專利名稱：數(shù)字控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種數(shù)字控制器，特別是一種用于執(zhí)行加工程序檢查與行程限制檢查的數(shù)字控制器。
背景技術(shù)：
具有程序檢查功能的數(shù)字控制器在現(xiàn)有技術(shù)中是己知的。當(dāng)用這種數(shù)字控制器執(zhí)行加工的時(shí)候，加工程序的格式和行程限制在實(shí)際加工之前得到檢查，以確保程序能夠正確地工作，然后實(shí)際執(zhí)行加工。
圖7是示例由一數(shù)字控制器的控制器執(zhí)行的加工仿真檢查的流程圖。
一MPU，它被提供在此控制器中，分析一讀取程序(步驟S100)，然后在來(lái)插補(bǔ)之前依照一指定的時(shí)間常數(shù)執(zhí)行加速/減速處理，和依照一指定的速度執(zhí)行速度處理(步驟S101)，執(zhí)行一插補(bǔ)處理(步驟S102)。
然后測(cè)定機(jī)器鎖定是否被指定。機(jī)器鎖定狀態(tài)可以通過(guò)例如測(cè)定一機(jī)器鎖定指令是否包括在NC數(shù)據(jù)中來(lái)識(shí)別(步驟S103)。機(jī)器鎖定表示一操作，在該操作中插補(bǔ)處理引起的軸移動(dòng)無(wú)效而程控操作繼續(xù)，從而保持作為被控目標(biāo)的機(jī)器運(yùn)動(dòng)軸為一固定狀態(tài)。
在非機(jī)器鎖定的情況下，通過(guò)使用由插補(bǔ)(步驟S105)獲得的軸運(yùn)動(dòng)量來(lái)更新機(jī)器坐標(biāo)，基于更新后的機(jī)器坐標(biāo)，執(zhí)行行程限制檢查(步驟S106)。
在機(jī)器鎖定的情況下，由插補(bǔ)獲得的軸運(yùn)動(dòng)量被無(wú)效掉，程控操作單獨(dú)繼續(xù)，從而作為被控制對(duì)象的機(jī)器運(yùn)動(dòng)軸不移動(dòng)(步驟S104)。特別地，在此情況下，通過(guò)無(wú)效由插補(bǔ)獲得的軸運(yùn)動(dòng)量并輸出零脈沖至伺服控制部，機(jī)床的可移動(dòng)部分被停止并開(kāi)始機(jī)器鎖定狀態(tài)。當(dāng)在機(jī)器鎖定狀態(tài)的時(shí)候，程序坐標(biāo)被更新(步驟S105’)。程序坐標(biāo)是原點(diǎn)由加工程序定義的坐標(biāo)。在機(jī)器鎖定狀態(tài)，加工基于程序坐標(biāo)而被仿真(步驟S106’)。然后，根據(jù)一指定的時(shí)間常數(shù)來(lái)執(zhí)行插補(bǔ)之后的加速/減速(步驟S107)。
例如在JP07-49709A中已給出一種用來(lái)仿真加工的數(shù)字控制器。
此外，還提出了一種用來(lái)繪制一工具路徑的數(shù)字控制器，以允許由該數(shù)字控制器執(zhí)行的程序在加工之前被檢查。諸如這樣的數(shù)字控制器的裝置以在例如JP10-124124A中揭示。
圖8舉例了一數(shù)字控制器的構(gòu)造，該數(shù)字控制器具有繪制功能，從而在顯示裝置上繪制一工具路徑，以允許程序檢查。
數(shù)字控制器200包括用來(lái)分析一加工程序的一加工程序分析部件201，用來(lái)執(zhí)行分析過(guò)的加工程序的各個(gè)塊的塊處理部件202，和根據(jù)來(lái)自塊處理部件202的運(yùn)動(dòng)指令數(shù)據(jù)，通過(guò)一驅(qū)動(dòng)部件(伺服放大器)205控制一伺服馬達(dá)206的運(yùn)轉(zhuǎn)的伺服控制部件204。該數(shù)字控制器進(jìn)一步包括用來(lái)從伺服控制部件204中讀取為位置數(shù)據(jù)的坐標(biāo)以在顯示裝置209上繪制工具路徑的顯示控制部件208。
通過(guò)將一機(jī)器鎖定指令或一排練(dry run)指令輸入到伺服控制部件204，可以使一機(jī)器鎖定功能生效，它允許被控制的軸不用移動(dòng)而空轉(zhuǎn)，或者使一排練功能生效，它允許不考慮程控速度而手工地設(shè)定進(jìn)給速度。由于這些功能，不考慮程控速度，就可以不必使被控制的軸或數(shù)字控制器的可移動(dòng)部分移動(dòng)而繪制一工具路徑。
程序在為排練速度的機(jī)器鎖定狀態(tài)中得到檢查，而沒(méi)有伴隨軸移動(dòng)。通常，對(duì)于這樣的程序檢查，排練速度被設(shè)定在一低的速度。通過(guò)執(zhí)行相同的處理，對(duì)于加速/減速控制，也執(zhí)行程序檢查。因此，因?yàn)楫?dāng)執(zhí)行加速/減速控制的時(shí)候程序以低的排練速度運(yùn)轉(zhuǎn)，程序檢查需要長(zhǎng)時(shí)間的問(wèn)題就出現(xiàn)了。
而且，在機(jī)器鎖定狀態(tài)，被控制的軸不移動(dòng)，僅僅是其位置顯示改變，從而機(jī)器坐標(biāo)沒(méi)有得到更新。因此不能執(zhí)行行程限制檢查(存儲(chǔ)的行程檢查)的問(wèn)題就出現(xiàn)了。
行程限制檢查是一個(gè)功能，如果一工具進(jìn)入相對(duì)于該數(shù)字控制器設(shè)定的一工具禁止進(jìn)入?yún)^(qū)域，就將該工具減速和停止，并顯示一警報(bào)。然而，在機(jī)器鎖定狀態(tài)，因?yàn)楸豢刂频妮S沒(méi)有移動(dòng)，所以不可能確定安裝在該控制軸上的工具是否已進(jìn)入禁止進(jìn)入?yún)^(qū)域。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種數(shù)字控制器，其能夠在機(jī)器鎖定狀態(tài)執(zhí)行程序檢查的期間進(jìn)行行程限制檢查，且能夠縮短程序檢查所需的時(shí)間。
而且，根據(jù)本發(fā)明，即使在機(jī)器鎖定狀態(tài)也計(jì)算機(jī)器坐標(biāo)，因此允許在程序檢查期間執(zhí)行行程限制檢查。更進(jìn)一步地，在本發(fā)明中，在程序檢查而沒(méi)有執(zhí)行加速/減速控制的期間，進(jìn)給速度被設(shè)定為系統(tǒng)的最大速度，因此縮短程序檢查所需的時(shí)間。
本發(fā)明的數(shù)字控制器具有在保持作為被控目標(biāo)的機(jī)器運(yùn)動(dòng)軸為一固定狀態(tài)時(shí)檢查程序的功能。
為了允許即使在機(jī)器鎖定狀態(tài)行程限制檢查也能夠在程序檢查期間通過(guò)計(jì)算機(jī)器坐標(biāo)執(zhí)行，本發(fā)明的數(shù)字控制器包括運(yùn)動(dòng)量計(jì)算單元，用于分析程序，以計(jì)算運(yùn)動(dòng)軸的運(yùn)動(dòng)量；更新單元，用于以所述運(yùn)動(dòng)量計(jì)算單元計(jì)算得到的運(yùn)動(dòng)軸的運(yùn)動(dòng)量來(lái)更新機(jī)器坐標(biāo)，并存儲(chǔ)該更新后的機(jī)器坐標(biāo)；和檢查單元，用于基于該存儲(chǔ)的機(jī)器坐標(biāo)來(lái)檢查機(jī)器的運(yùn)動(dòng)區(qū)域。
因此，基于加工程序，運(yùn)動(dòng)量計(jì)算單元計(jì)算運(yùn)動(dòng)軸的運(yùn)動(dòng)量，更新單元以所述運(yùn)動(dòng)量計(jì)算單元計(jì)算得到的運(yùn)動(dòng)量來(lái)更新機(jī)器坐標(biāo)。從而，即使在機(jī)器鎖定狀態(tài)，可以基于加工程序得到機(jī)器坐標(biāo)，允許基于該機(jī)器坐標(biāo)執(zhí)行行程限制檢查，在該機(jī)器鎖定狀態(tài)中作為控制目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)軸不被移動(dòng)。
為了縮短程序檢查所需的時(shí)間，本發(fā)明的數(shù)字控制器包括運(yùn)動(dòng)速度指令單元，用于輸出一指令，以設(shè)定運(yùn)動(dòng)軸的最大速度；和/或加速/減速處理無(wú)效單元，用于無(wú)效加速/減速處理單元，該加速/減速處理單元用于依照設(shè)定的時(shí)間常數(shù)執(zhí)行加速/減速處理。
運(yùn)動(dòng)速度指令單元將運(yùn)動(dòng)軸的速度設(shè)為系統(tǒng)的最大值，從而縮短程序檢查執(zhí)行的時(shí)間。在機(jī)器鎖定狀態(tài)，沒(méi)有移動(dòng)運(yùn)動(dòng)軸，因此基于實(shí)際位置不能檢查到進(jìn)入禁止進(jìn)入?yún)^(qū)域。然而，通過(guò)使用基于加工程序得到的位置坐標(biāo)，可以檢查到進(jìn)入這樣的禁止進(jìn)入?yún)^(qū)域。不考慮運(yùn)動(dòng)軸的實(shí)際運(yùn)動(dòng)速度，可以計(jì)算出基于該程序的位置坐標(biāo)，從而可以將運(yùn)動(dòng)軸的速度設(shè)定為系統(tǒng)的最大值。
加速/減速處理無(wú)效單元使加速/減速處理單元無(wú)效，從而縮短程序檢查執(zhí)行的時(shí)間，該加速/減速處理單元用于依照設(shè)定的時(shí)間常數(shù)執(zhí)行加速/減速處理。執(zhí)行機(jī)器運(yùn)動(dòng)軸的實(shí)際移動(dòng)的時(shí)間周期因加速/減速所需的時(shí)間周期而延長(zhǎng)。加速/減速處理單元的無(wú)效引起機(jī)械沖擊。然而，由于運(yùn)動(dòng)軸在機(jī)器鎖定狀態(tài)沒(méi)有被移動(dòng)，所以運(yùn)動(dòng)軸不必從開(kāi)始就受制于加速/減速處理，如果沒(méi)有執(zhí)行加速/減速處理，也沒(méi)有不便之處發(fā)生。因此，可以通過(guò)節(jié)省加速/減速處理所需的處理時(shí)間來(lái)縮短程序檢查時(shí)間。
該數(shù)字控制器可以有運(yùn)動(dòng)速度指令單元和加速/減速處理無(wú)效單元的兩個(gè)或其中之一。
運(yùn)動(dòng)量計(jì)算單元可以包括用于分析加工程序的加工程序分析部件，用于執(zhí)行分析過(guò)的加工程序的單個(gè)塊的塊處理部件，和用于在加工程序中執(zhí)行運(yùn)動(dòng)指令的插補(bǔ)以獲得運(yùn)動(dòng)量的插補(bǔ)處理部件，所述插補(bǔ)處理部件可以根據(jù)所述運(yùn)動(dòng)速度指令單元指令的最大速度，計(jì)算運(yùn)動(dòng)量。該構(gòu)造使得程序檢查時(shí)間可以縮短。
更新單元可以包括第一存儲(chǔ)部件，用于存儲(chǔ)利用運(yùn)動(dòng)軸的反饋量和所述插補(bǔ)處理部件計(jì)算得到的運(yùn)動(dòng)量通過(guò)運(yùn)動(dòng)軸的實(shí)際運(yùn)動(dòng)更新的機(jī)器坐標(biāo)，和第二存儲(chǔ)部件，用于存儲(chǔ)利用所述插補(bǔ)處理部件計(jì)算得到的運(yùn)動(dòng)量不通過(guò)運(yùn)動(dòng)軸的實(shí)際運(yùn)動(dòng)更新的臨時(shí)機(jī)器坐標(biāo)，所述檢查單元可以至少基于存儲(chǔ)在所述第二存儲(chǔ)部件中的臨時(shí)機(jī)器坐標(biāo)檢查運(yùn)動(dòng)區(qū)域。
而且，更新單元可以響應(yīng)來(lái)自所述加速/減速處理無(wú)效單元的指令，停止所述第一存儲(chǔ)部件的機(jī)器坐標(biāo)的更新，并開(kāi)始第二存儲(chǔ)部件的臨時(shí)機(jī)器坐標(biāo)的更新。
根據(jù)本發(fā)明，可以在機(jī)器鎖定狀態(tài)執(zhí)行程序檢查的期間來(lái)執(zhí)行行程限制檢查，而且程序檢查所需時(shí)間也可以縮短。


圖1是示例根據(jù)本發(fā)明的數(shù)字控制器的硬件構(gòu)造的框圖；圖2是顯示由NC裝置執(zhí)行的加工程序的處理和加工程序檢查功能的功能框圖；圖3是顯示根據(jù)本發(fā)明的控制器的運(yùn)行的流程圖；圖4是示例根據(jù)本發(fā)明的更新部件的構(gòu)造的示意圖；圖5是顯示在正常加工期間的更新部件的運(yùn)行狀態(tài)的示意圖；圖6是顯示在程序檢查模式中的更新部件的運(yùn)行狀態(tài)的示意圖；
圖7是示例由控制器的控制器執(zhí)行的加工仿真檢查的流程圖；和圖8是顯示數(shù)字控制器的示例構(gòu)造的示意圖，該數(shù)字控制器具有繪制功能，從而在顯示單元上繪制一工具路徑以允許程序檢查。
具體實(shí)施例方式
圖1是顯示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的數(shù)字控制器1(下文中指NC裝置)的硬件構(gòu)造的框圖。處理器11(下文中指CPU)，它是一用來(lái)全局地控制NC裝置的處理器，經(jīng)由總線21將存儲(chǔ)在ROM12中的系統(tǒng)程序讀出，根據(jù)該系統(tǒng)程序全局地控制該NC裝置1。RAM13臨時(shí)存儲(chǔ)計(jì)算數(shù)據(jù)和顯示數(shù)據(jù)，以及各種通過(guò)CRT/MDI單元70由操作員輸入的數(shù)據(jù)等等。
CMOS存儲(chǔ)器14是一非易失性的存儲(chǔ)器，其由一電池(未顯示)支持，因此即使提供給該NC裝置1的電源被切斷，仍然可以保持存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。該CMOS存儲(chǔ)器存儲(chǔ)經(jīng)由接口15讀入的NC加工程序和通過(guò)CRT/MDI單元70輸入的NC加工程序等等。在ROM12中預(yù)先寫(xiě)入各種系統(tǒng)程序，用于執(zhí)行產(chǎn)生和編輯NC加工程序所需的編輯模式處理，用于自動(dòng)操作的回放模式處理，和程序檢查，行程限制檢查，工具移動(dòng)路徑檢查等等所需的處理。
該接口15為可連接至NC裝置1的外部設(shè)備提供，例如與外部裝置72相連接，該外部裝置72例如為紙帶讀卡機(jī)，紙帶打孔機(jī)或一外部存儲(chǔ)裝置。一NC加工程序和類似的東西從紙帶讀卡機(jī)或外部存儲(chǔ)裝置中被讀取出來(lái)，在該NC裝置中1被編輯的NC加工程序可以被輸出到紙帶打孔機(jī)或外部存儲(chǔ)裝置。
根據(jù)該NC裝置1內(nèi)置的序列程序，PC(可編程控制器)16控制NC機(jī)床的輔助設(shè)備，例如，諸如工具更換機(jī)械臂的傳動(dòng)裝置。特別地，根據(jù)由該NC加工程序指定的M功能，S功能和T功能，該P(yáng)C將指令轉(zhuǎn)化為通過(guò)序列程序開(kāi)動(dòng)附屬設(shè)備必需的信號(hào)，將結(jié)果信號(hào)通過(guò)輸入/輸出單元17輸出到附屬設(shè)備中。該附屬設(shè)備，例如各種傳動(dòng)裝置，根據(jù)該輸出信號(hào)進(jìn)行操作。而且，該P(yáng)C被提供有從安排在該NC機(jī)床體中和該附屬設(shè)備中的限位開(kāi)關(guān)來(lái)的信號(hào)，以及從與該NC機(jī)床體相聯(lián)合的操作員面板的各種開(kāi)關(guān)來(lái)的信號(hào)，該P(yáng)C對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行必要處理的，將處理過(guò)的信號(hào)傳送給CPU11。
表示該NC機(jī)床的單個(gè)軸的當(dāng)前位置的圖像信號(hào)，警告，參數(shù)，圖像數(shù)據(jù)等等，被送到CRT/MDI單元70，顯示在其圖形顯示器上。該CRT/MDI單元70是一手工數(shù)據(jù)輸入裝置，裝備有圖形顯示器，鍵盤(pán)，各種軟鍵等等，接口18將從CRT/MDI單元70的鍵盤(pán)接收到的信號(hào)傳送到該CPU11。而且，當(dāng)存儲(chǔ)在ROM12中的用于自動(dòng)編程的系統(tǒng)程序開(kāi)始時(shí)，一交互式的屏幕被顯示在CRT/MDI單元70的圖形顯示上，從而通過(guò)將和產(chǎn)品形狀等有聯(lián)系的原始數(shù)據(jù)輸入進(jìn)來(lái)，可以以交互方式生成NC加工程序，也就是，可以執(zhí)行所謂的自動(dòng)編程。接口19和手工脈沖發(fā)生器71相連接，從那里提供有脈沖。手工脈沖發(fā)生器71合并在NC機(jī)床的操作員面板中，通過(guò)用手工操作生成的分布脈沖控制單個(gè)軸，來(lái)精確定位該NC機(jī)床的可移動(dòng)部。
軸控制電路30至32提供有從CPU11來(lái)的各個(gè)軸的運(yùn)動(dòng)指令，并將這些指令輸出到各伺服放大器40至42中。當(dāng)接收到這些指令的時(shí)候，伺服放大器40至42驅(qū)動(dòng)和該NC機(jī)床的各個(gè)軸有聯(lián)系的各伺服馬達(dá)50至52。和各個(gè)軸有聯(lián)系的各個(gè)伺服馬達(dá)50至52皆有一用于位置探測(cè)的脈沖編碼器內(nèi)置于其中，位置信號(hào)作為一脈沖序列從每個(gè)脈沖編碼被反饋回來(lái)。通過(guò)使每個(gè)脈沖序列經(jīng)過(guò)F/V(頻率/速度)轉(zhuǎn)換，可以生成一速度信號(hào)。位置信號(hào)的反饋和速度反饋在圖1中沒(méi)有示出。
主軸控制電路60提供有該NC機(jī)床的主軸旋轉(zhuǎn)指令，并將一主軸速度信號(hào)輸出到主軸放大器61。當(dāng)接收到主軸速度信號(hào)的時(shí)候，主軸放大器61以指示的旋轉(zhuǎn)速度旋轉(zhuǎn)該NC機(jī)床的主軸馬達(dá)62。位置編碼器63通過(guò)齒輪，傳動(dòng)帶或類似物耦合至主軸馬達(dá)62，并輸出與主軸旋轉(zhuǎn)同步的反饋脈沖，反饋脈沖經(jīng)由接口20被CPU讀取。在定位位于NC加工程序等指定的預(yù)定旋轉(zhuǎn)位置的主軸，以執(zhí)行C軸控制的情況下，從位置編碼器63來(lái)的一一轉(zhuǎn)信號(hào)(one-rotation)被探測(cè)到，該主軸位置被CPU11的處理所控制。
參考功能框2，將描述NC裝置1的加工程序處理和加工程序檢查功能。如圖2所示，除了經(jīng)常提供為驅(qū)動(dòng)機(jī)器運(yùn)動(dòng)軸的元件，即控制器100，驅(qū)動(dòng)部件(伺服放大器)105和馬達(dá)(伺服馬達(dá))106，之外，NC裝置1還包括用于執(zhí)行程序檢查的程序檢查模式處理部件110和運(yùn)動(dòng)區(qū)域檢查單元107，用來(lái)引起機(jī)器鎖定狀態(tài)的機(jī)器鎖定指令部件113，和用來(lái)顯示程序檢查結(jié)果的顯示控制部件108以及顯示裝置109等。
控制器100包括加工程序分析部件101，插補(bǔ)處理部件102，更新部件103，和加速/減速處理部件104。加工程序分析部件101分析加工程序。該加工程序可以經(jīng)由通信單元輸入到分析裝置中，或從緩沖器或存儲(chǔ)器讀取到。
基于分析過(guò)的加工程序的每塊的描述，加工程序分析部件101輸出一指令。例如，如果該塊包括一運(yùn)動(dòng)指令，那么分析裝置將運(yùn)動(dòng)指令數(shù)據(jù)送到插補(bǔ)處理部件102。另一方面，如果包括M碼，S碼和T碼或類似的，那么分析裝置就將指令數(shù)據(jù)送到可編程控制器等。根據(jù)運(yùn)動(dòng)指令，插補(bǔ)處理部件102執(zhí)行插補(bǔ)，更新部件103根據(jù)插補(bǔ)的結(jié)果將機(jī)器坐標(biāo)更新?；谟筛虏考?03更新的機(jī)器坐標(biāo)，加速/減速處理部件104執(zhí)行加速/減速處理并通過(guò)驅(qū)動(dòng)部件105控制馬達(dá)106的運(yùn)行。在正常的驅(qū)動(dòng)控制期間，根據(jù)該加工程序，以這種方式控制馬達(dá)，從而移動(dòng)機(jī)器運(yùn)動(dòng)軸去執(zhí)行加工。
另一方面，程序檢查模式處理單元110和運(yùn)動(dòng)區(qū)域檢查部件107構(gòu)成用來(lái)執(zhí)行實(shí)現(xiàn)加工程序格式檢查和行程限制檢查功能的機(jī)械裝置，在實(shí)際加工之前，去確保程序正確地工作。
程序檢查模式處理部件110包括運(yùn)動(dòng)速度指令部件111和加速/減速處理無(wú)效部件112。在程序檢查模式中，該程序檢查模式處理部件110由一輸入信號(hào)(圖未示)設(shè)定，于是處理器110指示控制器100在程序檢查模式中執(zhí)行處理。在程序檢查模式期間，運(yùn)動(dòng)速度指令部件111發(fā)送一運(yùn)動(dòng)速度指令到，例如，在該控制器100中的插補(bǔ)處理部件102，從而基于被指示的運(yùn)動(dòng)速度插補(bǔ)處理部件執(zhí)行插補(bǔ)，生成插補(bǔ)后的運(yùn)動(dòng)量數(shù)據(jù)。被指示的運(yùn)動(dòng)速度可以設(shè)為該系統(tǒng)的最大速度，因此以增加的處理速度檢查程序。
而且，在程序檢查模式期間，加速/減速處理無(wú)效部件112將插補(bǔ)處理部件102提供給控制器100的加速/減速處理104的軸運(yùn)動(dòng)指令無(wú)效。因此，生成一相當(dāng)于機(jī)器鎖定狀態(tài)的狀態(tài)，從而對(duì)于加速/減速控制的處理時(shí)間得到節(jié)省，這樣就縮短了程序檢查要求的時(shí)間。
在圖2中，更新部件103被安排在插補(bǔ)處理部件102和加速/減速處理部件104之間，因?yàn)檫@種構(gòu)造，加速/減速處理無(wú)效部件112用于輸入一指令到更新部件103，以使插補(bǔ)處理部件102提供給加速/減速處理部件104的軸運(yùn)動(dòng)指令無(wú)效。
在機(jī)器鎖定狀態(tài)，程控操作繼續(xù)運(yùn)行，而由插補(bǔ)產(chǎn)生的軸移動(dòng)被無(wú)效掉，機(jī)器鎖定也經(jīng)常在運(yùn)行模式中而不是程序檢查模式中得到執(zhí)行。機(jī)器鎖定指令部件113使機(jī)器鎖定在其他運(yùn)行模式而不是程序檢查模式中發(fā)生。
運(yùn)動(dòng)區(qū)域檢查部件107獲取由更新部件103更新的機(jī)器坐標(biāo)，然后判定機(jī)器運(yùn)動(dòng)軸的位置是在一運(yùn)動(dòng)區(qū)域還是在一禁止進(jìn)入?yún)^(qū)域中，并將判定結(jié)果通過(guò)顯示控制部件108顯示在顯示裝置109上。
參考圖3的流程圖，將描述控制器100的操作。
加工程序分析部件101分析經(jīng)由通信單元(圖未示)輸入或從存儲(chǔ)器中讀取的加工程序(步驟S1)，判定在加工程序中程序檢查模式是否被設(shè)定(步驟S2)。
如果程序檢查模式?jīng)]有被設(shè)定(步驟S2)，那么以指定的時(shí)間常數(shù)執(zhí)行在插補(bǔ)之前的加速/減速處理(步驟S3)，以指定的速度執(zhí)行速度處理(步驟S4)，然后在插補(bǔ)處理部件102中執(zhí)行插補(bǔ)，以計(jì)算機(jī)器運(yùn)動(dòng)軸的移動(dòng)量(步驟S5)。
隨后，如果沒(méi)有指定機(jī)器鎖定(步驟S6)，那么以下面的方式執(zhí)行正常的加工操作更新部件103獲取由插補(bǔ)處理部件102計(jì)算得到的機(jī)器運(yùn)動(dòng)軸的移動(dòng)量，去更新機(jī)器坐標(biāo)(步驟S8)。然后，基于該更新后的機(jī)器坐標(biāo)，執(zhí)行行程限制檢查，如果確定機(jī)器坐標(biāo)沒(méi)有落入一禁止區(qū)域(步驟S9)，那么以指定的時(shí)間常數(shù)來(lái)執(zhí)行在插補(bǔ)之后的加速/減速處理(步驟S20)，以通過(guò)驅(qū)動(dòng)部件105驅(qū)動(dòng)馬達(dá)106。在步驟S9，例如，如果機(jī)器坐標(biāo)被發(fā)現(xiàn)落在了禁止區(qū)域，那么將機(jī)器運(yùn)動(dòng)軸減速和停止，顯示警告或者類似的東西。
在步驟S5的插補(bǔ)之后，如果一從機(jī)器鎖定指令部件112(步驟S6)來(lái)的指令指定了機(jī)器鎖定，那么將由插補(bǔ)獲得的軸運(yùn)動(dòng)量無(wú)效掉(步驟S7)，因?yàn)樵跈C(jī)器鎖定狀態(tài)下該軸不應(yīng)該被移動(dòng)。而且，在機(jī)器鎖定狀態(tài)，因?yàn)闄C(jī)器坐標(biāo)不改變但程序還在運(yùn)行，行程限制檢查不是有效的，但它對(duì)于在機(jī)器鎖定的初始狀態(tài)執(zhí)行行程限制檢查仍然是有用的。因此，使用軸運(yùn)動(dòng)量機(jī)器改變坐標(biāo)(步驟S8)，基于機(jī)器坐標(biāo)執(zhí)行行程限制檢查(步驟S9)，因此可以確認(rèn)機(jī)器鎖定的初始狀態(tài)。
另一方面，如果程序檢查模式被設(shè)定(步驟S2)，那么不執(zhí)行在插補(bǔ)之前的加速/減速，在基于從運(yùn)動(dòng)速度指令部件111來(lái)的最大速度指令執(zhí)行速度處理之后(步驟S10)，在插補(bǔ)處理部件102中執(zhí)行插補(bǔ)，以計(jì)算機(jī)器運(yùn)動(dòng)軸的移動(dòng)量(步驟S11)。
隨后，在更新部件中更新機(jī)器坐標(biāo)和臨時(shí)機(jī)器坐標(biāo)(步驟S12至S17)，和執(zhí)行行程限制檢查(步驟S18至S19)。
特定地，首先，設(shè)定臨時(shí)軸運(yùn)動(dòng)量(步驟S12)，當(dāng)通過(guò)步驟S11的插補(bǔ)獲得的軸運(yùn)動(dòng)量被存為臨時(shí)軸運(yùn)動(dòng)量之后(步驟S13)，軸運(yùn)動(dòng)量被無(wú)效。從而，根據(jù)從加速/減速處理無(wú)效部件112來(lái)的一無(wú)效指令，不執(zhí)行加速/減速處理(步驟S14)。
通過(guò)使用被送到加速/減速處理部件104的軸運(yùn)動(dòng)量，更新平常的機(jī)器坐標(biāo)，因?yàn)樵诓襟ES14該軸運(yùn)動(dòng)量被無(wú)效掉，所以機(jī)器坐標(biāo)未能得到更新。因此，在允許基于該機(jī)器坐標(biāo)執(zhí)行行程限制檢查之前，使用軸運(yùn)動(dòng)量更新機(jī)器坐標(biāo)(步驟S15)。
然后，臨時(shí)機(jī)器坐標(biāo)被設(shè)定(步驟S16)，并通過(guò)累積在步驟S13保存的臨時(shí)軸運(yùn)動(dòng)量來(lái)更新該臨時(shí)機(jī)器坐標(biāo)。因此可以基于程序得到臨時(shí)機(jī)器坐標(biāo)(步驟S17)，但是不能在程序檢查模式中得到基于機(jī)器運(yùn)動(dòng)軸的實(shí)際移動(dòng)的機(jī)器坐標(biāo)。
基于使用臨時(shí)機(jī)器坐標(biāo)在更新部件103中得到更新的機(jī)器坐標(biāo)，運(yùn)動(dòng)區(qū)域檢查部件107執(zhí)行行程限制檢查，并顯示檢查結(jié)果。在這種情況下，不執(zhí)行在插補(bǔ)之后的加速/減速(步驟S19)。
由于沒(méi)有更新平常的機(jī)器坐標(biāo)，基于該機(jī)器坐標(biāo)去執(zhí)行行程限制檢查是沒(méi)用的；然而通過(guò)執(zhí)行基于在步驟S15得到更新的機(jī)器坐標(biāo)的行程限制檢查可以確保安全(步驟S18)。
現(xiàn)在參考圖4至6，描述更新部件的示例構(gòu)造和操作。
圖4通過(guò)例子的方式顯示更新部件的構(gòu)造。如圖4所示，更新部件103包括用來(lái)存儲(chǔ)平常機(jī)器坐標(biāo)的第一存儲(chǔ)部件103a，用來(lái)存儲(chǔ)臨時(shí)機(jī)器坐標(biāo)的第二存儲(chǔ)部件103b，和開(kāi)關(guān)部件103c。
插補(bǔ)處理部件102將其計(jì)算得到的軸運(yùn)動(dòng)量提供給第一存儲(chǔ)部件103a，該第一存儲(chǔ)部件103a保存該軸運(yùn)動(dòng)量，并將其送到加速/減速處理部件104。而且，來(lái)此機(jī)器運(yùn)動(dòng)軸側(cè)的位置反饋量反饋給第一存儲(chǔ)部件103a，軸運(yùn)動(dòng)量和機(jī)器運(yùn)動(dòng)軸的位置得到更新。
在程序檢查模式期間，從加速/減速處理無(wú)效單元112提供一指令給開(kāi)關(guān)部件103c，以切斷第一存儲(chǔ)部件103a和加速/減速處理部件104之間，以及機(jī)器運(yùn)動(dòng)軸側(cè)和第一存儲(chǔ)部件103a之間的連接。當(dāng)?shù)谝淮鎯?chǔ)部件103a和加速/減速處理部件104之間的連接被開(kāi)關(guān)部件103c切斷的時(shí)候，第一和第二存儲(chǔ)器103a和103b互相連接，第一存儲(chǔ)部件103a保存的軸運(yùn)動(dòng)量被存放在第二存儲(chǔ)部件103b中。因此，由插補(bǔ)處理部件102計(jì)算得到的軸運(yùn)動(dòng)量此后也被保存于第二存儲(chǔ)部件103b中，并得到更新。反饋量不被反饋回第二存儲(chǔ)部件103b，因此存儲(chǔ)在第二存儲(chǔ)部件中的坐標(biāo)代表基于程序得到的臨時(shí)機(jī)器坐標(biāo)。
基于存儲(chǔ)在更新部件103的第一和第二存儲(chǔ)器103a和103b中的坐標(biāo)，運(yùn)動(dòng)區(qū)域檢查部件107執(zhí)行行程限制檢查。
圖5顯示在正常加工期間的運(yùn)行狀態(tài)。在此運(yùn)行狀態(tài)，基于由插補(bǔ)處理部件102計(jì)算得到的軸運(yùn)動(dòng)量和反饋量，第一存儲(chǔ)部件103a更新機(jī)器坐標(biāo)，其是平常的機(jī)器坐標(biāo)，并將更新后的機(jī)器坐標(biāo)或軸運(yùn)動(dòng)量發(fā)送到加速/減速處理部件104。
圖6顯示在程序檢查模式中的運(yùn)行狀態(tài)。在此運(yùn)行模式中，第一存儲(chǔ)部件103a不更新存儲(chǔ)于其中的機(jī)器坐標(biāo)，而是將由插補(bǔ)處理部件102計(jì)算得到的軸運(yùn)動(dòng)量發(fā)送到第二存儲(chǔ)部件103b，然后第二存儲(chǔ)部件103更新存儲(chǔ)于其中的機(jī)器坐標(biāo)。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)字控制器，其具有在保持作為被控目標(biāo)的機(jī)器運(yùn)動(dòng)軸為一固定狀態(tài)時(shí)檢查加工程序的功能，所述控制器包括運(yùn)動(dòng)速度指令單元，用于輸出一指令，以設(shè)定運(yùn)動(dòng)軸的最大速度；運(yùn)動(dòng)量計(jì)算單元，用于根據(jù)從所述運(yùn)動(dòng)速度指令單元輸出的指令，分析加工程序以計(jì)算運(yùn)動(dòng)軸的運(yùn)動(dòng)量；更新單元，用于以所述運(yùn)動(dòng)量計(jì)算單元計(jì)算得到的運(yùn)動(dòng)軸的運(yùn)動(dòng)量來(lái)更新機(jī)器坐標(biāo)，并存儲(chǔ)該更新后的機(jī)器坐標(biāo)；和檢查單元，用于基于存儲(chǔ)的機(jī)器坐標(biāo)來(lái)檢查機(jī)器的運(yùn)動(dòng)區(qū)域。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字控制器，其中，所述運(yùn)動(dòng)量計(jì)算單元包括用于分析加工程序的加工程序分析部件，用于執(zhí)行分析過(guò)的加工程序的單個(gè)塊的塊處理部件，和用于在加工程序中執(zhí)行運(yùn)動(dòng)指令的插補(bǔ)以獲得運(yùn)動(dòng)量的插補(bǔ)處理部件，其中，所述插補(bǔ)處理部件根據(jù)所述運(yùn)動(dòng)速度指令單元指令的最大速度，計(jì)算運(yùn)動(dòng)量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字控制器，其中，所述更新單元包括第一存儲(chǔ)部件，用于存儲(chǔ)利用運(yùn)動(dòng)軸的反饋量和所述插補(bǔ)處理部件計(jì)算得到的運(yùn)動(dòng)量通過(guò)運(yùn)動(dòng)軸的實(shí)際運(yùn)動(dòng)更新的機(jī)器坐標(biāo)，和第二存儲(chǔ)部件，用于存儲(chǔ)利用所述插補(bǔ)處理部件計(jì)算得到的運(yùn)動(dòng)量不通過(guò)運(yùn)動(dòng)軸的實(shí)際運(yùn)動(dòng)更新的臨時(shí)機(jī)器坐標(biāo)，其中，所述檢查單元至少基于存儲(chǔ)在所述第二存儲(chǔ)部件中的臨時(shí)機(jī)器坐標(biāo)檢查運(yùn)動(dòng)區(qū)域。
4.一種數(shù)字控制器，其具有在保持作為被控目標(biāo)的機(jī)器運(yùn)動(dòng)軸為一固定狀態(tài)時(shí)檢查加工程序的功能，所述控制器包括運(yùn)動(dòng)量計(jì)算單元，用于分析程序，以計(jì)算運(yùn)動(dòng)軸的運(yùn)動(dòng)量；加速/減速處理單元，用于執(zhí)行由所述運(yùn)動(dòng)量計(jì)算單元計(jì)算得到的運(yùn)動(dòng)量的加速/減速處理；加速/減速處理無(wú)效單元，用于使所述加速/減速處理單元無(wú)效；更新單元，用于以所述運(yùn)動(dòng)量計(jì)算單元計(jì)算得到的運(yùn)動(dòng)軸的運(yùn)動(dòng)量來(lái)更新機(jī)器坐標(biāo)，并存儲(chǔ)該更新后的機(jī)器坐標(biāo)；和檢查單元，用于基于該存儲(chǔ)的機(jī)器坐標(biāo)來(lái)檢查機(jī)器的運(yùn)動(dòng)區(qū)域。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的數(shù)字控制器，其中，所述更新單元包括第一存儲(chǔ)部件，用于存儲(chǔ)利用運(yùn)動(dòng)軸的反饋量和所述插補(bǔ)處理部件計(jì)算得到的運(yùn)動(dòng)量通過(guò)運(yùn)動(dòng)軸的實(shí)際運(yùn)動(dòng)更新的機(jī)器坐標(biāo)，和第二存儲(chǔ)部件，用于存儲(chǔ)利用所述插補(bǔ)處理部件計(jì)算得到的運(yùn)動(dòng)量不通過(guò)運(yùn)動(dòng)軸的實(shí)際運(yùn)動(dòng)更新的臨時(shí)機(jī)器坐標(biāo)，其中，所述檢查單元至少基于存儲(chǔ)在所述第二存儲(chǔ)部件中的臨時(shí)機(jī)器坐標(biāo)檢查運(yùn)動(dòng)區(qū)域。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的數(shù)字控制器，其中，所述更新單元響應(yīng)來(lái)自所述加速/減速處理無(wú)效單元來(lái)的指令，停止所述第一存儲(chǔ)部件的機(jī)器坐標(biāo)的更新，并開(kāi)始第二存儲(chǔ)部件的臨時(shí)機(jī)器坐標(biāo)的更新。
7.一種數(shù)字控制器，其具有在保持作為被控目標(biāo)的機(jī)器運(yùn)動(dòng)軸為一固定狀態(tài)時(shí)檢查加工程序的功能，所述控制器包括運(yùn)動(dòng)速度指令單元，用于輸出一指令，以設(shè)定運(yùn)動(dòng)軸的最大速度；運(yùn)動(dòng)量計(jì)算單元，用于根據(jù)從所述運(yùn)動(dòng)速度指令單元輸出的指令，分析加工程序以計(jì)算運(yùn)動(dòng)軸的運(yùn)動(dòng)量；加速/減速處理單元，用于根據(jù)一設(shè)定的時(shí)間常數(shù)執(zhí)行由所述運(yùn)動(dòng)量計(jì)算單元計(jì)算得到的運(yùn)動(dòng)量的加速/減速處理；加速/減速處理無(wú)效單元，用于使所述加速/減速處理單元無(wú)效；更新單元，用于以所述運(yùn)動(dòng)量計(jì)算單元計(jì)算得到的運(yùn)動(dòng)軸的運(yùn)動(dòng)量來(lái)更新機(jī)器坐標(biāo)，并存儲(chǔ)該更新后的機(jī)器坐標(biāo)；和檢查單元，用于基于存儲(chǔ)的機(jī)器坐標(biāo)來(lái)檢查機(jī)器的運(yùn)動(dòng)區(qū)域。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的數(shù)字控制器，其中，所述運(yùn)動(dòng)量計(jì)算單元包括用于分析加工程序的加工程序分析部件，用于執(zhí)行分析過(guò)的加工程序的單個(gè)塊的塊處理部件，和用于在加工程序中執(zhí)行運(yùn)動(dòng)指令的插補(bǔ)以獲得運(yùn)動(dòng)量的插補(bǔ)處理部件，其中，所述插補(bǔ)處理部件根據(jù)所述運(yùn)動(dòng)速度指令單元指令的最大速度，計(jì)算運(yùn)動(dòng)量。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的數(shù)字控制器，其中，所述更新單元包括第一存儲(chǔ)部件，用于存儲(chǔ)利用運(yùn)動(dòng)軸的反饋量和所述插補(bǔ)處理部件計(jì)算得到的運(yùn)動(dòng)量通過(guò)運(yùn)動(dòng)軸的實(shí)際運(yùn)動(dòng)更新的機(jī)器坐標(biāo)，和第二存儲(chǔ)部件，用于存儲(chǔ)利用所述插補(bǔ)處理部件計(jì)算得到的運(yùn)動(dòng)量不通過(guò)運(yùn)動(dòng)軸的實(shí)際運(yùn)動(dòng)更新的臨時(shí)機(jī)器坐標(biāo)，其中，所述檢查單元至少基于存儲(chǔ)在所述第二存儲(chǔ)部件中的臨時(shí)機(jī)器坐標(biāo)檢查運(yùn)動(dòng)區(qū)域。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的數(shù)字控制器，其中，所述更新單元響應(yīng)來(lái)自所述加速/減速處理無(wú)效單元的指令，停止所述第一存儲(chǔ)部件的機(jī)器坐標(biāo)的更新，并開(kāi)始第二存儲(chǔ)部件的臨時(shí)機(jī)器坐標(biāo)的更新。
全文摘要
一數(shù)字控制器，它能夠在機(jī)器鎖定狀態(tài)執(zhí)行程序檢查的期間進(jìn)行行程限制檢查，它能縮短程序檢查所需的時(shí)間。該數(shù)字控制器具有在保持作為被控目標(biāo)的機(jī)器運(yùn)動(dòng)軸為一固定狀態(tài)時(shí)檢查程序的功能，其包括運(yùn)動(dòng)量計(jì)算單元，用來(lái)分析程序以計(jì)算機(jī)器運(yùn)動(dòng)軸的移動(dòng)量，和更新單元，用來(lái)以由該運(yùn)動(dòng)量計(jì)算單元計(jì)算得到的運(yùn)動(dòng)軸的運(yùn)動(dòng)量來(lái)更新機(jī)器坐標(biāo)，并保存該更新后的機(jī)器坐標(biāo)，其中，基于存儲(chǔ)的機(jī)器坐標(biāo)檢查運(yùn)動(dòng)區(qū)域。因此，即使在機(jī)器鎖定狀態(tài)，機(jī)器坐標(biāo)也被計(jì)算出來(lái)，從而允許在程序檢查期間執(zhí)行行程限制檢查。
文檔編號(hào)B23Q15/00GK1722034SQ20051007758
公開(kāi)日2006年1月18日 申請(qǐng)日期2005年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月18日
發(fā)明者弦間榮治, 持田武志 申請(qǐng)人:發(fā)那科株式會(huì)社