JP2005018605A

JP2005018605A - Numerical control system

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Publication number: JP2005018605A
Application number: JP2003185146A
Authority: JP
Inventors: Mitsuo Kurakake; 三津雄鞍掛; Masuo Ogura; 万寿夫小倉; Kohei Arimoto; 公平有本
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2003-06-27
Filing date: 2003-06-27
Publication date: 2005-01-20
Anticipated expiration: 2023-06-27
Also published as: JP3987819B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To make the structure and processing of a master unit and a slave unit common, to dispense with an exclusive communication line for transmitting time information between the master unit and the slave unit, and to dispense with the change of a parameter in adding a slave unit or changing the relation between units. <P>SOLUTION: In the numerical control system 1, a numerical control device 10 comprises a storage means 2 for storing the control start time of a control axis; a time information receiving means 3 for receiving time information transmitted from the outside and outputting an interpolation start signal synchronously with the time information; and a movement instruction output means 4 for receiving the interpolation start signal and starting a movement instruction output to a servo control part when this time information is matched to the control start time stored in the storage part. A plurality of numerical control devices 10 drive each control axis based on the time information from the outside. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、数値制御装置に関し、特に複数の数値制御装置の同期運転に関する。
【０００２】
【従来の技術】
輪転機、包装機、塗装機などの多数軸を同期して駆動させる必要がある機械装置を複数の数値制御装置により制御する場合がある。このような複数の数値制御装置によって制御される軸の同期を取る方法として、マスタとなる１台の数値制御装置から各軸への移動指令等のデータをスレーブとなる各数値制御装置に伝送して同期制御を行う方法が公知であり、また、電子カムといわれるような、基準となる軸の位置情報を各数値制御装置に伝送し、この基準となる軸の情報に基づいて、各数値制御装置がそれぞれ制御する軸の位置等を制御する方法も公知である。
【０００３】
この基準となる軸の位置情報を各数値制御装置に伝送する方法では、外部パルス同期方式と内部パルス同期方式がある。外部パルス同期方式は、外部に基準となるマスタ軸を設け、このマスタ軸の位置を示すパルスをパルス発生器から発生させ、このパルスをスレーブとなる各数値制御装置に入力する。各スレーブユニットを構成する各数値制御装置は、入力されたマスタ軸の位置からそれぞれの数値制御装置が制御する軸の位置を割り出して位置決め制御を行うことで、同期してスレーブ軸を制御する。
【０００４】
また、内部パルス同期方式は、外部にマスタ軸を設けず、一台の数値制御装置をマスタユニットとし他の数値制御装置をスレーブユニットとする。マスタユニットによって仮想のマスタ軸を制御して仮想マスタ軸の位置を示すパルス発生手段から基準となるパルスを発生させ、マスタユニットはこのパルスを各スレーブユニットの数値制御装置に出力する。各スレーブユニットは、入力された仮想マスタ軸の位置から、各スレーブ軸の位置を割り出して位置決め制御を行う。
【０００５】
この外部パルス同期方式では、外部にカムシャフトのような実際に動作するものが必要であり、コストや保守面で不利である。一方、内部パルス同期方式では、外部にカムシャフト等を設ける必要はないが、マスタユニットで仮想マスタ軸の位置を制御しなければならないので複雑な制御が必要となり、マスタユニットが制御する実際の制御軸の軸数は仮想マスタ軸の軸数分だけ減ってしまうという問題がある。
【０００６】
また、上記の問題の他に、スレーブ軸同士の同期を制御することができないといった問題や同期をとる区間と同期をとらない区間とを分けて制御することができないという問題もある。また、オーバードライブ時において、スレーブ軸についてのオーバードライブを選択的に制御することができないという問題もある。
このような問題を解決して、スレーブ軸をマスタ軸に対して同期、非同期を自由にすることができる数値制御装置として、特許文献１が知られている。
【０００７】
この同期制御は、同期運転させたい複数の数値制御装置の内の１つをマスタユニットとし他の数値制御装置をスレーブユニットとし、マスタユニットによりクロックからのクロック信号をカウントして時計情報を生成する。この時計情報をスレーブユニットに出力し、かつ自身の時計情報格納用メモリに格納する。スレーブユニットは、受信した時計情報を自身の時計情報格納用メモリに格納する。マスタユニット及びスレーブユニットのＰＭＣ用プロセッサは、時計情報格納メモリに格納された時計情報に基づいて同期させる軸の動作プログラムを起動させ、同期運転を実行させる。
【０００８】
図７は、従来の数値制御装置の同期制御を説明するための概略図である。
多数の軸を複数の数値制御装置によって分割して制御し、かつ、これらの軸を同期制御するものである。複数の数値制御装置の内の１台をマスタユニット１００とし、他の数値制御装置をスレーブユニット２００，３００，…としている。なお、図７では、マスタユニット１００と、２台のスレーブユニット２００，３００のみを示している。マスタユニット１００及び各スレーブユニット２００、３００には、サーボアンプＡを介して軸を駆動するモータＭが複数接続されている。
【０００９】
マスタユニット１００は、通常の数値制御装置とほぼ同一の構成であるが、時計情報を生成するカウンタ１９、該時計情報をスレーブユニット２００，３００，…に伝送するドライバ２０、時計情報を格納する時計情報格納用メモリ１８を備える。
【００１０】
クロック（水晶発振器等）１１からのクロック信号より、ＩＴＰ生成手段１２は動作の基本単位時間（以下ＩＴＰという）のパルスを生成する。また、カウンタ１９はクロック１１からのクロック信号をカウントして時計情報を作成し、ドライバ２０は、この時計情報を各スレーブユニット２００，３００，…にケーブル３０を介して伝送する。さらに、この時計情報は数値制御装置用プロセッサ（ＣＮＣＣＰＵ）（以下ＣＮＣ用プロセッサという）１３によって読み込まれ、時計情報格納用メモリ１８に格納される。
【００１１】
以上のように、カウンタ１９とクロック１１によって、時計情報生成手段を構成している。プログラム格納用メモリ１４には、ＣＮＣ用プロセッサ１３が実行するパートプログラムが格納記憶され、また、ラダープログラム格納用メモリ１６には、プログラマブルコントローラ用プロセッサ（ＰＭＣＣＰＵ）（以下、ＰＭＣ用プロセッサという）１７が実行するラダープログラム、プログラマブルコントローラ用の軸制御プログラムが格納されている。これら各メモリに格納されるプログラムは、図示しない表示装置付き操作盤等から入力設定しても、又、通信インターフェースを介してホストコンピュータから転送入力しても、更には、紙テープ、フロッピー（登録商標）ディスク、ＩＣカード等より読み込まれ前記メモリ１４，１６に格納されるものである。
【００１２】
ＰＭＣ用プロセッサ１７は、時計情報格納用メモリ１８に格納された時計情報とラダープログラム格納用メモリ１６に格納されたラダープログラムから、プログラム格納用メモリ１４に格納されたパートプログラム、又はラダープログラム格納用メモリ１６に格納されたプログラマブルコントローラ用の軸制御プログラムを起動させる。
【００１３】
ＣＮＣ用プロセッサ１３は、起動されたプログラムにより、ＩＴＰ生成手段１２から出力されるパルスのＩＴＰ単位での各軸（マスタユニットが制御する軸）の動作量を計算し求め、軸制御プロセッサ１５に出力する。軸制御プロセッサ１５は、サーボアンプＡを介して各軸のモータＭを駆動制御する。
【００１４】
スレーブユニット２００，３００，…は、マスタユニット１００と同様に、クロック１１，ＩＴＰ生成手段１２，ＣＮＣ用プロセッサ１３，プログラム格納用メモリ１４，軸制御プロセッサ１５，ラダープログラム格納用メモリ１６，ＰＭＣ用プロセッサ１７，時計情報格納用メモリ１８を備える点はマスタユニットと同一である。
【００１５】
スレーブユニット２００，３００，…は、マスタユニット１００が備える時計情報生成手段（カウンタ１９及びドライバ２０）に代えてケーブル３０に接続されるレシーバ２１を備え、マスタユニット１００のドライバ２０及びケーブル３０等の伝送手段により伝送される時計情報を受信する。
【００１６】
ケーブル３０を介してレシーバ２１に受信された時計情報はＣＮＣ用プロセッサ１３で読み込まれ、時計情報格納用メモリ１８に格納される。この格納された時計情報とラダープログラム格納用メモリ１６に格納されたラダープログラムからプログラムが起動され、前述したマスタユニット１００の動作と同様の動作処理によって各スレーブユニット２００，３００，…の各軸を駆動制御する。なお、各スレーブユニット２００，３００，…のプログラム格納用メモリ１４には、予め、各スレーブユニットのＣＮＣ用プロセッサが実行するパートプログラムが格納されている。又、各スレーブユニット２００，３００，…のラダープログラム格納用メモリ１６には、各スレーブユニット用のラダープログラム及びプログラマブルコントローラ用の軸制御プログラムが格納されている。
【００１７】
以上の構成により、マスタユニット１００，各スレーブユニット２００，３００，…は、時計情報に基づいて各プログラムを起動し制御し、この時計情報に基づいてマスタユニット１００，各スレーブユニット２００，３００，…で制御される各軸の同期制御を可能としている。
【００１８】
【特許文献１】
特開２００１−２７９０４号
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
上記したように、スレーブユニットはマスタユニットが備える時計情報生成手段に代えたレシーバ２１により時計情報を受信するなど、マスタユニットとスレーブユニットでは異なった構成及び処理が必要であるという問題がある。
また、時計情報を伝達するためにマスタユニットとスレーブユニットとを接続する専用の通信ラインが必要であるという問題がある。
【００２０】
また、マスタユニットとスレーブユニットとの関係を設定して同期システムを構築した後は、この同期システムに新たにスレーブユニットを追加したり、マスタユニットとスレーブユニットとの関係を変更する場合には、既存の全ユニットのパラメータを変更する必要があるという問題がある。
【００２１】
そこで、本発明は前記した従来の問題点を解決し、マスタユニットとスレーブユニットとの構成及び処理を共通化することも目的とし、また、マスタユニットとスレーブユニットとの間において、時計情報を伝達するための専用通信ラインを不要とすることを目的とする。また、スレーブユニットの追加や各ユニット間の関係の変更においてパラメータの変更を不要とすることを目的とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、無線により配信される時刻情報を利用して複数の数値制御装置を同期運転するものであり、マスタユニットとスレーブユニットに係わらず共通に配信される時刻情報を用いて同期をとることにより、いずれの数値制御装置においても共通の構成及び処理とすることができるものであり、マスタユニットとスレーブユニットの階層性を有しない構成とするものである。
また、無線により配信される時刻情報を用いることにより、同期をとる複数の数値制御装置間において時計情報を伝達するための専用通信ラインは不要となる。
【００２３】
また、同期制御を行う複数の数値制御装置を含む数値制御システムにおいて、当該数値制御システムに新たに数値制御装置を追加する場合や、当該数値制御システムの構成を変更する場合であっても、既存の数値制御装置は追加された数値制御装置や他の数値制御装置との関係において同期制御の関係は独立しているため、同期制御するために個々のパラメータの変更を不要とすることができる。
【００２４】
本発明の数値制御システムは、複数の数値制御装置同士でそれぞれの制御軸を同期して制御する数値制御システムであり、複数の形態とすることができる。
本発明の数値制御システムの第１の形態において、数値制御装置は、制御軸の制御開始時刻を記憶する記憶手段と、外部から発信される時刻情報を受信すると共に、該時刻情報に同期して補間開始信号を出力する時刻情報受信手段と、補間開始信号を受信すると共に、記憶手段に記憶された制御開始時刻と時刻情報が一致した時にサーボ制御部に対する移動指令出力を開始する移動指令出力手段とを有する。複数の数値制御装置は、外部からの時刻情報に基づいて各制御軸を駆動する。
【００２５】
移動指令出力手段は、制御開始時刻と時刻情報が一致した時点で、サーボ制御部に対して移動指令出力を開始する。これにより、複数の数値制御装置間において制御開始の同期をとることができる。
【００２６】
本発明の数値制御システムの第２の形態において、数値制御装置は、制御軸の制御開始時刻を記憶した記憶手段と、外部から発信される時刻情報を受信すると共に、該時刻情報に同期してパルスを発生する時刻情報受信手段と、補間開始信号を出力するカウンタと、補間開始信号を受信すると共に記憶手段に記憶された制御開始時刻と時刻情報が一致した時にサーボ制御部に対する移動指令出力を開始する移動指令出力手段とを有する。複数の数値制御装置は、外部からの時刻情報に基づいて各制御軸を駆動する。
【００２７】
カウンタは、クロックによってカウントアップされ、カウント値が所定の値に達した時、及び時刻情報に同期して発せられるパルスを受信した時に、カウントをリセットし補間開始信号を出力する。
移動指令出力手段は、制御開始時刻と時刻情報が一致した時点で、サーボ制御部に対して移動指令出力を開始する。これにより、複数の数値制御装置間において制御開始の同期をとることができる。
【００２８】
本発明の数値制御システムの第３の形態において、数値制御装置は、制御軸の制御開始時刻を記憶した記憶手段と、外部から発信される時刻情報を受信すると共に、該時刻情報に同期してパルスを発生する時刻情報受信手段と、補間開始信号を出力するカウンタと、カウンタの値を格納するレジスタと、記憶手段に記憶された制御開始時刻と時刻情報が一致した時、レジスタの値に基づきサーボ制御部に対する移動指令出力を開始する移動指令出力手段とを有する。
【００２９】
カウンタは、クロックによってカウントアップされ、カウント値が所定の値に達した時にカウントをリセットし補間開始信号を出力し、パルスを受信した時にカウント値をレジスタに出力する。
【００３０】
各数値制御装置は個々に補間開始信号を出力し互いにずれた状態のままである。移動指令出力手段は、制御開始時刻と時刻情報が一致した時点で、レジスタの値に基づきサーボ制御部に対する移動指令出力を出力する。この移動指令出力は、モータ位置を目標位置に追従させるソフト制御を行い、これにより複数の数値制御装置間の同期をとることができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図を参照しながら詳細に説明する。
図１は本発明の数値制御システムの第１の形態を説明するためのブロック図である。
第１の形態は、複数の数値制御装置同士でそれぞれの制御軸を同期して制御する数値制御システムであって、同期運転を行う全ての数値制御装置の補間開始信号（ＩＴＰ）を時刻情報と同期させることにより同期運転を行う形態である。この第１の形態では、時刻情報の配信周期は補間開始信号（ＩＴＰ信号）の周期よりも短周期である場合を想定しており、配信された時刻情報をそのまま補間開始信号（ＩＴＰ信号）として用いる。
【００３２】
図１において、数値制御システム１は、多軸同期制御を行いたい複数の数値制御装置（ＣＮＣ）１０とサーボアンプＡとモータＭにより構成され、各制御軸を制御する。
【００３３】
数値制御システム１を構成する全ての数値制御装置１０は、各制御軸の制御開始時刻等のパラメータを記憶する記憶手段２と、外部から発信される時刻情報を受信すると共に、受信した時刻情報に同期して補間開始信号（ＩＴＰ）を出力する時刻情報受信手段３と、補間開始信号（ＩＴＰ）を受信すると共に、記憶手段２に記憶された制御開始時刻と時刻情報が一致した時にサーボ制御手段５に対する移動指令出力ΔＸｉを開始する移動指令出力手段４とを備える。
【００３４】
時刻情報受信手段３は、配信される時刻情報に同期した信号（例えば１秒毎に発生するパルスＲ１）を受け取る。なお、配信される時刻情報としては、例えばＪＪＹ（独立行政法人通信総合研究所登録商標第４３５５７４９号）の原子時計の時刻情報を利用することができるが、これに限らず他の時刻情報同期サービスを用いることもできる。
【００３５】
時刻情報受信手段３は、配信される時刻情報に同期した信号をそのまま補間開始信号（ＩＴＰ信号）として移動指令出力手段４に出力する。これにより、数値制御装置システム１を構成する全ての数値制御装置１０の補間開始信号（ＩＴＰ信号）は時刻情報同期サービス９が配信する時刻情報に同期するため、結果として複数の数値制御装置１０の補間開始信号（ＩＴＰ信号）は同期することになる。
【００３６】
また、記憶手段２にはモータ制御を開始する制御開始時刻Ｔ０が記憶される。時刻がこの制御開始時刻Ｔ０になると、移動指令出力手段４は、この制御開始時刻と、配信された時刻情報とを比較し、一致した時点でサーボ制御手段５に対して移動指令出力ΔＸｉを開始してモータ制御を開始し、これにより同時に制御が開始される。
【００３７】
図２は本発明の数値制御システムの第２の形態を説明するためのブロック図である。
第２の形態は、複数の数値制御装置同士でそれぞれの制御軸を同期して制御する数値制御システムであって、第１の形態と同様に、同期運転を行う全ての数値制御装置の補間開始信号（ＩＴＰ）を時刻情報と同期させることにより同期運転を行う形態である。この第２の形態では、時刻情報の配信周期は補間開始信号（ＩＴＰ信号）の周期よりも長周期である場合を想定しており、クロック及びカウンタを用い、配信された時刻情報を元にして周期の短い補間開始信号（ＩＴＰ信号）を形成する。
【００３８】
図２において、数値制御システム１は、多軸同期制御を行いたい複数の数値制御装置（ＣＮＣ）１０とサーボアンプＡとモータＭにより構成され、各制御軸を制御する。
【００３９】
数値制御システム１を構成する全ての数値制御装置１０は、各制御軸の制御開始時刻等のパラメータを記憶する記憶手段２と、外部から発信される時刻情報を受信すると共に、受信した時刻情報に同期してパルスＲ１を出力する時刻情報受信手段３と、クロック６と、補間開始信号（ＩＴＰ信号）を出力するカウンタ７と、カウンタ７から補間開始信号（ＩＴＰ信号）を受信すると共に、記憶手段２に記憶された制御開始時刻と時刻情報が一致した時にサーボ制御手段５に対する移動指令出力ΔＸｉを開始する移動指令出力手段４とを備える。
【００４０】
カウンタ７のカウントアップは、クロック６からのクロック信号により行われる。また、カウンタ７は、カウント値が予め設定された設定値Ｂ０に達するとリセットされ、補間開始信号（ＩＴＰ信号）を発生する。また、カウンタ７は、時刻情報受信手段３から配信された時刻情報に同期した信号（例えば１秒毎に発生するパルスＲ１）を受け取ると、内部カウンタをリセットすると同時に補間開始信号（ＩＴＰ信号）を発生させる。なお、配信される時刻情報としては、前記した第１の形態と同様の原子時計の時刻情報等を利用することができる。
【００４１】
カウンタ７は、配信される時刻情報により同期が取られた信号を補間開始信号（ＩＴＰ信号）として移動指令出力手段４に出力する。これにより、数値制御システム１を構成する全ての数値制御装置１０の補間開始信号（ＩＴＰ信号）は時刻情報同期サービス９が配信する時刻情報に同期するため、結果として複数の数値制御装置１０の補間開始信号（ＩＴＰ信号）は同期することになる。
【００４２】
また、前記した第１の形態と同様に、記憶手段２にはモータ制御を開始する制御開始時刻Ｔ０が記憶される。移動指令出力手段４は、この制御開始時刻と配信された時刻情報とを比較し、時刻情報がこの制御開始時刻Ｔ０に一致した時点でサーボ制御手段５に対して移動指令出力ΔＸｉを開始してモータ制御を開始し、これにより全ての数値制御装置１０は同時に制御が開始される。
【００４３】
図３は本発明の数値制御システムの第３の形態を説明するためのブロック図である。
第３の形態は、複数の数値制御装置同士でそれぞれの制御軸を同期して制御する数値制御システムであって、同期運転を行う各数値制御装置の補間開始信号（ＩＴＰ）は個々に有し、互いにずれた状態のままとし、ソフト処理によって同期運転を行う形態である。
【００４４】
図３において、数値制御システム１は、多軸同期制御を行いたい複数の数値制御装置（ＣＮＣ）１０とサーボアンプＡとモータＭにより構成され、各制御軸を制御する。
数値制御システム１を構成する全ての数値制御装置１０は、各制御軸の制御開始時刻等のパラメータを記憶する記憶手段２と、外部から発信される時刻情報を受信し、この時刻情報と同期したパルスを出力する時刻情報受信手段３と、補間開始信号（ＩＴＰ信号）を出力するカウンタ７、クロック６、レジスタ８、移動指令出力手段４、サーボ制御手段５で構成される。
【００４５】
カウンタ７は、クロック６によってカウントアップされるが、カウンタ値が予め設定されたＢ０に達するとリセットされ、ＩＴＰ信号を発生させるように構成する。
カウンタ７は時刻情報受信手段３より原子時計の時刻情報に同期した信号（例えば１秒毎に発生するパルスＲ１）を受け取ると、その時のカウンタ値をレジスタＥに格納する。
【００４６】
移動指令出力手段４のＣＰＵは、まず、時刻情報の時刻の関数として目標位置を算出する。次に、レジスタ８の値を使用し、補正のアルゴリズムに従った計算により移動指令ΔＸｉを求め、サーボ制御手段５に出力することで、モータ位置を目標位置に追従させる。
【００４７】
全ての数値制御装置１０がこの操作を行うことで同期運転を実現する。また、数値制御システム１を構成する全ての数値制御装置１０のパラメータ格納用の記憶手段２にはモータ制御を開始する開始時刻Ｔ０が記憶される。移動指令出力手段４は、時刻情報の時刻と開始時刻Ｔ０とを比較し、時刻情報の時刻と開始時刻Ｔ０に一致するとモータ制御を開始する。これにより全ての数値制御装置１０は同時に制御が開始される。
【００４８】
次に、前記した第３の形態において、移動指令出力手段が行うモータ位置を目標位置に追従させる処理について説明する。
図４は目標位置及び移動指令出力手段がサーボ制御手段に渡す移動指令と、補間開始信号（ＩＴＰ信号）、時刻情報に同期して得られる信号（Ｒ１）信号、及びカウンタのカウント値との関係を示している。
以下、移動指令出力手段が備えるプロセッサ（ＣＰＵ）が行う手順に従って説明する。
【００４９】
はじめに、プロセッサは目標値を算出する。この目標値は、取得した時刻情報の時刻の関数として算出することができる。図４（ａ）は、横軸に記憶手段に格納される開始時刻を原点とする時刻情報による時刻ｔをとり、縦軸に位置Ｘをとる。位置Ｘは時刻の関数であり、横軸の時刻情報のよる時刻ｔに対して計算される位置を表しており、数値制御装置が備える移動プログラムに従って算出することができる。
【００５０】
図４（ｃ）は時刻情報に同期したＲ１信号であって、例えば、図４（ａ）の原点と同期した所定の周期Δｔａの信号である。
また、図４（ｄ）はカウンタ７のカウント値の時間変化を示している。カウンタ７はクロック６が発生するクロック信号をカウントアップし、そのカウント値が所定値Ｂ０に達する度にリセットされると共に、補間開始信号（ＩＴＰ信号）を発生する。なお、図４では、ある数値制御装置の補間開始信号（ＩＴＰ信号）を「ＩＴＰ′」で表している。この補間開始信号ＩＴＰ′は必ずしも時刻情報と同期していないため、時刻情報と同期して得られるＲ１信号とは同期していない。そのため、図４（ｃ）のＲ１信号が発生したとき、図４（ｄ）のカウンタ７のカウント値は、Ｒ１信号の周期Δｔａやクロック信号の周期等によりＢ１あるいはＢ２の値をとることになる。
【００５１】
この補間開始信号ＩＴＰ′の周期Δｔ（ＩＴＰ′）は、以下の式により計算することができる。

なお、ΔｔａはＲ１信号の周期、ｎはΔｔａ／Δｔ（ＩＴＰ）、Δｔ（ＩＴＰ）は補間開始信号（ＩＴＰ信号）の信号周期（設計値）、Δｔ（ＩＴＰ′）は補間開始信号（ＩＴＰ′信号）の信号周期（実測値）、ΔはΔｔａとｎ・Δｔ（ＩＴＰ′）の差である。
【００５２】
次に、Δｔ（ＩＴＰ′）とＢ２により、補間開始信号（ＩＴＰ′信号）が発生する時刻を算出し、その時刻における移動指令ΔＸｉを計算し、サーボ制御手段５に渡す。図４（ａ）に、隣り合う補間開始信号（ＩＴＰ′信号）発生時における目標位置の差から得られる移動指令ΔＸｉを示している。上記した手順によって、目標位置への追従が行われる。
実際には、演算で得られた補間開始信号の発生時刻と、実際の補間開始信号の発生時刻との間にはずれが発生する。図４は、計算値が実測値よりも早い場合を示している。
【００５３】
この場合には、Ｒ１信号が入る前に、サーボ制御手段５に渡されるべき移動指令ΔＸｉが渡されていないので、モータの位置は目標位置に対して遅れている。この遅れが累積されると、モータの位置が目標位置からずれることになる。この位置ずれを解消するため、Ｒ１信号が入った後の最初の補間開始信号（ＩＴＰ′信号）の発生時刻に、この遅れ分を追加するように、サーボ制御手段５に移動指令を渡す。
【００５４】
図５はこの実際の補間開始信号（ＩＴＰ′信号）の発生時刻が計算値よりも遅れた場合の補正を説明するための図である。
時刻ｔ１，ｔ３は、前回Ｒ１信号が入った時刻ｔ０において、前記式（１），（２）により計算した補間開始信号（ＩＴＰ′信号）の発生時刻である。Ｒ１信号が入り前の時刻ｔ１にサーボ制御手段５に渡されるべき移動指令ΔＸｉは時刻ｔ３での目標位置Ｘ（ｔ３）と時刻ｔ１での目標位置Ｘ（ｔ１）の差として次式で表される。
【００５５】
ΔＸｉ＝Ｘ（ｔ３）−Ｘ（ｔ１） …（３）
ところが、実際の補間開始信号（ＩＴＰ′信号）の周期が計算値より長かったため、実際に補間開始信号（ＩＴＰ′信号）が発生する時刻、ｔ１より遅れ、Ｒ１信号の発生時刻より後のｔ２となる。
【００５６】
Ｒ１信号が発生すると、プロセッサは前記式（１），（２）により補間開始信号（ＩＴＰ′信号）を計算し直し、補間開始信号（ＩＴＰ′信号）が発生する時刻ｔ２とｔ４を得る。
時刻ｔ２でサーボ制御手段５に渡される移動指令はＸ（ｔ４）−Ｘ（ｔ２）に、実際の補間開始信号（ＩＴＰ′信号）が発生する事項が計算値より遅れたために渡されていないＸ（ｔ２）−Ｘ（ｔ１）を加えたＸ（ｔ４）−Ｘ（ｔ１）となる。Ｒ１信号が発生する毎にこの補正を行うことにより、誤差の累積を防ぐことができ、実際の位置を目標位置に追従させることができる。
【００５７】
なお、計算値と実測値の順序が逆になった場合にも同様な補正を行う。この場合、Ｒ１信号が発生する前に渡しすぎた移動指令を、Ｒ１信号発生後、最初に渡す移動指令から減算してサーボ制御手段５に渡す。
図６は、この実際の補間開始信号（ＩＴＰ′信号）の発生時刻が計算値よりも早くなった場合の補正を説明するための図である。
【００５８】
時刻ｔ１２，ｔ１４は前回Ｒ１信号が入った時刻ｔ０において式（１），（２）より計算した補間開始信号（ＩＴＰ′信号）の発生時刻である。Ｒ１信号が入る前の時刻ｔ１１では、プロセッサは、「Ｒ１信号が入る前にもう補間開始信号（ＩＴＰ′信号）が発生しないはず」と判断していたが、実際の補間開始信号（ＩＴＰ′信号）の周期が計算値より短かったため補間開始信号（ＩＴＰ′信号）がはいってしまったので、移動指令ΔＸｉを次式のように計算し、いったんサーボ制御手段５に渡す。
【００５９】
ΔＸｉ＝Ｘ（ｔ１４）−Ｘ（ｔ１２） …（４）
Ｒ１信号が発生すると、プロセッサは式（１），（２）により補間開始信号（ＩＴＰ′信号）を計算し直し、補間開始信号（ＩＴＰ′信号）が発生する時刻ｔ１３とｔ１５を得る。時刻ｔ１３でサーボ制御手段５に渡される移動指令はＸ（ｔ１５）−Ｘ（ｔ１３）に、実際の補間開始信号（ＩＴＰ′信号）が発生する時刻が計算値より早くなったためにすでに渡してしまったＸ（ｔ１４）−Ｘ（ｔ１３）を引いたＸ（ｔ１５）−Ｘ（ｔ１４）となる。
【００６０】
Ｒ１信号が発生する毎にこの補正を行うことで、誤差の累積を防ぐことができるので、実際の位置を目標位置に追従させることができる。
以上により、モータ位置は目標位置に追従する。この操作を行うことで全ての数値制御装置が時刻情報の関数である目標位置に追従するので、同期運転を行うことが可能である。なお、Ｒ１信号発生直後にΔＸｉの補正を一度に行うことで、大きな変位変動が発生するような場合には、補正値を分割し複数の補間開始信号（ＩＴＰ′信号）に渡って少しずつ補正することで解消することができる。
【００６１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、マスタユニットとスレーブユニットとの構成及び処理を共通化することができる。また、マスタユニットとスレーブユニットとの間において、時刻情報を伝達するための専用通信ラインを不要とすることができる。また、スレーブユニットの追加や各ユニット間の関係の変更においてパラメータの変更を不要とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の数値制御システムの第１の形態を説明するためのブロック図である。
【図２】本発明の数値制御システムの第２の形態を説明するためのブロック図である。
【図３】本発明の数値制御システムの第３の形態を説明するためのブロック図である。
【図４】目標位置、補間開始信号（ＩＴＰ信号）、Ｒ１信号、及びカウンタのカウント値との関係を示す図である。
【図５】実際の補間開始信号（ＩＴＰ′信号）の発生時刻が計算値よりも遅れた場合の補正を説明するための図である。
【図６】実際の補間開始信号（ＩＴＰ′信号）の発生時刻が計算値よりも早くなった場合の補正を説明するための図である。
【図７】従来の数値制御装置の同期制御を説明するための概略図である。
【符号の説明】
１数値制御システム
２記憶手段
３時刻情報受信手段
４移動指令出力手段
５サーボ制御手段
６クロック
７カウンタ
８レジスタ
９時刻情報同期サービス
１０数値制御装置
１１クロック
１２ＩＴＰ生成手段
１３ＣＮＣ用プロセッサ
１４プログラム格納用メモリ
１５軸制御プロセッサ
１６ラダープログラム格納用メモリ
１７ＰＭＣ用プロセッサ
１８時計情報格納用メモリ
１９カウンタ
２０ドライバ
２１レシーバ
３０ケーブル
１００マスタユニット
２００スレーブユニット
３００スレーブユニット
Ａサーボアンプ
Ｍモータ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a numerical control device, and more particularly to synchronous operation of a plurality of numerical control devices.
[0002]
[Prior art]
In some cases, a plurality of numerical control devices control a mechanical device such as a rotary press, a packaging machine, and a coating machine that needs to be driven synchronously. As a method of synchronizing the axes controlled by such a plurality of numerical control devices, data such as a movement command to each axis is transmitted from one numerical control device as a master to each numerical control device as a slave. A method for performing synchronous control is known, and the position information of the reference axis, such as an electronic cam, is transmitted to each numerical control device, and each numerical control is performed based on the information on the reference axis. A method for controlling the position and the like of the shaft controlled by each apparatus is also known.
[0003]
There are an external pulse synchronization method and an internal pulse synchronization method for transmitting the reference axis position information to each numerical controller. In the external pulse synchronization method, a master axis serving as a reference is provided outside, a pulse indicating the position of the master axis is generated from a pulse generator, and this pulse is input to each numerical controller serving as a slave. Each numerical control device constituting each slave unit controls the slave axis in synchronization by determining the position of the axis controlled by the respective numerical control device from the input master axis position and performing positioning control.
[0004]
In the internal pulse synchronization method, no external master axis is provided, and one numerical control device is a master unit and the other numerical control devices are slave units. The master unit controls the virtual master axis to generate a reference pulse from the pulse generating means indicating the position of the virtual master axis, and the master unit outputs this pulse to the numerical controller of each slave unit. Each slave unit performs positioning control by determining the position of each slave axis from the position of the input virtual master axis.
[0005]
This external pulse synchronization system requires an externally operating device such as a camshaft, which is disadvantageous in terms of cost and maintenance. On the other hand, in the internal pulse synchronization method, it is not necessary to provide a camshaft or the like outside, but since the master unit must control the position of the virtual master axis, complicated control is required, and actual control controlled by the master unit is required. There is a problem that the number of axes is reduced by the number of virtual master axes.
[0006]
In addition to the above problems, there is a problem that synchronization between slave axes cannot be controlled, and a problem that synchronization cannot be performed separately from a period where synchronization is performed and a period where synchronization is not performed. There is also a problem that overdrive for the slave axis cannot be selectively controlled during overdrive.
Patent Document 1 is known as a numerical control apparatus that can solve such a problem and can freely make the slave axis synchronous and asynchronous with respect to the master axis.
[0007]
In this synchronous control, one of a plurality of numerical control devices to be operated synchronously is set as a master unit, and the other numerical control device is set as a slave unit. The master unit counts a clock signal from a clock and generates clock information. . This clock information is output to the slave unit and stored in its own clock information storage memory. The slave unit stores the received clock information in its own clock information storage memory. The PMC processors of the master unit and the slave unit activate an axis operation program to be synchronized based on the clock information stored in the clock information storage memory, and execute a synchronous operation.
[0008]
FIG. 7 is a schematic diagram for explaining the synchronous control of the conventional numerical control apparatus.
A large number of axes are divided and controlled by a plurality of numerical control devices, and these axes are synchronously controlled. One of the plurality of numerical control devices is a master unit 100, and the other numerical control devices are

slave units

200, 300,. In FIG. 7, only the master unit 100 and the two

slave units

200 and 300 are shown. A plurality of motors M that drive the shaft are connected to the master unit 100 and the

slave units

200 and 300 via a servo amplifier A.
[0009]
The master unit 100 has substantially the same configuration as that of a normal numerical control device, but includes a counter 19 that generates clock information, a driver 20 that transmits the clock information to the

slave units

200, 300,..., And a clock that stores clock information. An information storage memory 18 is provided.
[0010]
From the clock signal from the clock (crystal oscillator or the like) 11, the ITP generating means 12 generates a pulse of the basic unit time of operation (hereinafter referred to as ITP). The counter 19 counts the clock signal from the clock 11 to create clock information, and the driver 20 transmits the clock information to each

slave unit

200, 300,. Further, this clock information is read by a numerical controller processor (CNCCPU) (hereinafter referred to as a CNC processor) 13 and stored in a clock information storage memory 18.
[0011]
As described above, the counter 19 and the clock 11 constitute clock information generating means. The program storage memory 14 stores and stores part programs executed by the CNC processor 13, and the ladder program storage memory 16 includes a programmable controller processor (PMCCPU) (hereinafter referred to as PMC processor) 17. The ladder program to be executed and the axis control program for the programmable controller are stored. The programs stored in these memories can be input and set from an operation panel with a display device (not shown) or transferred and input from a host computer via a communication interface. ) It is read from a disk, IC card or the like and stored in the

memories

14 and 16.
[0012]
The PMC processor 17 stores the part program stored in the program storage memory 14 or the ladder program from the clock information stored in the clock information storage memory 18 and the ladder program stored in the ladder program storage memory 16. The axis control program for the programmable controller stored in the memory 16 is activated.
[0013]
The CNC processor 13 calculates the operation amount of each axis (axis controlled by the master unit) in units of ITP of the pulse output from the ITP generation means 12 according to the activated program, and outputs it to the axis control processor 15. To do. The axis control processor 15 drives and controls the motor M of each axis via the servo amplifier A.
[0014]
As with the master unit 100, the

slave units

200, 300,... Have a clock 11, an ITP generation means 12, a CNC processor 13, a program storage memory 14, an axis control processor 15, a ladder program storage memory 16, and a PMC processor. 17. A point including a clock information storage memory 18 is the same as that of the master unit.
[0015]
The

slave units

200, 300,... Include a receiver 21 connected to the cable 30 instead of the clock information generation means (counter 19 and driver 20) provided in the master unit 100. Clock information transmitted by the transmission means is received.
[0016]
The clock information received by the receiver 21 via the cable 30 is read by the CNC processor 13 and stored in the clock information storage memory 18. A program is activated from the stored clock information and the ladder program stored in the ladder program storage memory 16, and the axes of the

slave units

200, 300,... Drive control. The program storage memory 14 of each

slave unit

200, 300,... Stores in advance a part program to be executed by the CNC processor of each slave unit. Further, the ladder program storage memory 16 of each

slave unit

200, 300,... Stores a ladder program for each slave unit and an axis control program for a programmable controller.
[0017]
With the above configuration, the master unit 100 and each

slave unit

200, 300,... Start and control each program based on the clock information, and the master unit 100, each

slave unit

200, 300,. Synchronous control of each axis controlled by is possible.
[0018]
[Patent Document 1]
JP 2001-27904 A
[0019]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, there is a problem that the master unit and the slave unit require different configurations and processes such that the slave unit receives the clock information by the receiver 21 instead of the clock information generating means provided in the master unit.
Further, there is a problem that a dedicated communication line for connecting the master unit and the slave unit is necessary to transmit the clock information.
[0020]
In addition, after setting the relationship between the master unit and the slave unit and building the synchronization system, when adding a new slave unit to this synchronization system or changing the relationship between the master unit and the slave unit, There is a problem that the parameters of all existing units need to be changed.
[0021]
Accordingly, the present invention aims to solve the above-described conventional problems and to share the configuration and processing of the master unit and the slave unit, and to transmit clock information between the master unit and the slave unit. The purpose is to eliminate the need for a dedicated communication line. It is another object of the present invention to make it unnecessary to change parameters when adding slave units or changing relationships between units.
[0022]
[Means for Solving the Problems]
The present invention synchronously operates a plurality of numerical control devices using time information distributed wirelessly, and synchronizes using time information distributed in common regardless of a master unit and a slave unit. Thus, the same configuration and processing can be used in any of the numerical control apparatuses, and the master unit and the slave unit have no hierarchical structure.
Further, by using time information distributed wirelessly, a dedicated communication line for transmitting clock information between a plurality of synchronized numerical control devices becomes unnecessary.
[0023]
In addition, in a numerical control system including a plurality of numerical control devices that perform synchronous control, even when a new numerical control device is added to the numerical control system or when the configuration of the numerical control system is changed, Since the numerical control device is independent of the synchronous control relationship with the added numerical control device and other numerical control devices, it is not necessary to change individual parameters for synchronous control.
[0024]
The numerical control system of the present invention is a numerical control system that controls a plurality of numerical control devices in synchronization with each other, and can take a plurality of forms.
In the first form of the numerical control system of the present invention, the numerical control device receives the time information transmitted from the outside and the storage means for storing the control start time of the control axis, and is synchronized with the time information. Time information receiving means for outputting an interpolation start signal and movement command output means for receiving an interpolation start signal and starting a movement command output to the servo control unit when the control start time stored in the storage means coincides with the time information And have. A plurality of numerical control devices drive each control axis based on time information from the outside.
[0025]
The movement command output means starts the movement command output to the servo control unit when the control start time coincides with the time information. Thereby, it is possible to synchronize the start of control among a plurality of numerical control devices.
[0026]
In the second form of the numerical control system of the present invention, the numerical control device receives the storage means storing the control start time of the control axis and the time information transmitted from the outside, and synchronizes with the time information. Time information receiving means for generating a pulse, a counter for outputting an interpolation start signal, and a movement command output to the servo control unit when the interpolation start signal is received and the control start time stored in the storage means coincides with the time information. Movement command output means for starting. A plurality of numerical control devices drive each control axis based on time information from the outside.
[0027]
The counter is counted up by a clock and resets the count and outputs an interpolation start signal when the count value reaches a predetermined value and when a pulse issued in synchronization with time information is received.
The movement command output means starts the movement command output to the servo control unit when the control start time coincides with the time information. Thereby, it is possible to synchronize the start of control among a plurality of numerical control devices.
[0028]
In the third embodiment of the numerical control system of the present invention, the numerical control device receives the storage means storing the control start time of the control axis and the time information transmitted from the outside, and synchronizes with the time information. Time information receiving means for generating a pulse, a counter for outputting an interpolation start signal, a register for storing the counter value, and when the control start time and time information stored in the storage means match, based on the value of the register Movement command output means for starting movement command output to the servo control unit.
[0029]
The counter is counted up by a clock, resets the count when the count value reaches a predetermined value, outputs an interpolation start signal, and outputs the count value to the register when a pulse is received.
[0030]
Each numerical control device outputs an interpolation start signal individually and remains in a state shifted from each other. The movement command output means outputs a movement command output to the servo control unit based on the value of the register when the control start time coincides with the time information. This movement command output performs soft control for causing the motor position to follow the target position, and thereby synchronization between a plurality of numerical control devices can be achieved.
[0031]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram for explaining a first embodiment of the numerical control system of the present invention.
The first form is a numerical control system that controls a plurality of numerical control devices in synchronization with each other, and the interpolation start signals (ITP) of all the numerical control devices that perform synchronous operation are used as time information. This is a mode of performing synchronous operation by synchronizing. In the first mode, it is assumed that the distribution period of time information is shorter than the period of the interpolation start signal (ITP signal), and the distributed time information is directly used as the interpolation start signal (ITP signal). Use.
[0032]
In FIG. 1, a numerical control system 1 is composed of a plurality of numerical control devices (CNC) 10, servo amplifiers A, and motors M that are to perform multi-axis synchronous control, and controls each control axis.
[0033]
All the numerical control devices 10 constituting the numerical control system 1 receive the storage unit 2 for storing parameters such as the control start time of each control axis, time information transmitted from the outside, and the received time information The time information receiving means 3 for outputting the interpolation start signal (ITP) in synchronism with the servo control means when the interpolation start signal (ITP) is received and the control start time stored in the storage means 2 coincides with the time information. Movement command output means 4 for starting a movement command output ΔXi for 5.
[0034]
The time information receiving means 3 receives a signal synchronized with the distributed time information (for example, a pulse R1 generated every second). In addition, as time information to be distributed, for example, time information of an atomic clock of JJY (Independent Administrative Institution Communication Research Institute registered trademark No. 435549) can be used, but not limited to this, other time information synchronization services Can also be used.
[0035]
The time information receiving means 3 outputs a signal synchronized with the distributed time information as it is to the movement command output means 4 as an interpolation start signal (ITP signal). Thereby, since the interpolation start signal (ITP signal) of all the numerical control devices 10 constituting the numerical control device system 1 is synchronized with the time information distributed by the time information synchronization service 9, as a result, the plurality of numerical control devices 10 The interpolation start signal (ITP signal) is synchronized.
[0036]
The storage means 2 stores a control start time T0 for starting motor control. When the time reaches this control start time T0, the movement command output means 4 compares this control start time with the distributed time information, and starts a movement command output ΔXi to the servo control means 5 when they coincide. Then, motor control is started, and control is started at the same time.
[0037]
FIG. 2 is a block diagram for explaining a second embodiment of the numerical control system of the present invention.
The second form is a numerical control system that controls the respective control axes in synchronism with each other by a plurality of numerical control apparatuses. Like the first form, the interpolation start of all numerical control apparatuses that perform synchronous operation is started. This is a mode in which synchronous operation is performed by synchronizing the signal (ITP) with time information. In this second mode, it is assumed that the time information distribution cycle is longer than the interpolation start signal (ITP signal) cycle, and based on the distributed time information using a clock and a counter. An interpolation start signal (ITP signal) having a short cycle is formed.
[0038]
In FIG. 2, the numerical control system 1 includes a plurality of numerical control devices (CNC) 10, servo amplifiers A, and motors M that are desired to perform multi-axis synchronous control, and controls each control axis.
[0039]
All the numerical control devices 10 constituting the numerical control system 1 receive the storage unit 2 for storing parameters such as the control start time of each control axis, time information transmitted from the outside, and the received time information Time information receiving means 3 for outputting the pulse R1 in synchronism, a clock 6, a counter 7 for outputting an interpolation start signal (ITP signal), an interpolation start signal (ITP signal) from the counter 7, and a storage means And a movement command output means 4 for starting a movement command output ΔXi for the servo control means 5 when the time information coincides with the control start time stored in FIG.
[0040]
The counter 7 is counted up by a clock signal from the clock 6. The counter 7 is reset when the count value reaches a preset setting value B0, and generates an interpolation start signal (ITP signal). When the counter 7 receives a signal synchronized with the time information distributed from the time information receiving means 3 (for example, the pulse R1 generated every second), the counter 7 resets the internal counter and simultaneously receives an interpolation start signal (ITP signal). generate. As the time information to be distributed, the time information of the atomic clock similar to that in the first embodiment described above can be used.
[0041]
The counter 7 outputs a signal synchronized with the distributed time information to the movement command output means 4 as an interpolation start signal (ITP signal). Thereby, since the interpolation start signals (ITP signals) of all the numerical control devices 10 constituting the numerical control system 1 are synchronized with the time information distributed by the time information synchronization service 9, as a result, the interpolation of a plurality of numerical control devices 10 is performed. The start signal (ITP signal) is synchronized.
[0042]
Similarly to the first embodiment described above, the storage means 2 stores a control start time T0 for starting motor control. The movement command output means 4 compares this control start time with the distributed time information, and starts a movement command output ΔXi to the servo control means 5 when the time information coincides with this control start time T0. The motor control is started, whereby all the numerical control devices 10 are controlled simultaneously.
[0043]
FIG. 3 is a block diagram for explaining a third embodiment of the numerical control system of the present invention.
A third form is a numerical control system that controls a plurality of numerical control devices in synchronization with each other, and each of the numerical control devices that perform synchronous operation has an interpolation start signal (ITP) individually. In this embodiment, the operation is kept shifted from each other and the synchronous operation is performed by software processing.
[0044]
In FIG. 3, the numerical control system 1 includes a plurality of numerical control devices (CNC) 10, servo amplifiers A, and motors M that are desired to perform multi-axis synchronous control, and controls each control axis.
All of the numerical control devices 10 constituting the numerical control system 1 receive storage means 2 for storing parameters such as the control start time of each control axis and time information transmitted from the outside, and are synchronized with this time information. It comprises a time information receiving means 3 for outputting a pulse, a counter 7 for outputting an interpolation start signal (ITP signal), a clock 6, a register 8, a movement command output means 4, and a servo control means 5.
[0045]
The counter 7 is counted up by the clock 6, but is reset when the counter value reaches a preset B0, and is configured to generate an ITP signal.
When the counter 7 receives a signal synchronized with the time information of the atomic clock from the time information receiving means 3 (for example, a pulse R1 generated every second), the counter 7 stores the counter value at that time in the register E.
[0046]
The CPU of the movement command output means 4 first calculates the target position as a function of the time of the time information. Next, the value of the register 8 is used to obtain a movement command ΔXi by calculation according to the correction algorithm and output to the servo control means 5 so that the motor position follows the target position.
[0047]
All the numerical control devices 10 perform this operation to realize synchronous operation. The storage means 2 for storing parameters of all the numerical control devices 10 constituting the numerical control system 1 stores a start time T0 for starting motor control. The movement command output means 4 compares the time of the time information with the start time T0, and starts motor control when it matches the time of the time information and the start time T0. Thereby, all the numerical control apparatuses 10 are controlled simultaneously.
[0048]
Next, a process for causing the motor position to be followed by the target position in the third embodiment will be described.
FIG. 4 shows the relationship between the target position and the movement command that the movement command output means passes to the servo control means, the interpolation start signal (ITP signal), the signal (R1) signal obtained in synchronization with the time information, and the count value of the counter. Is shown.
Hereinafter, description will be given according to a procedure performed by a processor (CPU) included in the movement command output means.
[0049]
First, the processor calculates a target value. This target value can be calculated as a function of the time of the acquired time information. In FIG. 4A, the horizontal axis represents time t based on time information with the start time stored in the storage means as the origin, and the vertical axis represents position X. The position X is a function of time and represents a position calculated with respect to the time t according to the time information on the horizontal axis, and can be calculated according to a moving program provided in the numerical control device.
[0050]
FIG. 4C shows an R1 signal synchronized with the time information, for example, a signal having a predetermined period Δta synchronized with the origin of FIG.
FIG. 4D shows the time change of the count value of the counter 7. The counter 7 counts up the clock signal generated by the clock 6, is reset every time the count value reaches a predetermined value B0, and generates an interpolation start signal (ITP signal). In FIG. 4, an interpolation start signal (ITP signal) of a numerical controller is represented by “ITP ′”. Since this interpolation start signal ITP ′ is not necessarily synchronized with the time information, it is not synchronized with the R1 signal obtained in synchronization with the time information. Therefore, when the R1 signal in FIG. 4C is generated, the count value of the counter 7 in FIG. 4D takes the value of B1 or B2 depending on the period Δta of the R1 signal, the period of the clock signal, or the like. .
[0051]
The period Δt (ITP ′) of this interpolation start signal ITP ′ can be calculated by the following equation.

Δta is the period of the R1 signal, n is Δta / Δt (ITP), Δt (ITP) is the signal period (design value) of the interpolation start signal (ITP signal), and Δt (ITP ′) is the interpolation start signal (ITP ′). Signal period (measured value), Δ is the difference between Δta and n · Δt (ITP ′).
[0052]
Next, the time at which the interpolation start signal (ITP ′ signal) is generated is calculated from Δt (ITP ′) and B 2, and the movement command ΔXi at that time is calculated and passed to the servo control means 5. FIG. 4A shows a movement command ΔXi obtained from the difference in target position when adjacent interpolation start signals (ITP ′ signals) are generated. Following the target position is performed by the above-described procedure.
Actually, there is a difference between the generation time of the interpolation start signal obtained by the calculation and the actual generation time of the interpolation start signal. FIG. 4 shows a case where the calculated value is earlier than the actually measured value.
[0053]
In this case, since the movement command ΔXi to be passed to the servo control means 5 is not passed before the R1 signal is input, the motor position is delayed with respect to the target position. When this delay is accumulated, the motor position deviates from the target position. In order to eliminate this positional deviation, a movement command is passed to the servo control means 5 so as to add this delay at the time of generation of the first interpolation start signal (ITP ′ signal) after the R1 signal is input.
[0054]
FIG. 5 is a diagram for explaining correction when the actual generation start time of the interpolation start signal (ITP ′ signal) is delayed from the calculated value.
Times t1 and t3 are the generation times of the interpolation start signal (ITP ′ signal) calculated by the equations (1) and (2) at the time t0 when the previous R1 signal was received. The movement command ΔXi to be passed to the servo control means 5 at the time t1 before the R1 signal enters is expressed by the following equation as the difference between the target position X (t3) at the time t3 and the target position X (t1) at the time t1. The
[0055]
ΔXi = X (t3) −X (t1) (3)
However, since the period of the actual interpolation start signal (ITP ′ signal) is longer than the calculated value, the time when the interpolation start signal (ITP ′ signal) is actually generated is delayed from t1, and t2 after the R1 signal generation time. Become.
[0056]
When the R1 signal is generated, the processor recalculates the interpolation start signal (ITP ′ signal) according to the equations (1) and (2) to obtain times t2 and t4 at which the interpolation start signal (ITP ′ signal) is generated.
The movement command passed to the servo control means 5 at time t2 is not passed to X (t4) -X (t2) because the matter that the actual interpolation start signal (ITP 'signal) is generated is delayed from the calculated value. (T2) -X (t1) plus X (t4) -X (t1). By performing this correction every time the R1 signal is generated, accumulation of errors can be prevented and the actual position can be made to follow the target position.
[0057]
The same correction is performed when the order of the calculated value and the actually measured value is reversed. In this case, the movement command that has been passed too much before the R1 signal is generated is subtracted from the first movement command that is passed after the R1 signal is generated and passed to the servo control means 5.
FIG. 6 is a diagram for explaining correction when the actual generation time of the interpolation start signal (ITP ′ signal) is earlier than the calculated value.
[0058]
Times t12 and t14 are the generation times of the interpolation start signal (ITP ′ signal) calculated from equations (1) and (2) at time t0 when the previous R1 signal was received. At time t11 before the R1 signal is input, the processor has determined that “an interpolation start signal (ITP ′ signal) should not be generated before the R1 signal is input”, but the actual interpolation start signal (ITP ′ signal). Since the interpolation start signal (ITP ′ signal) has been entered because the period of () is shorter than the calculated value, the movement command ΔXi is calculated as shown in the following equation and is once passed to the servo control means 5.
[0059]
ΔXi = X (t14) −X (t12) (4)
When the R1 signal is generated, the processor recalculates the interpolation start signal (ITP ′ signal) according to the equations (1) and (2), and obtains times t13 and t15 at which the interpolation start signal (ITP ′ signal) is generated. The movement command passed to the servo control means 5 at time t13 has already been passed to X (t15) -X (t13) because the time at which the actual interpolation start signal (ITP 'signal) is generated is earlier than the calculated value. X (t14) -X (t14) minus X (t14) -X (t13).
[0060]
By performing this correction every time the R1 signal is generated, accumulation of errors can be prevented, so that the actual position can be made to follow the target position.
Thus, the motor position follows the target position. By performing this operation, all the numerical control devices follow the target position, which is a function of time information, so that synchronous operation can be performed. If large displacement fluctuations occur by correcting ΔXi at once immediately after the R1 signal is generated, the correction value is divided and corrected gradually over a plurality of interpolation start signals (ITP ′ signals). It can be solved by doing.
[0061]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the configuration and processing of the master unit and the slave unit can be shared. In addition, a dedicated communication line for transmitting time information can be eliminated between the master unit and the slave unit. In addition, it is possible to eliminate the need to change parameters when adding slave units or changing relationships between units.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram for explaining a first embodiment of a numerical control system of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram for explaining a second embodiment of the numerical control system of the present invention.
FIG. 3 is a block diagram for explaining a third embodiment of the numerical control system of the present invention.
FIG. 4 is a diagram illustrating a relationship among a target position, an interpolation start signal (ITP signal), an R1 signal, and a counter count value.
FIG. 5 is a diagram for explaining correction when an actual interpolation start signal (ITP ′ signal) generation time is delayed from a calculated value;
FIG. 6 is a diagram for explaining correction when an actual interpolation start signal (ITP ′ signal) generation time is earlier than a calculated value;
FIG. 7 is a schematic diagram for explaining synchronous control of a conventional numerical controller.
[Explanation of symbols]
1 Numerical control system
2 storage means
3 Time information receiving means
4 Movement command output means
5 Servo control means
6 clocks
7 Counter
8 registers
9 Time information synchronization service
10 Numerical controller
11 clocks
12 ITP generation means
13 CNC processor
14 Program storage memory
15 axis control processor
16 Ladder program storage memory
17 Processor for PMC
18 Clock information storage memory
19 Counter
20 drivers
21 Receiver
30 cable
100 Master unit
200 Slave unit
300 Slave unit
A Servo amplifier
M motor

Claims

A numerical control system that controls each of the control axes in synchronization with each other by a plurality of numerical control devices,
The numerical control device includes storage means for storing a control start time of the control axis;
Time information receiving means for receiving time information transmitted from the outside and outputting an interpolation start signal in synchronization with the time information;
A movement command output means for starting the movement command output to the servo control unit when the time information coincides with the control start time stored in the storage means in the previous period while receiving the interpolation start signal;
A numerical control system, wherein the plurality of numerical control devices drive a control shaft based on time information from the outside.

A numerical control system that controls each of the control axes in synchronization with each other by a plurality of numerical control devices,
The numerical controller includes a storage unit that stores a control start time of the control axis;
Time information receiving means for receiving time information transmitted from the outside and generating a pulse in synchronization with the time information;
A counter that counts up by a clock, resets the count when a predetermined value is output, outputs an interpolation start signal, and resets the count when receiving the pulse, and outputs an interpolation start signal;
A movement command output means for starting the movement command output to the servo control unit when the time information coincides with the control start time stored in the storage means in the previous period while receiving the interpolation start signal;
A numerical control system, wherein the plurality of numerical control devices drive a control shaft based on time information from the outside.

A numerical control system that controls each of the control axes in synchronization with each other by a plurality of numerical control devices,
The numerical controller includes a storage unit that stores a control start time of the control axis;
Time information receiving means for receiving time information transmitted from the outside and generating a pulse in synchronization with the time information;
A counter that counts up by a clock, resets the count when a predetermined value is output, outputs an interpolation start signal, and outputs a count value to a register when the pulse is received;
A register for storing the count value;
A movement command output means for starting a movement command output to the servo control unit based on the value of the register when the control start time stored in the previous period storage means coincides with the time information;
A numerical control system, wherein the plurality of numerical control devices drive a control shaft based on time information from the outside.