專(zhuān)利名稱(chēng)：數(shù)字控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于控制機(jī)床的數(shù)字控制器，特別涉及在重復(fù)相同操作模式進(jìn)行加工時(shí)采用的執(zhí)行學(xué)習(xí)控制功能的數(shù)字控制器。
背景技術(shù)：
在例如由數(shù)字控制器控制的機(jī)床的工作的機(jī)器中，響應(yīng)重復(fù)發(fā)出的相同操作模式的命令執(zhí)行加工等時(shí)，作為現(xiàn)有的方法，執(zhí)行學(xué)習(xí)控制以提高加工精度，其中控制偏差收斂接近于零。在這個(gè)方法中，重復(fù)地命令相同操作模式，并且存儲(chǔ)器預(yù)先存儲(chǔ)基于倒數(shù)第二個(gè)操作模式周期中的每個(gè)控制周期的位置偏差獲得的校正數(shù)據(jù)。通過(guò)將存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中相應(yīng)于倒數(shù)第二個(gè)操作模式周期的控制周期的校正數(shù)據(jù)加到最后的操作模式周期的每個(gè)控制周期的位置偏差上，該位置偏差收斂為零(例如，JP7-104823A和JP6-309021A)。
在另一個(gè)開(kāi)發(fā)的方法(JP2004-227163A)中，在加工程序中預(yù)先提供學(xué)習(xí)控制開(kāi)始命令和學(xué)習(xí)控制結(jié)束命令，從而學(xué)習(xí)控制可以應(yīng)用于連續(xù)加工多個(gè)相同部件的情況或相同加工形狀的工件間歇地加工多次的情況。在從發(fā)出學(xué)習(xí)控制開(kāi)始命令到發(fā)出學(xué)習(xí)控制結(jié)束命令的時(shí)間間隔期間應(yīng)用學(xué)習(xí)控制?；谠谠摃r(shí)間間隔期間獲得的位置偏差產(chǎn)生校正數(shù)據(jù)和校正該位置偏差。
該學(xué)習(xí)控制是基于重復(fù)地發(fā)出相同操作模式的命令的假設(shè)和基于為每個(gè)給定控制周期輸出這個(gè)相同操作模式的命令。因此，在最后的操作模式周期和倒數(shù)第二個(gè)操作模式周期中的每個(gè)控制周期的命令是相同的，并且基于倒數(shù)第二個(gè)操作模式周期的位置偏差獲得該校正數(shù)據(jù)。通過(guò)將相應(yīng)于最后控制周期的該校正數(shù)據(jù)加到最后周期中的位置偏差上，最終控制該位置偏差收斂為0。
因此，在相同操作模式操作開(kāi)始之后的每個(gè)控制周期的命令必需和前一操作模式執(zhí)行的命令相同。如果這些命令不相同，則學(xué)習(xí)控制沒(méi)有意義并且位置偏差不能收斂。
在發(fā)出學(xué)習(xí)控制開(kāi)始命令至發(fā)出學(xué)習(xí)控制結(jié)束命令的時(shí)間間隔期間涉及改變?cè)摬僮髂Ｊ降娜魏蚊畹那闆r下，不能應(yīng)用該學(xué)習(xí)控制。如果使用該學(xué)習(xí)控制，則這些命令必須刪除。如果在上述的開(kāi)始至結(jié)束時(shí)間間隔期間執(zhí)行基于改變操作模式的命令和輸入信號(hào)的操作，該學(xué)習(xí)控制有時(shí)可能導(dǎo)致該校正數(shù)據(jù)不能加到該位置偏差上，從而反而引起一些錯(cuò)誤的加工和操作。
然而，在常規(guī)上，假設(shè)在該學(xué)習(xí)控制間隔期間不能輸入改變操作模式的任何命令或信號(hào)，根本沒(méi)有檢查這個(gè)學(xué)習(xí)控制間隔。因此，由錯(cuò)誤的加工程序或不適合的信號(hào)輸入可能導(dǎo)致錯(cuò)誤的切割等。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種數(shù)字控制器，能夠?qū)Ω淖儾僮髂Ｊ降拿罨蛐盘?hào)的輸入檢查學(xué)習(xí)控制執(zhí)行間隔。
本發(fā)明的數(shù)字控制器控制伺服馬達(dá)來(lái)操作機(jī)器，并且具有學(xué)習(xí)控制功能，以在重復(fù)執(zhí)行相同操作模式期間基于位置偏差獲得校正數(shù)據(jù)，并在執(zhí)行相同的操作模式時(shí)基于該獲得的校正數(shù)據(jù)校正位置偏差。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，該數(shù)字控制器包括監(jiān)視裝置，用于監(jiān)視從學(xué)習(xí)控制的開(kāi)始至結(jié)束的程序命令和輸入信號(hào)，以檢測(cè)不適合學(xué)習(xí)控制的程序命令或輸入信號(hào)，使得該操作模式改變；和停止裝置，在由所述監(jiān)視裝置檢測(cè)到不適合學(xué)習(xí)控制的程序命令或輸入信號(hào)時(shí)，執(zhí)行中止機(jī)器操作的告警—停止。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，該數(shù)字控制器包括監(jiān)視裝置，用于監(jiān)視從學(xué)習(xí)控制的開(kāi)始至結(jié)束的程序命令和輸入信號(hào)，以便檢測(cè)到不適合學(xué)習(xí)控制的程序命令或輸入信號(hào)，使得該操作模式改變；和停止裝置，在由所述監(jiān)視裝置檢測(cè)不適合學(xué)習(xí)控制的程序命令或輸入信號(hào)時(shí)，執(zhí)行暫停機(jī)器操作的保持進(jìn)給停止(feed-hold stop)。
根據(jù)上述配置，可以自動(dòng)檢查加工程序，以確定在學(xué)習(xí)控制期間是否輸入改變執(zhí)行時(shí)間和改變操作模式的命令或信號(hào)，從而使得加工程序的校正變得容易。


圖1是顯示施加由根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的數(shù)字控制器執(zhí)行的學(xué)習(xí)控制的伺服控制的示意方框圖；
圖2是顯示學(xué)習(xí)控制裝置的詳細(xì)方框圖；和圖3是顯示由根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的數(shù)字控制器執(zhí)行的程序檢查處理的流程圖。
具體實(shí)施例方式
圖1是顯示施加由根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的數(shù)字控制器執(zhí)行的學(xué)習(xí)控制的伺服控制的示意方框圖。基于加工程序，數(shù)字控制器1輸出位置命令給驅(qū)動(dòng)控制被驅(qū)動(dòng)元件9的伺服馬達(dá)7的伺服控制部。在該伺服控制部中，響應(yīng)該位置命令對(duì)每個(gè)給定控制周期反饋控制該位置、速度和電流，從而伺服馬達(dá)7被驅(qū)動(dòng)以驅(qū)動(dòng)控制。
更具體地講，從數(shù)字控制器1輸出的位置命令中減去用于檢測(cè)被驅(qū)動(dòng)元件9的運(yùn)動(dòng)位置的位置檢測(cè)器11反饋的當(dāng)前位置，從而獲得位置偏差。在位置控制部3中，通過(guò)將該位置偏差乘以位置環(huán)路增益獲得速度命令。此外，通過(guò)從該速度命令中減去從速度檢測(cè)器10反饋的實(shí)際速度獲得速度偏差，速度檢測(cè)器10固定在伺服馬達(dá)7并用于檢測(cè)其速度。在速度控制部4中，通過(guò)執(zhí)行速度環(huán)路控制，例如PI(比例積分)控制，獲得電流命令(扭矩命令)。此外，通過(guò)從電流命令中減去電流放大器6反饋的驅(qū)動(dòng)電流獲得電流偏差，并且在電流控制部5中執(zhí)行電流環(huán)路控制。伺服馬達(dá)7是由電流放大器6驅(qū)動(dòng)地控制，而被驅(qū)動(dòng)元件9由傳送機(jī)構(gòu)8驅(qū)動(dòng)。
如果從加工程序中讀出學(xué)習(xí)控制開(kāi)始命令，數(shù)字控制器1開(kāi)始學(xué)習(xí)控制。校正數(shù)據(jù)被加到位置偏差上，基于位置控制部3中的校正的位置命令執(zhí)行位置環(huán)路控制，并且根據(jù)該位置偏差產(chǎn)生和存儲(chǔ)校正數(shù)據(jù)。執(zhí)行這個(gè)學(xué)習(xí)控制處理直至讀出學(xué)習(xí)控制結(jié)束命令。
圖2的學(xué)習(xí)控制裝置2的詳細(xì)方框圖。這個(gè)學(xué)習(xí)控制裝置2包括帶限濾波器21，用于存儲(chǔ)該校正數(shù)據(jù)的學(xué)習(xí)存儲(chǔ)裝置22，和用于補(bǔ)償被控目標(biāo)的相位延遲和增益減小的動(dòng)態(tài)特性補(bǔ)償元件23。此外，學(xué)習(xí)控制裝置2包括用于開(kāi)始和終止該學(xué)習(xí)控制的開(kāi)關(guān)24和25。學(xué)習(xí)存儲(chǔ)裝置22裝備與控制周期一樣多的存儲(chǔ)器，在控制周期中為要學(xué)習(xí)的相同操作命令模式執(zhí)行位置/速度環(huán)路控制。給定控制周期的數(shù)量可以響應(yīng)該學(xué)習(xí)控制開(kāi)始命令進(jìn)行設(shè)置。如果不設(shè)置該給定控制周期數(shù)，可以對(duì)第一循環(huán)設(shè)置足夠大的值，從而可以在第一循環(huán)的開(kāi)始命令和結(jié)束命令之間的時(shí)間間隔(給定控制周期的計(jì)數(shù))期間安排給定控制周期數(shù)。此外，當(dāng)校正數(shù)據(jù)傳送至或者從主控制設(shè)備的存儲(chǔ)單元傳來(lái)時(shí)，可以同時(shí)傳送該給定控制周期。如果相同操作命令模式的間隔和位置/速度環(huán)路控制周期例如分別為L(zhǎng)和T，則學(xué)習(xí)存儲(chǔ)裝置22裝備L/T個(gè)存儲(chǔ)器。
當(dāng)學(xué)習(xí)控制開(kāi)始命令從數(shù)字控制器1輸出時(shí)，開(kāi)關(guān)24和25閉合，從而學(xué)習(xí)控制裝置2獲取每個(gè)給定周期的位置偏差，在該給定周期執(zhí)行位置/速度環(huán)路控制。存儲(chǔ)在學(xué)習(xí)存儲(chǔ)裝置22中的最舊的校正數(shù)據(jù)加到這個(gè)位置偏差，而該結(jié)果數(shù)據(jù)在帶限濾波器21中進(jìn)行處理并存儲(chǔ)在學(xué)習(xí)存儲(chǔ)裝置22中作為校正數(shù)據(jù)。此外，從學(xué)習(xí)存儲(chǔ)裝置22獲取的最舊的校正數(shù)據(jù)由動(dòng)態(tài)特性補(bǔ)償元件23對(duì)被控目標(biāo)的相位延遲和增益減小進(jìn)行補(bǔ)償。該結(jié)果的校正數(shù)據(jù)通過(guò)開(kāi)關(guān)25加到該位置偏差并輸入該位置控制部3。通過(guò)加上該校正數(shù)據(jù)校正的位置偏差乘以位置環(huán)路增益，從而獲得速度命令。在完成指示相同命令模式之后，執(zhí)行該處理操作直至從數(shù)字控制器1輸出學(xué)習(xí)控制結(jié)束命令以關(guān)閉開(kāi)關(guān)24和25。因此，學(xué)習(xí)存儲(chǔ)裝置22以相同命令模式間隔存儲(chǔ)每個(gè)位置/速度控制周期的校正數(shù)據(jù)。
在相同的命令模式間隔中，該校正數(shù)據(jù)加到該位置偏差，從而該位置偏差收斂到零。
以這種方式執(zhí)行學(xué)習(xí)控制。如果學(xué)習(xí)存儲(chǔ)裝置22裝備L/T個(gè)存儲(chǔ)器，其中L和T分別為相同操作命令模式間隔和位置/速度環(huán)路控制周期，從而在學(xué)習(xí)控制開(kāi)始之后第一學(xué)習(xí)存儲(chǔ)器裝載第一控制周期的校正數(shù)據(jù)，第二學(xué)習(xí)存儲(chǔ)器裝載第二控制周期的校正數(shù)據(jù)，和第n學(xué)習(xí)存儲(chǔ)器裝載第n控制周期的校正數(shù)據(jù)。當(dāng)進(jìn)入相同命令模式的下一個(gè)學(xué)習(xí)控制間隔時(shí)，該校正數(shù)據(jù)加載到對(duì)應(yīng)于類(lèi)似方法相關(guān)的控制周期的學(xué)習(xí)存儲(chǔ)器中，并讀出之前存儲(chǔ)的校正數(shù)據(jù)和用該位置偏差進(jìn)行校正。因此，在該學(xué)習(xí)控制開(kāi)始之后，在第一學(xué)習(xí)控制周期中存儲(chǔ)在第一學(xué)習(xí)存儲(chǔ)器中的該校正數(shù)據(jù)加到該位置偏差，在第二學(xué)習(xí)控制周期中讀出存儲(chǔ)在第二學(xué)習(xí)存儲(chǔ)器中的該校正數(shù)據(jù)并加到該位置偏差，而在第n學(xué)習(xí)控制周期中存儲(chǔ)在第n學(xué)習(xí)存儲(chǔ)器中的該校正數(shù)據(jù)加到該位置偏差。
然而，在相關(guān)的學(xué)習(xí)控制間隔期間，如果該加工程序包含改變執(zhí)行時(shí)間和變化操作模式的命令，例如，與PC等相關(guān)的輔助功能命令，或輸入超越控制信號(hào)(override signal)、保持進(jìn)給(feed hold)停止信號(hào)和反饋速度的單個(gè)阻塞信號(hào)(single block signal)，則存儲(chǔ)在學(xué)習(xí)存儲(chǔ)器中的校正數(shù)據(jù)和學(xué)習(xí)控制間隔中的控制周期之間的關(guān)系被破壞了。結(jié)果，對(duì)于該命令，相應(yīng)的校正數(shù)據(jù)不能加到位置偏差，從而改變操作模式，導(dǎo)致錯(cuò)誤切割。
因此，本發(fā)明構(gòu)配置為檢查該學(xué)習(xí)控制間隔的改變操作模式的命令或信號(hào)的輸入。
數(shù)字控制器1以和常規(guī)的數(shù)字控制器基本上相同的方式構(gòu)造，而其新穎性在于它裝備圖3所示的用于檢查學(xué)習(xí)控制間隔信號(hào)或命令的軟件，使得該加工程序可以通過(guò)執(zhí)行該軟件來(lái)檢查。因?yàn)閿?shù)字控制器1的硬件配置是與常規(guī)的數(shù)字控制器相同，省略其描述。
如果輸入加工程序檢查命令，數(shù)字控制器1的處理器開(kāi)始圖3中顯示的處理。從加工程序的頂部讀出一個(gè)命令塊(步驟S1)并確定所讀塊的命令是學(xué)習(xí)控制開(kāi)始命令(步驟S2)或?qū)W習(xí)控制結(jié)束命令(步驟S3)。如果該命令不是它們中任一個(gè)，確定指示學(xué)習(xí)控制的執(zhí)行的標(biāo)記F是否設(shè)置為1(步驟S4)。如果該標(biāo)記F不設(shè)置為1，過(guò)程前進(jìn)至步驟S7，在該步驟執(zhí)行所讀塊命令。然后，確定這塊命令是否為程序結(jié)束命令(步驟S8)。如果該命令不是結(jié)束命令，過(guò)程返回至步驟S1。
之后，從加工程序的頂部連續(xù)地讀出命令程序并執(zhí)行上述的處理。當(dāng)讀出學(xué)習(xí)控制開(kāi)始命令時(shí)，過(guò)程從步驟S2前進(jìn)至步驟S9，在該步驟標(biāo)記被設(shè)置為1。從而過(guò)程前進(jìn)至步驟S5，在該步驟確定在學(xué)習(xí)處理期間所讀塊命令是否為不適合命令，即是否為變化操作模式的命令。如果該塊命令不是不適合的命令，確定在學(xué)習(xí)處理期間是否輸入不適合信號(hào)(步驟S6)。因此，如上所述，確定是否輸入變化操作模式的信號(hào)，例如超越控制信號(hào)(overridesignal)、保持進(jìn)給停止信號(hào)、單個(gè)阻塞信號(hào)等。如果也沒(méi)有輸入不適合信號(hào)，則執(zhí)行所讀塊命令(步驟S7)。如果程序沒(méi)有終止(步驟S8)，則過(guò)程返回步驟S1。
在標(biāo)記F設(shè)置為1之后，過(guò)程從步驟S4前進(jìn)至步驟S5，其中在學(xué)習(xí)處理期間輸入一不適合命令或信號(hào)。如果沒(méi)有輸入不適合命令，則執(zhí)行所讀塊命令。如果該程序沒(méi)有終止，則過(guò)程返回步驟S1。之后，重復(fù)地執(zhí)行步驟S1至步驟S8的處理，從而讀出學(xué)習(xí)控制結(jié)束命令。
如果讀出學(xué)習(xí)控制技術(shù)命令，過(guò)程從步驟S3前進(jìn)至步驟S10，在該步驟設(shè)置標(biāo)記F為0。從而過(guò)程前進(jìn)至步驟S7。
因?yàn)闃?biāo)記F設(shè)置為0，之后執(zhí)行步驟S1至S4和步驟S7至S8的處理。當(dāng)再次讀出學(xué)習(xí)控制開(kāi)始命令時(shí)，標(biāo)記F被設(shè)置為1，且執(zhí)行處理以確定在學(xué)習(xí)處理期間是否輸入不適合命令或信號(hào)。然后，如果讀出程序結(jié)束命令(步驟S8)，則程序檢查處理終止。
另一方面，如果在步驟S5和S6斷定在學(xué)習(xí)控制間隔期間輸入了任何不適合命令或信號(hào)，則過(guò)程前進(jìn)至步驟S11，在該步驟確定是否預(yù)先設(shè)置告警-停止模式。如果設(shè)置了告警-停止模式，發(fā)出告警-停止信號(hào)來(lái)中止操作，并且在固定到數(shù)字控制器1的顯示裝置的屏幕上顯示消息，該消息為通過(guò)告警停止在學(xué)習(xí)處理期間輸入的不適合命令或信號(hào)。此外，使學(xué)習(xí)控制無(wú)效，清除存儲(chǔ)在學(xué)習(xí)控制裝置22的學(xué)習(xí)存儲(chǔ)裝置22中的所有校正數(shù)據(jù)，且標(biāo)記F設(shè)置為0(步驟S12)，從而這個(gè)程序檢查處理終止。
另一方面，如果沒(méi)有設(shè)置告警停止模式，則過(guò)程從步驟S11前進(jìn)至步驟S13，在該步驟執(zhí)行保持進(jìn)給停止以暫停該機(jī)器操作，并在數(shù)字控制器1的顯示裝置的屏幕上顯示消息，該消息為被停止的在學(xué)習(xí)處理期間輸入的不適合命令或信號(hào)。此外，使學(xué)習(xí)控制無(wú)效，清除存儲(chǔ)在學(xué)習(xí)控制裝置2的學(xué)習(xí)存儲(chǔ)裝置22中的所有校正數(shù)據(jù)，且標(biāo)記F設(shè)置為0。然后，等待塊返回命令的輸入(entry)(步驟S14)。如果輸入了塊返回命令，則過(guò)程返回步驟S1，在該步驟繼續(xù)加工程序檢查處理。
如果加工程序檢查表明在特定學(xué)習(xí)控制間隔中輸入不適合命令或信號(hào)，使得在學(xué)習(xí)處理期間操作模式改變，則停止檢查操作，輸入不適合命令或信號(hào)的影響的消息，無(wú)效學(xué)習(xí)控制，且清除學(xué)習(xí)控制的所有校正數(shù)據(jù)。因此，加工程序可以容易地校正，且可以很快地消除由于學(xué)習(xí)控制引起的錯(cuò)誤切割的原因。
權(quán)利要求
1.一種用于控制伺服馬達(dá)操作機(jī)器的數(shù)字控制器，具有學(xué)習(xí)控制功能，在重復(fù)執(zhí)行相同的操作模式期間基于位置偏差獲得校正數(shù)據(jù)和基于該獲得的校正數(shù)據(jù)校正在執(zhí)行相同操作模式時(shí)的位置偏差，所述數(shù)字控制器包括監(jiān)視裝置，從該學(xué)習(xí)控制的開(kāi)始至結(jié)束監(jiān)視程序命令和輸入信號(hào)，以便檢測(cè)不適合該學(xué)習(xí)控制的程序命令或輸入信號(hào)，使得操作模式改變；和停止裝置，當(dāng)由所述監(jiān)視裝置檢測(cè)不適合該學(xué)習(xí)控制的程序命令或輸入信號(hào)時(shí)，執(zhí)行中止該機(jī)器操作的告警停止。
2.一種用于控制伺服馬達(dá)操作機(jī)器的數(shù)字控制器，具有學(xué)習(xí)控制功能，在重復(fù)相同的操作模式期間基于位置偏差獲得校正數(shù)據(jù)和基于該獲得的校正數(shù)據(jù)校正在相同的操作模式期間的位置偏差，所述數(shù)字控制器包括監(jiān)視裝置，從學(xué)習(xí)控制的開(kāi)始至結(jié)束監(jiān)視程序命令和輸入信號(hào)，以便檢測(cè)到不適合該學(xué)習(xí)控制的程序命令或輸入信號(hào)，使得該操作模式改變；和停止裝置，當(dāng)由所述監(jiān)視裝置檢測(cè)到不適合學(xué)習(xí)控制的程序命令或輸入信號(hào)時(shí)，執(zhí)行停止該機(jī)器操作的保持進(jìn)給停止。
全文摘要
一種數(shù)字控制器能夠檢查學(xué)習(xí)控制執(zhí)行間隔的變化操作模式的命令或信號(hào)的輸入。在讀出學(xué)習(xí)控制開(kāi)始命令之后，數(shù)字控制器順序讀出加工程序且設(shè)置標(biāo)記F為1，直至讀出學(xué)習(xí)控制結(jié)束命令為止。在標(biāo)記F設(shè)置為1的學(xué)習(xí)控制間隔期間，確定是否在學(xué)習(xí)處理期間輸入變化操作模式的不適合命令或信號(hào)。如果斷定輸入了這樣的命令或信號(hào)，則執(zhí)行告警停止或保持進(jìn)給停止，顯示停止的原因并且無(wú)效學(xué)習(xí)控制。如果在學(xué)習(xí)處理期間輸入了任何不適合命令或信號(hào)，停止該操作且顯示原因，從而可以容易地校正加工程序。從而，可以防止由于學(xué)習(xí)控制而引起的錯(cuò)誤切割等。
文檔編號(hào)G05B19/404GK1815394SQ20061000332
公開(kāi)日2006年8月9日 申請(qǐng)日期2006年2月5日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月2日
發(fā)明者細(xì)川匡彥, 佐野雅文, 牧野巖 申請(qǐng)人:發(fā)那科株式會(huì)社