够与操作面板18及伺服系统20连接的PLC构成(编程)为能够作为同步控制部11、基准位置存储部12、基准位置更新部13、以及恢复控制部14进行动作的装置。此外，操作面板18是指作为控制装置10的输入输出装置而准备的、具有触摸面板的计算机。
基准位置存储部12是用于存储主轴基准位置和从轴基准位置的非易失性的存储单元。在该基准位置存储部12中还存储有进行了凸轮同步的时刻的主轴位置以及从轴位置(以下，将各轴位置表述为凸轮同步时主轴位置、凸轮同步时从轴位置)。另外，作为基准位置存储部12，通常将控制装置10内的可改写的非易失性存储器(闪存ROM等)、存储器(HDD等)的一个存储区域用作该基准位置存储部12。
同步控制部11是如下功能块：控制主轴的位置(电机22a的轴的旋转角)，并且按照所设定的电子凸轮特性，将从轴的位置(电机22b的轴的旋转角)控制在与主轴的位置对应的位置。同步控制部11用来控制从轴的电子凸轮特性是图2A所示的关系、即表示主轴的相位与从轴的位移量的关系的信息。在此，主轴的相位是指从凸轮同步时主轴位置或主轴基准位置起的变化量，从轴的位移量是指从凸轮同步时从轴位置或从轴基准位置起的变化量。作为该电子凸轮特性，例如能够使用图2B所示那样的表格形式的信息。此外，在图2B中，从表示为凸轮起点的数据(相位以及位移)到表示为凸轮终点的数据为止的数据是图2A中的1个周期的数据。以下，将电子凸轮特性所规定的凸轮终点处的相位、位移(例如，图2B中的表示为凸轮终点的数据中的相位、位移)分别表述为终点相位、终点位移。
基准位置更新部13是在主轴和从轴被同步控制部11同步控制的期间中，每当到达凸轮终点时进行基准位置更新处理的功能块。该基准位置更新部13在因停电或装置的维护等导致的断电后启动了控制装置10的情况下，也进行基准位置更新处理。
基准位置更新部13进行的基准位置更新处理是如下处理：从伺服系统20取得主轴的位置，根据所取得的主轴的位置，计算主轴基准位置以及从轴基准位置，并利用计算结果对基准位置存储部12内的主轴基准位置以及从轴基准位置进行更新。该基准位置更新处理是通过以下的(1)、(2)式计算主轴基准位置以及从轴基准位置的处理。
主轴基准位置＝Floor((主轴当前位置-凸轮同步时主轴位置)÷终点相位)×终点相位+凸轮同步时主轴位置…(1)
从轴基准位置＝Floor((主轴当前位置-凸轮同步时主轴位置)÷终点相位)×终点位移+凸轮同步时从轴位移…(2)
(1)、(2)式中的主轴当前位置是从伺服系统20取得的主轴的位置。另外，Floor是指向下取整函数。
即，如图3所示，在凸轮同步时主轴位置、凸轮同步时从轴位置、终点相位、终点位移分别为100、150、200、0的状况下取得了主轴当前位置450的情况下，在基准位置更新处理中，通过该图所示的运算，分别计算出300、150作为主轴基准位置、从轴基准位置。
恢复控制部14(图1)是如下功能块：在因停电或装置的维护等引起的断电后启动控制装置10而由基准位置更新部13完成了基准位置更新处理之后，执行图4所示的过程的恢复控制处理。
即，由于断电后的基准位置更新部13的基准位置更新处理已完成，因此开始了该恢复控制处理的恢复控制部14首先从基准位置存储部12读出主轴基准位置和从轴基准位置(步骤S101)。接着，恢复控制部14从伺服系统20取得主轴的当前位置，通过从所取得的主轴的当前位置减去主轴基准位置来计算主轴当前相位(步骤S102)。
然后，恢复控制部14根据计算出的主轴当前相位和从轴的电子凸轮特性，计算主轴位于当前位置的情况下的从轴的位移量、即对应从轴位移量(步骤S103)。在电子凸轮特性是表格形式的信息(图2B)的情况下，在该步骤S103中，例如，如图5示意性所示，进行如下处理：根据电子凸轮特性内的、与主轴当前相位最接近的2个相位的2个位移量，通过直线插值，计算与主轴当前相位对应的位移量即对应从轴位移量。然后，进行根据对应从轴位移和从轴的基准位置来计算对应从轴位置的处理(S104)。
结束了步骤S104的处理的恢复控制部14将操作画面显示在操作面板18的画面上(步骤S105)。
图6表示通过该步骤S105的处理而在操作面板18的画面上显示的操作画面30的说明图。如图所示，操作画面30具有“AUTO”按钮31、“MPG”按钮32、“RETURN”按钮33、图表区域34、参数输入栏35～38。
图表区域34是显示表示主轴及从轴的位置(白圈)与电子凸轮特性(曲线)的关系的图表的区域。“AUTO”按钮31是在不指定从轴的位置控制时的速度等的情况下用户应该操作(按下)的按钮。“RETURN”按钮33是在想要指定从轴的位置控制时的速度等的情况下，用户在参数输入栏35～38中设定期望值之后应操作的按钮。“MPG”按钮32是在想要手动控制从轴的位置的情况下用户应操作的按钮。
在操作面板18的画面上显示了这样的操作画面30的恢复控制部14等待用户的指示输入(步骤S105)。
然后，在由用户操作了“AUTO”按钮31或“RETURN”按钮33的情况下，恢复控制部14在默认的条件或由用户指定的条件下执行用于使从轴的位置移动到对应从轴位置的控制(步骤S106)之后，结束恢复控制处理。此外，在步骤S106中，恢复控制部14还进行根据该控制的进行状态来变更操作画面30上的图表内的主轴以及从轴的位置(白圈)的处理。
另外，在用户操作了“MPG”按钮32的情况下，在步骤S105中，恢复控制部14在操作画面30的画面上显示手动控制从轴位置的控制用画面。然后，恢复控制部14在对从轴进行与对该控制用画面的操作对应的控制之后，结束恢复控制处理。
即，当发生因停电或装置的维护等引起的断电时，各轴的基准位置与断电发生前的基准位置有时会不同。因此，在以往的控制装置中，需要在断电后手动地使从轴恢复到主轴对应位置，但如上所述，本实施方式的控制装置10具有在从断电恢复时重新计算各轴的基准位置的功能。因此，根据控制装置10，在断电后，能够使从轴以不产生任何问题的方式自动恢复到与主轴位置对应的位置。
《变形例》
上述的控制装置10能够进行各种变形。例如，基准位置更新部13只要在每次进行由电子凸轮特性规定的1个周期的控制时，至少进行1次基准位置更新处理即可。因此，也可以将基准位置更新部13构成为在与上述的定时(到达凸轮终点时)不同的定时进行基准位置更新处理。另外，也可以将基准位置更新处理设为通过与上述的(1)、(2)式不同的式子来计算各轴的基准位置的处理。
操作画面30(图6)上的图表也可以独立地显示主轴的位置和从轴的位置。另外，也可以从操作画面30除去“MPG”按钮32、“RETURN”按钮33以及参数输入栏35～38。并且，也可以将控制装置10变形为不等待用户的显示输入而使从轴移动到与主轴位置对应的位置的装置。
《附记》
一种控制装置(10)，其按照电子凸轮特性对主轴和从轴进行同步控制，该控制装置(10)具有：
基准位置计算单元(13)，其在从断电恢复时，取得所述主轴的位置，根据与取得的位置实现凸轮同步的时刻处的所述主轴的位置和所述电子凸轮特性，计算作为所述主轴的基准位置的主轴基准位置、和作为所述从轴的基准位置的从轴基准位置；以及
恢复控制单元(14)，其根据所述主轴的当前位置、所述电子凸轮特性、由所述基准位置计算单元计算出的所述主轴基准位置和所述从轴基准位置，求出与所述主轴的当前位置对应的所述从轴的位置，进行用于使所述从轴的位置移动到求出的位置的恢复控制。
标号说明
10：控制装置；11：同步控制部；12：基准位置存储部；13：基准位置更新部；14：恢复控制部；18：操作面板；20：伺服系统；21a、21b：伺服驱动器；22a、22b：电机；30：操作画面；31：“AUTO”按钮；32：“MPG”按钮；33：“RETURN”按钮；34～38：参数输入栏。

Claims (4)

1.一种控制装置，其按照电子凸轮特性对主轴和从轴进行同步控制，该电子凸轮特性是表示该主轴的相位和该从轴的位移量的关系的信息，该控制装置具有：
基准位置更新单元，其在从断电恢复时，取得所述主轴的位置，根据与取得的位置实现凸轮同步的时刻处的所述主轴的位置和所述电子凸轮特性，对作为所述主轴的基准位置的主轴基准位置、和作为所述从轴的基准位置的从轴基准位置进行更新；以及
恢复控制单元，其根据所述主轴的当前位置、所述电子凸轮特性、由所述基准位置更新单元更新后的所述主轴基准位置和所述从轴基准位置，求出与所述主轴的当前位置对应的所述从轴的位置，进行用于使所述从轴的位置移动到求出的位置的恢复控制。
2.根据权利要求1所述的控制装置，其中，
该控制装置还具有信息提示单元，在进行基于所述恢复控制单元的所述恢复控制前，所述信息提示单元使显示装置显示状态提示画面，所述状态提示画面包含表示所述主轴以及所述从轴的位置与所述电子凸轮特性之间的关系的图表。
3.根据权利要求2所述的控制装置，其中，
在进行基于所述恢复控制单元的所述恢复控制时，所述信息提示单元根据该恢复控制的进行状态来变更所述图表上示出的所述从轴的位置。
4.根据权利要求2或3所述的控制装置，其中，
在设置于所述状态提示画面的规定的项目被操作时，所述恢复控制单元开始所述恢复控制。
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