專利名稱：同步控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于同步驅(qū)動(dòng)控制多個(gè)軸的同步控制器。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)公知一同步控制器，其通過以一定速率將從動(dòng)軸移動(dòng)到主軸的動(dòng)作量，而驅(qū)動(dòng)控制軸。在該同步控制器的驅(qū)動(dòng)控制中，同步放大系數(shù)(主軸和從動(dòng)軸之間的速度比率)改變了，則從動(dòng)軸的速度有時(shí)會(huì)突然改變，從而使接受同步控制的機(jī)床震動(dòng)。
圖1是顯示改變同步放大系數(shù)的方式的示意圖。圖1中，橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)分別表示主軸的位置和從動(dòng)軸的同步放大系數(shù)。當(dāng)相對(duì)塊Ba中的主軸動(dòng)作以同步放大系數(shù)α＝a移動(dòng)從動(dòng)軸的方式執(zhí)行同步控制時(shí)，發(fā)出一指令以改變下一塊Bb中的同步放大系數(shù)，從而以同步放大系數(shù)α＝b驅(qū)動(dòng)從動(dòng)軸。在這種情況下，同步放大系數(shù)α從“a”急劇的變化為“b”從而突然改變了從動(dòng)軸的速度。該改變不可避免地使機(jī)床震動(dòng)。
在解決以上問題的公知系統(tǒng)中，動(dòng)作指令是在被過濾之后輸出，以免，象因?yàn)橥椒糯笙禂?shù)改變了，而由于較大的速度變化(相對(duì)之前周期的動(dòng)作量的當(dāng)前周期的動(dòng)作量的變化)導(dǎo)致機(jī)床震動(dòng)(見JP 2697399B)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種同步控制器，其可以為同步控制逐漸改變同步放大系數(shù)而不振蕩機(jī)床，且可以設(shè)置改變同步放大系數(shù)的漸進(jìn)度。
本發(fā)明的同步控制器依照作為從動(dòng)軸對(duì)于主軸的速度比率的同步放大系數(shù)來控制主軸和從動(dòng)軸達(dá)到同步。依照本發(fā)明的一方面，同步控制器包括用于指令同步放大系數(shù)從第一值改變成第二值的裝置；用于對(duì)同步放大系數(shù)的改變指定主軸的動(dòng)作量和從動(dòng)軸的動(dòng)作量，以及在改變同步放大系數(shù)之后主軸的剩余動(dòng)作量的裝置；用于計(jì)算同步放大系數(shù)的改變率，和改變同步放大系數(shù)之前的主軸的初步動(dòng)作量的裝置，從而當(dāng)主軸的指定動(dòng)作量完成時(shí)從動(dòng)軸的指定動(dòng)作量已完成且同步放大系數(shù)已改變到第二值；以及在計(jì)算的主軸的初步動(dòng)作量已完成之后，直到同步放大系數(shù)達(dá)到第二值為止，依照計(jì)算的同步放大系數(shù)的改變率，控制從動(dòng)軸相對(duì)于主軸的動(dòng)作的裝置。
依照本發(fā)明的另一方面，同步控制器包括用于指令同步放大系數(shù)從第一值改變成第二值的裝置；用于對(duì)同步放大系數(shù)的改變指定主軸的動(dòng)作量和從動(dòng)軸的動(dòng)作量，以及改變同步放大系數(shù)之前的主軸的初步動(dòng)作量的裝置；用于計(jì)算同步放大系數(shù)的改變率，和改變同步放大系數(shù)之后的主軸的剩余動(dòng)作量的裝置，從而當(dāng)主軸的指定動(dòng)作量完成時(shí)從動(dòng)軸的指定動(dòng)作量已完成且同步放大系數(shù)已改變到第二值；以及在計(jì)算的主軸的初步動(dòng)作量已完成之后，直到同步放大系數(shù)達(dá)到第二值為止，依照計(jì)算的同步放大系數(shù)的改變率，控制從動(dòng)軸相對(duì)于主軸的動(dòng)作的裝置。
依照本發(fā)明的另一方面，同步控制器包括用于指令同步放大系數(shù)從第一值改變成第二值的裝置；用于對(duì)同步放大系數(shù)的改變指定主軸的動(dòng)作量的裝置；用于對(duì)同步放大系數(shù)的改變計(jì)算從動(dòng)軸的動(dòng)作量的裝置，從而同步放大系數(shù)開始與對(duì)于指定的動(dòng)作量的主軸的動(dòng)作同時(shí)改變，且在完成指定的主軸的動(dòng)作量時(shí)達(dá)到第二值；以及用于針對(duì)同步放大系數(shù)的改變輸出指定的主軸動(dòng)作量，和計(jì)算的從動(dòng)軸動(dòng)作量的裝置。
依照本發(fā)明的另一方面，同步控制器包括用于指令同步放大系數(shù)從第一值改變成第二值的裝置；用于對(duì)同步放大系數(shù)的改變指定從動(dòng)軸的動(dòng)作量的裝置；用于對(duì)同步放大系數(shù)的改變計(jì)算主軸的動(dòng)作量的裝置，從而同步放大系數(shù)開始與對(duì)于指定的動(dòng)作量的從動(dòng)軸的動(dòng)作同時(shí)改變，且在完成指定的從動(dòng)軸的動(dòng)作量時(shí)達(dá)到第二值；以及用于針對(duì)同步放大系數(shù)的改變輸出計(jì)算的主軸動(dòng)作量，和指定的從動(dòng)軸動(dòng)作量的裝置。
依照本發(fā)明的另一方面，同步控制器包括用于指令同步放大系數(shù)從第一值改變成第二值的裝置；用于對(duì)同步放大系數(shù)的改變指定主軸的動(dòng)作量和從動(dòng)軸的動(dòng)作量，以及同步放大系數(shù)的改變率的裝置；用于計(jì)算改變同步放大系數(shù)之前的主軸的初步動(dòng)作量，和改變同步放大系數(shù)之后的主軸的剩余動(dòng)作量，從而獲得指定的同步放大系數(shù)的改變率的裝置；以及在完成計(jì)算的主軸的初步動(dòng)作量之后，直至主軸的剩余動(dòng)作量與計(jì)算的剩余動(dòng)作量相等為止，依照指定的同步放大系數(shù)的改變率，控制從動(dòng)軸相對(duì)于主軸的動(dòng)作的裝置。
由于同步放大系數(shù)被逐漸改變，可以執(zhí)行穩(wěn)定的同步控制而不震動(dòng)機(jī)床。而且，由于基于指定的數(shù)據(jù)，同步放大系數(shù)的變化率可以被調(diào)節(jié)到任意理想值，所以在改變同步放大系數(shù)時(shí)，通過設(shè)置主軸的速度上限，從動(dòng)軸的加速度可以限制在最大加速度之內(nèi)。


圖1是顯示同步控制中改變同步放大系數(shù)的方式的示意圖；圖2是顯示了本發(fā)明的一實(shí)施例中使用的同步放大系數(shù)被逐漸改變的塊的示意圖；圖3是顯示了本發(fā)明的一實(shí)施例中使用的同步放大系數(shù)被逐漸改變的塊的參考示意圖；圖4是顯示了依照本發(fā)明的第一實(shí)施例的操作原理的示意圖；圖5是顯示了依照本發(fā)明的第二實(shí)施例的操作原理的示意圖；圖6是顯示了依照本發(fā)明的第三實(shí)施例的操作原理的示意圖；圖7是顯示執(zhí)行本發(fā)明的每一實(shí)施例的同步控制器的主要部件的方框圖；圖8是依照本發(fā)明的第一實(shí)施例的操作流程圖。
具體實(shí)施例方式
將首先說明本發(fā)明的操作原理。在本發(fā)明的同步控制中，在改變了同步放大系數(shù)的塊中增加了用于逐漸改變同步放大系數(shù)的塊。
圖2是顯示了在逐漸改變同步放大系數(shù)的附加塊中同步放大系數(shù)的變化的示意圖。橫坐標(biāo)表示主軸位置，縱坐標(biāo)表示從動(dòng)軸的同步放大系數(shù)，即主軸和從動(dòng)軸之間的速度比率。在塊B1中，相對(duì)主軸以同步放大系數(shù)α＝a驅(qū)動(dòng)從動(dòng)軸。在塊B3中，同步放大系數(shù)被改變?yōu)椤癰”，從而在塊B1和B3之間提供了塊B2，該塊B2中同步放大系數(shù)被逐漸改變。在圖2所示的例子中，用于改變同步放大系數(shù)的函數(shù)是線性函數(shù)。在改變同步放大系數(shù)的塊B2中，改變同步放大系數(shù)所遵循的路徑并不需要依照例如圖2所示的線性函數(shù)而線性的改變。可選擇的是，該函數(shù)可以是滿足圖4所示的面積條件S1＝S2(之后描述)的其它函數(shù)。
現(xiàn)假設(shè)同步放大系數(shù)不是逐漸改變而是從“a”改變?yōu)椤癰”的改變點(diǎn)處的主軸位置是“X”，同步放大系數(shù)α是逐漸改變的塊B2中的主軸動(dòng)作量是“p”，且替代主軸移動(dòng)的量“p”的從動(dòng)軸的動(dòng)作量是“q”。從動(dòng)軸的動(dòng)作量q是由圖2和3中所示的每一陰影部分表示。獲得從塊B2中的動(dòng)作起始點(diǎn)開始動(dòng)作量和在“1”的動(dòng)作量p的比率r。從動(dòng)軸的動(dòng)作量q由如下表示q＝apr+bp(1-r) …(1)，從而，可獲得r＝(bp-q)/(b-a)p…(2).
從塊B2的起始點(diǎn)到位置X的主軸的動(dòng)作量x由如下表示x＝pr＝(bp-q)(b-a) …(3).
圖4是顯示依照本發(fā)明的第一實(shí)施例的操作原理的示意圖。在這種情況下，在塊B2中的主軸動(dòng)作量p之內(nèi)，從動(dòng)軸的同步放大系數(shù)依照線性函數(shù)從α＝a逐漸的線性的改變?yōu)棣粒絙。
在圖4中，點(diǎn)A是塊B2的起始點(diǎn)；B是改變同步放大系數(shù)α的起始點(diǎn)；D是同步放大系數(shù)α＝b點(diǎn)；E是塊B2的動(dòng)作結(jié)束點(diǎn)；且C是當(dāng)同步放大系數(shù)從a改變?yōu)閎時(shí)，在達(dá)到的主軸位置X時(shí)從動(dòng)軸的同步放大系數(shù)“(b-a)/2”點(diǎn)。點(diǎn)“C”是在該點(diǎn)處圖4中S1和S2代表的面積相等的點(diǎn)。點(diǎn)F是在主軸位置X同步放大系數(shù)α是a處的點(diǎn)。點(diǎn)G是在主軸位置X同步放大系數(shù)α是b處的點(diǎn)。面積S1等于三角形BFC的面積，且面積S2等于三角形DGC的面積。
從圖3和圖4比較來看，替代主軸移動(dòng)的量p的從動(dòng)軸的動(dòng)作量q沒有造成差別。如果同步放大系數(shù)如圖4所示的逐漸的改變，在改變同步放大系數(shù)的起始點(diǎn)和主軸達(dá)到圖4所示的位置X處的周期之內(nèi)的從動(dòng)軸的動(dòng)作量、比圖3所示的從動(dòng)軸的動(dòng)作量要小相應(yīng)于面積S2的區(qū)域。因而，盡管同步放大系數(shù)如圖3所示的情況突然改變，但是跨越主軸位置X變化的從動(dòng)軸的動(dòng)作量S1和S2是相等的。如果動(dòng)作量S1和S2互相相等，則同步放大系數(shù)α可依照線性函數(shù)之外的任意函數(shù)改變。
如圖4所示，現(xiàn)假設(shè)在同步放大系數(shù)α的開始改變之前、塊B2中主軸的動(dòng)作量(從點(diǎn)A到點(diǎn)B)是“u”，且在完成改變同步放大系數(shù)α和塊B2的動(dòng)作結(jié)束之間的周期內(nèi)、主軸的剩余動(dòng)作量(從點(diǎn)D到點(diǎn)E)是“v”。
圖4中，從點(diǎn)A到點(diǎn)D的主軸動(dòng)作量是(p-v)或pr+(pr-u)，從而得到p-v＝pr+(pr-u)。
相對(duì)u或v重新整理方程式，可得到u=v+2pr+p=v+2(bp-q)b-a-p...(4)]]>v=u-2pr+p=u-2(bp-q)b-a+p...(5)]]>其中，u和v必須滿足如下方程式(6)和(7)所給定的關(guān)系0≤u≤pr=bp-qb-a...(6)]]>0≤v≤p(1-r)=q-apb-a...(7)]]>因而，依照方程式(8)通過指定同步放大系數(shù)α的未改變值a和改變值b、塊B2中主軸的動(dòng)作量p、從動(dòng)軸的動(dòng)作量q、以及在完成改變同步放大系數(shù)α(點(diǎn)D)和塊B2的動(dòng)作結(jié)束(點(diǎn)E)之間的周期內(nèi)主軸的剩余動(dòng)作量v，獲得同步放大系數(shù)α的變化率ββ=b-a2[p(1-r)-v]]]>=b-a2{p[1-(bp-q)/(b-a)p]-v}...(8)]]>=(b-a)22[q-ap-(b-a)v]]]>因而，依照方程式(4)并基于指定值a、b、p和q獲得了在改變同步放大系數(shù)α的起始前主軸的動(dòng)作量u，并且依照方程式(8)獲得同步放大系數(shù)的變化率β。如果同步放大系數(shù)α基于這些數(shù)據(jù)逐漸的改變，那么可沒有沖擊機(jī)床，且沒有失敗地確保從動(dòng)軸的動(dòng)作距離(替代主軸移動(dòng)的量v)而執(zhí)行高質(zhì)量的同步控制，從而可以避免從動(dòng)軸的伺服馬達(dá)的過沖(overshoot)，如果可能有過沖的話。
而且，依照方程式(9)通過指定同步放大系數(shù)α的未改變值a和改變值b，塊B2中主軸的動(dòng)作量p、從動(dòng)軸的動(dòng)作量q、以及在塊B2的動(dòng)作起始和同步放大系數(shù)的改變起始之間的周期內(nèi)主軸的動(dòng)作量u，可獲得同步放大系數(shù)的變化率ββ=b-a2(pr-u)]]>=b-a2{p[(bp-q)/(b-a)p]-u}...(9)]]>=(b-a)22[bp-q-(b-a)u]]]>在這種情況下，依照方程式(9)獲得在完成改變同步放大系數(shù)α(點(diǎn)D)和塊B2的動(dòng)作結(jié)束(點(diǎn)E)之間的周期內(nèi)主軸的剩余動(dòng)作量v、和同步放大系數(shù)α的變化率β。
圖5是顯示依照本發(fā)明的第二實(shí)施例的操作原理的示意圖。如果上述比率r是1/2，則如方程式(4)或(5)明確給定u＝v。在本實(shí)施例中，該值被設(shè)置為“0”。而且，在該示例中，同步放大系數(shù)α的改變是在塊B2的動(dòng)作起始時(shí)開始、且在塊B2的動(dòng)作中止時(shí)結(jié)束，從而獲得同步放大系數(shù)α＝b。
在這種情況下，依照方程式(4)或(5)，可獲得p=2(bp-q)b-a...(10)]]>重新整理方程式(10)，從動(dòng)軸的動(dòng)作量q和主軸的動(dòng)作量p可如下表示q=a+b2p...(11)]]>p=2a+bq...(12)]]>如果以在0.5的比率r和u＝v＝0設(shè)置塊B2中的主軸的動(dòng)作量p，則依照方程式(11)自動(dòng)設(shè)置塊B2中的從動(dòng)軸的動(dòng)作量q。而且，如果設(shè)置塊B2中的從動(dòng)軸的動(dòng)作量q，則依照方程式(12)自動(dòng)設(shè)置塊B2中的主軸動(dòng)作量p。而且從方程式(8)和(9)可明顯看出，同步放大系數(shù)α的變化率β可由下式獲得β=b-ap...(13)]]>圖6是依照本發(fā)明的第三實(shí)施例的操作原理的示意圖。在上述實(shí)施例中，通過指定改變同步放大系數(shù)α的起始之前的塊B2中的主軸動(dòng)作量u，或者在改變同步放大系數(shù)完成和塊B2的動(dòng)作結(jié)束之間的周期內(nèi)主軸的動(dòng)作量v，獲得同步放大系數(shù)α的變化率β。然而，依照第三實(shí)施例，指定了同步放大系數(shù)α的變化率β。
由于加速度的變化率具有上限，基于要控制的機(jī)床，通過基于該最大加速度指定比最大可行的同步放大系數(shù)的變化率要小的變化率β，而執(zhí)行控制。
因而，通過指定改變同步放大系數(shù)之前、塊B1中的同步放大系數(shù)α＝a，改變同步放大系數(shù)之后塊B3中的同步放大系數(shù)α＝b，在塊B1和B3之間的塊B2中主軸和從動(dòng)軸的各自的動(dòng)作量為p和q，以及改變同步放大系數(shù)的變化率β，則可以獲得動(dòng)作量u和v。
如果在同步放大系數(shù)改變區(qū)域中主軸的動(dòng)作量是w，則β為β＝(b-a)/w，從而，w為w＝(b-a)/β而且，u和v由如下給定u=pr-w/2]]>=bp-qb-a-b-a2β...(14)]]>v=p(1-r)-w/2]]>=p-aqb-a-b-a2β...(15)]]>而且，動(dòng)作量w必須滿足下述基于比率r值的條件0＝w＝2pr(其中0≤r≤0.5)0＝w＝2(1-r)p(其中0≤r≤1)上述就是依照本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例的操作原理的描述。下面是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的描述。
圖7是執(zhí)行上述同步控制的同步控制器的一個(gè)實(shí)施例的方框圖。在本實(shí)施例中，一數(shù)控設(shè)備被用作為同步控制器。同步控制器10的CPU11是整體控制控制設(shè)備的處理器。CPU11經(jīng)由總線19讀取ROM12中的系統(tǒng)程序，并依照系統(tǒng)程序控制整個(gè)控制設(shè)備。RAM13存儲(chǔ)有經(jīng)由顯示/MDI單元34由操作員輸入的臨時(shí)的計(jì)算數(shù)據(jù)，顯示數(shù)據(jù)，和各種數(shù)據(jù)。CMOS存儲(chǔ)器14是由電池(未顯示)備份的非易失性存儲(chǔ)器，從而即使同步控制器被關(guān)閉也可以維持CMOS存儲(chǔ)器14的存儲(chǔ)狀態(tài)。CMOS存儲(chǔ)器14存儲(chǔ)有經(jīng)由接口15讀取的操作程序，經(jīng)由顯示/MDI單元34輸入的操作程序，等等。
接口15使得同步控制器10與例如適配器的外部設(shè)備相連接。從外部設(shè)備側(cè)讀取操作程序等等。PC(可編程控制器)16依照同步控制器10中的順序程序、將用于控制的信號(hào)經(jīng)由I/O單元17輸出到機(jī)床的輔助設(shè)備。
顯示/MDI單元34是由顯示設(shè)備、鍵盤等提供的手動(dòng)數(shù)據(jù)輸入設(shè)備。接口18從顯示/MDI單元34接收指令和數(shù)據(jù)，且傳送到CPU11。
用于各個(gè)軸的軸控制裝置20和21接收用于軸的動(dòng)作指令，且將用于軸的指令輸出到伺服放大器22和23。當(dāng)接收到這些指令時(shí)，伺服放大器22和23分別驅(qū)動(dòng)用于軸的伺服馬達(dá)30和31。各個(gè)伺服馬達(dá)30和31包含有位置/速度傳感器。來自位置/速度傳感器的位置/速度反饋信號(hào)分別被反饋到軸控制裝置20和21，在此基礎(chǔ)上執(zhí)行了位置/速度反饋控制。圖3中，省去了用于位置/速度反饋的圖示。
在圖7所示的實(shí)施例中，同步控制器10提供有軸控制裝置20、21，和控制用于同步控制主軸和從動(dòng)軸的伺服馬達(dá)30和31的伺服放大器22、23。然而，通過只將附加軸控制裝置，伺服放大器，和伺服馬達(dá)連接到總線19，也可以控制附加軸。
圖8是顯示以CPU11執(zhí)行的操作程序在每一給定周期的動(dòng)作指令分布處理中、主要包括同步放大系數(shù)改變的處理的流程圖。
當(dāng)CPU11讀取相關(guān)塊時(shí)，其確定之前塊中的同步放大系數(shù)值和下一塊的同步放大系數(shù)值是否相等(步驟100)。如果系數(shù)相等，不需改變同步放大系數(shù)α。從而，將同步放大系數(shù)α設(shè)置為之前塊的值(步驟108)，通過將相關(guān)周期的主軸的動(dòng)作量乘以同步放大系數(shù)α而獲得從動(dòng)軸的動(dòng)作量(步驟109)，并且將相關(guān)周期的主軸和從動(dòng)軸的動(dòng)作量分別輸出到軸控制裝置20和21(步驟110)。之后，確定主軸是否達(dá)到相關(guān)塊中指定的結(jié)束點(diǎn)(步驟111)。如果沒有達(dá)到結(jié)束點(diǎn)，終止相關(guān)周期。另一方面，如果輸出了達(dá)到相關(guān)塊中指定的結(jié)束點(diǎn)的主軸動(dòng)作量，將計(jì)算完成標(biāo)記(之后描述)設(shè)置為“0”(步驟112)，在此基礎(chǔ)上，終止相關(guān)周期的處理。
另一方面，如果在步驟100得到了同步放大系數(shù)值α在之前塊(塊B1)和讀取塊(塊B3)之間改變，則確定計(jì)算完成標(biāo)記是否為“0”(步驟101)。由于通過初始設(shè)置將該標(biāo)記首先設(shè)置為“0”，所以程序進(jìn)行到步驟102，其中讀取相關(guān)塊(塊B2)中指定的各種數(shù)據(jù)。在第一實(shí)施例中，以圖4所示的形式改變同步放大系數(shù)，并且在之前和下一塊中的同步放大系數(shù)a和b、主軸的動(dòng)作量p、從動(dòng)軸的動(dòng)作量q、以及在同步放大系數(shù)的改變完成之后的主軸的剩余動(dòng)作量v假設(shè)都已經(jīng)被指定且讀取。可選擇的是，可以從各個(gè)塊讀取之前和下一塊中的同步放大系數(shù)a和b。
基于這些數(shù)據(jù)，通過方程式(8)的計(jì)算，獲得同步放大系數(shù)的變化率β，并且通過計(jì)算方程式(4)獲得從同步放大系數(shù)開始改變的相關(guān)塊的起始開始的主軸的初步動(dòng)作量u。而且，計(jì)算完成標(biāo)記被設(shè)置為“1”，且用于增加動(dòng)作量的寄存器R被清空為“0”(步驟102)。
而且，如果指定從同步放大系數(shù)開始改變的相關(guān)塊的起始開始的主軸的初步動(dòng)作量u，來替代同步放大系數(shù)的改變完成之后主軸的剩余動(dòng)作量v，則通過計(jì)算方程式(9)獲得同步放大系數(shù)的變化率β。通過計(jì)算方程式(5)，獲得同步放大系數(shù)的改變完成之后主軸的剩余動(dòng)作量v。
之后，在寄存器R中增加相關(guān)周期的主軸的動(dòng)作量(通過如傳統(tǒng)情況中的相同方式的另一處理步驟(未顯示)而獲得相關(guān)周期的主軸的動(dòng)作量)(步驟103)。
之后，確定步驟102中獲得的動(dòng)作量u或者指定的動(dòng)作量u是否被寄存器R中存儲(chǔ)的動(dòng)作量的總和所超出(步驟104)。如果沒有超出獲得的或指定的動(dòng)作量u，程序進(jìn)行到步驟108。因此，執(zhí)行步驟108的處理和之后的處理，在此基礎(chǔ)上，將動(dòng)作指令輸出到主軸和從動(dòng)軸。
由于在下一周期計(jì)算完成標(biāo)記被設(shè)置為“1”，則執(zhí)行步驟100和步驟101的處理，在此基礎(chǔ)上程序從步驟101進(jìn)行到步驟103。在步驟103中，在寄存器R中增加動(dòng)作量，且在步驟104中確定因而產(chǎn)生的總和是否超出了動(dòng)作量u。如果沒有超出動(dòng)作量u，執(zhí)行步驟108的處理和之后的處理。之后，在每一周期執(zhí)行步驟100、101、103、104、108、109、110和111的處理，從而在寄存器R中的總和超出了動(dòng)作量u。
如果在步驟104中得到寄存器R中的存儲(chǔ)的總和超出了動(dòng)作量u(圖4中的點(diǎn)B)，則程序從步驟104進(jìn)行到步驟105，其中確定寄存器R中的總和是否超出值(p-v)。換句話說，確定是否超出了圖4中的點(diǎn)D。
由于值(p-v)最初沒有被超出，程序進(jìn)行到步驟106，其中通過將之前塊中的同步放大系數(shù)a與一乘積相加而獲得相關(guān)周期的同步放大系數(shù)α(α＝a+β(R-u))，該乘積為步驟102中獲得同步放大系數(shù)的變化率β與一值的乘積，該值為從寄存器R中存儲(chǔ)的總和減去在步驟102中獲得的、相關(guān)塊的起始和同步放大系數(shù)的改變起始之間的周期內(nèi)的主軸的動(dòng)作量u后的差值?；讷@得的同步放大系數(shù)α，執(zhí)行步驟109的處理和之后的處理，并且將動(dòng)作指令輸出到主軸和從動(dòng)軸以控制它們。
從下一周期開始，在每一周期執(zhí)行步驟100、101、103、104、105、106、109、110和111的處理，從而在寄存器R中存儲(chǔ)的動(dòng)作量的總和超出了值(p-v)，并且將分配的動(dòng)作量輸出到主軸和從動(dòng)軸以控制它們。結(jié)果，如圖4所示，從動(dòng)軸被驅(qū)動(dòng)，通過步驟106的處理以變化率β改變同步放大系數(shù)。
如果步驟105中寄存器R中的動(dòng)作量的總和超出了值(p-v)(或者主軸超出了圖4中的點(diǎn)D)，同步放大系數(shù)α被設(shè)置為下一塊的同步放大系數(shù)b(步驟107)，在此基礎(chǔ)上，程序進(jìn)行到步驟109。從下一周期開始，在每一周期執(zhí)行步驟100、101、103、104、105、107、109、110和111的處理。如果在步驟111中得到主軸達(dá)到了相關(guān)塊中指定的結(jié)束點(diǎn)的位置，則程序進(jìn)行到步驟112，其中計(jì)算完成標(biāo)記被設(shè)置為“0”。從而終止相關(guān)周期的處理。
在上述的第一實(shí)施例中，通過指定圖4所示的同步放大系數(shù)的改變完成之后的主軸的剩余動(dòng)作量v、或者從相關(guān)塊的起始開始到同步放大系數(shù)的改變起始的主軸的動(dòng)作量u，為從動(dòng)軸控制獲得同步放大系數(shù)的變化率β。然而，依照第二實(shí)施例，如圖5所示恰好以u(píng)＝v＝0和比率＝0.5執(zhí)行與圖8所示的流程圖相似的處理。第二實(shí)施例與第一實(shí)施例不同之處只在于依照方程式(11)和(12)，基于在之前塊中指定的同步放大系數(shù)a、下一塊中的同步放大系數(shù)b、和主軸或從動(dòng)軸的動(dòng)作量p或q，在步驟102中獲得未指定的動(dòng)作量q或p；通過計(jì)算方程式(13)獲得同步放大系數(shù)的變化率β；步驟104、105、106中的為“0”的值u和v。然而，由于沒有指定而給定u＝v＝0，所以當(dāng)讀取改變了同步放大系數(shù)α的相關(guān)塊(塊B2)時(shí)，程序進(jìn)行到以如下次序的步驟100、101、102、103和104。由于寄存器R的值大于u＝0，程序進(jìn)行到步驟105和106，其中相應(yīng)于寄存器R中存儲(chǔ)的總和改變了同步放大系數(shù)α。更特別的，獲得α＝a+βR。因而，當(dāng)讀取了改變同步放大系數(shù)α的相關(guān)塊時(shí)，馬上開始同步放大系數(shù)的改變。
從下一周期開始，在每一周期執(zhí)行步驟100、101、103、104、105、、106、109、110和111的處理，從而寄存器R的值超出了動(dòng)作量p，也就是，主軸達(dá)到了相關(guān)塊中指定的動(dòng)作量p。如果在步驟111中得到主軸達(dá)到動(dòng)作量p或者結(jié)束點(diǎn)的位置，則程序進(jìn)行到步驟112，其中計(jì)算完成標(biāo)記被設(shè)置為“0”。因此，終止同步放大系數(shù)的改變的處理。
下面是對(duì)于指定了同步放大系數(shù)的變化率β的情況下、如圖6所示的第三實(shí)施例的處理的描述。
在第三實(shí)施例中，指定了之前塊中的指定的同步放大系數(shù)a，下一塊中的同步放大系數(shù)b，主軸和從動(dòng)軸的動(dòng)作量p和q，以及同步放大系數(shù)的變化率β。從而，在步驟102中，通過基于指定的數(shù)據(jù)計(jì)算方程式(14)，獲得從相關(guān)塊的起始開始到同步放大系數(shù)的改變的起始之間的主軸的動(dòng)作量u、以及在完成同步放大系數(shù)的改變之后主軸的剩余動(dòng)作量v。以這種方式獲得動(dòng)作量u，剩余動(dòng)作量v，和同步放大系數(shù)的變化率β，并且除步驟102之外的其它處理是與第一實(shí)施例的處理是相同的。
權(quán)利要求
1.一種同步控制器，用于依照作為從動(dòng)軸對(duì)于主軸的速度比率的同步放大系數(shù)來控制主軸和從動(dòng)軸達(dá)到同步，該同步控制器包括用于指令同步放大系數(shù)從第一值改變成第二值的裝置；用于對(duì)同步放大系數(shù)的改變指定主軸的動(dòng)作量和從動(dòng)軸的動(dòng)作量，以及在改變同步放大系數(shù)之后主軸的剩余動(dòng)作量的裝置；用于計(jì)算同步放大系數(shù)的改變率，和改變同步放大系數(shù)之前的主軸的初步動(dòng)作量的裝置，從而當(dāng)主軸的指定動(dòng)作量完成時(shí)從動(dòng)軸的指定動(dòng)作量已完成且同步放大系數(shù)已改變到第二值；以及在計(jì)算的主軸的初步動(dòng)作量已完成之后，直到同步放大系數(shù)達(dá)到第二值為止，依照計(jì)算的同步放大系數(shù)的改變率，控制從動(dòng)軸相對(duì)于主軸的動(dòng)作的裝置。
2.一種同步控制器，用于依照作為從動(dòng)軸對(duì)于主軸的速度比率的同步放大系數(shù)來控制主軸和從動(dòng)軸達(dá)到同步，該同步控制器包括用于指令同步放大系數(shù)從第一值改變成第二值的裝置；用于對(duì)同步放大系數(shù)的改變指定主軸的動(dòng)作量和從動(dòng)軸的動(dòng)作量，以及改變同步放大系數(shù)之前的主軸的初步動(dòng)作量的裝置；用于計(jì)算同步放大系數(shù)的改變率，和改變同步放大系數(shù)之后的主軸的剩余動(dòng)作量的裝置，從而當(dāng)主軸的指定動(dòng)作量完成時(shí)從動(dòng)軸的指定動(dòng)作量已完成且同步放大系數(shù)已改變到第二值；以及在計(jì)算的主軸的初步動(dòng)作量已完成之后，直到同步放大系數(shù)達(dá)到第二值為止，依照計(jì)算的同步放大系數(shù)的改變率，控制從動(dòng)軸相對(duì)于主軸的動(dòng)作的裝置。
3.一種同步控制器，用于依照作為從動(dòng)軸對(duì)于主軸的速度比率的同步放大系數(shù)來控制主軸和從動(dòng)軸達(dá)到同步，該同步控制器包括用于指令同步放大系數(shù)從第一值改變成第二值的裝置；用于對(duì)同步放大系數(shù)的改變指定主軸的動(dòng)作量的裝置；用于對(duì)同步放大系數(shù)的改變計(jì)算從動(dòng)軸的動(dòng)作量的裝置，從而同步放大系數(shù)開始與對(duì)于指定的動(dòng)作量的主軸的動(dòng)作同時(shí)改變，且在完成指定的主軸的動(dòng)作量時(shí)達(dá)到第二值；以及用于針對(duì)同步放大系數(shù)的改變輸出指定的主軸動(dòng)作量，和計(jì)算的從動(dòng)軸動(dòng)作量的裝置。
4.一種同步控制器，用于依照作為從動(dòng)軸對(duì)于主軸的速度比率的同步放大系數(shù)來控制主軸和從動(dòng)軸達(dá)到同步，該同步控制器包括用于指令同步放大系數(shù)從第一值改變成第二值的裝置；用于對(duì)同步放大系數(shù)的改變指定從動(dòng)軸的動(dòng)作量的裝置；用于對(duì)同步放大系數(shù)的改變計(jì)算主軸的動(dòng)作量的裝置，從而同步放大系數(shù)開始與對(duì)于指定的動(dòng)作量的從動(dòng)軸的動(dòng)作同時(shí)改變，且在完成指定的從動(dòng)軸的動(dòng)作量時(shí)達(dá)到第二值；以及用于針對(duì)同步放大系數(shù)的改變輸出計(jì)算的主軸動(dòng)作量，和指定的從動(dòng)軸動(dòng)作量的裝置。
5.一種同步控制器，用于依照作為從動(dòng)軸對(duì)于主軸的速度比率的同步放大系數(shù)來控制主軸和從動(dòng)軸達(dá)到同步，該同步控制器包括用于指令同步放大系數(shù)從第一值改變成第二值的裝置；用于對(duì)同步放大系數(shù)的改變指定主軸的動(dòng)作量和從動(dòng)軸的動(dòng)作量，以及同步放大系數(shù)的改變率的裝置；用于計(jì)算改變同步放大系數(shù)之前的主軸的初步動(dòng)作量，和改變同步放大系數(shù)之后的主軸的剩余動(dòng)作量，從而獲得指定的同步放大系數(shù)的改變率的裝置；以及在完成計(jì)算的主軸的初步動(dòng)作量之后，直至主軸的剩余動(dòng)作量與計(jì)算的剩余動(dòng)作量相等為止，依照指定的同步放大系數(shù)的改變率，控制從動(dòng)軸相對(duì)于主軸的動(dòng)作的裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種同步控制器，可逐漸改變同步放大系數(shù)且設(shè)置同步放大系數(shù)改變的漸進(jìn)度而不震動(dòng)機(jī)床。在同步放大系數(shù)改變前后的塊間添加逐漸改變同步放大系數(shù)的塊。讀取在增加的塊中指定的同步放大系數(shù)改變前后的同步放大系數(shù)a和b，主軸的動(dòng)作量p，從動(dòng)軸的動(dòng)作量，和完成改變同步放大系數(shù)后主軸的剩余動(dòng)作量v(或從相關(guān)塊的動(dòng)作起始到同步放大系數(shù)開始改變的位置的主軸的初步動(dòng)作量u)?；谶@些數(shù)據(jù)獲得改變同步放大系數(shù)的變化率和初步動(dòng)作量u(或剩余動(dòng)作量v)。基于動(dòng)作量u和v以及改變同步放大系數(shù)的變化率控制從動(dòng)軸。逐漸改變同步放大系數(shù)從而不會(huì)震動(dòng)機(jī)床?？梢曰谥付ǖ臄?shù)據(jù)p、q和v(或u)設(shè)置同步放大系數(shù)的變化率。
文檔編號(hào)G05B19/414GK1785589SQ20051013035
公開日2006年6月14日 申請(qǐng)日期2005年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月9日
發(fā)明者藤林謙太郎, 菱川哲夫, 出射敬 申請(qǐng)人:發(fā)那科株式會(huì)社