高速地输入输出伺服控制部的外部信号的数值控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种高速地输入输出伺服控制部的外部信号的数值控制装置，其具有：输出伺服电动机的位置指令值的CPU；具备对驱动伺服电动机的放大器输出电流指令值的伺服控制部以及进行外部信号的输入输出的I/O部的IC；读取位置指令值并进行用于使伺服电动机移动到位置指令值的位置的控制的DSP；以及在CPU与IC之间的设备间通信路径，其中，IC具有：内部总线，其连接到与设备间通信路径连接的通信接口以及I/O部；以及不经由内部总线而直接在伺服控制部与I/O部之间传送信号的内部通信路径。

Numerical control device for high speed input and output servo control part external signal

The invention provides a numerical control device, high speed input and output signal of the external control servo has position servo motor command output value of CPU; the input and output of I/O with servo control of servo motor drive amplifier output current instruction value and external signal IC; read position instruction values were used to control the servo motor to move the position of the position command value DSP; and between CPU and IC devices communication path, which has a IC internal bus, which is connected to the communication path between devices connected with communication interface and I/O; and through the internal bus directly in between the servo control part and I/O signal transmission internal communication path.

【技术实现步骤摘要】
高速地输入输出伺服控制部的外部信号的数值控制装置
本专利技术涉及使用在电动机控制以及机器人控制等中的数值控制装置，特别涉及高速地输入输出伺服控制部的外部信号的数值控制装置。
技术介绍
数值控制装置被用于控制机床的CNC控制中。机器人控制器控制机器人内的电动机，具有与CNC控制用数值控制装置相似的结构。本专利技术所涉及的数值控制装置不限于CNC控制用数值控制装置，也包含机器人控制器。在制作数值控制装置时，把进行整体控制的主(main)控制部、执行对机械的信号的输入输出进行控制的顺序功能的PLC(ProgrammableLogicControl:PLC)部、经由伺服接口(以下有时简称为I/F)与伺服电动机之间进行信号的输入输出的伺服控制部、执行伺服控制信号的运算处理的运算部(DSP)，与装置内的其他部分进行数据输入输出(I/O)用的I/F、用户I/F以及周边设备I/F等通过并行数据总线(以下有时简称为总线)连接，并执行各部之间的通信。数值控制装置要求在考虑成本的同时，实现充分满足所需规格的结构。优选还要考虑提高此时所使用的部件的性能以及考虑供应体制的变化等。在制作数值控制装置时，用于形成主控制部和PLC部的处理器(CPU)以及DSP一般使用通用的处理器以及DSP。另一方面，减少部件数量对于降低成本是有效的。因此，把CPU、DSP以外的部分、即伺服控制部和其他电路整合为一个集成电路(IC)。这样的IC称为面向特定用途的IC(ASIC)。在上述通过总线连接的结构中，对于CPU、DSP以外的部分进行ASIC化时，在CPU以及DSP与ASIC之间通过总线进行连接，ASIC内也设置总线。进一步，正在进行CPU的多核化和串行I/F化。通过对CPU进行多核化,能够在一个CPU中容易地实现主控制部以及PLC部。在由CPU和ASIC组成的结构中，对总线进行PCIExpress(注册商标)等高速串行I/F化时，虽然对CPU与ASIC之间的通信实施串行I/F化，但是ASIC内的通信是通过总线来进行的。在数值控制装置的通信中，重要的是确保在主控制部(CPU内)与伺服控制部(ASIC内)之间的通信性能，该通信性能会影响作为控制对象的机械和机器人的性能。因此，作为与数值控制装置的高速化、高性能化有关的技术，已报告有如下方案(例如日本特开2013-054730号公报(以下称为“专利文献1”)、日本特开2003-316408号公报(以下称为“专利文献2”)、日本特开2014-211721号公报(以下称为“专利文献3”)、日本特开平09-073310号公报(以下称为“专利文献4”))。专利文献1示出了电动机控制部中的电动机控制用的处理器由多核DSP构成，并经由高速串行通信I/F与电动机控制用放大器相连的结构例(参照段落[0016]～[0018]以及图1)。还示出了对多核CPU分配数值控制、电动机控制、PLC部的各个功能，并通过高速串行接口连接到通信控制兼总线桥接器的示例。专利文献2公开了通过由数据处理容量小但是处理时间短的运行体制所驱动的一个CPU来处理数据用量小且直接对加工速度带来影响的数据、以及机床的各个部分之间的I/O等的示例。还公开了通过由数据处理用量大但是处理时间长的运行体制所驱动的另一个CPU来分别分散处理数据用量大、不会直接对加工速度带来影响的数据的示例。通过这样的结构，能够高速、高性能地控制机床(例如参照段落[0017]以及图3)。另外，示出了与处理数据的内容对应的数据处理用量与处理时间的关系(例如参照段落[0016]以及图2)。进一步，在专利文献2中公开了第二CPU读取在信息共享部中储存的数据并高速地进行处理，另外，根据这样处理后的数据来产生用于控制伺服电动机的控制信号(参照段落[0026])。专利文献3公开了具有数值控制部和机器人控制部的数值控制，并且记载了把以往分别通过不同处理器来执行的数值控制和机器人控制集中到多核处理器中的内容。专利文献4公开了使用网络进行控制部之间的连接，并降低了电缆连接的复杂程度的数值控制装置。进一步，在数值控制装置中，对于与外部的输入输出(I/O)信号中的输入信号，将其传送到主控制部并进行某种处理。例如与伺服控制部有关的输入信号在主控制部中进行处理后，与处理结果对应的控制信号被发送到伺服控制部。如上所述，在通过高速串行接口I/F把形成主控制部的CPU与具有伺服控制部的ASIC相连接的情况下，从主控制部至伺服控制部的信号经由高速串行接口I/F以及ASIC中的总线来发送。另外，在ASIC中设有I/O信号的输入输出部，不需要在主控制部进行处理的输入信号从I/O信号的输入输出部经由ASIC内的总线被发送至伺服控制部。无论哪种情况，由于伺服控制部与ASIC的内部总线相连接，因此对伺服控制部的信号经由总线被发送。在对伺服控制部的输入信号中，有来自外部的驱动中的电动机的紧急停止信号、向电动机的预定旋转状态的变更指示信号等具有紧急性的信号。此外，向加工机通知某动作已经完成的信号那样，伺服控制部对信号的响应性变得重要。在冲压钣金加工机进行的冲压加工中，为了实现短的周期时间，优选的是一检测到金属板材的冲裁完成信号，加工机就立即转移到下一加工。或者，在弯边机进行的金属板材弯曲加工中，为了实现短的周期时间，优选的是一检测到通知金属板材的弯曲角度达到了预定角度的完成信号，加工机就立即转移到下一加工。另外，在外圆磨床中，为了实现短的周期时间，优选的是在加工中工件一达到预定的直径和表面粗糙度，就立即转移到下一加工。如上所述，由于对伺服控制部的信号是经由总线进行发送的，因此会产生延迟。特别是，即使提高输入信号的通信优先级，也存在着在大量数据的转发中由于数据的保存等而需要时间，从而造成总线的延迟变大的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是，在具有搭载伺服控制部以及外部信号的输入输出部的IC的数值控制装置中，对于紧急性高的输入信号或要求响应性的输入信号，缩短从输入输出部到伺服控制部的通信时间。本专利技术的数值控制装置，具有：输出伺服电动机的位置指令值的CPU；具备对驱动伺服电动机的放大器输出电流指令值的伺服控制部以及进行外部信号的输入输出的I/O部的集成电路；读取位置指令值并进行用于使伺服电动机移动到位置指令值的位置的控制的DSP；以及在CPU与集成电路之间的设备间通信路径，其中，集成电路具有：内部总线，其连接到与设备间通信路径连接的通信接口以及I/O部；以及不经由内部总线、在伺服控制部与I/O部之间直接传送信号的内部通信路径。附图说明根据与附图有关的以下实施方式的说明，本专利技术的目的、特征以及优点会变得更清楚。在这些图中：图1是本专利技术的实施例1所涉及的数值控制装置的结构图。图2是本专利技术的实施例2所涉及的数值控制装置的结构图。图3是本专利技术的实施例3所涉及的数值控制装置的结构图。图4是本专利技术的实施例4所涉及的数值控制装置的结构图。具体实施方式以下，参照附图对本专利技术所涉及的数值控制装置的实施方式进行说明。[实施例1]首先，对本专利技术的实施例1所涉及的数值控制装置进行说明。图1是本专利技术的实施例1所涉及的数值控制装置的结构图。本专利技术的实施例1所涉及的数值控制装置101具有多核CPU1和ASIC2。多核CPU1和ASIC2通过一条高速串行接口(本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种数值控制装置，其特征在于，所述数值控制装置具有：CPU，其输出伺服电动机的位置指令值；集成电路，其具备对驱动伺服电动机的放大器输出电流指令值的伺服控制部以及进行外部信号的输入输出的I/O部；DSP，其读取位置指令值并进行用于使伺服电动机移动到位置指令值的位置的控制；以及所述CPU和所述集成电路之间的设备间通信路径，所述集成电路具有：内部总线，其连接到与所述设备间通信路径连接的通信接口以及所述I/O部；以及在所述伺服控制部和所述I/O部之间不经由所述内部总线而直接传送信号的内部通信路径。

【技术特征摘要】
2015.11.19 JP 2015-2266321.一种数值控制装置，其特征在于，所述数值控制装置具有：CPU，其输出伺服电动机的位置指令值；集成电路，其具备对驱动伺服电动机的放大器输出电流指令值的伺服控制部以及进行外部信号的输入输出的I/O部；DSP，其读取位置指令值并进行用于使伺服电动机移动到位置指令值的位置的控制；以及所述CPU和所述集成电路之间的设备间通信路径，所述集成电路具有：内部总线，其连接到与所述设备间通信路径连接的通信接口以及所述I/O部；以及在所述伺服控制部和所述I/O部之间不经由所述内部总线而直接传送信号的内部通信路径。2.根据权利要求1所述的数值控制装置，其特征在于，所述I/O部对...

【专利技术属性】
技术研发人员：羽田浩二，宫崎义人，小松孝彰，佐古田恭庸，
申请(专利权)人：发那科株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP