CN1530784A

CN1530784A - 数值控制装置

Info

Publication number: CN1530784A
Application number: CNA2004100086687A
Authority: CN
Inventors: 青山一成; 孝; 小槇邦孝; 晴; 相泽安晴
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2003-03-17
Filing date: 2004-03-16
Publication date: 2004-09-22
Anticipated expiration: 2024-03-16
Also published as: US7026778B2; JP2004280506A; EP1460503A1; CN1306349C; US20040207357A1

Abstract

对于在数值控制装置中控制的电动机，在数值控制装置中登录与来自各电动机利用的传感器的信息对应设定的数据表。在数值控制装置中接通电源时，从数值控制单元向电动机控制单元发送该数据表的内容。数值控制单元使用来自对应于各电动机的在数据表中登录的传感器的信息，控制各电动机。

Description

数值控制装置

技术领域

本发明涉及用于控制工作机械等的数值控制装置，特别是，涉及其特征为具有传感器和利用该传感器的信号的伺服电动机的结构的数值控制装置。

背景技术

图1是表示使用数值控制装置控制工作机械等的现有技术的系统的一个实施例的重要部件的框图。数值控制装置(CNC)10装备有数值控制单元11和控制电动机的电动机控制单元12。

数值控制单元11根据加工程序等，对于电动机控制单元12输出给各电动机的移动指令。电动机控制单元12根据该指令进行位置回路控制以及速度回路控制等，生成为使各伺服电动机转动的PWM(Pulse WidthModulation)信号，向各伺服电动机的伺服放大器20、21、22……输出。各伺服放大器20、21、22……根据该PWM信号转动伺服电动机30、31、32……。

在各伺服电动机30、31、32……上安装编码器40、41、42……，检测各伺服电动机30、31、32……的转动位置或者转动速度。检测出来的转动位置或者转动速度通过伺服放大器20、21、22……反馈到数值控制装置的电动机控制单元12，用于控制位置环路和速度环路。

另外，通过在由伺服电动机30、31、32……驱动的工作台等的可动部件上设置检测该可动部分的位置的传感器S1、S2、S3……，把来自这些传感器S1、S2、S3……的信号通过伺服放大器20、21、22……反馈给数值控制装置10。在传感器S1、S2、S3……是检测工作台等可动部件的位置的线性比例尺时，根据来自这些传感器的反馈信号，通过电动机控制单元12进行关于可动部件的位置的反馈控制。在这种场合，传感器S1、S2、S3……和伺服放大器20、21、22……以及伺服电动机30、31、32……的对应关系是固定的关系，不能改变这种关系。

另外，图2是现有技术实现的数值控制装置系统的另一种结构，在该数值控制装置系统中，数值控制装置(CNC)10上通过串行总线以雏菊链方式连接多个伺服放大器20、21、22、23以及多个接口单元50、51……。另外，检测由伺服电动机驱动的工作台等的可动部件的位置的线性比例尺；或者检测温度、压力、电压、电流等的传感器；或者限位开关等的传感器S1、S2……连接在接口单元50、51……上。

传感器S1、S2……检测出来的信号通过接口单元50、51……发送给数值控制装置10。数值控制装置10通过顺次接收来自各传感器S1、S2……的信号，根据该接收顺序确定传感器信号，获取伺服电动机30、31……和传感器S1、S2……的对应关系。例如，传感器S1-S4由线性比例尺构成，传感器S1检测由伺服电动机30驱动的可动部件的位置，传感器S2检测由伺服电动机31驱动的可动部件的位置，传感器S3检测由伺服电动机32驱动的可动部件的位置，传感器S4检测由伺服电动机33驱动的可动部件的位置。在这种场合，电动机控制单元12通过把传感器S1、传感器S2、传感器S3、传感器S4的信号分别用于伺服电动机30、31、32、33的位置闭环控制，固定这一对应关系。

在工作机械等上高速移动作为可动部件的工作台的场合，或者是大型机械的场合，因为需要大的转矩，有时使用多个伺服电动机驱动工作台等可动部件。在这样的场合，在工作台等可动部件上安装的用于检测位置/速度的传感器(线性比例尺)是一个，但是因为为驱动它的伺服电动机是多个，因此存在希望多个伺服电动机共有该线性比例尺检测出来的信号并进行控制的要求。同样，对于来自机械侧的紧急情况停止信号也存在希望由多个伺服放大器以及伺服电动机共有的要求。

但是，因为在图1所示的系统中，线性比例尺或者其它传感器和伺服电动机的关系是一对一的对应关系，因此一个传感器的信号不能用于多个伺服电动机的控制。另外，在图2所示系统中，尽管能够改变伺服电动机和传感器的组合，但是由于不能作到一个伺服电动机利用多个检测器的信号或者多个伺服电动机利用一个传感器的信号，因此不能直接利用其他的伺服放大器所利用的传感器信号。

为能够利用在该系统中未分配的其他的传感器信号，在电动机控制单元12中需要进行伺服电动机之间的信号的交付，存在不能对应对伺服电动机30-33所要求的高速控制这样的问题。

发明内容

本发明在具有输出移动指令的数值控制单元和根据从数值控制单元来的移动指令控制电动机的电动机控制单元的数值控制装置中，装备接收传感器信号并把接收的信号发送给电动机控制单元的接口单元和存储传感器和电动机的对应关系的数据表。于是，电动机控制单元通过接口单元接收从传感器来的信号，根据在数据表中设定的传感器和电动机的对应关系，控制对应该传感器的电动机。

传感器和电动机的对应关系，取为1对1、1对n、或者n对1(n是包括2以上的整数)。再有，也可以把紧急情况停止信号作为所述传感器信号与电动机对应。

根据本发明，可以提供一种数值控制装置，它能够使得用数值控制装置控制的伺服电动机能够任意自由地利用来自多个传感器信号。

附图说明

参照附图、并从下面对实施例的说明可以明了本发明的上述以及其它的目的以及特征。附图中：

图1是根据现有技术的数值控制装置的工作机械等的控制系统的重要部件的框图，

图2是适用于现有技术以及本发明的一个实施例的数值控制装置的工作机械等的控制系统的重要部件的框图，

图3是本发明使用的数据表的例子的说明图。

具体实施方式

使用用图2所示的以雏菊链方式连接伺服放大器和接口单元的数值控制装置的例子说明本发明的一个实施例。该数值控制装置10通过串行总线以雏菊链方式连接伺服放大器20-23和接口单元50、51……。各伺服电动机中使用的来自传感器S1-S4、S5-S8……的信号在接口单元50、51……汇集，发送给数值控制装置10。数值控制装置10以规定的顺序接收这些传感器信号。

直到上面这一点，和现有技术相同，但是在本发明中，通过准备确定伺服电动机和传感器的对应关系的表，各伺服电动机可以利用来自任意传感器的信号。

根据本实施例的数值控制装置10具有如图3所示那样的对应记载各伺服电动机和来自各传感器的信号的表。

例如，取传感器和伺服电动机的对应关系如以下所示。取传感器S1为检测由第一伺服电动机30驱动的可动部件的位置的线性比例尺，取传感器S2为检测由第二伺服电动机31驱动的可动部件的位置的线性比例尺，取传感器S3为检测由第三伺服电动机32驱动的可动部件的位置的线性比例尺，取传感器S4为检测由第四伺服电动机33驱动的可动部件的位置的线性比例尺。另外，取来自传感器S5、传感器S6、传感器S7、传感器S8的信号分别为用于控制第一、第二、第三、第四伺服电动机30、31、32、33的信号。进一步，可以把图2未表示的紧急情况停止信号作为从传感器Sm来的信号分别发送给伺服电动机30-33。

在上述决定传感器和伺服电动机的对应关系的数据表(数据表1)中，如图3A所示，对于第一伺服电动机30设定传感器S1、传感器S5以及传感器Sm为对应的内容，对于第二伺服电动机31设定传感器S2、传感器S6以及传感器Sm为对应的内容，对于第三伺服电动机32设定传感器S3、传感器S7以及传感器Sm为对应的内容，对于第四伺服电动机33设定传感器S4、传感器S8以及传感器Sm为对应的内容。然后把这一设定的表1登录在数值控制单元11中。

在登录有图3A所示数据表1的数值控制装置10中接通电源、系统启动后，数值控制单元11把该数据表1的内容向电动机控制单元12转送。其后，数值控制装置10的电动机控制单元12通过以雏菊链方式连接的串行总线接收以传感器S1、S2、S3、S4、S5……的顺序发送来的这些传感器信号。然后，电动机控制单元12从传感器信号的接收顺序，识别出发送的传感器，参照数据表1识别与该识别出的传感器相对应的伺服电动机。然后，用接收的信号来控制该识别出的伺服电动机。

例如，在传感器S1、S2、S3、S4是检测由第一到第四的伺服电动机30、31、32、33驱动的各可动部件的位置的线性比例尺的场合，电动机控制单元12参照数据表1，根据来自各传感器S1、S2、S3、S4的信号分别进行对第一到第四伺服电动机30、31、32、33的位置闭环控制。另外，如果输入来自对应全部电动机的传感器Sm的紧急情况停止信号的话，电动机控制单元12停止所有电动机的操作。

另外，例如，在由第一伺服电动机和第二伺服电动机驱动工作台等的一个可动部件、仅用一个线性比例尺(例如传感器S1)检测该可动部件的位置的场合，电动机控制单元12根据从该线性比例尺来的信号，进行对第一以及第二伺服电动机的位置闭环控制时，如在图3B中所示的数据表2那样设定第一以及第二伺服电动机与传感器S1的对应关系。这时，不设置传感器S2。

另外，如图3C所示，当在第一伺服电动机30和第二伺服电动机31的控制中使用来自传感器S6的信号、同时第一伺服电动机30不利用来自传感器S1的信号而利用来自传感器S5的信号时，可以设定使第一伺服电动机30与传感器S5及S6、第二伺服电动机31与传感器S2及S6对应的数据表3，并进行登录。

通过如上所述设定数据表，多个伺服电动机可以共用通过接口单元输入数值控制装置的一个传感器信号，反过来，一个伺服电动机也可以共用多个传感器信号。而且，只通过在数据表中任意设定伺服电动机和传感器的对应关系，可以使一个或者一个以上的伺服电动机与一个或者一个以上的传感器建立对应关系。因此，使用本发明的数值控制装置，可以利用这一数据表简单地进行系统的变更、扩充等。

此外，在图2所示的实施例中，表示出在数值控制装置10中设置一个电动机控制单元12的例子，但是也可以以伺服电动机的数目设置电动机控制单元12的个数，另外，也可以在各伺服放大器中设置电动机控制单元12。

另外，在上述实施例中，用串行总线把多个传感器连接到数值控制装置上，但是也可以使用并行总线连接多个传感器。在这一场合，传感器信号的特定化不是利用信号输入的顺序，而根据以规定的模式读出信号的读出顺序来识别是来自哪一个传感器的信号。

在伺服系统中，可以简单地对应使用来自多个传感器的信息用于一个伺服电动机的控制、或者使用一个传感器信息用于多个伺服电动机的控制等各种应用。另外，因为电动机控制单元的处理器可以直接监视输入数值控制装置的输入信号，因此可以简单地进行分组化的多个轴的输入输出控制。

Claims

1.数值控制装置，具有输出移动指令的数值控制单元和根据从该数值控制单元来的移动指令控制电动机的电动机控制单元，其特征在于，包括：

接收来自传感器的信号并把所接收的信号向所述电动机控制单元发送的接口单元和存储传感器和电动机的对应关系的数据表，

所述电动机控制单元通过所述接口单元接收来自所述传感器信号，根据在所述数据表中设定的传感器与电动机的对应关系，控制与该传感器对应的电动机。

2.根据权利要求1所述的数值控制装置，其特征在于，所述传感器与电动机的对应关系是1对1、1对n、或者n对1(n为包括2以上的整数)。

3.根据权利要求1或者权利要求2所述的数值控制装置，其特征在于，把紧急情况停止信号作为所述传感器信号与电动机对应。

4.数值控制装置，它通过串行总线以雏菊链方式连接多个伺服放大器和一个或者多个接口单元，其特征在于，具有：

由所述多个伺服放大器控制的多个伺服电动机，

包含检测由所述多个伺服电动机驱动的可动部件的位置的传感器的多个传感器，和

对于所述各伺服电动机存储分配所述一个或者一个以上的传感器的数据表的存储器，

所述接口单元，汇集多个所述各传感器的信号接收，发送给所述数值控制装置，

所述数值控制装置顺次接收从所述多个传感器通过所述接口单元发送来的信号，根据接收顺序识别发送该信号的传感器，参照所述数据表识别对应其识别的传感器的伺服电动机，遵从来自所述传感器的接收信号控制识别的伺服电动机。

5.根据权利要求4所述的数值控制装置，其特征在于，在所述传感器中，至少包含检测由伺服电动机驱动的工作台的位置的线性比例尺、或者检测温度、压力、电压、电流的传感器、或者限位开关中之一。