WO1997008593A1 - Numerical controller - Google Patents

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numerical control
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Jiro Kinoshita
Kazunari Aoyama
Yoshiyuki Kubo
Yukio Okamura
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Fanuc Corp
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Definitions

  • the present invention relates to a numerical control device in which a numerical control unit and a servo amplifier unit are connected by a serial communication line, and a position on a machine side is fed back to perform a position control on the machine side.
  • the numerical control unit and the servo amplifier unit in the numerical controller system are generally connected by a communication line.
  • feedback control is widely performed.
  • a pulse coder is installed as a position detector in a servomotor that drives a movable part of a machine, and the pulse coder detects a position signal from a control axis and sends the signal to a numerical controller.
  • Semi-closed-loop control is performed to control the position of the machine's movable parts by performing a package.
  • the amount of backlash of the control axis of the numerical control device may change due to the weight of the crop, etc., and the accumulated error of the control axis also changes due to temperature changes.
  • the machine side position detector that detects the position of the machine movable part on the machine side A method is adopted in which a position is detected by attaching a scale or the like, and this detected value is also fed knocked.
  • One such method is the fully closed loop method, which is particularly expensive.
  • FIG. 5 is a block diagram of a conventional numerical control device that performs position detection using a fully closed loop method.
  • This numerical control device is composed of a numerical control unit 10, a servo amplifier unit 30 for the X-axis, a servo amplifier unit 40 for the Y-axis, and a servo amplifier unit 50 for the Z-axis, and these servo amplifiers. It is composed of a driven X-axis servo motor 60, a Y-axis servo motor 70 and a Z-axis servo motor 80.
  • a ball nut 62 fixed to the tool base 63 is screwed into the X-axis ball screw 61 connected to the output shaft of the X-axis servo head 60.
  • a linear scale 64 is mounted on the tool base 63 as a machine-side position detector. The position feedback signal of the linear scale 64 is read by the machine-side position detection control unit 30a installed in the servo amplifier unit 30 for the X-axis. Id knock control is performed.
  • the machine-side position detection controller 30a is configured to be installed in the housing of the servo-amplifier 30.
  • the connector CN for detecting the position on the machine side is installed in the housings of all the servo amplifiers 30, 40, 50, respectively.
  • control axes to be position-controlled are not always all axes, it is not necessary to attach a machine-side position detection control unit to each of the servo amplifier units.
  • An object of the present invention is to provide a numerical control device in which the number of connectors in a servo amplifier section is optimized and the controllability of a servomotor is improved.
  • a numerical control device comprises a numerical control unit, at least one machine-side position detector, and a numerical control unit connected to the numerical control unit via a serial communication line.
  • At least one machine-side position detection control unit and one servo amplifier connected to the machine-side position detection control unit via a serial communication line to control the servomotor And parts.
  • one servo amplifier is further connected to the other servo amplifier by a serial communication line, and all these servo amplifiers are connected to a numerical controller and a digital chain.
  • a detection signal of a position detector applied to a control axis which needs to be detected on the machine side for control in a fully closed loop system is controlled by a servo signal applied to the control axis. It is not read by the pump, but is received by the machine-side position detection control unit and read there. This eliminates the need for any servo amplifier to have a function to receive and read signals from the machine-side position detector.
  • FIG. 1 is a block diagram showing the principle of the numerical controller according to the present invention.
  • Fig. 2 is a diagram showing the format of a communication packet
  • Fig. 3 is a table showing details of the inside of a communication packet in a table.
  • FIG. 4 is a detailed view of the internal configuration of the numerical controller according to the present invention.
  • Figure 5 is a block diagram showing the principle of a conventional numerical controller.
  • the numerical controller has a numerical controller 10, a machine-side position detection control unit 20 that performs feedback control for machine-side position detection, and an X-axis servo amplifier 30, Y For shaft
  • a linear scale 64 is mounted on the tool base 63 as a machine-side position detector. The position feedback signal of the linear scale 64 is read by the machine-side position detection control unit 20 to perform the feedback control.
  • the control axis whose position is detected by the machine side position detector is only the X axis, so the machine side position detection control unit 20 has one (the corresponding X axis). It will have a connector CN for position detection on the machine side.
  • the machine-side position detection control unit 20 can have several other connectors.
  • CN1 receives the position feedback signal related to the X-axis and CN2 receives the position feedback signal related to the Y-axis, or by changing the setting, CN1 relates to the Y-axis and CN2 relates to the X-axis. It can receive position feedback signals.
  • the machine-side position detection control unit 20 and the numerical control unit 10 are connected by a serial communication line 90.
  • the machine-side position detector unit 20 and the X-axis servo amplifier 30 are connected by a serial communication line 91, and the X-axis servo amplifier 30 and Y
  • the axis servo amplifier section 40 is connected via a serial communication line 92, and the Y axis servo amplifier section 40 and the Z axis servo amplifier section 50 are serial.
  • the Z-axis servo amplifier section 50 can be connected to another servo amplifier section by a serial communication line 94.
  • Ni will this Yo, also c numerical control unit 1 0 and each axis servo amplifier 3 0, 4 0, 5 0 are connected by Dejichiwen format
  • the serial communication line 9 0, 9 1, ... are In each case, an optical fiber cable that enables broadband transmission and noise reduction is used, and packet communication is performed on this transmission path.
  • the communication packet 100 is composed of a start code for notifying the start of the packet and frames 0 to 7.
  • Each frame is divided into units of information called fields.
  • the fields correspond to the servo amplifier section and the machine side position detection control unit.
  • the fields in one frame are composed of fields 0 to 8 of 9 fields
  • Waiting paper (Rule 26) It consists of. In addition, it is possible to arbitrarily set which field of the servo amplifier section, the machine side position detection control unit, and the fields 0 to 8 corresponds to which field.
  • Each frame of frames 0 to 7 is divided by nine fields of fields 0 to 8.
  • One frame corresponds to one unit of data content.
  • frame 0 is motor power information
  • frame 1 is pulse coder information.
  • One field corresponds to any one of the servo amplifier units 30, 40, 50 and the machine-side position detection control unit 20.
  • field 0 corresponds to servo amplifier section
  • field 1 corresponds to servo amplifier section 1
  • Field 6 corresponds to servo amplifier section.
  • Field 7 corresponds to the machine side position detection control unit.
  • the last field 8 corresponds to the servo amplifier section 7.
  • Overnight power information 1 is inserted.
  • motor power information 7 of the servo motor controlled by servo amplifier 7 is inserted.
  • the position information 0 of the control axis controlled by the servo amplifier unit 0 is inserted in the position of field 7.
  • This position information 0 is a value detected by the machine side position detection control unit 20. If the control axis controlled by the servo amplifier unit 0 is a control axis that does not need to be detected, this position information 0 Field 7 is not set.
  • the pulse coder information 0 of the servo motor controlled by the servo amplifier unit 0 is inserted at the position of field 0 in frame 1, and the position of field 1 in frame 1 is inserted in field 1.
  • the pulse coder information 1 of the servo motor controlled by the servo amplifier 1 is inserted.
  • pulse coder information 7 of servo mode controlled by servo amplifier 7 is inserted.
  • the position information 1 of the control axis controlled by the servo amplifier unit 1 is inserted at the position of the field 7 even in the case of the frame 1 indicating the pulse coder information. You.
  • This position information 1 is a value detected by the machine-side position detection control unit. If the control axis controlled by the servo amplifier 1 is a control axis that does not need to be position-detected, This field 7 is not set.
  • the bucket is constituted by making the servo pump section and the machine side position detection control unit correspond to the fields, and the bucket communication is performed.
  • the numerical controller comprises a numerical controller 10, a machine-side position detection control unit 20, an X-axis servo amplifier 30, and a Y-axis servo amplifier 40.
  • the numerical control unit 10 is connected to the machine-side position detection control unit 20 by a serial communication line 90.
  • the machine-side position detection control unit 20 is connected to the X-axis servo amplifier unit 30 by a serial communication line 91, and further, the X-axis servo amplifier unit 3 “0” is connected to the Y-axis servo amplifier 40 by the serial communication line 92.
  • the required number of servo amplifiers can be connected in a daisy-chain format with a serial communication line.
  • an X-axis servomotor 60 and a Y-axis servomotor 70 are coupled to these servo amplifiers.
  • the ball nut 62 fixed to the tool base 63 is engaged with the X-axis ball screw 61 connected to the output shaft of the X-axis servo motor 60.
  • a linear scale 64 is attached to the tool base 63.
  • the numerical control unit 10 controls the computer unit 11 that controls the entire basic functions of the numerical control device and the communication protocol.
  • a communication line control unit 12 and an electro-optical (E / 0) and opto-electric (OZE) converter 13 are provided.
  • the computer unit 11 controls the entire bucket communication performed in the communication network.
  • the communication line control unit 12 assembles the data to be transmitted into a packet format. Also, the received packet is decomposed into the original data format.
  • the EZO / OZE converter 13 is an interface of the transmission line, and converts an electric signal into an optical signal or an optical signal into an electric signal. Also, since the operation of the EZ Z, 0ZE conversion unit is the same in other blocks, the description of the operation of the EZO, ⁇ ZE conversion unit in other blocks is omitted.
  • the machine-side position detection control unit 20 stores the machine-side position detection control unit setting section 23 that sets various detection data, the communication line control section 22, and the machine-side position detection information. It is composed of a machine-side position information insertion unit 24 to be inserted into the communication packet, a linear scale interface 25, and an EZ ⁇ and OZE conversion unit 21.
  • the machine-side position detection unit setting section 23 can arbitrarily set the control axis to be detected, and controls the entire function of the machine-side position detection control unit 20.
  • the communication line control unit 22 divides and assembles communication packets.
  • the machine-side position information insertion unit 24 inserts the machine-side position detected value into a set field in the communication bucket.
  • the linear scale evening face 25 reads the scale of the linear scale 6 4 attached to the tool base 6 3 and reads the position of the tool base 6 3.
  • the machine-side position detection control unit 20 not only provides feedback information of the machine-side position detection value, but also temperature data and correction data necessary for enhancing the controllability of the servo motor. Can also be entered as feedback information. In addition to position control, it is possible to perform control based on various types of feedback information.
  • the X-axis servo amplifier 30 is composed of a communication line controller 32 and a. And Rusukodai Ntafu Wesu 3 3, Mo Isseki the drive 34, E ZO, in the interior of the constructed c Roh Resuko one die down evening off Esu 3 3 OZE converter 3 1 Prefecture, and Cau down evening, By detecting the pulse train from the pulse coder 65 attached to the servomotor 60, the rotation speed of the servomotor and the position of the control axis are detected.
  • Motor drive 34 is composed of a converter and an inverter. The converter extracts AC from the commercial power line and converts it to DC at a constant voltage.
  • the inverter uses this DC as a power source and outputs a motor current according to a current command given from the communication line control unit 32.
  • the current flowing through the servomotor 60 is detected by the detection circuit in the motor drive 34 and feed knocked to the communication line controller 32.
  • the communication line controller 32 also has a function of disassembling and assembling a communication bucket.
  • the Y-axis servo amplifier 40 has a communication line controller 42 and Lusco Dine evening surface 43, motor drive 44, EZO, ⁇ ZE converter 41
  • Motor drive 4 4 is composed of a comba and a cab. At night, AC power is extracted from the commercial power line and converted to DC at a constant voltage. The impeller uses the DC as a power source and outputs a motor current in accordance with a current command given from the communication line control unit 42. In addition, the current flowing in the servo motor is detected by a detection circuit in the motor drive, and is fed back to the communication line control unit 42.
  • the communication line controller 42 also has a function of disassembling and assembling a communication packet.
  • one machine-side position detection control unit 20 is connected to the numerical control unit 10 and the servo amplifier unit 30.
  • it is configured to connect to the numerical control unit 10 and the servo amplifier unit in a digital chain format using a plurality of machine-side position detection control unit force serial communication lines. It is also possible.
  • the machine-side position detection unit is not provided in the servo amplifier unit, but is installed on the serial communication line as a machine-side position detection control unit. This eliminates the need for all servo amplifiers to have a connector for detecting the position on the machine side, which has the effect of reducing costs. In addition, information such as machine temperature, table distortion, etc.
  • an interface for receiving the output from the sensor that detects such information is provided by the machine-side position detection control unit. It can be installed in the socket.

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Description

PC JP96/023 8
1 明 細 書
数値制御装置
技 術 分 野
本発明は、 数値制御部とサーポアンプ部とがシ リ ァル 通信ライ ンで接続されて、 機械側の位置をフ ィ ー ドバッ ク して機械側位置制御を行う数値制御装置に関する。
背 景 技 術
数値制御装置システム内の数値制御部とサーボア ンプ 部とは一般に通信ラ イ ンで接続されている。 このよ う な システムにおいて、 フ ィ ー ドバッ ク制御が広く 行われて いる。 例えば、 機械可動部を駆動するサーボモー夕 には 位置検出器と してパルスコーダが取り 付けられてお り、 このパルスコーダによ って制御軸からの位置信号を検出 し、 数値制御部にフ ィ ー ドパッ ク して機械可動部の位置 を制御するセ ミ クローズ ドループ方式の制御を行っ てい る。
—方、 数値制御装置の制御軸のバッ ク ラ ッ シの量はェ 作物の重量などによ って変わるこ とがあった り、 温度変 化によ っても制御軸の累積誤差が変わる こ とがある。 こ のよ う な場合機械の精度をさ らに向上させるために、 パ ルスコーダで行う位置検出だけではな く、 機械側に機械 可動部の位置を検出する機械側位置検出器と して リ ニア スケール等を取り 付けて位置を検出 し、 この検出値を も フ ィ 一 ドノ ッ クする方式がと られている。 このよ う な方 式と してフルクローズ ドループ方式があ り、 特別に高い
差替 え 用紙(規則 26) 精度を必要とする工作機械や大型の工作機械で用いられ ている。
図 5 はフルクローズ ドループ方式を使用 して位置検出 を行う、 従来の数値制御装置の構成図である。 この数値 制御装置は、 数値制御部 1 0 と、 X軸用サーボアンプ部 3 0、 Y軸用サーボア ンプ部 4 0及び Z軸用サーボアン プ部 5 0 と、 これらのサ一ボアンプによ って駆動される X軸用サーボモータ 6 0、 Y軸用サ一ポモー夕 7 0及び Z軸用サーボモ一夕 8 0 とで構成される。
さ らに、 X軸用サ一ボモ一夕 6 0の出力軸に連結され た X軸ボールスク リ ユ ー 6 1 には工具台 6 3 に固定され たボールナ ッ ト 6 2が螺合している。 また、 この工具台 6 3 には機械側位置検出器と して リ ニアスケール 6 4が 取り 付けられている。 この リ ニアスケール 6 4 の位置フ イ ー ドバッ ク信号は X軸用サーボアンプ部 3 0内に設置 された機械側位置検出制御部 3 0 a によ って読み取られ る こ と によ り フ ィ 一 ドノ ッ ク制御が行われる。
この機械側位置検出制御部 3 0 aは、 図 5 に示すよ う に、 サ一ボア ンプ部 3 0の筐体内に設置されるよ う構成 されている。 このため機械側位置検出用のコネク タ C N はすべてのサーボア ンプ部 3 0 、 4 0 、 5 0 の筐体にそ れぞれ設置さ れている。
しか し、 位置制御される制御軸は常にすベての軸とい う わけではないので、 サーボアンプ部のすべてにそれぞ れ機械側位置検出制御部を取り付ける必要はない。 よて
差替 え 用紙(規則 26) すべてのサーボアンプ部に機械側位置検出用のコネ ク タ C Nを取り付けると、 コス トが不必要に高く なる。
また、 サーボモータの制御性を高めるために、 新たに 制御線をサーボアンプ部に接続して、 機械側位置検出値 以外のデータ もフ ィ ー ドバッ ク したい場合がある。 し力、 し、 サーボア ンプ部の筐体の大き さの制限から、 新たに コネク タを取り 付けるこ とができないと いう問題があつ た。
発 明 の 開 示
本発明の目 的は、 サーポア ンプ部のコネク タ数が最適 化され、 かつ サーボモー夕の制御性を高めるこ と ので き る数値制御装置を提供するこ と にある。
上記目的を達成するため、 本発明によ る数値制御装置 は、 数値制御部と、 少なく と も 1 つの機械側位置検出器 と、 数値制御部と シ リ アル通信ラ イ ンで接続され、 機械 側位置検出器からの検出信号を受け取るための少な く と も 1 つのコネク タ備え、 このコネ ク タを介して受け取つ た機械側位置検出器からの信号を読み取 って数値制御部 に送信する、 少な く と も 1 つの機械側位置検出制御ュニ ッ ト と、 その機械側位置検出制御ユニ ッ ト と シ リ アル通 信ラ イ ンで接続された、 サーボモータ を制御する 1 つの サーボア ンプ部とを含む。
好ま し く は、 1 つのサーボアンプはさ らにシ リ アル通 信ライ ンで他のサーボアンプに接続されて、 これらすベ てのサーボア ンプ部は数値制御部とデージチ ェーン形式
差替 え 用 紙 (規則 26) でシ リ アル通信ライ ンでも って接続されるよ う に してい る。
以上のよ う に本発明によれば、 例えばフルクローズ ド ループ方式の制御のために機械側の位置検出が必要な制 御軸にかかる位置検出器の検出信号は、 その制御軸にか かるサーボア ンプでは読み取られずに、 機械側位置検出 制御ュニ ッ ト で受け取られこ こで読み取られる。 そのた め、 どのサーボアンプも機械側位置検出器からの信号を 受け取って読み取るための機能を備えな く ても済む。
図 面 の 簡 単 な 説 明 図 1 は本発明の数値制御装置の原理をプロ ッ ク図で示 したものであり、
図 2 は通信バケ ツ トのフ ォーマ ツ ト を示す図であ り、 図 3 は通信パケ ッ トの内部の詳細をテーブルで示 した ものであり、
図 4 は本発明の数値制御装置の内部構成の詳細図であ り、 そ して、
図 5 は従来の数値制御装置の原理をブロ ッ ク図で示し たものである。
発 明 を 実施す る た め の最 良 の形態 まず、 本発明によ る数値制御装置の原理を図 1 を参照 して説明する。
数値制御装置 ( C N C ) は数値制御部 1 0 と、 機械側 位置検出のフ ィ ー ドバッ ク制御を行う機械側位置検出制 御ユニ ッ ト 2 0 と、 X軸用サーボアンプ部 3 0、 Y軸用
差替 え 用紙(規則 26) サ一ボアンプ部 4 0及び Z軸用サーボア ンプ部 5 0 と、 これらのサーボアンプ部によ って駆動される X軸用サー ボモータ 6 0、 Y軸用サ一ボモ一夕 7 0及び Z軸用サ一 ボモ一夕 8 0 とで構成される。
さ らに、 X軸用サ一ボモータ 6 0の出力軸に連結され た X軸ポールスク リ ユー 6 1 には工具台 6 3 に固定され たボールナ ッ ト 6 2が係合している。 また、 この工具台 6 3 には機械側位置検出器と して リ ニアスケール 6 4 が 取 り 付けられている。 この リ ニアスケール 6 4 の位置フ イ ー ドバッ ク信号は機械側位置検出制御ュニ ッ ト 2 0 に 読み取られる こ と によ り フ ィ 一 ドバッ ク制御が行われる。
上の説明では、 機械側位置検出器 (リ ニアスケール 6 4 ) で位置検出される制御軸は X軸だけなので、 機械側 位置検出制御ユニ ッ ト 2 0 は ( X軸に対応した) 1 つの 機械側位置検出用のコネク タ C Nを持つこ と になる。 し か し、 この機械側位置検出制御ユニ ッ ト 2 0 はほかにも い く つかのコネク タを持つこ と もできる。 また、 これら のコネク タを どの制御軸に対応したものにするかは任意 に設定するこ とができる。 例えば、 機械側位置検出制御 ユニ ッ ト 2 0力; 2つのコネク タ C N 1, C N 2 を持って いて、 位置検出の必要がある制御軸が X軸と Y軸である とする。 この場合、 C N 1 が X軸に、 C N 2が Y軸に係 る位置フ ィ ー ドバ ッ ク信号を受信 した り、 または設定を 変えて C N 1 が Y軸に、 C N 2が X軸に係る位置フ ィ ー ドバ ッ ク信号を受信 した りするこ とができる。
差替 え 用紙 (規則 26) 機械側位置検出制御ュニ ッ ト 2 0 と数値制御部 1 0 と はシ リ アル通信ライ ン 9 0で接続されている。 同様に、 機械側位置検出器ュニ ッ ト 2 0 と X軸用サーボアンプ部 3 0 とはシ リ アル通信ライ ン 9 1 によ っ て接続され、 X 軸用サーボア ンプ部 3 0 と Y軸用サ一ボアンプ部 4 0 と はシ リ アル通信ライ ン 9 2 によ っ て接続され、 Y軸用サ —ボア ンプ部 4 0 と Z軸用サ一ボアンプ部 5 0 とはシ リ アル通信ライ ン 9 3 によ って接続される。 さ らに、 Z軸 用サ一ボアンプ部 5 0はシ リ アル通信ラ イ ン 9 4 によ つ て他のサ一ボアンプ部を接続する こ とができる。
このよ う に、 数値制御部 1 0 と各軸サーボアンプ部 3 0、 4 0、 5 0はデージチヱーン形式で接続されている c また、 シ リ アル通信ライ ン 9 0、 9 1 · · · はいずれも 広帯域伝送及びノ イ ズ低減を可能にする光フ ァ イバケー ブルが用いられ、 この伝送路上でパケ ッ ト通信が行われ る。
そこで、 通信ノ、。ケ ッ トのフ ォーマ ッ ト について図 2 を 参照して説明する。 通信パケ ッ ト 1 0 0 はパケ ッ ト の始 ま り を知らせるスター ト コー ドと、 フ レーム 0〜 7 とで 構成されている。 各フ レームはフ ィ ール ドとよばれる情 報の単位で分割される。 フ ィ ール ドは、 サーボアンプ部 と機械側位置検出制御ュニ ッ ト に対応している。 例えば. サーポアンプ部が最大 8個で機械側位置検出制御ュニ ッ トが 1 個で構成される数値制御装置の場合、 1 フ レーム 内のフ ィ ール ド構成はフ ィ ール ド 0〜 8 の 9 フ ィ ール ド
待 え 用 紙 (規則 26) で構成される。 また、 サーボア ンプ部と機械側位置検出 制御ュニ ッ ト とカ 、 フ ィ ール ド 0〜 8のどのフ ィ ール ド に対応するかは任意に設定できる。
次に、 通信パケ ッ ト 1 0 0の内部構成の詳細について、 図 3 を参照して説明する。 この図は、 サ一ボアンプ部が
8個 (サ一ボアンプ部 0、 サーボアンプ部 1、 、 サ
—ボア ンプ部 8 ) で機械側位置検出制御ユニ ッ ト 2 0が 1 個ある場合における、 サ一ボア ンプ部および機械側位 置検出制御ュニ ッ ト から数値制御装置に送信されるパケ ッ ト を示している。 フ レーム 0〜 7 の各フ レームはフ ィ 一ル ド 0〜8 の 9個のフ ィ一ル ドで分割されている。 そ して、 1 フ レームが 1 単位のデータ内容に対応する。 例 えば、 フ レーム 0がモー夕動力情報、 フ レーム 1 がパル ス コーダ情報等である。 また、 1 フ ィ ール ドがサーボア ンプ部 3 0、 4 0、 5 0や機械側位置検出制御ユニ ッ ト 2 0のいずれか 1 つに対応する。 例えばこの図によれば、 フ ィ 一ル ド 0がサーボアンプ部 0、 フ ィ 一ル ド 1 がサー ボア ンプ部 1 に対応し以下同様に続いて、 フ ィ一ル ド 6 がサーボアンプ部 6 に対応する。 フ ィ ール ド 7 は機械側 位置検出制御ユニ ッ ト に対応している。 そ して、 最後の フ ィ一ル ド 8がサ一ボアンプ部 7 に対応 している。
従っ てフ レーム 0 内のフ ィ ール ド 0の位置には、 サ一 ボア ンプ部 0が制御するサ一ボモータのモー夕動力情報 0が挿入されてお り、 フ レーム 0 内のフ ィ ール ド 1 の位 置には、 サーボアンプ部 1 が制御するサ一ボモータのモ
差替 え 用紙 (規則 26) 一夕動力情報 1 が挿入されている。 同様に して、 フ レー ム 0の最後のフ ィ一ル ドであるフ ィ 一ル ド 8の位置には サーボアンプ部 7が制御するサーボモー夕のモー夕動力 情報 7が挿入されている。 ただし、 モータ動力情報を示 すフ レーム 0であっ ても、 フ ィ ール ド 7 の位置にはサ一 ボアンプ部 0が制御する制御軸の位置情報 0が挿入され る。 この位置情報 0 は機械側位置検出制御ユニ ッ ト 2 0 で検出された値であり、 サーボア ンプ部 0が制御する制 御軸が位置検出される必要のない制御軸であるならば、 このフ ィ ール ド 7 は設定されない。
フ レーム 1 内のフ ィ 一ル ド 0の位置にはサーボア ンプ 部 0が制御するサーボモー夕のパルスコーダ情報 0が挿 入されており、 フ レーム 1 内のフ ィ ール ド 1 の位置には サーボアンプ部 1 が制御するサーボモータのパルスコ一 ダ情報 1 が挿入されている。 同様に して、 フ レーム 1 内 の最後のフ ィ ールドであるフ ィ ール ド 8 の位置にはサー ボア ンプ部 7 が制御するサーボモー夕のパルスコーダ情 報 7が挿入されている。 ただし、 パルス コーダ情報を示 すフ レーム 1 であっ ても、 上記で説明 したよ う に、 フ ィ 一ル ド 7 の位置にはサーボアンプ部 1 が制御する制御軸 の位置情報 1 が挿入される。 この位置情報 1 は機械側位 置検出制御ュニ ッ ト で検出された値であ り、 サーボア ン プ部 1 が制御する制御軸が位置検出される必要のない制 御軸であるな らば、 このフ ィ一ル ド 7 は設定されない。
以下同様に して、 必要なデ一夕内容と フ レームを対応
差替 え 用紙 (規則 26) させ、 かつサ一ボア ンプ部と機械側位置検出制御ュニ ッ ト とをフ ィ ール ドに対応させるこ と によ ってバケ ツ ト を 構成し、 バケ ツ ト通信が行われる。
次に本発明による一実施形態の数値制御装置の内部構 成について図 4 を参照して詳し く 説明する。
数値制御装置は、 数値制御部 1 0 と、 機械側位置検出 制御ユニ ッ ト 2 0 と、 X軸用サーボアンプ部 3 0 と、 Y 軸用サーボア ンプ部 4 0 とから構成される。 そ して、 数 値制御部 1 0 はシ リ アル通信ライ ン 9 0 によ って機械側 位置検出制御ユニ ッ ト 2 0 に接続される。 同様に、 機械 側位置検出制御ュニ ッ ト 2 0はシ リ アル通信ライ ン 9 1 によ っ て X軸用サーボアンプ部 3 0 に接続され、 さ らに、 X軸用サーボアンプ部 3 0 はシ リ アル通信ラ イ ン 9 2 に よ って Y軸用サーボアンプ部 4 0 に接続される。 こ こで 説明を簡単にするためにサーボア ンプ部は 2 つだけ示し てある力 実際にはシ リ アル通信ライ ンで必要数のサー ボア ンプ部をデージチェーン形式で接続でき る。 また、 これらのサーボアンプ部には X軸用サーボモー夕 6 0 と、 Y軸用サーボモ一夕 7 0 とが結合されている。 そ して、 X軸用サーボモータ 6 0の出力軸に連結された X軸ボー ルス ク リ ユ ー 6 1 には工具台 6 3 に固定されたボールナ ッ ト 6 2が係合している。 また、 この工具台 6 3 には リ ニァスケール 6 4 が取り つけられている。
数値制御部 1 0は、 数値制御装置の全体の基本機能を 制御するコ ンピュー タ部 1 1 と、 通信プロ ト コルを制御
差替 え 用紙 (規則 26) する通信ライ ン制御部 1 2と、 電気 光 (E /0) 、 光 電気 (OZE) 変換部 1 3とから構成される。
コ ンピュータ部 1 1 は通信網内で行われるバケ ツ ト通 信の全体を制御する。 通信ライ ン制御部 1 2は送信する デ一夕をパケ ッ ト形式に組み立てる。 また、 受信したパ ケ ッ ト を元のデータ形式に分解する。 E ZO、 OZE変 換部 1 3は伝送路のイ ン夕フ ェースであ り電気信号を光 信号に、 または光信号を電気信号に変換する。 また、 E Z〇、 0 Z E変換部は他のブロ ッ ク内でも動作は同様で あるので、 他のブロ ッ ク内での E ZO、 〇ZE変換部の 動作説明は省略する。
機械側位置検出制御ユニ ッ ト 2 0は、 各種検出データ の設定を行う機械側位置検出制御ュニ ッ ト設定部 2 3と、 通信ラ イ ン制御部 2 2と、 機械側位置検出情報を通信パ ケ ッ ト に挿入する機械側位置情報挿入部 24 と、 リ ニア スケールイ ン 夕フ ェース 2 5と、 E Z〇、 OZE変換部 2 1 とから構成される。
機械側位置検出ュニ ッ ト設定部 2 3は検出すべき制御 軸を任意に設定する こ とができ、 かつ機械側位置検出制 御ユニ ッ ト 2 0の全体機能を制御する。 通信ライ ン制御 部 2 2は、 通信パケ ッ ト の分割、 組立を行う。 機械側位 置情報挿入部 24は機械側位置検出値を通信バケ ツ ト 内 の設定されたフ ィ ール ドに挿入する。 リ ニアスケールィ ン 夕フ ェース 2 5は、 工具台 6 3に取り 付けられた リ ニ ァスケール 6 4 の目盛り を読み取っ て工具台 6 3 の位置
差替 え 用紙 (規則 26) を検出する。 また、 機械側位置検出制御ユニ ッ ト 2 0は 機械側位置検出値のフ ィ ー ドバッ ク情報だけでなく、 サ —ボモー夕の制御性を高めるために必要な温度データや 補正デ一夕等をフ ィ 一 ドバ ッ ク情報と して入力する こ と もできる。 そ して位置制御だけでなく、 各種フ ィ ー ドバ ッ ク情報に基づいた制御を行う こ とができる。
X軸用サーボアンプ部 3 0は、 通信ラ イ ン制御部 3 2 と、 ノ、。ルスコーダイ ンタフ ヱース 3 3 と、 モ一夕 ドライ ブ 34 と、 E ZO、 OZE変換部 3 1 とから構成される c ノ レスコ一ダイ ン 夕フ ェース 3 3の内部には、 カウ ン 夕があり、 サーボモ一夕 6 0に取 り 付けられているパル ス コーダ 6 5からのパルス列をカウ ン 卜する こ とでサ一 ボモ一夕の回転速度、 制御軸の位置を検出する。 モー夕 ドライブ 34はコ ンバータ と イ ンバ一夕 とで搆成されて いる。 コ ンバータは商用電力線から交流を取り 出し、 一 定電圧の直流に変換する。 イ ンバ一夕はこの直流を電源 と して、 通信ライ ン制御部 3 2から与え られる電流指令 に従ってモー夕電流を出力する。 また、 サーボモー夕 6 0に流れる電流をモー夕 ドライブ 34内の検出回路で検 出 し通信ラ イ ン制御部 3 2へフ ィ ー ドノ ッ クする。 また. 通信ラ イ ン制御部 3 2は通信バケ ツ ト の分解、 組み立て 機能も有する。
Y軸用サーボア ンプ部 4 0は、 通信ラ イ ン制御部 4 2 と、 ノ、。ルスコーダイ ン夕フ ェース 4 3 と、 モータ ドラ イ ブ 44 と、 E ZO、 〇ZE変換部 4 1 とから構成される
差替 え 用紙 (規則 26) X軸用サ一ボアンプ部 3 0 と同様に、 パルスコ一ダイ ン 夕フ ヱース 4 3の内部には、 カウ ン夕があり、 サ一ボ モー夕 7 0 に取り 付けられているパルスコーダ 7 5 から のパルス列をカウ ン トするこ とでサーボモー夕の回転速 度、 制御軸の位置を検出する。 モー夕 ドライブ 4 4 はコ ンバ一夕 と ィ ンバ一夕 とで構成されている。 コ ンパ一夕 は商用電力線から交流を取り 出し、 一定電圧の直流に変 換する。 イ ンパー夕はこの直流を電源と して、 通信ライ ン制御部 4 2 から与えられる電流指令に従っ てモータ電 流を出力する。 また、 サーボモー夕に流れる電流をモー 夕 ドラ イブ内の検出回路で検出し通信ラ イ ン制御部 4 2 へフ ィ ー ドパ ッ クする。 また、 通信ライ ン制御部 4 2 は 通信パケ ッ ト の分解、 組み立て機能も有する。
この図の例では 1 つの機械側位置検出制御ュニ ッ ト 2 0が数値制御部 1 0 とサーボアンプ部 3 0 に接続されて いる。 しかし、 複数の機械側位置検出制御ユニ ッ ト力 シ リ アル通信ライ ンを用いてデ一ジチェ ーン形式で、 数 値制御部 1 0 とサーボアンプ部に接続するよ う に構成す る こ と も可能である。
以上説明 したよ う に本発明では、 機械側位置検出部を サーボアンプ部内に設けずに、 機械側位置検出制御ュニ ッ ト と してシ リ アル通信ライ ン上に設置 している。 これ によ り すベてのサ一ボアンプ部が機械側位置検出用のコ ネ ク 夕 を持つ必要がなく なり、 コス ト を下げる効果があ る。 また、 機械側の温度、 テーブルの歪みなどの情報な
差替 え 用紙 (規則 26) どを数値制御装置に与えて機械精度を向上させよ う とす る場合には、 それらの情報を検出するセ ンサからの出力 を受け取るためのィ ンタフ X—スを機械側位置検出制御 ュニ ッ ト に設けるこ とができる。
差替 え 用紙 (規 2fi、

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 数値制御部と、
サ一ボモー夕を駆動制御する各軸用のサーボア ンプ 部と、
上記サーボモータによ り駆動される機械可動部の位 置を検出する少な く と も 1 つの機械側位置検出器と、 上記数値制御部及び上記サーボアンプ部とそれぞれ シ リ アル通信ライ ンで接続され、 上記機械側位置検出 器からの位置検出信号を受け取るための少なく と も 1 つのコネク タ備え、 このコネク タを介して受け取った 機械側位置検出器からの検出信号を読み取って上記数 値制御部に送信する、 少なく と も 1 つの機械側位置検 出制御ュニ ッ ト と、
からなる数値制御装置。
2 . 上記サーボアンプ部と、 機械側位置検出制御ュニ ッ ト はすべて上記数値制御部とデ一ジチ ェーン形式で接 続されている、 請求の範囲第 1 項記載の数値制御装置 (
3 . 上記機械側位置検出制御ユニ ッ トが備える複数のコ ネク タの、 どのコネク タをどの制御軸に対応させるか は任意に設定可能である こ と を特徴とする請求の範囲 第 1 項記載の数値制御装置。
4 . 上記機械側位置検出制御ユニ ッ ト は、 機械側位置検 出器からの位置検出信号を受け取るためのコネク 夕 に 加え、 さ ら に、 サ一ボモー夕の制御性を高めるために 必要な、 位置検出信号以外の検出信号を受け取るため
差替 え 用紙(規則 26) のイ ン夕フ ェースを備えている、 請求の範囲第 1 項記 載の数値制御装置。
上記位置検出以外の検出信号には検出温度または補 正デ一夕などが含まれる、 請求の範囲第 5項記載の数 値制御装置。
. 上記シ リ アル通信ライ ン上で行われる通信はバケ ツ ト通信である、 請求の範囲第 1 項記載の数値制御装置。. 上記数値制御部は、 機械側位置検出制御ユニ ッ ト側 に送信するデータ をパケ ッ ト形式に組み立て、 また、 機械側位置検出制御ュニ ッ ト側から受け取るバケ ツ ト 形式のデータを元のデータに分解する通信ライ ン制御 部を備える、 請求の範囲第 7項記載の数値制御装置。. 上記機械側位置検出制御ユニ ッ トは、 各種検出デー 夕の設定を行い、 検出すべき制御軸を任意に設定でき る設定部を備えている、 請求の範囲第 1 項記載の数値 制御装置。
. 上記機械側位置検出制御ユニ ッ ト は、 コネク タ を介 して受け取った機械側位置検出器からの信号を読み取 つて得た機械側位置検出値を通信バケ ツ ト 内の設定さ れたフ ィ ール ドに挿入する機械側位置情報挿入部を備 えている、 請求の範囲第 9項記載の数値制御装置。 0 . 上記 1 つの機械側位置検出制御ユニ ッ ト のほかに さ ら に 1 またはそれ以上の機械側位置検出制御ュニ ッ ト を備え、 これら機械側位置検出制御ュニ ッ ト はシ リ アル通信ラ イ ンを用いてデージチ ェー ン形式で、 上記
え 用紙(規則 26) 数値制御部とサーボアンプ部に接続されている、 請求 の範囲第 1 項記載の数値制御装置。
差替 え 用紙 (規則 26)
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