控制装置的制作方法

1.本发明涉及在具有主轴驱动装置和从轴驱动装置的作业装置中，在主轴与从轴之间进行所谓的电子凸轮控制的控制装置。


背景技术：

2.作为机械、设备等的动作的控制，包括用于控制马达的运动的运动控制，在运动控制中有时使用电子凸轮。电子凸轮通过电子控制来实现机械式凸轮的动作，按照在软件上决定的电子凸轮特性(profile)来执行主轴和从轴的同步控制。在本技术中，也将这样的同步控制称为电子凸轮控制。因此，通过适当变更、选择电子凸轮特性，实质上能够自由地实现凸轮的设定、凸轮形状的微调整等。例如，在专利文献1中公开了能够容易地实现电子凸轮动作中的从轴的动作变更的技术。
3.另外，在专利文献2中公开了如下技术：在执行电子凸轮控制的控制装置中，在基于电子凸轮控制的主轴与从轴的同步控制已停止时，主轴与从轴的相关性偏离电子凸轮特性的情况下，消除该偏差。在该技术中，若在同步控制已停止时主轴与从轴的相关性偏离电子凸轮特性，则计算从轴相对于停止的主轴的凸轮角度的本来的位置，不使主轴移动而使从轴从该停止时的位置移动到本来应存在的位置，由此消除主轴与从轴的相关性的偏差。通过这样消除偏差，能够再次开始电子凸轮控制。
4.现有技术文献
5.专利文献
6.专利文献1：日本特许第4807475号公报
7.专利文献2：日本特许第5506456号公报


技术实现要素：

8.发明所要解决的课题
9.在作业装置中，在主轴驱动装置和从轴驱动装置的电子凸轮控制因某些理由而停止的情况下，有时主轴与从轴的相关性偏离成为电子凸轮控制的基础的电子凸轮特性。这是因为，由于停止，主轴和从轴的驱动装置的驱动分别独立地进行。这样，在主轴与从轴的相关性偏离电子凸轮特性的状态下，难以再次开始电子凸轮控制。
10.因此，也能够按照现有技术实现主轴与从轴的相关性偏差的消除，但在该情况下，在使从轴恢复到本来应存在的位置的过程中，从轴驱动装置有可能以非意图的方式与工件干涉。例如，在通过从轴驱动装置和主轴驱动装置的电子凸轮控制而从轴驱动装置对工件进行了某种规定工作的情况下，在同步控制停止后的从轴的恢复过程中，尽管没有要求执行规定工作，但从轴驱动装置与工件干涉，结果是有可能进行某种工作。从作业装置、工件的保护的观点出发，这样的非意图的方式的从轴驱动装置对工件的干涉是不理想的。
11.本发明是鉴于这样的问题而完成的，其目的在于提供一种在通过电子凸轮控制进行规定工作的作业装置中，在电子凸轮控制停止后，再次使主轴和从轴适当地恢复为遵循
电子凸轮特性的相关性的技术。
12.用于解决课题的手段
13.在本发明中，为了解决上述课题，采用了如下结构：在电子凸轮控制中停止了主轴和从轴的同步控制之后，再次使主轴和从轴恢复为遵循与电子凸轮控制相关联的电子凸轮特性的相关性时，计算避开从轴驱动装置与规定作业干涉的干涉区间的路径作为其恢复路径。由此，能够适当地再次开始最初的电子凸轮控制。
14.具体而言，本发明的控制装置在具有与主轴对应的主轴驱动装置和与从轴对应的从轴驱动装置且构成为该从轴驱动装置对工件执行规定工作的作业装置中，基于与该主轴的凸轮角度对应的电子凸轮特性对该从轴驱动装置的位置进行同步控制，该控制装置具备：取得部，其在所述主轴驱动装置与所述从轴驱动装置的同步控制停止时，按照所述电子凸轮特性，取得该从轴驱动装置的作为与停止的所述主轴的凸轮角度对应的位置的规定位置；计算部，其在判断为停止的所述从轴驱动装置从所述规定位置偏离的情况下，基于该规定位置和在该从轴驱动装置的循环范围中设定的该从轴驱动装置为了进行所述规定工作而与所述工件干涉的干涉区间，计算用于该从轴驱动装置避开该干涉区间而到达该规定位置的恢复路径；以及恢复执行部，其驱动所述从轴驱动装置，使该从轴驱动装置按照所述恢复路径移动至所述规定位置。
15.上述的控制装置是基于电子凸轮特性对与主轴对应的主轴驱动装置和与从轴对应的从轴驱动装置进行同步控制的装置，该同步控制被称为所谓的电子凸轮控制。在此，在进行该同步控制的期间，主轴与从轴的相关性成为遵循电子凸轮特性的关系，根据该相关性，通过主轴驱动装置与从轴驱动装置的协作，实现对工件的规定工作。电子凸轮特性能够在主轴驱动装置以及从轴驱动装置能够驱动的范围内，例如根据所希望的规定工作的内容适当调整。
16.在此，若根据紧急停止等要求，停止按照电子凸轮特性进行的主轴驱动装置与从轴驱动装置的同步控制，则该停止的结果是有时主轴与从轴的相关性偏离电子凸轮特性。若在产生了这样的停止之后直接重新开始同步控制，则主轴与从轴的相关性保持偏离，无法如设想那样进行从轴驱动装置对工件的规定工作。因此，上述控制装置通过取得部、计算部以及恢复执行部来实现适当的同步控制的恢复处理。
17.首先，取得部计算与处于停止状态的主轴的凸轮角度对应的从轴驱动装置的规定位置。该规定位置被定义为在遵循电子凸轮特性时，根据当前时刻的主轴的凸轮角度而从轴驱动装置应该存在的位置。取得部能够基于电子凸轮特性来取得规定位置。并且，在处于停止状态的从轴驱动装置的当前位置偏离该取得的规定位置的情况下，如果直接重新开始同步控制，则意味着从轴驱动装置无法对工件进行设想的规定工作。
18.因此，在这样的情况下，计算部根据所取得的规定位置和在从轴驱动装置的循环范围中设定的干涉区间，计算从轴驱动装置能够避开该干涉区间地移动到规定位置的恢复路径，通过恢复执行部按照该恢复路径进行从轴驱动装置向规定位置的恢复处理。通过这样考虑干涉区间来计算恢复路径，在从轴驱动装置恢复到规定位置的过程中，能够避免以非意图的方式对工件进行干涉，能够适当地重新开始作为主轴驱动装置与从轴驱动装置的同步控制的电子凸轮控制。
19.在此，在上述的控制装置中，也可以是，所述从轴驱动装置是能够向正方向和负方
向中的任何方向旋转的装置，所述计算部计算能够使所述从轴驱动装置避开所述干涉区间地移动到所述规定位置的、正方向和负方向中的任一方向的路径作为所述恢复路径。这样，通过将从轴驱动装置设为能够向正负两个方向旋转的装置，能够考虑规定位置与干涉区间的相对位置关系来计算避开干涉区间的恢复路径。另外，从轴驱动装置也可以是这样的能够旋转的装置以外的方式的装置。即使在这样的情况下，也能够通过研究从轴驱动装置来进行恢复路径的计算。
20.另外，在上述为止的控制装置中，也可以是，还具备通知部，在停止的所述从轴驱动装置的位置包含于所述干涉区间的情况下，或者所述规定位置包含于该干涉区间的情况下，该通知部通知所述计算部无法进行所述恢复路径的计算。在这样的条件成立时，认为在从轴驱动装置向规定位置恢复的过程中难以避免从轴驱动装置对工件的干涉。因此，通过由通知部通知由于这样的状况而难以计算上述恢复路径的情况并通知用户，用户能够采取其他对策。例如，通过利用一般被称为手动脉冲发生器的装置等任意地调整从轴驱动装置的位置，能够应对同步控制的重新开始。
21.另外，在上述的控制装置中，也可以是，还具备显示部，在由所述恢复执行部正在驱动所述从轴驱动装置时，该显示部将所述规定位置和被驱动的该从轴驱动装置的当前位置与所述电子凸轮特性一起显示。根据这样的结构，用户能够目视确认从轴驱动装置向规定位置恢复的过程中的从轴驱动装置的位置的推移，因此用户容易掌握状况，便利性提高。
22.发明效果
23.在通过电子凸轮控制进行规定工作的作业装置中，在电子凸轮控制停止后，能够再次使主轴和从轴适当地恢复为遵循电子凸轮特性的相关性。
附图说明
24.图1是表示包含作为控制装置的标准plc的控制系统的概略结构、以及由控制系统进行电子凸轮控制的切割装置的概略结构的图。
25.图2是说明图1所示的切割装置中的干涉区间的图。
26.图3是主要表示实施方式的标准plc的控制结构的图。
27.图4是表示与电子凸轮控制相关的电子凸轮特性的图。
28.图5是在电子凸轮控制停止后使从轴驱动装置恢复到遵循电子凸轮特性的规定位置的处理的流程图。
29.图6是显示进行图5所示的恢复处理时的从轴驱动装置的位置的推移的显示画面的一例。
具体实施方式
30.＜应用例＞
31.基于图1以及图2对实施方式的控制装置的应用例进行说明。图1的上段(a)是包含该控制装置的控制系统的概略结构图。所述控制系统包括网络1、伺服驱动器4、及标准plc(programmable logic controller，可编程逻辑控制器)5。伺服驱动器4是用于对具有与2个控制轴对应的2台马达2a、2b的切割装置6进行伺服控制的伺服控制装置。另外，图1所示的控制系统构成为可利用1台伺服驱动器4来驱动2台控制轴(马达)，但也可代替此种结构，
而采用对每1个控制轴配置1台伺服驱动器4，且各伺服驱动器4通过网络1而连接的结构。而且，从标准plc 5对伺服驱动器4提供用于对切割装置6进行驱动控制的指令。该标准plc 5相当于本技术公开的控制装置。
32.在上述控制系统中，使用从标准plc 5发送来的指令，在切割装置6中在马达2a与马达2b之间执行电子凸轮控制。在该电子凸轮控制中，按照规定的电子凸轮特性(参照后述的图4)对马达2a和马达2b进行同步控制。在本实施方式中，将马达2a的控制轴作为主轴，将该马达2a作为主轴驱动装置。另外，将马达2b的控制轴作为从轴，将该马达2b作为从轴驱动装置。电子凸轮控制的细节将在后面描述。
33.在此，在切割装置6中，从标准plc 5发出指令使得配合被包装物的位置而适当地切割包装纸，伺服驱动器4对各马达进行反馈控制，以使马达2a、2b追随该指令。被提供指令的伺服驱动器4通过接收从连接于马达2a、2b的各编码器输出的反馈信号，而对马达2提供驱动电流使得各马达的输出追随指令。该提供电流利用从交流电源对伺服驱动器4发送的交流电力。在本实施例中，伺服驱动器4是接受三相交流的类型，但也可以是接受单相交流的类型。另外，在本技术中，伺服驱动器4的反馈控制的方式并不限定于特定的方式。而且，伺服驱动器4的结构并不构成本技术发明的核心，因此省略其详细的公开。
34.在此，在图1的下段(b)公开了切割装置6的概略结构。在切割装置6中，将马达2a作为主轴驱动装置来驱动带式输送机6b。在带式输送机6b上以固定间隔配置有被包装物，在其上覆盖有连续的包装纸。切割装置6是根据被包装物将该连续的包装纸用旋转切割器6a切割的作业装置，该连续的包装纸相当于工件。在切割装置6中，构成为朝向旋转切割器6a依次输送各被包装物。在本实施方式中，从图1的左方向右方输送被包装物。另外，旋转切割器6a被马达2b旋转驱动。旋转切割器6a每旋转一周(在本实施方式中，将逆时针的旋转设为正方向的旋转，向该正方向旋转一周)，旋转切割器6a的刀刃就会与包装纸干涉，切割该包装纸而成为在对应的被包装物上置有被切割的包装纸片的状态。然后，利用未明示的包装装置以该包装纸片包装被包装物。
35.另外，在本实施方式中，为了容易理解，设为通过马达2a旋转一周，1个被包装物在带式输送机6b上被输送与适合其包装的量相应的距离，通过马达2b旋转一周，将旋转切割器6a驱动一周，以切割出与1个包装物对应的长度的包装纸。而且，具体而言，如图2所示，在驱动旋转切割器6a的马达2b的旋转角处于与r1所示的范围对应的范围时，旋转切割器6a的刀刃与作为工件的包装纸干涉。因此，马达2b的循环范围即旋转一周时的r1的范围相当于本技术公开的干涉区间。
36.在此，基于图3对标准plc 5的控制结构进行说明。标准plc 5生成与用于切割装置6的电子凸轮控制的动作(motion)相关的指令，并提供至伺服驱动器4。标准plc 5具有同步控制部50、取得部51、计算部52、恢复执行部53、通知部54、显示部55的功能部。而且，这些功能部的各处理由搭载于标准plc 5的运算处理装置运算执行。另外，标准plc 5还具有未图示的存储装置(存储器)，例如在该存储装置中存储有与用于图4所示的电子凸轮控制的电子凸轮特性相关的信息。
37.同步控制部50是管理在切割装置6中执行的同步控制即电子凸轮控制的功能部。在本实施方式中，同步控制部50按照图4所示的电子凸轮特性生成作为主轴驱动装置的马达2a和作为从轴驱动装置的马达2b各自的指令。具体而言，在电子凸轮特性的1个循环中，
马达2a被控制为位置(主轴的旋转角)以恒定速度变化。与这样的马达2a的动作同步地控制马达2b的位置。在此，马达2b的循环范围即从轴的位置(旋转角)的范围由最小位置y0和最大位置y1划定。另外，如上所述，旋转切割器6a是由马达2b进行旋转驱动的装置，因此，在从轴的旋转角处于最大位置y1时，旋转切割器6a从最小位置y0旋转一圈，返回到与处于最小位置y0时相同的状态。将此时的旋转方向设为旋转切割器6a的正方向，将其相反的旋转方向设为负方向。
38.另外，马达2b的循环范围中的被第一角度y11与第二角度y12(y12＞y11)夹着的旋转角范围相当于图2所示的干涉区间r1。即，在电子凸轮控制的1个循环中，在马达2a的位置处于x1～x2的范围时，马达2b的位置成为y11～y12，在通过马达2a的驱动而移动的被包装物在带式输送机6b上处于规定的位置范围时，旋转切割器6a的刀刃与作为工件的包装纸干涉，进行其切割。此外，电子凸轮特性被设定为马达2b在其位置处于第一角度y11～第二角度y12之间时，与不处于其间时相比从轴的旋转速度降低。这是由于考虑了旋转切割器6a的刀刃的切割。
39.另外，同步控制部50还进行使在马达2a与马达2b之间进行的电子凸轮控制停止的处理。该停止处理还包括基于从上述控制系统所包含的紧急停止按钮(未图示)发出的紧急停止请求等的停止处理。当同步控制部50接收到这样的紧急停止请求时，同步控制部50迅速地停止此前进行的电子凸轮控制(同步控制)。其结果，马达2a和马达2b被控制为分别独立地停止。
40.并且，取得部51是在马达2a与马达2b之间的电子凸轮控制已停止时，按照图4所示的电子凸轮特性，取得与停止的马达2a的旋转角对应的马达2b的旋转角即马达2b的规定位置的功能部。该规定位置是按照电子凸轮特性取得的，因此可以说是假设在停止后仍维持基于电子凸轮控制的主轴与从轴的相关性的情况下的、马达2b应具有的旋转角。
41.在此，基于图4对电子凸轮控制停止的状态进行说明。假设在时刻t1对电子凸轮控制发出了停止指令。此时的主轴驱动装置即马达2a由点p11表示，从轴驱动装置即马达2b由点p21表示。当在时刻t1发出电子凸轮控制的停止指令时，在失去了主轴与从轴的同步性的状态下进行各轴的停止控制，在时刻t2马达2a、2b分别停止。因此，在停止的状态下以主轴为基准时，作为从轴驱动装置的马达2b的旋转角处于从电子凸轮特性偏离的位置。此外，时刻t2的马达2a的位置由点p12(马达2a的位置能够由设置于马达2a的编码器取得)表示，马达2b的位置由点p22(马达2b的位置能够由设置于马达2b的编码器取得)表示。而且，由取得部51取得的规定位置按照该定义而被设为电子凸轮特性上的点p23。
42.接下来，计算部52是为了使如上述那样实际上从电子凸轮特性偏离的马达2b的旋转角返回到电子凸轮特性上的规定位置p23而计算马达2b应该遵循的恢复路径的功能部。详细而言，计算部52将避开在切割装置6中由马达2b驱动的旋转切割器6a与工件发生干涉的干涉区间r1的路径计算为恢复路径。
43.恢复执行部53是为了使马达2b按照由计算部52计算出的恢复路径移动至规定位置p23而驱动马达2b的功能部。通知部54是在通过计算部52无法如上述那样计算避开了干涉区间r1的恢复路径的情况下，对用户进行通知的功能部。作为无法计算恢复路径的情况，可列举停止时的马达2b的位置p22包含于干涉区间r1的情况、由取得部51取得的规定位置p23包含于干涉区间r1的情况。显示部55是在由恢复执行部53进行马达2b的恢复处理时，与
电子凸轮特性重叠地显示朝向规定位置p23的马达2b的当前位置的推移的功能部。该显示部55的显示能够在设置于标准plc 5的显示器上、或者与标准plc 5的外部连接的显示器上进行。
44.＜恢复处理＞
45.在此，基于图5，对在切割装置6中电子凸轮控制停止时，用于使从轴驱动装置的马达2b返回到规定位置p23的恢复处理的流程进行说明。图5所示的恢复处理以规定间隔反复执行。首先，在s101中，在切割装置6中，由同步控制部50判定作为同步控制的电子凸轮控制是否被停止。当在s101中作出肯定判定时，处理进入s102，当作出否定判定时，结束本恢复处理。
46.在s102中，由取得部51按照电子凸轮特性来取得马达2b的规定位置p23。接着，在s103中，判定停止的马达2b的当前位置p22是否偏离所取得的规定位置p23。在图4所示的方式中，由于当前位置p22偏离规定位置p23，因此在s103中作出肯定判定。若在s103中作出肯定判定，则处理进入s104，若作出否定判定，则结束本恢复处理。
47.在s104中，判定是否能够计算用于使从电子凸轮特性偏离的马达2b的当前位置p22恢复到规定位置p23的恢复路径。具体而言，在停止的马达2b的当前位置p22包含于干涉区间r1的情况下，是马达2b在旋转切割器6a与工件干涉的状态下停止。因此，无论如何使马达2b恢复，在该恢复过程中旋转切割器6a与工件的干涉都会进展。另外，在由计算部52计算出的规定位置p23包含于干涉区间r1的情况下，是使马达2b向旋转切割器6a与工件干涉的状态恢复，因此在该恢复过程中仍然无法避免旋转切割器6a与工件的干涉。这样，由于恢复过程中的旋转切割器6a与工件的干涉是非意图并不需要的，所以不优选通过恢复处理的执行而执行该干涉。因此，在当前位置p22包含于干涉区间r1的情况下，或者在规定位置p23包含于干涉区间r1的情况下，在s104中判断为不能进行恢复路径的计算，进行否定判定。在除此以外的情况下，在s104中判断为能够计算恢复路径，进行肯定判定。若在s104中作出肯定判定，则处理进入s105，若作出否定判定，则处理进入s108。
48.在s105中，由计算部52基于停止的马达2b的当前位置p22、规定位置p23以及干涉区间r1来计算恢复路径。即，计算部52计算能够避开干涉区间r1的、从当前位置p22到达规定位置p23的路径作为恢复路径。在此，在图4所示的例子中，在从停止的马达2b的位置p22向规定位置p23恢复的情况下，作为恢复路径，存在黑色箭头所示的负方向的路径和空心箭头所示的正方向的路径。但是，由于停止位置p22的从轴位置y22位于向正方向越过干涉区间r1的位置，因此若以负方向的路径恢复，则在该恢复的过程中横穿干涉区间r1。这意味着在恢复过程中，旋转切割器6a与工件不必要地发生干涉。因此，计算部52为了避免这样的不必要的干涉，将正方向的路径(用空心箭头表示的路径)计算为恢复路径。将正方向、负方向中的哪一个路径计算为恢复路径取决于停止时的从轴位置p22与规定位置p23以及干涉区间r1的相关性。当s105的处理结束时，进入s106。
49.在s106中，按照在s105中计算出的恢复路径，通过恢复执行部53驱动马达2b，使其当前位置p22恢复到规定位置p23。然后，在接下来的s107中，通过显示部55将正在进行向规定位置p23的恢复处理的马达2b的当前位置p22的推移显示于显示器。图6表示该显示器的显示的一例。在图6所示的方式中，在显示器的画面下侧显示与图4所示的电子凸轮特性实质上相同的特性，并且在其上重叠显示停止时的马达2a的当前位置p12和马达2b的当前位
置p22。在此基础上，在显示器上显示马达2b的当前位置p22通过恢复处理向规定位置p23接近的推移。在本实施方式中，显示向空心箭头的方向推移的当前位置p22。通过这样显示推移，用户能够掌握马达2b是如何向规定位置p23恢复的。
50.此外，在显示器中，不仅显示上述的马达2b的当前位置p22的推移，也可以还显示用于控制该推移的参数。例如，作为该参数，能够显示恢复处理时的当前位置p22的移动速度(speed)、加速度(acc.)、减速度(dec.)、加加速度(jerk)。并且，在该显示器为触摸面板的情况下，也可以以如下方式构成显示器和标准plc 5：用户通过触摸显示器，能够输入这些参数的值，所输入的各参数的值反映于马达2b的恢复处理。
51.另外，当在s104中作出否定判定而处理进入s108时，在s108中通过通知部54向用户进行无法计算避开了干涉区间r1的恢复路径的通知。该通知可以在图6所示的显示器上通过文字或图像来进行，作为其他方法，也可以通过声音等来进行通知。此外，接收到该通知的用户能够通过上述的恢复处理以外的方法尝试进行马达2b向规定位置p23的恢复。例如，用户按压图6所示的显示器上的“mpg”的按钮，将马达2b的驱动切换为能够通过一般被称为手动脉冲发生器的装置来实现的状态，由此能够操作该手动脉冲发生器而通过用户的手动来调整马达2b的位置，并使该位置向规定位置p23恢复。
52.这样，根据图6所示的恢复处理，在通过电子凸轮控制进行工件的切割工作的切割装置6中，在电子凸轮控制停止后，能够再次使构成主轴和从轴的马达2a与马达2b的位置关系适当地恢复为遵循电子凸轮特性的相关性。即，在该恢复过程中，由马达2b驱动的旋转切割器6a不会不必要地与工件干涉，能够使马达2b的位置恢复到应有的位置。
53.＜附记1＞
54.一种控制装置(5)，其在具有与主轴对应的主轴驱动装置(2a)和与从轴对应的从轴驱动装置(2b)且构成为该从轴驱动装置(2b)对工件执行规定工作的作业装置(6)中，基于与该主轴的凸轮角度对应的电子凸轮特性对该从轴驱动装置(2b)的位置进行同步控制，该控制装置(5)具备：
55.取得部(51)，其在所述主轴驱动装置(2a)与所述从轴驱动装置(2b)的同步控制停止时，按照所述电子凸轮特性，取得该从轴驱动装置(2b)的作为与停止的所述主轴的凸轮角度对应的位置的规定位置(p23)；
56.计算部(52)，其在判断为停止的所述从轴驱动装置(2b)从所述规定位置(p23)偏离的情况下，根据该规定位置(p23)以及在该从轴驱动装置(2b)的循环范围内设定的该从轴驱动装置(2b)为了进行所述规定工作而与所述工件干涉的干涉区间(r1)，计算用于使该从轴驱动装置(2b)避开该干涉区间(r1)而到达该规定位置(p23)的恢复路径；以及
57.恢复执行部(53)，其驱动所述从轴驱动装置(2b)，按照所述恢复路径使该从轴驱动装置(2b)移动到所述规定位置(p23)。
58.标号说明
59.1：网络；2a、2b：马达；5：标准plc；50：同步控制部；51：取得部；52：计算部；53：恢复执行部；54：通知部；55：显示部；6a：旋转切割器；6b：带式输送机。