专利名称：伺服控制装置的利记博彩app
技术领域：
本发明，是有关驱动机床、注射成型机冲压机械设备等驱动机构的进给杆的伺服控制装置的，特别，是有关适合于在零件加工的机床中多次连续加工相同零件的场合等的伺服控制装置的。
背景技术：
在重复发出相同模式(pattern)指令进行加工的场合，学习控制，是作为让控制偏差收敛到零来提高加工精度的方法而闻名。这种以往进行的学习控制，如图2所示，在一定模式周期重复发出相同模式指令，将根据前一个模式周期中的各个控制周期中的位置偏差所求得的修正数据，存储到学习存储器中，通过将学习存储器中存储的前一个模式周期中对应的控制周期的修正数据加到相应模式周期的各控制周期的位置偏差上，以此，来使位置偏差收敛到零(例如，参照特开平7-104823号公报和特开平6-309021号公报)。
像柱塞式(piston)车床那样，断面形状是相同模式、在重复执行该相同模式指令的场合，适用上述的学习控制，而在不重复执行相同模式的场合，不能适用这种学习控制。
在连续加工多个相同零件的场合和必须多次间歇地加工相同加工形状的场合，尽管用于该相同形状的加工的指令是相同的指令模式，也不能适用学习控制。
发明内容
本发明目的就在于提供一种可避免上述弊端的伺服控制装置。本发明的伺服控制装置的第1方式，是根据由上位控制装置所输入的指令位置来驱动伺服马达的，具有根据相同指令模式下的位置偏差做成修正数据并存储到存储器中的同时、修正位置偏差的学习控制装置。于是，上述学习控制装置，在从学习控制开始指令到学习控制结束指令之间，在根据位置偏差做成修正数据的同时修正位置偏差。
本发明的伺服控制装置的第2方案，是根据由上位控制装置所输入的指令来驱动伺服马达，具有这样的学习控制装置配备有存储根据由上位控制装置所输入的指令位置和由伺服马达驱动的被驱动体的检测位置间的位置偏差、求得的修正数据的存储器，根据该存储器所存储的修正数据修正位置偏差来进行学习控制。于是，上述学习控制装置，判别由上位控制装置所输入的学习控制开始指令和学习控制结束指令，在从该学习控制开始指令到学习控制结束指令间的上述伺服马达驱动中按指定周期将上述修正数据存储到上述存储器中，与此同时，对从上述学习控制开始指令到学习控制结束指令间的上述伺服马达的驱动、根据由上位控制装置所输入的位置指令和上述存储器中上述按指定周期所存储的修正数据进行学习控制。
本发明的伺服控制装置的第1和第2方案，可采取以下的形式。
上述学习控制装置，上述学习指令开始后，从作为位置指令的差值的移动指令不为0的时到学习结束指令之间进行学习控制。
上述学习控制装置，备有针对多个加工形状的各自不同的上述存储器，根据特定来自上位控制装置的上述加工形状的识别代码和学习控制开始指令和学习控制结束指令，用识别代码来选择上述存储器，从学习控制开始指令到学习控制结束指令之间进行学习控制。
上述存储器是非易失性存储器。
上述存储器存储的修正数据，可以与上述上位控制装置的存储装置之间相互传送。
上述存储器存储的修正数据，可以根据来自于上述上位控制装置的指令清除。
可以根据来自于上述上位控制装置的指令只停止修正数据的更新。
上述位置偏差进入到了指定范围时，停止修正数据的更新。
要将上述位置偏差超过了预先设定的值的信息通知上述上位控制装置。
当电流指令超过了预先设定的值的场合，判断为超过了马达的能力，并通知上述上位控制装置。
上述上位控制装置，将由上述修正数据和上述学习控制开始指令以及学习控制结束指令所特定的动作程序赋予关联并存储起来，将对应由上位控制装置所输出的学习控制开始指令和学习控制结束指令对子的修正数据传送到四方马达控制装置的上述存储器。
上述上位控制装置，将由上述修正数据和上述学习控制开始指令以及学习控制结束指令所特定的动作程序赋予关联并存储起来，当对应由上位控制装置所输出的学习控制开始指令和学习控制结束指令对子的位置偏差数据不存在的场合，清除上述存储器的修正数据。
上述动作程序，是机床中的加工工件的NC程序。
上述上位控制装置，预先插值计算发往各轴的位置指令值并存储到存储装置中，将该存储装置中所存储的位置指令值输出到上述伺服控制装置。
上述插值计算，在上述上位控制装置的外部的运算装置进行运算，上位控制装置由通信装置接收其位置指令值，同时输出到上述伺服装置。
依据本发明，可以提供这样的伺服控制装置即使是在要多次加工相同形状的场合，也能适用学习控制。
本发明上述的及其他的目的和特征，从参照附图的以下实施例子的说明将会更清楚。
图1是说明本发明的原理图。
图2是传统的学习控制(重复控制)的说明图。
图3是本发明的伺服控制装置的一实施方式的主要部分框图。
图4是图1的实施方式中的学习控制装置的详细框图。
图5是与图4的学习控制装置不同的方式的学习控制装置的详细框图。
图6是表示学习次数与位置偏差的关系曲线图。
图7是表示当位置偏差到达上限值和下限值范围内的时候停止学习控制装置中的学习存储器的更新时的处理流程图。
图8是表示当移动指令为非0时开始学习控制的处理流程图。
具体实施例方式
图1是本发明的原理说明图。依照本发明，对于加工相同形状的零件或加工位置适用学习控制，从指令发出相同指令模式的位置给出学习控制开始指令，在相同指令模式结束的位置给出学习控制结束指令。而后，仅在从这个学习控制开始指令到学习控制结束指令之间进行学习控制，这样，来加工多个相同零件，或加工相同形状加工出现多次的工件。
在图2所示的以往的学习控制中，是这样进行控制的将由被重复的相同指令模式的1个模式周期中的位置偏差数据形成的修正数据存储在学习存储器中，在下一个模式周期中、将在该学习存储器中存储的修正数据加到位置偏差上，以使位置偏差为0。
与此不同，在本发明中，是将由从指令发出相同指令模式的学习控制开始指令到学习控制结束指令的学习区间的位置偏差数据组成的修正数据存储在学习存储器中，在从下个学习控制开始指令到学习控制结束指令的学习区间，根据在学习存储器中所存储的对应的修正数据来修正位置偏差，与此同时，将新的修正数据存储到学习存储器中。
图3是本发明的一实施方式的主要部分框图。上位控制装置的数字控制装置1根据加工程序等，对于驱动控制被驱动体9的伺服马达7的伺服控制部分输出位置指令。另一方面，在伺服控制部分，根据这个位置指令进行位置、速度和电流的反馈控制，驱动控制伺服马达7。
亦即，从由数字控制装置1所输出的位置指令减去从检测被驱动体9的移动位置的位置检测器11所反馈的现在位置，来求取位置偏差。在位置控制部分3将这个位置偏差乘以位置环路增益，求取速度指令。另外，从这个速度指令减去从被安装在伺服马达7上的、检测该伺服马达7的速度的速度检测器10所反馈的实速度，求取速度偏差，在速度控制部分4进行PI(比例积分)控制等的速度环路控制并求取电流指令(转矩指令)。进而，从电流指令减去由电流放大器6反馈来的驱动电流，求取电流偏差，在电流控制部分5进行电流环路控制，经由电流放大器6驱动控制伺服马达7，经由传送机构8驱动被驱动体9。
以上，是和带有以往所实施的位置、速度、电流的环路控制的伺服控制部分一样的，与过去没有差异。不同点是附加了学习控制装置2。这个学习控制装置2用来自数字控制装置1的学习控制开始指令开始学习控制、用学习控制结束指令来停止学习控制。
图4，是该学习控制装置2的详细框图。该学习控制装置2，与传统的学习控制装置一样，具有限带滤波器21、存储修正数据的学习存储器22、以及补偿控制对象的相位滞后和增益下降的动态特性补偿单元23。作为本发明的特征，还具有用于开始和停止该学习控制的开关24、25。
在学习存储器22中，设置了对应进行在要学习的相同指令模式中的位置、速度环路控制的指定周期的存储器个数。既可以与学习开始指令一起设定指定周期，如果，没有设定指定周期，在第1次设定足够的值，也可以由第1次的开始指令和结束指令的时间(指定处理周期的计数值)来决定。另外，在与上位控制装置的存储装置之间传送修正数据时，也可以同时传送指定周期。例如，如果相同指令模式的区间为L，位置、速度环路的处理周期为T，在学习存储器22中可以设置L/T个存储器。
一旦从数字控制装置1输出学习控制开始指令，开关24、25闭合，在每个进行位置、速度环路控制的指定周期、将位置偏差读入学习控制装置2，将存储在学习存储器22中的最老的修正数据加到这个位置偏差上，进行限带滤波器21的处理、而后作为修正数据被存储到学习存储器22中。另外，由上述的学习存储器22取出的最老的修正数据，由动态特性补偿单元23进行控制对象的相位滞后和增益降低的补偿之后，经由开关25被加到位置偏差上。加上了这个修正数据的位置偏差、被输入到位置控制部分3，将它乘以位置环路增益求取速度指令。以下，直到指令模式的指令结束、由数字控制装置1输出学习控制结束指令、开关24、25关断之前一直执行这个处理动作。这样，在学习存储器22中，就存储有在相同指令模式的区间中的每个位置、速度控制处理周期的修正数据。
在相同指令模式区间，将修正数据加到位置偏差上，由此，使位置偏差收敛到0。
从数字控制装置1所输出的学习控制开始指令和学习控制结束指令，设置指定这些指令的M代码、将其记述到加工程序中即可。例如，假定学习控制开始指令的M代码为Mxx，学习控制结束指令的M代码为Myy，则加工程序可以做成G00 X**Y**MxxG01 X**Y**G02 X**Y**……………………..
Myy进而，用来自进行顺序控制的PC(可编程控制器)等外部的信号，也可以构成学习控制开始指令和学习控制结束指令。
再者，也可以做成能够在刚刚输出了学习控制开始指令之后不闭合开关24、25、而从作为位置指令的差值的移动指令不为0时，闭合开关24、25来开始学习控制。这样，就可以每次能同步于从学习控制开始指令到实际位置指令出现的定时。
另外，在欲加工的零件中有形状不同的多个形状模式的场合，如图5所示、也可以对每个不同的形状设置学习存储器22-1~22-n，以便能对每个不同的形状进行学习控制。这种场合，例如，根据「M05 Q1 N2」这样的记述，用M05表示学习控制，用Q1表示学习控制的开始，用N2来指定第2号的形状(第2号的学习存储器)，这样做就可以了。依此，学习控制装置2，与学习控制开始指令同时来选择对应其加工形状的指令模式的学习存储器22-1~22-n，存储并输出修正数据。
另外，由于加工指令和切削外扰的影响，一增加学习次数，往往会使位置偏差渐渐增大。图6，是求得学习次数与平均位置偏差的关系、做成的曲线图。正如从图6所看到的，在这种情况下，学习次数是5次或6次平均位置偏差为最小。因此，学习一到第5次，从上位控制装置的数字控制装置1就发出修正数据更新停止指令，将位置偏差输入侧的开关24置成关断，停止学习存储器22的更新，使其只输出修正数据。
进而，在位置偏差处于预先所决定的上限值或其以下、或者处于上限值与下限值的范围内时，也可以停止学习存储器的更新。
图7，是进行学习控制的处理器(执行伺服控制装置的处理的处理器或学习控制专用的处理器)在取入位置偏差的每个采样周期(每个位置速度环路处理周期)进行的、当位置偏差处于上限值与下限值的范围时、停止学习存储器的更新的处理流程图。
首先，判断从数字控制装置1是否输入了学习控制开始指令(步骤100)、是否输入了学习控制结束指令(步骤101)、以及表示正在进行学习控制的标志是否为1(步骤102)。一旦输入了学习控制开始指令，就将表示正在进行学习控制的标志置成「1」，且将错误范围标志置成「0」(步骤103)。
接着，判断这个学习控制开始指令是否为最初的指令(步骤104)。这是用在学习存储器22中是否存储有修正数据来判断是否为初次的。如果是初次，将更新停止标志置成「0」(步骤105)。
再者，在图8所示的、从移动指令不为「0」时开始学习控制的例子中，在步骤105，将下述的学习开始标志置成「0」。
进而，如图8所示，一旦输入学习控制开始指令，首先判断是否输入了更新停止指令(步骤114)。如果是更新停止指令，将更新停止标志置成「1」(步骤115)，由此，可以中止修正数据的更新。
在步骤102一旦表示正在进行学习控制的标志被判别为是「1」，就判断更新停止标志是否为「0」(步骤109)。最初在步骤105已经置成了「0」，所以转移到步骤110，将位置偏差的输入置成接通，进而将修正数据的输出置成接通(步骤110)。亦即，将图2、图3中的开关24、25置成接通、开始学习控制。而后，判断取入的位置偏差是否在所设定的下限值和上限值的范围内(步骤112)，如不是范围内，将错误范围标志置成「1」(步骤113)，如是范围内、不将错误范围标志置成「1」结束这个周期的处理。
进而，如图8所示，在步骤102判断了表示正在进行学习控制的标志为「1」之后，由学习开始标志来判断是否学习开始了(步骤116)。如果还没有开始学习，判断作为位置指令的差值的移动指令是否为0(步骤117)，如移动指令为0，结束这个处理，如移动指令为非0，将学习开始标志置成「1」(步骤118)之后，与上述同样，进行更新停止标志的判断。另外，若学习开始了，同样也进行更新停止标志的判断。靠追加这个学习开始标志，由学习开始指令到输出移动指令之前即使有停止指令，也能每次按同样的定时进行学习控制。
从下个周期开始，执行步骤100、101、102、109、112的处理还有步骤113的处理，位置偏差只要有1次没在下限值和上限值的范围内的场合，错误范围标志就被置成「1」。
1个指令模式结束，一旦输入学习控制结束指令，从步骤101进到步骤106，判断错误范围标志是「0」还是「1」，若是「1」(位置偏差没有在下限值和上限值的范围内的时候)，将正在进行控制的标志置成「0」并置成输入关断、输出关断(关断图2、图3中的开关24、25)后停止学习控制。另外，若错误范围标志是「0」，将更新停止标志置成「1」(步骤107)，移到步骤108。
其次在输入了学习控制开始指令的时候，由于不是初次，执行步骤100、103、104、101、102、109~113、106~108的处理。
最初，位置偏差在下限值和上限值的范围以外的场合多，所以，错误范围标志被置成「1」，结果，更新停止标志不会被置成「1」。而后，当学习控制的次数增多时，位置偏差就变小，所以，在步骤112就不会将位置偏差判断为是下限值和上限值的范围外，结果，错误范围标志不会被置成「1」，1个模式指令结束。
一旦读入学习控制结束指令，在步骤106判断错误范围标志为「0」，移到步骤107後将更新停止标志置成「1」，另外，将正进行控制的标志置成「0」的同时，置成输入关断、输出关断，停止学习控制(步骤108)，结束相应周期的处理。
接着，一旦读入学习控制开始指令，由于更新停止标志被置成了「1」，所以，从步骤109移到步骤111，只把输出置成接通。亦即，只有图2、图3中的开关25被置成接通，不进行学习存储器22的修正数据的更新、只执行根据修正数据的位置偏差的修正。而后，移向步骤112。
这样，此后，即使执行学习控制开始指令、开始学习控制，由于更新停止标志被置成「1」，所以，不进行学习存储器22的修正数据的更新、只进行根据修正数据的位置偏差修正的学习控制。
学习存储器22，通常是由SRAM或DRAM等易失性存储器构成的，一旦关断上位控制装置的数字控制装置1的电源，其内容就削掉了，因此，用闪速存储器等非易失性存储器来构成该学习存储器22，这样，即使一时电源被切断，也能保存修正数据，而不必重新学习、从上次的状态开始执行。
另外，在进行学习、使位置偏差变为「0」时的学习存储器中存储的修正数据，是宝贵的数据。所以，也可以这样作将学习存储器22的存储内容传送到上位控制装置的数字控制装置1，存储到非易失性存储器，以便在进行其它的工件等的加工、再次进行相同零件等的相同形状的加工的时候，将该存储的修正数据传送到学习存储器22、无需重新学习、只实施根据修正数据的位置偏差的修正。
这样，如果做成能将存储在学习存储器中的修正数据传送存储到上位控制装置1内的非易失性存储器中，就没有必要用非易失性存储器来构成学习存储器22。按每种零件、形状，亦即、对学习控制开始指令和/或学习控制结束指令所特定的动作程序赋予关联地，靠学习控制使位置偏差收敛到0，把这样生成的修正数据存储到上位控制装置的数字控制装置1中。而后，在进行加工时，由学习存储器22传送存储这个修正数据，让上位控制装置仅执行根据修正数据的位置偏差的修正处理，依此，可进行高精度加工。
再者，对于工件在加工新的加工形状时，在还没有做成由学习控制形成的修正数据、没有对应对应该加工形状的动作程序而存储的修正数据的场合，要用来自上位控制装置的数字控制装置1的指令、对学习存储器22清零，重新做成针对该加工形状模式的修正数据。
另外，在上述的实施方式中，一时地更新停止标志被置成「1」之后，在步骤111置成「输出接通」，变更成将修正数据加到位置偏差上的处理后、前进到步骤112。这是为了即使是在将修正数据加到位置偏差上的控制过程中，在位置偏差处于下限值和上限值间的范围之外的时候，将错误范围标志置成「1」，使其输出报警，通知由于工具的磨损等某种原因、位置偏差不能进入指定值范围，由此，可以尽早知道存在不良加工。
进而，也可以这样做通过监视学习中电流指令，在由于指令加速度和切削负荷等、超过了预先决定的电流指令的场合，来通知发生了某些异常。
另外，在用通常的NC语句记述加工程序的场合，虽然数字控制装置1解释这个加工程序后进行插值计算，但这必须要以实时的方式来进行，所以，要根据数字控制装置1的计算能力来决定能插补的周期。也可以这样做数字控制装置1预先插补计算发往各个轴的位置指令值、存储到存储器中，将该存储器所存储的位置指令值输出到伺服控制装置。进而，也能做成用作为上位控制装置的数字控制装置1的外部运算装置来运算，数字控制装置1由通信装置接收其位置指令同时输入到伺服控制装置，以缩短插值周期提高加工速度。
如以上说明的那样，若依据本发明，在执行多个相同形状的加工的场合，适用仅对该形状处的学习控制，可以进行让其加工中的位置偏差收敛到0的加工，因此，可以进行高精度加工。
权利要求
1.一种伺服控制装置，根据由上位控制装置所输入的指令位置驱动伺服马达，其特征在于，具有在根据相同指令模式下的位置偏差做成修正数据存储到存储器中的同时修正位置偏差的学习控制装置；上述学习控制装置，在从学习控制开始指令到学习控制结束指令之间，在根据位置偏差做成修正数据的同时修正位置偏差。
2.一种伺服控制装置，根据由上位控制装置所输入的指令位置驱动伺服马达，其特征在于，包括具有存储根据由上位控制装置所输入的指令位置和由伺服马达所驱动的被驱动体的检测位置间的位置偏差求得的修正数据的存储器、并根据该存储器所存储的修正数据修正位置偏差来进行学习控制的学习控制装置；上述学习控制装置，判别由上位控制装置所输入的学习控制开始指令和学习控制结束指令、在从该学习控制开始指令到学习控制结束指令之间的上述伺服马达的驱动中按指定周期将上述修正数据存储到上述存储器，同时，对从学习控制开始指令到学习控制结束指令之间的上述伺服马达的驱动，根据由上位控制装置所输入的位置指令和上述存储器中上述按指定周期所存储的修正数据进行学习控制。
3.按权力要求项1或2记载的伺服控制装置，其特征在于，上述学习控制装置，上述学习开始指令后、从作为位置指令的差值的移动指令不为0时到学习结束指令之间进行学习控制。
4.按权力要求项1到3内任1项记载的伺服控制装置，其特征在于，上述学习控制装置，具有针对多个加工形状的各自不同的上述存储器，根据特定来自上述上位控制装置的上述加工形状的识别代码和学习控制开始指令和学习控制结束指令，用识别代码选择上述存储器，从学习控制开始指令到学习控制结束指令之间进行学习控制。
5.按权力要求项1或2记载的伺服控制装置，其特征在于，上述存储器是非易失性存储器。
6.按权力要求项1或2记载的伺服控制装置，其特征在于，上述存储器中存储的修正数据可以与上述上位控制装置的存储装置间相互传送。
7.按权力要求项1或2记载的伺服控制装置，其特征在于，上述存储器中存储的修正数据可以根据来自上位控制装置的指令消除。
8.按权力要求项1或2记载的伺服控制装置，其特征在于，可以根据来自上述上位控制装置的指令只停止修正数据的更新。
9.按权力要求项1或2记载的伺服控制装置，其特征在于，在上述位置偏差进入到了指定范围的时候，停止修正数据的更新。
10.按权力要求项1或2记载的伺服控制装置，其特征在于，将上述位置偏差超过了预先设定的值的消息通知上述上位控制装置。
11.按权力要求项1或2记载的伺服控制装置，其特征在于，在电流指令超过了预先设定的值的场合，判断为超过了马达的能力，并通知上述上位控制装置。
12.按权力要求项1或2记载的伺服控制装置，其特征在于，上述上位控制装置，将由上述修正数据和上述学习控制开始指令以及学习控制结束指令所特定的动作程序赋予关联并存储，将对应从上述上位控制装置输入的学习控制开始指令和学习控制结束指令对子的修正数据传送到伺服控制装置的上述存储器。
13.按权力要求项1或2记载的伺服控制装置，其特征在于，上述上位控制装置，将由上述修正数据和上述学习控制开始指令以及学习控制结束指令所特定的动作程序赋予关联并存储，在对应从上述上位控制装置输入的学习控制开始指令和学习控制结束指令对子的位置偏差数据不存在的场合，清除上述存储器的修正数据。
14.按权力要求项1或2记载的伺服控制装置，其特征在于，上述动作程序是机床中的加工工件的NC程序。
15.按权力要求项1或2记载的伺服控制装置，其特征在于，上述上位控制装置，预先插值计算发往各轴的位置指令值并存储到存储装置中，将该存储装置所存储的位置指令值输出到上述伺服控制装置。
16.按权力要求项15记载的伺服控制装置，其特征在于，上述插值计算在上述上位控制装置的外部的运算装置计算，上位控制装置从通信装置接收其位置指令值，同时输入到上述伺服装置。
全文摘要
由上位控制装置用学习控制开始指令使开关接通、取入每个周期的位置偏差。用限带滤波器来处理将从学习存储器取出的修正数据加到了该位置偏差上的结果，作为修正数据存储到学习存储器中。另外，对于取出的修正数据由动态特性补偿单元补偿相位滞后和增益降低，加到位置偏差上，作为向位置控制部分的输入。当针对相同形状的指令模式结束、输出学习控制结束指令的时候，将开关置于关断，结束学习控制。
文档编号G05B19/404GK1519673SQ20041000088
公开日2004年8月11日 申请日期2004年1月18日 优先权日2003年1月21日
发明者丰泽雪雄, 前田和臣, 臣 申请人:发那科株式会社