WO1987006729A1 - Method of reconstituting instruction position - Google Patents

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WO1987006729A1
WO1987006729A1 PCT/JP1987/000250 JP8700250W WO8706729A1 WO 1987006729 A1 WO1987006729 A1 WO 1987006729A1 JP 8700250 W JP8700250 W JP 8700250W WO 8706729 A1 WO8706729 A1 WO 8706729A1
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machine position
pulse
correction
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Takashi Iwagaya
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Fanuc Ltd
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    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/18—Numerical 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
    • G05B19/19—Numerical 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
    • G05B19/21—Numerical 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 using an incremental digital measuring device
    • G05B19/23—Numerical 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 using an incremental digital measuring device for point-to-point control
    • G05B19/231—Numerical 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 using an incremental digital measuring device for point-to-point control the positional error is used to control continuously the servomotor according to its magnitude
    • G05B19/232—Numerical 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 using an incremental digital measuring device for point-to-point control the positional error is used to control continuously the servomotor according to its magnitude with speed feedback only
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/41—Servomotor, servo controller till figures
    • G05B2219/41422—Correction stored position while motor, power off, drive - encoder not connected
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/50—Machine tool, machine tool null till machine tool work handling
    • G05B2219/50084—Keep position, setup parameters in memory

Definitions

  • the present invention relates to a command position restoring method, and more particularly, to a command position restoring method for restoring a command position that has been lost due to power-off.
  • the pulse generated from the pulse coder is counted according to the direction of rotation and the machine position is recorded, and the machine position can be recorded even if the power is turned off.
  • a numerical control system including an absolute pulse coder consisting of such a loudspeaker and a counter only once when the machine is installed at ft. If the reference point return is performed, automatic operation can be started immediately without the need to perform the reference point return each time the power is turned on.
  • Absolute pulse coders are extremely useful because there is no need to return to field.
  • an object of the present invention is to provide a numerical control system capable of obtaining a command position corresponding to a machine position at the time of turning on a power source in a simple manner and accurately.
  • the purpose is to provide a command position restoration method.
  • the present invention relates to an NC device having a passage control function and a machine position correction function, a motor that rotates based on a command from the NC device to move a movable portion of a machine, and a rotation of the motor.
  • a pulse coder that generates a pulse at each rotation of a predetermined angle while rotating in synchronization with the pulse, and counts the pulses according to the rotation direction to record the machine position.
  • this is a command position restoring method in a numerical control system including a counter for recording the machine position even when the power is turned off.
  • FIG. 1 is a diagram showing a numerical control system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a flowchart of the process of the present invention.
  • FIG. 1 is a block diagram of a numerical control system according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a flowchart of a process of the present invention.
  • the portion other than the NC device is shown for only one axis, but the other shafts have the same configuration.
  • 11 is an NC unit
  • 12 is a pulse divider
  • 13 is a synthesis circuit
  • 14 is a servo circuit
  • 15 is a motor
  • 16 is an absolute. This is a pulse coder.
  • the NC device 11 stores passage control means (passage control program) 11a, machine position correction means (correction processing ⁇ program) 11b, parameters, and the like.
  • the servo circuit 14 is composed of a distribution pulse (command pulse) Pc output from the pulse distributor 12, a correction pulse P e, and a non-pulse pulse.
  • Absolute's pulse coder 16 is a motor 15 Rolling the as you rotate synchronously off I together every rotation of a predetermined angle - Dono Tsu rotational direction and main ls e co over da 1 6 a that occur to click Pulse P F, the Pulse It has a counter 16b for counting and recording the machine position according to the machine position, and for recording the machine position even when the power is turned off.
  • the battery backup RAMI 1c stores the count value C RA (X RA , Y RA ) of the counter 16 b at the time of the return to the J reference point. has been your Ri, also shall be the machine position it was in before the power was cut to Oh Ri mosquito cormorant printer 1 6 b is currently in power-off c a ( ⁇ ⁇ , ⁇ ⁇ ) also has that have been serial billion of
  • Fig. 1 shows only one axis, but the following describes two axes, X and ⁇ .
  • ⁇ ⁇ ⁇ . ⁇ F ⁇ T T / 3 ⁇ 4 2 + Y '
  • X A - X RA is Ru Ah in the remaining amount of movement in the X-axis direction.
  • the actual pitch error correction processing is performed as follows.
  • the movement range is divided into a plurality of sections in advance for each axis direction (X-axis direction, Y-axis direction).
  • the pitch correction amount corresponding to the area is read, and the correction amount EX; to be had based, predetermined direction E chi;. complement value to generate a positive Pulse [rho epsilon correcting the machine position.
  • the machine position correction means 11b performs the above-described machine position correction processing using the command position or the machine position, and determines whether or not correction is necessary.
  • I Ri each command position to (X p, Y p), to update the machine position (X RA, Y RA).
  • the command amount corresponding to the correction is applied to the machine position.
  • the command position is a force that must perform the same subtraction processing as the machine position.
  • interpolation control is performed in a machine ⁇ state to update the command position C from zero, and to change the machine position.

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Description

明 細 書
指令位置復元方法
技術分野
本発明は指令位置復元方法に係 り 、 待に電源切断に よ り 消失し た指令位置を復元す る 指令位置復元方法に闋す る 0
背景技術
ル ス コ ーダか ら発生す る パ ル ス を 回転方向に応じ て 計数し て機械位置を記億す る と 共に 、 電源が切断さ れて も 該機械位置を記億し繞け る カ ウ ン タ を揚え た数値制御 シ ス テ ム 力 s あ る 。 かか る ル ス コ ー ダ と カ ウ ン タ よ り 成 る ア ブ ソ リ ュ 一 ト · パ ル ス コ ーダを含む数値制御シ ス チ ム に お いて は 、 機械据 ft時に一度だけ リ -フ ァ レ ン ス 点復 帰を行え ば、 以後電源投入毎に リ フ ァ レ ン ス 点復帰を行 う 必要はな く 直ち に 自動運転を開始す る こ と がで き る 。 すな わ ち 、' N C 制御に際し て指令位置 （指令パ ル ス に,応 じ た位置） を用 いず、 機械位置のみ を用 いて数値制御を 行 う N C シ ス テ ム に お いて は リ フ ァ レ ン ス復帰す る必要 がな い ため ア ブ ソ リ ュ ー ト · パ ル ス コ ー ダは極めて有効 で あ る 。
し か し 、 機械位置に加えて指令位置を用 い る 数値制御 シ ス テ ム に お いて は指令位置を復元す る 必要があ る 。 機 械位置 と 指令位置が等し ければ何等問題は な いが、 通常 指令位置 と 機械位置は異な っ て い る 。 と い う のは 、 機械 可動部は指令 パ ル ス に よ り 移動 さ れ る と 共に 、 そ の位置 は ピク チ ヱ ラ ー補正、 真直度補正な ど各種補正処理に よ り 補正 さ れ る か らで あ る 。
以上か ら 、 本発明の目的は簡単な方法で、 かつ正確に 、 鼋源投入時に おけ る機械位置に応じ た指令位置を得 る こ と がで き る数値制御シ ス テ ム に お け る指令位置復元方法 を提供す る こ と で あ る 。
発明の開示
本発明は通路制御機能 と 機械位置補正機能 と を有す る N C装置 と 、 N C 装置か ら の指令に基づいて 回転し機械 可動部を ^動す る モ ータ と 、 該モ ー タ の回転 と 同期し て 回転す る と 共に所定角度の回転毎に パ ル ス を発生す る パ ル ス コ ーダ と 、 該パ ル ス を 回転方向に応 じ て計数し て機 械位置を記億す る と 共に 、 電源が切断さ れて も 該機械位 置を記億す る カ ウ ン タ と を備え た数値制御シ ス テ ム に お け る 指令位置復元方法で あ る 。
こ の指令位置復元方法に お いて は 、 リ フ ァ レ ン ス 点復 帰時に おけ る カ ウ ン タ の計数値 C R A を バッ テ リ ー バッ ク アツ プの メ モ リ に設定し て お き 、 電潁投入毎に カ ウ ン タ の計数値 C A を読み取 り 、 仮想的に リ フ ァ レ ン ス 点を機械 現在位置 と す る と 共に 、 電源投入時の機械位置を 目標位 置と す る 。 そ し て 、 マ シ ー ン ロ ッ ク 状態で内部的に補閼 演算を行 っ て機械現在位置デー タ C R A を更新し 、 リ フ ァ レ ン ス 点か ら電源投入時の機搣現在位置迄 （ C R A = C A と な る 迄） 仮想的に機械可動部を移動 さ せ 、 該移動に必要 な指令デー タ を用 いて電源投入時に おけ る 指令位置を復 兀す る 。
図面の簡単な説明
第 1 図は本発明の 1 実施例で あ る 数値制卸シ ス テ ム の づ u ク 図ヽ
第 2 図は本発明の処理の流れ図で あ る 。
発明を実施す る た めの最良の形憨 第 1 図は本発明の 1 実施例で あ る 数値制御 シ ス テ ム の ブ ロ タ ク 図、 第 2 図は本発明の処理の流れ図で あ る 。 尚 、 第 1 図に おいて N C 装置以外の部分は 1 軸分のみ示 し て い る が、 他の軸につ いて も 同一構成に な っ て い る 。
第 1 図に おいて 、 1 1 は N C 装置、 1 2 はパ ル ス分 器、 1 3 は合成回路、 1 4 は サ 一 ボ回路、 1 5 は モ ー タ 、 1 6 は ア ブ ソ リ ュ ー ト · パ ル ス コ ー ダ で あ る 。
N C 装置 1 1 は通路制御手段 （通路制御プ ロ グ ラ ム ） 1 1 a と 、 機械位置補正手段 （補正処理プ α グ ラ ム ） 1 1 b と 、 パ ラ メ ー タ 等を記億す る ノヽ ' ッ テ リ 一 バ ッ ク ア ツ プ R A M I 1 c と 、 ワ ー キ ン グ メ モ リ 1 1 d を有 し て い な 0
サ ー ボ回路 1 4 は パ ル ス 分配器 1 2 か ら 出力 さ れ る 分 配 ノ ル ス （指令ノ ル ス ） P c と 補正パ ノレ ス P e と ノ ノレ ス コ
— ダカ、 ら発生す る フ ィ - ド パ ッ ク パ ル ス P F と の差分を 記 億す る ヱ ラ 一 レ ジ ス タ 1 4 a と 、 差分に比例 し た ア ナ 口 グ電圧を 出力す る D A変換器 1 4 b と 、 速度制御回路 1 4 c を有し て い る 。
ア ブ ソ リ ュ ー ト ' パ ル ス コ ー ダ 1 6 は モ ー タ 1 5 の 回 転と 同期し て 回転す る と 共に所定角度の回転毎に フ ィ - ド ノ ッ ク パ ル ス P F を発生す る メ ル ス コ ーダ 1 6 a と 、 該 パ ル ス を 回転方向に応じ て計数し て機械位置を記億す る と 共に 、 電源が切断さ れて も 該機械位置を記億す る カ ウ ン タ 1 6 b を有し て い る 。
以下、 第 1 図、 第 2 図に従っ て本発明にかか る指令位 置復元方法を説明す る 。 尚、 バツ テ リ ー バッ ク ア ツ プ R A M I 1 c に は ' J フ ァ レ ン ス 点復帰時に おけ る カ ウ ン タ 1 6 b の計数値 CRA ( XRA , YRA ) が記億さ れて お り 、 又現在電源切断中で あ り カ ウ ンタ 1 6 b に は電源切断前 の機械位置 CA ( ΧΑ , ΥΑ ) が記億さ れて い る も の と す る 更に 、 第 1 図に は 1 軸分し か示し て い な いが以下に お い て は X , Υの 2 軸に つ いて説明す る
(D N C装置 1 1 の電源を投入する 。
(2)電源投入に よ り 、 通路制御手段 1 1 a は ア ブソ リ ュ — ト ♦ パ ル ス コ ー ダ 1 6 の カ ウ ン タ 1 6 b に言己億 さ れて い る 機械位置 （ XA , YA ) を読み取 っ て 目! 位 Sと し て ワ ー キ ン グ メ モ リ 1 1 d に記億す る と 共に 、 リ フ ァ レ ン ス点に おげる 計数値 （ XRA ， YE A ) を機械現在位置 と し て.ワ ー キ ン グ メ モ リ 1 1 d に記億す る 。 。
以後、 機械可動部を停止 し た状態 （ マ シ ー ン 口 ツ ク 状 憨） で補閭処理を行いなが ら機械現在位置 （ XRA , YRA ) を更新する と 共に指令位置を零か ら更新す る 。 すなわ ち 、
(3)通路制御手段 1 1 a は次式
x -xR→x; , YA-YRA→Y; に よ り リ フ ァ レ ン ス 点か ら ¾弒投入時の機械位置迄の ィ ン ク リ メ ン タ ル i X ; , Y ; を算出す る 。
(4) イ ン ク リ メ ン タ ル量算出後、 各軸 イ ン ク リ メ ン タ ル 量 と 指令速度 F と を用いて 、 予めパ ラ メ ー タ 設定 さ れて い る 時間 Δ Τ の閬に各軸方向に移動すべ き 移動量 Δ Χ、 厶 Υ を 次式
厶 Χ=Χ. · F♦厶 T/ ¾2+Y'
ΔΥ = Υ.. F . ΔΤ x +Y†
に よ り 演算す る 。
(5)つ いで 、 厶 X 〉 X A — X RAか ど う か を チ ェ ッ ク し 、
「 Y E S 」 で あれば ΧΑ— Χ Α ~- Δ Χ と す る と 共に フ ラ グ Fx を " 1 " と し （ 1 «→ FX ) 、 「 N O 」 で あれば何も し な い。 尚、 XA — X R Aは X軸方向の残移動量で あ る 。
又、 厶 Y 〉 Y A — Y R Aか ど う か を チ ェ ッ ク し 、 「 Y E S 」 で あれば YA — YRA→ A Y と す る と 共に フ ラ グ FY を " 1 " と し （ 1 → FY ) 、 「 N O ] で あれば何も せず次のス テ ツ プへ進む。 尚、 YA — Y R A は Y軸方向の残移動量で あ る 。
(6)つ いで 、 次式
XSA士 XRA 、 YRA±AY→YRA
に よ り 機械現在位置 （ X R A , Y R A ) を リ フ ァ レ ン ス 点）^ ら更新す る （符号は移動方向に依存す る ） 。
又、 次式
ΧΡ±ΔΧ~*ΧΡ ， Υρ土 ΔΥΡ→ΥΡ
に よ り 指令位置 （ Χρ , Υρ ) を更新す る 。 尚、 Χρ , Υρ の初期値は 0 で あ り 、 符号は移動方向に依存す る 。 (7)つ いで 、 機械位置補正手段 1 1 b は指令位置 （ Χρ ,
Yp ) あ る いは機械位置 （ XRA , YR A ) を用いて ピッ チヱ ラ ー補正処理等の機械位置補正処理を実行する 。
さて、 実際の ピッ チヱ ラ ー補正処理は以下のよ う に行 われ る 。 尚、 予め各軸方向 （ X軸方向、 Y軸方向） 毎に その移動範囲を複数の区間に分割し 、 た と えば X軸方向 に つ い は移動範囲を A X ; ( i = 1 , 2 , · . * ) に分割 し 、 各区閭に対応して ピッ チ誤差補正量 Ε Χ : ( i = 1 , 2 , · · ) を記億さ せて お く 。 そ し て 、 指令位置あ る い は機械位置が所定の区閭 A X , に進入し た際、 該区閭に対 応する前記ピッ チ補正量 を読出して、 該補正量 E X； と移動方向 と に基づ いて 、 所定方向に Ε Χ ; 値の補.正 パ ル ス Ρεを発生して機械位置を補正する 。
従って、 機械位置補正手段 1 1 b は指令位置あ る いは 機械位置を用いて上記の機械位置補正処理を行い、 補正 が必要か ど う かを判断する 。
(8)補正が必要でなければステツ プ（10)の処理へ進み、 補 正が必要で あれば次式 に よ り 機械位置を補正する 。
{9}つ いで 、 フ ラ グ F χ 力 5 " 1 " か ど う か を チ ェ ジ ク し " 1 " で な け れば、 フ ラ グ F γ が " 1 " か ど う か を チ ェ ッ ク し " 1 " でなければ次の第 1 0 ステツ プへ進む。
しかし 、 F χ = " 1 " で あ れば次式
ΧΡ ?ΕΧ →XP , XRA?EX;→XRA に よ り 、 FY = " 1 " で あれば次式
ΥρτΕΥ.-Υρ , YRA?EY.-YRA
に よ り それぞれ指令位置 （ Xp , Yp ) ， 機械位置 （ XRA ， YRA ) を更新す る 。
尚、 こ の第 9 ス テ タ プの処理は 、 最後の補闞処理に お いて Ε Χ ; あ る い は £ 丫； の補正があ っ た時、 そ の分の指 令量を機械位置か ら滅算し な い と 、 第 1 0 ス テ ツ プで XA - XRA = 0 , YA — YRA = 0 と な ら な いか ら で あ る 。 そ し て 、 指令位置に つ いて は機械位置 と 同様な減算処理を し な ければな ら な い力 > ら で あ る 。
(1(0以上の処理後、 XA — XRA - 0 、 YA — YRA = 0 で あ る 力、を判断し 、 「 Y E S 」 で あればそ の時の （ Xp , Yp ) が電源投入時に おけ る機械位置で あ る と し て 処理を終了 し 、 「 Ν Ο 」 で あればス テ ツ プ（5)以降の処理を繰 り 返す ： 以上本発明に よ れば、 予め リ つ マ し ン ス 点復帰時に お け る ア ブ ソ リ ュ ー ト · パ ル ス コ ー ダ の カ ウ ン タ の計数値 C RA を記億し て お き 、 電源投入時の カ ウ ン タ の計数値 c A と 前記計数値 C RAの差分に基づいて マ シ ー ン α ジ ク 状憨 で補間制御を行 っ て指令位置 C。 を零か ら更新し 、 かつ機 械位置を C RAか ら更新し 、 こ の補間制御 と 並行 し て機械 位置を補正す る た め の補正処理を行い、 補正が必要な場 合に は前記機械位置 C RA を補正パ ル ス に基づ いて補正し 、 C RA = C 4 と な る 迄マ シ ー ン π ツ ク 状態で前記補閭処理 と 補正処理を行い 、 C SA = C A と な っ た時の C p を g源投入 時の機械位置に応じ た指令位置 と す る よ う に構成し たか ら 、 簡単な方法で、 かつ正確に 、 鼋源投入時に おけ る機 械位置に応じ た指令位置を得る こ と がで き る 。

Claims

請求の範囲
1 . 通路制御機能と機械位置補正機能と を有する N C 装置と 、 N C装置か らの指令に基づいて回転し機械可動 部を駆動する モータ と 、 該モ ー タ の回転と同期して回転 する と共に所定角度の回転毎にパ ル ス を発生する パ ル ス コ ー ダ と 、 該パ ル ス を回転方向に応じて計数して機械位 置を記億する と 共に、 電漯が切断さ れて も 該機械位置を 記億する カ ウ ン タ と を備えた数値制御シ ス テ ム に お け る 指令位置復元方法にお いて 、
予め ' J フ ァ レ ン ス点復帰時におけ る前記カ ウ ン タ の計 数値 C RA を不揮発性メ モ リ あ る い は バ タ テ リ ー パ ク ク ァ プ R A M に 記億 し て お き 、
- 電源投入後、 N C装置は機械可動部を 動し ない状態 - で補間制御を行って指令位置 C pを零か ら更新し 、 かつ機 械位置を内部的に前記計数値 C R Aか ら更新し 、
前記補閬制御と並行して機械位置を補正する ための補 正処理を行い、
補正が必要な場合には前記機械位置 C RA を補正し 、 電渡投入時の前記カ ウ ン タ の計数鑪を CA と する と き 、 C RA = C A と な る迄前記補閼処理と補正処理を行い、
C RA = C A と な つ た時の C pを電源投入時の機械位置に 応じ た指令位置と する こ と を特徵と す る指令位竃復元方 法 o
2 . 所定時闞毎の指令移動量を A C と す る と き 、 所定 時間毎に C p + Δ C ~* C p
に よ り 指令位置を更新す る こ と を特徵 と す る 請求の範囲 第 1 項記載の指令位置復元方法。
3 , 補正量を Δ Ε と すれば
C RA 4- Δ E→ C RA
に よ り 機械位置を補正す る こ と を待徵 と す る請求の範囲 第 2 項記載の指令位置復元方法。
4 * 前記補間制御を 、 前記計数値 C RA と 電源投入時に おけ る 前記カ ウ ン タ の計数値 CA と の差分に基づ いて実行 す る こ と を特徵 と す る 請求の範囲第 3 項記載の指令位置 復元方法。
5 ♦ 前記モ ータ と パ ル ス コ ーダと カ ウ ン タ は機械可動 部の各制御軸毎に設け られ、 各制御軸に対し て ή時に補 閭制御を行っ て各制御軸の指令位置を求め る こ と を特徵 と す る 請求の範囲第 4 項記載の指令位置復元方法。
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