具備對壓力控制和位置控制進行切換的功能的數值控制裝置制造方法

具備對壓力控制和位置控制進行切換的功能的數值控制裝置制造方法
【專利摘要】本發明提供一種具備對壓力控制和位置控制進行切換的功能的數值控制裝置。在數值控制裝置的位置控制的同步指令中，當從伺服控制部通知向壓力控制的切換時，暫停同步的指令，切換為壓力控制的指令。然后，在要從壓力控制返回位置控制時，重新開始之前暫停的位置控制的同步指令，將直到實際位置的移動指令一舉輸出，由此從壓力控制轉移到位置控制。由此，通過使實際速度與伺服控制部的位置控制下的速度一致，減小從壓力控制向位置控制切換時產生的震動。
【專利說明】具備對壓力控制和位置控制進行切換的功能的數值控制裝
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種控制機床的數值控制裝置，尤其是具備對壓力控制和位置控制進行切換的功能的數值控制裝置。
【背景技術】
[0002]例如像在日本特開2008-40886號公報中所公開的那樣，使用進行壓力反饋控制得到的指令和進行位置反饋控制得到的指令中的數值小的指令，自動地對壓力控制和位置控制進行切換來控制伺服電動機的數值控制裝置為公知的技術。
[0003]在具有伺服控制部和數值控制部的數值控制裝置中，伺服控制部通過在進行壓力反饋控制得到的指令與進行位置反饋控制得到的指令中選擇指令值小的指令，自動地對壓力控制與位置控制進行切換，來控制伺服電動機。另一方面，該數值控制部基于NC程序向所述伺服控制部輸出位置指令及壓力指令。并且，該數值控制部在執行基于位置控制的同步指令的過程中，在從所述伺服控制部通知了切換為壓力控制時，結束位置控制的指令。其后，要從壓力控制返回位置控制時，讀取在壓力控制中累積的位置偏差量，執行抵消該位置偏差量的指令來從壓力控制轉移到位置控制。
[0004]說明在使用壓力機進行壓力動作時，通過伺服電動機進行夾入壓力軸和板金的壓力控制的模具緩沖裝置的動作。
[0005](1)如果壓力軸(主動軸)靠近過來，模具緩沖軸(從動軸)在其位置同步地進行躲避動作。
[0006](2)在壓力軸(主動軸)接觸后，對模具緩沖軸(從動軸)進行壓力控制，結束同步指令。
[0007](3)壓力軸(主動軸)在一定的壓力下移動到下死點。
[0008](4)在下死點通過抵消在壓力控制中累積的位置偏差量，從壓力控制轉移到位置控制。
[0009](5)如果壓力軸(主動軸)離開，模具緩沖軸(從動軸)在位置控制下移動到待機位置。
[0010]另外，在該模具緩沖器中使用的數值控制裝置的伺服控制部比較通過壓力反饋控制求出的速度指令和通過位置反饋控制求出的速度指令，選擇指令值小的一方，由此自動地對壓力控制與位置控制進行切換來進行控制。
[0011]在模具緩沖裝置中，為了實現模具緩沖器的動作，制作如圖16所示的NC程序，使模具緩沖器用數值控制裝置來執行。
[0012]圖16所示的程序例中，“00001”為程序編號，“N1至N8”為順序編號，并且“G100”為壓力指令，“Q □ □ ”為壓力的指定值，“G200”為同步指令，“P □ □ ”為同步數據指令，“WHILE”為宏語句的重復，“[□□]”為條件語句為公共變量、“EQ”為等于，“D01”為重復的開始位置，“END1”為重復的結束位置，“G91”為增量指令，“G01”為直線插補指令，“X □ □ ”為指令位置，“F □ □ ”為移動速度，“G04”為暫停(停止)指令，在用代碼P表示的時間(1000)保持此時的狀態，“G90”為絕對值指令，“M30”為程序結束的指令。
[0013]在順序編號N1的程序塊中指定所期望的壓力值(Q10)，在順序編號N2的程序塊中根據預先登錄的同步數據(P100)執行同步指令(參照圖17)。在該同步指令中，在壓力軸(主動軸)的指定的區間內，根據對主動軸位置預先定義的從動軸的同步指令路徑,求出與主動軸的當前位置對應的從動軸的位置，向該求出的從動軸的位置進行定位。當壓力軸(主動軸)與模具緩沖軸(從動軸)接觸時，伺服控制部向壓力控制進行切換，執行確保希望的壓力的控制。
[0014]如果從伺服控制部通知了向壓力控制的切換，則數值控制部結束順序編號N2的程序塊，在順序編號N3的程序塊中直到變量#100成為0以外的值為止，重復順序編號N3的程序塊和順序編號N4的程序塊。其后，如果壓力軸(主動軸)移動到下死點,對變量#100輸入0以外的值。此時，NC程序執行順序編號N5的程序塊。
[0015]在順序編號N5的程序塊中，通過變量#5101讀出在伺服控制部的誤差計數器中累積的位置偏差量，通過指令使該讀出的位置偏差量的符號反轉的值，使累積的位置偏差量為0。由此，伺服控制部從壓力控制返回位置控制。在順序編號N6的程序塊中，在通過P100的指令暫停1秒后，數值控制部執行順序編號N7的程序塊，在位置控制下返回待機位置。
[0016]圖18和圖19表示現有技術的壓力模具緩沖器動作的位置與時間的關系。
[0017]在現有技術的模具緩沖器動作中，如之前的模具緩沖裝置的動作(4)中所示，進行讀出并抵消位置偏差量的動作。該位置偏差量是根據來自數值控制部的指令與來自伺服控制部的位置反饋求出的。但是，當從數值控制部讀出該位置偏差量時，讀出稍稍靠前時刻的信息(位置偏差量)。此外，還會在收受該讀出的信息(數據)時產生延遲。由于這些延遲，會導致無法抵消與延遲時間相應的移動量，如圖19所示，在從壓力控制返回位置控制時，由于殘余的位置偏差量發生震動。
[0018]S卩，在從壓力控制向位置控制轉移時，因為執行讀出并抵消位置偏差量的指令，所以產生延遲。在此，所謂延遲是指位置偏差量的時間上的延遲和讀出該位置偏差量的延遲的總和。作為存在延遲的結果，無法抵消與延遲相應的移動量，在返回位置控制時產生震動。

【發明內容】

[0019]因此，本發明是鑒于上述現有技術問題而提出的，其目的在于提供一種能夠降低從壓力控制向位置控制切換時的震動的具有對壓力控制與位置控制進行切換的功能的數值控制裝置。
[0020]本發明在數值控制裝置的位置控制的同步指令過程中，當從伺服控制部通知了向壓力控制的切換時，暫停同步的指令，進行向壓力控制的指令的切換。其后，在要從壓力控制返回位置控制時，再次開始之前暫停的位置控制的同步指令，一舉輸出直到實際位置的指令，從壓力控制轉移到位置控制。
[0021]本發明的數值控制裝置是具備切換壓力控制和位置控制的功能的數值控制裝置，具備:伺服控制部，其通過選擇進行位置的反饋控制得到的指令與進行壓力的反饋控制得到的指令中的指令值小的指令，自動地切換位置控制和壓力控制來控制伺服電動機；以及數值控制部，其為了執行使從動軸的位置同步追蹤主動軸的位置的位置控制，求出相對于主動軸的位置的從動軸的位置，并將該從動軸的位置指令輸出給所述伺服控制部。然后，所述伺服控制部向所述數值控制部通知是位置控制中還是壓力控制中。此外，所述數值控制部在執行位置控制過程中，當從所述伺服控制部通知了從位置控制切換為壓力控制時，求出從動軸相對于所述主動軸的位置，同時置為停止向所述伺服控制部輸出所述從動軸的位置指令的同步暫停狀態，當所述主動軸或所述從動軸在預定的位置、或者預定的定時，重新開始所述從動軸的位置指令的輸出，由此重新開始位置控制。
[0022]所述數值控制部能夠在重新開始輸出所述從動軸的位置指令時，根據所述主動軸的速度緩緩輸出所述從動軸到同步指令路徑的指令移動量。
[0023]所述數值控制部能夠指定從壓力控制切換為位置控制的主動軸的位置，根據該指定的主動軸的切換位置決定所述從動軸的位置指令的重新開始位置，在該決定的重新開始位置重新開始輸出所述從動軸的位置指令。
[0024]根據本發明，能夠提供一種具備對壓力控制和位置控制進行切換的功能的數值控制裝置，其通過使實際速度與伺服控制部的位置控制下的速度一致，降低從壓力控制向位置控制切換時的震動。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]通過參照附圖對以下的實施例進行說明，本發明的上述以及其他目的和特征會更為清楚。在各圖中:
[0026]圖1是說明模具緩沖器裝置的圖。
[0027]圖2是說明本發明的數值控制裝置的概略結構的框圖，該數值控制裝置控制圖1的模具緩沖裝置。
[0028]圖3是說明由圖2的數值控制裝置控制的壓力模具緩沖器動作的第1例的時間與位置的關系的圖。
[0029]圖4是用于執行圖3所示的壓力控制的、向驅動模具緩沖部件的伺服電動機進行指令的NC程序例子。
[0030]圖5是說明壓力模具緩沖器動作的第1例中的從壓力控制向位置控制切換時的模具緩沖器的速度指令的圖。
[0031]圖6是說明由圖2中的數值控制裝置控制的壓力模具緩沖器動作的第2例中，在軸移動過程中在下死點以外，模具緩沖軸離開壓力軸，在位置控制下進行動作的情況的圖。
[0032]圖7是說明在圖6所示的動作中，模具緩沖軸從移動過程中突然停止，模具緩沖器發生震動的圖。
[0033]圖8是說明壓力模具緩沖器動作的第2例中的時間與位置的關系的圖。
[0034]圖9是說明壓力模具緩沖器動作的第2例中的從壓力控制向位置控制切換時的模具緩沖器的速度指令的圖。
[0035]圖10是說明由圖2中的數值控制裝置控制的壓力模具緩沖器動作的第3例的時間與位置的關系的圖。
[0036]圖11是說明壓力模具緩沖器動作的第3例中的從壓力控制向位置控制切換時的模具緩沖器的速度指令的圖。[0037]圖12是說明壓力模具緩沖器動作的第1例、第2例、第3例中共通的位置控制與壓力控制的切換控制處理的算法(前半)的流程圖。
[0038]圖13是說明壓力模具緩沖器動作的第1例中的位置控制與壓力控制的切換控制處理的算法(后半)的流程圖(接續圖12的流程圖)。
[0039]圖14是說明壓力模具緩沖器動作的第2例中的位置控制與壓力控制的切換控制處理的算法(后半)的流程圖(接續圖12的流程圖)。
[0040]圖15是說明壓力模具緩沖器動作的第3例的位置控制與壓力控制的切換控制處理的算法(后半)的流程圖(接續圖12的流程圖)。
[0041]圖16是說明實現模具緩沖器動作的NC程序一例的圖。
[0042]圖17是說明主動軸位置與從動軸位置的關系的示意圖。
[0043]圖18是說明現有技術的壓力模具緩沖器動作的位置與時間關系的圖。
[0044]圖19是說明從壓力控制向位置控制切換時的模具緩沖器的速度指令的示意圖。
【具體實施方式】
[0045]首先，參照附圖1對模具緩沖器裝置進行說明。
[0046]金屬模具由上模具1和下模具2構成，下模具2固定在壓力機床的基座(圖中未顯示)上，上模具(壓力)1與下模具2相向地固定在壓力軸上。壓力軸由使用電動機或液壓、氣壓的壓力軸驅動源進行驅動，以一定方式驅動鎖緊軸(上模具1)使其上下移動。
[0047]下模具2 —側設有多個模具緩沖部件6，該模具緩沖部件6由各個的伺服電動機Md在圖1的箭頭方向上進行驅動。模具緩沖部件6以及模具緩沖器用伺服電動機Md在圖1中顯示為設置2組，也可以設置為3組、4組等多組，或者將多個模具緩沖部件6連結為一體由1個模具緩沖器用伺服電動機進行驅動。該模具緩沖器用伺服電動機Md由模具緩沖器用數值控制裝置5進行驅動控制。
[0048]作為壓力加工對象的板金(工件)3放置在模具緩沖部件6上、配置在下模具2的上面。另外，在下模具2中設置有檢測在該板金(工件)3上施加的壓力的壓力傳感器4，該壓力傳感器4檢測出的壓力信號被反饋給模具緩沖器用的數值控制裝置5。并且，另外還設有檢測上模具(壓力)1的位置、即壓力軸的位置的限位開關等位置傳感器7，把該位置傳感器的輸出也輸入到模具緩沖器用的數值控制裝置5。
[0049]這里，使用圖2對模具緩沖器用的數值控制裝置5進行說明。
[0050]數值控制裝置5大體分為數值控制部10和伺服控制部20。向該數值控制部10輸入從位置傳感器7輸出的傳感器信號。數值控制部10包含NC程序11、程序解析處理部
12、程序塊處理部13、以及位置/壓力指令/分配/加減速處理部14。程序解析處理部12依次讀取出NC程序11的各程序塊的指令并進行解析，轉換為執行數據后存儲在程序塊處理部13中。
[0051]位置/壓力指令/分配/加減速處理部14從程序塊處理部13中讀取出各程序塊的執行數據，基于讀取出的執行數據，執行位置指令中的移動量分配處理及其加減速處理，將每個分配周期的移動量作為位置指令輸出給伺服控制部20。另外對于壓力指令，把指令的壓力作為壓力指令值輸出給伺服控制部20。
[0052]位置/壓力指令/分配/加減速處理部14包含程序塊結束判斷部14a。該程序塊結束判斷部14a中，判斷是否已經將當前執行中的1程序塊的指令中的位置指令的移動量全部傳送給伺服控制部，如果判斷已全部傳送給伺服控制部，則將程序塊處理結束(即當前執行中的程序塊中的指令已完成執行)通知給程序塊處理部13。收到了該程序塊完成通知的程序塊處理部13將下一個程序塊的指令的執行數據傳遞給位置/壓力指令/分配/加減速處理部14，來執行下一個程序塊。
[0053]另一方面，伺服控制部20包含構成位置回路控制部的誤差計數器21、位置增益Kp部22、比較器23、速度控制部24、電流控制部25、以及構成壓力控制部的壓力增益部26。
[0054]誤差計數器21根據數值控制部10指令的位置指令和來自設在伺服電動機等中的位置/速度檢測器的位置反饋計算位置偏差。將計算出的位置偏差乘以位置增益Kp求出基于位置控制的速度指令A。另一方面，根據從數值控制部10輸出的壓力指令和來自壓力傳感器4的壓力反饋計算出壓力偏差，將計算出的壓力偏差乘以壓力增益Kf來求出基于壓力控制的速度指令B。
[0055]比較器23比較位置控制的速度指令A和壓力控制的速度指令B，選取速度指令A和速度指令B中小的一方，作為向速度控制部24的速度指令。速度控制部24中，根據該速度指令和來自速度檢測器(圖中未顯示)的速度反饋進行速度反饋控制，求出轉矩指令，驅動控制伺服電動機。
[0056]如上所述，數值控制裝置5通過比較器23比較位置控制的速度指令A和壓力控制的速度指令B，選擇其中小的指令切換位置控制或者壓力控制來執行(即，速度指令A >速度指令B時選擇速度指令B，切換到壓力控制)，將比較器23的比較結果(即，是將控制切換為位置控制實施還是切換為壓力控制實施)通知給數值控制部10。
[0057]以下對于切換上述數值控制裝置5的位置控制與壓力控制來驅動控制模具緩沖器用伺服電動機Md的壓力模具緩沖器動作的幾個例子進行說明。
[0058]以下使用圖3至圖5對壓力模具緩沖器動作的第1例進行說明。
[0059]圖3說明壓力模具緩沖器動作的時間與位置的關系。
[0060]在模具緩沖器中使用的模具緩沖器用數值控制裝置5的伺服控制部20比較通過位置的反饋控制求出的速度指令A和通過壓力的反饋控制求出的速度指令B，選擇這些速度指令的指令值小的一方來自動切換壓力控制和位置控制來進行控制。
[0061]現有技術中，當壓力軸(主動軸)與模具緩沖軸(從動軸)接觸，伺服控制部切換為壓力控制時，數值控制部10結束同步指令，執行下一個程序塊的指令。與此相對，在該壓力模具緩沖器動作例中，不結束同步指令而是“暫停”。該同步指令“暫停”是指在NC程序中仍作為正在執行同步指令程序塊，能夠重新開始同步指令的狀態(參照圖13的步驟al5至 al8)。
[0062]在該狀態下壓力軸(上模具1)移動到下死點時，數值控制部10重新開始暫停的同步指令。壓力軸(上模具1)移動到下死點的情況，例如可以通過從位置傳感器7獲得的上模具1的位置信息來得知。關于同步指令，因為將通過同步數據定義的路徑中的直到與壓力軸(上模具1)的當前位置對應的模具緩沖軸的位置的移動量一舉輸出，因此可以無延遲地發出指令。由此，在下死點模具緩沖軸按照同步指令路徑進行動作時，因為模具緩沖軸的實際位置和同步指令的指令位置一致，所以通過同步指令消除了位置偏差量，不會產生震動地從壓力控制向位置控制進行切換。[0063]圖4是用于執行這樣的壓力控制的、向驅動模具緩沖部件6的伺服電動機Md進行指令的NC程序例子。
[0064]“00001”為程序編號，“N1至N5”為順序編號，“G100”為壓力指令，“Q □□”為壓力指定值，“G200”為同步指令，“P □ □ ”為同步數據指令，“G04”為暫停(停止)指令，在代碼P表示的時間(1000)保持該時刻的狀態，“G90”為絕對值指令，“M30”為程序結束的指令。
[0065]在順序編號N1的程序塊中指定所期望的壓力值(Q10)，在順序編號N2的程序塊中根據預先登錄的同步數據(P100)執行同步指令(參照圖17)。該同步指令中，在壓力軸即主動軸的指定的區間內，根據與主動軸位置對應地預先定義的從動軸的同步指令路徑，求出與主動軸的當前位置對應的從動軸的位置，并將從動軸位置向其位置進行定位。當壓力軸(主動軸)與模具緩沖軸(從動軸)接觸時，伺服控制部向壓力控制進行切換，執行保證所期望的壓力的控制。
[0066]在該狀態下壓力軸(上模具1)移動到下死點時，數值控制部10重新開始暫停中的同步指令。壓力軸(上模具1)移動到下死點的情況，例如可以通過從位置傳感器7獲得的上模具1的位置信息得知。關于同步指令，因為將通過同步數據定義的路徑中的直到與壓力軸(上模具1)的當前位置對應的模具緩沖軸的位置的移動量一舉輸出，因此可以無延遲地發出指令。由此，在下死點模具緩沖軸按照同步指令路徑進行動作時，模具緩沖軸的實際位置和同步指令的指令位置一致，因此通過同步指令消除了位置偏差量，不會產生震動地從壓力控制向位置控制進行切換。
[0067]隨后，在順序編號N3的程序塊中通過P1000的指令在暫停1秒后(時刻d至時刻e)，執行順序編號N4的程序塊，在位置控制下返回待機位置(時刻e以后)。
[0068]圖3表示執行該NC程序驅動伺服電動機Md控制模具緩沖部件6時的主動軸(上模具1)與從動軸(模具緩沖部件6)的位置關系。圖3的橫軸是時間，縱軸是位置。另外，實線是上模具(壓力)1的位置，點劃線是模具緩沖部件6的指令位置，虛線是模具緩沖部件6的實際位置(位置反饋值)。在時刻d之前預先設定為同步指令路徑(粗實線)。時刻d至時刻e為暫停期間，時刻e是開始返回初始位置的時刻。
[0069]將模具緩沖部件6保持在(受到位置控制)壓力開始位置即待機位置“300”。
[0070]在開始執行圖4的(程序編號00001的)NC程序后，執行順序編號為N1的“G100Q10”，從數值控制部10向伺服控制部20輸出Q = 10的壓力指令，接著執行順序編號為N2的“G200P100”，數值控制部10基于預先登錄的同步數據(P100)執行同步指令。
[0071]上模具(壓力)1下降，把從位置傳感7輸出的傳感器信號(檢測信號)輸入給數值控制裝置5 (數值控制部10)，當檢測到時間a的點時，數值控制裝置5的數值控制部10開始基于同步指令的移動。
[0072]在伺服控制部20的比較器23中，比較位置控制的速度指令A和壓力控制的速度指令B，最初由于上模具(壓力)1沒有與板金3接觸，所以來自壓力傳感器的反饋值小壓力偏差大，因此速度指令B大。另一方面，在最初的階段，模具緩沖部件6保持在壓力開始位置，位置偏差小，基于位置控制的速度指令A小。因此，在伺服控制部20中，最初執行基于位置控制的同步指令，由此與上模具(壓力)1的位置和速度對應地驅動伺服電動機Md，模具緩沖部件6從時間點a的點開始下降。[0073]如圖3所示，上模具(壓力)1向下模具2的方向移動的速度比下模具2的移動速度快，因此在上模具(壓力)1追趕上板金3以及模具緩沖部件6的時間b點，與下模具2發生碰撞。并且，因為位置偏差變大而壓力偏差變小，所以壓力控制的速度指令B變得比位置控制的速度指令A小，因此從位置控制的速度指令切換為壓力控制的速度指令。通過從比較器23發送給數值控制部10的作為比較結果的信號，向數值控制部10傳達從位置控制的速度指令切換為壓力控制的速度指令的信息(比較結果)。此時的壓力指令是在順序編號N1的程序塊中指令的Q = 10，因此執行壓力控制以便與該壓力Q = 10 —致。
[0074]數值控制部10當從伺服控制部20的比較器23接收到比較結果時，不結束同步指令而是暫停。如上所述，同步指令暫停是指在NC程序中仍作為正在執行同步指令程序塊，能夠重新開始同步指令的狀態。
[0075]其后，上模具(壓力)1到達最下點，模具緩沖部件6也到達最下點，在上模具(壓力)1變為停止狀態的時間c (參照圖3)，解除同步指令的暫停，轉移到能夠重新開始同步指令的狀態。如此，例如能夠根據主動軸的位置判斷同步指令的重新開始。
[0076]通過重新開始同步指令，從數值控制部10的位置/壓力指令/分配/加減速處理部14向伺服控制部20輸出輸出移動量，誤差計數器20的位置偏差為0或極小的值，因此切換為位置控制，根據同步指令伺服電動機Md(模具緩沖部件6)停留在指令的位置(下死點)，成為停止狀態。
[0077]圖5是說明從壓力控制切換為位置控制時模具緩沖器的速度指令的圖。
[0078]時刻c以前，壓力控制的速度指令(速度指令B)比位置控制的速度指令(速度指令A)小，因此伺服控制部20按照壓力控制的速度指令控制從動軸(模具緩沖部件6)，在時間T1以后(圖3中為到達下死點的時刻c)，位置控制的速度指令(速度指令A)比壓力控制的速度指令(速度指令B)小，因此伺服控制部20按照位置控制的速度指令控制從動軸(模具緩沖部件6)。
[0079]當重新開始同步指令時，進行位置控制以使下模具2 (從動軸)沿著同步指令路徑移動。例如，可以根據主動軸(上模具(壓力)1)的位置(從位置傳感器輸出的傳感器信號)判斷是否沿著同步指令路徑繼續進行移動控制。圖3中表示了到時刻d為止沿著同步指令路徑執行下模具2 (從動軸)的移動控制。
[0080]在暫停(停止)指令代碼P所示的時間(1000)保持此時的狀態。之后，執行下一個順序編號N4的程序塊指令，從位置/壓力指令/分配/加減速處理部14進行分配處理向伺服控制部20輸出分配移動指令，以使下模具2 (從動軸)以速度F= 1200向壓力開始位置X = 300位置移動。
[0081]此時，上模具(壓力)1上升，從板金3、下模具2、模具緩沖部件6脫離，因此在伺服控制部20中壓力偏差大而位置偏差小，所以選取位置控制的速度指令A執行位置控制，模具緩沖部件6如圖3所示，被定位在初始的壓力開始位置(X300)，NC程序的處理結束(M30)。
[0082]以下使用圖6至圖9對壓力模具緩沖器動作的第2例進行說明。
[0083]圖6說明在軸移動的過程中在下死點以外時，模具緩沖軸離開壓力軸，在位置控制下進行動作的情況。圖7說明在圖6所示的動作中，模具緩沖軸在移動過程中突然停止，模具緩沖器中發生震動。[0084]根據上述的壓力模具緩沖器的動作的第1例，在軸停止的下死點無震動地切換為位置控制，但是在軸移動的過程中在下死點以外時，模具緩沖軸從壓力軸離開，在位置控制下進行動作時產生震動。這是因為如圖6所示，在時刻T1重新開始同步指令，此時一舉消除了位置偏差，結果，由于位置控制的速度指令A比壓力控制的速度指令B小，伺服控制部20從壓力控制切換為位置控制，所以作為從動軸的模具緩沖軸如圖7所示，在移動過程中突然停止。
[0085]為了解決這個問題，如圖8所示，在重新開始同步指令時，不是將直到指令位置的脈沖一次全部輸出，而是輸出直到指令位置附近的脈沖，剩余某種程度的位置偏差量。從指令位置附近到同步重新開始位置，以與主動軸速度相同的速度緩緩輸出移動指令，慢慢減小位置偏差量。由此，如圖9所示，從壓力控制向位置控制切換時的速度指令是連續的，能夠減小震動。另外，由于將與主動軸的速度對應的指令輸出給從動軸，即使在由同步數據定義的位置與實際位置出現一些偏差的情況下，也能降低從壓力控制向位置控制切換時的震動。把從同步重新開始位置直到指令位置附近的距離和從指令位置附近到同步重新開始位置的移動速度設為與作為主軸的壓力軸的速度對應的值。
[0086]以下使用圖10和圖11說明壓力模具緩沖器動作的第3例。
[0087]在同步指令的同步數據中，預先指定從壓力控制向位置控制的切換點。如圖10所示，數值控制裝置5監視壓力軸(主動軸)的當前位置和速度，在從壓力控制向位置控制的切換點的稍微靠前的應當重新開始同步的點暫停，直到壓力軸(主動軸)到來。
[0088]如果壓力軸(主動軸)來到應當重新開始同步的點，在將直到同步位置附近的指令一舉輸出之后，如圖11所示，對模具緩沖軸(從動軸)，執行從壓力控制向位置控制的切換點的速度與主動軸速度相同的移動指令。
[0089]由此，在要切換為位置控制的點，能夠順暢地從壓力控制切換為位置控制，之后與壓力軸(主動軸)分離，在位置控制下進行動作。
[0090]圖12至15的流程圖表示圖2的數值控制部10的處理器實施作為位置/壓力指令/分配/加減速處理部14的處理而執行的算法。
[0091](1)壓力模具緩沖器動作的第1例中的位置控制與壓力控制的切換控制處理(圖12及圖13)
[0092]壓力模具緩沖器動作的第1例中的位置控制與壓力控制的切換控制處理的算法由圖12中流程圖所示的處理及繼圖12之后的圖13的流程圖所示的處理構成。作為初始設定，將同步暫停標記設為關。
[0093][步驟al]執行數值控制部10的位置/壓力指令/分配/加減速處理部14的處理的處理器從程序塊處理部13讀取NC程序中的轉換為執行數據的數據。
[0094][步驟a2]判斷讀取的程序塊的指令是否是程序結束指令(“M30”)，在是程序結束指令時(是)結束該處理，在不是程序結束指令時(否)轉移到步驟a3。
[0095][步驟a3]判斷程序塊指令是否是壓力值指令G100，在是壓力值指令時(是)轉移到步驟al2，在不是壓力值指令時(否)轉到步驟a4。
[0096][步驟a4]判斷程序塊指令是否是同步指令G200，在是同步指令時(是)轉到步驟al4(圖13)，在不是同步指令時(否)轉到步驟a5。
[0097][步驟a5]判斷程序塊的指令是否是移動指令，在不是移動指令時(否)轉到步驟al3，在是移動指令時(是)轉到步驟a6。
[0098][步驟a6]根據通過該程序塊指令的移動指令的指令內容(直線插補、圓弧插補、速度、目標位置等)，求出每個分配周期的移動量。
[0099][步驟a7]對每個分配周期的移動量進行加減速處理，求出輸出移動量。
[0100][步驟a8]從寄存器中存儲的“剩余移動量”中減去在步驟a7中求出的輸出移動量，進行剩余移動量的更新處理(剩余移動量一剩余移動量一輸出移動量的處理)。在寄存器中存儲的“剩余移動量”的初始值是通過該程序塊指令的移動量。
[0101][步驟a9]數值控制部10更新對伺服控制部20指令的當前位置。即，在寄存器中存儲的“當前位置”上加上在步驟a7求出的輸出移動量，進行當前位置的更新處理(當前位置一當前位置+輸出移動量的處理)。
[0102][步驟alO]然后，將步驟a7中求出的輸出移動量輸出給伺服控制部20。
[0103][步驟all]判斷剩余移動量是否是0,在剩余移動量是0時(是)回到步驟al。另一方面，在剩余移動量不是0時(否)回到步驟a6，在每個分配周期執行步驟a6到步驟alO的處理(求出分配移動量，進行加減速處理，將向伺服控制部的每個分配周期的輸出移動量輸出給伺服控制部20)。然后，重復步驟a6到步驟alO的處理直到剩余移動量成為0，在剩余移動量變為0時返回步驟al。
[0104][步驟al2]將指令值作為壓力指令輸出給伺服控制部，返回步驟al。
[0105][步驟al3]執行指令，返回步驟al。
[0106][步驟al4]求出與主動軸的位置對應的從動軸同步指令位置。
[0107][步驟al5]判斷是否同步暫停中，在同步暫停中時(是)轉到步驟al8，在不是同步暫停中時(否)轉到步驟al6。
[0108][步驟al6]判斷是否壓力控制中，在壓力控制中時(是)轉到步驟al7，在不是壓力控制中時(否)轉到步驟a20。
[0109][步驟al7]開啟同步暫停標記，轉到步驟al8。
[0110][步驟al8]判斷是否重新開始同步，在重新開始同步時(是)轉到步驟al9，在不重新開始同步時(否)轉到步驟a24。在此，例如可以根據主動軸(上模具1)的位置(具體來說，從位置傳感器7輸出的傳感器信號)判斷是否重新開始同步。
[0111][步驟al9]關閉同步暫停標記，轉到步驟a20。
[0112][步驟a20]求出從從動軸指令位置到從動軸的同步指令位置的差值。
[0113][步驟a21]求出輸出移動量。
[0114][步驟a22]在從動軸指令位置上加上步驟a21中求出的輸出移動量，更新從動軸指令位置(從動軸指令位置一從動軸指令位置+輸出移動量)。
[0115][步驟a23]將更新后的輸出移動量輸出給伺服控制部。
[0116][步驟a24]判斷是否繼續同步，在繼續同步時(是)返回步驟al4繼續處理，在不繼續同步時(否)返回步驟al。在此，例如可以根據主動軸(上模具1)的位置(具體來說，從位置傳感器輸出的傳感器信號)判斷是否繼續同步。在到達預先設定的位置之前繼續同步，之后結束同步。
[0117]另外，當把步驟al8的同步重新開始的位置與步驟a24中的不繼續同步的位置作為主動軸的下死點時，在下死點從壓力控制切換為位置控制，并且結束同步的指令程序塊。[0118](2)壓力模具緩沖器動作的第2例中的位置控制與壓力控制的切換控制處理(圖12及圖14)
[0119]壓力模具緩沖器動作的第2例中的位置控制以及壓力控制的切換控制處理的算法由圖12中的流程圖所示處理以及之后繼續的圖14中的流程圖所示的處理構成。
[0120]在圖12流程圖的步驟a4的處理中，在判斷程序塊指令為同步指令G200時，在上述的壓力模具緩沖器動作的第1例中的位置控制與壓力控制的切換控制處理中，轉移到圖13的流程圖的步驟al4，但是在該壓力模具緩沖器動作的第2例中的位置控制與壓力控制的切換控制處理中，轉移到圖14的流程圖中的步驟bl4，來代替圖13的流程圖的步驟al4。
[0121][步驟bl4]求出與主動軸位置對應的從動軸的同步指令位置。
[0122][步驟bl5]判斷是否同步暫停中，在同步暫停中時(是)轉到步驟bl8，在不是同步暫停中時(否)轉到步驟bl6。
[0123][步驟bl6]判斷是否壓力控制中，在壓力控制中時(是)轉到步驟bl7，在不是壓力控制中時(否)轉到步驟b23。
[0124][步驟bl7]開啟同步暫停標記，轉到步驟bl8。
[0125][步驟bl8]判斷是否重新開始同步，在重新開始同步時(是)轉到步驟bl9，在不重新開始同步時(否)轉到步驟b30。
[0126][步驟bl9]求出從從動軸指令位置到從動軸的同步指令位置的差值。
[0127][步驟b20]判斷是否是第一次重新開始，在是第一次重新開始時(是)轉到步驟b21，在不是第一次重新開始時(否)轉到步驟b22。
[0128][步驟b21]求出到同步指令位置附近的輸出移動量，轉到步驟b25。
[0129][步驟b22]根據主動軸的速度求出輸出移動量，轉到步驟b25。
[0130][步驟b23]求出從從動軸指令位置到從動軸的同步指令位置的差值。
[0131][步驟b24]求出輸出移動量。
[0132][步驟b25]在從動軸指令位置上加上步驟b21或步驟b22或步驟b24中求出的輸出移動量，更新從動軸指令位置(從動軸指令位置一從動軸指令位置+輸出移動量)。
[0133][步驟b26]判斷是否是同步暫停中，在是同步暫停中時(是)轉到步驟b27，在不是同步暫停中時(否)轉到步驟b29。
[0134][步驟b27]判斷是否是位置控制中，在位置控制中時(是)轉到步驟b28，在不是位置控制中時(否)轉到步驟b29。
[0135][步驟b28]關閉同步暫停標記，轉到步驟b29。
[0136][步驟b29]將輸出移動量輸出給伺服控制部。
[0137][步驟b30]判斷是否繼續同步，在繼續同步時(是)返回步驟bl4繼續處理，在不繼續同步時(否)返回圖12的步驟al。
[0138](3)壓力模具緩沖器動作的第3例中的位置控制與壓力控制的切換控制處理(圖12及圖15)
[0139]壓力模具緩沖器動作的第3例中的位置控制與壓力控制的切換控制處理的算法由圖12的流程圖所示的處理以及之后繼續的圖15的流程圖所示的處理構成。
[0140]在圖12的流程圖的步驟a4的處理中，在判斷程序塊的指令為同步指令G200時，在上述的壓力模具緩沖器動作的第1例中的位置控制與壓力控制的切換控制處理中，轉移到圖13的流程圖的步驟al4，但是在該壓力模具緩沖器動作的第3例中的位置控制與壓力控制的切換控制處理中，轉移到圖15的流程圖的步驟cl4，來代替圖13的流程圖的步驟al4。
[0141][步驟cl4]求出與主動軸的位置對應的從動軸的同步指令位置。
[0142][步驟cl5]判斷是否同步暫停中，在同步暫停中時(是)轉到步驟cl8，在不是同步暫停中時(否)轉到步驟cl6。
[0143][步驟cl6]判斷是否壓力控制中，在壓力控制中時(是)轉到步驟cl7，在不是壓力控制中時(否)轉到步驟c25。
[0144][步驟cl7]開啟同步暫停標記，轉到步驟cl8。
[0145][步驟cl8]根據主動軸數據和切換點求出應當重新開始同步的點。
[0146][步驟cl9]判斷是否重新開始同步，在重新開始同步時(是)轉到步驟c21，在不重新開始同步時(否)轉到步驟c20。
[0147][步驟c20]判斷主動軸是否已到達重新開始同步點，在已經到達應當重新開始同步的點時(是)轉到步驟c21，在未到達應當重新開始同步的點時(否)轉到步驟c32。
[0148][步驟c21]求出從從動軸指令位置到從動軸的同步指令位置的差值。
[0149][步驟c22]判斷是否是第一次重新開始，在是第一次重新開始時(是)轉到步驟c23，在不是第一次重新開始時(否)轉到步驟c24。
[0150][步驟c23]求出到同步指令位置附近的輸出移動量，轉到步驟c27。
[0151][步驟c24]根據主動軸的速度求出輸出移動量，轉到步驟c27。
[0152][步驟c25]求出從從動軸指令位置到從動軸的同步指令位置的差值。
[0153][步驟c26]求出輸出移動量。
[0154][步驟c27]在從動軸指令位置上加上步驟c23或步驟c24或步驟c26中求出的輸出移動量，更新從動軸指令位置(從動軸指令位置一從動軸指令位置+輸出移動量)。
[0155][步驟c28]判斷是否同步暫停中，在同步暫停中時(是)轉到步驟c29，在不是同步暫停中時(否)轉到步驟c31。
[0156][步驟c29]判斷是否是位置控制中，在是位置控制中時(是)轉到步驟c30，在不是位置控制中時(否)轉到步驟c31。
[0157][步驟c30]關閉同步暫停標記，轉到步驟c31。
[0158][步驟c31]將輸出移動量輸出給伺服控制部。
[0159][步驟c32]判斷是否繼續同步，在繼續同步時(是)返回步驟cl4繼續處理，在不繼續同步時(否)返回圖12的步驟al。
【權利要求】
1.一種數值控制裝置，其具備切換壓力控制和位置控制的功能，其特征在于，具備:伺服控制部，其通過選擇進行位置的反饋控制得到的指令與進行壓力的反饋控制得到的指令中的指令值小的指令，自動地切換位置控制和壓力控制來控制伺服電動機；以及數值控制部，其為了執行使從動軸的位置同步追蹤主動軸的位置的位置控制，求出相對于主動軸的位置的從動軸的位置，并將該從動軸的位置指令輸出給所述伺服控制部，所述伺服控制部向所述數值控制部通知是位置控制中還是壓力控制中；所述數值控制部在執行位置控制過程中，當從所述伺服控制部通知了從位置控制切換為壓力控制時，求出從動軸相對于所述主動軸的位置，同時置為停止向所述伺服控制部輸出所述從動軸的位置指令的同步暫停狀態，當所述主動軸或所述從動軸在預定的位置、或者預定的定時，重新開始所述從動軸的位置指令的輸出，由此重新開始位置控制。
2.根據權利要求1所述的數值控制裝置，其特征在于，所述數值控制部在重新開始輸出所述從動軸的位置指令時，根據所述主動軸的速度緩緩輸出所述從動軸到同步指令路徑的指令移動量。
3.根據權利要求1所述的數值控制裝置，其特征在于，所述數值控制部指定從壓力控制切換為位置控制的主動軸的位置，根據該指定的主動軸的切換位置決定所述從動軸的位置指令的重新開始位置，在該決定的重新開始位置重新開始輸出所述從動軸的位置指令。
【文檔編號】G05B19/19GK103676776SQ201310434997
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年9月23日 優先權日:2012年9月24日
【發明者】堀口幸一郎 申請人:發那科株式會社