具有速度变动的抑制部的数值控制装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种能够抑制位置偏差的急剧变化造成的速度变动的数值控制装置。
【背景技术】
[0002]在通过伺服电动机驱动设备等的可动部等控制轴，控制控制轴的位置的数值控制装置中，通常进行位置环控制。在位置环控制中，存在由于在位置控制中使用的位置偏差计数器的影响而使伺服电动机紧急减速或紧急加速从而无法平稳移动的情况。因此，作为解决该问题的手段之一，例如在日本特开2007-172394号公报中已知一种技术，把在从伺服电动机不流过电流的状态(伺服关闭状态)切换为流过电流的状态(伺服开通状态)的时刻所取得的实际速度所对应的位置偏差量与该切换时刻的初始的移动指令输出周期的向伺服电动机的指令移动量进行相加，由此能够进行控制轴的平稳移动。
[0003]但是，在上述技术中，以将从伺服关闭状态切换为伺服开通状态时的控制轴的实际速度设为初速度的方式，对伺服电动机输出指令移动量。因此，当在伺服开通状态下通过位置环控制对驱动中的伺服电动机施加外力等任意的负荷，在位置偏差累积后突然解除负荷时，为了要消除该累积的位置偏差伺服电动机通过全扭矩紧急加速，结果无法消除速度不稳定的问题。
[0004]例如，如图7所示，在通过等速度Vcmd控制基于每个分配周期的指令移动量Pcmd的驱动轴的速度时，通常在位置偏差计数器中累积的位置偏差Err为恒定，但是如果施加负荷驱动轴的实际速度V0下降，则指示的移动量和实际的驱动轴的移动量之间的偏离〈1>、〈2>、<3>变大，因此位置偏差Err增加。之后，如果负荷突然消除，则一口气消除位置偏差Err，因此在下一个分配周期[A]驱动轴的实际速度V0急剧变化，存在驱动轴的动作变得不稳定的问题。
【发明内容】
[0005]因此，本发明的目的在于提供一种数值装置，当对伺服电动机施加负荷在位置偏差累积后突然消除负荷时，能够防止为了消除该累积的位置偏差伺服电动机通过全扭矩进行紧急加速的情况。
[0006]本发明的数值控制装置根据基于在每个移动指令输出周期由位置指令部输出的指令移动量的指令位置和检测出的实际位置，通过位置偏差计数器求出位置偏差，根据该求出的位置偏差进行位置环控制来对控制轴进行驱动控制。该数值控制装置具有指令移动量调整部，其根据由上述位置指令部输出的指令移动量、从上述位置偏差计数器取得的位置偏差以及上述控制轴的实际速度，计算调整指令移动量，将计算出的调整指令移动量输出给上述位置偏差计数器。
[0007]可以使上述指令移动量调整部计算调整指令移动量，以使上述调整指令移动量不超过预定的最大指令移动量。这时，上述预定的最大指令移动量可以是被设定为上述数值控制装置的参数的设定值，也可以是由上述数值控制装置的程序指令的指令值，也可以是由向上述数值控制装置的输入信号指令的指令值。
[0008]可以使上述指令移动量调整部根据决定上述调整指令移动量的每个移动指令输出周期的变化率的指令加速度来计算调整指令移动量。这时，上述指令加速度可以是被设定为上述数值控制装置的参数的设定值，也可以是由上述数值控制装置的程序指令的指令值，也可以是由向上述数值控制装置的输入信号指令的指令值。
[0009]通过本发明，通过位置反馈控制对移动中的伺服电动机施加任意的负荷，在位置偏差累积后，突然消除该负荷时，伺服电动机能够不进行紧急加速地恢复为目标位置、目标速度。由此，例如在通过伺服电动机驱动的输送设备的操作部夹持工件等障碍物从而对伺服电动机施加了负荷的影响下动作速度下降后，去除了障碍物时，能够防止设备突然高速地进行动作，并且能够迅速地恢复到用于达到所指示的目标位置、目标速度的正常的控制状态。
【附图说明】
[0010]通过参照【附图说明】以下的实施例，本发明的上述以及其他的目的和特征变更明确。在这些附图中:
[0011]图1是本发明的数值控制装置的主要部分的框图。
[0012]图2是通过功能框图表示图1的数值控制装置的功能的图。
[0013]图3是说明图2的数值控制装置的指令移动量调整部所执行的指令移动量调整处理的第一例的驱动轴电动机的速度变化的概要的图。
[0014]图4是表示图2的数值控制装置的指令移动量调整部所执行的指令移动量调整处理的第一例的流程图。
[0015]图5是说明图2的数值控制装置的指令移动量调整部所执行的指令移动量调整处理的第二例的驱动轴电动机的速度变化的概要的图。
[0016]图6是表示图2的数值控制装置的指令移动量调整部所执行的指令移动量调整处理的第二例的流程图。
[0017]图7是说明现有技术的伺服电动机速度控制的问题点的图。
【具体实施方式】
[0018]图1是本发明的数值控制装置10的主要部分的框图。
[0019]CPU 11经由总线20读出存储在R0M12中的系统程序，根据该读出的系统程序整体地控制数值控制装置10。RAM13中存储临时的计算数据、显示数据以及操作者经由显示器/MDI单元70所输入的各种数据等。
[0020]CMOS 14由未图示的电池进行支持，构成为即使数值控制装置10的电源被切断也能保持存储状态的非易失性存储器。该CM0S14中存储经由接口 15读入的加工程序、经由显示器/MDI单元70输入的加工程序等。另外，在R0M12中预先写入了用于执行加工程序的生成和编辑所需要的编辑模式的处理、用于自动运行的处理的各种系统程序。
[0021]能够经由接口 15、显示器/MDI单元70输入执行本发明的加工程序等各种加工程序，将其存储在CMOS存储器14中。
[0022]接口 15能够将数值控制装置10和适配器等外部设备72连接。从外部设备72侧读入加工程序和各种参数等。另外，能够经由外部设备72把在数值控制装置100内编辑的加工程序存储在外部存储部中。
[0023]可编程序机床控制器(PMC) 16通过内置在数值控制装置10中的时序程序经由1/0单元17向机床侧的辅助装置(例如工具更换用机械手这样的执行器)输出信号来对其进行控制。另外，接收在机床本体上配备的操作盘的各种开关等的信号，在进行必要的处理后转交给处理器11。
[0024]显示器/MDI单元70是具备显示器和键盘等的手动数据输入装置，接口 18接收来自显示器/MDI单元70的键盘的指令、数据，将其转交给CPU11。接口 19与具备手动脉冲发生器等的操作盘71连接。
[0025]各轴的轴控制电路30、31接收来自CPU11的各轴的移动指令量，向伺服放大器40、41输出各轴的指令。伺服放大器40、41接收该指令，对驱动轴电动机50和从动轴51进行驱动。各轴具备内置有位置/速度检测器的伺服电动机，将来自该位置/速度检测器的位置/速度反馈信号反馈给轴控制电路30、31，进行位置/速度的反馈控制。另外，在图1的框图中，省略关于位置/速度的反馈的结构的图示。
[0026]图2是通过功能框图表示图1的数值控制装置的功能的图。
[0027]数值控制装置10主要由数值控制部100和伺服控制部200构成，数值控制部100具备位置指令部110、指令移动量调整部120、指令移动量调整偏差累积部130，伺服控制部200具备位置偏差计数器210。
[0028]位置指令部110根据加工程序指令的移动指令、操作员指令的移动指令、从指令移动量调整偏差累积部130取得的剩余移动量，计算并输出驱动轴电动机50应该进行移动的指令移动量。
[0029]本发明的特征在于数值控制装置10的数值控制部100具有指令移动量调整部120。该指令移动量调整部120执行后述的指令移动量调整处理，根据从位置指令部110输出的指令移动量、从伺服控制部200的位置偏差计数器210取得的位置偏差、从驱动轴电动机50反馈的速度反馈的值，计算移动指令输出周期的调整指令移动量，将计算出的调整指令移动量输出到位置偏差计数器210和指令移动量调整偏差累积部130。
[0030]指令移动量调整偏差累积部130向剩余移动量累积从指令移动量调整部120取得的调整指令移动量，将该累积的值输出给位置指令部110。
[0031]位置偏差计数器210从来自指令移动量调整部120的调整移动指令量减去来自驱动轴电动机50所具备的未图示的位置/速度检测器的位置反馈量来求出位置偏差。并且，在伺服控制部220，根据该位置偏差计数器210求出的位置偏差来控制驱动轴电动机50的速度。关于该伺服控制部200的基于位置偏差的驱动轴电动机50的控制处理，是在控制设备等的数值控制装置中目前进行的众所周知的处理，所以省略这以上的说明。
[0032]首先，使用图3和图4说明图2的指令移动量调整部120所执行的指令移动量调整处理的第一例的概要。
[0033]图3是说明图2的驱动轴电动机50的速度变化的概要的图。
[0034]在数值控制装置10中，在图7那样的以超过驱动轴电动机50的极限速度Vlim的速度移动分配周期中的对驱动轴50指令的移动量的状况下(图7的[A]的分配周期)，消除指令速度Vcmd以上的在位置偏差计数器210中积蓄的位置偏差(<1>+〈2>+〈3>)以及指令速度Vcmd与通过外部负荷进行减速后的实际速度V0之间的差(Vcmd — VO)，如图3所示，计算调整指令移动量Pout从而通过极限速度Vlim限制驱动轴电动机50的实际速度，然后对伺服控制部200进行指令。向指令移动量调整偏差累积部130输出这些消除的位置偏差(<1>+〈2>+〈3>)和速度差(Vcmd — V0)，作为剩余移动量进行累积。
[0035]图4是表示指令移动量调整部120所执行的指令移动量调整处理的第一例的流程图。按照每个步骤说明该流程图。
[0036][步骤S4