JP2004086716A - 数値制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】モータ間の協調制御が容易で、かつ、数値制御部に異常が発生しても、制御が継続できる数値制御装置を得る。
【解決手段】数値制御部１を表示器２と一体に配置し、モータ制御部４，４’を複数のモータ６−１〜６−４、６−５，６−６を制御するモータ制御部で構成する。モータ制御部４，４’と各モータ用アンプ５−１〜５−４、５−５，５−６を強電盤３，３’に配置する。数値制御部１とモータ制御部４，４’を光ケーブル等のシリアル通信ライン８で接続する。モータ制御部４，４’と各モータ用アンプ５−１〜５−４、５−５，５−６は通常の電気ケーブル１０、１０’で接続する。１つのモータ制御装置で複数のモータを制御する協調制御が容易に実行できる。数値制御部とモータ制御部が独立しているから、数値制御部が異常でもモータを制御できる。高価な光ケーブル、光インターフェースを少なくすることができ、安価に構成できる。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、工作機械等を制御する数値制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
数値制御装置は、主に、数値制御部と、モータ制御部、モータ用アンプ、アンプ用電源、そしてモータから構成されている。数値制御部は、モータ制御部に対して、移動の指令を出力する。モータ制御部は、その指令に基づいて、位置、速度ループ制御処理等を行いモータを回転させるためのＰＷＭ信号を生成する。モータ用アンプはこのＰＷＭ信号に基づいてモータを回転させる。又アンプ用電源は、モータ用アンプに駆動電力を供給するものである。
【０００３】
図２は、従来から一般的に使用されている数値制御装置の概要図である。数値制御部１は、表示器２と共に、強電盤３から離れた位置に配置されている。強電盤３は、工作機械等の機械を駆動するモータ６−１〜６−４　が配置された近傍に配置され、該強電盤３には、機械の各可動部を駆動するモータの各モータ用アンプ５−１〜５−４、アンプ用電源７を備えている。該アンプ用電源７より電源ライン９を介して各モータ用アンプ５−１〜５−４に駆動電力が供給される。又、各モータ用アンプ５−１〜５−４には、それぞれモータ制御部４１−１〜４１−４を備えており、この各モータ制御部４１−１〜４１−４は、光ケーブル等で構成された高速通信路１１で数値制御部１と接続され、数値制御部１と各モータ制御部４１−１〜４１−４は高速シリアル通信で、移動指令や各種信号のやりとりを行っている。
【０００４】
数値制御部１から各モータ６−１〜６−４への移動指令が高速通信路１１を介して各モータ制御部４１−１〜４１−４に送られる。各モータ制御部４１−１〜４１−４は、自己の移動指令を受けて、位置、速度、電流のループ制御を行いＰＷＭ信号を生成し、該ＰＷＭ信号に基づいてモータ用アンプ５−１〜５−４を制御してそれぞれのモータ６−１〜６−４を駆動制御する。
【０００５】
又、図３は、特開平９−６９００４号公報に開示されている数値制御装置システムで、この数値制御装置は、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）等で構成され複数のモータを制御するモータ制御部４２が数値制御部１に設けられている。このモータ制御部４２と強電盤３に設けられた各モータ用アンプ５−１〜５−４は、光ファイバーケーブルで構成されたシリアルサーボバスによりデージーチェーン形式の高速通信路１３で接続されている。他の構成は図２に示した従来例と同様であり、図２の要素と同一の要素は同一符号を付している。
【０００６】
この図３に示す従来例では、数値制御部１からの各モータ６−１〜６−４への移動指令に基づいてモータ制御部４２がそれぞれのモータ６−１〜６−４に対する位置、速度、電流等のループ処理を行い、ＰＷＭ信号を生成し、高速通信路１３を介して各モータ用アンプ５−１〜５−４にＰＷＭ信号が送出される。モータ用アンプ５−１〜５−４は、このＰＷＭ信号に基づいて、各モータ６−１〜６−４をそれぞれ駆動制御する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
図３に示した数値制御装置においては、１つのモータ制御部４２によって、複数のモータ６−１〜６−４を制御することから、モータ間の協調制御が容易である。一方、モータ制御部４２が数値制御部１内に設けられていることから、数値制御部１が異常状態になったとき、モータ制御部４２にもその影響が及んで、全面的に制御ができなくなるという問題がある。
【０００８】
又、図２に示した数値制御装置では、モータ制御部４１−１〜４１−４が分離し、各モータ６−１〜６−４毎にモータ用アンプ５−１〜５−４と共に設けられている。数値制御部１が異常状態となっても、モータ６−１〜６−４は最小限の制御を継続できるという長所を有するが、モータ制御部４１−１〜４１−４が分散されていることから、モータ間の協調制御が難しいという欠点がある。
又、図２、図３に示す従来の数値制御装置では、光ケーブル１１，１３を用いて、数値制御部１と各モータ用アンプ５−１〜５−４を接続しているため、各モータ用アンプ５−１〜５−４に高価な光インターフェースを設けねばならず、この点からも数値制御装置が高価なものになるという問題も有する。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、モータ間の協調制御が容易であり、かつ、数値制御部に異常が発生しても、制御が継続でき、安価な数値制御装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、移動指令を出力する数値制御部と、該数値制御部からの移動指令に基づき複数のモータに対するＰＷＭ信号を生成するモータ制御部と、該モータ制御部からのＰＷＭ信号に基づいて各モータをそれぞれ駆動するモータ用アンプを複数備えた数値制御装置において、数値制御部を表示器と一体に配置し、モータ制御部を１つのモータ制御部で複数のモータを制御するように構成し、該モータ制御部と前記複数のモータ用アンプを強電盤に配置する。この場合、モータ制御部を強電盤に独立に配置しても、いずれかのモータ用アンプ内に内蔵させても、さらには、強電盤に配置されるアンプ用電源に内蔵するようにしてもよい。そして、数値制御部とモータ制御部をシリアル通信ラインで接続した。
さらに、モータ制御部と複数のモータ用アンプは電気ケーブルで接続するか、もしくはシリアル通信ラインで接続するようにした。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の一実施形態の数値制御装置の概要図である。図２、図３で示した従来の数値制御装置の要素と同一の要素は同一の符号を付している。
この実施形態では、この数値制御装置で制御される工作機械等の機械の駆動軸を駆動するモータが６個あるものとして、４個のモータ６−１〜６−４と２個のモータ６−５、モータ６−６は離れた場所に配置されており、これらのモータを駆動するモータ用アンプ５−１〜５−４とモータ用アンプ５−５〜５−６は異なった強電盤３、３’に配置されている。
【００１２】
すなわち、強電盤３には、モータ用アンプ５−１〜５−４が配置され、それぞれモータ６−１〜６−４が接続されている。さらに、アンプ用電源７が配設され、該アンプ用電源７から電源ライン９を介して各モータ用アンプ５−１〜５−４に駆動用電力が供給されている。又、該強電盤３には、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）等で構成され複数のモータを制御するモータ制御部４が配設されている。このモータ制御部４と各モータ用アンプ５−１〜５−４はそれぞれ電気ケーブルで構成された通信路１０で接続されている。
【００１３】
なお、モータ制御部４と各モータ用アンプ５−１〜５−４を高速シリアル通信の通信路で接続することもできる。この場合、強電盤３内であり、通信路の長さが短いことから光ケーブル等を用いずに、安価な電気ケーブルを使用できる。
【００１４】
モータ６−１〜６−４が配設された位置より遠い位置に配設されたモータ６−５、６−６のモータ用アンプ５−５、５−６は強電盤３とは別の強電盤３’に配置され、それぞれモータ６−５，６−６に接続されている。強電盤３’にもアンプ用電源７’を備え該アンプ用電源７’から電源ライン９’を介してモータ用アンプ５−５、５−６に駆動用電力が供給されている。又、該強電盤３’にもデジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）等で構成され複数のモータを制御するモータ制御部４’が配設され、該モータ制御部４’と各モータ用アンプ５−５、５−６は電気ケーブル等で形成された通信路１０’で接続されている。
【００１５】
数値制御部１は表示器２と一体に形成され、数値制御部１と強電盤３，３’のモータ制御部４，４’は、光ケーブル等で構成され高速通信路を構成するシリアル通信ライン８で接続されている。図１に示す実施形態では、デージーチェーン方式で、数値制御部１とモータ制御部４，４’が接続されている。
【００１６】
加工プログラム等に基づいて数値制御部１で求められた機械の可動部を駆動する各モータ６−１〜６−６への移動指令は、シリアル通信ライン８を介して強電盤３，３’のモータ制御部４，４’に送られる。モータ６−１〜６−４　に対する移動指令は、モータ制御部４により位置、速度、電流のループ制御等がなされ（なお、図１においては、モータ６−１〜６−６の位置、速度、電流を検出してフィードバックする位置・速度検出器、電流検出器は省略している。）、ＰＷＭ信号を生成し、それぞれのモータ用アンプ６−１〜６−４に通信路１０を介して送出され、それぞれのモータ６−１〜６−４が駆動される。
【００１７】
又、シリアル通信ライン８を介して送られてくるモータ６−５〜６−６への移動指令は、強電盤３’のモータ制御部４’により位置、速度、電流のループ制御等がなされ、ＰＷＭ信号を生成し、それぞれのモータ用アンプ６−５、６−６に通信路１０’を介して送出され、それぞれのモータ６−５、６−６が駆動される。
【００１８】
上述した実施形態では、強電盤を二つ設けた例を示したが、機械を駆動するモータ６−１〜６−６が近接した位置に配置されている場合（通常の工作機械等の場合）、強電盤３’を設けずに、モータ用アンプ５−５、５−６も強電盤３に設け、強電盤３のアンプ用電源７から電力の供給を受け、強電盤３に配設されているモータ制御部４で位置、速度、電流等の制御を行いＰＷＭ信号を生成し、このＰＷＭ信号を通信路１０を介して、モータ用アンプ５−５、５−６も受けるようにすればよい。
【００１９】
また、モータ制御部４、４’は、強電盤３，３に独立して設けたが、強電盤３，３’に備えるいずれかのモータ用アンプ又はアンプ用電源に内蔵するようにしてもよい。
【００２０】
いずれにしても、モータ制御部４，４は数値制御部１から独立して設けられているため、仮に数値制御部１で何らかの異常が発生場合でも、モータ制御部４，４’はその影響を受けることがなく、モータ６−１〜６−６を制御することができる。又、モータ制御部はモータ用アンプに内蔵せず、集中してモータ制御を行うことから、モータ間の協調制御が容易に実行できる。
【００２１】
【発明の効果】
モータ制御部が数値制御部に内蔵しないことから、数値制御部の影響を受けることなく、数値制御部に異常が発生しても、モータの制御が可能となる。又、モータ制御部が分散されることなく１つのモータ制御部で、複数のモータが制御できることからモータ間の協調制御が容易になる。さらに、高価な光ケーブル等は数値制御部とモータ制御部間だけでよく、その分、高価な光インターフェースも少なくすることができる。又、モータ制御部とモータ用アンプ間は、安価な電気ケーブルが使用できるので、数値制御装置自体を安価に構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の数値制御装置の概要図である。
【図２】従来の数値制御装置の概要図である。
【図３】従来の数値制御装置の別の形態の概要図である。
【符号の説明】
１　数値制御部
２　表示器
３，３’　強電盤
４，４’，４１−１〜４１−４，４２　モータ制御部
５−１〜５−６　モータ用アンプ
６−１〜６−６　モータ
７，７’　アンプ用電源
８　シリアル通信ライン
９，９’　電源ライン
１０，１０’　通信路
１１，１３　高速通信路

Claims (5)

1. 移動指令を出力する数値制御部と、該数値制御部からの移動指令に基づき複数のモータに対するＰＷＭ信号を生成するモータ制御部と、該モータ制御部からのＰＷＭ信号に基づいて前記各モータをそれぞれ駆動するモータ用アンプを複数備えた数値制御装置において、
   前記数値制御部を表示器と一体に配置し、
   前記モータ制御部を１つのモータ制御部で複数のモータを制御するように構成し、該モータ制御部と前記複数のモータ用アンプを強電盤に配置すると共に、
   前記数値制御部と前記モータ制御部をシリアル通信ラインで接続したことを特徴とする数値制御装置。
2. 移動指令を出力する数値制御部と、該数値制御部からの移動指令に基づき複数のモータに対するＰＷＭ信号を生成するモータ制御部と、該モータ制御部からのＰＷＭ信号に基づいて前記各モータをそれぞれ駆動するモータ用アンプを複数備えた数値制御装置において、
   前記数値制御部を表示器と一体に配置し、
   前記モータ制御部を１つのモータ制御部で複数のモータを制御するように構成し、強電盤に配置された前記複数のモータ用アンプの少なくとも１つに前記モータ制御部を内蔵させ、
   前記数値制御部と前記モータ用アンプに内蔵されたモータ制御部をシリアル通信ラインで接続したことを特徴とする数値制御装置。
3. 移動指令を出力する数値制御部と、該数値制御部からの移動指令に基づき複数のモータに対するＰＷＭ信号を生成するモータ制御部と、該モータ制御部からのＰＷＭ信号に基づいて各モータをそれぞれ駆動するモータ用アンプを備えた数値制御装置において、
   前記数値制御部を表示器と一体に配置し、
   前記モータ制御部をアンプ用電源に内蔵し、前記複数のモータ用アンプと共に強電盤に配置し、
   前記数値制御部とアンプ用電源に内蔵されたモータ制御部をシリアル通信ラインで接続したことを特徴とする数値制御装置。
4. 前記モータ制御部と前記複数のモータ用アンプを電気ケーブルで接続したことを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項３に記載の数値制御装置。
5. 前記モータ制御部と前記複数のモータ用アンプをシリアル通信ラインで接続したことを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項３に記載の数値制御装置。

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