CN102739288A - 用于数字数据传输的方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明的名称为用于数字数据传输的方法和设备。本发明涉及例如在IEEE 802.3中所公开的以太网的、已知串行数据链路的扩展，用于直接传送随机事件而无须执行与时钟信号的同步或者无须等待周期性的传输时间。使用两个不同编码的单个脉冲来表示两个不同的随机事件并且以事件控制的方式来传送所述两个不同的随机事件。在例如8m的线路长度上，在事件与其接收之间有45ns的无抖动滞后时间是有可能的。所述扩展特别适合于节点与多个模块之间的短的数字数据链路，如在现代放电加工机、机床以及类似的电子系统中所需要的那样。

Description

用于数字数据传输的方法和设备

技术领域

本发明涉及在机床以及类似的电子系统中经由具有多个绞合导体对的数据电缆进行数字数据传输的方法和设备。

背景技术

对于在短距离上，即在数米或数厘米的距离上进行(快速)数字数据传输，导体常常以并行布置并且以不计其数的变型被使用。

例如，一种应用涉及在个人计算机(PC)的主板上的并行总线(数据传输路径)，多个子板能以并行方式连接到所述主板。这样的总线通常具有小于300mm的长度并且可具有超过100个的并行导体，例如为ISA总线、PC104总线、PCI总线，或者是无强制性标准的众多专有总线。

另一示例涉及在数米的距离上进行数据传输。在现有技术中将多芯屏蔽电缆用于在诸如PC和打印机的装置或测量装置之间的快速并行数据传输。典型示例为：PC并行端口、Centronics/IEEE-1284、IEEE-488/IEC-625仪器总线，或者是具有多芯带状电缆的所有工业控制系统。

这些并行数据传输操作的共同特征为传送部分和接收部分的高度复杂性以及对于传输电缆所需要的大量并行线路。并行导体的典型特征为它们对由电磁场、并行导体之间的串扰和传播时间差引起的故障的显著的易感性。就与数据总线宽度、地址范围和传输速率有关的扩展程度而言的不灵活性在某些情况下特别麻烦。

由于这些原因，串行数据传输被广泛使用。实际上，仅串行原理在经由无线电或光波的无线传输期间或者在经由电信线路的有线传输期间在许多应用中是有可能的。

诸如PCI-Express、以太网、EtherCAT、Powerlink、USB或者例如为Profibus、Device-Net或CANopen的工业现场总线的许多串行数据传输协议已在相应的应用领域中被确立并且在对应的标准中被公开。

串行数据传输简化并且降低了数字数据业务的成本。不同的编码和检查方法保证了安全和健壮的链路。某些编码方法，例如也包括下文提到的曼彻斯特编码方法从数据流中提取时钟信号的可能性解决了在任何期望的传输路径和距离上的传播时间问题。

总线订户的数量、数据宽度、地址范围、传输介质、传输距离和传输方向的高度灵活性被提供给这些方法中的许多。

但是，如果随机发生的事件必须在机器的任意子组件中(几乎)无时间延迟地被处理，则当在机床以及类似的电子系统中在短距离上使用串行数字数据传输操作时特定问题会出现。

尽管有已知用于周期性地使例如驱动轴的不同模块彼此同步的、例如EtherCat和Powerlink的解决方案，对于随机操作没有已知的可用方案。

欧洲专利说明书EP 1 749 609B1公开了在机床，特别是在放电加工机中的子组件的一致模块化。起始于中心通信节点，各模块经由类以太网的数据链路以星形配置连网并且还经由数据电缆被供应以高达50W电力的DC电压。电力例如根据以太网供电标准(或简称为PoE)被供应，其类似于IEEE 802.3af标准。

通信节点额外地具有根据IEEE 802.3的至少一个标准以太网数据链路，其允许到外部世界的任何期望的长距离链路。

这样的机床最终不再需要电气柜并且能够在任何时间被扩展或修改。远程诊断、配置和软件更新能够经由因特网方便地被执行。模块被直接安装于它们在机床中的作用位置以便保持在传送电力时产生的损失尽可能小。

在EP 1 749 609B1中提出了用于数据处理和数据传输的三个优先级作为用于配置内部的类以太网的链路LINK的进一步的信息：

最高优先级：仅在模块内部的并行处理，

第二优先级：在模块之间，经由网络节点并且优选地为并行数据处理，

第三优先级：在模块与网络节点之间以及到外部的上级系统优选顺序的数据处理。

如在一开始所提到的那样，对于实时应用还另外公开了诸如EtherCAT、Powerlink、Profinet和Modbus TCP/IP的以太网衍生。这些衍生涉及在传送方法中的特定预防措施以便保证最大可允许的滞后时间以得到确定性(可预测)的行为。为了这个目的，根据IEEE 1588的时间戳附随地在数据包中被传送，例如以便允许多个总线订户的精确的时间同步。

但是，所有这些已知的解决方案具有以下的共同缺点：它们不能立即对时间上随机的操作作出反应。数据包的传输必须总是被发起或等待以便传送信息项，并且在每种情况下事件必须也与本地时钟速率同步。

对于具有根据EIA/TIA-568标准的Cat.5电缆以及例如100MHz的最大带宽的EtherCAT链路，这现在会导致至少10μs的时间延迟和显著的抖动(瞬时不清晰)。由于传感器和致动器通常被包括在操作中并且同样地导致数据处理中的某些时间延迟，在有可能对随机事件作出反应之前的这个时间延迟可加倍为超过例如20μs。

尽管具有250MHz最大带宽的、根据EN50288标准的更快的Cat.6电缆或者根据IEEE 802.3an的用于千兆比特以太网的处于500MHz的Cat.6a链路能减小在对随机事件作出反应之前的这个时间延迟，但它们在这样做的同时增加了系统成本和电力损失。

即使在500MHz带宽和经由四个导体对的并行传输的情况下，对于传感器/致动器的情况，仍能预期大约有2μs的、在对随机事件作出反应之前的延迟时间。

通常必须以小于大约100ns被处理的随机操作或事件一在系统中发生，例如上文所描述的同步串行数据传输操作一般就负担过重。

放电加工机特别地受到这种缺点影响，因为许多与过程有关的操作具有纯随机的行为，例如处理脉冲的点火延迟时间或者应在处理脉冲期间被检测并且应通过即时措施来排除的过程故障。某些放电过程基于弱的、所谓的预备或探测脉冲，其扫描火花隙的状态。取决于分析结果，例如用于打开微短路或用于经由冲击波进行清理的处理脉冲或各种其他脉冲被释放。但是，这种释放必须以小于大约100ns来执行，否则该方法会变得无用，因为所测量的火花隙性质早已不再是当前的(例如在100ns之后)。

类似的问题出现在具有线性马达或压电驱动的高度动态的伺服轴中。这样的系统正越来越经常地被用于在随机干扰变量连续被检测到之后使过程稳定。示例为：放电加工机中的驱动轴、车床中不圆的车削、高精度机床中的外部振动的主动阻尼以及切削机床中由切削工具的振动造成的振痕的主动抑制。

对于这种类型的驱动而言，高达10m/s的致动速度并不鲜见。但是，这意味着在这种情况下，位置在100ns中改变1μm。对于微米准确度而言，大约100ns的限制因此在随机事件发生时由于在采取对策之前的延迟时间而产生。

对于2μs的延迟时间应相应地预期高达20μm的误差，如上文所提到的那样，该2μs的延迟时间将在传感器/致动器的情况下出现。

发明目的

与现有技术相比，本发明基于开发用于数字数据传输的串行方法和设备以使得随机事件能以较少的工作量和较少的能量消耗来分析并且能以较少的能量消耗快速被传送的目的。

发明内容

根据第一方面，本发明提供了一种经由具有多个绞合导体对的数据电缆在机床中对随机事件进行快速数字数据传输的方法，所述多个绞合导体对中的至少一个导体对旨在用于串行数据传输。另外的导体对旨在用于传送随机事件。随机事件由无时钟地传送的单个脉冲发信号通知，所述单个脉冲能够是正脉冲或负脉冲，并且正脉冲发信号通知第一随机事件，负脉冲发信号通知第二随机事件并且不存在单个脉冲发信号通知无事件。

根据第二方面，本发明提供了一种经由具有多个绞合导体对的数据电缆在机床中对随机事件进行数字数据传输的设备，所述多个绞合导体对中的至少一个导体对旨在用于串行数据传输。至少一个另外的导体对旨在用于传送随机事件。传送装置被提供并且耦接于所述数据电缆的至少一端，以及接收装置被提供并且耦接于所述数据电缆的相对端，所述传送装置和接收装置被连接到关联的逻辑电路。为了发信号通知随机事件，至少一个传送装置被设计成使得其无时钟地传送单个脉冲，单个脉冲能够是正脉冲或负脉冲，正脉冲发信号通知第一随机事件，负脉冲发信号通知第二随机事件并且不存在单个脉冲发信号通知无事件，而用于接收所述单个脉冲的至少一个接收装置被设计成使得其能检测“正脉冲”、“负脉冲”和“无事件”这三个状态。

根据第三方面，本发明提供了一种放电加工机，其包括：中心节点；多个模块，其被设计并且旨在用于控制所述放电加工机；以及至少一个数据电缆。所述数据电缆将至少一个模块连接到所述中心节点。所述放电加工机具有根据所述第二方面的设备和/或被设置为执行根据所述第一方面的方法。

将在从属权利要求、附图和以下说明中解释本发明的另外方面。

附图说明

将在下文中参照附图更详细地解释本发明的优选实施例，其中：

图1使用放电加工机的示例示出电子器件的典型的模块化设计和模块化布线。

图2示出从EP 1 749 609B1中已知的、具有以太网数据链路和可配置的串行数据信道LINK的中心节点。

图3示出用于高达100Mbit/s的数据速率的、已知的以太网Cat.5电缆的标准化配置。

图4示出具有根据本发明的扩展和Cat.5电缆的具有用于随机事件的两个双向传输信道的配置的实施例。

图5示出具有用于控制和/或报告驱动轴位置的两个离散事件的单个脉冲编码的实施例。

图6示出具有用于检测放电加工机的火花隙状态的两个离散事件的单个脉冲编码的实施例。

图7示出具有在节点与模块之间的模块化的串行数据传输链路的实施例。

图8示出具有随机事件的快速和安全传输的实施例。

图9示出具有随机事件的快速和安全传输的另一实施例。

具体实施方式

图1示出使用放电加工机4的示例具有电子器件的典型的模块化设计和模块化布线的实施例。

放电加工机4经由AC电力网输入1被供应以能量。AC输入AC、DC电压调节器DC和数值控制器CNC的模块2被容纳于控制台或电气柜中。

节点5(节点)作为用于经由以星形配置布置的串行数据链路6(LINK)的机器内数字通信业务的控制中心被设置。连接的模块8能经由被标注为“LINK”的串行数据链路6在每种情况下被直接供应以典型地为48VDC、高达大约50W电力的DC电压。如上文所提到的那样，在这种情况下例如经由类似于IEEE 802.3af标准的以太网供电(PoE)标准来供应电力。

在这种情况下，模块8例如是被设计用于驱动马达(“驱动”)、生成处理脉冲(“发生器”)、测量(“测量”)和控制的模块。

例如具有+/-280VDC的DC电压的DC电压电缆7(″DC″)被设置用于安装在放电加工机4中的更高电力的模块8(驱动、发生器和控制)。DC电压电缆7起始于DC电压调节器DC并且同样地经由节点5以星形配置连接到将相应地被供应的模块8。这种连接允许能量以不受阻碍的方式在连接的模块8之间相互交换。用于测量目的的模块8(测量)通常不需要DC电压电缆7而是经由PoE被供应以电能。

还设置了标准化的以太网控制连接3，其使与外部世界，例如与企业网络(例如LAN或WLAN)通信或甚至经由因特网进行通信成为可能。

在一些实施例中，经由数据链路6(LINK)的机器内通信能以高度简化的方式执行，因为仅一个总线订户一直被连接并且因此既不需要寻址操作也不需要复杂的数据包管理。所谓的即插即用识别方法使灵活地连接任何期望的模块8成为可能，在一些实施例中，这对于客户特定的设计或随后的扩展而言可能是重要的。

数据链路6(LINK)是本发明的起始点。将在下文中更详细地解释其操作方法。

图2示出具有以太网数据链路3′和大量结构上一致但可配置的串行数据链路6′(LINK)的中心节点，举例来说如从EP 1 749 609B1中已知的那样。在一些实施例中，中心节点5在这种情况下可对应于图2所示并且在EP 1 749 609B1中所公开的节点。

在这个节点的情况下，DC电压连接7′确保了经由DC电压转换器DC/48V通过48VDC的典型电压对整个系统的基本供应。这个电压供应所有的数据链路LINK和以太网以及电压调节器48VDC/LVDC，该电压调节器48VDC/LVDC向电子部件μP、COM、IPO和SAFETY提供更低的电压。

块COM负责通信，其通常具有可编程的逻辑电路并且对应于逻辑电路(图7中的11，FPGA_N)，如也在本发明的一些实施例中所使用的那样。

并行数据处理具有以下优点：处理速度始终相同，而不管复杂性如何。

块μP、IPO和SAFETY没有在此做任何进一步描述，因为它们对于本发明而言并非直接重要的并且在例如EP 1 749 609B1中有详细描述。

图3示出用于高达100Mbit/s的数据速率的、已知的以太网Cat.5电缆的标准化配置，如也在一些实施例中所使用的那样。仅一起形成UP_LINK的导体对TX+、TX-以及一起形成DOWN_LINK的导体对RX+、RX-通常始终被配置。在这个实施例中，UP_LINK的导体对TX+、TX-形成从节点5到模块8的数据路径，而DOWN_LINK的导体对RX+、RX-形成从模块8回到节点5的数据路径，其结果为双向传输总体上是可能的。

由于历史原因(电话技术)，用于导体对RX+、RX-(DOWN_LINK)的插头连接“3”和“6”的选择没有按3和4的次序(并且因此不合逻辑)。但是，不遵守次序上的这种特殊特征以及例如以“1”至“8”的连接次序的配置在一些实施例中由于耦接的导体对而导致较差的传输质量。

表示为备用1(“4”和“5”)以及备用2(“7”和“8”)的导体对通常不被配置。但是，存在例外。在例如根据IEEE 802.3af的以太网供电(PoE)的变型中，DC电压供应PoE VDC+和PoE VDC-经由这两个导体对直接被传导(conduct)。

与正常的带状电缆相比，由于是绞合导体对，这种类型的数据电缆例如能提供对磁干扰场更好的补偿，并且由于到插头区域中的公共屏蔽(common screening)，其还可提供对电干扰场更好的补偿。

经由Cat.5电缆的传播速度相对较高。其通常达到光速的72％，或者216m/μs，这将使用图8和图9还要更详细地来讨论。

图4使用实施例来示出根据本发明的扩展的原理和Cat.5电缆的具有两个额外的异步传输信道9、10(“AL+”和“AL-”以及“BL+”和“BL-”)的配置，其也被称作A_LINK和B_LINK并且旨在用于传送随机事件或者传送表示随机事件的数据。

这两个传输信道9和10可动态地配置，也就是说，能使用串行数据信道UP_LINK和DOWN_LINK在任何时间重新定义传输的内容和传输的方向。与串行信道UP_LINK、DOWN_LINK相比，用于随机事件9、10的每个信道，即A_LINK、B_LINK能交替地在两个方向上操作(半-双工)。这在下文中使用图8和图9来解释。

对于这种扩展，所提到的在A_LINK和B_LINK信道上根据IEEE 802.3af的DC电压传输的变型在一些实施例中自然变得失效。

图5示出用于控制或报告驱动轴位置的两个离散事件的单个脉冲编码的原理，如在一些实施例中所使用的那样。

单个脉冲编码基于已知的曼彻斯特编码。因此，曼彻斯特编码的原理对于一些实施例而言是相关的，因为曼彻斯特编码的数据流在原则上不具有DC电压分量。因此，电感或电容耦合分量几乎从不饱和。此外，能从数据流中重构时钟速率。

在一些实施例中，第一性质是特别相关的并且所使用的单个脉冲相应地被编码。但是，在一些实施例中，能以单个脉冲发信号通知三个状态的事实也变得重要，即：无信号，也就是说单个脉冲未被传送(基本状态)；在起始处具有正半周期的信号(在下文中也被称作正脉冲)(第一事件)；以及在起始处具有负半周期的信号(在下文中也被称作负脉冲)(第二事件)。

在例如用于驱动轴的一些实施例中，这能被用于经由导体对A_LINK和B_LINK以行进增量(travel increment)形式(向前、向后、停止)的期望值和实际值传输，如下文所描述的那样。

例如由正单个脉冲(图5顶部)发信号通知随机事件“向前”。负脉冲直接跟在正脉冲之后以便防止(像在曼彻斯特编码中那样)产生DC电压分量并且导致不合需要的充电。由负脉冲发信号通知随机事件“向后”，在其之后为正单个脉冲，以便再次抑制DC电压分量的产生。可借助单个脉冲未被传送的事实来识别随机事件“停止”。

在这些实施例中，单个脉冲可具有限定的宽度和高度(幅度)使得它们能例如与干扰信号区分。

与其中时钟信号在无中断的情况下运行的已知曼彻斯特编码相比，没有使用不停的连续时钟信号来传送单个脉冲，而是无时钟地传送单个脉冲。脉冲形成器使单个脉冲成形，例如响应于随机事件，该单个脉冲经由关联的线路立即被传送。无时钟的传输使避免对应的延迟成为可能，该对应的延迟在一开始就与典型的Cat.5和Cat.6电缆中的例如100MHz或甚至500MHz的带宽相关地产生。

在最简单的情况下，使用固定基准+Ref、-Ref来检测正脉冲和负脉冲并且以数字信号-AR1、+AR1、-AR2、+AR2、-BR1、+BR1、-BR2和+BR2的形式将正脉冲和负脉冲转送到逻辑电路11、12，其在图7中也被称作FPGA_N、FPGA_M。在这种情况下，使用固定的基准，例如作为差分接收器的触发阈值，这将在下文中结合图7更详细地解释。在这种情况下，随机事件形成以行进增量形式(向前、向后、停止)的期望值和实际值传输。

为了更好地抵抗干扰脉冲，可以在一些实施例中限定额外的电压和时间基准测量窗口以便检测不符合的信号。

例如，可通过确定信号或单个脉冲是否就其幅度和/或持续时间而言对应于预期的编码单个脉冲来检测错误接收的信号(单个脉冲)。

图6示出用于检测放电加工机的火花隙的状态的两个离散事件的单个脉冲编码的原理。

如在一开始所讨论的那样，这样的火花隙的状态检测特别地是时间关键的，而且通常以模拟信号的形式被传送到过程控制系统并仅在那里被量化和分析。

根据本发明，在一些实施例中，就地(直接在火花隙处)量化的“放电”(放电有效(active))、“短路”(短路有效)和“开路”(闲置有效)这三个状态现在经由导体对A_LINK(9，图4)或B_LINK(10，图4)传送。在这种情况下，“放电”、“短路”和“开路”这三个状态作为随机事件发生。

在这种情况下，正脉冲发信号通知状态“放电”，负脉冲发信号通知状态“短路”，并且无单个脉冲发信号通知状态“开路”。如结合图5所解释的那样，在正/负单个脉冲之后为相反极性的对应脉冲以便防止DC电压分量的出现。

在这种情况下，发生例如从对应模块8，例如“测量”模块到中心节点5的传输。

对应模块8和中心节点5两者都具有用于这个目的的可编程逻辑电路，这将在下文中结合图7进一步解释。

在一些实施例中，用于这三个状态的基准水平和分析方法也可在任何时间使用串行传输UP_LINK来改变。

在一些实施例中，这三个状态可连续地被传送(无时钟)并且因此得到对火花隙中的操作的极快的、准确的并且无干扰的识别。在一些实施例中，经由Cat.5电缆的单个导体对A_LINK(9，图4)或B_LINK(10，图4)能有每秒高达1亿个状态的扫描速率。以对应的方式，在一些实施例中，能经由两个导体对，例如经由每个导体对有45ns的典型滞后时间的8m电缆传送每秒2亿个状态。

图7示出在一个实施例中在节点5与模块2或8之间的模块化串行数据传输“LINK”的原理。中心节点5具有可编程的逻辑电路FPGA_N 11，其或多或少地对应于图2中的块COM并且服务许多数据链路LINK 6，其中单独的一个数据链路在图7中详细地示出。

提供以参考标记13至21的区域TX、RX表示根据IEEE 802.3标准的、到可编程的逻辑电路FPGA_M 12的串行双向数据链路，其一直到大约10m之外，在放电加工机4中处于任何期望的模块2中，例如在电气柜中或者在模块8中。

可经由差分线路驱动器13、经由线路终端电阻器14、传送变换器15、对应于数据电缆“LINK”(图1中的6)的Cat.5电缆17、接收变换器19和带有终端电阻器20的差分接收器21将待经由UP_LINK传送的数字信号TX以待接收的数字信号RX的形式供应给模块2或8的可编程逻辑电路FPGA_M 12。DOWN_LINK以对应一致的方式被构造为具有相同的部件13至21，但是在相反方向上。

如上文结合图4所提到的那样，A_LINK 9和B_LINK 10能以半双工方法操作。为了这个目的，连续地准备接收的正差分接收器24和负差分接收器25被设置在用于传送随机事件的数据信道A_LINK 9和B_LINK 10的传输路径的两端。正差分接收器24能检测正脉冲，如结合图5和图6所描述的那样，而负差分接收器25能检测负脉冲。在节点5中的可编程逻辑电路11(FPGA_N)侧上的正差分接收器24和在模块2或8中的可编程逻辑电路12(FPGA_M)侧上的负差分接收器25传送检测到的数字信号-AR1(来自节点5中的A_LINK的负信号)至+BR2(来自模块2或8中的B_LINK的正信号)到对应的可编程逻辑电路FPGA_N 11、FPGA_M 12。在这种情况下，接收器24和25可耦接于电阻器以便使接收器24、25的输入电容和电抗(reaction)与信号隔离。

如相对于图5所解释的那样，由于“无信号”、“在起始处为正的信号”和“在起始处为负的信号”这三个状态旨在作为单个脉冲被传送，来自对应的可编程逻辑电路FPGA_N 11、FPGA_M 12的两个数字信号+AT1、-AT1至+BT2，-BT2必须分别可用于正线路驱动器22和负线路驱动器23。第四可能状态“正和负信号”被取消，因为所述状态在接收器中不再能与“无信号”状态区分。

在一些实施例中，具有另外的“三状态”状态(高阻抗第三状态)的、类似于上述线路驱动器13的差分线路驱动器原则上能同样地被用在此处。但是，在一些实施例中，这个第三状态通常明显更慢并且高阻抗线路终端也是完全不合需要的，即使对于短的线路而言也是如此。

线路匹配电阻器26和27分别耦接于变换器15和19与传送器22和23之间。在一些实施例中，线路匹配电阻器26和27根据本发明在所有三个状态期间保持接通并且因此保证连续的线路终端。

在替代的实施例中，存在这样的变型，其中使用所有四个导体对将通常施加至Cat.5电缆中的信道备用1和备用2(参看上文和图3)的直流电传递到接收器，也就是说到例如模块2或8，如图7所示，在每种情况下均经由传送变换器15和接收变换器19的中心抽头16、18和28、29。这额外地得到以下优点：将传送变换器15连接到接收变换器19的所有导体对处于48VDC电源的电位并且因此不能够以静电方式充电。

这在原则上对应于未来的IEEE 802.3at标准，其旨在在100m上提供高达最大30W的电力。此处不需要如所提到的IEEE 802.3af的变型所提供的、通过接收器中的整流桥的极性校正，因为正确的极性在任何时间都被确保。这个实施例不仅免除了整流桥，而且也免除了其大约2V的压降，这有利地使额外的2W电力可用。因此，甚至超过50W的电力能被传送而没有任何问题，这取决于所选择的电缆截面，因为电缆长度最多为10m。

对于无监督的半双工方法，在一些实施例中自然不能排除数据冲突。不用担心对数据传输装置的损坏，但由于不正确的信息而随之发生的破坏可能是灾难性的。

由于有限的信号传播时间，数据冲突可能总是很晚才被检测到，并且因此，在一些实施例中，无监督的半双工方法仅能被用在特殊情况下。

有监督的半双工方法通过限定允许哪个传送器在何时传送来防止数据冲突。在最简单的情况下，这可能始终在一个方向上，如在根据图6的火花隙状态的情况下。在那里，“放电”、“短路”和“开路”状态仅从模块8“测量”起始被传送到中心节点5。

由于单个不正确的传输操作将对处理结果不会有任何影响或者仅有微小影响，对每个正确接收的脉冲的确认在这种情况下不是值得做的。尽管如此，在接收器中对统计数据、诊断和可靠性的检查是可取的。

速度和可靠性对彼此有负面影响：必须对可靠性执行检查或过滤，这花费一定时间。在一些实施例中被使用的、用于减轻这种限制的合适方法因此将在下文中提出。

图8示出快速并且可靠地传送随机事件的第一原理的实施例，用于传送随机事件的关联的设备大体上对应于图7所示的设备。

假定FPGA_N 11旨在用于经由信道AT1和长度为8m的Cat.5电缆向FPGA_M 12以脉冲30的形式发信号通知状态“正脉冲”，所述脉冲30由正单个脉冲30a和对应的负单个脉冲30b形成。如上文所解释的那样，负单个脉冲30b被用于防止DC电压分量的出现。

为了使脉冲30成形，FPGA_N(11，图7)暂时激活输出+AT1，例如在10ns的持续时间内，从而形成正单个脉冲30a，并且输出-AT1进而立即被激活10ns的持续时间，从而形成负单个脉冲30b。激活输出+AT1产生单个脉冲30a的上升沿并且激活输出-AT1产生单个脉冲30b的下降沿。

对于216m/μs的信号传播速度，组合脉冲30在由8m长的Cat.5电缆引起的37ns延迟之后作为脉冲31(图8的底部)到达FPGA_M12(图7)的输入+/-AR2，并且能在那里立即，也就是说几乎无任何时间延迟地被处理。脉冲31相应地由正脉冲31a和负脉冲31b组成。

对于216m/μs的传播速度，在长度为8m的电缆上的传输因此将产生仅37ns的时间延迟。除此以外，对于传送器22、23和接收器24、25还有数纳秒的时间延迟，传送器22、23也即上文所描述的正线路驱动器22和负线路驱动器23，而接收器24、25也即上文所描述的正差分接收器24和负差分接收器25，其结果为产生通常为45ns的稳定的滞后时间dly，如在图8中所指示的那样。这个滞后时间对应于由在8m长的电缆上的传输引起的37ns的延迟时间和用于在传送器22、23和接收器24、25中进行处理的额外的8ns。

为了使这个第一原理可靠，在一些实施例中检查信号完整性，如在上文中使用图5所讨论的那样。使用脉冲的幅度和持续时间对信号完整性的检查持续例如10ns。对于肯定的测试结果，可在所接收(组合)的脉冲31结束之后从FPGA_M 12往回向中心节点5或其FPGA_N 11传送确认脉冲32。该确认脉冲32由正脉冲32a和负脉冲32b组成。这个确认脉冲32在另外的滞后时间dly之后作为确认脉冲33到达FPGA_N 11。确认脉冲同样地由正脉冲33a和负脉冲33b组成。精确地，在所传送的脉冲30的末尾与所接收的确认脉冲33的起始之间有2*dly的时间，也就是说2*45ns＝90ns的时间。这个滞后时间可额外地被用于检查传输路径的完整性。

对于否定的测试结果，无确认脉冲32被返回。在替代的实施例中，相反极性的确认脉冲被返回以便发信号通知否定的测试结果并且因此发信号通知传输错误。在这种情况下，已发生的对事件的处理必须自然地被撤销或校正。

因此，如果假定验证需要10ns，则包括验证在内的这种可靠传输持续2*45ns+4*10ns＝130ns。进而能发信号通知新事件，这允许每秒最多总共769万个事件。这例如对应于对以7.69m/s的最大速度和1μm的行进分辨率的驱动轴的控制。

这个第一原理的另外的变型规定进一步的处理仅在成功的测试之后启动。尽管滞后时间由此被增加至45ns+2*10ns＝65ns，但是免除了在错误情况下的校正。传输持续时间自然地保持在130ns不变。

图9示出随机事件的还要更快的传输的第二原理的实施例。这个第二原理相对于速度而言在一定程度上更加优化而在可靠性方面仅有微小的降低。

仅第一正单个脉冲34由传送器AT1传送。在滞后时间dly之后，正单个脉冲34作为正单个脉冲35到达接收器AR2，其被检查并且在肯定结果的情况下，由传送器AT2以负确认脉冲37确认并且在另外的滞后时间dly之后，由接收器AR1作为负单个脉冲36接收。在这种情况下，DC电压分量的产生因此通过传送具有与所接收的脉冲相反的极性的确认脉冲被抑制。

滞后时间dly自然地与第一原理的滞后时间相同：45ns，但包括验证在内的传输持续时间为2*45ns+2*10ns＝110ns，其允许每秒最多909万个事件或者对于驱动轴允许具有1μm分辨率的9.09m/s的最大速度。也就是说，第二原理比第一原理快大约18％。此处同样应清楚的是在长度为8m的电缆上进行安全传输的情况下的90ns的总信号传播时间是主导的并且因此在纯物理方面限制了最大线路长度。Cat.6或Cat.6a电缆在这种情况下将仅提供微小的改进，因为它们具有与Cat.5电缆类似的传播速度。

在传输错误的情况下，传送器AT1必须还传送第二(负)单个脉冲37以便恢复信号电压的平衡。这至少导致额外的10ns的时间延迟。此外，接收器AR2对第二脉冲37的接收不应被归类为新事件。

因此，这个方法更适合于低干扰的传输路径，并且错误处理应形成对这种实施例的例外，否则与第一原理相比，可靠性损失将是不值得的。

在一些实施例中，也可检测到单个脉冲的冲突，例如借助单个脉冲已在接收器24、25中的接收器侧上被接收，即使处于数据电缆的相同端的关联的传送器22、23没有传送单个脉冲的事实。在这样的检测到的冲突的情况下，从技术观点而言，在一些实施例中重新传送是没有意义的。因此，为了也防止不正确的处理，在一些实施例中，传送器22、23相应地立即被切换到“无事件”的基本状态。在正常情况下，确认消息不被传送，因为所接收的数据也是不可靠的。失败的传输尝试可以一定的时间延迟第二次被传送，视需要而定。替换地，可简单地省略该传输。

在一些实施例中，经由不止一个站来传送随机事件的报告。举例来说，单个脉冲可经由节点5从模块8“驱动”(图1)被继续传送到控制模块2“CNC”。为了保持延迟时间尽可能短，在一些实施例中，不是直接旨在用于第一接收器并且因此经由不止一个站运行的那些单个脉冲由第一接收器经由逻辑电路11(FPGA_N)直接重定向至下一传送器。单个脉冲的这种直接重定向由节点5本身中的控制系统或者由上级系统经由以太网连接3′来组织。更精确地说，那些控制系统在这种情况下使得逻辑电路FPGA_N 11将差分接收器24、25的输入+/-AR1和+/-BR1直接连接到至线路驱动器22、23的对应输出+/-AT1和+/-BT1。这仅在逻辑电路FPGA_N 11的输入和输出块中造成非常小的时间损失。

在具有星型布线的本实施例中，直接重定向在原则上仅能在节点5中使用。尽管如此，在某些情况下，直接重定向可用在模块2或8中以便经由输出+/-BT2和+/-AT2直接返回经由逻辑电路FPGA_M 12的输入+/-AR2和+/-BR2所接收的报告。换句话说，在一些实施例中，从A_LINK接收的传输经由B_LINK立即被返回并且没有修改，而相反地，从B_LINK接收的传输以对应的方式经由A_LINK返回。尽管在一些实施例中这需要许多资源，但是其提供两个优点：1)数据冲突被排除；2)传送器在传输电缆的两个信号传播时间之后已能确定传输已到达。在根据图8的实施例中，这将允许最大传输速率从669万个事件提高到1110万个事件，也就是说有大约61％的改进，但这花费100％更多的资源。

在这点上，再次对用于驱动技术的一些实施例中的快速数字数据传输的优点进行参考，因为对于期望值和实际值位置的这样的高更新速率允许对于特别地为诸如放电加工机的机床的控制方法的全新方案。

越来越面向弹道学和预测学原理的控制方法被认为是有前景的。还没有对于这样的方法已知的术语并且它们在下面对实施例的讨论中被称作“弹道驱动(ballistic drive)”。

弹道驱动不再基于与计算得到的路径几何形状的过时的偏差以盲目的方式移动，而是基于未来位置移动，该未来位置将刚刚观察到并且由除其他以外诸如质量、摩擦、加工力、热影响的干扰变量造成的偏差考虑在内。对未来位置的可能影响被计算并且被补偿。路径校正也不再按定时时钟周期来执行而是在最佳时间异步地并且以精确量化的脉冲来执行。必要的是，为了这个目的需要期望值和实际值的实时的异步位置数据。

太空旅行始终基于弹道学，并且路径测量以及精确地计量并且在时间上精确地确定的路径校正的原理至少从阿波罗登月开始就为公众所知。

在这个方向上的初始方案从放电线切割中获知。EP 801 341B1公开了路径校正以便排除由加工力在有重度路径弯曲的区域中造成的误差。使用加工电力(machining power)实时地计算所述路径校正。

EP 578 018B1公开了用于精确加工的、类似的路径校正，已被准确地预先切割至有限范围的工件实时地被测量并且路径校正从其中得到。这也实现了对于大的工件在整个轮廓上的高度的表面质量。

EP 920 943B1公开了一种精确加工方法以避免由作用于线电极的静电力造成的误差。实时地检测线电极的偏转并且经由路径速度和发生器电力来对其进行补偿。

这样的系统在机械工程中有各种用途。举例来说，如果防冲突系统能基于快速的位置信息项而不仅基于与下级电流控制电路的期望值的异常偏差，它们将变得更有效。在一些实施例中，本发明实现以小于大约1μs的可靠的冲突检测。以10m/s的速度，仅10μm的距离在这个时间期间被覆盖。如果紧急制动成功地保持机器的结构部分在弹性范围中的形变，则有可能防止相当可观的损坏。在冲突之后，能使用紧急制动操作的概况(profile)并且使用经验值立即输出损坏的临时估计。

仅每10μs或100μs被报告的位置的影响例如可能因此是相当可观的并且可能造成大量损坏。

另一示例为高分辨率和高度动态的驱动轴，在它们旨在被保持在精确的位置上而不管干扰的情况下。对于已知系统，这变成挑战，因为高精确度需要高的环路增益，而高的环路增益常常导致不合需要的振荡。可能有若干原因造成这种情况：变化的摩擦值，变化的质量，变化的加工力，但通常是失效的实际值。

弹道驱动完全没有这些问题。在一些实施例中，如果保证所产生的脉冲定量(pulse quanta)具有充分的准确度和稳定性，可甚至将致动器置于位置控制电路之外。

高度动态的弹道驱动仍处于早期开发阶段。本发明可对它们的商业化做出有价值的贡献。

所有引用的示例仅被用于对本发明更好的理解。不应将纯示意性的细节理解为具有限制意义。

下文是本发明的实施例的一些一般的解释。

从上文对实施例的讨论中得出：在一些实施例中，例如在IEEE802.3中所公开的以太网的已知串行数据链路为了直接传送随机事件而无须执行与时钟信号的同步或者无须等待周期性传输时间的目的被扩展。在这种情况下，例如两个不同的随机事件可使用两个不同编码的单个脉冲来表示并且能以事件控制的方式并且无时钟地被传送。由于没有时钟，在一些实施例中免除了同步并且也免除了直到数据包能被传送之前的延迟，所述延迟可能由于时钟速率的原因而发生。在这种情况下，随机事件与其接收之间有45ns的无抖动滞后时间在例如8m的线路长度上是有可能的。因此，一些实施例特别适合于节点与多个模块之间的短的数字数据链路，如在现代放电加工机、机床以及类似的电子系统中所需要的那样。

如在一开始所提到的那样，一些实施例涉及用于随机事件的数字数据传输、特别是随机事件的快速数字数据传输的方法。在这种情况下，术语“快速”涉及基于数据电缆中的高传播速度的数据传输操作，所述高传播速度典型地能用当前的电缆类型来实现，诸如Cat.5或更新的类型，也就是说例如216m/μs的传播速度。

在这种情况下，传输速度处于物理上调节的信号传播时间的极限，其能在机床，特别是放电加工机或者类似的电子系统内部的高达大约10m的距离上被传送。

在一些实施例中，根据本发明的解决方案大体上基于具有多个绞合导体对的串行数据传输系统，但优选地基于已知的以太网标准IEEE 802.3。在一些实施例中，本发明允许使用闲置资源以及已知的曼彻斯特编码方法的新应用和修改在高达大约10m的预先限定的距离上对随机事件进行高度动态的传输。

在一些实施例中，数据在这种情况下在机床中，特别是在放电加工机或者类似的电子系统中经由例如上文所提到的Cat.5电缆的数据电缆在有限的或预先限定的距离上被传送。

在这种情况下，预先限定的距离例如涉及数据经由其被传送的数据电缆的长度。在一些实施例中，数据电缆的典型长度为数米，并且如所提到的那样，在一些实施例中小于10米，例如为8米。

在这种情况下，数据电缆可(部分地)被布置在机床内部或者(部分地)被布置在机床的机体之外。

在一些实施例中，数据电缆具有多个绞合导体对，至少一个导体对旨在用于串行数据传输。在一些实施例中，经由导体对的数据传输也是双向的。至少一个另外的导体对旨在用于传送随机事件，其结果为在一些实施例中，数据传输与随机事件的传输并行地进行是有可能的。在一些实施例中，随机事件也可以双向方式被传送。

如上文所提到的那样，随机事件在这种情况下例如是可在放电过程期间发生的随机事件。由于高加工速度和数微米的高处理准确度，在一些实施例中，随机事件必须能够在数百纳秒内被处理，因为否则就不能实现上文所提到的数微米的高处理准确度。

在一些实施例中，随机事件在这种情况下可由例如表示任一特定(随机)状态或仅表示随机事件存在与否的数据来表示。

在一些实施例中，数据的传输由于随机事件的发生而几乎无延迟地被触发。也就是说，在一些实施例中，在随机事件的数据传输被触发之前的时间延迟仅由于在可编程的逻辑布置内部的处理而产生。

在一些实施例中，随机事件在这种情况下由单个脉冲发信号通知并且无时钟地被传送。

以类似于在已知的曼彻斯特编码中那样的方式，独立的时钟信号因此无需在使用单个脉冲编码的情况下被传送并且与这样的时钟信号的同步在一些实施例中也相应地被免除。此外，在一些实施例中，单个脉冲编码无DC电压分量，也就是说DC电压分量等于零。与常规的曼彻斯特编码相比，在一些实施例中不传送连续的数据流和连续的时钟信号，而是传送单个脉冲，例如由于随机事件的发生而传送单个脉冲。

为了发信号通知随机事件，单个脉冲编码被编码成使它们能发信号通知至少两个状态。为了这个目的，单个脉冲可以例如是发信号通知第一随机事件的正脉冲，并且单个脉冲可以是发信号通知第二随机事件的负脉冲。不存在单个脉冲发信号通知基本状态。

在一些实施例中，在第一单个脉冲之后，极性与第一单个脉冲的极性相反的第二单个脉冲直接被传送。这使防止DC电压分量的发生成为可能，如上文所讨论的那样。

在一些实施例中，经由用于两个方向的一个导体对或者独立地经由两个导体对传送随机事件。在一些实施例中，可经由正常的串行(可能是双向的)数据传输来动态地确定操作模式和/或事件类型，所述正常的串行数据传输经由旨在用于正常的串行数据业务的、数据电缆的导体对被传送。

在一些实施例中，存在随机事件被验证。为了这个目的，在收到单个脉冲时，能例如通过检查单个脉冲的幅度和持续时间来检查信号完整性。这是可能的，因为在一些实施例中，有效单个脉冲的幅度和持续时间是已知的。在这种情况下，单个脉冲也可以是在第一单个脉冲之后所传送的单个脉冲，以便抑制DC电压分量。

事件在肯定结果的情况下被处理，也就是说，在随机事件存在，并且通过返回的单个脉冲被确认的情况下。相比而言，在否定结果的情况下，在一些实施例中不发信号通知或处理随机事件，并且无确认被传送。但是，在一些实施例中，可在统计上检测并且进一步处理该传输错误。举例来说，在一些实施例中，例如基于故障数据电缆的不正确传输可从传输错误的统计评估中推断出来。

在一些实施例中，在收到单个脉冲时，立即处理事件。仅在这个处理之后，通过检查单个脉冲的幅度和持续时间来验证随机事件是否存在。在肯定结果的情况下，进而通过返回的单个脉冲来确认随机事件实际存在。在否定结果的情况下，无确认被传送。如所提到的那样，在一些实施例中，传输错误在否定结果的情况下被确定。此外，事件的处理被撤销或校正和/或该传输错误在统计上被检测。如上文所提到的那样，统计的传输错误能被用于进一步的处理并且例如被用于检测故障数据电缆。

在一些实施例中，仅第一单个脉冲由传送器传送。在检查信号完整性之后并且在信号完整性的肯定结果的情况下，也就是说在传输错误不存在的情况下，由接收器返回极性与第一单个脉冲的极性相反的第二单个脉冲作为接收确认。如果传输错误在验证信号完整性时被确定，则无接收确认被传送。在预先限定的时间到期之后，传送器传送极性与第一单个脉冲的极性相反的第二单个脉冲，以便再次补偿DC电压电位并且防止充电。在一些实施例中，随机事件的处理被撤销或校正和/或在统计上被检测。在这些实施例中，滞后时间总体上更短，因为仅一个单个脉冲首先被传送并且通过传送极性与第一单个脉冲的极性相反的对应单个脉冲作为确认信号来补偿DC电压信号。

在一些实施例中，由信号传播时间造成的、所传送的单个脉冲的末尾与所接收的确认脉冲的起始之间的间隙同样地在传送器中被测量。信号传播时间可作为数据完整性的额外标准和/或为了诊断目的而作为传输路径质量的度量被评估。

在一些实施例中，旨在经由不止一个传输路径或不止一个站传送的、随机事件的报告由第一接收器经由逻辑电路直接重定向至下一传送器。这使快速地传送报告成为可能，因为该报告在第一接收站中没有被进一步处理，而是仅在该报告计划被送至的站中被进一步处理。

一些实施例涉及用于随机事件的(快速)数字数据传输的设备，该设备被设置为至少部分地执行上文所讨论的方法。

在机床或者类似的电子系统中经由数据电缆例如在有限的或预先限定的距离上传送随机事件。在这种情况下，预先限定的距离由例如数据电缆的长度来预先限定。

如上文所提到的那样，数据电缆具有多个绞合导体对，其中至少一个绞合导体对旨在用于串行数据传输(在一些实施例中为双向数据传输)，并且至少一个另外的导体对旨在用于传送随机事件。

该设备还具有各自耦接于数据电缆一端的至少一个传送装置和至少一个接收装置。在这种情况下，传送装置和接收装置处于数据电缆的相对端，其结果为接收装置能从传送装置接收信号。传送装置和接收装置两者各自耦接于逻辑电路，在一些实施例中，该逻辑电路是可编程的。

至少一个传送装置被设计成使得其能无时钟地传送单个脉冲，如上文所描述的那样。在这种情况下，如上文所描述的那样，单个脉冲可以是“正脉冲”或“负脉冲”。举例来说，正脉冲发信号通知第一随机事件，负脉冲发信号通知第二随机事件并且不存在单个脉冲发信号通知无随机事件(如上文所描述的那样)。

在这种情况下，为了接收随机事件的目的，接收装置被设计成使得其能通过接收或不接收对应的单个脉冲来检测“正脉冲”、“负脉冲”和“无事件”这三个状态。

在一些实施例中，至少一个传送装置耦接于对应的导体对以用于经由至少一个线路终端电阻器来传送随机事件。在一些实施例中，传送装置保持耦接于数据电缆的导体对，所述数据电缆的导体对被用于经由用于所有三个状态的线路终端电阻器传送随机事件。

在一些实施例中，用于随机事件的至少一个传送装置和至少一个接收装置被设计用于双向数据传输。在一些实施例中，传送装置和接收器装置也在数据电缆的两端结构上一致，从而实现设备的有成本效益并且简单的设计。在一些实施例中，至少一个传送装置和一个接收装置被设置在数据电缆的两端以用于双向数据相互交换。

在一些实施例中，用于随机事件的至少一个接收装置被设计用于随机事件的连续接收。在一些实施例中，该至少一个接收装置也经由(可编程的)逻辑电路耦接或连接到用于随机事件的至少一个传送装置。在一些实施例中，在收到随机事件时，如果在接收装置侧上的传送装置已同时传送单个脉冲并且因此在由接收装置接收的单个脉冲与由传送装置传送的单个脉冲之间可能有冲突，则逻辑电路立即将关联的传送装置切换到“无事件”状态。

在一些实施例中，所述设备根据IEEE 802.3和/或IEEE 802.3at标准设计。此外，在根据上述标准的一些实施例中，标准化的传输路径的Cat.5数据电缆的未被使用的导体对旨在用于传送随机事件。

在一些实施例中，该设备具有至少一个传送变换器和至少一个接收变换器。用于经由传送变换器的中心抽头和接收变换器的中心抽头向接收器侧供应能量的DC电压传输操作经由Cat.5数据电缆的所有四个导体对来进行。此外，在一些实施例中，无整流桥被设置在接收器侧上用于极性校正。

在一些实施例中，放电加工机具有至少部分地如上文所描述的那样被配置的设备，并且在一些实施例中，放电加工机(额外地)被设计用于至少部分地执行上文所描述的方法。

在这种情况下，放电加工机具有本领域的技术人员已知的放电加工机的部分。所述放电加工机还具有：中心节点、旨在并且被设计用于控制放电加工机的多个模块以及如上文所描述的那样的至少一个数据电缆，其将至少一个模块连接到中心节点。

在一些实施例中，如上文所述，随机事件表示火花隙的状态(例如放电、短路、开路)和/或放电加工机的驱动轴的以行进增量形式(向前、向后、停止)的期望值和实际值传输。

应用领域

所描述的方法和设备特别适合于在机床中，特别是在放电加工机或者类似的电子系统中(但不限于此)随机发生的事件在小于大约10m的短距离上的高度动态的传输。

因此，主要应用领域为机床构造以及类似的、空间上有限的电子系统。

Claims (16)

1.一种经由具有多个绞合导体对(UP_LINK，DOWN_LINK)的数据电缆(6，LINK)在机床中对随机事件进行数字数据传输的方法，所述多个绞合导体对中的至少一个导体对旨在用于串行数据传输，其特征在于，至少一个另外的导体对(A_LINK，B_LINK)旨在用于传送随机事件，并且随机事件由无时钟地传送的单个脉冲(30)发信号通知，所述单个脉冲能够是正脉冲或负脉冲，并且正脉冲发信号通知第一随机事件，负脉冲发信号通知第二随机事件并且不存在单个脉冲发信号通知无事件。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，在第一单个脉冲之后，直接传送极性与所述第一单个脉冲的极性相反的第二单个脉冲。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，经由用于两个方向的一个导体对(A_LINK，B_LINK)或者独立地经由两个导体对(A_LINK，B_LINK)传送随机事件，并且其中经由正常的串行双向数据传输动态地确定操作模式和/或事件类型。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，在收到所述单个脉冲(30)时，通过检查所述单个脉冲的幅度和持续时间来验证信号完整性，所述事件在得到肯定结果之后被处理并且由返回的单个脉冲(32)确认，并且其中，在否定结果的情况下，所述事件不被处理并且无确认被传送，但该传输错误在统计上被检测。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，在收到所述单个脉冲(30)时，所述事件立即被处理并且进而仅通过检查第一单个脉冲和/或第二单个脉冲的幅度和持续时间来验证信号完整性，并且在肯定结果的情况下，由返回的单个脉冲(32)确认，而在否定结果的情况下，无确认被传送并且对所述事件的处理被撤销或校正和/或该错误在统计上被检测。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，仅第一单个脉冲(34)由传送器(22，23)传送，并且如果在验证信号完整性时无传输错误被确定，则由接收器(24，25)返回极性与所述第一单个脉冲(34)的极性相反的第二单个脉冲(36)作为接收确认，并且如果在验证信号完整性时传输错误被确定，则无接收确认被返回，所述传送器(22，23)在预先限定的时间到期之后传送极性与所述第一单个脉冲(34)的极性相反的第二单个脉冲(36)，在所述预先限定的时间中所述传送器在发出所述第一单个脉冲(34)之后没有检测到接收确认，而该传输错误在统计上被检测。

7.根据权利要求4至6中任一项所述的方法，其中，由信号传播时间造成的、在所传送的脉冲(30)的末尾与所接收的确认脉冲(32)的起始之间的间隙在所述传送器中同样地被测量，并且作为信号完整性的额外标准和/或为了诊断目的而作为传输路径质量的度量被评估。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中，旨在经由不止一个站被传送的、随机事件的报告被第一接收器经由逻辑电路(11，FPGA_N)直接重定向至下一传送器。

9.一种经由具有多个绞合导体对的数据电缆(6)在机床中对随机事件进行数字数据传输的设备，所述多个绞合导体对中的至少一个导体对(UP_LINK，DOWN_LINK)旨在用于串行数据传输，其特征在于，至少一个另外的导体对(A_LINK，B_LINK)旨在用于传送随机事件，传送装置(22，23)被提供并且耦接于所述数据电缆的至少一端，以及接收装置(24，25)被提供并且耦接于所述数据电缆(6)的相对端，所述传送装置和接收装置被连接到关联的逻辑电路(11，FPGA_N，12，FPGA_M)，并且为了发信号通知随机事件，至少一个传送装置(22，23)被设计成使得其无时钟地传送单个脉冲，单个脉冲能够是正脉冲或负脉冲，正脉冲发信号通知第一随机事件，负脉冲发信号通知第二随机事件并且不存在单个脉冲发信号通知无事件，而用于接收所述单个脉冲的至少一个接收装置(24，25)被设计成使得其能检测“正脉冲”、“负脉冲”和“无事件”这三个状态。

10.根据权利要求9所述的设备，其中，所述至少一个传送装置(22，23)耦接于对应的导体对(A_LINK，B_LINK)以用于经由至少一个线路终端电阻器(26，27)来传送随机事件。

11.根据权利要求9或10所述的设备，其中，用于传送随机事件的至少一个传送装置(22，23)和至少一个接收装置(24，25)被提供并且耦接于所述数字电缆的两端以便允许经由所述数据电缆(6)进行双向数据传输，并且所述至少一个传送装置(22，23)和所述至少一个接收装置(24，25)在所述数据电缆(6)的两端结构上一致。

12.根据权利要求11所述的设备，其中，用于随机事件的所述至少一个接收装置(24，25)被设计用于连续接收并且经由所述逻辑电路(11，FPGA_N，12，FPGA_M)连接到用于随机事件的所述至少一个传送装置(22，23)，并且在收到随机事件时，如果在所述接收装置(24，25)侧的传送装置(22，23)已同时传送单个脉冲并且因此在由所述接收装置(24，25)接收的单个脉冲与由所述传送装置(22，23)传送的单个脉冲之间可能存在冲突，则所述逻辑电路(11，FPGA_N，12，FPGA_M)立即将关联的传送装置(22，23)切换到“无事件”状态。

13.根据权利要求9至12中任一项所述的设备，所述设备根据IEEE 802.3和IEEE 802.3at标准中的任一个设计，所述数据电缆(6)为Cat.5数据电缆并且标准化的传输路径的Cat.5数据电缆的未被使用的导体对旨在用于传送所述随机事件。

14.根据权利要求13所述的设备，所述设备具有至少一个传送变换器(15)和至少一个接收变换器(19)，用于经由所述至少一个传送变换器(15)和所述至少一个接收变换器(19)的中心抽头(16，18，28，29)向所述接收器侧供应电力的DC电压传输操作经由所述Cat.5数据电缆的所有四个导体对来进行并且无整流桥被设置在所述接收器侧以用于极性校正。

15.一种放电加工机，其包括：

中心节点(5)，

旨在并且被设计用于控制所述放电加工机的多个模块(2，8)，以及

至少一个数据电缆(6)，其将至少一个模块(2，8)连接到所述中心节点(5)，所述放电加工机具有根据前述权利要求9至14中任一项所述的设备和/或被设置为执行根据权利要求1至9中任一项所述的方法。

16.根据权利要求15所述的放电加工机，所述随机事件表示火花隙的状态(放电、短路、开路)和/或表示所述放电加工机的驱动轴的以行进增量形式(向前、向后、停止)的期望值或实际值传输。

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