[发明专利]高速地输入输出伺服控制部的外部信号的数值控制装置

说明书

技术领域

本发明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。

背景技术

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。本发明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(Programmable Logic Control: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PCI Express(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。