CN103294009A

CN103294009A - 可弹性运用的多轴控制器应用架构

Info

Publication number: CN103294009A
Application number: CN2012100554357A
Authority: CN
Inventors: 吴坤哲
Original assignee: LNC TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: LNC TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2012-03-05
Filing date: 2012-03-05
Publication date: 2013-09-11

Abstract

本发明公开一种可弹性运用的多轴控制器应用架构，由个人电脑、控制单元、通信网络模块、单轴运动控制模块及多轴运动控制模块。使用者可于个人电脑通过通信网络模块直接对单轴运动控制模块下命令，来进行单轴运动控制；亦可将运动路径通过编写宏程序与控制参数的组合，通过通信网络模块交由多轴运动控制模块执行宏程序并依控制参数进行运动控制。

Description

可弹性运用的多轴控制器应用架构

技术领域

本发明涉及自动控制领域，特别是指一种可弹性运用的多轴控制器应用架构。

背景技术

自动化控制系统是整合电机、电子、感测、信息、控制等各项专业领域的知识与技术所构建组成的机械系统，而工业控制器则是自动化控制系统中宛若人体大脑般不可或缺的关键核心零配件。由于信息产业的快速发展以及个人电脑具有的软硬件开放架构与开放环境，挟着高市场普及性和各种应用蓬勃热络的优势，使得以个人电脑(PC)为控制中心，附着于制造系统或机械上，运用其数值计算能力，进行一般或特殊工业系统(或机械)的监测及控制，以达成工业系统的部份或完全机能的PC-Based工业控制器在整个自动化产业中已成为世界市场的潮流。

在多轴运动控制技术的基础上再加上不同机械类别在应用面的专业领域知识以及整合多项软硬件技术，便可构建出各式各样的机械控制器，如CNC工具机控制器、射出机控制器、线切割放电加工机控制器、雕刻机控制器、点胶机控制器、机器手臂控制器、绕线机控制器等。

但是，欲达成控制多轴运动可采用整合型的运动控制器，但可用的群组数可能不足，若使用一般的运动控制轴卡又难做到运动路径的平滑顺畅。由此可见，欲以现有整合型运动控制器或运动控制轴卡仍有诸多不足，实非一良善的设计，而亟待加以改良。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种适用于多轴数需求的运用于自动化产业可弹性配置运动控制方式的设备。

本发明的次一目的在于提供一种以智能型控制的运用于自动化产业可弹性配置运动控制方式的方法。

为达成上述发明目的，本发明公开的技术方案为：一种可弹性运用的多轴控制器应用架构，包括有：

个人电脑，负责程序系统流程的控制、传递参数命令以及状态监控；

控制单元，提供产业机械的驱动器作动电能及提供运动参数控制驱动器，供驱动器操控产业机械的运动轨迹；

通信网络模块，设置于控制单元内提供个人电脑端函式库与控制单元进行通讯，用来对控制轴下达运动命令，对控制单元进行文件传输作业，进行参数设定、命令多轴运动控制模块启动宏程序作业；

单轴运动控制模块，用于对系统中的任一单轴进行回原点、寸动、定位、手轮移动的基本单轴运动控制；

多轴运动控制模块，用于自动对宏程序进行解译，并依据其特征在于描述的内容，进行参数读取、流程判断、循环控制、进行多轴的运动控制的智能化的操作。

所述的可弹性运用的多轴控制器应用架构，其中，使用者可先行规划运作方式，并于个人电脑上编辑宏程序，辅以一些参数设定，再通过控制单元上的通信网络模块传输运动参数至控制单元；通过个人电脑直接对单轴运动控制模块下命令、命令多轴运动控制模块执行宏程序、通过通信网络模块取得控制单元的运行状态的方法的使用。

所述的可弹性运用的多轴控制器应用架构，其中，进一步包含有若干产业机械，且产业机械的控制单元以标准网络方式连接于个人电脑，使用者仅通过一台个人电脑即可监控全厂产业机械的信息。

所述的可弹性运用的多轴控制器应用架构，其中，使用者通过个人电脑设定多轴运动控制模块的宏程序循环及各个流程参数，决定机台运动路径及控制生产数量。

所述的可弹性运用的多轴控制器应用架构，其中，所述多轴运动控制模块依照命令判断下一个动作参数。

由此，本发明的有益效果在于：使用者可先行规划运作方式，并于个人电脑上编辑宏程序，辅以一些参数设定，再通过控制单元上的通信网络模块传输运动参数至控制单元；通过个人电脑直接对单轴运动控制模块下命令、命令多轴运动控制模块执行宏程序、通过通信网络模块取得控制单元的运行状态的方法的使用，可让系统得到最大的弹性。

附图说明

图1为本发明可弹性运用的多轴控制器应用架构的硬件配置示意图；

图2为本发明数据传输的示意图，说明个人电脑通过通信网络模块传输数据至控制单元；

图3为本发明第一实施例的示意图；

图4为本发明第二实施例的示意图；

图5及图6为宏程序模块编辑生产流程的示意图，说明依照需要设定机台运动路径及流程参数。

附图标记说明：1-个人电脑；2-控制单元；3-通信网络模块；4-单轴运动控制模块；5-多轴运动控制模块；6-产业机械。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。

请参阅图1，本发明所提供的可弹性运用的多轴控制器应用架构，主要包括有：个人电脑1、控制单元2、通信网络模块3、单轴运动控制模块4、多轴运动控制模块5所组构而成。

个人电脑1，负责程序系统流程的控制、传递参数命令以及状态监控；进一步而言，所述的使用者在个人电脑1上编辑产业机械6加工路径或对产业机械6控制轴下达位置控制命令，并依可能的运动参数、指令分类并通过通信网络模块3传输至控制单元2；当程序运作时，则由通信网络模块3回传产业机械6的动作等情况至个人电脑1，提供使用者监控产业机械6。

控制单元2，提供产业机械6的驱动器作动电能及提供运动参数控制驱动器，供驱动器操控产业机械6的运动轨迹。

通信网络模块3，设置于控制单元2内提供个人电脑1与控制单元2进行通讯，通过标准网络方式用来对控制轴下达运动命令，对控制单元2进行文件传输作业，进行参数设定、命令多轴运动控制模块5启动宏程序等作业。

单轴运动控制模块4，设置于控制单元2内，并与通信网络模块3相连接，可对系统中的任一单轴进行回原点、寸动、定位、手轮移动等基本的单轴运动控制，进一步而言，通过单轴运动控制模块4，可提供使用者直接对产业机械6的控制轴下达位置控制命令的功效。

多轴运动控制模块5，设置于控制单元2内，亦同与通信网络模块3相连接，为一自动对宏程序进行解译，并依据其描述的内容，进行参数读取、流程判断、循环控制、进行多轴的运动控制等智能化的操作；进一步而言，使用者于个人电脑1编辑程序系统流程的控制、传递参数命令等宏程序，通过网络通信单元传输至多轴运动控制模块5，依据宏程序内容多轴运动控制模块5进行产业机械6的运动流程控制。

由此，使用者可先行规划运作方式，并于个人电脑1上编辑宏程序，辅以一些参数设定，再通过控制单元2上的通信网络模块3以标准网络方式传输运动参数至控制单元2，进而对单轴运动控制模块4下达位置控制命令、或者命令多轴运动控制模块5执行宏程序、通过通信网络模块3取得控制单元2的运行状态等方法的使用，可让系统得到最大的弹性。

由此，上述即为本发明所提供可弹性运用的多轴控制器应用架构一较佳实施例的各部构件及其组装方式介绍，接着再将其使用特点介绍如下：

如图1所示，使用者在个人电脑11上编辑能够依据运动参数执行对应产业机械6动作的宏程序，譬如编辑加工路径或对产业机械6下达运动控制命令或参数等。或者对产业机械6下达任一单轴进行回归原点、寸动、定位、手轮移动等基本的单轴运动控制。

请参考图2～3，当使用者编辑宏程序完成后，个人电脑1通过通信网络模块3将宏程序上传至控制单元2，控制单元2依据宏程序所编辑的加工路径或运动参数等下达命令，并控制流程的进行，值得一提的每当完成一次步骤时，所述的控制单元2即产生一反馈数据至个人电脑1，使用者通过个人电脑1即可观看产业机械6的状态，进一步的工厂若具有多台产业机械6，将产业机械6的控制单元2以串行的方式连接于个人电脑1，使用者仅通过一台个人电脑1即可监控全厂产业机械6的信息。

请参考图4，为本发明实际运用的实施例，所述的个人电脑1端进一步包含有一视觉辨识装置，使用者先行于个人电脑1编写宏程序命令控制轴移动到大约的目标位置，由通信网络模块3将命令传输至控制单元2内的多轴运动控制模块5，接着，个人电脑1端判定视觉辨视完成，送出正确的目标位置，同样的通过通信网络模块3将命令传输至控制单元2内的多轴运动控制模块5，接着启动加工，控制单元2命令控制轴先往正确位置移动指令，当控制轴正确到位后则自动产生到位数据，通过通信网络模块3反馈数据至个人电脑1，如此，无论使用者宏程序复杂度有多高，通过控制单元2的调控分配下皆可正确的到达正确的位置点，并且使用者通过个人电脑1即可随时监控产业机械6状态。若使用者需要校正机台需要回归原点，或者仅需要控制轴移动到另一位置时，通过可通过人机介面，即可命令控制轴进行回归原点、寸动、定位、手轮移动等基本的单轴运动控制，如此，使用者依照需求分别利用单轴或多轴运动控制模块5，减轻控制器的负担使加工移动路径平滑化，增加产品生产良率。

请参考图5，为本发明另一实施例，其运用于同时控制多个路径的情况，使用者在个人电脑1分别编辑两个不同宏程序，通过通信网络模块3将宏程序传输至控制单元2的多轴运动控制模块5，并启动加工，多轴运动控制模块5以预读的方式判断程序所要控制的路径或控制轴，当启动加工后，先由路径一执行加工动作，此时路径二依据宏程序判断需要等待路径一加工完成，当路径一加工完成后结束后则自动产生运动参数及指令，通过通信网络模块3告知路径二执行取物动作，同样的当路径二取物完成后亦产生运动参数及指令，并通过通信网络模块3告知路径一取物完成可以执行后续动作，亦同路径二则依据宏程序判断执行后续动作，此分工方式可以有效的将系统分成独立的小系统，简化系统的复杂度。

请参考图6，再者，使用者亦可依照需求设定宏程序循环及各个流程参数，决定机台运动路径及控制生产数量，或者如图7所示，当需要变动流程时如需要其他控制轴或路径时，则多轴运动控制模块5依照命令判断下一个动作参数，使在生产上可弹性调度产业机械6或工具机(图未示)，达成多重控制的功效。

本发明所提供的可弹性运用的多轴控制器应用架构，与其他现有技术相互比较时，更具有下列的优点：

1.操作友善化：降低产业机械操作复杂度及降低配线的复杂度。

2.厂区无人化：通过控制单元的通信网络模块3即时反馈数据，收集产业机械的机械与电气系统运作讯号(例如震动、温度、主轴转速等)，提供生产管理、远距维护诊断所需要的信息，使机台可以跟无人化工厂的软件系统整合。

3.机台智能自动化：通过宏程序模块减轻控制单元运算负担，增加移动路径平滑度，并且，依据宏程序弹性调派产业机械或产业机械执行运动参数或指令。

以上说明对本发明而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离以下所附权利要求所限定的精神和范围的情况下，可做出许多修改，变化，或等效，但都将落入本发明的保护范围内。故举凡数值的变化与等效元件的置换，仍应隶属本发明的范畴。

Claims

1.一种可弹性运用的多轴控制器应用架构，其特征在于，包括：

通信网络模块，设置于控制单元内提供个人电脑与控制单元进行通讯，用来对控制轴下达运动命令，对控制单元进行文件传输作业，进行参数设定、命令多轴运动控制模块启动宏程序作业；

多轴运动控制模块，用于自动对宏程序进行解译，并依据其描述的内容，进行参数读取、流程判断、循环控制、进行多轴的运动控制的智能化的操作。

2.如权利要求1所述的可弹性运用的多轴控制器应用架构，其特征在于，使用者可先行规划运作方式，并于个人电脑上编辑宏程序，辅以一些参数设定，再通过控制单元上的通信网络模块传输运动参数至控制单元；通过个人电脑直接对单轴运动控制模块下命令、命令多轴运动控制模块执行宏程序、通过通信网络模块取得控制单元的运行状态的方法的使用。

3.如权利要求1所述的可弹性运用的多轴控制器应用架构，其特征在于，进一步包含有若干产业机械，且产业机械的控制单元以标准网络方式连接于个人电脑，使用者仅通过一台个人电脑即可监控全厂产业机械的信息。

4.如权利要求1所述的可弹性运用的多轴控制器应用架构，其特征在于，使用者通过个人电脑设定多轴运动控制模块的宏程序循环及各个流程参数，决定机台运动路径及控制生产数量。

5.如权利要求4所述的可弹性运用的多轴控制器应用架构，其特征在于，所述多轴运动控制模块依照命令判断下一个动作参数。