动作控制装置和程序的制作方法

1.本公开涉及一种动作控制装置和程序。


背景技术：

2.以往，已知一种用于加工工件的生产系统。生产系统具备输送工件的输送机装置、沿输送机装置配置的至少一个工业机械以及控制输送机装置和工业机械的动作的动作控制装置。
3.工业机械具有用于加工工件的刀具。工业机械使用刀具来加工被输送的工件。由此，工业机械能够将工件加工为期望的形状。
4.动作控制装置例如分别具有控制输送机装置的功能和控制工业机械的功能。动作控制装置通过使这两个功能依次动作来使工业机械加工工件。即，动作控制装置使用两个系统的驱动信号来使生产系统动作。
5.在使用两个系统的驱动信号来控制生产系统的情况下，优选的是，动作控制装置使一方的驱动信号与另一方的驱动信号同步。动作控制装置例如优选地将一方的驱动信号和另一方的驱动信号作为一个驱动信号来处理。由此，能够提高生产效率。作为这样的装置，提出了将cnc(数值控制装置)侧轴移动指令与pmc(可编程机器控制器)侧移动指令叠加来对各轴进行移动控制的cnc系统(例如，参照专利文献1)。
6.现有技术文献
7.专利文献
8.专利文献1：日本特开平7-230312号公报


技术实现要素：

9.发明要解决的问题
10.在专利文献1所记载的cnc系统中，将cnc侧轴移动指令与pmc侧轴移动指令叠加。由此，在专利文献1所记载的cnc系统中，能够使cnc控制与pmc控制一起动作。
11.另外，在使用依次动作的两个系统的驱动信号的情况下，在使用一方的驱动信号的轴移动结束之后执行使用另一方的驱动信号的驱动。因此，仅通过单纯地将两个系统的驱动信号叠加，难以使两个系统的驱动信号适当地动作。因此，优选是能够将两个系统的驱动信号适当地进行合成。
12.用于解决问题的方案
13.(1)本公开涉及一种动作控制装置，使用至少两个系统的驱动信号来控制包括工业机械的生产系统的动作，所述动作控制装置具备：第一驱动信号输出部，其输出第一系统的驱动信号即第一驱动信号；第二驱动信号输出部，其输出第二系统的驱动信号即第二驱动信号；合成驱动信号生成部，其将所述第一驱动信号与所述第二驱动信号合成，来生成合成驱动信号；以及动作控制部，其基于所述第一驱动信号、所述第二驱动信号以及所述合成驱动信号，来控制所述生产系统的动作。
14.(2)另外，本公开涉及一种程序，使计算机作为动作控制装置而发挥功能，所述动作控制装置使用至少两个系统的驱动信号来控制包括工业机械的生产系统的动作，所述程序使所述计算机作为以下各部而发挥功能：第一驱动信号输出部，其输出第一系统的驱动信号即第一驱动信号；第二驱动信号输出部，其输出第二系统的驱动信号即第二驱动信号；合成驱动信号生成部，其将所述第一驱动信号与所述第二驱动信号合成，来生成合成驱动信号；动作控制部，其基于所述第一驱动信号、所述第二驱动信号以及所述合成驱动信号，来控制所述生产系统的动作。
15.发明的效果
16.根据本公开，能够提供一种能够将两个系统的驱动信号适当地进行合成的动作控制装置和程序。
附图说明
17.图1是示出包括本公开的第一实施方式所涉及的动作控制装置的生产系统的概要结构图。
18.图2是示出包括第一实施方式的动作控制装置的生产系统中的动作的概要的概念图。
19.图3是示出包括第一实施方式的动作控制装置的生产系统中的动作的概要的概念图。
20.图4是示出第一实施方式的动作控制装置的结构的框图。
21.图5是示出第一实施方式的动作控制装置的动作的流程图。
22.图6是示出本公开的第二实施方式所涉及的控制装置的结构的框图。
23.图7是示出本公开的第三实施方式所涉及的控制装置的结构的框图。
24.图8是示出由变形例所涉及的控制装置控制的共用轴的示意图。
具体实施方式
25.下面参照图1至图7来对本公开的各实施方式所涉及的动作控制装置1和程序进行说明。
26.首先，在说明各实施方式所涉及的动作控制装置1和程序之前，对包括动作控制装置1的生产系统100的概要进行说明。
27.生产系统100例如是一边输送工件w一边对工件w进行加工的系统。如图1所示，生产系统100具备输送机装置10、工业机械20以及动作控制装置1。
28.输送机装置10是输送工件w的装置。输送机装置10例如使马达(未图示)旋转来输送工件w。输送机装置10朝向规定的方向输送工件w。
29.工业机械20例如是机床。如图1所示，沿工件w的输送方向配置有两个工业机械20。工业机械20例如使用刀具21(参照图2)来将工件w加工为预先设定的形状。此外，工业机械20例如包括机床、工业用机器人、服务用机器人、锻压机械以及注射成型机之类的各种机械。
30.动作控制装置1是控制输送机装置10和工业机械20的动作的装置。动作控制装置1例如使用至少两个系统的驱动信号来控制生产系统100的动作。动作控制装置1例如在简单
的加工、输送等简易的动作、生产系统100上的设备的管理中使用plc(可编程逻辑控制器)来作为第一系统的驱动信号。具体地说，动作控制装置1在利用输送机装置10进行的工件w的输送中使用plc。另外，动作控制装置1例如在复杂的形状的加工、复杂的动作中使用nc(数值控制)的驱动信号来作为第二系统的驱动信号。具体地说，动作控制装置1在工业机械20的刀具21的轴移动中使用nc。
31.在此，动作控制装置1例如将第一系统的驱动信号与第二系统的驱动信号合成(叠加)来执行。例如如图2和图3所示，动作控制装置1一边通过plc来输送(轴控制)载置于输送台t的工件w，一边通过nc来使刀具21加工工件w。即，在时刻t0，动作控制装置1通过使刀具21移动到相对于刀具21的基准位置p0向工件w侧移动了距离d的加工位置p1，来开始使用刀具21对工件w进行加工。接着，在时刻t1、t2、t3，动作控制装置1通过与工件w的输送相匹配地使刀具21加工工件w，来执行输送和加工这两者。
32.[第一实施方式]
[0033]
接着，参照图4和图5来对本公开的第一实施方式所涉及的动作控制装置1和程序进行说明。
[0034]
本实施方式所涉及的动作控制装置1使用至少两个系统的驱动信号来控制包括工业机械20的生产系统100的动作。如图4所示，动作控制装置1包括第一系统程序保存部101、第一驱动信号生成部102、第一驱动信号输出部103、第二系统程序保存部104、第二驱动信号生成部105、第二驱动信号输出部106、选择获取部107、合成时机获取部108、合成时机决定部109、合成驱动信号生成部110以及动作控制部111。
[0035]
第一系统程序保存部101例如是硬盘等二次存储介质。第一系统程序保存部101保存用于生成第一系统的驱动信号的程序。在本实施方式中，第一系统程序保存部101例如保存plc控制用的程序。具体地说，第一系统程序保存部101保存使输送机装置10的轴移动来输送工件w的程序。
[0036]
第一驱动信号生成部102例如通过cpu进行动作来实现。第一驱动信号生成部102生成第一系统的驱动信号即第一驱动信号。在本实施方式中，第一驱动信号生成部102生成用于驱动输送机装置10的轴的驱动信号。
[0037]
第一驱动信号输出部103例如通过cpu进行动作来实现。第一驱动信号输出部103输出第一系统的驱动信号即第一驱动信号。第一驱动信号输出部103例如以规定的控制频率来输出第一驱动信号。具体地说，第一驱动信号输出部103以比后述的第二驱动信号输出部106的控制频率短的控制频率来输出第一驱动信号。
[0038]
第二系统程序保存部104例如是硬盘等二次存储介质。第二系统程序保存部104保存用于生成第二系统的驱动信号的程序。在本实施方式中，第二系统程序保存部104例如保存nc控制用的程序。具体地说，第二系统程序保存部104保存使工业机械20的刀具21的轴移动来加工工件w的程序。
[0039]
第二驱动信号生成部105例如通过cpu进行动作来实现。第二驱动信号生成部105生成第二系统的驱动信号即第二驱动信号。在本实施方式中，第二驱动信号生成部105生成用于驱动工业机械20的刀具21的轴的驱动信号。
[0040]
第二驱动信号输出部106例如通过cpu进行动作来实现。第二驱动信号输出部106输出第二系统的驱动信号即第二驱动信号。第二驱动信号输出部106例如以比第一驱动信
号输出部103的驱动频率长的驱动频率输出第二驱动信号。
[0041]
选择获取部107例如通过cpu进行动作来实现。选择获取部107获取是否生成合成驱动信号的选择。例如，在将第一驱动信号与第二驱动信号合成的情况下，选择获取部107获取设为“有”合成的选择。另一方面，在不将第一驱动信号与第二驱动信号合成的情况下，选择获取部107获取设为“无”合成的选择。
[0042]
合成时机获取部108例如通过cpu进行动作来实现。合成时机获取部108从外部获取将第一驱动信号与第二驱动信号合成的时机。在选择了“有”合成的情况下，合成时机获取部108获取将第一驱动信号与第二驱动信号合成的时机。合成时机获取部108例如获取进行合成的程序块或输送位置等来作为合成时机。具体地说，在图2中，合成时机获取部108获取工件w的载置台被输送到位置p1的第一驱动信号和驱动刀具21来加工工件w的第二驱动信号作为合成时机。合成时机获取部108使用键盘等输入装置(未图示)来获取合成时机。
[0043]
合成时机决定部109例如通过cpu进行动作来实现。合成时机决定部109决定第一驱动信号与第二驱动信号合成的合成时机。合成时机决定部109将由合成时机获取部108获取到的时机决定为合成时机。
[0044]
合成驱动信号生成部110例如通过cpu进行动作来实现。在获取了生成合成驱动信号的选择的情况下，合成驱动信号生成部110生成合成驱动信号。另外，合成驱动信号生成部110基于所决定的合成时机将第一驱动信号与第二驱动信号合成，来生成合成驱动信号。合成驱动信号生成部110将对第一驱动信号和第二驱动信号中的至少一方进行了规定的校正后的第一驱动信号与第二驱动信号合成，来生成合成驱动信号。合成驱动信号生成部110例如将对第一驱动信号和第二驱动信号中的至少一方乘以规定的倍率而得到的第一驱动信号与第二驱动信号合成，来生成合成驱动信号。另外，合成驱动信号生成部110例如将使第一驱动信号和第二驱动信号中的至少一个信号的符号反转而得到的第一驱动信号与第二驱动信号合成，来生成合成驱动信号。另外，合成驱动信号生成部110例如生成用于变更通过第二驱动信号控制的对象物的位置相对于通过第一驱动信号控制的对象物的位置的相对位置的合成驱动信号。具体地说，合成驱动信号生成部110生成用于变更通过第二驱动信号控制的刀具21的位置相对于通过第一驱动信号输送的工件w的位置的相对位置的合成驱动信号。更具体地说，合成驱动信号生成部110生成用于对通过第一驱动信号输送的工件w的位置与通过第二驱动信号控制的刀具21的基准位置之差进行校正的合成驱动信号。在图2中，合成驱动信号生成部110例如生成使刀具21从基准位置p0朝向工件w的输送方向的相反侧移动到加工位置p1的合成驱动信号。即，合成驱动信号生成部110生成以使刀具21朝向工件w的输送方向的相反侧移动距离d的方式来驱动轴的合成驱动信号。
[0045]
动作控制部111例如通过cpu进行动作来实现。动作控制部111基于第一驱动信号、第二驱动信号以及合成驱动信号，来控制生产系统100的动作。在图2中，动作控制部111例如基于第一驱动信号来控制输送机装置10的动作。即，动作控制部111基于第一驱动信号来控制工件w的输送。另外，动作控制部111基于第二驱动信号来控制刀具21的加工动作。即，动作控制部111基于第二驱动信号来控制用于刀具21的加工动作的轴移动。另外，动作控制部111基于合成驱动信号来控制刀具21的移动动作。即，动作控制部111基于合成驱动信号来控制与工件w的输送相应的刀具21的位置移动。动作控制部111通过向输送机装置10和工业机械20的马达指示动作，来控制工件w和刀具21的动作。
[0046]
接着，参照图5的流程图来对本实施方式的数值控制装置的动作的流程进行说明。
[0047]
首先，选择获取部107获取是否将第一驱动信号与第二驱动信号合成的选择。合成时机获取部108判断是否进行合成(步骤s1)。在执行合成的情况下(步骤s1：“是”)，合成时机获取部108获取合成时机。然后，处理进入步骤s2。另一方面，在不执行合成的情况下(步骤s1：“否”)，合成时机获取部108使第一驱动信号生成部102和第二驱动信号生成部105分别生成第一驱动信号和第二驱动信号。然后，处理进入步骤s5。
[0048]
在步骤s2中，合成时机获取部108获取进行合成的时机。合成时机获取部108将获取到的进行合成的时机发送到合成时机决定部109。
[0049]
接着，合成时机决定部109基于获取到的进行合成的时机来决定将第一驱动信号与第二驱动信号合成的合成时机。第一驱动信号输出部103和第二驱动信号输出部106分别生成第一驱动信号和第二驱动信号(步骤s3)，并将所生成的第一驱动信号和第二驱动信号发送到合成驱动信号生成部110。另外，第一驱动信号输出部103和第二驱动信号输出部106分别将所生成的第一驱动信号和第二驱动信号发送到动作控制部111。
[0050]
接着，合成驱动信号生成部110基于合成时机决定部109决定的合成时机，来从所生成的第一驱动信号和第二驱动信号生成合成驱动信号(步骤s4)。合成驱动信号生成部110将所生成的合成驱动信号发送到动作控制部111。
[0051]
在步骤s5中，动作控制部111基于第一驱动信号、第二驱动信号以及合成驱动信号，来控制输送机装置10和工业机械20。此外，在未生成合成驱动信号的情况下，动作控制部111基于第一驱动信号和第二驱动信号，来控制输送机装置10和工业机械20。
[0052]
接着，对本公开的程序进行说明。
[0053]
动作控制装置1所包括的各结构分别能够通过硬件、软件或它们的组合来实现。在此，通过软件来实现是指通过计算机读入并执行程序来实现。
[0054]
程序能够使用各种类型的非暂态计算机可读介质(non-transitory computer readable medium)来保存并提供给计算机。非暂态计算机可读介质包括各种类型的具有实体的记录介质(tangible storage medium)。非暂态计算机可读介质的例子包括磁记录介质(例如，软盘、磁带、硬盘驱动器)、光磁记录介质(例如，光磁盘)、cd-rom(read only memory：只读存储器)、cd-r、cd-r/w、半导体存储器(例如，掩模rom、prom(programmable rom：可编程只读存储器)、eprom(erasable prom：可擦除可编程只读存储器)、快闪rom、ram(random access memory：随机存取存储器))。另外，显示程序也可以通过各种类型的暂态计算机可读介质(transitory computer readable medium)来提供给计算机。暂态计算机可读介质的例子包括电信号、光信号以及电磁波。暂态计算机可读介质能够经由电线和光纤等有线通信线路、或无线通信线路来将程序提供给计算机。
[0055]
根据上面的第一实施方式所涉及的动作控制装置1和程序，起到以下效果。
[0056]
(1)一种动作控制装置1，使用至少两个系统的驱动信号来控制包括工业机械20的生产系统100的动作，该动作控制装置1具备：第一驱动信号输出部103，其输出第一系统的驱动信号即第一驱动信号；第二驱动信号输出部106，其输出第二系统的驱动信号即第二驱动信号；合成驱动信号生成部110，其将第一驱动信号与第二驱动信号合成，来生成合成驱动信号；以及动作控制部111，其基于第一驱动信号、第二驱动信号以及合成驱动信号，来控制生产系统100的动作。除了基于第一驱动信号和第二驱动信号之外，还基于合成驱动信号
来控制生产系统100的动作，因此能够使两个系统的驱动信号适当地动作。因而，能够适当地将两个系统的驱动信号进行合成。
[0057]
(2)动作控制装置1还具备合成时机决定部109，该合成时机决定部109决定第一驱动信号与第二驱动信号合成的合成时机，合成驱动信号生成部110基于所决定的合成时机将第一驱动信号与第二驱动信号合成，来生成合成驱动信号。由此，能够在所决定的合成时机将第一系统的驱动信号与第二系统的驱动信号进行合成。因而，即使是进行合成的时机不同的第一驱动信号和第二驱动信号，也能够生成优选的合成驱动信号。由此，能够提高动作控制装置1的通用性。
[0058]
(3)动作控制装置1还具备选择获取部107，该选择获取部107获取是否生成合成驱动信号的选择，在获取了生成合成驱动信号的选择的情况下，合成驱动信号生成部110生成合成驱动信号。由此，能够选择是否进行合成，因此能够提高控制的灵活性。
[0059]
(4)合成驱动信号生成部110生成用于变更通过第二驱动信号控制的对象物的位置相对于通过第一驱动信号控制的对象物的位置的相对位置的合成驱动信号来作为合成驱动信号。由此，能够变更一方的对象物相对于另一方的对象物的相对位置，因此能够使第一驱动信号与第二驱动信号适当地对应。
[0060]
(5)合成驱动信号生成部110生成用于变更通过第二驱动信号控制的刀具21的位置相对于通过第一驱动信号输送的工件w的位置的相对位置的合成驱动信号来作为合成驱动信号。由此，能够与工件w的输送相匹配地变更刀具21的相对位置，因此能够使第一驱动信号与第二驱动信号适当地对应。
[0061]
(6)合成驱动信号生成部110生成用于对通过第一驱动信号输送的工件w的位置与通过第二驱动信号控制的刀具21的基准位置之差进行校正的合成驱动信号来作为合成驱动信号。由此，能够对因第一驱动信号的执行时机与第二驱动信号的执行时机的不同而引起的差进行校正。因而，能够使工件w与刀具21适当地对应。
[0062]
[第二实施方式]
[0063]
接着，参照图6来对本公开的第二实施方式所涉及的动作控制装置1和程序进行说明。在第二实施方式的说明中，对与上述的实施方式相同的构成要件赋予相同的标记，并省略或简化其说明。
[0064]
如图6所示，第二实施方式所涉及的动作控制装置1和程序与第一实施方式的不同点在于：第二驱动信号输出部106将第二驱动信号输出到第一驱动信号输出部103。第二实施方式所涉及的动作控制装置1和程序与第一实施方式的不同点在于：合成驱动信号生成部110在第一驱动信号输出部103中生成合成驱动信号。另外，第二实施方式所涉及的动作控制装置1和程序与第一实施方式的不同点在于：第一驱动信号输出部103使用比第二驱动信号的输出的频率短的控制频率来输出第一驱动信号、第二驱动信号以及合成驱动信号。
[0065]
根据上面的第二实施方式所涉及的动作控制装置1和程序，起到以下效果。
[0066]
(7)第二驱动信号输出部106将第二驱动信号输出到第一驱动信号输出部103，合成驱动信号生成部110使用第二驱动信号来在第一驱动信号输出部103中生成合成驱动信号，第一驱动信号输出部103使用比第二驱动信号的输出的频率短的控制频率来输出第一驱动信号、第二驱动信号以及合成驱动信号。由此，能够以更短的控制频率将第一驱动信号、第二驱动信号以及合成驱动信号输出到动作控制部111。因而，能够进一步增加控制时
机，实现更精细的加工。
[0067]
[第三实施方式]
[0068]
接着，参照图7来对本公开的第三实施方式所涉及的动作控制装置1和程序进行说明。在第三实施方式的说明中，对与上述的实施方式相同的构成要件赋予相同的标记，并省略或简化其说明。
[0069]
如图7所示，第三实施方式所涉及的动作控制装置1和程序与第一实施方式及第二实施方式的不同点在于：还具备位置获取部112，该位置获取部112获取刀具21相对于工件w的位置信息。另外，第三实施方式所涉及的动作控制装置1和程序与第一实施方式及第二实施方式的不同点在于：还具备校正量决定部113，该校正量决定部113基于所获取到的位置来决定用于校正对象物的移动量的校正量。另外，第三实施方式所涉及的动作控制装置1和程序与第一实施方式及第二实施方式的不同点在于：动作控制部111基于包含所决定的校正量的第一驱动信号、第二驱动信号以及合成驱动信号，来控制生产系统100。
[0070]
位置获取部112例如通过cpu进行动作来实现。位置获取部112例如获取刀具21在工件坐标系中的位置。另外，位置获取部112例如基于获取刀具21的位置的传感器的输出信号来获取刀具21相对于工件w的位置。
[0071]
校正量决定部113例如通过cpu进行动作来实现。校正量决定部113根据工件w与刀具21的相对位置来决定合成驱动信号的校正量(反馈量)。校正量决定部113将所决定的校正量发送到第一驱动信号生成部102。由此，校正量决定部113使第一驱动信号生成部102生成包含所决定的校正量的第一驱动信号。
[0072]
动作控制部111基于包含所决定的校正量的第一驱动信号、第二驱动信号以及合成驱动信号，来控制生产系统100。
[0073]
根据上面的第三实施方式所涉及的动作控制装置1和程序，起到以下效果。
[0074]
(8)动作控制装置1还具备：位置获取部112，其获取刀具21相对于工件w的位置信息；以及校正量决定部113，其基于获取到的位置来决定用于校正对象物的移动量的校正量，动作控制部111基于包含所决定的校正量的第一驱动信号、第二驱动信号以及合成驱动信号，来控制生产系统100。由此，能够实现灵活地应对工件w的形状的变化的控制。因而，能够提高生产系统100的加工精度。
[0075]
以上，对本公开的动作控制装置1和程序的优选的各实施方式进行了说明，但本公开并不限制于上述的实施方式，能够适当变更。
[0076]
例如，在上述实施方式中，合成时机获取部108的动作不限定于获取输入到键盘等输入装置(未图示)的合成时机。合成时机获取部108也可以获取根据其它程序等设定的合成时机。
[0077]
另外，在上述实施方式中，将第一驱动信号和第二驱动信号分别设为输送工件w的plc和驱动刀具21的nc来进行了说明，但不限制于此。第一驱动信号例如也可以是输送工件w的nc、对工件w施加简单的加工的plc。
[0078]
另外，在上述实施方式中，对使用两个系统的驱动信号来控制动作的动作控制装置1进行了说明，但并不限制于此。动作控制装置1也可以使用三个系统以上的驱动信号来控制动作。例如，动作控制装置1也可以将多个工业机械20中的各个工业机械的刀具21的动作作为一个系统，并使用三个系统以上的驱动信号来控制动作。
[0079]
另外，在上述实施方式中，合成驱动信号生成部110在不将第一驱动信号与第二驱动信号合成的情况下，也可以不生成合成驱动信号，而是仅将第一驱动信号和第二驱动信号输出到动作控制部111。
[0080]
另外，在上述实施方式中，将第一系统设为plc、将第二系统设为nc来进行了说明，但不限制于此。如图8所示，生产系统100也可以具备第一系统与第二系统共通的结构(共用轴200)。即，生产系统100也可以具备能够通过第一驱动信号、第二驱动信号以及合成驱动信号中的任一者进行动作的共用轴200。选择获取部107在不生成合成驱动信号的情况下(在获取了“无”合成的选择的情况下)，也可以获取设为第一驱动信号和第二驱动信号中的任一方的选择来作为使共用轴200动作的信号。选择获取部107可以基于来自外部的输入、第一驱动信号中包含的指令值或第二驱动信号中包含的指令值来进行选择，以通过第一驱动信号和第二驱动信号中的任一者使共用轴200动作。而且，第一驱动信号输出部103和第二驱动信号输出部106可以分别相对于共用轴200独立地输出第一驱动信号或第二驱动信号。
[0081]
另外，在上述实施方式中，设为了合成时机决定部109基于获取到的合成时机将第一驱动信号与第二驱动信号合成，但不限制于此。动作控制装置1也可以不具备合成时机获取部108和合成时机决定部109。在该情况下，第一驱动信号输出部103和第二驱动信号输出部106可以分别输出预先考虑了合成时机的第一驱动信号和第二驱动信号。合成驱动信号生成部110可以通过将所输出的第一驱动信号与第二驱动信号直接叠加来生成合成信号。
[0082]
附图标记说明
[0083]
1：动作控制装置；20：工业机械；21：刀具；100：生产系统；103：第一驱动信号输出部；106：第二驱动信号输出部；107：选择获取部；109：合成时机决定部；110：合成驱动信号生成部；111：动作控制部；112：位置获取部；113：校正量决定部；w：工件。