專利名稱：數(shù)字控制器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于控制機床的數(shù)字控制器，特別涉及在重復相同操作模式進行加工時采用的執(zhí)行學習控制功能的數(shù)字控制器。
背景技術：
在例如由數(shù)字控制器控制的機床的工作的機器中，響應重復發(fā)出的相同操作模式的命令執(zhí)行加工等時，作為現(xiàn)有的方法，執(zhí)行學習控制以提高加工精度，其中控制偏差收斂接近于零。在這個方法中，重復地命令相同操作模式，并且存儲器預先存儲基于倒數(shù)第二個操作模式周期中的每個控制周期的位置偏差獲得的校正數(shù)據(jù)。通過將存儲在存儲器中相應于倒數(shù)第二個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)。
在另一個開發(fā)的方法(JP2004-227163A)中，在加工程序中預先提供學習控制開始命令和學習控制結束命令，從而學習控制可以應用于連續(xù)加工多個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)出學習控制開始命令到發(fā)出學習控制結束命令的時間間隔期間應用學習控制。基于在該時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。
該學習控制是基于重復地發(fā)出相同操作模式的命令的假設和基于為每個給定控制周期輸出這個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)第二個操作模式周期中的每個控制周期的命令是相同的，并且基于倒數(shù)第二個操作模式周期的位置偏差獲得該校正數(shù)據(jù)。通過將相應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始之后的每個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，則學習控制沒有意義并且位置偏差不能收斂。
在發(fā)出學習控制開始命令至發(fā)出學習控制結束命令的時間間隔期間涉及改變該操作模式的任何命令的情況下，不能應用該學習控制。如果使用該學習控制，則這些命令必須刪除。如果在上述的開始至結束時間間隔期間執(zhí)行基于改變操作模式的命令和輸入信號的操作，該學習控制有時可能導致該校正數(shù)據(jù)不能加到該位置偏差上，從而反而引起一些錯誤的加工和操作。
然而，在常規(guī)上，假設在該學習控制間隔期間不能輸入改變操作模式的任何命令或信號，根本沒有檢查這個學習控制間隔。因此，由錯誤的加工程序或不適合的信號輸入可能導致錯誤的切割等。

發(fā)明內容
本發(fā)明提供一種數(shù)字控制器，能夠對改變操作模式的命令或信號的輸入檢查學習控制執(zhí)行間隔。
本發(fā)明的數(shù)字控制器控制伺服馬達來操作機器，并且具有學習控制功能，以在重復執(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)明的一個方面，該數(shù)字控制器包括監(jiān)視裝置，用于監(jiān)視從學習控制的開始至結束的程序命令和輸入信號，以檢測不適合學習控制的程序命令或輸入信號，使得該操作模式改變；和停止裝置，在由所述監(jiān)視裝置檢測到不適合學習控制的程序命令或輸入信號時，執(zhí)行中止機器操作的告警—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)視從學習控制的開始至結束的程序命令和輸入信號，以便檢測到不適合學習控制的程序命令或輸入信號，使得該操作模式改變；和停止裝置，在由所述監(jiān)視裝置檢測不適合學習控制的程序命令或輸入信號時，執(zhí)行暫停機器操作的保持進給停止(feed-hold stop)。
根據(jù)上述配置，可以自動檢查加工程序，以確定在學習控制期間是否輸入改變執(zhí)行時間和改變操作模式的命令或信號，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)明一個實施例的數(shù)字控制器執(zhí)行的學習控制的伺服控制的示意方框圖；
圖2是顯示學習控制裝置的詳細方框圖；和圖3是顯示由根據(jù)本發(fā)明一個實施例的數(shù)字控制器執(zhí)行的程序檢查處理的流程圖。
具體實施例方式
圖1是顯示施加由根據(jù)本發(fā)明一個實施例的數(shù)字控制器執(zhí)行的學習控制的伺服控制的示意方框圖?；诩庸こ绦?，數(shù)字控制器1輸出位置命令給驅動控制被驅動元件9的伺服馬達7的伺服控制部。在該伺服控制部中，響應該位置命令對每個給定控制周期反饋控制該位置、速度和電流，從而伺服馬達7被驅動以驅動控制。
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被驅動元件9的運動位置的位置檢測器11反饋的當前位置，從而獲得位置偏差。在位置控制部3中，通過將該位置偏差乘以位置環(huán)路增益獲得速度命令。此外，通過從該速度命令中減去從速度檢測器10反饋的實際速度獲得速度偏差，速度檢測器10固定在伺服馬達7并用于檢測其速度。在速度控制部4中，通過執(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，通過從電流命令中減去電流放大器6反饋的驅動電流獲得電流偏差，并且在電流控制部5中執(zhí)行電流環(huán)路控制。伺服馬達7是由電流放大器6驅動地控制，而被驅動元件9由傳送機構8驅動。
如果從加工程序中讀出學習控制開始命令，數(shù)字控制器1開始學習控制。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)生和存儲校正數(shù)據(jù)。執(zhí)行這個學習控制處理直至讀出學習控制結束命令。
圖2的學習控制裝置2的詳細方框圖。這個學習控制裝置2包括帶限濾波器21，用于存儲該校正數(shù)據(jù)的學習存儲裝置22，和用于補償被控目標的相位延遲和增益減小的動態(tài)特性補償元件23。此外，學習控制裝置2包括用于開始和終止該學習控制的開關24和25。學習存儲裝置22裝備與控制周期一樣多的存儲器，在控制周期中為要學習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)量可以響應該學習控制開始命令進行設置。如果不設置該給定控制周期數(shù)，可以對第一循環(huán)設置足夠大的值，從而可以在第一循環(huán)的開始命令和結束命令之間的時間間隔(給定控制周期的計數(shù))期間安排給定控制周期數(shù)。此外，當校正數(shù)據(jù)傳送至或者從主控制設備的存儲單元傳來時，可以同時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和T，則學習存儲裝置22裝備L/T個存儲器。
當學習控制開始命令從數(shù)字控制器1輸出時，開關24和25閉合，從而學習控制裝置2獲取每個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。存儲在學習存儲裝置22中的最舊的校正數(shù)據(jù)加到這個位置偏差，而該結果數(shù)據(jù)在帶限濾波器21中進行處理并存儲在學習存儲裝置22中作為校正數(shù)據(jù)。此外，從學習存儲裝置22獲取的最舊的校正數(shù)據(jù)由動態(tài)特性補償元件23對被控目標的相位延遲和增益減小進行補償。該結果的校正數(shù)據(jù)通過開關25加到該位置偏差并輸入該位置控制部3。通過加上該校正數(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輸出學習控制結束命令以關閉開關24和25。因此，學習存儲裝置22以相同命令模式間隔存儲每個位置/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)行學習控制。如果學習存儲裝置22裝備L/T個存儲器，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，從而在學習控制開始之后第一學習存儲器裝載第一控制周期的校正數(shù)據(jù)，第二學習存儲器裝載第二控制周期的校正數(shù)據(jù)，和第n學習存儲器裝載第n控制周期的校正數(shù)據(jù)。當進入相同命令模式的下一個學習控制間隔時，該校正數(shù)據(jù)加載到對應于類似方法相關的控制周期的學習存儲器中，并讀出之前存儲的校正數(shù)據(jù)和用該位置偏差進行校正。因此，在該學習控制開始之后，在第一學習控制周期中存儲在第一學習存儲器中的該校正數(shù)據(jù)加到該位置偏差，在第二學習控制周期中讀出存儲在第二學習存儲器中的該校正數(shù)據(jù)并加到該位置偏差，而在第n學習控制周期中存儲在第n學習存儲器中的該校正數(shù)據(jù)加到該位置偏差。
然而，在相關的學習控制間隔期間，如果該加工程序包含改變執(zhí)行時間和變化操作模式的命令，例如，與PC等相關的輔助功能命令，或輸入超越控制信號(override signal)、保持進給(feed hold)停止信號和反饋速度的單個阻塞信號(single block signal)，則存儲在學習存儲器中的校正數(shù)據(jù)和學習控制間隔中的控制周期之間的關系被破壞了。結果，對于該命令，相應的校正數(shù)據(jù)不能加到位置偏差，從而改變操作模式，導致錯誤切割。
因此，本發(fā)明構配置為檢查該學習控制間隔的改變操作模式的命令或信號的輸入。
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造，而其新穎性在于它裝備圖3所示的用于檢查學習控制間隔信號或命令的軟件，使得該加工程序可以通過執(zhí)行該軟件來檢查。因為數(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的處理器開始圖3中顯示的處理。從加工程序的頂部讀出一個命令塊(步驟S1)并確定所讀塊的命令是學習控制開始命令(步驟S2)或學習控制結束命令(步驟S3)。如果該命令不是它們中任一個，確定指示學習控制的執(zhí)行的標記F是否設置為1(步驟S4)。如果該標記F不設置為1，過程前進至步驟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束命令(步驟S8)。如果該命令不是結束命令，過程返回至步驟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。當讀出學習控制開始命令時，過程從步驟S2前進至步驟S9，在該步驟標記被設置為1。從而過程前進至步驟S5，在該步驟確定在學習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，確定在學習處理期間是否輸入不適合信號(步驟S6)。因此，如上所述，確定是否輸入變化操作模式的信號，例如超越控制信號(overridesignal)、保持進給停止信號、單個阻塞信號等。如果也沒有輸入不適合信號，則執(zhí)行所讀塊命令(步驟S7)。如果程序沒有終止(步驟S8)，則過程返回步驟S1。
在標記F設置為1之后，過程從步驟S4前進至步驟S5，其中在學習處理期間輸入一不適合命令或信號。如果沒有輸入不適合命令，則執(zhí)行所讀塊命令。如果該程序沒有終止，則過程返回步驟S1。之后，重復地執(zhí)行步驟S1至步驟S8的處理，從而讀出學習控制結束命令。
如果讀出學習控制技術命令，過程從步驟S3前進至步驟S10，在該步驟設置標記F為0。從而過程前進至步驟S7。
因為標記F設置為0，之后執(zhí)行步驟S1至S4和步驟S7至S8的處理。當再次讀出學習控制開始命令時，標記F被設置為1，且執(zhí)行處理以確定在學習處理期間是否輸入不適合命令或信號。然后，如果讀出程序結束命令(步驟S8)，則程序檢查處理終止。
另一方面，如果在步驟S5和S6斷定在學習控制間隔期間輸入了任何不適合命令或信號，則過程前進至步驟S11，在該步驟確定是否預先設置告警-停止模式。如果設置了告警-停止模式，發(fā)出告警-停止信號來中止操作，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，該消息為通過告警停止在學習處理期間輸入的不適合命令或信號。此外，使學習控制無效，清除存儲在學習控制裝置22的學習存儲裝置22中的所有校正數(shù)據(jù)，且標記F設置為0(步驟S12)，從而這個程序檢查處理終止。
另一方面，如果沒有設置告警停止模式，則過程從步驟S11前進至步驟S13，在該步驟執(zhí)行保持進給停止以暫停該機器操作，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習處理期間輸入的不適合命令或信號。此外，使學習控制無效，清除存儲在學習控制裝置2的學習存儲裝置22中的所有校正數(shù)據(jù)，且標記F設置為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習控制間隔中輸入不適合命令或信號，使得在學習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的影響的消息，無效學習控制，且清除學習控制的所有校正數(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習控制引起的錯誤切割的原因。
權利要求
1.一種用于控制伺服馬達操作機器的數(shù)字控制器，具有學習控制功能，在重復執(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)行相同操作模式時的位置偏差，所述數(shù)字控制器包括監(jiān)視裝置，從該學習控制的開始至結束監(jiān)視程序命令和輸入信號，以便檢測不適合該學習控制的程序命令或輸入信號，使得操作模式改變；和停止裝置，當由所述監(jiān)視裝置檢測不適合該學習控制的程序命令或輸入信號時，執(zhí)行中止該機器操作的告警停止。
2.一種用于控制伺服馬達操作機器的數(shù)字控制器，具有學習控制功能，在重復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，從學習控制的開始至結束監(jiān)視程序命令和輸入信號，以便檢測到不適合該學習控制的程序命令或輸入信號，使得該操作模式改變；和停止裝置，當由所述監(jiān)視裝置檢測到不適合學習控制的程序命令或輸入信號時，執(zhí)行停止該機器操作的保持進給停止。
全文摘要
一種數(shù)字控制器能夠檢查學習控制執(zhí)行間隔的變化操作模式的命令或信號的輸入。在讀出學習控制開始命令之后，數(shù)字控制器順序讀出加工程序且設置標記F為1，直至讀出學習控制結束命令為止。在標記F設置為1的學習控制間隔期間，確定是否在學習處理期間輸入變化操作模式的不適合命令或信號。如果斷定輸入了這樣的命令或信號，則執(zhí)行告警停止或保持進給停止，顯示停止的原因并且無效學習控制。如果在學習處理期間輸入了任何不適合命令或信號，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，可以防止由于學習控制而引起的錯誤切割等。
文檔編號G05B19/404GK1815394SQ20061000332
公開日2006年8月9日 申請日期2006年2月5日 優(yōu)先權日2005年2月2日
發(fā)明者細川匡彥, 佐野雅文, 牧野巖 申請人:發(fā)那科株式會社