机械的控制装置
技术领域
本发明涉及一种机床或产业用机器人等机械的控制装置。
背景技术
机床或产业用机器人等机械的控制装置使用用于输出与检测对象的位置对应的转数数据的检测器来检测检测对象的绝对位置，并基于检测出的检测对象的绝对位置来控制机械(例如参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2000-99156号公报
发明内容
发明要解决的问题
如图8所示，检测绝对位置的检测器具有计数器值(转数数据及旋转一周内的转数数据)。控制装置保持检测器的与绝对位置的原点位置对应的计数器值，并根据检测器的当前位置处的计数器值与检测器的原点位置的计数器值之差来计算绝对位置(例如机械坐标)。
检测器的计数器值的数据长度(转数数据长度)根据检测器的种类而不同。
如图9所示，在检测器的数据长度短的情况下，通过绝对位置检测能够表现的绝对位置(例如机械坐标值)变窄，能够应用的机械受到限定。在图9中，作为检测器的数据长度，示出以原点位置为中心的±数据长度/2。
超出检测器的数据长度的位置无法通过检测器来表现，因此无法计算正确的绝对位置(例如机械坐标值)。
在机械的控制装置的领域，期望能够不依赖检测器的数据长度地、基于从检测器输出的转数数据来检测绝对位置。
用于解决问题的方案
本公开的机械的控制装置使用用于输出与检测对象的位置对应的转数数据的检测器来检测所述检测对象的绝对位置，并基于检测出的所述检测对象的绝对位置来控制机械，所述机械的控制装置具备：存储部，其将所述检测器的与所述绝对位置的原点位置对应的转数数据存储为原点位置数据，将超出所述检测器能够输出的转数数据长度的转数数据存储为扩展转数数据；以及运算部，其通过基于从所述检测器输出的转数数据、所述原点位置数据及所述扩展转数数据的下式(1)，来计算所述绝对位置，
绝对位置＝(来自检测器的转数数据+扩展转数数据)-原点位置数据···(1)。
本公开的其它的机械的控制装置使用用于输出与检测对象的位置对应的转数数据的检测器来检测所述检测对象的绝对位置，并基于检测出的所述检测对象的绝对位置来控制机械，所述机械的控制装置具备：存储部，其将所述检测器的与所述绝对位置的原点位置对应的转数数据存储为原点位置数据，在将超出所述检测器能够输出的转数数据长度的转数数据设为扩展转数数据的情况下，所述存储部存储将所述原点位置数据移位所述扩展转数数据而得到的移位原点位置数据；以及运算部，其通过基于所述移位原点位置数据及从所述检测器输出的转数数据的下式(2)，来计算所述绝对位置，
绝对位置＝来自检测器的转数数据-移位原点位置数据
＝来自检测器的转数数据-(原点位置数据-扩展转数数据)···(2)。
发明的效果
根据本公开，在机械的控制装置的领域，能够不依赖于检测器的数据长度地、基于从检测器输出的转数数据来检测绝对位置。
附图说明
图1是示出本实施方式所涉及的机床的控制装置的结构的图。
图2是示出第一实施方式中的检测器的转数数据与绝对位置之间的关系的图。
图3是示出由第一实施方式所涉及的机床的控制装置进行的绝对位置检测动作的流程图。
图4是示出由第一实施方式所涉及的机床的控制装置进行的扩展转数数据更新动作的流程图。
图5是示出第二实施方式中的检测器的转数数据与绝对位置之间的关系的图。
图6是示出由第二实施方式所涉及的机床的控制装置进行的绝对位置检测动作的流程图。
图7是示出由第二实施方式所涉及的机床的控制装置进行的移位原点位置数据更新动作的流程图。
图8是示出以往的检测器的转数数据与绝对位置之间的关系的图。
图9是示出以往的检测器的转数数据与绝对位置之间的关系的图。
附图标记说明
10：机械的控制装置；11：动作控制部；12：运算部；13：存储部；20：电动机；30：检测器。
具体实施方式
下面，参照添附的附图来说明本发明的实施方式的一例。此外，在各附图中对相同或相当的部分附加相同的附图标记。
(第一实施方式)
图1是示出第一实施方式所涉及的机床的控制装置的结构的图。图1所示的控制装置10例如为通过控制机床中的滚珠丝杠来控制滚珠丝杠的工作台上的控制对象的位置的数值控制装置。控制装置10使用例如设置于用于驱动滚珠丝杠的电动机20的编码器等检测器30来检测控制对象的位置(例如机械坐标：绝对位置)，并基于检测出的控制对象的位置来控制电动机20。下面，将控制对象也称为检测对象。
检测器30为用于输出与检测对象的实际位置对应的转数数据的旋转检测器。检测器30输出转数数据及旋转一周内的转数数据。
控制装置10具备动作控制部11、运算部12以及存储部13。
控制装置10中的动作控制部11和运算部12例如由DSP(Digital SignalProcessor：数字信号处理器)、FPGA(Field-Programmable Gate Array：现场可编程门阵列)等运算处理器构成。控制装置10中的动作控制部11和运算部12的各种功能例如通过执行保存于存储部的规定的软件(程序、应用)来实现。控制装置10中的动作控制部11和运算部12的各种功能也可以通过硬件与软件的协作来实现。
控制装置10中的存储部13为例如EEPROM等可重写的存储器、或例如HDD(HardDisk Drive：硬盘驱动器)或SSD(Solid State Drive：固态驱动器)等可重写的盘。
动作控制部11基于用于指示检测对象的位置的位置指令(例如机械坐标：绝对位置)以及来自运算部12的检测对象的实际位置(例如机械坐标：绝对位置)来控制电动机20，由此控制检测对象的位置。
如图2所示，存储部13将检测器30的与绝对位置的原点位置对应的转数数据存储为原点位置数据。另外，存储部13将超出检测器30能够输出的转数数据长度的转数数据存储为扩展转数数据。在检测器30因超出转数数据长度而发生翻转的情况下，扩展转数数据为翻转次数与同转数数据长度对应的转数数据的乘法值。此外，在图2中，作为检测器的数据长度，示出以原点位置为中心的±数据长度/2。
运算部12通过基于从检测器30输出的转数数据(转数数据及旋转一周内的转数数据)以及存储于存储部13的原点位置数据及扩展转数数据的下式(1)，来计算检测对象的实际位置(例如机械坐标：绝对位置)，
绝对位置(机械坐标)＝(来自检测器的转数数据+扩展转数数据)-原点位置数据···(1)。
具体地说，运算部12通过将计算出的转数乘以每旋转一周的移动量，来计算检测对象的实际位置(例如机械坐标：绝对位置)。
下面，列举一例进行说明。在该一例中设为，检测器30保持转数数据及旋转一周内的转数数据，控制装置10保持翻转次数以及与转数数据长度对应的转数数据(即，扩展转数数据)。
另外，检测器30的性能设为下面那样，
旋转一周内的转数数据＝2-21
转数数据＝212。
即，检测器30能够掌握到将电动机20的旋转一周内的位置进行2,097,152等分得到的位置，对于电动机20的转数能够掌握到最大4,096转。
另外，控制装置10存储的扩展转数数据设为下面那样。
扩展转数数据＝24
即，设为控制装置10能够掌握到将作为检测器30的转数数据长度的4,096转最多重复16次(翻转次数为16)为止(转数数据扩展到216)。
另外，控制装置10存储的原点位置数据设为下面那样。
旋转一周内的转数数据＝800
转数数据＝8
在当前的电动机位置为下面的位置的情况下，
旋转一周内的转数数据＝33,536
转数数据＝338
翻转次数＝1
能够判定为电动机从原点位置起旋转了下面的次数，
(33,536-800)×2-21+(338-8)+1×212≈4,426.016。
通过将该转数乘以每旋转一周的移动量，能够计算绝对位置(例如机械坐标)。
绝对位置(例如机械坐标)＝转数×每旋转一周的移动量
在该例中，针对检测器30的性能(最大到4,096转)，将绝对位置检测的性能最大扩展至65,536转。
接着，参照图3和图4来说明本实施方式所涉及的机床的控制装置的动作。图3是示出由本实施方式所涉及的机床的控制装置进行的绝对位置检测动作的流程图，图4是示出由本实施方式所涉及的机床的控制装置进行的扩展转数数据更新动作的流程图。
(绝对位置检测动作)
如图3所示，控制装置10判定扩展转数数据的计数器值(翻转次数)是否为0(S11)。
在扩展转数数据的计数器值(翻转次数)不为0的情况下，控制装置10的运算部12将来自检测器30的转数数据加上与计数器值(翻转次数)及转数数据长度对应的扩展转数数据(S12)，来计算并确立检测对象的机械坐标(S13)。
另一方面，在扩展转数数据的计数器值(翻转次数)为0的情况下，控制装置10的运算部12根据来自检测器30的转数数据来计算并确立检测对象的绝对位置(机械坐标)(S13)。
(扩展转数数据更新动作)
如图4所示，控制装置10使轴移动(S21)，并检测检测器30是否发生翻转(S22)。
在检测器30发生翻转的情况下，控制装置10将扩展转数数据的计数器值(翻转次数)加上或减去翻转次数(S23)，并更新存储部13的扩展转数数据(S24)。像这样，当在检测器30发生翻转的定时更新控制装置10的扩展转数数据时，能够减轻控制装置10的处理负担。
另一方面，在检测器30未发生翻转的情况下结束。
如以上说明的那样，根据本实施方式的控制装置10，将超出检测器30能够输出的转数数据长度的转数数据存储为扩展转数数据，并通过除了使用从检测器30输出的转数数据以外还使用该扩展转数数据的上式(1)，来计算检测对象的绝对位置(例如机械坐标)。由此，能够不依赖于检测器30的数据长度地、基于从检测器30输出的转数数据来检测绝对位置。
由此，绝对位置(例如机械坐标值)不受检测器的数据长度限制，能够将绝对位置(例如机械坐标值)表现到与机械的行程匹配的数据长度为止。
(第二实施方式)
在第一实施方式中，将超出检测器30能够输出的转数数据长度的转数数据存储为扩展转数数据，除了使用从检测器30输出的转数数据以外还使用该扩展转数数据来计算检测对象的绝对位置(例如机械坐标)。
在第二实施方式中，在将超出检测器30能够输出的转数数据长度的转数数据设为扩展转数数据的情况下，将原点位置数据移位扩展转数数据(移位原点位置数据)，并使用该移位原点位置数据和从检测器30输出的转数数据来计算检测对象的绝对位置(例如机械坐标)。
第二实施方式所涉及的机床的控制装置的结构与图1所示的第一实施方式的机床的控制装置的结构相同。此外，第二实施方式所涉及的机床的控制装置10与图1所示的第一实施方式的机床的控制装置10的不同在于运算部12的功能及动作、以及存储部13中记载的数据。
如图5所示，存储部13将检测器30的与绝对位置的原点位置对应的转数数据存储为原点位置数据。另外，在将超出检测器30能够输出的转数数据长度的转数数据设为扩展转数数据的情况下，存储部13存储将原点位置数据移位扩展转数数据而得到的移位原点位置数据。如上所述，在检测器30因超出转数数据长度而发生翻转的情况下，扩展转数数据为翻转次数与同转数数据长度对应的转数数据的乘法值。此外，在图5中，作为检测器的数据长度，也示出以原点位置为中心的±数据长度/2。
运算部12通过基于从检测器30输出的转数数据(转数数据及旋转一周内的转数数据)以及存储于存储部13的移位原点位置数据的下式(2)，来计算检测对象的实际位置(例如机械坐标：绝对位置)，
绝对位置(例如机械坐标)＝来自检测器的转数数据-移位原点位置数据
＝来自检测器的转数数据-(原点位置数据-扩展转数数据)···(2)。
具体地说，运算部12通过将计算出的转数乘以每旋转一周的移动量，来计算检测对象的实际位置(例如机械坐标：绝对位置)。
下面，列举一例进行说明。在该一例中设为，检测器30保持转数数据及旋转一周内的转数数据。
另外，检测器30的性能设为下面那样。
旋转一周内的转数数据＝2-21
转数数据＝212
即，检测器30能够掌握到将电动机20的旋转一周内的位置进行2,097,152等分得到的位置，对于电动机20的转数能够掌握到最大4,096转。
另外，控制装置10存储的原点位置数据设为下面那样。
旋转一周内的转数数据＝800
转数数据＝8
设为在检测器30因超出转数数据长度而发生翻转的情况下，控制装置10将原点位置数据移位翻转次数与同转数数据长度对应的转数数据的乘法值(扩展转数数据)(移位原点位置数据)。
在当前的电动机位置为下面的位置的情况下，
旋转一周内的转数数据＝33,536
转数数据＝338
翻转次数＝1
如下面那样将原点位置数据进行移位(移位原点位置数据)。
旋转一周内的转数数据＝800
转数数据＝8-(N×212)
(由于向+方向进行了翻转，因此将原点位置向-方向移位)
在该情况下，能够判定为电动机从原点位置起旋转了下面的次数，
(33,536-800)×2-21+(338–(8–(1×212)))≈4,426.016。
通过将该转数乘以每旋转一周的移动量，能够计算绝对位置(例如机械坐标)。
绝对位置(例如机械坐标)＝转数×每旋转一周的移动量
在该例中，针对检测器30的性能(最大到4,096转)，也将绝对位置检测的性能最大扩展至65,536转为止。
接着，参照图6和图7来说明本实施方式所涉及的机床的控制装置的动作。图6是示出由本实施方式所涉及的机床的控制装置进行的绝对位置检测动作的流程图，图7是示出由本实施方式所涉及的机床的控制装置进行的移位原点位置数据更新动作的流程图。
(绝对位置检测动作)
如图6所示，控制装置10判定原点位置数据是否被进行了移位(S31)。
在原点位置数据被进行了移位的情况下，控制装置10的运算部12选择移位原点位置数据来代替原点位置数据(S32)，并基于移位原点位置数据和来自检测器30的转数数据，来计算并确立检测对象的机械坐标(S33)。
另一方面，在原点位置数据没有被进行移位的情况下，控制装置10的运算部12基于原点位置数据和来自检测器30的转数数据，来计算并确立检测对象的绝对位置(机械坐标)(S33)。
(移位原点位置数据更新动作)
如图7所示，控制装置10使轴移动(S41)，并检测检测器30是否发生翻转(S42)。
在检测器30发生翻转的情况下，控制装置10计算将原点位置数据移位翻转次数与同转数数据长度对应的转数数据的乘法值(扩展转数数据)而得到的移位原点位置数据(S43)，并更新存储部13的移位原点位置数据(S44)。如果像这样，在检测器30发生翻转的定时更新控制装置10的移位原点位置数据，则能够减轻控制装置10的处理负担。
另一方面，在检测器30未发生翻转的情况下结束。
如以上说明的那样，根据本实施方式的控制装置10，在将超出检测器30能够输出的转数数据长度的转数数据设为扩展转数数据的情况下，将原点位置数据移位扩展转数数据(移位原点位置数据)，并通过使用该移位原点位置数据和从检测器30输出的转数数据的上式(2)来计算检测对象的绝对位置(例如机械坐标)。由此，即使不将超出检测器30能够输出的转数数据长度的转数数据保持为扩展转数数据，也能够不依赖于检测器30的数据长度地、基于从检测器30输出的转数数据来检测绝对位置。
以上说明了本发明的实施方式，但是本发明不限定于上述的实施方式，能够进行各种变更及变形。例如，在上述的实施方式中，例示了对机床进行控制的控制装置，但是本公开不限定于此，也能够应用于对产业用机器人等各种机械进行控制的控制装置。
另外，在上述的实施方式中，例示了控制对象与检测对象相同、基于检测对象的位置来控制控制对象的位置的机械的控制装置。但是，本公开不限定于此，也能够应用于控制对象与检测对象不同、基于检测对象的位置来控制控制对象的位置的机械的控制装置。例如，还能够应用于对设置于产业用机器人的臂顶端部的工具或工件(控制对象)与被固定设置的工件或工具(检测对象)之间的相对位置进行控制的产业用机器人的控制装置。
