CN1609739A - 数值控制装置 - Google Patents

数值控制装置 Download PDF

Info

Publication number
CN1609739A
CN1609739A CN200410083754.4A CN200410083754A CN1609739A CN 1609739 A CN1609739 A CN 1609739A CN 200410083754 A CN200410083754 A CN 200410083754A CN 1609739 A CN1609739 A CN 1609739A
Authority
CN
China
Prior art keywords
learning control
program
instruction
learning
correction data
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN200410083754.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1312547C (zh
Inventor
中里友美
远藤贵彦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fanuc Corp
Original Assignee
Fanuc Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fanuc Corp filed Critical Fanuc Corp
Publication of CN1609739A publication Critical patent/CN1609739A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1312547C publication Critical patent/CN1312547C/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/18Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/19Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/18Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/404Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by control arrangements for compensation, e.g. for backlash, overshoot, tool offset, tool wear, temperature, machine construction errors, load, inertia
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/18Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/416Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by control of velocity, acceleration or deceleration
    • G05B19/4163Adaptive control of feed or cutting velocity
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/35Nc in input of data, input till input file format
    • G05B2219/35262Macro instruction, canned cycles, subroutines, subprogram
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/41Servomotor, servo controller till figures
    • G05B2219/41177Repetitive control, adaptive, previous error during actual positioning
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/42Servomotor, servo controller kind till VSS
    • G05B2219/42128Servo characteristics, drive parameters, during test move

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Numerical Control (AREA)
  • Feedback Control In General (AREA)

Abstract

具有学习控制功能的数值控制装置执行NC程序的指令,从同一动作模式产生的产生开始位置执行学习控制,然后在同一动作模式结束位置停止学习控制。只要在NC程序中设定可学习控制的指令,就可以自动地确定进行学习控制的区间。

Description

数值控制装置
技术领域
本发明涉及用于工作机械等的控制的执行学习控制的数值控制装置。
背景技术
在重复同一指令模式发出指令并按照规定周期执行同一动作模式进行加工的情况下,为了提高加工精度而采用学习控制。如日本公开专利特开平6-309021号公报示例,按照该规定周期重复同一模式的学习控制,对位置偏差进行取样并根据该位置偏差存储一个周期的修正数据,然后使该修正数据中同一指令模式下对应的取样时的修正数据与本次取样时的位置偏差相加来进行修正。重复执行该学习控制,依次更新修正值,最终使位置偏差收敛到接近于“0”。这样,由于学习控制使位置偏差收敛到接近于“0”,因此可以实现高加工精度。
如上所述,学习控制重复执行由同一指令模式产生同一动作模式的加工,从而可以进行高精度的加工,但目前该学习控制仅适用于同一动作模式产生的二元运行,而在通常的NC程序(ISO/EIA格式)控制的运行中,即使执行同一NC程序也未必产生同一动作模式,因而不适用于NC程序。
发明内容
本发明提供一种对通常的NC程序(ISO/EIA格式)也可以适用学习控制的数值控制装置。
本发明的数值控制装置具有根据同一动作模式下的位置偏差生成并存储修正数据,然后根据该修正数据修正同一动作模式执行时的位置偏差的学习控制功能。该数值控制装置执行NC程序的指令;从同一动作模式产生的产生开始位置执行学习控制;然后在同一动作模式结束位置停止学习控制。
本发明的数值控制装置的实施例具有以下功能。
预先存储按NC程序的指令中同一动作模式产生的可学习控制的指令或不可学习控制的指令,根据该指令自动判别是同一动作模式产生的产生开始位置还是学习控制断开位置,从而对NC程序中同一动作模式位置进行学习控制。
设置指示学习控制开始位置和学习控制结束位置的代码,用该代码指示NC程序中的学习控制开始位置和学习控制结束位置,然后根据该指令码从学习控制开始位置到学习控制结束位置进行学习控制。
执行NC程序,对所产生的多种同一动作模式赋予识别码来存储学习控制的修正数据,然后根据该识别码选择学习控制的修正数据来分别执行学习控制。
在学习控制开始和学习控制结束时,使修正位置偏差的修正值在学习控制开始时阶梯式地增大,在学习控制结束时阶梯式地减小。并且,对通过学习控制求出的修正值阶梯式地改变与该修正值相乘的系数,由此用该系数与修正值的乘积修正位置偏差。
在加工条件改变时,使学习控制的修正数据自动无效。
具有精度优先时的学习控制的设定值和加工速度优先时的学习控制优先值,可以选择精度优先还是加工速度优先。
分别存储对一种加工物改变各种加工条件后执行一个NC程序得到的学习控制修正数据,然后选择任意修正数据来实施学习控制。
与学习控制的修正数据一起存储进行该学习控制的NC程序信息,NC程序选择时还自动选择设定学习控制的修正数据。
具有向外部通知学习控制状态的功能。
所述NC程序的一部分或全部是记述时间与可动轴位置或主轴旋转角与可动轴位置的关系的程序。
本发明在通常的NC程序(ISO/EIA格式)控制的运行过程中,在同一动作模式产生的区间内进行学习控制,因而即使在通常的NC程序控制的加工中也可以进行位置偏差小、精度高的加工。
附图说明
图1是本发明的一个实施例的数值控制装置的概要图。
图2是在图1所示数值控制装置的伺服系统中,其处理器执行的控制各伺服电机的伺服处理框图的一部分。
图3是图1所示数值控制装置的CNC系统的处理器在每个规定周期中执行的前期处理的流程图。
图4是图1所示数值控制装置的CNC系统的处理器在每个规定周期中执行的执行处理的流程图。
图5是图1所示数值控制装置的伺服系统的处理器在每个规定周期中执行的伺服系统的位置闭环处理和学习控制处理的流程图。
图6A~图6F是阶梯式式改变学习控制影响的理由及其动作概要说明图。
图7是适用本发明的其它实施例中的程序示例。
具体实施方式
参照附图对以下实施例的说明可以明确本发明的上述及其它目的和特征。
图1是本发明一个实施例的数值控制装置的概要图。数值控制装置的硬件结构与现有数值控制装置相同,因而在此进行简单图示。数值控制装置10由CNC系统11、伺服系统12以及与CNC系统11和伺服系统12连接的接口17构成。
CNC系统11包括数值控制用处理器13、由ROM、RAM和非易失性RAM等构成的存储器14、由CRT或液晶显示器和键盘等输入设备构成的显示器/输入设备18。另外,CNC系统11经接口连接有外部存储器19。
伺服系统12构成用于控制驱动工作机械等的各轴的伺服电机的位置、速度、电流的伺服电路,并且包括主轴控制电路。控制各轴的伺服电机的伺服控制或主轴控制通过软件进行。伺服系统12包括伺服用处理器15和由ROM、RAM等构成的存储器16。该伺服系统12经伺服放大器20连接有各轴的伺服电机M1~M4。而且,伺服系统12还经主轴放大器21连接有主轴电机SM。
CNC系统11的处理器13读出并执行经外部存储器19或显示器/输入设备18输入并存储在存储器14中的NC程序后,根据各功能块所指示的移动指令进行各轴的分配插入处理,然后将对各轴的移动指令通过接口17传送到伺服系统12。伺服系统12的处理器15根据该移动指令和设置在各伺服电机等中的位置/速度检测器发出的位置/速度反馈信号进一步根据电流反馈信号进行位置、速度、电流的闭环处理,然后通过伺服放大器20驱动控制各轴的伺服电机M1~M4。同样,也对主轴电机SM进行速度的反馈控制,使主轴速度保持在NC程序的指令值内。
上述数值控制装置10的结构和作用与现有数值控制装置相同,但在本实施例中,伺服系统12的处理器15还执行学习控制的处理。
图2是在伺服系统12中,处理器15执行的控制各伺服电机M1~M4的伺服处理的框图的一部分。特别是,本实施例中设置有进行学习控制的学习控制器30。该学习控制器30属于公知技术,但在本实施例中设置有用于对学习控制器30输出的修正值实施阶梯式处理(后述)的系数α的项35,在这一点上与现有的学习控制器不同。
在不实施学习控制时,用减法器36从CNC系统11发出的位置指令中减去位置/速度检测器反馈的位置反馈量,求出位置偏差∈;再将该位置偏差与位置闭环增益Kp相乘,求出速度指令;然后将求出的速度指令指示给速度控制部。速度控制部根据该速度指令和反馈的速度反馈量进行比例·积分等处理后,向电流控制部输出电流指令。电流控制部根据接收的电流指令进行电流的闭环控制,然后通过伺服放大器20驱动控制伺服电机M1~M4。
如图2所示,学习控制器30包括加法器31、为了使控制系统稳定而设置的带通滤波器32、存储有与同一指令模式的一个周期的取样数对应数目的修正数值的延迟要素存储器33、补偿控制对象的相位延迟或增益降低的动态特性修正要素34和系数α项35。
在每个取样周期(位置/速度闭环处理周期)求出位置偏差。另一方面,在每个取样周期从延迟要素存储器33读出同一指令模式下与本次取样时刻对应的修正数据,并在对读出的修正数据进行动态特性修正元素34的处理后与系数α相乘(不进行后述的阶梯式处理时该系数α为1。或者不设置该系数α项35),从而作成学习控制器30的输出(修正值)。然后用加法器37使学习控制器30的输出与前述位置偏差相加,相加后的值与位置闭环增益Kp相乘,从而求出速度指令Vc。求出的速度指令Vc被输入到速度控制部39。
另一方面,加法器31将本次取样时从延迟要素存储器33读出的修正数据与位置偏差相加,并对相加后得到的值进行带通滤波器32的处理。然后使延迟元素存储器33的存储数据移动一位,将该带通滤波器32的输出(修正数据)存储在存储最新数据的存储区域中。
如上所述,在学习控制中,读出根据以前实施的同一指令模式的处理中各取样时的位置偏差求出的修正数据当中执行该同一指令模式时本次取样时的修正数据。然后利用以所读出的修正数据为基础的修正值修正位置偏差,同时将该修正数据作为执行下一同一指令模式时对应取样时的修正数据存储在延迟要素存储器中,从而更新延迟要素存储器33内的修正数据。即,执行学习控制是以同一指令模式生成同一动作模式为前提的。
但是,在重复执行通常的NC程序(ISO/EIA格式)时,未必产生同一动作模式。在进行扭断加工或有M码等指令的情况下,在NC程序的各次执行中动作时序发生偏差,各NC程序执行时不以同一动作模式执行。另一方面,NC程序具有以连续指令执行程序时重复产生同一动作模式的区间。例如,在直线插入指令或圆弧插入指令等连续的区间中,各NC程序执行时,该区间中只要加工条件不变加工时序就是同一的,因而重复产生同一动作模式。
因此,在本发明中,对于按NC程序执行的处理,仅对执行同一动作模式的区间自动地或通过程序指令进行学习控制。
以下首先说明用NC程序指令判断是否是可学习控制的指令来自动确定进行学习控制的区间的实施例。
预先将根据指令开始处理后按同一时序重复执行同一指令(动作)模式的NC程序指令设定为可学习控制的指令并存储起来。例如,在直线插入或圆弧插入等的指令连续进行的区间内,同一指令模式按同一时序执行并且产生同一动作模式,因此这些直线插入或圆弧插入等指令作为可学习控制的指令设定并存储在NC程序中。与此相反,也可以将不可学习控制的指令设定并存储在NC程序中,从而可将没有设定并存储的指令判断为可学习控制的指令。
图3是CNC系统11的处理器13在每个周期(每个前期处理周期)中执行的前期处理的流程图。
首先从NC程序中读入一个程序块(步骤a1),判断该程序块中的指令是否为程序尾(步骤a2),如果不是程序尾,则判断是否有加工条件变更指令输入(步骤a3)。在变更程序或各种参数、偏移量、进给速度的过载值等,而使加工条件变更的情况下,指令模式(动作模式)不同,因而到目前为止已执行的学习控制所产生的修正数据没有意义,因此将在步骤a4中存储在学习控制器30的延迟要素存储器33中的修正数据输出到要清零的伺服系统12。
如果加工条件没有变更,判断是否设定有使学习控制自动判断有效的参数(步骤a5),如果未在学习控制自动判断模式下设定参数,则进行当前程序块的解析处理(步骤a9),然后返回步骤a1。以下重复不实施该学习控制的处理。
另一方面,在步骤a5中判断设定有使学习控制自动判断有效进行的参数时,判别表示学习控制开通的标志F是否有效(步骤a6),如果不是在学习控制当中,则判断在步骤a1中读入的指令是否为可学习控制的指令(步骤a10)。即判断读入的指令是否是设定的可学习控制的指令当中的一个。如果不是可学习控制的指令,则转移到步骤a9,执行前述的常规处理。
另一方面,如果读入的指令是可学习控制的指令,则使对识别码进行计数的计数器的值加1,将该值作为该指令的识别码,与程序块一起存储起来(步骤a11)。最开始将对识别码进行计数的计数器的值设定为“0”,然后使学习控制开通的标志有效,与该程序块一起存储学习控制开通(步骤a12),然后转移到步骤a9,进行该程序块的解析处理并返回到步骤a1,进行前述处理(步骤a1~a6),但在步骤a6中,由于在上次的步骤a12的处理中学习控制开通的标志有效(F=1),因此从步骤a6转移到步骤a7,判断在步骤a1中读出的指令是否为不可学习控制的指令。即判断读入的指令是否是设定为可学习控制的指令的指令。如果不是不可学习控制的指令(可学习控制的指令),则转移到步骤a9,维持学习控制开通的状态。
以下只要没有读入不可学习控制的指令,就维持学习控制开通的状态。当在步骤a7中判断读入的指令为不可学习控制的指令时,使表示学习控制开通的标志无效,与该程序块一起存储学习控制断开(步骤a8),然后转移到步骤a9。
以下重复执行步骤a1~a6、a10和a9的处理,直到下次读入可学习控制的指令。当再次读入可学习控制的指令时,从步骤a10转移到步骤a11、a12的处理,与该程序块一起存储识别码和学习控制开通,使学习控制开通标志有效,然后执行上述处理。在读入各程序块的过程中读入不可学习控制的指令后(步骤a7),使学习控制开通标志无效(步骤a8),与该程序块一起存储学习控制断开。
如上所述,在NC程序的前期处理阶段,当读入可学习控制的指令时,与当前模块一起存储识别码和学习控制开通,而当读入不可学习控制的指令时,与当前模块一起存储学习控制断开。
当NC程序读入程序尾时,对识别码进行计数的计数器清零(步骤a13),结束该NC程序的前期处理。
图4是CNC系统11的处理器13在每个周期(每个执行处理周期)中执行的执行处理的流程图。
如前所述,在前期处理阶段,根据由NC程序指令解析并处于可执行状态的数据进行对各轴的分配插入处理。在该实施例中,为了缓和学习控制开始和结束时可能产生的机械震动,可以选择是否进行阶梯式地增加或减小学习控制影响的处理(“阶梯式处理”)。即可以选择进行阶梯式地改变图2所示系数α值的处理或者将其固定为“1”(或者是进行没有该系数α项的学习控制器30的处理)。
首先说明阶梯式改变该学习控制影响的处理(阶梯式处理;阶梯式地改变系数α的处理)。
图6A~图6F是阶梯式地改变学习控制影响的理由及其动作的概要说明图。
输出图6A所示的位置指令,图6A的横轴表示时间,纵轴表示(每隔一定时间的)指令移动量(即指令速度)。不进行学习控制时,产生图6B所示的位置偏差,图6B的横轴表示时间,纵轴表示位置偏差。
因此,如图6C所示,设从时刻t1到t2开通学习控制。学习控制是将以同一指令模式下先期实施的模式的动作中产生的位置偏差为基础的值作为修正数据存储起来,并且根据所存储的修正数据来修正执行本次模式时的位置偏差(参照图2),从而使位置偏差收敛至接近于“0”。因此,如图6D所示,学习控制在时刻t1开通时,位置偏差急速减小,在时刻t2学习控制断开时,位置偏差急剧增大。速度指令是将位置闭环增益Kp乘以位置偏差的指令,因而如果位置偏差急剧变化,则速度指令也相应地急剧变化。结果,机械随着急剧的速度指令变化而产生震动。
因此,在本实施例中,如图6E所示,使学习控制的影响阶梯式地变化。如图2所示,在学习控制器30中设置系数α项并使该系数α的值阶梯式地增大或减小,可以缓和学习控制的修正的影响。结果,如图6F所示,位置偏差阶梯式地减小或增大而使震动缓和。
返回图4所示的执行处理。与现有技术一样,CNC系统11的处理器13根据由图3所示的前期处理解析的程序块数据进行移动指令对各轴的分配处理(步骤b1)。然后判断是否设定有参数使阶梯处理有效(步骤b2),如果未设定参数使阶梯处理有效,则转移到步骤b13,与现有技术的通常处理一样,将分配处理后的数据输出到伺服系统12。但在程序块中附加有识别码和学习控制开通/断开标志的信号时,该识别码和学习控制开通或断开信号也输出到伺服系统12。
另一方面,在阶梯处理有效的情况下,判断解析后的程序块中是否附有学习控制断开数据(步骤b3)。
没有读入学习控制断开数据时,接着判断是否读入学习控制开通数据(步骤b4),如果该数据也没有读入,则判断表示学习控制开通的标志F1是否为“1”(步骤b5),如果该标志F1不为“1”,则转移到步骤b13。即当前处于还没有读入可学习控制的指令的状态,因此与现有技术的通常处理一样,将步骤b1中分配处理后的数据输出到伺服系统12。
另一方面,在步骤b4中判断读入了学习控制开通数据时,将表示学习控制开通中的标志F1设为“1”(由初始化设定将该标志“F1”设定为“0”),并将计时器T1复位后启动(步骤b14)。而且,将为进行阶梯式地改变学习控制影响的处理(阶梯处理)而设定的时间设置在计时器T2中(步骤b15),然后转移到步骤b13。此时因为读入了学习控制开通的数据,因此在步骤b13的处理中,将该学习控制开通的数据以及与该数据共同存储的识别码与步骤b1中分配处理后的数据一起输出到伺服系统12。
然后,在下一周期中,因为表示学习控制开通的标志F1被设为“1”,因此从步骤b5转移到步骤b6,判断计时器T1的计时时间是否到达与当前执行中的学习控制的识别码对应存储的学习控制断开时的阶梯处理开始位置。后述步骤b17、b18的处理将该阶梯处理开始位置与识别码对应起来存储,而在NC程序第1次执行时(初始执行时)还未进行存储,因此该步骤b6的判断为“否”并前进到步骤b7。
在步骤b7中判断步骤b15中设定为计时器T2的时间是否计满,如果没有计满,则从计时器T2中减去设定的规定量(步骤b8)。然后判断表示学习控制断开时的阶梯处理正在执行中的标志F2是否为“1”。因为该标志F2初始设定为“0”,因此前进到步骤b10,算出与学习控制开通时的阶梯处理有关的系数α。设在步骤b15中设定的设定值为ts、在步骤b8中减法运算后的计时器T2的当前值为t,该系数α=(ts-t)/ts。
将如此求出的系数α作为与学习控制器30的修正数据相乘的值输出并设定在伺服系统12中。然后转移到步骤b13,将分配处理数据输出到伺服系统12。
以下每个周期都进行步骤b1~b10、b12、b13的处理,使系数α慢慢增大,当系数α为“1”、计时器T2计满时,从步骤b7转移到步骤b13,停止系数α的输出,将系数α固定要素数据于“1”。以后重复步骤b1~步骤b7、步骤b13的处理。
然后,在步骤b3中判断读入了学习控制断开数据时,从计时器T1的当前值减去设定时间,算出从下次开始执行NC程序时利用的学习控制断开时的阶梯处理开始位置(从开始学习控制起经过的时间)(步骤b17),将求出的阶梯处理开始位置与识别码一起存储(步骤b18)。并且将标志F1和F2均设为“0”(步骤b19)。然后转移到步骤b13,输出分配处理数据,但这种情况下将学习控制断开数据输出到伺服系统12。
在步骤b18中将学习控制断开时的阶梯处理开始位置与识别码一起存储起来,因此在下次执行NC程序时,在步骤b6中判断计时器T1的值是否到达与当前识别码对应的学习控制断开时的阶梯处理开始位置,到达时将表示学习控制断开时的阶梯处理正在执行中的标志F2设为“1”(步骤b16),并将设定时间设置在计时器T2中(步骤b15)。然后从下一周期开始在执行步骤b1~步骤b9的处理后,在该步骤b9中检测出标志F2为“1”,因而转移到步骤b11,算出学习控制断开时的系数α并输出到伺服系统12(步骤b12)。
设在步骤b15中设定的设定值为ts、在步骤b8中进行减运算后的计时器T2的当前值为t,该停止时的系数α可由α=t/ts求出。读出学习控制断开数据后,从步骤b3转移到步骤b17并进行前述处理。
如上所述,求出用于使学习控制的影响阶梯式地增加或减小的系数α,并送往伺服系统12。
另一方面,伺服系统12的处理器15每隔规定周期(位置/速度闭环处理周期)执行图5所示处理。
首先判断CNC系统11送来的数据中是否有学习控制开通数据(步骤c1),如果没有送来学习控制开通数据,则判断是否送来学习控制断开数据(步骤c12),如果该数据也没有送来,与现有技术一样,根据送来的指令位置和位置反馈量进行求出位置偏差∈的处理(步骤c4)。
然后,判断学习控制执行中标志是否为“1”(步骤c5),如果不为“1”,与现有技术一样,使该位置偏差∈与位置闭环增益Kp相乘求出速度指令Vc(步骤c10),然后将该速度指令Vc输出到速度控制部。速度控制部根据该速度指令Vc和速度反馈信号执行比例、积分等速度闭环处理。在这一点上与现有技术相同,因而省略说明。
以上是不进行学习控制时的伺服系统12的位置闭环处理。而在步骤c1一读入学习控制开通数据,就读入对应于与该数据一起送来的识别码存储的一组修正数据(步骤c2)。即为图2中的学习控制器30的延迟要素存储器33中存储的一组修正数据(与一个周期的取样数对应数目的修正数据),并对每个识别码以先入先出方式(FIFO)存储。在第一次执行NC程序时(初始执行时),还没有生成一组修正数据,因此在这种情况下,只要准备针对识别码存储修正数据的存储器即可。然后将学习控制执行中标志设为“1”(步骤c3),根据送来的指令位置和位置反馈量求出位置偏差∈(步骤c4)。
因为学习控制执行中标志被设定为“1”(步骤c5),因而从步骤c2中读入的修正数据中读出初始修正数据(所存储的数据当中最先存储的数据(最老的数据)),与现有技术同样,进行动态特性补偿处理并求出修正值y(步骤c6)。
另外,把CNC系统11输出并存储的系数α与修正值y相乘,求出阶梯修正值y’(步骤c7)。将在步骤c4中求出的位置偏差∈与读出的修正值y相加,用图2的带通滤波器32对相加后的值(∈+y)进行处理后求出修正数据,然后作为最新修正数据存储起来。如此进行一组修正数据的更新(步骤c8)。
将在步骤c4中求出的位置偏差∈与步骤c7中求出的阶梯修正数据y’相加,作为学习控制修正后的位置偏差(步骤c9),并使修正后的位置偏差与位置闭环增益Kp相乘来求出速度指令Vc(步骤c10),然后将求出的速度指令Vc输出到速度控制部。
从下一周期开始重复执行步骤c1、c12、c4、c5~c11的处理。然后,在读入学习控制断开数据后,从步骤c12转移到步骤c13,将学习控制执行中标志设置为“0”,然后转移到步骤c4,进行步骤c4、步骤c5、步骤c10~c11的处理。从下一周期开始,因为学习控制执行中标志为“0”,因而执行步骤c1、步骤c12、步骤c4、c5、步骤c10、c11的处理。
如上所述,从NC程序读出可学习控制的指令时,如果设定为从该指令开始自动地开始学习控制并且进行阶梯处理,则学习控制开通时学习控制的修正值阶梯式地增大,而学习控制断开时学习控制修正值阶梯式地减小。
上述实施例根据程序指令的种类自动地判断由NC程序指令开始学习控制还是结束学习控制,但也可以不是用所编程的各种指令进行自动判断,而是在NC程序中预先指示出学习控制开通指令(例如Gaaa)、学习控制断开指令(例如Gbbb)(G码中的aaa或bbb为数值),并且与学习控制开通指令(Gaaa)一起指示识别码(识别码也可以如前述实施例所述设置计数器并根据从NC程序初始时开始的学习控制开通指令的数目来确定)。这种情况下,以图3的步骤7、步骤10中的判断代替是学习控制断开指令还是学习控制开通指令的判断。
另外,上述实施例中,在图3的步骤a3中当进给速度或偏移值等加工条件变更时,在步骤a4的处理中将学习控制修正数据清零,因而可以自动生成新的加工条件下的学习控制修正数据。而且也可以将各种加工条件下生成的学习控制修正数据传送到CNC系统11的存储器中并存储起来,在必要时读出与加工条件对应的修正数据,并在传送到伺服系统12后利用该修正数据。而且,该修正数据也可以输出到外部存储器19保存起来。另外,将所保存的修正数据输入到数值控制装置10并加以利用,就可以缩短学习时间。对于进行学习控制的同一动作模式,赋予其识别码并存储其学习控制修正数据,因而指定识别码就可以仅对指定识别码的动作模式进行学习控制。
而且,只要对识别码附加因该学习时的加工条件等不同而不同的信息,在加工同种工件时,由外部信号或NC参数等指定与此时的加工条件对应的学习控制修正数据,就可以直接执行学习控制。
另外,由于实施该学习控制的NC程序的信息也与识别码一起存储,因此在选择了要执行的NC程序时,也可以在该NC程序选择的同时选择学习控制的修正数据。
学习控制是通过重复执行同一指令模式来使位置偏差收敛到0附近,但在粗加工或高速加工等干扰大的情况下,会产生学习控制不稳定的现象。在这样的情况下,改变将学习控制器30的带通滤波器32的频带宽度向稳定的方向切换等学习控制的设定,在粗加工或高速加工中也可以实现稳定加工。这样,在进行粗加工或高速加工的加工速度优先和进行要求精度的精度优先的情况下,可以改变学习控制的设定。只要改变该学习控制的设定(例如带通滤波器32的设定)能变更系数α就可以。
另外,也可以将学习控制开通/断开的状态或位置偏差状态从伺服系统12读出到CNC系统11,然后将读出的数据显示在显示器/输入设备18的显示器屏幕上。而且,也可以预先设定位置偏差的范围,并监视位置偏差是否处于该范围内。
上述实施例中,可以在通常的NC程序中将执行同一动作模式的部分从NC程序中区分出来,对该部分适用学习控制,但除了这样的NC程序之外,在执行如图7所示的与对主轴旋转角的进给轴的例如X、Z轴的位置相对应起来记述的程序时,也可以适用本发明的学习控制。
在图7中,<PATH TABLE>是程序名,S01、S11等是主轴的旋转位置,X01、X11等是作为可动轴的X轴的位置,Z01、Z11等表示作为可动轴的Z轴的位置。“S11、X11、Z11”表示主轴的旋转角度为S11时,可动轴X轴的位置为X11、可动轴Z轴的位置为Z11。
另外,也可以以时间为基准指示各可动轴的位置来代替该主轴的旋转位置。

Claims (12)

1.一种数值控制装置,具有根据同一动作模式下的位置偏差生成并存储修正数据,然后根据该修正数据修正同一动作模式执行时的位置偏差的学习控制功能,其特征在于执行NC程序的指令,从同一动作模式产生的产生开始位置执行学习控制,在同一动作模式结束位置停止学习控制。
2.如权利要求1所述的数值控制装置,其特征在于预先存储NC程序指令中同一动作模式产生的可学习控制的指令或不可学习控制的指令,根据该指令自动判别是同一动作模式产生的产生开始位置还是学习控制停止位置,从而对NC程序中的同一动作模式位置进行学习控制。
3.如权利要求1所述的数值控制装置,其特征在于设置指令学习控制开始位置和学习控制结束位置的指令代码,利用该代码指令NC程序中的学习控制开始位置和学习控制结束位置,并根据该指令代码从学习控制开始位置到学习控制结束位置进行学习控制。
4.如权利要求1所述的数值控制装置,其特征在于执行NC程序,对所产生的多种同一动作模式赋予识别码来存储学习控制的修正数据,并根据该识别码选择学习控制的修正数据分别执行学习控制。
5.如权利要求1所述的数值控制装置,其特征在于在学习控制开始和学习控制结束时,使修正位置偏差的修正值在学习控制开始时阶梯式地增大,在学习控制结束时阶梯式地减小。
6.如权利要求5所述的数值控制装置,其特征在于对由学习控制所求出来的修正值阶梯式地改变与该修正值相乘的系数,然后利用该系数与修正值相乘的值修正位置偏差。
7.如权利要求1所述的数值控制装置,其特征在于在加工条件改变时,使学习控制的修正数据自动无效。
8.如权利要求1所述的数值控制装置,其特征在于具有精度优先时的学习控制的设定值和加工速度优先时的学习控制的设定值,可以选择精度优先还是加工速度优先。
9.如权利要求1所述的数值控制装置,其特征在于分别存储对一种加工物改变各种加工条件后执行一个NC程序得到的学习控制修正数据,然后选择任意修正数据来实施学习控制。
10.如权利要求1所述的数值控制装置,其特征在于与学习控制的修正数据一起存储进行该学习控制的NC程序信息,在选择NC程序时也自动选择设定学习控制的修正数据。
11.如权利要求1所述的数值控制装置,其特征在于具有向外部通知学习控制状态的功能。
12.如权利要求1所述的数值控制装置,其特征在于所述NC程序的一部分或全部是记述时间与可动轴位置或主轴旋转角与可动轴位置的关系的程序。
CNB2004100837544A 2003-10-20 2004-10-19 数值控制装置 Active CN1312547C (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003359664 2003-10-20
JP2003359664A JP3898686B2 (ja) 2003-10-20 2003-10-20 数値制御装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1609739A true CN1609739A (zh) 2005-04-27
CN1312547C CN1312547C (zh) 2007-04-25

Family

ID=34509889

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB2004100837544A Active CN1312547C (zh) 2003-10-20 2004-10-19 数值控制装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US7174226B2 (zh)
EP (1) EP1577725B1 (zh)
JP (1) JP3898686B2 (zh)
CN (1) CN1312547C (zh)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101334655B (zh) * 2007-06-25 2010-06-09 西门子工厂自动化工程有限公司 数控加工中的位移补偿装置和位移补偿方法
CN102096392A (zh) * 2009-12-09 2011-06-15 发那科株式会社 使高速摇动动作高精度化的伺服控制系统
CN105302544A (zh) * 2014-07-28 2016-02-03 发那科株式会社 预测nc程序修正后的加工时间的加工时间预测装置
CN106557067A (zh) * 2015-09-30 2017-04-05 兄弟工业株式会社 数控装置和控制方法
CN107643728A (zh) * 2016-07-22 2018-01-30 发那科株式会社 机械学习模型构筑装置及方法、数值控制装置
CN107850874A (zh) * 2015-11-30 2018-03-27 欧姆龙株式会社 控制装置
CN109571897A (zh) * 2017-09-29 2019-04-05 发那科株式会社 数值控制系统

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005327191A (ja) * 2004-05-17 2005-11-24 Fanuc Ltd サーボ制御装置
JP4276187B2 (ja) * 2005-02-02 2009-06-10 ファナック株式会社 学習制御機能を有する数値制御装置
JP4280241B2 (ja) * 2005-02-02 2009-06-17 ファナック株式会社 学習制御機能を有する数値制御装置
JP4271159B2 (ja) 2005-02-25 2009-06-03 ファナック株式会社 対話形数値制御装置
JP4361071B2 (ja) 2005-07-08 2009-11-11 ファナック株式会社 サーボ制御装置
JPWO2008146365A1 (ja) * 2007-05-29 2010-08-12 東芝ストレージデバイス株式会社 コントローラ及び記憶装置
KR101673618B1 (ko) * 2010-12-06 2016-11-07 두산공작기계 주식회사 Nc 공작기계 공구경로 파트 프로그램 수정 시스템
TWI492008B (zh) * 2013-11-01 2015-07-11 Ind Tech Res Inst 工作機械控制系統及其方法
JP5931289B2 (ja) 2014-04-16 2016-06-08 三菱電機株式会社 指令値生成装置
JP5890472B2 (ja) * 2014-06-13 2016-03-22 ファナック株式会社 周期動作サイクルに同期した重畳サイクルを重畳させる機能を有する数値制御装置
JP5992087B1 (ja) * 2015-12-28 2016-09-14 ファナック株式会社 機械の保全計画を作成する予防保全管理システム
US9859829B2 (en) * 2016-01-08 2018-01-02 Jtekt Corporation Motor control device
JP6396389B2 (ja) * 2016-10-27 2018-09-26 ファナック株式会社 サーボ制御装置
JP6457563B2 (ja) * 2017-01-24 2019-01-23 ファナック株式会社 数値制御装置及び機械学習装置
JP6748146B2 (ja) * 2018-05-17 2020-08-26 ファナック株式会社 制御装置、制御方法及び制御プログラム
WO2020044908A1 (ja) * 2018-08-30 2020-03-05 株式会社安川電機 産業機器のデータ収集システム及びモータ制御装置

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3911347A (en) * 1972-02-20 1975-10-07 Xenex Corp Adaptive control system
US3917930A (en) * 1974-11-25 1975-11-04 Cincinnati Milacron Inc Method and apparatus for adaptively positioning a machine element
IT1165014B (it) 1979-03-27 1987-04-22 Innocenti Santeustacchio Spa Sistema di controllo geometrico,per aumentare la precisione du una macchina utensile,particolarmente di una macchina utensile di grandi dimensioni
JPH0731529B2 (ja) * 1988-07-29 1995-04-10 オ−クマ株式会社 数値制御工作機械における学習制御方式
JP3135738B2 (ja) 1993-03-18 2001-02-19 三菱電機株式会社 数値制御装置
JP3294900B2 (ja) 1993-04-20 2002-06-24 ファナック株式会社 制御装置
US5773938A (en) * 1995-07-04 1998-06-30 Samsung Electronics Co., Ltd. Apparatus for controlling speed of a rotary motor
JP2716024B2 (ja) * 1995-11-24 1998-02-18 日本電気株式会社 先読み学習によるディジタルサーボ装置
GB9700333D0 (en) 1997-01-09 1997-02-26 Western Atlas Uk Ltd Improvements in and relating to machine tools
JP3215067B2 (ja) * 1997-03-21 2001-10-02 ファナック株式会社 移動方向反転時の位置補正方法
FR2762412A1 (fr) * 1997-04-22 1998-10-23 Philips Electronics Nv Procede et controleur pour controler un systeme asservi
JP2000176871A (ja) * 1998-12-11 2000-06-27 Toyota Motor Corp ワーク支持装置の統合制御システム
CN2404143Y (zh) * 1999-12-21 2000-11-01 赵本岐 电动执行机构用智能型伺服放大器
JP3270439B2 (ja) * 1999-12-28 2002-04-02 株式会社東芝 ディスク記憶装置
JP2002239960A (ja) * 2001-02-21 2002-08-28 Sony Corp ロボット装置の動作制御方法、プログラム、記録媒体及びロボット装置
KR100408288B1 (ko) * 2001-06-20 2003-12-03 삼성전자주식회사 편심 보상을 위한 디스크 드라이브 서보 시스템 및 외란보상 방법
ITBO20010434A1 (it) * 2001-07-11 2003-01-11 Marposs Spa Apparecchiatura e metodo per il controllo del processo di lavorazionedi una macchina utensile
JP4160284B2 (ja) * 2001-09-12 2008-10-01 松下電器産業株式会社 光デイスク装置及びフォーカス制御方法
JP3665008B2 (ja) * 2001-10-25 2005-06-29 ファナック株式会社 同期制御方法及び同期制御装置
JP2004114176A (ja) * 2002-09-24 2004-04-15 Fanuc Ltd 数値制御装置
JP4043996B2 (ja) * 2003-01-20 2008-02-06 ファナック株式会社 サーボモータ駆動制御装置
JP2004227163A (ja) 2003-01-21 2004-08-12 Fanuc Ltd サーボ制御装置
JP2005327191A (ja) * 2004-05-17 2005-11-24 Fanuc Ltd サーボ制御装置

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101334655B (zh) * 2007-06-25 2010-06-09 西门子工厂自动化工程有限公司 数控加工中的位移补偿装置和位移补偿方法
CN102096392A (zh) * 2009-12-09 2011-06-15 发那科株式会社 使高速摇动动作高精度化的伺服控制系统
CN102096392B (zh) * 2009-12-09 2013-10-30 发那科株式会社 使高速摇动动作高精度化的伺服控制系统
CN105302544A (zh) * 2014-07-28 2016-02-03 发那科株式会社 预测nc程序修正后的加工时间的加工时间预测装置
CN106557067A (zh) * 2015-09-30 2017-04-05 兄弟工业株式会社 数控装置和控制方法
CN107850874A (zh) * 2015-11-30 2018-03-27 欧姆龙株式会社 控制装置
CN107643728A (zh) * 2016-07-22 2018-01-30 发那科株式会社 机械学习模型构筑装置及方法、数值控制装置
CN107643728B (zh) * 2016-07-22 2020-10-20 发那科株式会社 机械学习模型构筑装置及方法、数值控制装置
CN109571897A (zh) * 2017-09-29 2019-04-05 发那科株式会社 数值控制系统
CN109571897B (zh) * 2017-09-29 2021-02-12 发那科株式会社 数值控制系统
US11460831B2 (en) 2017-09-29 2022-10-04 Fanuc Corporation Numerical control system

Also Published As

Publication number Publication date
JP3898686B2 (ja) 2007-03-28
EP1577725A3 (en) 2007-01-03
EP1577725B1 (en) 2012-08-01
JP2005122647A (ja) 2005-05-12
US20050085939A1 (en) 2005-04-21
US7174226B2 (en) 2007-02-06
CN1312547C (zh) 2007-04-25
EP1577725A2 (en) 2005-09-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1609739A (zh) 数值控制装置
CN101233462B (zh) 数控装置
US7167772B2 (en) Machining time calculating apparatus
CN1854952A (zh) 数字控制器
JP5143005B2 (ja) 機械における加工プロセスの最適化のための方法
CN1781659A (zh) 控制装置
CN100430850C (zh) 对话式数值控制装置
US7034491B2 (en) Numerical controller
CN1845026A (zh) 数值控制装置
US10423145B2 (en) Numerical controller capable of changing machining condition in accordance with machining information
CN1848011A (zh) 数值控制装置
CN1854950A (zh) 数字控制器
CN1781658A (zh) 控制器
EP1918796A2 (en) Numerical controller with machining resume function
CN101194212A (zh) 对机器上的活动机器元件的移动进行引导的方法
JP2017126199A (ja) ブロック時間表示手段を有する数値制御装置
CN101322084B (zh) 用于确定机器元件维护间隔期的方法和控制装置
CN1854951A (zh) 数字控制器
CN1817548A (zh) 激光加工系统
JP2007164509A (ja) 数値制御装置
US9823644B2 (en) Numerical control device and numerical control system
CN102608948B (zh) 数字控制装置
JP2000235411A (ja) 加工情報を用いた数値制御装置
EP3872588A1 (en) Nc program conversion processing method and computer for conversion
CN115130985A (zh) 生产控制方法和相关装置、存储介质和程序产品

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant