TWI578129B - 定位控制裝置之同步控制設定方法及定位控制裝置之控制設定裝置 - Google Patents

定位控制裝置之同步控制設定方法及定位控制裝置之控制設定裝置 Download PDF

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Description

定位控制裝置之同步控制設定方法及定位控制裝置之控制設定裝置
本發明係關於一種定位控制裝置之同步控制設定方法及定位控制裝置之控制設定裝置。
以往，已知有一種使用者(user)藉由GUI(圖形使用者介面，Graphical User Interface)來控制複數個機械零件之動作(功能)之定位控制裝置。
例如，在專利文獻1中，揭示有一種定位裝置及其程式顯示方法，係以「獲得直接對機械性機構進行模擬而可程式(program)之定位裝置」為目的，其特徵為「具備：馬達(motor)，係用以驅動控制對象；及控制器(controller)，係使上述控制對象同步而對要定位之上述馬達進行驅動控制者；上述控制器係具備：驅動軟體模組(software module)，係產生並輸出與上述馬達同步地進行驅動控制之基準的位置資訊；傳遞軟體模組，係演算輸入資 訊，將該結果作為傳遞資訊予以輸出；輸出軟體模組，係演算輸入資訊，將其結果作為上述馬達之驅動控制指令予以輸出；並將上述軟體模組予以任意地組合」。依據專利文獻1所揭示之技術係配置將對應於圖形(graphic)顯示之機械零件的動作軟體模組予以組合而構成之定位裝置的各動作軟體模組來設定各個參數(parameter)，藉此能以簡單之構成來實現軸間之同步控制機構的設定。
(先前技術文獻) (專利文獻)
專利文獻1：日本特開平5-73147號公報
然而，依據上述先前技術，為了實現複雜之功能或進行複雜之動作，需要非常大量的參數，且需要對應於與實現之功能相同數量之機械零件的動作軟體模組。並且，依據使用者之要求，亦有必須自訂(customize)對應於機械零件之動作軟體模組而進行出貨之情形。因此，會有難以進行複雜之動作的問題。
本發明係鑑於上述課題而研創者，其目的在於可獲得一種能夠以簡易之構成來實現高功能及高操作性之定位控制裝置之控制設定裝置、同步控制設定方法、及使電腦執行該同步控制設定方法之程式。
為了要解決上述課題並達成目的，本發明之定位控制裝置之同步控制設定方法係依據來自外部之輸入來設定構成定位控制裝置之控制程式的複數個動作軟體模組之連接關係，且以圖形形式(graphically)來顯示在畫面上；其中，前述複數之動作軟體模組之至少一個係可藉由程式語言來進行變更。
本發明之定位控制裝置之控制設定裝置、同步控制設定方法、及使電腦執行該同步控制設定方法之程式，係能以簡易之構成實現高功能及高操作性之定位控制裝置。
10‧‧‧定位控制裝置
11‧‧‧控制設定裝置
12‧‧‧動作控制器
13a、13b、13c、13d‧‧‧伺服放大器
14a、14b、14c、14d‧‧‧伺服馬達
15a‧‧‧控制對象X軸
15b‧‧‧控制對象Y軸
15c‧‧‧控制對象Z軸
16‧‧‧通信介面
17‧‧‧CPU
18‧‧‧記憶體
19‧‧‧顯示部
20‧‧‧輸入介面
21、24‧‧‧驅動軟體模組
22、23‧‧‧傳遞軟體模組
25‧‧‧輸出軟體模組
26‧‧‧連結軟體模組
27‧‧‧捲出軟體模組
28‧‧‧捲取軟體模組
第1圖係表示實現實施形態之定位控制裝置之同步控制設定方法的硬體(hardware)構成之圖。
第2圖係表示用來顯示實施形態之定位控制裝置之控制設定裝置中之構成控制程式之複數個動作軟體模組之連接關係的畫面之一例的圖。
第3圖係表示在實施形態之定位控制裝置之同步控制設定方法中，藉由因應與機械零件對應之動作軟體模組的程式(programming)言語所產生之定義例的圖。
第4圖係表示在實施形態之定位控制裝置之同步控制設定方法中，藉由因應與機械零件對應之動作軟體模組的程式語言所產生之自訂例的圖。
第5圖係表示實施形態之定位控制裝置之控制設定裝置中之構成控制程式之複數個動作軟體模組的連接關係之顯示畫面之一例的圖。
以下，依據圖式詳細地說明本發明實施形態之定位控制裝置之同步控制設定方法、程式及定位控制裝置之控制設定裝置。此外，本發明並非由該實施形態所限定者。
實施形態1
第1圖係顯示本實施形態之定位控制裝置之同步控制設定方法之硬體構成的圖。第1圖所示之定位控制裝置10係可依據來自外部之輸入而可設定前述連接關係，且具備動作控制器(motion controller)12、伺服放大器(servo amplifier)13a、13b、13c、13d，藉由使分別連接在伺服放大器13a、13b、13c、13d之伺服馬達(servo motor)14a、14b、14c、14d進行同步控制，以進行控制對象X軸15a、控制對象Y軸15b及控制對象Z軸15c之定位的定位控制裝置。為了進行定位控制裝置10之同步控制設定而使用之控制設定裝置11係安裝(install)有進行定位控制裝置10之控制程式之製作及編集的工具(tool)，且具備：CPU(中央處理單元，Central Processing Unit)17，用以處理資料(data)；記憶體(memory)18，用以儲存資料；顯示部19，可以圖形形式來顯示構成定位控制裝置10之控制程式之複數個動作軟體模組之連接關係；輸入介面(interface)20，連接在滑 鼠(mouse)或鍵盤(keyboard)而輸入資料；以及通信介面16，係對動作控制器12進行資料之輸出輸入。控制設定裝置11一般係使用個人電腦(personal computer)。
第2圖係用來顯示本實施形態之定位控制裝置之控制設定裝置中之構成控制程式之複數個動作軟體模組之連接關係的畫面之一例的圖。本實施形態之定位控制裝置，係透過組合對應於複數個機械零件之動作軟體模組的驅動機構來控制控制對象之動作。
再者，如第2圖所示，在本實施形態中，對於有線或無線連接在控制設定裝置所具備之顯示部或定位控制裝置顯示裝置，係以圖形形式來顯示有：對應於包含在驅動機構之複數個機械零件之屬於動作軟體模組的驅動軟體模組21、24、傳遞軟體模組22、23、輸出軟體模組25及連結軟體模組26。藉由控制設定裝置，顯示相當於驅動機械零件之驅動軟體模組21、24、相當於傳遞機械零件之傳遞軟體模組22、23、相當於輸出機械零件之輸出軟體模組25、及相當於連結機械零件之連結軟體模組26，且可以圖形形式來設定該等之動作軟體模組的連接關係。
第3圖係表示在本實施形態之定位控制裝置之同步控制設定方法中，藉由因應與機械零件對應之動作軟體模組的程式語言所產生之定義例的圖，在定位控制裝置之控制設定裝置的顯示部中，係顯示成與顯示構成第2圖所示之控制程式之複數個動作軟體模組之連接關係之畫面不同的畫面或視窗，或者以同一畫面或視窗，利用設 置在對應之動作軟體模組之附近的顯示框(balloon)等在每個動作軟體模組上顯示。第4圖係表示對應於第3圖之定義例之自訂例的圖。
在第2圖所示之驅動軟體模組21中，標準上係藉由用以顯示軸之現在值的變數“VirtualServoMotor[1]”，如第3圖所示將輸出予以定義。其中，“[1]”係表示軸號碼，且表示選擇存在複數個之驅動軟體模組之一個的驅動軟體模組軸1。如第4圖所示，當適用平滑(smoothing)函數Smoothing時，可使輸出相對於輸入“VirtualServoMotor[1]”之變動平穩地變化。此外，平滑函數Smoothing係預先定義之函數，其一例係以取得參數之時間平均的函數。在如習知僅使用GUI之方法中，當相對於輸入適用函數並予以輸出時，雖需要因應適用之函數的圖形，但若以程式語言來定義因應各機械零件之動作軟體模組時，可容易地進行函數之適用。
第2圖所示之傳遞軟體模組22係相當於齒輪(gear)。在傳遞軟體模組22中，藉由將來自輸入軸側之脈衝(pulse)Input乘以顯示齒輪比分子之變數“GearNumerator[1]”，且除以顯示齒輪比分母之變數“GearDenominator[1]”，而如第3圖所示將輸出予以定義。其中，齒輪比分子及齒輪比分母係依齒輪而被分配，“[1]”為將齒輪予以特定之數字。如第4圖所示，將齒輪比之結果暫時代入變數“gear”，且進行將平滑函數Smoothing適用於變數“gear”之自訂時，可使輸出相對於 齒輪比之變動平穩地變化。
第2圖所示之傳遞軟體模組23係相當於差動齒輪(differential gear)。傳遞軟體模組23係從圖中上方之主輸入側的脈衝輸入Input[1]減去圖中左方之補助輸入側的脈衝輸入Input[2]，且取得該等之差分，藉此如第3圖所示將輸出予以定義。在此，如第4圖所示，進行下列之自訂：將變數ratio[1]乘以來自補助輸入側之脈衝輸入Input[2]，並相加於從主輸入側輸入之脈衝輸入Input[1]。
第2圖所示之驅動軟體模組24係使因應來自同步編碼器(encoder)之輸入的輸入脈衝產生。驅動軟體模組24係藉由顯示同步編碼器之變數“SynchronousEncoder[1]”，而如第3圖所示將輸出予以定義。其中，“[1]”為表示連接在驅動軟體模組24之同步編碼器的號碼，且表示選擇複數個同步編碼器中之第1個同步編碼器。如第4圖所示，當藉由顯示選擇分歧之程式構文“IF”“ELSE”及變數“selectsignal”來將要使用之同步編碼器自訂成能夠選擇“SynchronousEncoder[1]”或“SynchronousEncoder[2]”時，即可藉由變數“selectsignal”來選擇要使用之同步編碼器。
第2圖所示之輸出軟體模組25係相當於凸輪(cam)。輸出軟體模組25係藉由定義凸輪之“Cam”、表示凸輪之變數“CamSelect[1]”、輸入“Input”，如第3圖所示將輸出予以定義。其中，“[1]”係表示凸輪號碼，且表示從複數個凸輪中選擇第1個凸輪。如第4圖所示， 當採用現在週期之輸入值“Input”與前一個週期的輸入值“PrevInput”之平均值(將其和除以2所得之值)的輸入值來算出輸出時，可抑制因輸入值之變動所得之輸出的變動。
第2圖所示之連結軟體模組26係相當於離合器(clutch)。連結軟體模組26係藉由定義離合器之連結的“DirectClutch”、變數“signal[1]”、及輸入“Input”，如第3圖所示將輸出予以定義，而由變數“signal[1]”來決定是否連結。此外，在此連結軟體模組26之動作並未被自訂，亦可依據連結軟體模組26之動作來進行自訂。
如以上說明，本實施形態之定位控制裝置之同步控制設定方法，係以ST言語所代表之程式語言來定義對應於各機械零件之動作軟體模組，且可由使用者將所定義之各動作軟體模組予以適當地變更(自訂)，而可對定位控制裝置附加高功能，並且實現高操作性。亦即，由於可變更設定由程式語言所成之驅動軟體模組21、24、傳遞軟體模組22、23及輸出軟體模組25之動作的定義，因此可讓使用者側之便利性提升。
再者，對於對應於機械零件之動作軟體模組，以程式語言來定義並提供各機械零件之功能，且除了程式語言之一般泛用之函數以外，亦提供專用之函數，藉此可將定位控制裝置進一步作成高功能。
再者，亦可將所自訂之動作軟體模組挪用作為雛形。此外，藉由增加程式語言所定義之函數，即可 更進一步實現多數個功能。並且，藉由併用GUI與程式語言，即可利用雙方之優點並以高操作性來進行定位控制。
此外，在未設定變更由言語所成之驅動軟體模組21、24、傳遞軟體模組22、23、輸出軟體模組25及連結軟體模組26之動作的定義時，亦可不顯示顯示畫面上之程式語言設定畫面，而僅顯示由GUI所產生之控制畫面。如此，在控制對象之控制未利用程式語言之情形時，設為不顯示，藉此即可防止要操作之顯示畫面變得複雜，且可防止操作性下降。
再者，當亦能以程式語言來定義對應於各機械零件之連結部分的連結軟體模組時，亦可對由複數個機械零件之組合所構成之驅動機構整體的同步控制設定附加高功能，並且實現高操作性。再者，可進行第2圖所示之驅動機構整體的控制程式之分發及挪用。
實施形態2
第5圖係表示本實施形態之定位控制裝置之控制設定裝置中之顯示畫面之一例的圖。在第5圖中顯示對應於捲取捲出裝置之控制程式的雛形。在第5圖中顯示屬於動作軟體模組之相當於捲出部之輥(roll)的捲出軟體模組27、及相當於捲取部之輥的捲取軟體模組28。將所設定之齒輪比RollGearNumerator[i]/RollGearDenominator[i]乘上從各個傳遞軟體模組所輸入之脈衝輸入，再乘上變化之輥直徑RollDiameter[i]及圓周率pi( )，藉此可考慮輥周長來進行控制。
如本實施形態所說明，藉由可選擇裝置啟動時所需之同步控制機構的設定作為雛形，即可讓使用者之裝置啟動效率提升。再者，如本實施形態所說明，由於可分發所定義之定位控制裝置的程式定義，因此使用者係可使裝置啟動時間比以往更為縮短。
此外，在該等實施形態1、2中所說明之自訂為一例，本發明並不限定於此，亦可利用其他函數或程式構文。
此外，本發明並非限定在該等實施形態1、2所說明之定位控制裝置之同步控制設定方法，本發明亦包含使電腦執行本實施形態所說明之定位控制裝置之同步控制設定方法的控制程式、及進行該控制程式之製作及編集的控制設定裝置。
此外，在該等實施形態1、2中，雖針對定位控制裝置之同步控制設定方法及定位控制裝置之控制設定裝置加以說明，但本發明並不限定於此，本發明亦包含使電腦執行本發明之定位控制裝置之同步控制設定方法的程式。
以上實施形態所示之構成係顯示本發明之內容的一例者，亦可與其他公知技術組合，在不脫離本發明之要旨的範圍內，亦可省略、變更構成之一部分。
(產業上之可利用性)
如以上所述，本發明之定位控制裝置係有用於要求複雜動作之驅動機構。
10‧‧‧定位控制裝置
11‧‧‧控制設定裝置
12‧‧‧動作控制器
13a、13b、13c、13d‧‧‧伺服放大器
14a、14b、14c、14d‧‧‧伺服馬達
15a‧‧‧控制對象X軸
15b‧‧‧控制對象Y軸
15c‧‧‧控制對象Z軸
16‧‧‧通信介面
17‧‧‧CPU
18‧‧‧記憶體
19‧‧‧顯示部
20‧‧‧輸入介面

Claims (6)

  1. 一種定位控制裝置之同步控制設定方法，係依據來自外部之輸入來設定構成定位控制裝置之控制程式的複數個動作軟體模組之連接關係，且以圖形形式來顯示在畫面上；其中前述複數之動作軟體模組之至少一個係可藉由程式語言來進行變更。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之定位控制裝置之同步控制設定方法，其中，在未由前述程式語言對前述動作軟體模組進行變更時，將由前述程式語言對前述動作軟體模組進行變更之畫面設為不顯示。
  3. 一種定位控制裝置之同步控制設定方法，係可將利用申請專利範圍第1項或第2項所述之定位控制裝置之同步控制設定方法所作成之控制程式選擇作為雛形。
  4. 一種定位控制裝置之控制設定裝置，係具有可以圖形形式來顯示構成定位控制裝置之控制程式的複數個動作軟體模組之連接關係的顯示部，且可依據來自外部之輸入來設定前述連接關係者；該定位控制裝置之控制設定裝置係可藉由程式語言來變更前述複數個動作軟體模組之至少一個。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之定位控制裝置之控制設定裝置，其中，在未由前述程式語言對前述動作軟體模組進行變更時，將由前述顯示部中之前述程式語言對前述動作軟體模組進行變更之畫面設為不顯示。
  6. 一種定位控制裝置之控制設定裝置，係可將利用申請專利範圍第4項或第5項所述之定位控制裝置之控制設定裝置所設定之控制程式選擇作為雛形。
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