CS229536B1 - Zapojenie autonómnej interpolačnej jednotky - Google Patents

Description

Vynález sa týká zapojenia autonómnej interpolačnej jednotky pre polohovací systém obrábacích strojov.

Doteraz známe interpolačné jednotky neumožňujú súčasnú interpoláciu a riadenie v troch osiach, s výnimkou interpolácie priamky v priestore. Vo vačšine prípadov sú riešené ako úplné rovinné interpolátory. U vačšiny interpolátorov sa pri interpolácii používá algoritmus náhrady kružnice mnohouholníkom podlá požadovanej přesnosti. Známe interpolačné jednotky dosahujú Iba ojedinele rýchlosť rovinnej interpolácie 20 000 interpolačných krokov/s. Rozsah hardwareového riešenia je priamo úměrný požadovanej přesnosti a rýchlosti interpolácie.

Rýchle interpolačné jednotky n,ie sú konstruované ako preprogramovatefné. VScšiina interpolačných jednotiek nemá zabudovaný diagnostický systém, čím rastů nároky na servis.

Vyššie uvedené nedostatky odstraňuje zapojenie autonómnej interpolačnej jednotky podlá vynálezu, kterého podstatou je, že rozvětvený výstup mikroprogramovatelnej mikroprocesorovej jednotky je připojený na rozvětvený vstup bloku generovania adries, ktorého rozvětvený výstup je připojený na řadič mikroprogramovatelnej mikroprocesorové] jednotky. Druhý výstup mikroprogramovatelnej mikroprocesorové) jednotky je cez dekodér a blok generovania přerušovacích sígnálov připojený na rozvětvený vstup nadradeného systému. Třetí rozvětvený výstup mikroprogramovatelnej mikroprocesorovej iednotky je připojený na multiplexér diagnostiky a rozvětvený výstup dekodéra je připojený jednak na rozvětvený vstup miltiplexéra diagnostiky a jednak cez blok generovania ovládacích sígnálov na rozvětvený vstup polohovacieho systému pbrábacieho stroja. Štvrtý rozvětvený vstup mikroprogramovatelnej mikroprocesorovej jednotky je připojený na rozvětvený vstup prepínača adresy. Piaty výstup mikroprogramovatelnej mikroprocesorovej jednotky je připojený na rozvětvený vstup dvojbránovej pamate a na rozvětvený vstup prenosovej stanice dát. Rozvětvený výstup prepínača adresy je připojený na rozvětvený vstup dvojbránovej památe, ktorej rozvětvený výstup je připojený na vstup mikroprogramovatelnej mikroprocesorové] jednotky. Rozvětvený výstup multiplexára diagnostiky je připojený na rozvětvený vstup prenosovej stanice riadenia, ktorej rozvětvený vvýstup je připojený na rozvětvený vstup prepínača adresy. Rozvětvený výstup nadradeného systému je paralelné připojený na rozvětvené vstupy prenosovej stanice dát, komunikačného bloku, prenosovej stanice riadenia a generátora taktovacích sígnálov. Nadradený systém je druhým vstupom paralelné obojsmerne připojený na prenosovú stanicu dát, prenosovú stanicu riadenia a generátor taktovacích sígnálov. Komunikačný blok je jedným výstupom připojený jednak na přepínač adresy, jednak na mikroprogramovatelnú mikroprocesorovú jednotku, a jednak na blok generovania přerušovacích sígnálov. Druhý výstup komunikačného bloku je připojený na vstup mikroprogramovatelnej mikroprocesorovej jednotky. Přenosová stanica riadenia je jedným výstupom připojená na komunikačný blok, druhým výstupom na multiplexér diagnostiky, třetím výstupom je připojená na blok generovania adries, štvrtým výstupom na blok generovania přerušovacích sígnálov a piatym výstupom na blok generovania ovládacích sígnálov. Jeden výstup generátora taktovacích sígnálov je připojený na jeden vstup bloku generovania adries a zároveň na vstup dekodéra a vstup mikroprogramovatelnej mikroprocesorovej jednotky. Druhý výstup generátora taktovacích sígnálov je připojený na vstup bloku generovania ovládacích sígnálov, ktorý je zároveň připojený na vstup multiplexéra diagnostiky a na vstup mikroprogramovatelnej mikroprocesorovej jednotky.

Dva výstupy přenosových sígnálov mikroprogramovatelnej mikroprocesorovej jednotky sú připojené na dva vstupy multiplexéra diagnostiky. Výstup dekodéra je připojený na vstup mikroprogramovatelnej mikroprocesorovej jednotky. Výstup polohovacieho systému obrábacieho stroja je připojený na vstup mikroprogramovatelnej mikroprocesorovej jednotky.

Zapojením autonómnej interpolačnej jednotky podía vynálezu sa docieli vykonávanie interpolácie a riadenia polohovacieho systému obrábacieho stroja súčasne až v troch osiach. Jednotka pracuje s algoritmom interpolácie kružnice s použitím rovnice kružnice s vysokou presnosťou interpolácie. Autonómna interpolačné jednotka je riešená s ohladom na dosiahnutie vysokej rýchlosti interpolácie, čo v případe úplnej rovinnej interpolácie představuje maximálnu dosiahnutelnú rýchlosť 125 000 interpolačných krokov/s. Hardwareové riešenie je postavené na modulárnej koncepcií s minimalizáciou obvodového zapojenia. Interpolačné jednotka sa dá přeprogramovat jednoduchou výměnou pevnej pamate mikroprogramu. Vynález umožňuje úplné otestovat činnost jednotky a ková štruktúra zapojenia autonómnej interpolačnej jednotky.

ho rozvětvený výstup je připojený na řadič

Na pripojenom výkrese je nakreslená bloný vstup bloku 2 generovania adries, ktoréjednotky 1. Druhý výstup mikroprogramovaZapojenie autonómnej interpolačnej jedčiastočne identifikovat' miesto závady, mikroprogramovatelnej mikroprocesorovej notky pozostáva z bitovo orientovanej mikroprogramovatelnej mikroprocesorovej jednotky 1 na báze bipolárnej technologie, ktorej rozvětvený výstup je připojený na rozvetvetelnej mikroprocesorovej jednotky 1 je cez dekodér 7 a blok 10 generovania přerušovacích sígnálov připojený na rozvětvený vstup nadradeného systému 14. Třetí rozvětvený výstup mikroprogramovatetnej mikroprocesorové] jednotky 1 je připojený na multiplexér 11 diagnostiky a rozvětvený výstup dekodéra 7 je připojený jednak na rozvětvený vstup multiplexéra 11 diagnostiky, a jednak cez blok 8 generovania ovládacích signálov na rozvětvený vstup polohovacieho systému 9 obrábacieho stroja. Štvrtý rozvětvený výstup mikroprogramovatelnej mikroprocesorovej jednotky 1 je připojený na rozvětvený vstup prepínača 4 adresy. Piaty výstup mikroprogramovatelnej mikroprocesorovej jednotky 1 je připojený na rozvětvený vstup dvojbránovej památe 3 a na rozvětvený vstup prenosovej stanice 5 dát. Rozvětvený výstup prepínača 4 adresy je připojený na rozvětvený vstup dvojbránovej památe 3, ktorej rozvětvený výstup je připojený na vstup mikroprogramovatelnej mikroprocesorové]' jednotky 1. Rozvětvený výstup multiplexéra 11 diagnostiky je připojený na rozvetevený vstup prenosovej stanice 12 riadenia, ktorej rozvětvený výstup je připojený na rozvětvený vstup prepínača 4 adresy. Rozvětvený výstup nadradeného systému 14 je paralelné připojený na rozvětvené vstupy prenosovej stanice 5 dát komunikačného bloku 6, prenosovej stanice 12 riadenia a generátore 13 taktovacích signálov. Nadradený systém 14 je druhým vstupom paralelné obojsmerne připojený na přenosová stanicu 5 dát, přenosová stanicu 12 riadenia a generátor 13 taktovacích signálov. Komunikačný blok 6 je jedným výstupom připojený jednak na přepínač 4 adresy, jednak na mikroprogramovatelnú mikroprocesorová jednotku 1, a jednak na blok 10 generovania přerušovacích signálov. Druhý výstup komunikačného bloku 6 je připojený na vstup mikroprogramovatelnej mikroprocesorovej jednotky 1. Přenosová stanica 12 riadenia je jedným výstupom připojená na komunikačný blok 6, druhým výstupom na multiplexér 11 diagnostiky, třetím výstupom je připojené na blok 2 generovania adries, štvrtým výstupom na blok 10 generovania přerušovacích signálov a piatym výstupom na blok 8 generovania ovládacích signálov. Jeden, výstup generátora 13 taktovacích signálov je připojený na jeden vstup bloku 2 generovania adries a zároveň na vstup dekodéra 7 a vstup mikroprogramovatelnej mikroprocesorovej jednotky 1. Druhý výstup generátora 13 taktovacích signálov je připojený na vstup bloku 8 generovania ovládacích signálov, ktorý je zároveň připojený na vstup multiplexéra 11 diagnostiky a na vstup mikroprogramovatelnej mikroprocesorovej jednotky 1. Dva výstupy přenosových signálov mikroprogramovatelnej mikroprocesorovej jednotky 1 sú připojené na dva vstupy multiplexéra 11 diagnostiky. Výstup dekodéra 7 je připojený na vstup mikroprogramovatelnej mikroprocesorovej jednotky 1. Výstup polohovacieho

G systému 9 obrábacieho stroja je připojený na vstup mikroprogramovatelnej mikroprocesorovej jednotky 1.

Po inicializácii přenosových stanic autonómnej interpolačnej jednotky je možné zvolit pracovný alebo diagnostický režim činnosti cez blok 2 generovania adries. Pracovný režim zodpovedá interpolácii. Činnost' autonómnej interpolačnej jednotky začína generováním prerušovacieho signálu požiadavky na dáta z bloku 10 generovania přerušovacích signálov pre nadradený systém 14, ktorý cez kanál jednoslovných (8 bitových} prenosov komunikuje s intepolačnou jednotkou. Základnú komunikáciu realizuje přenosová stanica 5 dát a přenosová stanica 12 riadenia, ktoré zabezpečujú přenos a zapísanie dát charakterizujúcich interpolačný úsek do dvojbránovej pamate 3. Po přenesení dát sa přiradí dvojbránová pamat 3 cez komunikačný blok 6 a přepínač 4 adresy mikroprogramovatelnej mikroprocesorovej jednotky 1, ktorý zároveň dostane informác-u o zapísaní dát. Mikroprogramovatelná mikroprocesorová jednotka 1 přepíše dáta z dvojbránovej pamate 3 do interných registrov a odpojí sa od dvojbránovej památe 3, pričom generuje přerušovací signál žiadosti na dáta ďalšieho úseku od nadradeného systému 14. Mikroprogramovatelná mikroprocesorová jednotka 1 spracúva interpolačný algoritmus, na základe ktorého vypočítá kód pohybu. Tento sa zohlední v bloku 2 generovania adries 2, kde sa generuje rozvetvovacia adresa mikroprogramu pre spracovanie žiadaného pohybu. Radenie činnosti interpolačnej jednotky v reálnom čase zabezpečuje programovatelný generátor 13 taktovacích signálov. Po vygenerovaní riadiaceho signálu z generátora 13 taktovacích signálov sa v dekodéri 7 generuje směrovým a pohybový signál, ktorý sa upraví a galvanicky oddělí v bloku 8 generovania ovládacích signálov a privádza sa do polohovacieho systému 9 obrábacieho stroja. Ukončenie interpolácie úseku je hlášené nadradenému systému 14 druhým signálom z bloku 18 generovania přerušovacích signálov. Ak sú přítomné dáta nového úseku, interpolačná jednotka okamžitě pokračuje v interpolácii.

Diagnostický režim umožňuje generovat taktovacie signály v bloku generátora 13 z nadradeného systému 14 a cez prenosovú stanicu 5 dát sledovat v nadradenom systéme 14 dáta z aritmeticko-logickej jednotky mikroprogramovatelnej mikroprocesorovej jednotky 1 a cez blok multiplexéra 11 diagnostiky kontrolovat adresu mikroprogramu a tiež cez blok multiplexéra 11 diagnostiky testovat ktúčové riadiace signály. Na základe vyhodnocovania dát, adries a riadiacich signálov móže nadradený systém 14 určit miesto závady v interpolačnej jednotke, respektive otestovat správnu funkciu jednotky.

Claims (1)

1. Zapojenie autonómnej interpolačnej jednotky, tvoriacej podriadený systém přepojený obvodmi vstupu a výstupu s nadradeným systémom so strukturou počítača a s polohovacím systémom obrábacieho stroja, pričom podriadený systém je tvořený mikroprogramovatelnou mikroprocesorovou jednotkou, blokem generovania adries, dvojbránovou pamaťou, prepínačom adries, přenosovou stanicou dát, komunikačným blokom, dekodérem, blokom generovania ovládacích signálov, blokom generovania přerušovacích signálov, multiplexérom diagnostiky, přenosovou stanicou riadenia a generátorom taktovacích signálov, vyznačujúce sa tým, že rozvětvený výstup mikroprogramovatelnej mikroprocesorovej jednotky (1) je připojený na rozvětvený vstup bloku (2) generovania adries, ktorého rozvětvený výstup je připojený na řadič mikroprogramovatelnej mikroprocesorovej jednotky (1), ktorej druhý výstup je cez dekodér (7) a blok (10) generovania přerušovacích signálov připojený na rozvětvený vstup nadradeného systému (14), pričom třetí rozvetevený výstup mikroprogramovatelnej mikroprocesorovej jednotky (1) je připojený na multiplexér (11) diagnostiky a rozvětvený výstup dekodéra (7) je připojený jednak na rozvětvený vstup multiplexéra (11) diagnostiky, a jednak cez blok (8) generovania ovládacích signálov na rozvětvený vstup polohovacieho systému (9) obrábacieho stroja, zatial čo štvrtý rozvětvený výstup mikroprogramovatelnej mikroprocesorové] jednotky (1) je připojený na rozvětvený vstup prepínača (4) adresy a piaty výstup mikroprogramovatelnej mikroprocesorovej jednotky (1) je připojený na rozvětvený vstup dvojbránovej pamate (3) a na rozvětvený vstup prenosovej stanice (5) dát, kým rozvětvený výstup prepínača (4) adresy je připojený na rozvětvený vstup dvojbránovej pamate (3), ktorej rozvětvený výstup je připojený na vstup mikroprogramovatelnej mikroprocesorovej jednotky (1), pričom rozvětvený výstup multiplexéra (11) diagnostiky je připojený na rozvětvený vstup prenosovej stanice (12) riadenia, ktorej rozvynAlezu vetvený výstup je připojený na rozvětvený vstup prepínača (4) adresy, kým rozvětvený výstup nadradeného systému (14) je paralelné připojený na rozvětvené vstupy přenosové) stanice (5) dát, komunikačného bloku (6), prenosovej stanice (12) riadenia a generátora (13) taktovacíeh signálov, pričom nadradený systém (14) je druhým vstupom paralelné obojsmerne připojený na přenosová stanicu (5) dát, přenosová stanicu (12) riadenia a generátor (13) taktovacíoh signálov, zatial čo komunikač^ ný blok (6) je jedným výstupom připojený jednak na přepínač (4) adresy, jednak na mikroprogramovatelnú mikroprocesorová jednotku (1), a jednak na blok (10) generovania přerušovacích signálov, kým druhý výstup komunikačného bloku (6) je připojený na vstup mikroprogramovatelnej mikroprocesorové) jednotky (1), kým přenosová stanica (12) riadenia je jedným výstupom připojená na komunikačný blok (6), druhým výstupom na multiplexér (11) diagnostiky, třetím výstupom je připojená na blok (2) generovania adries, štvrtým výstupom na blok (10) generovania přerušovacích signálov a piatym výstupom na blok (8) generovania ovládacích signálov, zatial čo jeden výstup generátora (13) taktovacíeh signálov je připojený na jeden vstup bloku (2) generovania adries a zároveň na vstup dekodéra (7) a vstup mikroprogramovatelnej mikroprocesorové) jednotky (1) a druhý výstup generátora (13) taktovacíeh signálov je připojený na vstup bloku generovania ovládacích signálov (8), ktorý je zároveň připojený na vstup multiplexéra (11) diagnostiky a na vstup mikroprogramovatelnej mikroprocesorové) jednotky (1), kým dva výstupy přenosových signálov mikroprogramovatelnej mikroprocesorovej jednotky (1) sú připojené na dva vstupy multiplexéra (11) diagnostiky, pričom výstup dekodéra (7) je připojený na vstup mikroprogramovatelnej mikroprocesorové) jednotky (1), zatial čo výstup polohovacieho systému (9) obrábacieho stroja je připojený na vstup mikroprogramovatelnej mikroprocesorovej jednotky