JPS61285503A - デイジタル制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、制御処理とシーケンス処理の両方の処理機能
をもつディジタル制御装置の演算処理方法に関する。　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　＋〔発明
の背景〕 マイクロコンピュータなどのディジモル演算処　　　　
　１゛理装置の発達により電動機の回転位置、回転速度
″：Ｗ＆ｆＪ　９５／Ｌｚｆ１１Ｊｌｌｔ６−”！Ｊｌ
［ｔＬ６．Ｊ、°　　　１゜になってきている。これは
、制御精度が良い、ド　　　　　）リフトが生じないな
どの利点から、従来のアナ口　　　　　　、１（寸 グ制御装置に代って広く利用されるようになって　　　
　　詐；・１．・。

いる、　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　、・・′、 ディジタル制御装置の応用分野が広がると、た　　　　
　１だ一台の電動機を制御するたくでなく、同時に多　
　　　　）゛、１ ｉ 数の電動機の回転位置、又は、回転速度を制御で　　　
　　、゛、き、しかも、それら多数の電動機の起動、停
止、　　　　　　；）：・、）１ 運転条件などを含めたシーケンス処理も可能なデ　　　
　　−ｊ′・ ィジタル制御装置が必要となる。

このために、たとえば従来は宇佐美博＝ＮＣ機における
ＰＣによるシーケンス制御ニオ−トメ−ジョン２７−５
　４１−４６　（’８２−５）に示されるようにマイク
ロプロセッサの時分割処理によって位置及び速度などの
制御処理とシーケンス処理を行なっている。その時１分
割方法は、制御ン し、シーケンス処理は制御処理の空き時間を利用して演
算するメイン処理とする方法が行なわれている。

シーケンス処理はディジタル制御装置が駆動する機器の
状態（スイッチ、リレー等のオン、オフ信号によって入
力する）、制御処理の進行状態とを入力して論理演算を
行い、その結果により、ディジタル制御装置が駆動する
機器の状態を制御するディジタル出力信号（この信号に
より１機器のリレー、バルブ等が動作する。）の出力、
制御処理の進め方の変更を行う。

シーケンス処理は制御処理の空き時間を利用して実行さ
れるため、一連のシーケンス処理を終了するには、制御
処理の割込周期の数倍を必要とする。そのため、制御処
理の進行状態よりもシーケンス処理の論理演算が遅れて
しまう、また、ディジタル制御装置が駆動する機器の状
態が変化しても、それを判定する論理演算が遅れるため
に制御処理の変更が遅れてしまう問題があった。そのた
め、従来のディジタル制御装置は高速なシーケンス処理
も要求される用途に用いることができないという問題が
あった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は制御処理の動作に遅れのないシーケンス
処理を行うディジタル制御装置のディジタル制御方法を
提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明の特徴は、シーケンス処理を制御処理に関係する
高速シーケンス処理と制御処理に直接に関係しない低速
シーケンス処理とに分け、制御処理に関係する高速シー
ケンスは制御処理と同じ割込で処理実行し、制御処理に
直接に関係しない、又は、緊急な処理を要しないシーケ
ンス処理はメイン処理とすることにある。それにより、
制御処理の動作に遅れのないシーケンス処理を可能とす
る。

〔発明の実施例〕

第１図に本発明の一実施例を示す。第１図は加工物をＸ
Ｙテーブルに乗せて孔あけ加工を行う機械をディジタル
制御する実施例である。

図において、ＩＸ、ＩＹ−、ＩＺは電動機、２Ｘ。

２Ｙ、２Ｚはボールネジ、３は加工物で、孔あけ加工に
よりＰ□ｙＰ２の孔が加工される。４はドリルで電動機
ＩＺ、ボールネジ２Ｚにより、上・下（Ｚ方向）に駆動
され加工物３に孔を加工する。

５はＸＹテーブルで電動機ＬＸ、ＩＹ、ボールネジ２Ｘ
、２Ｙにより前後左右（ｘ、ｙ方向）に駆動され、加工
物３の孔の位置を合せる。６はコンソールで、６ａは非
常停止スイッチ、６ｂは加工開始スイッチ、６Ｃは加工
終了表示ランプである。

７はマイクロスイッチで、ＸＹテーブル５の上に加工物
３があることを検出する。８はディジタル制御回路で、
８０はマイクロプロセッサ、８１はＲＯＭ　（リード・
オンリ・メモリ）で電動機ＩＸ。

ＩＹ、ＩＺの制御処理、シーケンス処理のプログラムを
記憶している。８２はＲＡＭ　（ランダム・アクセス・
メモリ）で制御処理の途中結果、シーケンス処理の論理
演算結果などを記録する。８３は割込発生回路で一定周
期毎にマイクロプロセッサ８０に割込を起こさせる。８
４は位置・速度検出回路で電動機ＬＸ、ＩＹ、ＩＺの位
置、速度を検出する。８５はパワーアンプでマイクロプ
ロセッサ８０の制御処理の演算結果により電動機ＩＸ。

ＩＹ、ＩＺを駆動する。８６はディジタル入力回路で、
非常停止スイッチ６ａの信号ＥＭＧＳＷ、加工開始メイ
ン６ｂの信号５ＴＡＲＴＳＷ、マイクロスイッチ７の信
号ＥＭＰＴＹ、電動機ＩＸ、ＩＹ、ＩＺが過負荷を示す
信号ＯＶＬを入力する。

８７はディジタル出力回路で、加工終了表示ランプ６Ｃ
，ドリル４、パワーアンプ８５をオン、オフする信号Ｅ
ＮＤＬＭＰ、ＤＲＩ　Ｌ、５ＶＯＮを出力する。９Ｘ、
９Ｙ、９Ｚはインクリメンタルエンコーダ電動機ＩＸ、
ＩＹ、ＩＺの回転位置に比例したパルス列を発生する。

本実施例の機械の動作は次のようになる。ＸＹテーブル
５に加工物３がセットされ、加工開始スイッチ６ｂがオ
ンされると電動機ＩＸ、ＩＹを駆動し、加工物３の位置
Ｐ１をドリル４の下に合わせた後、電動機ＩＺを駆動し
、ドリル４を下げて、孔Ｐ□を加工する６次に、ドリル
４をもどし、電動機ＩＸ、ＩＹを駆動し、加工物３の位
置Ｐ２をドリル４の下に合せ、電動機１ｚを駆動し、ド
リル４を下げて、孔Ｐ２を加工する０次に、ドリル４を
もどし、電動機ＬＸ、ＩＹを駆動し加工物３の位置をＸ
Ｙテーブル５から加工物３を取りはずす位置ＰＯに合せ
、加工が終了したことを示す加工終了表示ランプ６Ｃを
オンする。

この動作を行うときの各状態での電動機ＩＸ。

ＩＹ、ＩＺの位置指令値を第２図に示す、状態を示す５
ＥＱＮＯに応じた位置指命値とすることで。

この動作を行うことができる。そのためには、ディジタ
ル制御回路８は電動機ＬＸ、ＩＹ、ＩＺを位置指令値に
応じて制御し、シーケンス処理も行う必要がある。シー
ケンス処理には加工開始、終了、５ＥＱＮＯを進める、
保護、異常時の処理がある。これらシーケンス処理と電
動機の制御処理を合せて、ディジタル制御回路８のマイ
クロプロセッサ８０が行うプログラムのフローチャート
を第３図に示す。

プログラムは割込発生回路８３の割込信号が生ｔｚｓ□
□あわ□、□ユイツえ、ヵ１，２　　　：る、メイン処
理では低速シーケンス処理が行われ。

その動作は次のようになる。（ａ）では、加工開始をチ
ェックする。すなわち、加工開始スイッチ６ｂがオンさ
れ、その信号５ＴＡＲＴＳＷが１で。

かつ、加工中を示すＲＡＭ８２内のフラグ５ＥＱＣＮＴ
が０のときに、５ＥＱＮＯを１にして加工を開始する。

（ｂ）では５ＥＱＣＮＴをセットする。すなわち、加工
が開始され５ＥＱＮＯが１になったときに５ＥＱＣＮＴ
を１にする。

（Ｃ）では、電動機ＬＸ、ＩＹ、ＩＺの過負荷を保護す
る。すなわち、過負荷を示す信号ＯＶＬが１のときには
５ＥＱＮＯｔ−０にして加工を停止する。（ｄ）では加
工終了をチェックする。すなわち、５ＥＱＮＯが７にな
り加工が終了すると、ＥＮＤＬＭＰを１にして加工終了
表示ランプ６Ｃをオンする。（ｅ）では加工物３の取り
はずしをチェックする。すなわち、加工物３が取りはず
され、マイクロスイッチ７の信号ＥＭＰＴＹが１になっ
たときに加工中を示すフラグ５ＥＱＣＮＴを０にする。

このメイン処理は割込処理が実行されないとき、つまり
、割込処理を行って残った時間で処理される。そのため
、メイン処理を一回実行するには、＊Ｊ込処理の数周期
倍の時間がかかる。

割込処理は電動機の制御処理と高速シーケンス処理から
構成される。

電動機の制御処理では最初に、５ＥＱＮＯから第２図の
指令テーブルにより電動機ＬＸ、ＩＹ。

ＩＺの位置指令値を求める９次に、位置・速度検出回路
８４で検出した電動機ＩＸ、ＩＹ、ＩＺの各位置、速度
検出値と各位置指令値をもとに制御演算を行い、その結
果により、パワーアンプ８５を動作させる。最後にシー
ケンス処理で用いるＩＹ、１ｚが全て位置指令値で指定
される位置に　　　　　ｉ、１ＥＲＲＦを設定する。Ｅ
ＲＦＦは電動機ＬＸ。

達したときに０になるフラグでＲＡＭ８２の中に置かれ
１位置制御偏差の有無により１，０が設定される。　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ｉ
高速シーケンス処理では、次の処理を行う、　　　　　
　　１（ｆ）では、コンソール６の非常停止スイッチ６
ａがオンされ、その信号ＥＭＧＳＷが１になつ　　　　
　：１（ニー・ たときに加工を停止するため、５ＥＱＮＯをＯに　　　
　　　電１、（）・３ ）　い する。（ｇ）では電動機ＩＸ、ＩＹ、ＩＺを駆動　　　
　　５４．７・ｔ６．＜ヮーア、−ｊ８５．，３オ、□
う、第４ゎあ、　　　１ＳＥＱＮＯカ、ｏ’ｒアａ＊＊
＊ｔ。ｉｔ　Ａ　’７−７．２　　　１゜【 ８５オン、オフする信号５ＶＯＮを０にして、パ　　　
　　２．’７−７”／２８５’＆、ｔ７Ｌ、・電動機１
Ｘ・１Ｙ・　１．４２を停止す６・　（ｈ）″″１１電
動機１Ｘ・　１Ｙ・　１　　　　　、）Ｚを駆動するパ
ワーアンプ８５をオンする。すな　　　　　′１１゛ わち、５ＶＯＮがＯ以外である加工時には、１］ｌ ５ＶＯＮを１にしてパワーアンプ８５をオンし、　　　
　　　１゛電動機ＩＸ、ＩＹ、ＩＺを駆動する。（ｉ）
では。

５ＥＱＮＯを進める。すなわち、位置指令値で指定され
る位置に達して、ＥＲＲＦが０になったら。

次の位置指令値にするため５ＥＱＮＯを１つ増加させる
。（ｊ）では、ドリル４を回転させる。すなわち、５Ｅ
ＱＮＯが２または５のときは、孔あけを行うのでドリル
４をオン、オフする信号ＤＲＩＬを１にしてドリル４を
オンする。（ｋ）ではドリル４を停止する。すなわち、
５ＥＱＮＯが２でも５でもないときには、ドリル４を停
止する。すなわち、５ＥＱＮＯが２でも５でもないとき
には、ドリル４を停止するためＤＲＩＬを０にする。

第４図でマイクロプロセッサ８０の割込処理、メイン処
理の実行方法を説明する。

割込発生回路８３は第４図（１）に示すようなパルス状
の割込信号をマイクロプロセッサ８０に与える。

マイクロプロセッサ８０はこの割込信号により第４図（
２）、（３）に示すように、メイン処理を中断して、割
込処理を実行する。割込処理は第３図を用いて説明した
処理が行なわれる。割込処理が終了すると第４図（２）
、（３）に示すように、メイン処理である低速シーケン
ス処理を再開する。低速シーケンス処理は第３図を用い
て説明した処理を行う、低速シーケンス処理は第３図（
３）に示すように、一連のシーケンス処理を実行するの
には、割込周期の数倍の時間を必要とする。

本実施例によれば、シーケンス処理が高速シーケンス処
理と低速シーケンス処理に分けられており、高速シーケ
ンス処理は電動機の制御処理と同じ割込処理で処理され
る。そして、高速シーケンス処理では電動機の制御処理
に関係するシーケンス処理、すなわち、指令値の変更（
ＳＥＱＮＯの更新）、非常時の電動機の停止などを行う
、低速シーケンス処理では電動機の制御処理とは直接に
関係しない機械の起動、停止、電動機の保護動作などを
行う、このため、高速シーケンス処理により電動機の制
御処理の進行状況と一致した遅れのないシーケンス処理
が行え、低速シーケンス処理により多くのシーケンス処
理を行えるディジタル制御装置が実現できる。

本発明の他の実施例の装置の構成は、第一の実施例と全
く同様で、その処理方法のみ異なるので、第５図に示す
処理タイムチャートによりその処理方法を説明する。

第５図において、（１）は割込発生回路８３が一定周期
で発生する割込信号を示す、（２）。

（３）はマイクロプロセッサ８０の処理の実行状態を示
し、（２）は割込処理、（３）はメイン処理の実行状態
を示している。

本実施例も第一の実施例と同じく割込処理で電動機の制
御処理と高速シーケンス処理を実行しメイン処理で低速
シーケンス処理を実行する。異なるのは、高速シーケン
ス処理を二つに分割し、高速シーケンス処理１．高速シ
ーケンス処理２とし、高速シーケンス処理１を電動機の
制御処理の前に処理し、高速シーケンス処理２は電動機
の制御終了後に実行する点である。高速シーケンス処理
１では第３図で示した高速シーケンス処理の内の（ｆ）
〜（ｈ）を行う、高速シーケンス処理２では、第３図で
示した高速シーケンス処理の内の（ｉ）〜（ｋ）　　を
行う。

この結果、高速シーケンス処理１によりＥＭＧＳＷを判
定り、５ＥＱＮＯ，５ＶＯＮを設定できるので電動機の
指令値の変更、パワーアンプ８５のオン、オフの設定が
次の割込信号の発生時点まで待たされることなく処理で
きる。

第二の実施例によれば、高速シーケンス処理１で電動機
の制御処理に関係するシーケンス処理を行い、その結果
により電動機の制御処理を実行できるので、高速に電動
機の制御処理に関係するシーケンス処理も実行できる。

以上、実施例ではＸＹテーブルを持つ加工機を例に説明
したが、複数台の電動機を含む機械、たとえば、ロボッ
ト、数値制御工作機、その他産業用機械に本発明を実施
できることは明らかである。

〔発明の効果〕

本発明によれば、電動機の制御処理に遅れのないシーケ
ンス処理を実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成図、第２図は第１図の
動作説明図、第３図はメイン処理１割込処理の説明図、
第４図は実施例の動作説明図、第５図は他の実施例の動
作説明図である。 ＩＸ、ＩＹ、１ｚ−・・電動機、２Ｘ、２Ｙ、２２−・
・ボールネジ、３・・・加工物、５・・・ドリル、６・
・・コンソール、７・・・マイクロスイッチ、８・・・
ディジタル制御回路、８０・・・マイクロプロセッサ、
８１・・・ＲＯＭ、８２・・・ＲＡＭ、８３・・・割込
発生回路。 ８４・・・位置・速度検出回路、８５・・・パワーアン
プ。 ８６・・・ディジタル入力回路、８７・・・ディジタル
出力回路、９Ｘ、９Ｙ、９Ｚ・・・インクリメンタルエ
ンコーダ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、電動機を含む機械をマイクロコンピュータを用いて
   ディジタル制御する方法において、 割込信号発生手段を備え、シーケンス制御を電動機制御
   処理に直接関係する高速シーケンス処理と、それ以外の
   低速シーケンスとに分割し、前記割込信号発生手段から
   の割込信号により起動される割込処理として、前記電動
   機制御処理と前記高速シーケンス処理とを実施し、メイ
   ン処理として、前記低速シーケンス処理を実施すること
   を特徴とするディジタル制御方法。 ２、特許請求の範囲第１項において、前記高速シーケン
   ス処理を前記電動機制御処理を変更する第一の高速シー
   ケンス処理と前記電動機制御処理の結果に基づくシーケ
   ンスを処理する第二の高速シーケンス処理とに分割し、
   前記割込処理で最初に前記第一の高速シーケンス処理を
   実施するとともに、前記電動機の制御処理の終了後に前
   記第二の高速シーケンス処理を実施することを特徴とす
   るディジタル制御方法。