JP2004280506A - 数値制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】数値制御装置で制御されるモータに対して複数のセンサからの信号を任意に自由に利用できるように設定可能にした数値制御装置を提供する。
【解決手段】数値制御装置で制御する各モータに対して、各モータが利用するセンサからの情報を対応付けて設定登録したデータテーブルを数値制御装置に設ける。数値制御装置に電源を投入したとき、数値制御部からサーボ制御部へこのデータテーブルの内容を送信する。サーボ制御部は各モータに対してデータテーブルに設定登録されているセンサからの情報を用いて、各モータを制御する。データテーブルに各モータが利用するセンサを設定登録することにより、設定登録されたセンサからの情報を各モータ制御に利用できる。各モータが利用するセンサを任意に設定登録できるから、数値制御システムの変更拡充が容易となる。
【選択図】 図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、工作機械等を制御する数値制御装置に関し、特に、センサと該センサ信号を利用するモータとのシステム構成に特徴を有する数値制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１は、工作機械等を数値制御装置で制御するシステムの従来から行われている一態様の要部ブロック図である。数値制御装置（ＣＮＣ）１０には数値制御部１１とモータを制御するモータ制御部１２を備えている。
【０００３】
数値制御部１１は加工プログラム等に基づいてモータ制御部１２に対して各モータへの移動指令を出力する。モータ制御部１２は、その指令に基づいて位置、速度ループ制御等を行い各サーボモータを回転させるためのＰＷＭ信号を生成し、各モータのサーボアンプ２０，２１，２２，…に出力する。各サーボアンプ２０，２１，２２，…はこのＰＷＭ信号に基づいてサーボモータ３０，３１，３２，…を回転させる。
【０００４】
各サーボモータ３０，３１，３２，…にはエンコーダ４０，４１，４２，…が取付けられており、各サーボモータ３０，３１，３２，…の回転位置あるいは速度を検出し、サーボアンプ２０，２１，２２，…を介して数位制御装置のモータ制御部１２にフィードバックされ、上述した位置、速度ループ制御に用いられる。また、サーボモータ３０，３１，３２，…によって駆動されるテーブル等の可動部の位置を検出するリニアスケールなどのセンサ１−１ ，１−２ ，１−３ ，…が設けられ、該センサ１−１ ，１−２ ，１−３ ，…からの信号をサーボアンプ２０，２１，２２，…を介して数値制御装置１０にフィードバックしている。センサがテーブル等の可動部の位置を検出するリニアスケールの場合には、このセンサからのフィードバック信号に基づいてモータ制御部１２で可動部の位置のフィードバック制御がなされる。この場合、センサ１−１ ，１−２ ，１−３ ，…とサーボアンプ２０，２１，２２及びサーボモータ３０，３１，３２の対応関係は固定された関係であり、関係を変えることはできない。
【０００５】
また、図２は従来から実施されている数値制御装置システムの別の構成である。数値制御装置（ＣＮＣ）１０とサーボアンプ２０，２１，２２，２３はシリアル通信により接続され、デージチェーン方式で接続されている。また、インタフェースユニット５０，５１・・もデージチェーン方式でサーボアンプ２３に接続することにより数値制御装置１０と接続されている。モータで駆動されるテーブル等の可動部の位置を検出するリニアスケール、温度、圧力、電圧、電流等検出するセンサ、リミットスイッチ等のセンサ１−１ ，１−２ ，…がインタフェースユニット５０，５１に接続されている。
【０００６】
センサ１−１ ，１−２ ，…で検出された信号はインタフェースユニット５０，５１，…を介して数値制御装置１０に送信され、数値制御装置１０は各センサ１−１，１−２ ，…からの信号を順に受信することにより、その受信順に基づいてセンサ信号を特定しモータとセンサ１−１ ，１−２ ，…との対応を取っている。例えば、センサ１−１ 〜１−４ はリニアスケールで構成され、センサ１−１ はサーボモータ３０で駆動される可動部、センサ１−２ はサーボモータ３１で駆動される可動部、センサ１−３ はサーボモータ３２で駆動される可動部、センサ１−４ はサーボモータ３３で駆動される可動部の位置を検出するものとした場合、モータ制御部１２はセンサ１−１ ，センサ１−２ ，センサ１−３ ，センサ１−４ ，の信号をそれぞれサーボモータ３０，３１，３２，３３の位置ループ制御に用いることになり、この関係は固定されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
工作機械等においては可動部であるテーブル等の移動を高速化する場合や、機械が大型である場合、大きなトルクを必要とすることからテーブル等の可動部を複数のサーボモータで駆動する場合がある。このような場合、テーブル等の可動部に取付けられた位置、速度を検出するためのセンサのリニアスケールは１つであるが、それを駆動するサーボモータが複数であるため、リニアスケールで検出された信号を複数のモータで共有し制御したいとの要求がある。同様に機械側からの非常停止信号などについても複数のサーボアンプ、サーボモータで共有したいとの要求がある。
【０００８】
しかしながら、図１に示すシステムでは、リニアスケールやその他のセンサとモータとの関係は１対１の対応となっているため、１つのセンサの信号を複数のモータの制御に用いることはできなかった。また、図２に示すシステムにおいても、モータとセンサの組み合わせを変えることはできても、複数の検出器の信号を１つのモータで利用したり、１つのセンサの信号を複数のモータで利用することはできないため、他のサーボアンプで利用するセンサの信号を直接利用することはできなかった。
【０００９】
このシステムにおいて割り当てられていない他のセンサの信号を利用できるようにするためには、モータ制御部１２においてモータ間での信号の受渡を行うことが必要となり、サーボモータ３０〜３３に要求される高速な制御に対応できないという問題点があった。
そこで、本発明の目的は、数値制御装置で制御されるモータに対して複数のセンサからの信号を任意に自由に利用できるように設定可能にした数値制御装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、移動指令を出力する数値制御部と、該数値制御部からの移動指令に基づきモータを制御するモータ制御部を有する数値制御装置において、センサ信号を受信すると共に受信したセンサ信号を前記モータ制御部へ送信するインタフェースユニットと、センサとモータとの対応付けを記憶したデータテーブルとを有し、前記モータ制御部は、前記データテーブルの対応付けに基づき前記インタフェースユニットを介してセンサ信号を受信し、該センサ信号に対応するモータを制御することを特徴とするものである。そして、前記センサとモータの対応付けは、１対１、１対ｎ、若しくはｎ対１（ｎは２以上の整数）とするものである。さらに、非常停止信号を前記センサ信号としてモータに対応付けるようにしたものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態として、図２に示したデージチェーン方式でサーボアンプやインタフェースユニットが接続された数値制御装置の例で説明する。すなわち、数値制御装置１０とサーボアンプ２０〜２３やインタフェースユニット５０，５１・・はシリアルバスでデージチェーン方式で接続され、各モータで使用するセンサ１−１ 〜１−８・・からの信号はインタフェース５０，５１・・でまとめて数値制御装置１０に送られ数値制御装置１０は所定順序でこのセンサ信号を受信する。
【００１２】
以上の点までは、従来と同一であるが、本発明においては、モータとセンサの関係を対応づけたテーブルを備え、このテーブルにモータとセンサの関係を定義付けることにより、各モータは任意のセンサからの信号を利用できるようにしたものである。
【００１３】
本実施形態の数値制御装置１０には、図３に示すような各モータとセンサからの信号を対応付けるデータテーブルを備えている。
たとえば、センサ１−１ が第１のサーボモータ３０で駆動される可動部の位置を検出するリニアスケールで、同様に、センサ１−２ が第２のサーボモータ３１で駆動される可動部の位置を検出するリニアスケール、センサ１−３ が第３のサーボモータ３２で駆動される可動部の位置を検出するリニアスケール、センサ１−４ が第４のサーボモータ３３で駆動される可動部の位置を検出するリニアスケールであり、センサ１−５ ，センサ１−６ ，センサ１−７ ，センサ１−８ からの信号がそれぞれ第１，第２，第３，第４のサーボモータの制御に利用されるものであり、図２では図示していない非常停止信号をセンサの信号に代えて各モータに対応付けてデータテーブルに設定登録してもよい。このデータテーブル１では、第１モータに対してセンサ１−１ ，センサ１−５ ，センサ１−ｍ が、第２モータに対してセンサ１−２ ，センサ１−６ ，センサ１−ｍ が、第３モータに対してセンサ１−３ ，センサ１−７ ，センサ１−ｍ が、第４モータに対してセンサ１−４ ，センサ１−８ ，センサ１−ｍ が対応付けて数値制御部１１に設定登録されている。
【００１４】
図３（ａ）に示すデータテーブル１が設定格納されている数値制御装置１０に電源を投入しシステムの立ち上がりのとき、数値制御部１１はこのデータテーブル１の内容をモータ制御部１２に転送する。以降は、モータ制御部１２が該データテーブル１の内容に基づき対応する信号の受信を行う。すなわち、デージチェーン方式で接続されたシリアルバスを介して、各センサからの信号は、センサ１−１ ，１−２ ，１−３ ，１−４ ，１−５ ，…の順に送られてきて、数値制御装置１０はこの順でセンサ信号を受信し、モータ制御部１２はデータテーブル１に設定登録されている各モータに対するセンサからのセンサ信号をこの受信順序で識別して受信し、各モータに対するセンサ信号によって制御する。
【００１５】
例えば、センサ１−１ ，１−２ ，１−３ ，１−４ が第１〜第４のモータで駆動される可動部の位置を検出するリニアスケールである場合には、この各センサ１−１ ，１−２ ，１−３ ，１−４ からの信号に基づいてモータ制御部は第１〜第４のモータの位置ループ制御を行うことなる。又、全てのモータに対して対応付けられているセンサ１−ｍ からの非常停止信号が入力されれば、モータ制御部１２は全てのモータの制御を停止する。
【００１６】
又、テーブル等の１つの可動部を例えば第１モータと第２モータを駆動し、該可動部の位置を検出するリニアスケールが１つ（例えばセンサ１−１）だけ設けられ、モータ制御部１２が、このリニアスケールからの信号に基づいて第１、第２のモータに対する位置ループ制御を行うとすれば、図３（ｂ）のデータテーブル２のようにモータとセンサとの関係を定義づけて設定する。この場合、センサ１−２ は設けられないことになる。
【００１７】
また、図３（ｃ）のデータテーブル３に示すようにセンサ１−６ の信号を第１モータ、第２モータの制御にも利用し、又第１モータはセンサ１−１ からの信号を利用せずセンサ１−５ を利用する場合には、第１モータに対してセンサ１−５，１−６、第２モータに対してセンサ１−２ ，１−６ のように設定登録すればよい。
【００１８】
以上のようにデータテーブルの設定により、インタフェースユニットを介して数値制御装置に入力される１つのセンサ信号を複数のモータで使用したり、１つのモータで複数センサ信号を利用することができ、しかも、データテーブルにモータとセンサ対応を設定するだけで、任意の所望する関係にすることができるものであるから、システムの変更、拡充等を簡単にすることができる。
【００１９】
なお、図２における実施例では、モータ制御部１２を数値制御装置１０に１つ設けた例を示したが、モータ制御部１２はサーボモータの数だけ設けてもよく、また、このモータ制御部を各サーボアンプに設けるようにしてもよい。
又、上述した実施形態では、シリアルバスで複数のセンサと数値制御装置を接続したが、パラレルバスで数値制御装置と各センサを接続してもよい。この場合、センサ信号の特定は信号の入力順ではなく所定パターンで読み出す信号の読み出し順によって、いずれのセンサからの信号かを識別する。
【００２０】
【発明の効果】
サーボシステムにおいて、複数のセンサからの情報を１つのモータの制御に使用したり、或いは、１つのセンサからの情報を複数のモータの制御に使用する等の各種のアプリケーションに、簡単に対応することができる。また数値制御装置に入力される入力信号を、モータ制御部のプロセッサが直接監視できるため、グループ化した複数軸の入出力制御が簡単にできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の数値制御装置による工作機械等の制御システムの要部ブロック図である。
【図２】従来及び本発明を適用した一実施形態の数値制御装置による工作機械等の制御システムの要部ブロック図である。
【図３】本発明で用いるデータテーブルの例での説明図である。
【符号の説明】
１−１ ，１−２ ，１−３ ，… センサ
１０ 数値制御装置
１１ 数値制御部
１２ モータ制御部
２０〜２３ サーボアンプ
３０〜３３ サーボモータ
４０〜４３ エンコーダ
５０，５１ インタフェースユニット

Claims (3)

1. 移動指令を出力する数値制御部と、該数値制御部からの移動指令に基づきモータを制御するモータ制御部を有する数値制御装置において、
   センサ信号を受信すると共に受信したセンサ信号を前記モータ制御部へ送信するインタフェースユニットと、
   センサとモータとの対応付けを記憶したデータテーブルとを有し、
   前記モータ制御部は、前記データテーブルの対応付けに基づき前記インタフェースユニットを介してセンサ信号を受信し、該センサ信号に対応するモータを制御することを特徴とする数値制御装置。
2. 前記センサとモータの対応付けは、１対１、１対ｎ、若しくはｎ対１（ｎは２以上の整数）であることを特徴とする請求項１に記載の数値制御装置。
3. 非常停止信号を前記センサ信号としてモータに対応付けたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の数値制御装置。

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