I/O控制系统技术方案

本发明专利技术提供一种I/O控制系统，具备：数值控制装置、电动机驱动的放大器、与周边设备连接的I/O控制单元。该I/O控制单元具有运算处理单元，其根据经由通信接口接收的伺服控制信息、从周边设备经由I/O接口接收的输入信息来生成用于控制周边设备的控制信息，并将该生成的控制信息经由I/O接口输出到周边设备。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种具有用于控制对工件进行加工的机床、机器人、冲压机、注塑成型机、放电加工机、激光加工机等机械的数值控制装置、经由通信线路与该数值控制装置连接的放大器、电动机、I/o控制单元的I/O控制系统。
技术介绍
在机床等机械中，数值控制装置通常分别使用不同的接口与电动机驱动部和周边设备的输入输出部连接。数值控制装置按照给出的加工程序，在每个预先决定的周期向电动机驱动部的放大器发送移动指令，使电动机动作来进行轴的控制。此外，数值控制装置也按照给出的程序对周边设备进行输出的控制。但是，与放大器连接的接口和与周边设备连接的接口，通常数据转发周期或转发速度不同，因此数据转发时产生时间差。该数据转发时产生时间差成为使周边设备的控制精度变差的原因。例如，在激光加工系统中，作为周边设备的输出控制，要求控制激光的射出、停止、峰值功率、频率等输出条件。在以往的一般的激光加工系统的加工速度下，由所述数据转发时产生时间差引起的精度的恶化不会成为大问题。但是，随着近年来激光加工速度的变大，精度恶化引起的问题变得显著，要求伺服电动机和周边设备的控制的同步。在日本特开2006 — 247745号公报中公开了如下的技术:使电动机驱动部和周边设备使用公共的通信线路分别与数值控制装置连接，并使各个接口共同化，由此排除由数据转发时的时间差引起的周边设备的控制精度的恶化。对于在机床等机械中的周边设备的控制中所使用的通信，使用通信周期为1毫秒程度的通信。另一方面，在伺服电动机中要求精度，因此要求更高速的应答，通过125微秒?1毫秒程度的周期的通信来进行控制。但是，在上述的激光加工中，进一步要求高速、尚精度地进彳丁控制。在所述的日本特开2006 - 247745号公报中公开了对于向激光振荡器等周边设备的输出控制中所使用的通信和伺服电动机的控制中所使用的通信，使接口和通信线路共同化的技术。由此，使激光振荡器的输出控制与伺服电动机同步来高速化，并解决了所述问题。但是，在所述技术中没有提及将来自与周边设备连接的传感器的信息等作为输入而反映在控制中的情况。作为将从周边设备得到的传感器信息等为输入，反映在控制中的单元，考虑经由通信线路从周边设备向数值控制装置侧发送所述传感器信息的情况。但是，在从周边设备得到的传感器信息的种类繁多的情况下，传感器信息在通信中所占的比例增加，认为压迫通信的带宽。此外，为了处理这些传感器信息，数值控制装置侧的处理器的负荷增加，认为对通常的电动机的控制产生妨碍。并且，通过周边设备取得的传感器信息经由通信线路向处理数值控制装置内部的控制的处理器转发并被处理后，向周边设备的输出部转发，因此很难以比通信线路的通信周期短的时间分辨率控制输出。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供一种与机械的电动机驱动部同步，不会对数值控制装置的处理器产生过大的负荷，能够容易追加从周边设备取得的传感器信息的种类数，更高精度地控制向所述周边设备的输出的控制系统。本专利技术的I/O控制系统具备:至少1个电动机，其驱动具有周边设备的机械的可动部；至少1个放大器，其分别驱动所述电动机；数值控制装置，其向所述放大器进行指示来控制电动机；1/0控制单元，其与所述周边设备连接；以及通信线，其连接所述数值控制装置、所述放大器以及所述I/o控制单元。构成该I/O控制系统的所述I/o控制单元具备:通信接口，其用于经由所述通信线进行通信；1/0接口，其进行与所述周边设备的信号的输入输出；以及运算处理单元，其根据经由所述通信接口接收的伺服控制信息、从所述周边设备经由所述I/o接口接收的输入信息，来生成用于控制所述周边设备的控制信息，并将所述生成的控制信息经由所述I/o接口输出到所述周边设备。根据本专利技术的I/O控制系统，不经由数值控制装置的处理器，而是通过内置于I/O控制单元内的运算处理单元来处理伺服控制信息和来自I/o接口的输入信息，因此不会大幅度增加数值控制装置的处理器的负荷，与电动机同步地，进行来自与周边设备连接的传感器的信息所对应的周边设备的输出控制。所述伺服控制信息也可以是用于控制所述电动机的、与位置、速度以及加速度中的至少一个相关的信息。根据该方式，能够进行与用于控制电动机的位置、速度或加速度信息对应的周边设备的控制。所述运算处理单元也可以是按照顺序程序处理所述伺服控制信息和所述输入信息的可编程控制器。根据该方式，对于周边设备的输出控制，能够容易地变更输入输出的应口。所述I/O控制单元也可以具有能够从所述运算处理单元参照的定时器，并以比所述通信线的通信的控制周期短的时间分辨率向所述I/o接口输出所述控制信息。根据该方式，在I/O控制单元内部具有可从运算处理单元参照的定时器，由此可以仅在I/O控制单元内部基于来自与周边设备连接的传感器的信息等，对输出数据进行插补，不论转发路径的通信周期，能够高速、高精度地进行向周边设备的输出。所述周边设备也可以是激光振荡器，从所述I/O接口输出的所述控制信息是控制所述激光振荡器的辅助气体压力、激光输出、透镜焦点位置中的至少一个的信息。根据该方式，在激光加工系统中，能够高速、高精度地控制激光振荡器的激光输出、辅助气体压力、透镜焦点。所述周边设备也可以是激光振荡器，经由所述I/O接口接收的输入信息是来自安装在所述激光振荡器上的传感器的反馈信息。根据该方式，在激光加工系统中，能够基于来自与激光振荡器连接的传感器的信息，高速、高精度地控制激光振荡器的输出条件。所述I/O控制单元也可以向所述通信线输出I/O控制单元所持有的信息中的至少一个信息。根据该方式，数值控制装置能够接收通过I/o控制单元生成的控制信息。根据本专利技术，能够提供一种与机械的电动机驱动部同步，不会对数值控制装置的处理器产生过大的负荷，能够容易追加从周边设备取得的传感器信息的种类数，更高精度地控制向周边设备的输出的I/o控制系统。【附图说明】根据参照附图对以下的实施例进行的说明，使本专利技术的所述以及其他目的和特征更加明确。图1是说明本专利技术的I/O控制系统的基本结构的一例的图。图2是表示构成图1的I/O控制系统的I/O控制单元的基本结构的一例的框图。图3是表示具有数值控制装置、与通信线路连接的3轴伺服轴以及1个种类的1/0控制单元，且控制来自传感器的输入以及向激光振荡器的输出的I/O控制系统的图。图4是表示在现有技术的I/O控制系统(参照图3)中，采用了通过通信线路的通信收发周边设备的输入的结构的情况下的数据占有度以及电动机控制处理器的处理时间的概要的图。图5是表示将图3所示的I/O控制系统设为本专利技术的I/O控制系统时的、数据占有度以及电动机控制处理器的处理时间的概要的图。图6是表示为了说明本专利技术的I/O控制系统的效果，将该I/O控制系统使用于激光加工的例子的图。图7是表示使用了现有技术文当前第1页1 2 3 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种I/O控制系统，其具备：至少1个电动机，其驱动具有周边设备的机械的可动部；至少1个放大器，其分别驱动所述电动机；数值控制装置，其向所述放大器进行指示来控制电动机；I/O控制单元，其与所述周边设备连接；以及通信线，其连接所述数值控制装置、所述放大器以及所述I/O控制单元，该I/O控制系统的特征在于，所述I/O控制单元具备：通信接口，其用于经由所述通信线进行通信；I/O接口，其进行与所述周边设备的信号的输入输出；以及运算处理单元，其根据经由所述通信接口接收的伺服控制信息、从所述周边设备经由所述I/O接口接收的输入信息，来生成用于控制所述周边设备的控制信息，并将所述生成的控制信息经由所述I/O接口输出到所述周边设备。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：久保义幸，栗原健一郎，
申请(专利权)人：发那科株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP