具备对压力控制和位置控制进行切换的功能的数值控制装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种具备对压力控制和位置控制进行切换的功能的数值控制装置。在数值控制装置的位置控制的同步指令中，当从伺服控制部通知向压力控制的切换时，暂停同步的指令，切换为压力控制的指令。然后，在要从压力控制返回位置控制时，重新开始之前暂停的位置控制的同步指令，将直到实际位置的移动指令一举输出，由此从压力控制转移到位置控制。由此，通过使实际速度与伺服控制部的位置控制下的速度一致，减小从压力控制向位置控制切换时产生的震动。
【专利说明】具备对压力控制和位置控制进行切换的功能的数值控制装
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种控制机床的数值控制装置，尤其是具备对压力控制和位置控制进行切换的功能的数值控制装置。
【背景技术】
[0002]例如像在日本特开2008-40886号公报中所公开的那样，使用进行压力反馈控制得到的指令和进行位置反馈控制得到的指令中的数值小的指令，自动地对压力控制和位置控制进行切换来控制伺服电动机的数值控制装置为公知的技术。
[0003]在具有伺服控制部和数值控制部的数值控制装置中，伺服控制部通过在进行压力反馈控制得到的指令与进行位置反馈控制得到的指令中选择指令值小的指令，自动地对压力控制与位置控制进行切换，来控制伺服电动机。另一方面，该数值控制部基于NC程序向所述伺服控制部输出位置指令及压力指令。并且，该数值控制部在执行基于位置控制的同步指令的过程中，在从所述伺服控制部通知了切换为压力控制时，结束位置控制的指令。其后，要从压力控制返回位置控制时，读取在压力控制中累积的位置偏差量，执行抵消该位置偏差量的指令来从压力控制转移到位置控制。
[0004]说明在使用压力机进行压力动作时，通过伺服电动机进行夹入压力轴和板金的压力控制的模具缓冲装置的动作。
[0005](1)如果压力轴(主动轴)靠近过来，模具缓冲轴(从动轴)在其位置同步地进行躲避动作。
[0006](2)在压力轴(主动轴)接触后，对模具缓冲轴(从动轴)进行压力控制，结束同步指令。
[0007](3)压力轴(主动轴)在一定的压力下移动到下死点。
[0008](4)在下死点通过抵消在压力控制中累积的位置偏差量，从压力控制转移到位置控制。
[0009](5)如果压力轴(主动轴)离开，模具缓冲轴(从动轴)在位置控制下移动到待机位置。
[0010]另外，在该模具缓冲器中使用的数值控制装置的伺服控制部比较通过压力反馈控制求出的速度指令和通过位置反馈控制求出的速度指令，选择指令值小的一方，由此自动地对压力控制与位置控制进行切换来进行控制。
[0011]在模具缓冲装置中，为了实现模具缓冲器的动作，制作如图16所示的NC程序，使模具缓冲器用数值控制装置来执行。
[0012]图16所示的程序例中，“00001”为程序编号，“N1至N8”为顺序编号，并且“G100”为压力指令，“Q □ □ ”为压力的指定值，“G200”为同步指令，“P □ □ ”为同步数据指令，“WHILE”为宏语句的重复，“[□□]”为条件语句为公共变量、“EQ”为等于，“D01”为重复的开始位置，“END1”为重复的结束位置，“G91”为增量指令，“G01”为直线插补指令，“X □ □ ”为指令位置，“F □ □ ”为移动速度，“G04”为暂停(停止)指令，在用代码P表示的时间(1000)保持此时的状态，“G90”为绝对值指令，“M30”为程序结束的指令。
[0013]在顺序编号N1的程序块中指定所期望的压力值(Q10)，在顺序编号N2的程序块中根据预先登录的同步数据(P100)执行同步指令(参照图17)。在该同步指令中，在压力轴(主动轴)的指定的区间内，根据对主动轴位置预先定义的从动轴的同步指令路径,求出与主动轴的当前位置对应的从动轴的位置，向该求出的从动轴的位置进行定位。当压力轴(主动轴)与模具缓冲轴(从动轴)接触时，伺服控制部向压力控制进行切换，执行确保希望的压力的控制。
[0014]如果从伺服控制部通知了向压力控制的切换，则数值控制部结束顺序编号N2的程序块，在顺序编号N3的程序块中直到变量#100成为0以外的值为止，重复顺序编号N3的程序块和顺序编号N4的程序块。其后，如果压力轴(主动轴)移动到下死点,对变量#100输入0以外的值。此时，NC程序执行顺序编号N5的程序块。
[0015]在顺序编号N5的程序块中，通过变量#5101读出在伺服控制部的误差计数器中累积的位置偏差量，通过指令使该读出的位置偏差量的符号反转的值，使累积的位置偏差量为0。由此，伺服控制部从压力控制返回位置控制。在顺序编号N6的程序块中，在通过P100的指令暂停1秒后，数值控制部执行顺序编号N7的程序块，在位置控制下返回待机位置。
[0016]图18和图19表示现有技术的压力模具缓冲器动作的位置与时间的关系。
[0017]在现有技术的模具缓冲器动作中，如之前的模具缓冲装置的动作(4)中所示，进行读出并抵消位置偏差量的动作。该位置偏差量是根据来自数值控制部的指令与来自伺服控制部的位置反馈求出的。但是，当从数值控制部读出该位置偏差量时，读出稍稍靠前时刻的信息(位置偏差量)。此外，还会在收受该读出的信息(数据)时产生延迟。由于这些延迟，会导致无法抵消与延迟时间相应的移动量，如图19所示，在从压力控制返回位置控制时，由于残余的位置偏差量发生震动。
[0018]S卩，在从压力控制向位置控制转移时，因为执行读出并抵消位置偏差量的指令，所以产生延迟。在此，所谓延迟是指位置偏差量的时间上的延迟和读出该位置偏差量的延迟的总和。作为存在延迟的结果，无法抵消与延迟相应的移动量，在返回位置控制时产生震动。
【发明内容】
[0019]因此，本发明是鉴于上述现有技术问题而提出的，其目的在于提供一种能够降低从压力控制向位置控制切换时的震动的具有对压力控制与位置控制进行切换的功能的数值控制装置。
[0020]本发明在数值控制装置的位置控制的同步指令过程中，当从伺服控制部通知了向压力控制的切换时，暂停同步的指令，进行向压力控制的指令的切换。其后，在要从压力控制返回位置控制时，再次开始之前暂停的位置控制的同步指令，一举输出直到实际位置的指令，从压力控制转移到位置控制。
[0021]本发明的数值控制装置是具备切换压力控制和位置控制的功能的数值控制装置，具备:伺服控制部，其通过选择进行位置的反馈控制得到的指令与进行压力的反馈控制得到的指令中的指令值小的指令，自动地切换位置控制和压力控制来控制伺服电动机；以及数值控制部，其为了执行使从动轴的位置同步追踪主动轴的位置的位置控制，求出相对于主动轴的位置的从动轴的位置，并将该从动轴的位置指令输出给所述伺服控制部。然后，所述伺服控制部向所述数值控制部通知是位置控制中还是压力控制中。此外，所述数值控制部在执行位置控制过程中，当从所述伺服控制部通知了从位置控制切换为压力控制时，求出从动轴相对于所述主动轴的位置，同时置为停止向所述伺服控制部输出所述从动轴的位置指令的同步暂停状态，当所述主动轴或所述从动轴在预定的位置、或者预定的定时，重新开始所述从动轴的位置指令的输出，由此重新开始位置控制。
[0022]所述数值控制部能够在重新开始输出所述从动轴的位置指令时，根据所述主动轴的速度缓缓输出所述从动轴到同步指令路径的指令移动量。
[0023]所述数值控制部能够指定从压力控制切换为位置控制的主动轴的位置，根据该指定的主动轴的切换位置决定所述从动轴的位置指令的重新开始位置，在该决定的重新开始位置重新开始输出所述从动轴的位置指令。
[0024]根据本发明，能够提供一种具备对压力控制和位置控制进行切换的功能的数值控制装置，其通过使实际速度与伺服控制部的位置控制下的速度一致，降低从压力控制向位置控制切换时的震动。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]通过参照附图对以下的实施例进行说明，本发明的上述以及其他目的和特征会更为清楚。在各图中:
[0026]图1是说明模具缓冲器装置的图。
[0027]图2是说明本发明的数值控制装置的概略结构的框图，该数值控制装置控制图1的模具缓冲装置。
[0028]图3是说明由图2的数值控制装置控制的压力模具缓冲器动作的第1例的时间与位置的关系的图。
[0029]图4是用于执行图3所示的压力控制的、向驱动模具缓冲部件的伺服电动机进行指令的NC程序例子。
[0030]图5是说明压力模具缓冲器动作的第1例中的从压力控制向位置控制切换时的模具缓冲器的速度指令的图。
[0031]图6是说明由图2中的数值控制装置控制的压力模具缓冲器动作的第2例中，在轴移动过程中在下死点以外，模具缓冲轴离开压力轴，在位置控制下进行动作的情况的图。
[0032]图7是说明在图6所示的动作中，模具缓冲轴从移动过程中突然停止，模具缓冲器发生震动的图。
[0033]图8是说明压力模具缓冲器动作的第2例中的时间与位置的关系的图。
[0034]图9是说明压力模具缓冲器动作的第2例中的从压力控制向位置控制切换时的模具缓冲器的速度指令的图。
[0035]图10是说明由图2中的数值控制装置控制的压力模具缓冲器动作的第3例的时间与位置的关系的图。
[0036]图11是说明压力模具缓冲器动作的第3例中的从压力控制向位置控制切换时的模具缓冲器的速度指令的图。[0037]图12是说明压力模具缓冲器动作的第1例、第2例、第3例中共通的位置控制与压力控制的切换控制处理的算法(前半)的流程图。
[0038]图13是说明压力模具缓冲器动作的第1例中的位置控制与压力控制的切换控制处理的算法(后半)的流程图(接续图12的流程图)。
[0039]图14是说明压力模具缓冲器动作的第2例中的位置控制与压力控制的切换控制处理的算法(后半)的流程图(接续图12的流程图)。
[0040]图15是说明压力模具缓冲器动作的第3例的位置控制与压力控制的切换控制处理的算法(后半)的流程图(接续图12的流程图)。
[0041]图16是说明实现模具缓冲器动作的NC程序一例的图。
[0042]图17是说明主动轴位置与从动轴位置的关系的示意图。
[0043]图18是说明现有技术的压力模具缓冲器动作的位置与时间关系的图。
[0044]图19是说明从压力控制向位置控制切换时的模具缓冲器的速度指令的示意图。
【具体实施方式】
[0045]首先，参照附图1对模具缓冲器装置进行说明。
[0046]金属模具由上模具1和下模具2构成，下模具2固定在压力机床的基座(图中未显示)上，上模具(压力)1与下模具2相向地固定在压力轴上。压力轴由使用电动机或液压、气压的压力轴驱动源进行驱动，以一定方式驱动锁紧轴(上模具1)使其上下移动。
[0047]下模具2 —侧设有多个模具缓冲部件6，该模具缓冲部件6由各个的伺服电动机Md在图1的箭头方向上进行驱动。模具缓冲部件6以及模具缓冲器用伺服电动机Md在图1中显示为设置2组，也可以设置为3组、4组等多组，或者将多个模具缓冲部件6连结为一体由1个模具缓冲器用伺服电动机进行驱动。该模具缓冲器用伺服电动机Md由模具缓冲器用数值控制装置5进行驱动控制。
[0048]作为压力加工对象的板金(工件)3放置在模具缓冲部件6上、配置在下模具2的上面。另外，在下模具2中设置有检测在该板金(工件)3上施加的压力的压力传感器4，该压力传感器4检测出的压力信号被反馈给模具缓冲器用的数值控制装置5。并且，另外还设有检测上模具(压力)1的位置、即压力轴的位置的限位开关等位置传感器7，把该位置传感器的输出也输入到模具缓冲器用的数值控制装置5。
[0049]这里，使用图2对模具缓冲器用的数值控制装置5进行说明。
[0050]数值控制装置5大体分为数值控制部10和伺服控制部20。向该数值控制部10输入从位置传感器7输出的传感器信号。数值控制部10包含NC程序11、程序解析处理部
12、程序块处理部13、以及位置/压力指令/分配/加减速处理部14。程序解析处理部12依次读取出NC程序11的各程序块的指令并进行解析，转换为执行数据后存储在程序块处理部13中。
[0051]位置/压力指令/分配/加减速处理部14从程序块处理部13中读取出各程序块的执行数据，基于读取出的执行数据，执行位置指令中的移动量分配处理及其加减速处理，将每个分配周期的移动量作为位置指令输出给伺服控制部20。另外对于压力指令，把指令的压力作为压力指令值输出给伺服控制部20。
[0052]位置/压力指令/分配/加减速处理部14包含程序块结束判断部14a。该程序块结束判断部14a中，判断是否已经将当前执行中的1程序块的指令中的位置指令的移动量全部传送给伺服控制部，如果判断已全部传送给伺服控制部，则将程序块处理结束(即当前执行中的程序块中的指令已完成执行)通知给程序块处理部13。收到了该程序块完成通知的程序块处理部13将下一个程序块的指令的执行数据传递给位置/压力指令/分配/加减速处理部14，来执行下一个程序块。
[0053]另一方面，伺服控制部20包含构成位置回路控制部的误差计数器21、位置增益Kp部22、比较器23、速度控制部24、电流控制部25、以及构成压力控制部的压力增益部26。
[0054]误差计数器21根据数值控制部10指令的位置指令和来自设在伺服电动机等中的位置/速度检测器的位置反馈计算位置偏差。将计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，根据从数值控制部10输出的压力指令和来自压力传感器4的压力反馈计算出压力偏差，将计算出的压力偏差乘以压力增益Kf来求出基于压力控制的速度指令B。
[0055]比较器23比较位置控制的速度指令A和压力控制的速度指令B，选取速度指令A和速度指令B中小的一方，作为向速度控制部24的速度指令。速度控制部24中，根据该速度指令和来自速度检测器(图中未显示)的速度反馈进行速度反馈控制，求出转矩指令，驱动控制伺服电动机。
[0056]如上所述，数值控制装置5通过比较器23比较位置控制的速度指令A和压力控制的速度指令B，选择其中小的指令切换位置控制或者压力控制来执行(即，速度指令A >速度指令B时选择速度指令B，切换到压力控制)，将比较器23的比较结果(即，是将控制切换为位置控制实施还是切换为压力控制实施)通知给数值控制部10。
[0057]以下对于切换上述数值控制装置5的位置控制与压力控制来驱动控制模具缓冲器用伺服电动机Md的压力模具缓冲器动作的几个例子进行说明。
[0058]以下使用图3至图5对压力模具缓冲器动作的第1例进行说明。
[0059]图3说明压力模具缓冲器动作的时间与位置的关系。
[0060]在模具缓冲器中使用的模具缓冲器用数值控制装置5的伺服控制部20比较通过位置的反馈控制求出的速度指令A和通过压力的反馈控制求出的速度指令B，选择这些速度指令的指令值小的一方来自动切换压力控制和位置控制来进行控制。
[0061]现有技术中，当压力轴(主动轴)与模具缓冲轴(从动轴)接触，伺服控制部切换为压力控制时，数值控制部10结束同步指令，执行下一个程序块的指令。与此相对，在该压力模具缓冲器动作例中，不结束同步指令而是“暂停”。该同步指令“暂停”是指在NC程序中仍作为正在执行同步指令程序块，能够重新开始同步指令的状态(参照图13的步骤al5至 al8)。
[0062]在该状态下压力轴(上模具1)移动到下死点时，数值控制部10重新开始暂停的同步指令。压力轴(上模具1)移动到下死点的情况，例如可以通过从位置传感器7获得的上模具1的位置信息来得知。关于同步指令，因为将通过同步数据定义的路径中的直到与压力轴(上模具1)的当前位置对应的模具缓冲轴的位置的移动量一举输出，因此可以无延迟地发出指令。由此，在下死点模具缓冲轴按照同步指令路径进行动作时，因为模具缓冲轴的实际位置和同步指令的指令位置一致，所以通过同步指令消除了位置偏差量，不会产生震动地从压力控制向位置控制进行切换。[0063]图4是用于执行这样的压力控制的、向驱动模具缓冲部件6的伺服电动机Md进行指令的NC程序例子。
[0064]“00001”为程序编号，“N1至N5”为顺序编号，“G100”为压力指令，“Q □□”为压力指定值，“G200”为同步指令，“P □ □ ”为同步数据指令，“G04”为暂停(停止)指令，在代码P表示的时间(1000)保持该时刻的状态，“G90”为绝对值指令，“M30”为程序结束的指令。
[0065]在顺序编号N1的程序块中指定所期望的压力值(Q10)，在顺序编号N2的程序块中根据预先登录的同步数据(P100)执行同步指令(参照图17)。该同步指令中，在压力轴即主动轴的指定的区间内，根据与主动轴位置对应地预先定义的从动轴的同步指令路径，求出与主动轴的当前位置对应的从动轴的位置，并将从动轴位置向其位置进行定位。当压力轴(主动轴)与模具缓冲轴(从动轴)接触时，伺服控制部向压力控制进行切换，执行保证所期望的压力的控制。
[0066]在该状态下压力轴(上模具1)移动到下死点时，数值控制部10重新开始暂停中的同步指令。压力轴(上模具1)移动到下死点的情况，例如可以通过从位置传感器7获得的上模具1的位置信息得知。关于同步指令，因为将通过同步数据定义的路径中的直到与压力轴(上模具1)的当前位置对应的模具缓冲轴的位置的移动量一举输出，因此可以无延迟地发出指令。由此，在下死点模具缓冲轴按照同步指令路径进行动作时，模具缓冲轴的实际位置和同步指令的指令位置一致，因此通过同步指令消除了位置偏差量，不会产生震动地从压力控制向位置控制进行切换。
[0067]随后，在顺序编号N3的程序块中通过P1000的指令在暂停1秒后(时刻d至时刻e)，执行顺序编号N4的程序块，在位置控制下返回待机位置(时刻e以后)。
[0068]图3表示执行该NC程序驱动伺服电动机Md控制模具缓冲部件6时的主动轴(上模具1)与从动轴(模具缓冲部件6)的位置关系。图3的横轴是时间，纵轴是位置。另外，实线是上模具(压力)1的位置，点划线是模具缓冲部件6的指令位置，虚线是模具缓冲部件6的实际位置(位置反馈值)。在时刻d之前预先设定为同步指令路径(粗实线)。时刻d至时刻e为暂停期间，时刻e是开始返回初始位置的时刻。
[0069]将模具缓冲部件6保持在(受到位置控制)压力开始位置即待机位置“300”。
[0070]在开始执行图4的(程序编号00001的)NC程序后，执行顺序编号为N1的“G100Q10”，从数值控制部10向伺服控制部20输出Q = 10的压力指令，接着执行顺序编号为N2的“G200P100”，数值控制部10基于预先登录的同步数据(P100)执行同步指令。
[0071]上模具(压力)1下降，把从位置传感7输出的传感器信号(检测信号)输入给数值控制装置5 (数值控制部10)，当检测到时间a的点时，数值控制装置5的数值控制部10开始基于同步指令的移动。
[0072]在伺服控制部20的比较器23中，比较位置控制的速度指令A和压力控制的速度指令B，最初由于上模具(压力)1没有与板金3接触，所以来自压力传感器的反馈值小压力偏差大，因此速度指令B大。另一方面，在最初的阶段，模具缓冲部件6保持在压力开始位置，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，最初执行基于位置控制的同步指令，由此与上模具(压力)1的位置和速度对应地驱动伺服电动机Md，模具缓冲部件6从时间点a的点开始下降。[0073]如图3所示，上模具(压力)1向下模具2的方向移动的速度比下模具2的移动速度快，因此在上模具(压力)1追赶上板金3以及模具缓冲部件6的时间b点，与下模具2发生碰撞。并且，因为位置偏差变大而压力偏差变小，所以压力控制的速度指令B变得比位置控制的速度指令A小，因此从位置控制的速度指令切换为压力控制的速度指令。通过从比较器23发送给数值控制部10的作为比较结果的信号，向数值控制部10传达从位置控制的速度指令切换为压力控制的速度指令的信息(比较结果)。此时的压力指令是在顺序编号N1的程序块中指令的Q = 10，因此执行压力控制以便与该压力Q = 10 —致。
[0074]数值控制部10当从伺服控制部20的比较器23接收到比较结果时，不结束同步指令而是暂停。如上所述，同步指令暂停是指在NC程序中仍作为正在执行同步指令程序块，能够重新开始同步指令的状态。
[0075]其后，上模具(压力)1到达最下点，模具缓冲部件6也到达最下点，在上模具(压力)1变为停止状态的时间c (参照图3)，解除同步指令的暂停，转移到能够重新开始同步指令的状态。如此，例如能够根据主动轴的位置判断同步指令的重新开始。
[0076]通过重新开始同步指令，从数值控制部10的位置/压力指令/分配/加减速处理部14向伺服控制部20输出输出移动量，误差计数器20的位置偏差为0或极小的值，因此切换为位置控制，根据同步指令伺服电动机Md(模具缓冲部件6)停留在指令的位置(下死点)，成为停止状态。
[0077]图5是说明从压力控制切换为位置控制时模具缓冲器的速度指令的图。
[0078]时刻c以前，压力控制的速度指令(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按照压力控制的速度指令控制从动轴(模具缓冲部件6)，在时间T1以后(图3中为到达下死点的时刻c)，位置控制的速度指令(速度指令A)比压力控制的速度指令(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从动轴(模具缓冲部件6)。
[0079]当重新开始同步指令时，进行位置控制以使下模具2 (从动轴)沿着同步指令路径移动。例如，可以根据主动轴(上模具(压力)1)的位置(从位置传感器输出的传感器信号)判断是否沿着同步指令路径继续进行移动控制。图3中表示了到时刻d为止沿着同步指令路径执行下模具2 (从动轴)的移动控制。
[0080]在暂停(停止)指令代码P所示的时间(1000)保持此时的状态。之后，执行下一个顺序编号N4的程序块指令，从位置/压力指令/分配/加减速处理部14进行分配处理向伺服控制部20输出分配移动指令，以使下模具2 (从动轴)以速度F= 1200向压力开始位置X = 300位置移动。
[0081]此时，上模具(压力)1上升，从板金3、下模具2、模具缓冲部件6脱离，因此在伺服控制部20中压力偏差大而位置偏差小，所以选取位置控制的速度指令A执行位置控制，模具缓冲部件6如图3所示，被定位在初始的压力开始位置(X300)，NC程序的处理结束(M30)。
[0082]以下使用图6至图9对压力模具缓冲器动作的第2例进行说明。
[0083]图6说明在轴移动的过程中在下死点以外时，模具缓冲轴离开压力轴，在位置控制下进行动作的情况。图7说明在图6所示的动作中，模具缓冲轴在移动过程中突然停止，模具缓冲器中发生震动。[0084]根据上述的压力模具缓冲器的动作的第1例，在轴停止的下死点无震动地切换为位置控制，但是在轴移动的过程中在下死点以外时，模具缓冲轴从压力轴离开，在位置控制下进行动作时产生震动。这是因为如图6所示，在时刻T1重新开始同步指令，此时一举消除了位置偏差，结果，由于位置控制的速度指令A比压力控制的速度指令B小，伺服控制部20从压力控制切换为位置控制，所以作为从动轴的模具缓冲轴如图7所示，在移动过程中突然停止。
[0085]为了解决这个问题，如图8所示，在重新开始同步指令时，不是将直到指令位置的脉冲一次全部输出，而是输出直到指令位置附近的脉冲，剩余某种程度的位置偏差量。从指令位置附近到同步重新开始位置，以与主动轴速度相同的速度缓缓输出移动指令，慢慢减小位置偏差量。由此，如图9所示，从压力控制向位置控制切换时的速度指令是连续的，能够减小震动。另外，由于将与主动轴的速度对应的指令输出给从动轴，即使在由同步数据定义的位置与实际位置出现一些偏差的情况下，也能降低从压力控制向位置控制切换时的震动。把从同步重新开始位置直到指令位置附近的距离和从指令位置附近到同步重新开始位置的移动速度设为与作为主轴的压力轴的速度对应的值。
[0086]以下使用图10和图11说明压力模具缓冲器动作的第3例。
[0087]在同步指令的同步数据中，预先指定从压力控制向位置控制的切换点。如图10所示，数值控制装置5监视压力轴(主动轴)的当前位置和速度，在从压力控制向位置控制的切换点的稍微靠前的应当重新开始同步的点暂停，直到压力轴(主动轴)到来。
[0088]如果压力轴(主动轴)来到应当重新开始同步的点，在将直到同步位置附近的指令一举输出之后，如图11所示，对模具缓冲轴(从动轴)，执行从压力控制向位置控制的切换点的速度与主动轴速度相同的移动指令。
[0089]由此，在要切换为位置控制的点，能够顺畅地从压力控制切换为位置控制，之后与压力轴(主动轴)分离，在位置控制下进行动作。
[0090]图12至15的流程图表示图2的数值控制部10的处理器实施作为位置/压力指令/分配/加减速处理部14的处理而执行的算法。
[0091](1)压力模具缓冲器动作的第1例中的位置控制与压力控制的切换控制处理(图12及图13)
[0092]压力模具缓冲器动作的第1例中的位置控制与压力控制的切换控制处理的算法由图12中流程图所示的处理及继图12之后的图13的流程图所示的处理构成。作为初始设定，将同步暂停标记设为关。
[0093][步骤al]执行数值控制部10的位置/压力指令/分配/加减速处理部14的处理的处理器从程序块处理部13读取NC程序中的转换为执行数据的数据。
[0094][步骤a2]判断读取的程序块的指令是否是程序结束指令(“M30”)，在是程序结束指令时(是)结束该处理，在不是程序结束指令时(否)转移到步骤a3。
[0095][步骤a3]判断程序块指令是否是压力值指令G100，在是压力值指令时(是)转移到步骤al2，在不是压力值指令时(否)转到步骤a4。
[0096][步骤a4]判断程序块指令是否是同步指令G200，在是同步指令时(是)转到步骤al4(图13)，在不是同步指令时(否)转到步骤a5。
[0097][步骤a5]判断程序块的指令是否是移动指令，在不是移动指令时(否)转到步骤al3，在是移动指令时(是)转到步骤a6。
[0098][步骤a6]根据通过该程序块指令的移动指令的指令内容(直线插补、圆弧插补、速度、目标位置等)，求出每个分配周期的移动量。
[0099][步骤a7]对每个分配周期的移动量进行加减速处理，求出输出移动量。
[0100][步骤a8]从寄存器中存储的“剩余移动量”中减去在步骤a7中求出的输出移动量，进行剩余移动量的更新处理(剩余移动量一剩余移动量一输出移动量的处理)。在寄存器中存储的“剩余移动量”的初始值是通过该程序块指令的移动量。
[0101][步骤a9]数值控制部10更新对伺服控制部20指令的当前位置。即，在寄存器中存储的“当前位置”上加上在步骤a7求出的输出移动量，进行当前位置的更新处理(当前位置一当前位置+输出移动量的处理)。
[0102][步骤alO]然后，将步骤a7中求出的输出移动量输出给伺服控制部20。
[0103][步骤all]判断剩余移动量是否是0,在剩余移动量是0时(是)回到步骤al。另一方面，在剩余移动量不是0时(否)回到步骤a6，在每个分配周期执行步骤a6到步骤alO的处理(求出分配移动量，进行加减速处理，将向伺服控制部的每个分配周期的输出移动量输出给伺服控制部20)。然后，重复步骤a6到步骤alO的处理直到剩余移动量成为0，在剩余移动量变为0时返回步骤al。
[0104][步骤al2]将指令值作为压力指令输出给伺服控制部，返回步骤al。
[0105][步骤al3]执行指令，返回步骤al。
[0106][步骤al4]求出与主动轴的位置对应的从动轴同步指令位置。
[0107][步骤al5]判断是否同步暂停中，在同步暂停中时(是)转到步骤al8，在不是同步暂停中时(否)转到步骤al6。
[0108][步骤al6]判断是否压力控制中，在压力控制中时(是)转到步骤al7，在不是压力控制中时(否)转到步骤a20。
[0109][步骤al7]开启同步暂停标记，转到步骤al8。
[0110][步骤al8]判断是否重新开始同步，在重新开始同步时(是)转到步骤al9，在不重新开始同步时(否)转到步骤a24。在此，例如可以根据主动轴(上模具1)的位置(具体来说，从位置传感器7输出的传感器信号)判断是否重新开始同步。
[0111][步骤al9]关闭同步暂停标记，转到步骤a20。
[0112][步骤a20]求出从从动轴指令位置到从动轴的同步指令位置的差值。
[0113][步骤a21]求出输出移动量。
[0114][步骤a22]在从动轴指令位置上加上步骤a21中求出的输出移动量，更新从动轴指令位置(从动轴指令位置一从动轴指令位置+输出移动量)。
[0115][步骤a23]将更新后的输出移动量输出给伺服控制部。
[0116][步骤a24]判断是否继续同步，在继续同步时(是)返回步骤al4继续处理，在不继续同步时(否)返回步骤al。在此，例如可以根据主动轴(上模具1)的位置(具体来说，从位置传感器输出的传感器信号)判断是否继续同步。在到达预先设定的位置之前继续同步，之后结束同步。
[0117]另外，当把步骤al8的同步重新开始的位置与步骤a24中的不继续同步的位置作为主动轴的下死点时，在下死点从压力控制切换为位置控制，并且结束同步的指令程序块。[0118](2)压力模具缓冲器动作的第2例中的位置控制与压力控制的切换控制处理(图12及图14)
[0119]压力模具缓冲器动作的第2例中的位置控制以及压力控制的切换控制处理的算法由图12中的流程图所示处理以及之后继续的图14中的流程图所示的处理构成。
[0120]在图12流程图的步骤a4的处理中，在判断程序块指令为同步指令G200时，在上述的压力模具缓冲器动作的第1例中的位置控制与压力控制的切换控制处理中，转移到图13的流程图的步骤al4，但是在该压力模具缓冲器动作的第2例中的位置控制与压力控制的切换控制处理中，转移到图14的流程图中的步骤bl4，来代替图13的流程图的步骤al4。
[0121][步骤bl4]求出与主动轴位置对应的从动轴的同步指令位置。
[0122][步骤bl5]判断是否同步暂停中，在同步暂停中时(是)转到步骤bl8，在不是同步暂停中时(否)转到步骤bl6。
[0123][步骤bl6]判断是否压力控制中，在压力控制中时(是)转到步骤bl7，在不是压力控制中时(否)转到步骤b23。
[0124][步骤bl7]开启同步暂停标记，转到步骤bl8。
[0125][步骤bl8]判断是否重新开始同步，在重新开始同步时(是)转到步骤bl9，在不重新开始同步时(否)转到步骤b30。
[0126][步骤bl9]求出从从动轴指令位置到从动轴的同步指令位置的差值。
[0127][步骤b20]判断是否是第一次重新开始，在是第一次重新开始时(是)转到步骤b21，在不是第一次重新开始时(否)转到步骤b22。
[0128][步骤b21]求出到同步指令位置附近的输出移动量，转到步骤b25。
[0129][步骤b22]根据主动轴的速度求出输出移动量，转到步骤b25。
[0130][步骤b23]求出从从动轴指令位置到从动轴的同步指令位置的差值。
[0131][步骤b24]求出输出移动量。
[0132][步骤b25]在从动轴指令位置上加上步骤b21或步骤b22或步骤b24中求出的输出移动量，更新从动轴指令位置(从动轴指令位置一从动轴指令位置+输出移动量)。
[0133][步骤b26]判断是否是同步暂停中，在是同步暂停中时(是)转到步骤b27，在不是同步暂停中时(否)转到步骤b29。
[0134][步骤b27]判断是否是位置控制中，在位置控制中时(是)转到步骤b28，在不是位置控制中时(否)转到步骤b29。
[0135][步骤b28]关闭同步暂停标记，转到步骤b29。
[0136][步骤b29]将输出移动量输出给伺服控制部。
[0137][步骤b30]判断是否继续同步，在继续同步时(是)返回步骤bl4继续处理，在不继续同步时(否)返回图12的步骤al。
[0138](3)压力模具缓冲器动作的第3例中的位置控制与压力控制的切换控制处理(图12及图15)
[0139]压力模具缓冲器动作的第3例中的位置控制与压力控制的切换控制处理的算法由图12的流程图所示的处理以及之后继续的图15的流程图所示的处理构成。
[0140]在图12的流程图的步骤a4的处理中，在判断程序块的指令为同步指令G200时，在上述的压力模具缓冲器动作的第1例中的位置控制与压力控制的切换控制处理中，转移到图13的流程图的步骤al4，但是在该压力模具缓冲器动作的第3例中的位置控制与压力控制的切换控制处理中，转移到图15的流程图的步骤cl4，来代替图13的流程图的步骤al4。
[0141][步骤cl4]求出与主动轴的位置对应的从动轴的同步指令位置。
[0142][步骤cl5]判断是否同步暂停中，在同步暂停中时(是)转到步骤cl8，在不是同步暂停中时(否)转到步骤cl6。
[0143][步骤cl6]判断是否压力控制中，在压力控制中时(是)转到步骤cl7，在不是压力控制中时(否)转到步骤c25。
[0144][步骤cl7]开启同步暂停标记，转到步骤cl8。
[0145][步骤cl8]根据主动轴数据和切换点求出应当重新开始同步的点。
[0146][步骤cl9]判断是否重新开始同步，在重新开始同步时(是)转到步骤c21，在不重新开始同步时(否)转到步骤c20。
[0147][步骤c20]判断主动轴是否已到达重新开始同步点，在已经到达应当重新开始同步的点时(是)转到步骤c21，在未到达应当重新开始同步的点时(否)转到步骤c32。
[0148][步骤c21]求出从从动轴指令位置到从动轴的同步指令位置的差值。
[0149][步骤c22]判断是否是第一次重新开始，在是第一次重新开始时(是)转到步骤c23，在不是第一次重新开始时(否)转到步骤c24。
[0150][步骤c23]求出到同步指令位置附近的输出移动量，转到步骤c27。
[0151][步骤c24]根据主动轴的速度求出输出移动量，转到步骤c27。
[0152][步骤c25]求出从从动轴指令位置到从动轴的同步指令位置的差值。
[0153][步骤c26]求出输出移动量。
[0154][步骤c27]在从动轴指令位置上加上步骤c23或步骤c24或步骤c26中求出的输出移动量，更新从动轴指令位置(从动轴指令位置一从动轴指令位置+输出移动量)。
[0155][步骤c28]判断是否同步暂停中，在同步暂停中时(是)转到步骤c29，在不是同步暂停中时(否)转到步骤c31。
[0156][步骤c29]判断是否是位置控制中，在是位置控制中时(是)转到步骤c30，在不是位置控制中时(否)转到步骤c31。
[0157][步骤c30]关闭同步暂停标记，转到步骤c31。
[0158][步骤c31]将输出移动量输出给伺服控制部。
[0159][步骤c32]判断是否继续同步，在继续同步时(是)返回步骤cl4继续处理，在不继续同步时(否)返回图12的步骤al。
【权利要求】
1.一种数值控制装置，其具备切换压力控制和位置控制的功能，其特征在于，具备:伺服控制部，其通过选择进行位置的反馈控制得到的指令与进行压力的反馈控制得到的指令中的指令值小的指令，自动地切换位置控制和压力控制来控制伺服电动机；以及数值控制部，其为了执行使从动轴的位置同步追踪主动轴的位置的位置控制，求出相对于主动轴的位置的从动轴的位置，并将该从动轴的位置指令输出给所述伺服控制部，所述伺服控制部向所述数值控制部通知是位置控制中还是压力控制中；所述数值控制部在执行位置控制过程中，当从所述伺服控制部通知了从位置控制切换为压力控制时，求出从动轴相对于所述主动轴的位置，同时置为停止向所述伺服控制部输出所述从动轴的位置指令的同步暂停状态，当所述主动轴或所述从动轴在预定的位置、或者预定的定时，重新开始所述从动轴的位置指令的输出，由此重新开始位置控制。
2.根据权利要求1所述的数值控制装置，其特征在于，所述数值控制部在重新开始输出所述从动轴的位置指令时，根据所述主动轴的速度缓缓输出所述从动轴到同步指令路径的指令移动量。
3.根据权利要求1所述的数值控制装置，其特征在于，所述数值控制部指定从压力控制切换为位置控制的主动轴的位置，根据该指定的主动轴的切换位置决定所述从动轴的位置指令的重新开始位置，在该决定的重新开始位置重新开始输出所述从动轴的位置指令。
【文档编号】G05B19/19GK103676776SQ201310434997
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年9月23日 优先权日:2012年9月24日
【发明者】堀口幸一郎 申请人:发那科株式会社