机械装置的具有参数学习的控制器及其参数学习方法制造方法及图纸

一种CNC机械装置的参数学习方法，可根据使用者预设的快、准、稳等偏好，通过学习的方式，调变机械装置的参数，使得快、准、稳等加工特性依使用者的偏好来改善，达成加工时间缩短、精度提升或稳度变好的目的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是有关于一种CNC机械装置中的数值控制器，特别是有关于一种具有参数学习功能的CNC机械装置的控制器及其参数学习的控制方法；可依使用者对于加工特性的偏好，经过参数学习方法，调变机械装置的参数，达到缩短加工时间、提升加工精度、改善机械装置加工稳度的成效。
技术介绍
首先，请参考图1，是一种公知的CNC机械装置的数值控制器方块示意图。如图1 所示，数字控制模块10由路径规划单元12、动程规划单元13与插值单元14等所组成；其中路径规划单元12，是将使用者编辑的加工程序11解译并规划出一个加工路径；接着，动程规划单元13是依据数字控制模块10所提供的参数18，进一步规划加工路径的运动特性， 如速度、加速度等；之后，由插值单元14将完成动程规划的具有运动特性的单节数据做插值运算后，再将命令发送至驱动器15 ；然后，驱动器15于接收插值后的命令后，再发出控制信号以驱动并控制马达16 ；此外，由各轴向的位置感测组件17，如马达编码器或光学尺，将感测的马达16位置反馈数据并传回驱动器15。在上述CNC机械装置操作过程中，于设定数字控制模块10的各项参数18时，常因机台刚性、马达特性与各部机构的不同，需要凭经验反复测试，才能设定出一组较适当的参数18。如此会产生诸多不便，例如设定参数需要有经验的调机人员、需要花不少时间反复测试与验证。由于公知技术在CNC机械装置的使用，是使用一组参数来适用于所有的加工过程，由于使用者对参数了解不深，而且加工状况常因不同情况而改变，故使用者往往不能确定目前参数是否适合正准备要处理的加工档，会不会有加工时间过长、机台抖动等问题；面对这些问题，使用者通常无法自行调整参数来解决，而需机械厂人员协助才有办法，造成使用者相当大的困扰与不便。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种在CNC机械装置中配置具有参数学习功能的数值控制器，由数值控制器的具参数学习功能，使得CNC机械装置在调机与参数设定上能更方便。本专利技术的另一目的在于提供一种在CNC机械装置中配置具有参数学习功能的数值控制器，使得机械厂人员在对CNC机械装置进行调机时，能够开启参数学习功能并执行标准测试程序，使得数字控制器记录快准稳等表现指标，并经由参数学习算法自动更新机械装置的参数，使得CNC机械装置在调机与参数设定能够更准确的达到加工效果。本专利技术的又一目的在于提供一种在CNC机械装置中配置具有参数学习功能的数值控制器，使得机械厂人员在对CNC机械装置进行调机时，能够开启参数学习功能并执行标准测试程序，使得数字控制器记录快准稳等表现指标，并经由参数学习算法自动更新机械装置的参数，故可依使用者对于加工特性的偏好，经过参数学习方法，调变机械装置的参数，达到缩短加工时间、提升加工精度、改善机械装置加工稳度的成效。为实现上述目的，本专利技术提供的具有参数学习功能的控制器，包括一路径规划单元，用以接收一加工程序并依据该加工程序规划一加工路径信息；一动程规划单元，其一输入端与该路径规划单元连接并接收该加工路径信息，其另一输入端与一数字控制参数连接，依据该加工路径信息及该数字控制参数规划该加工路径信息并输出运动信息；一插值单元，与该动程规划单元连接，并将该动程规划单元所输出的运动信息执行插值运算后，再将一控制命令输出至一马达驱动器，用以驱动一马达；一快准稳指针计算单元，其一输入端与一位置感测组件连接，并接收该位置感测组件输入的反馈信号，并依据该反馈信号分别计算一快表现指标、一准表现指标及一稳表现指标，以输出一快准稳指针信息；一学习功能单元，其一第一输入端接收由使用者设定的快准稳权重信息，其一第二输入端与该快准稳指针计算单元连接并接收该快准稳指针信息，重新计算新的数字控制参数，并输出至该动程规划单元。所述的控制器，其中该加工路径信息输出运动信息包括速度及加速度。所述的控制器，其中该反馈信号包括马达的位置、速度与加速度。所述的控制器，其中该快准稳指针计算单元包括一快指针计算次单元、一准指针计算次单元与一稳指针计算次单元，并依据该反馈信号，分别计算出以数字衡量的该快表现指标、该准表现指标与该稳表现指标。所述的控制器，其中该快准稳指针计算单元中的该快指针计算次单元是在加工程序执行到启动参数学习功能时，开始记录各单节加工所需时间Ti,而该快表现指标FI的计算方式为FI = α F/ Σ Ji，而α F为快指标常数。所述的控制器，其中该快准稳指针计算单元中的该准指针计算次单元是将一伺服命令位置与该反馈位置信号进行运算，以计算相对轨迹误差Ei,而该准表现指标PI的计算方式为PI = α ρ/ Σ ，而α ρ为准指标常数。所述的控制器，其中该快准稳指针计算单元中的该稳指针计算次单元是将反馈信号的该马达加速度值进行差分运算，以得到一加速度变化值。所述的控制器，其中该学习功能单元包括一总表现指针计算次单元，依据该快准稳权重信息与该快表现指针、该准表现指标或该稳表现指标的至少其中的一个表现指标来计算一总表现指标；一学习效果检验次单元，与该总表现指针计算次单元连接，并接收该总表现指标以进行一判断；一雅可比矩阵修正次单元，与该学习效果检验次单元连接，并根据该学习效果检验次单元的判断结果，修正雅可比矩阵中的表现指标对参数；一参数修正次单元，与该雅可比矩阵修正次单元连接，并设定一参数学习收敛条件。本专利技术提供的控制器参数学习方法，包括提供一路径规划单元，用以接收一加工程序并依据该加工程序规划一加工路径信息；提供一动程规划单元，其一输入端与该路径规划单元连接并接收该加工路径信息，其另一输入端与一数字控制参数连接，依据该加工路径信息及该数字控制参数规划该加工路径信息并输出运动信息；提供一插值单元，与该动程规划单元连接并将该动程规划单元所输出的运动信息执行插值运算后，再将一控制命令输出至马达驱动器，用以驱动一马达；提供一快准稳指针计算单元，其一输入端与一位置感测组件连接并接收该位置感测组件输入的反馈信号，并依据该反馈信号分别计算一快表现指标、一准表现指标及一稳表现指标，以输出一快准稳指针信息；提供一学习功能单元，其一第一输入端接收由使用者设定的快准稳权重信息，其一第二输入端与该快准稳指针计算单元连接并接收该快准稳指针信息，重新计算新的数字控制参数，并输出至该动程规划单元。所述的控制器参数学习方法，其中该学习功能单元的演算步骤包括提供一总表现指针计算次单元，依据该快准稳权重信息与该快表现指针、该准表现指标或该稳表现指标至少其中一个表现指标来计算出一总表现指标；提供一学习效果检验次单元，与总表现指针计算次单元连接并接收该总表现指标以进行一判断；提供一雅可比矩阵修正次单元，与该学习效果检验次单元连接并根据该学习效果检验次单元的判断结果，修正雅可比矩阵中的表现指标对参数；提供一参数修正次单元，与该雅可比矩阵修正次单元连接，并设定一参数学习收敛条件。所述的控制器参数学习方法，其中该参数修正次单元的修正参数步骤包括决定一总表现指针的目标改善量，若前次学习无效则减小目标改善量，若有效则不改变目标改善量；决定调变参数的方向，选择一平行总表现指标对参数的梯度方向来调变参数；决定修正后的数值控制装置参数，依据前两步骤的结果，得各项参数的修正量并与目前参数相加，以得出一修正后的参数。本专利技术的参数学本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨胜安，王芝峰，陈弘真，
申请(专利权)人：新代科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：