BE1006610A3 - Conveyor system - Google Patents

Conveyor system Download PDF

Info

Publication number
BE1006610A3
BE1006610A3 BE9301015A BE9301015A BE1006610A3 BE 1006610 A3 BE1006610 A3 BE 1006610A3 BE 9301015 A BE9301015 A BE 9301015A BE 9301015 A BE9301015 A BE 9301015A BE 1006610 A3 BE1006610 A3 BE 1006610A3
Authority
BE
Belgium
Prior art keywords
displacement
control unit
sub
units
control
Prior art date
Application number
BE9301015A
Other languages
Dutch (nl)
Inventor
Lambertus J P J Lemmens
Hermanus M J R Soemers
Original Assignee
Philips Electronics Nv
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Philips Electronics Nv filed Critical Philips Electronics Nv
Priority to BE9301015A priority Critical patent/BE1006610A3/en
Application granted granted Critical
Publication of BE1006610A3 publication Critical patent/BE1006610A3/en

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/18Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/414Structure of the control system, e.g. common controller or multiprocessor systems, interface to servo, programmable interface controller
    • G05B19/4141Structure of the control system, e.g. common controller or multiprocessor systems, interface to servo, programmable interface controller characterised by a controller or microprocessor per axis
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/33Director till display
    • G05B2219/33187Serial transmission rs232c, rs422, rs485 communication link
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/33Director till display
    • G05B2219/33273DCS distributed, decentralised controlsystem, multiprocessor
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/33Director till display
    • G05B2219/33281Archictecture, nodes for communication and measuring on serial bus

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Control Of Position Or Direction (AREA)

Abstract

The conveyor system is constructed from a number of displacement units (80),consisting of a guide rail for example, and a motorized tray (82). Thecontrol system comprises a central control unit that is connected tosubsidiary control units (85). Each subsidiary control unit (85) ispositioned in the immediate vicinity of the motor and controls the correctdisplacement of that motor. Because the drive and feedback functions arehandled locally at the motor, the cable (84) between the central and thesubsidiary control units contains relatively few wires and can be used forthe communications and the network. This makes it possible to achieve amodular construction for the control system and gives a relatively low chanceof faults occurring.<IMAGE>

Description

       

   <Desc/Clms Page number 1> 
 



  Verplaatsingssysteem. 
 EMI1.1 
 



  De uitvinding heeft betrekking op een verplaatsingssysteem, bevattende een aantal met elkaar gekoppelde verplaatsingseenheden voor verplaatsing langs een as * < en een controlesysteem voor het sturen van de verplaatsingseenheden, waarbij iedere verplaatsingseenheid van een aandrijfmechanisme is voorzien. Met een verplaatsingssysteem wordt bedoeld een apparaat voor het positioneren van voorwerpen. 



  Voorbeelden van dit soort machines zijn een plaatsingsmachine zijn voor het plaatsen van elektronische onderdelen op een kaart met voorbedrukte bedrading, een inrichting waarmee een sensor, bijvoorbeeld een optische hoogtemeter of een camera, naar een te inspecteren positie wordt bewogen, een manipulator voor het verplaatsen van onderdelen of gereedschappen in een produktieproces, etcetera. Met een verplaatsingseenheid kan zowel een lineaire verplaatsing langs een as als een rotatie rond een as teweeg worden gebracht of een combinatie van deze beide bewegingen. 



   Een dergelijk verplaatsingssysteem is bijvoorbeeld het Variabel RobotSysteem (VRS) van aanvraagster. Wanneer een dergelijk systeem uit meer dan een minimaal aantal verplaatsingseenheden is opgebouwd kunnen problemen ontstaan in de communicatie tussen het controlesysteem en de aandrijfmechanismen. De verbinding tussen deze delen moet namelijk niet alleen voeding voor het aandrijfmechanisme overbrengen maar ook de motorstroom, signalen voor beveiliging en om informatie betreffende de momentane positie, snelheid en versnelling terug te koppelen naar het controlesysteem. Tevens zijn, afhankelijk van de toepassing van het verplaatsingssysteem, nog extra verbindingen nodig om, bijvoorbeeld, videosignalen of door een sensor opgenomen informatie over te brengen.

   Voor de uitwisseling van de noodzakelijke gegevens en signalen ten behoeve van al deze functies in een dergelijk verplaatsingssysteem zijn vaak 20 of meer aders per verplaatsingseenheid nodig. 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 



   Omdat de verplaatsingseenheden gestapeld zijn, bijvoorbeeld een verplaatsingseenheid voor beweging in de y-richting is gemonteerd op een verplaatsingseenheid die beweging in de x-richting verzorgt, worden de kabels op een aantal plaatsen dynamische belast en moeten in de lagere niveaus tevens kabels voor een aantal verplaatsingen doorgevoerd worden. Dit kan tot ruimteproblemen in het systeem leiden. Een aantal van vier of vijf gestapelde verplaatsingseenheden in een verplaatsingssysteem is niet uitzonderlijk. 



   Met een aantal van 20 aders per verplaatsingseenheid en vier tot vijf gestapelde verplaatsingseenheden, is het kabelsysteem een bron van storingen, onder andere door breuk en slechte contacten, maar ook doordat de kabels storingen oppikken of de omgeving storen. Een tweede nadeel van een dergelijk systeem is dat voor iedere toepassing van een verplaatsingssysteem een apart kabelsysteem ontwikkeld en getest moet worden. 



   Het is, onder andere, het doel van de uitvinding om een verplaatsingssysteem te verschaffen dat met een geringe ontwikkelingsinspanning en weinig risico voor een nieuwe toepassing kan worden aangepast, en waarbij de bovengenoemde problemen met betrekking tot ruimtebeslag en storingsgevoeligheid in het kabelsysteem tot een minimum beperkt zijn. 



   Hiertoe bevat het controlesysteem van het verplaatsingssysteem volgens de uitvinding een centrale controle-eenheid en ten minste   één   subcontrole-eenheid, waarbij iedere subcontrole-eenheid constructief in de nabijheid van een aandrijfmechanisme is aangebracht voor het aansturen van het desbetreffende aandrijfmechanisme. In de subcontrole-eenheid zijn belangrijke functies voor de sturing van het desbetreffende aandrijfmechanisme aangebracht, zoals de motion controller- en versterker elektronica en de programmable logic control. De aders die de signalen voor de daarin opgenomen functies doorgeven kunnen dan zeer kort blijven, en daardoor weinig storing veroorzaken en oppikken. Ook de dynamische belasting voor deze aders wordt tot een minimum beperkt zodat de kans op storingen ten gevolge van breuk of slechte contacten gering is. 



   Een verder voordeel is dat het systeem modulair kan worden opgebouwd, niet alleen in de mechanische constructie maar ook wat betreft het controlesysteem. 

 <Desc/Clms Page number 3> 

 



  Hierdoor verloopt de ontwikkeling voor een nieuwe toepassing sneller en betrouwbaarder. 



   Bij voorkeur wordt een subcontrole-eenheid constructief met het aandrijfmechanisme is verbonden. Hierbij worden het aandrijfmechanisme of de motor en de elektronica voor dit mechanisme in star met elkaar verbonden. 



   In een voorkeursuitvoeringsvorm van het verplaatsingssysteem volgens de uitvinding is het controlesysteem ingericht voor de uitwisseling van doelparameters tussen de centrale controle-eenheid en de subcontrole-eenheid of-eenheden. In deze uitvoeringsvorm worden alleen commando's op hoog niveau tussen de centrale controleeenheid en de subcontrole-eenheden uitgewisseld. Dergelijke commando's zijn bijvoorbeeld de opdracht om naar een bepaalde positie te gaan, en het opleggen van grenzen aan de snelheid, versnelling, tijdsduur, etcetera, voor het uitvoeren van de beweging. Gegevens vanuit de subcontrole-eenheden naar de centrale controle-eenheid zijn bijvoorbeeld het aangeven wanneer een opgegeven positie is bereikt of foutmeldingen. Vooral wanneer de centrale controle-eenheid een programmeerbare computer is, is het voordelig commando's op een hoger niveau te gebruiken.

   Het systeem kan daarmee op eenvoudige wijze geprogrammeerd worden en omdat de centrale controle-eenheid geen gedetailleerde signalen voor ieder van de verplaatsingsmechanismen hoeft te verwerken, kan deze eenvoudiger en daarmee goedkoper zijn. 



   Het verplaatsingssysteem volgens de uitvinding kan verder zodanig zijn uitgevoerd dat de doelparameters voor ieder van de subcontrole-eenheden van een vergelijkbaar type zijn. In de centrale verwerkingseenheid hoeft dan geen rekening gehouden te worden met verschillen in de aansturing van de diverse verplaatsingsmechanismen. Eventuele verschillen in de aansturing en controle van de aandrijfmechanismen worden in de subcontrole-eenheden afgehandeld. 



   Het verplaatsingssysteem volgens de uitvinding is bij voorkeur voorzien van een bussysteem via welk de subcontrole-eenheid   of-eenheden   en de centrale controle-eenheid zijn gekoppeld. Extra kabels voor extra verplaatsingseenheden zijn nu geheel overbodig omdat iedere verplaatsingseenheid aangesproken wordt met geadresseerde commando's via het bussysteem. Een tweede voordeel van het gebruik van een bussysteem is dat een verplaatsingseenheid, zonder tussenkomst van de centrale controle-eenheid, kan reageren op een signaal afkomstig van een andere 

 <Desc/Clms Page number 4> 

 verplaatsingseenheid. Bijvoorbeeld, een beweging in de y-richting wordt gestart zodra een signaal op de bus komt dat aangeeft dat een bepaalde x-positie is bereikt. 



   Omdat de hoeveelheid informatie die door het bussysteem verwerkt moet worden relatief gering is, bijvoorbeeld encoder informatie en gedetailleerde stuurinformatie ontbreken, kan worden volstaan met een relatief traag en goedkoop serieel netwerk. 



   In een verplaatsingssysteem kan een subcontrole-eenheid zijn ingericht om geometrische afwijkingen in de verplaatsingseenheid zoals ten gevolge van thermische invloeden te compenseren. Een belangrijk deel in de afwijkingen wordt op deze wijze lokaal afgehandeld hetgeen de centrale controle-eenheid ontlast en programmeren van het verplaatsingssysteem eenvoudiger maakt. 



   Deze en andere, meer gedetailleerde, aspecten van de uitvinding worden nu, bij wijze van voorbeeld, nader toegelicht behulp van de tekeningen. 



   De tekeningen tonen in
Figuur 1 een schematische weergave van een verplaatsingssysteem met drie verplaatsingseenheden ;
Figuur 2a en 2b een schematische weergave van een controlesysteem voor een verplaatsingssysteem met zes verplaatsingseenheden ;
Figuur 3 een voorbeeld van een verplaatsingseenheid met daarbij aangebracht een subcontrole-eenheid voor toepassing in een verplaatsingssysteem volgens de uitvinding ;
Figuur 4 een schematische weergave van een controlesysteem voor toepassing in een verplaatsingssysteem volgens de uitvinding. 



   In figuur 1 is een verplaatsingssysteem 1 schematisch weergegeven dat bestaat uit drie gestapelde lineaire verplaatsingseenheden 10,20 en 30 die ieder een verplaatsing in een richting verzorgen, aangegeven door de pijlen 11,21 en 31. Iedere verplaatsingseenheid bevat een slede 12,22 of 32 met een aandrijfmechanisme daarop 

 <Desc/Clms Page number 5> 

 aangebracht, en die geplaatst is op een geleiderail 13, 23 en 33, respectievelijk. De in de motor opgewekte kracht wordt bijvoorbeeld via een heugel/rondsel combinatie overgebracht op de geleiderail. De motor kan ook een lineaire motor zijn zodat roterende delen in de motor ontbreken. In het getekende systeem verplaatst de motor zichzelf, een alternatieve mogelijkheid is dat de motor vast ten opzichte van de geleiderail is aangebracht en via een spindel de slede op de geleiderail aandrijft.

   De voeding en de stuur-en controlesignalen voor de diverse motoren worden via kabels 14, 24 en 34 overgebracht. Een typisch aantal aders in deze kabels is 20 of meer per verplaatsingseenheid. Het systeem kan verder worden uitgebreid met aandrijfmechanismen voor rotaties of extra lineaire verplaatsingen. 



   In figuur 2a is schematisch een controlesysteem voor een verplaatsingssysteem met zes verplaatsingseenheden weergegeven, zoals is toegepast in het Variabel RobotSysteem (VRS) van aanvraagster. Het controlesysteem bestaat uit een computer 40 en een servo-systeem 50. Aan de computer 40 is randapparatuur gekoppeld zoals een monitor met toetsenbord 41 voor communicatie tussen operator en systeem, een bedieningspaneel 42 en een programmeerpaneel 43 voor communicatie die specifiek betrekking heeft op het verplaatsingssysteem, een I/O module 44 die uitgangen bevat voor het aankoppelen van sensoren en dergelijke en een floppy disk eenheid 45 voor opslag van programma's en data. 



   Het tweede deel van het besturingssysteem is het servo-systeem   50   dat via een interface 46 met de computer 40 is gekoppeld. Het servo-systeem bevat voor iedere verplaatsingseenheid een servo-regelkring 51,52, 53,54, 55 en 56. Zoals weergegeven in figuur 2b voor de eerste servo-regelkring 51 bevat het servo-systeem voor iedere verplaatsingseenheid bijvoorbeeld een traject-generator 61, een digitale regelaar 62 en een vermogensversterker 63. Deze zijn gekoppeld met de motor 64 en een terugkoppellus via een mechanische module 65 en een meetsysteem 66. Het controlesysteem bevat verder een beveilingscircuit 70 en een voeding 71. 



   In een conventionele uitvoering zijn de servo-en meetsystemen ondergebracht bij de computer 40 en draagt de interface module 46 er zorg voor dat een commando van de computer naar de juiste regelkring wordt doorgegeven. Dit betekend dat zeer veel aders nodig zijn tussen het servo-systeem 50 en de motoren en sensoren in het mechanische gedeelte 1 van het verplaatsingssysteem. In figuur 1 bevat de daarin getekende kabel 14 niet alleen aders voor de signalen voor de motor van de eerste 

 <Desc/Clms Page number 6> 

 verplaatsingseenheid 10, maar ook voor de motoren van de verdere verplaatsingseenheden 20 en 30. Bij een systeem met vijf of zes verplaatsingseenheden kan het aantal aders meer dan honderd bedragen.

   Gezien de mechanische belasting die de kabel moet ondergaan en de mogelijkheid van interferentie tussen signalen in de verschillende aders is de kans op fouten door breuk of het oppikken van stoorsignalen relatief groot. Hierbij moet bedacht worden dat ook de relatief sterke motorstromen door dezelfde kabels vloeien. 



   Figuur 3 toont een enkele verplaatsingseenheid 80 zoals kan worden toegepast in een verplaatsingssysteem volgens de uitvinding. Deze eenheid bevat een geleiding (niet zichtbaar in de figuur) waarop een slede 82 met daarin een lineaire motor is aangebracht. Indien de te verwachten mechanische belasting het vereist kan de geleiding ondersteund worden door een draagbalk 83. Bij toepassingen met een relatief hoog vermogen is de balk 83 ook van nut als warmteafvoer. Naast de motor is op de slede 82 een subcontrole-eenheid 85 aangebracht, die dezelfde functies bevat als een servo-regelkring als getoond in figuur 2b echter zonder de minicomputer 40. Hierin zijn, voor deze verplaatsingseenheid specifieke functies ondergebracht, zoals de trajectgenerator, de digitale regelaar en vermogensversterker voor de motorstroom en de programmable control.

   Tevens bevat de subcontrole-eenheid de elektronica voor een meetsysteem of de encoder en de terugkoppeling. Bovendien kan in deze subcontroleeenheid ook een zekere mate van foutcompensatie worden ondergebracht, zoals compensatie voor thermische uitzetting van de draagbalk 83. Omdat alle lokale functies binnen de subcontrole-eenheid 85 worden afgehandeld, hoeft de kabel 84 waarmee de subcontrole-eenheid met de, niet getekende, centrale controle-eenheid is verbonden slechts een beperkt aantal aders te bevatten. Noodzakelijke aders in deze kabel 84 zijn bestemd voor voeding, beveiliging en communicatie, deze functies nemen zo'n acht tot tien aders in beslag. Extra aders kunnen dienen voor video en sensorsignalen en voor het schakelen van vacuÜm en persluchtventielen.

   De subcontrole-eenheid kan zijn opgebouwd rond een microprocessor, bijvoorbeeld van het type TMS 320/C30 van Texas Instruments. 



   De slede 82 kan voorzien zijn van bevestigingsplaten 86 voor het daarop aanbrengen van een tweede verplaatsingseenheid. Tevens kan daarbij de kabel 84 verbonden zijn met een connector 87 via welke een kabel voor die tweede verplaatsingseenheid kan worden aangesloten. Vanwege de lokale afhandeling van 

 <Desc/Clms Page number 7> 

 bewegings functies in de subcontrole-eenheden, zijn in de kabel 84 geen extra aders nodig voor de tweede verplaatsingseenheid maar kan een bussysteem, bijvoorbeeld een seri le CAN-bus (Controller Area Network) gebruikt worden. Op deze wijze is het mogelijk een verplaatsingssysteem modulair op te bouwen zonder dat de hoeveelheid aders, en daarmee de storingsgevoeligheid, toeneemt. 



   Figuur 4 toont schematisch het controlesysteem voor een verplaatsingssysteem volgens de uitvinding. Een centrale controle-eenheid 90, bijvoorbeeld een kleine computer, is via een netwerk interface met een, bijvoorbeeld serieel, netwerk 91 verbonden. Voor communicatie met een operator is de centrale controle-eenheid 90 bijvoorbeeld voorzien van een scherm met toetsenbord 92. Het netwerk 91 is eveneens verbonden met subcontrole-eenheden 93,94 en 95 van een aantel, gestapelde, verplaatsingseenheden 101,102 en 103. Het netwerk is eveneens gekoppeld met I/O modules 96,97 voor het doorgeven van, bijvoorbeeld, video-of sensorsignalen naar de gebruiker, afkomstig van een camera of sensor die met behulp van het verplaatsingssysteem bewogen wordt. Parallel met de aders van het netwerk 91 is een voedingscircuit 98,99 voor de verplaatsingseenheden 101,102 en 103 aangebracht.

   Iedere verplaatsingseenheid bevat zowel een motor 105 als een encoder 106 voor het meten van verplaatsingen. In de bijbehorende subcontrole-eenheid 93 wordt het uitgangssignaal van de encoder 106 gebruikt voor terugkoppeling voor de motor 105. Via het netwerk 91 hoeven dus alleen stuursignalen op hoog niveau te worden doorgegeven, zoals "ga naar positie X", en signalen voor het begrenzen van de beweging door het opgeven van maximale snelheden en versnellingen.



   <Desc / Clms Page number 1>
 



  Displacement system.
 EMI1.1
 



  The invention relates to a displacement system, comprising a number of coupled displacement units for displacement along an axis and a control system for controlling the displacement units, each displacement unit being provided with a drive mechanism. With a displacement system is meant a device for positioning objects.



  Examples of this type of machine are a placement machine for placing electronic components on a preprinted wiring board, a device that moves a sensor, for example an optical altimeter or a camera, to a position to be inspected, a manipulator for moving parts or tools in a production process, etc. With a displacement unit, both a linear displacement along an axis and a rotation about an axis can be effected, or a combination of these two movements.



   Such a displacement system is, for example, the applicant's Variable Robot System (VRS). When such a system is made up of more than a minimum number of displacement units, problems can arise in the communication between the control system and the drive mechanisms. The connection between these parts must transmit not only power to the drive mechanism but also the motor current, signals for protection and to feed back information about the current position, speed and acceleration to the control system. Depending on the application of the displacement system, additional connections are also required to transmit, for example, video signals or information recorded by a sensor.

   The exchange of the necessary data and signals for all these functions in such a displacement system often requires 20 or more cores per displacement unit.

 <Desc / Clms Page number 2>

 



   Because the displacement units are stacked, for example, a y-displacement displacement unit is mounted on a displacement unit that provides x-direction movement, the cables are dynamically loaded in a number of places and cables for some of the lower levels must also be movements are made. This can lead to space issues in the system. A number of four or five stacked displacement units in a displacement system is not exceptional.



   With a number of 20 cores per displacement unit and four to five stacked displacement units, the cable system is a source of malfunctions, including breakage and bad contacts, but also because the cables pick up malfunctions or disturb the environment. A second drawback of such a system is that a separate cable system must be developed and tested for each application of a displacement system.



   It is, inter alia, the object of the invention to provide a displacement system which can be adapted for a new application with little development effort and little risk, and which minimizes the above-mentioned problems with regard to space utilization and susceptibility to failure in the cable system to be.



   To this end, the control system of the displacement system according to the invention comprises a central control unit and at least one sub-control unit, each sub-control unit being arranged constructively in the vicinity of a drive mechanism for controlling the respective drive mechanism. The sub-control unit contains important functions for controlling the respective drive mechanism, such as the motion controller and amplifier electronics and the programmable logic control. The wires that transmit the signals for the functions contained therein can then remain very short, causing little interference and picking up. The dynamic load for these cores is also kept to a minimum, so that the chance of malfunctions due to breakage or bad contacts is small.



   A further advantage is that the system can be modular, not only in the mechanical construction but also in terms of the control system.

 <Desc / Clms Page number 3>

 



  This makes development for a new application faster and more reliable.



   Preferably, a sub-control unit is connected constructively to the drive mechanism. The drive mechanism or the motor and the electronics for this mechanism are hereby rigidly connected.



   In a preferred embodiment of the displacement system according to the invention, the control system is arranged for the exchange of target parameters between the central control unit and the sub-control unit or units. In this embodiment, only high-level commands are exchanged between the central control unit and the sub-control units. Such commands are, for example, the command to go to a certain position, and the imposition of limits on speed, acceleration, duration, etc., to perform the movement. Data from the sub-control units to the central control unit are, for example, indicating when a specified position has been reached or error messages. Especially when the central control unit is a programmable computer, it is advantageous to use higher level commands.

   The system can thus be programmed in a simple manner and since the central control unit does not have to process detailed signals for each of the displacement mechanisms, it can be simpler and therefore cheaper.



   The displacement system according to the invention can further be designed such that the target parameters for each of the sub-control units are of a similar type. In the central processing unit, it is then not necessary to take into account differences in the control of the various displacement mechanisms. Any differences in the actuation and control of the drive mechanisms are handled in the sub-control units.



   The displacement system according to the invention is preferably provided with a bus system via which the sub-control unit or units and the central control unit are coupled. Extra cables for extra displacement units are now completely unnecessary because each displacement unit is addressed with addressed commands via the bus system. A second advantage of using a bus system is that a displacement unit, without the intervention of the central control unit, can respond to a signal from another

 <Desc / Clms Page number 4>

 displacement unit. For example, a movement in the y direction is started as soon as a signal on the bus indicates that a certain x position has been reached.



   Since the amount of information to be processed by the bus system is relatively small, for example, encoder information and detailed control information are lacking, a relatively slow and cheap serial network suffices.



   In a displacement system, a sub-control unit may be arranged to compensate for geometric deviations in the displacement unit, such as due to thermal influences. An important part of the deviations is handled locally in this way, which relieves the burden on the central control unit and makes programming the displacement system easier.



   These and other more detailed aspects of the invention are now further illustrated by way of example with the aid of the drawings.



   The drawings show in
Figure 1 shows a schematic representation of a displacement system with three displacement units;
Figures 2a and 2b show a schematic of a control system for a displacement system with six displacement units;
Figure 3 shows an example of a displacement unit with a sub-control unit arranged for use in a displacement system according to the invention;
Figure 4 shows a schematic representation of a control system for use in a displacement system according to the invention.



   In Fig. 1, a displacement system 1 is schematically represented, consisting of three stacked linear displacement units 10, 20 and 30, each providing displacement in one direction, indicated by arrows 11, 21 and 31. Each displacement unit contains a carriage 12, 22 or 32 with a driving mechanism thereon

 <Desc / Clms Page number 5>

 mounted on a guide rail 13, 23 and 33, respectively. For example, the force generated in the motor is transferred to the guide rail via a rack / pinion combination. The motor can also be a linear motor so that rotating parts in the motor are missing. In the drawn system the motor moves itself, an alternative is that the motor is fixed in relation to the guide rail and drives the carriage on the guide rail via a spindle.

   The power supply and the control and control signals for the various motors are transmitted via cables 14, 24 and 34. A typical number of cores in these cables is 20 or more per displacement unit. The system can be further expanded with rotary or extra linear displacement drive mechanisms.



   Figure 2a schematically shows a control system for a displacement system with six displacement units, as used in the applicant's Variable Robot System (VRS). The control system consists of a computer 40 and a servo system 50. Peripheral equipment is connected to the computer 40, such as a monitor with keyboard 41 for communication between operator and system, a control panel 42 and a programming panel 43 for communication specific to the displacement system an I / O module 44 containing outputs for mounting sensors and the like and a floppy disk unit 45 for storing programs and data.



   The second part of the operating system is the servo system 50 which is coupled to the computer 40 via an interface 46. The servo system includes a servo control circuit 51, 52, 53, 54, 55 and 56 for each displacement unit. As shown in Figure 2b for the first servo control circuit 51, the servo system for each displacement unit contains, for example, a trajectory generator 61 , a digital controller 62 and a power amplifier 63. These are coupled to the motor 64 and a feedback loop via a mechanical module 65 and a measuring system 66. The control system further includes a protection circuit 70 and a power supply 71.



   In a conventional embodiment, the servo and measurement systems are housed with the computer 40 and the interface module 46 ensures that a command is passed from the computer to the appropriate control circuit. This means that very many cores are required between the servo system 50 and the motors and sensors in the mechanical part 1 of the displacement system. In Figure 1, the cable 14 drawn therein contains not only conductors for the signals for the motor of the first

 <Desc / Clms Page number 6>

 displacement unit 10, but also for the motors of the further displacement units 20 and 30. In a system with five or six displacement units, the number of cores can be more than one hundred.

   Given the mechanical stress that the cable has to undergo and the possibility of interference between signals in the different wires, the chance of errors due to breakage or picking up of false signals is relatively high. It should be remembered that the relatively strong motor currents also flow through the same cables.



   Figure 3 shows a single displacement unit 80 as can be used in a displacement system according to the invention. This unit includes a guide (not visible in the figure) on which a carriage 82 with a linear motor is mounted. If the expected mechanical load requires it, the guide can be supported by a support beam 83. In applications with a relatively high power, the beam 83 is also useful as heat dissipation. In addition to the motor, a sub-control unit 85 is mounted on the carriage 82, which contains the same functions as a servo control circuit as shown in figure 2b, but without the mini-computer 40. This contains specific functions for this displacement unit, such as the trajectory generator, the digital controller and power amplifier for motor current and programmable control.

   The sub-control unit also contains the electronics for a measuring system or the encoder and the feedback. In addition, this sub-control unit can also accommodate a certain amount of error compensation, such as compensation for thermal expansion of the drawbeam 83. Since all local functions are handled within the sub-control unit 85, the cable 84 connecting the sub-control unit with the signed central control unit is bound to contain only a limited number of cores. Necessary cores in this cable 84 are for power, security and communication, these functions take about eight to ten cores. Additional wires can be used for video and sensor signals and for switching vacuum and compressed air valves.

   The sub-controller may be built around a microprocessor, for example, of the TMS 320 / C30 type from Texas Instruments.



   The carriage 82 can be provided with mounting plates 86 for mounting a second displacement unit thereon. The cable 84 can also be connected to a connector 87 via which a cable for the second displacement unit can be connected. Due to the local handling of

 <Desc / Clms Page number 7>

 movement functions in the sub-control units, no additional cores are required in cable 84 for the second displacement unit, but a bus system, for example a serial CAN bus (Controller Area Network), can be used. In this way it is possible to construct a displacement system in a modular manner without increasing the amount of cores, and thus the susceptibility to failure.



   Figure 4 schematically shows the control system for a displacement system according to the invention. A central control unit 90, for example a small computer, is connected via a network interface to a, for example serial, network 91. For example, for communication with an operator, the central control unit 90 is provided with a screen with keyboard 92. The network 91 is also connected to sub-control units 93, 94 and 95 of a plurality of stacked displacement units 101, 102 and 103. The network is also coupled to I / O modules 96.97 for transmitting, for example, video or sensor signals to the user, from a camera or sensor moved using the displacement system. A supply circuit 98.99 for the displacement units 101, 102 and 103 is arranged in parallel with the wires of the network 91.

   Each displacement unit includes both a motor 105 and an encoder 106 for displacement measurement. In the associated sub-control unit 93, the output signal of encoder 106 is used for feedback to motor 105. Thus, only high-level control signals, such as "go to position X" and signals for limiting, are to be supplied via network 91 of movement by specifying maximum speeds and accelerations.


    

Claims (7)

Conclusies : 1. Verplaatsingssysteem, bevattende een aantal met elkaar gekoppelde verplaatsingseenheden voor verplaatsing langs een as en een controlesysteem voor het sturen van de verplaatsingseenheden, waarbij iedere verplaatsingseenheid van een aandrijfmechanisme is voorzien en het controlesysteem een centrale controle-eenheid bevat en ten minste een subcontrole-eenheid, waarbij iedere subcontrole-eenheid constructief in de nabijheid van een aandrijfmechanisme is aangebracht voor het aansturen van het desbetreffende aandrijfmechanisme.   Claims: 1. Displacement system, comprising a number of coupled displacement units for displacement along an axis and a control system for controlling the displacement units, each displacement unit comprising a drive mechanism and the control system comprising a central control unit and at least one sub-control unit, wherein each sub-control unit is arranged constructively in the vicinity of a drive mechanism for controlling the respective drive mechanism. 2. Verplaatsingssysteem volgens conclusie 1, waarbij een subcontroleeenheid constructief met het desbetreffende aandrijfmechanisme is verbonden. Displacement system according to claim 1, wherein a sub-control unit is connected constructively to the respective drive mechanism. 3. Verplaatsingssysteem volgens conclusie 1 of 2, waarbij het controlesysteem is ingericht voor de uitwisseling van doelparameters tussen de centrale controle-eenheid en de subcontrole-eenheid of-eenheden. Displacement system according to claim 1 or 2, wherein the control system is arranged for the exchange of target parameters between the central control unit and the sub-control unit or units. 4. Verplaatsingssysteem volgens conclusie 3, waarbij de doelparameters voor ieder van de subcontrole-eenheden van een vergelijkbaar type zijn. Displacement system according to claim 3, wherein the target parameters for each of the sub-control units are of a similar type. 5. Verplaatsingseenheid volgens een van de voorgaande conclusies waarbij de subcontrole-eenheid of-eenheden via een bussysteem met de centrale controleeenheid is gekoppeld. Displacement unit according to any of the preceding claims, wherein the sub-control unit or units is coupled to the central control unit via a bus system. 6. Verplaatsingssysteem volgens conclusie 5, waarbij het bussysteem een serieel netwerk is. Displacement system according to claim 5, wherein the bus system is a serial network. 7. Verplaatsingssysteem volgens een van de voorgaande conclusies waarbij een subcontrole-eenheid ingericht is om afwijkingen in de verplaatsingseenheid zoals ten gevolge van thermische invloeden te compenseren. Displacement system according to any of the preceding claims, wherein a sub-control unit is arranged to compensate for deviations in the displacement unit as a result of thermal influences.
BE9301015A 1993-09-29 1993-09-29 Conveyor system BE1006610A3 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BE9301015A BE1006610A3 (en) 1993-09-29 1993-09-29 Conveyor system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BE9301015A BE1006610A3 (en) 1993-09-29 1993-09-29 Conveyor system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
BE1006610A3 true BE1006610A3 (en) 1994-10-25

Family

ID=3887371

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BE9301015A BE1006610A3 (en) 1993-09-29 1993-09-29 Conveyor system

Country Status (1)

Country Link
BE (1) BE1006610A3 (en)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4510565A (en) * 1982-09-20 1985-04-09 Allen-Bradley Company Programmable controller with intelligent positioning I/O modules
WO1987006373A1 (en) * 1986-04-17 1987-10-22 Glasstech, Inc. Position controller for glass sheet processing system
DE3629367A1 (en) * 1986-08-29 1988-03-03 Rixen Wolfgang Mechanical management device, in particular a manipulator
DE8815935U1 (en) * 1988-12-22 1989-02-23 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Device for operating peripheral devices
DE4027244A1 (en) * 1989-08-31 1991-03-07 Fritz A Seidel Elektro Automat Digital regulator for servomotor equipped with resolver restoration - contains additional circuit board for transmission of angle data from sine commutation sub-assembly to positioning module
EP0490375A1 (en) * 1990-12-13 1992-06-17 Jürgen Dipl.-Ing. Heesemann Multi-axis-multi-uP-NC-control for machine tools
DE4039306C1 (en) * 1990-12-10 1992-08-27 Esab-Hancock Gmbh, 6367 Karben, De Flame cutting machine with min. cabling and potential faults - having an electrical control system connected to a bus converter which is connected to a sub-distributor via a serial bus, etc.

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4510565A (en) * 1982-09-20 1985-04-09 Allen-Bradley Company Programmable controller with intelligent positioning I/O modules
WO1987006373A1 (en) * 1986-04-17 1987-10-22 Glasstech, Inc. Position controller for glass sheet processing system
DE3629367A1 (en) * 1986-08-29 1988-03-03 Rixen Wolfgang Mechanical management device, in particular a manipulator
DE8815935U1 (en) * 1988-12-22 1989-02-23 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Device for operating peripheral devices
DE4027244A1 (en) * 1989-08-31 1991-03-07 Fritz A Seidel Elektro Automat Digital regulator for servomotor equipped with resolver restoration - contains additional circuit board for transmission of angle data from sine commutation sub-assembly to positioning module
DE4039306C1 (en) * 1990-12-10 1992-08-27 Esab-Hancock Gmbh, 6367 Karben, De Flame cutting machine with min. cabling and potential faults - having an electrical control system connected to a bus converter which is connected to a sub-distributor via a serial bus, etc.
EP0490375A1 (en) * 1990-12-13 1992-06-17 Jürgen Dipl.-Ing. Heesemann Multi-axis-multi-uP-NC-control for machine tools

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
M. HIROSE: "DEVELOPEMENT OF THE HOLONIC MANIPULATOR AND ITS CONTROL", PROCEEDINGS OF THE 29TH IEEE CONFERENCE ON DECISION AND CONTROL, vol. 1, USA, pages 91 - 96, XP000147354 *
NAUNIN ET AL: "ROBOTER ÜBER SERIELLEN BUS GESTEUERT", ELEKTRONIK, vol. 35, no. 22, October 1986 (1986-10-01), MUNCHEN DE, pages 107 - 110 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6948255B2 (en) Communication method and common control bus interconnecting a controller and a precision measurement assembly
CN101598939B (en) Multiaxial motion servocontrol and protection system
JP2005108415A (en) Storage library system, method for operating tape library, and method for assembling tape library
KR20100087345A (en) Multi-spindle movement driver control method, multi-spindle movement driver, and multi-spindle drive control system having the same
US6297612B1 (en) Motion control coupling apparatus
CN105846726A (en) Multi-motor time-sharing control system and imaging device
CN1306349C (en) Numerical value controller
BE1006610A3 (en) Conveyor system
US7693604B2 (en) Multi-axis robot provided with a control system
EP0788041A1 (en) Numerical controller
Curran et al. The architecture of the AdeptOne® direct-drive robot
MXPA02003814A (en) Feeder programming buffer operating system.
EP0067228A1 (en) Digital control unit
KR0152156B1 (en) Robot operation unit
EP0207168A1 (en) Drive control system for servo motors
KR20230095152A (en) Cross Rail Structure for OHT System and OHT System using thereof
CN101142870B (en) Pick-and-place robot for placing electrical components on substrates
US11413749B2 (en) Drive unit of an automation component, in particular a gripping, clamping, and changing or pivoting unit
US4699753A (en) Reactor refueling machine simulator
JPH07112392A (en) Robot device
JP4963576B2 (en) Control device interface unit and control device interface system
JPH1029179A (en) Controlling device for industrial robot
Ramiller et al. A new control system hardware architecture for the Hobby-Eberly Telescope prime focus instrument package
Honma et al. An Automated silicon module assembly system for the CMS silicon Tracker
US20230018335A1 (en) Machining system

Legal Events

Date Code Title Description
RE Patent lapsed

Owner name: PHILIPS ELECTRONICS N.V.

Effective date: 19950930