能夠分散地執(zhí)行多個軸的軸控制處理的數(shù)值控制裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種數(shù)值控制裝置，特別涉及在具有多核心處理器的數(shù)值控制裝置中，能夠使該多核心處理器的多個核心分散地執(zhí)行軸控制處理從而提高性能的數(shù)值控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在控制機床的數(shù)值控制裝置的控制軟件的處理中，存在以下處理，即以各種內(nèi)插處理和用于生成向各控制軸的分配數(shù)據(jù)的軸控制處理為代表的實時性高的處理、以進行加工程序的分析和進行內(nèi)插準(zhǔn)備數(shù)據(jù)的生成的自動運轉(zhuǎn)處理、進行與畫面顯示和操作對應(yīng)的動作的HMI (human-machine interface:人機界面)處理為代表的實時性低的處理。
[0003]實時性高的軸控制處理需要在既定的周期內(nèi)完成，因此如果軸控制處理的時間隨著控制軸數(shù)的增加而增大，則難以在既定周期內(nèi)向?qū)崟r性低的自動運轉(zhuǎn)處理、HMI處理等分配處理時間。例如，在使在模具加工中指示的由微小線段構(gòu)成的加工程序高速地運轉(zhuǎn)的情況下，需要短時間地大量進行加工程序的分析和內(nèi)插準(zhǔn)備數(shù)據(jù)的生成，但如果成為軸控制處理的時間這樣地增大的狀況，則不充分地進行自動運轉(zhuǎn)處理、HMI處理，因此產(chǎn)生以下的問題，即無法達到指令速度，分配脈沖中途中斷而加工面紊亂，畫面顯示的更新和操作的響應(yīng)變慢。
[0004]以平緩地進行加工程序的分析和內(nèi)插準(zhǔn)備數(shù)據(jù)的生成為目的，在日本特開昭63-181005號公報和日本特開平1-195507號公報中，提出了以下的技術(shù)，即將加工程序的分析和內(nèi)插準(zhǔn)備數(shù)據(jù)的生成分割為多個工序，使得多CPU的各個CPU分擔(dān)地處理該分割后的各工序而進行處理。
[0005]另夕卜，以削減成本為目的，在日本特開2014-35564號公報中公開了以下的技術(shù)，即提供一種將以前分開的數(shù)值控制處理器和時序控制處理器分別整合為一個處理器的多核心的一個的具有多核心處理器的數(shù)值控制裝置，并且通過高速的串行總線連接處理器和外圍控制LSI，由此謀求削減LSI的銷，能夠進行外圍控制LSI的整合。
[0006]數(shù)值控制裝置的控制軟件的處理量通過實現(xiàn)機床的多軸化、多系統(tǒng)化、高功能化的需求而逐年增加，基于多軸化的軸控制處理的增加特別顯著。另外，為了實現(xiàn)更高速并且高精度的加工，還要求進一步縮短實時性高的軸控制處理的既定周期，作為結(jié)果需要在更短時間進行更多的處理。
[0007]在上述日本特開昭63-181005號公報和日本特開平1-195507號公報所記載的多CPU的硬件結(jié)構(gòu)中，成本也與CPU數(shù)的增加一起上升，進而安裝它的外圍的硬件電路也變得復(fù)雜，因此設(shè)計、維護所花費的工時增大。另外，這些公知技術(shù)直接減輕了加工程序的分析和內(nèi)插準(zhǔn)備數(shù)據(jù)的生成處理時間，但并沒有直接減輕因機床的多軸化產(chǎn)生的軸控制處理的增加，因此作為對近年來的要求的對策是不充分的，進而也可以通過采用動作頻率高的CPU來提高處理的速度，但產(chǎn)生發(fā)熱和消耗功率增大這樣的問題，并不面在向在制造現(xiàn)場等嚴酷的環(huán)境下使用的機床的控制中使用的處理器。
[0008]另一方面，在日本特開2014-35564號公報所記載的具有多核心處理器的數(shù)值控制裝置的情況下，能夠在削減成本的同時將發(fā)熱、消耗功率進行抑制而降低，但并不直接減輕因機床的多軸化造成的軸控制處理的增加，因此與上述的日本特開昭63-181005公報、日本特開平1-195507號公報所記載的技術(shù)一樣，作為對近年來的要求的對策并不充分。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]因此，本發(fā)明的目的在于:提供一種數(shù)值控制裝置，其動作頻率比較低，也將發(fā)熱、消耗功率抑制得較低，并且使用比多CPU結(jié)構(gòu)更廉價的多核心處理器，具備用于將軸控制處理分割為任意的軸數(shù)量單位而使多核心處理器的多個核心分散地執(zhí)行的單元。
[0010]本發(fā)明的數(shù)值控制裝置具備具有多個核心的多核心處理器，控制由多個軸構(gòu)成的機械，在既定周期的時間內(nèi)完成由對上述多個軸的每個軸處理的軸區(qū)別處理、在軸之間共同地處理的共同處理構(gòu)成的軸控制處理。該數(shù)值控制裝置進而具備:執(zhí)行開始請求部，其向上述多個核心分別請求執(zhí)行按照任意的軸數(shù)量單位將上述多個軸的上述軸控制處理分割為多個的多個分割軸區(qū)別處理；分割軸區(qū)別處理執(zhí)行部，其分別配置在上述多個核心，接受上述執(zhí)行開始請求部的請求，執(zhí)行上述分割軸區(qū)別處理；執(zhí)行完成監(jiān)視部，其監(jiān)視上述分割軸區(qū)別處理執(zhí)行部進行的上述多個分割軸區(qū)別處理的完成狀態(tài)。
[0011]上述數(shù)值控制裝置也可以在上述執(zhí)行開始請求部請求使上述多個核心的每個分散地執(zhí)行上述多個分割軸區(qū)別處理時，使用核心間中斷。
[0012]也可以是上述分割軸區(qū)別處理執(zhí)行部向核心間共享存儲器寫入分割軸區(qū)別處理的完成狀態(tài)，另外上述執(zhí)行完成監(jiān)視部監(jiān)視上述核心間共享存儲器。
[0013]本發(fā)明通過具有以上的結(jié)構(gòu)，在控制軸數(shù)量多的機床的情況下，也能夠使用多核心處理器短時間地進行實時性高的軸控制處理，進而還能夠充分確保對自動運轉(zhuǎn)處理、HMI處理等實時性低的處理的分配時間。因此，在將發(fā)熱、消耗功率抑制得較低的同時比較廉價地提高數(shù)值控制裝置整體的性能，因此能夠?qū)?yīng)機床的多軸/多系統(tǒng)化、高功能化的要求。
[0014]進而，即使在將來控制軸數(shù)量增加的情況下，只要使用核心數(shù)量多的多核心處理器使與增加量的軸有關(guān)的軸控制處理分散即可，針對控制軸數(shù)增加的對應(yīng)變得容易。
【附圖說明】
[0015]根據(jù)參照附圖的以下的實施例的說明能夠了解本發(fā)明的上述和其他目的和特征。
[0016]圖1是說明本發(fā)明的數(shù)值控制裝置的一個實施方式的主要部分的框圖。
[0017]圖2是表示不使用多核心處理器而通過一個CPU實現(xiàn)的、現(xiàn)有的數(shù)值控制裝置進行的、在通常時和軸控制處理的增大時的每個既定周期執(zhí)行的處理的概要的圖。
[0018]圖3是表示在圖2所示的軸控制處理增大時的每個既定周期執(zhí)行的處理中由4個“共同處理”和3個“軸區(qū)別處理”構(gòu)成軸控制處理的例子的圖。
[0019]圖4是針對圖3所示的“軸區(qū)別處理〈1>”表示使用了具有4個核心的多核心處理器的軸控制處理的分散例子的圖。
[0020]圖5是表示圖1的數(shù)值控制裝置的在多核心處理器的任意一個核心上執(zhí)行的執(zhí)行開始請求處理的流程的流程圖。
[0021]圖6是表示圖1的數(shù)值控制裝置的在多核心處理器的任意一個核心上執(zhí)行的向本核心分配的分割軸區(qū)別處理的流程的流程圖。
[0022]圖7是表示圖1的數(shù)值控制裝置的在多核心處理器的任意一個核心上執(zhí)行的用于等待分割軸區(qū)別處理的完成的執(zhí)行完成監(jiān)視處理的流程的流程圖。
【具體實施方式】
[0023]圖1是說明本發(fā)明的數(shù)值控制裝置的一個實施方式的主要部分的框圖。
[0024]數(shù)值控制裝置10具備多核心處理器30、整合化外圍控制LSI11、由電動機控制部處理器14及其外圍控制LSI15構(gòu)成的電動機控制部13、進行與電動機驅(qū)動用放大器20之間的通信的放大器接口部16，這些元件分別通過內(nèi)部總線22連接。
[0025]多核心處理器30具備第一核心31?第四核心34的4個核心、產(chǎn)生中斷中特別是CHJ核心之間的中斷的核心間中斷產(chǎn)生部35、為了傳送來自各種設(shè)備的狀態(tài)變化等而產(chǎn)生中斷的中斷控制部36，這些元件通過處理器內(nèi)部總線37連接。多核心處理器30進而具備用于在各核心31?34之間共享信息的在核心間通信中使用的核心間共享存儲器。例如，使用DRAM12作為核心間共享存儲器。
[0026]多核心處理器30對用于控制與數(shù)值控制裝置10連接的電動機驅(qū)動用放大器20的加工程序進行分析處理，根據(jù)該分析處理的結(jié)果執(zhí)行移動指令生成處理而生成移動指令，經(jīng)由整合化外圍控制LSI11和內(nèi)部總線22，向電動機控制部13的外圍控制LSI15的內(nèi)部RAM(未圖示)發(fā)送該生成的移動指令。
[0027]由電動機控制部13的電動機控制部處理器14讀取寫入到該內(nèi)部RAM的移動指令，生成向電動機驅(qū)動用放大器20發(fā)送的電動機控制用的數(shù)據(jù)。然后，電動機控制部處理器14經(jīng)由內(nèi)部總線22向放大器接口部16的通信控制LSI17發(fā)送該生成的電動機控制用的數(shù)據(jù)。
[0028]放大器接口部16的通信控制LSI17向電動機驅(qū)動用放大器20發(fā)送寫入到該內(nèi)部RAM的數(shù)據(jù)。然后，電動機驅(qū)動用放大器20驅(qū)動相當(dāng)于機床(未圖示)所具備的多個軸的電動機21，控制機床(未圖示)。
[0029]另外，多核心處理器30還執(zhí)行可編程設(shè)備控制處理(PMC處理)，其根據(jù)來自與數(shù)值控制裝置10連接的機床(未圖示)的輸入數(shù)據(jù)等，執(zhí)行預(yù)定的時序控制用程序。并且，根據(jù)PMC處理結(jié)果，向機械側(cè)I/O單元18發(fā)送用于根據(jù)PMC處理結(jié)果控制機械的各機械元件的信號。
[0030]顯示器/MDI單元19是具備顯示器、鍵盤等的手動數(shù)據(jù)輸入裝置。整合化外圍控制LSI11接受來自鍵盤的指令和數(shù)據(jù)并向多核心處理器30發(fā)送，并且向顯示器/MDI單元19的顯示器輸出通過在多核心處理器30上執(zhí)行的顯示處理輸出的顯示指令。
[0031]圖2是表示不使用多核心處理器而通過一個CPU實現(xiàn)的、現(xiàn)有的數(shù)值控制裝置的、在通常時和軸控制處理的增大時的每個既定周期執(zhí)行的處理的概要的圖。
[0032]圖2所示的“軸控制處理”是各種內(nèi)插處理、對各控制軸的分配脈沖生成處理等實時性高的處理，需要在既定周期內(nèi)結(jié)束控制軸數(shù)量的處理。
[0033]另一方面，“自動運轉(zhuǎn)處理”是用于對為了驅(qū)動機床而加工工件由用戶生成指示的加工程序進行分析，生