CS256132B1

CS256132B1 - Connection safeguarding momentary evaluation of machines' moving parts' servoloops' defective state

Info

Publication number: CS256132B1
Application number: CS861955A
Authority: CS
Inventors: Karel Pecanka; Miroslav Schut; Jiri Ekrt; Jiri Dlouhy
Original assignee: Karel Pecanka; Miroslav Schut; Jiri Ekrt; Jiri Dlouhy
Priority date: 1986-03-20
Filing date: 1986-03-20
Publication date: 1988-04-15
Also published as: CS195586A1

Abstract

Zapojení se týká číslicového řízení pohybujících se částí strojů a řeší okamžité vyhodnocení chybového stavu servosmyček pohybujících se částí strojů. Blok vyhodnocení odměřené dráhy převádí mechanický pohyb pohybujících se částí strojů na číslicovou hodnotu, udávající velikost ujeté dráhy. Bloky výpočtu skutečné a požadované polohové odchylky provádějí výpočty skutečné a požadované polohové odchylky. Blok porovnání polohových odchylek provádí výpočet absolutní hodnoty rozdílu skutečné a požadované polohové odchylky. Blok vyhodnocení chybového stavu ovládá funkci bloku zadávání dráhových přírůstků a pomocí bloku blokování pohonů způsobí zablokování všech navzájem spolupracujících servopohonů a vydává signál pro signalizaci chybového stavu chybovým kódem. Zapojení se využije zejména při číslicovém řízení např. obráběcích strojů.The wiring relates to numerical control moving machine parts and tackles instantaneous evaluation of servo-loop error status moving machine parts. Block it evaluates the measured path mechanically movement of moving machine parts to a numerical value indicating size mileage. Calculation blocks actual and required position deviations are performed real and required positional calculations deviations. Position deviation comparison block performs an absolute value calculation difference actual and desired positional deviations. Error status evaluation block controls the path entry block function increments and using the drive blocking block it will cause blocking of each other actuators and emits a signal to signal an error condition code. The wiring will be used especially when numerical control of eg machine tools.

Description

Vynález řeší zapojení, které zajišťuje okamžité vyhodnocení chybového stavu servosmyček pohybujících se částí strojů. Jedním ze základních bezpečnostních požadavků číslicového řídicího systému je kontrola správné funkce servosmyček a vyhodnocení chybového stavu, který může být způsobem vadným odměřovacím čidlem, vadným servopohonem, poškozeným kabelem nebo poruchou v mechanické části stroje.The invention solves a circuit that ensures an immediate evaluation of the error state of servo loops of moving machine parts. One of the basic safety requirements of the digital control system is to check the correct functioning of the servo loops and to evaluate the error condition, which can be caused by a defective encoder, a defective actuator, a damaged cable or a failure in the mechanical part of the machine.

Dosud známé způsoby řeší tento problém speciálními přístrojovými pevně zapojenými bloky, které hlídají překročení pevně nastavené velikosti polohové odchylky. Chybový stav servosmyček pohybujících se částí strojů se vyhlašuje až po překročení této nastavené velikosti polohové odchylky a to má ve většině případů za následek poškození, popř. znehodnocení výrobku nebo nástroje, V případě zadání přírůstků dráhy menšího, než je nastavená velikost polohové odchylky, není chyba vyhodnocena vůbec a stroj se pohybuje až na koncový doraz.Previously known methods solve this problem by means of special fixed wiring devices which monitor the exceeding of the fixed position deviation magnitude. The error state of the servo loops of moving machine parts is only declared after exceeding the set position deviation size, which in most cases results in damage or damage. Deterioration of the product or tool. If you enter path increments smaller than the set position error, the error is not evaluated at all and the machine moves to the end stop.

Tyto nevýhody odstraňuje zapojení zajištující okamžité vyhodnocení chybového stavu servosmyček pohybující se částí strojů, jehož podstata spočívá v tom, že snímací vstup zapojeni je spojen se snímacím vstupem bloku vyhodnocení odměřené dráhy, jehož informační výstup je spojen s informačním vstupem bloku výpočtu skutečné polohové odchylky. Zadávací vstup bloku výpočtu skutečné polohové odchylky je spojen s prvním programovým vstupem zapojení a hodnotový výstup bloku výpočtu skutečné polohové odchylky je spojen s prvním hodnotovým vstupem bloku porovnání polohových odchylek. Druhý hodnotový vstup je spojen s hodnotovým výstupem bloku výpočtu požadované polohové odchylky, jehož první zadávací vstup je spojen s druhým programovým vstupem zapojení a druhý zadávací vstup bloku výpočtu požadované polohové odchylky je spojen se třetím programovým vstupem zapojení. Rozdílový výstup bloku porovnání polohových odchylek je spojen s rozdílovým vstupem bloku vyhodnocení chybového stavu, jehož zadávací vstup je spojen se čtvrtým programovým vstupem zapojení a hlásiči výstup bloku vyhodnocení chybového stavu je spojen s informačním výstupem zapojení. První blokovací výstup bloku vyhodnocení chybového stavu je spojen s blokovacím vstupem bloku zadávání dráhových přírůstků, jehož zadávací vstup je spojen s pátým programovým vstupem zapojení a řídicí výstup bloku zadávání dráhových přírůstků je spojen s řídicím výstupem zapojení. Druhý blokovací výstup bloku vyhodnocení chybového stavu je spojen s blokovacím vstupem bloku blokování pohonů, jehož ovládací výstup je spojen s ovládacím výstupem zapojení.These drawbacks are eliminated by providing an immediate evaluation of the servo loop error condition of the moving machine part, which is based on the sensing input of the wiring being coupled to the sensing input of the measured path evaluation block, the information output of which is connected to the information input of the actual position deviation calculation block. The input position of the actual position deviation block is coupled to the first program input of the wiring and the value output of the actual position deviation block is coupled to the first value input of the position deviation block. The second value input is coupled to the value output of the set position deviation calculation block, the first input input of which is connected to the second wiring program input and the second input of the set position deviation calculation block is connected to the third wiring program input. The differential output of the position offset comparison block is associated with the differential input of the error condition block whose input input is connected to the fourth program input of the wiring and the alarm output of the error condition block is connected to the wiring information output. The first blocking output of the error condition evaluation block is coupled to the blocking input of the path increment block, the input of which is connected to the fifth program input of the wiring, and the control output of the path increment block is connected to the wiring control output. The second blocking output of the error condition evaluation block is coupled to the blocking input of the drive blocking block, whose control output is coupled to the wiring control output.

Zapojení zajišťující okamžité vyhodnocení chybového stavu servosmyček pohybujících se částí strojů neustále provádí porovnání okamžité skutečné a okamžité požadované odchylky. Chybový stav se vyhlásí v tom případe, že absolutní hodnota rozdílu těchto odchylek je vetší než programově zadaná tolerance. Tím je zajištěna stálá kontrola stavu servosmyčky a v případě výskytu poruchy v servosmyčce dojde k okamžitému zastavení pohybujících se částí stroje a k vyhlášení kódu chyby na ovládacím panelu. Zapojení tedy podstatně snižuje možnost poškození, popř. znehodnocení výrobků a nástrojů nebo poškození stroje při výskytu chyby v servosmyčkách. Zároveň se zlepší diagnostika vyhlášení kódu chyby, což má za následek rychlejší odstranění závad.The wiring ensuring an immediate evaluation of the servo loop error condition of moving machine parts continually compares the instantaneous actual and instantaneous desired deviation. An error condition is reported if the absolute value of the deviation difference is greater than the programmed tolerance. This ensures a constant check of the servo loop condition and, in the event of a fault in the servo loop, the moving parts of the machine are immediately stopped and an error code is issued on the control panel. Thus, the connection considerably reduces the possibility of damage or damage. deterioration of products and tools or damage to the machine in the event of an error in servo loops. At the same time, the diagnostic of the error code is improved, which results in faster troubleshooting.

Příklad zapojení zajišťující okamžité vyhodnocení chybového stavu servosmyček pohybujících se částí strojů podle vynálezu je znázorněn v blokovém schématu na připojeném výkresu.An example of a wiring ensuring an immediate evaluation of the error state of servo loops of moving machine parts according to the invention is shown in the block diagram of the attached drawing.

Jednotlivé bloky zapojení lze charakterizovat takto:The individual wiring blocks can be characterized as follows:

Blok _1 vyhodnocení odměřené dráhy tvoří elektromechanický převodník, převádějící mechanický pohyb odměřované pohybující se části stroje na elektrické signály a sekvenční a kombinační logická síť, převádějící tyto signály na číslicovou hodnotu, která udává velikost ujeté dráhy.The measuring path evaluation block 1 comprises an electromechanical transducer, converting the mechanical movement of the measuring moving part of the machine into electrical signals and a sequential and combinational logic network, converting these signals to a digital value indicating the magnitude of the distance traveled.

Blok 2 výpočtu skutečné polohové odchylky a blok 2 výpočtu požadované polohové odchylky jsou vytvořeny z logických prvků kombinačního a sekvenčního charakteru. V bloku 2_ výpočtu skutečné polohové odchylky se z velikosti ujeté dráhy a z velikosti programované dráhy vypočte skutečná polohová odchylka. V bloku 2 výpočtu požadované polohové odchylky se z okamžité zadané rychlosti a ze zadané strojní konstanty vypočte požadovaná polohová odchylka.The actual position deviation calculation block 2 and the desired position deviation calculation block 2 are formed from combinational and sequential logic elements. In block 2 of the actual position deviation calculation, the actual position deviation is calculated from the distance traveled and the programmed path size. In block 2 of the calculation of the required position deviation, the desired position deviation is calculated from the instantaneous entered speed and the entered machine constant.

Blok 2 porovnání odchylek tvoří sekvenční a kombinační logická sít, která provádí rozdíl skutečné polohové odchylky a požadované polohové odchylky a absolutní hodnotu tohoto rozdílu vyšle do bloku 2 vyhodnocení chybového stavu.The deviation comparison block 2 forms a sequential and combinational logic network that makes a difference between the actual position deviation and the desired position deviation and sends the absolute value of this difference to the error state evaluation block 2.

Blok 2 vyhodnocení chybového stavu tvoří prvky kombinačního a sekvenčního charakteru.The error state evaluation block 2 consists of combinational and sequential elements.

V tomto bloku se porovná absolutní hodnota rozdílu polohových odchylek s programově zadanou tolerancí a výsledný signál ovládá funkci bloku 2 zadávání dráhových přírůstku a bloku 2 blokování pohonů.In this block, the absolute value of the position error difference is compared with the programmed tolerance and the resulting signal controls the function of the path increment block 2 and the drive blocking block 2.

Blok 2 zadávání dráhových přírůstků tvoří kombinační a sekvenční logická síť, která, pokud není signálem z bloku 2 vyhodnocení chybového stavu blokována, vysílá velikost programované dráhy.The path increment block 2 forms a combinational and sequential logical network that, if not blocked by the signal from the error state evaluation block 2, transmits the size of the programmed path.

Blok 7 blokování pohonů tvoří prvky kombinačního a sekvenčního charakteru. V tomto bloku se vytváří signál, který způsobí zablokování pohonů v případě vyhodnocení chybového stavu.The drive block block 7 comprises elements of combinational and sequential character. This block generates a signal that causes the drives to lock in case of an error condition.

Jednotlivé bloky jsou zapojeny takto:Individual blocks are connected as follows:

Snímací vstup 81 zapojení je spojen se snímacím vstupem 11 bloku 2 vyhodnocení odměřené dráhy, jehož informační výstup 12 je spojen s informačním vstupem 21 bloku 2 výpočtu skutečné polohové odchylky. Zadávací vstup 22 bloku 2 výpočtu skutečné polohové odchylky je spojen s prvním programovým vstupem 82 zapojení a hodnotový výstup 23 bloku 2 výpočtu skutečné polohové odchylky je spojen s prvním hodnotovým vstupem 41 bloku 2 porovnání polohových odchylek, jehož druhý hodnotový vstup 42 je spojen s hodnotovým výstupem 33 bloku 2 výpočtu požadované polohové odchylky, jehož první zadávací vstup 31 je spojen s druhým programovým vstupem 83 zapojení, druhý zadávací vstup 32 bloku 3 výpočtu požadované polohové odchylky je spojen se třetím programovým vstupem 84 zapojení.The wiring sensing input 81 is connected to the sensing input 11 of the measured travel evaluation block 2, whose information output 12 is connected to the information input 21 of the actual position deviation calculation block 2. The input position 22 of the actual position deviation block 2 is associated with the first wiring input program 82 and the value output 23 of the actual position deviation block 2 is associated with the first value input 41 of the positional comparison block 2 whose second value input 42 is associated with the value output. 33 of the desired position deviation calculation block 2, whose first input input 31 is connected to the second wiring input program 83, the second input position 32 of the desired position deviation calculation block 3 is connected to the third wiring input program 84.

Rozdílový výstup 43 bloku 2 porovnání polohových odchylek je spojen s rozdílovým vstupem 52 bloku 2 vyhodnocení chybového stavu, jehož zadávací vstup 53 je spojen se čtvrtým programovým vstupem 85 zapojení a hlásící výstup 54 bloku 2 vyhodnocení chybového stavu je spojen s informačním výstupem 86 zapojení. První blokovací výstup 51 bloku 2 vyhodnocení chybového stavu je spojen s blokovacím vstupem 62 bloku 2 zadávání dráhových přírůstků, jehož zadávací vstup 63 je spojen s pátým programovým vstupem 87 zapojení a řídicí výstup 61 bloku 2 zadávání dráhových přírůstků je spojen s řídicím výstupem 88 zapojení. Druhý blokovací výstup 55 bloku 2 vyhodnocení chybového stavu je spojen s blokovacím vstupem 72 bloku 2 blokování pohonů, jehož ovládací výstup 71 je spojen s ovládacím výstupem 89 zapojení.The differential output 43 of the position offset comparison block 2 is coupled to the differential input 52 of the error state evaluation block 52, whose input input 53 is connected to the fourth wiring input program 85 and the error output 54 of the error state evaluation block 2 is connected to the wiring information output 86. The first blocking output 51 of the error condition evaluation block 2 is connected to the blocking input 62 of the path increment block 2, whose input input 63 is connected to the fifth program input circuit 87 and the control output 61 of the path increment block 2 is connected to the control output 88. The second blocking output 55 of the error condition evaluation block 2 is connected to the blocking input 72 of the drive blocking block 2, whose control output 71 is connected to the control output 89 of the wiring.

Funkci zapojení lze charakterizovat takto:The wiring function can be characterized as follows:

Mechanický pohyb pohybující se části stroje, např. souřadnice obráběcího stroje, je přenášen ze snímacího vstupu 81 zapojení na snímací vstup 11 bloku 2 vyhodnocení odměřené dráhy, kde se vyhodnotí velikost ujeté dráhy a směr pohybu. Informace o velikosti ujeté dráhy a znaménku pohybu je z informačního výstupu 12 bloku 2 vyhodnocení odměřené dráhy vyslána na informační vstup 21 bloku 2 výpočtu skutečné polohové odchylky, kam je na zadávací vstup zadán z prvního programového vstupu 82 zapojení údaj o požadované dráze, která se má ujet v daném pevném časovém intervalu. Rozdíl mezi dráhou ujetou v daném pevném časovém intervalu a dráhou požadovanou je skutečná polohová odchylka, jejíž velikost je z hodnotového výstupu bloku 2 výpočtu skutečné polohové odchylky přivedena na první hodnotový vstup 41 bloku porovnání odchylek, na jehož druhý hodnotový vstup 42 je přiveden údaj o velikosti požadované polohové odchylky z hodnotového výstupu 33 bloku 3_ výpočtu požadované polohové odchylky. Velikost této polohové odchylky se v bloku 2 výpočtu požadované polohové odchylky vypočte ze zadaných konstant stroje, přivedených z druhého programového vstupu 83 zapojení na první zadávací vstup 31 bloku 2 výpočtu požadované polohové odchylky a z velikosti požadované rychlosti, přivedené ze třetího programového vstupu 84 zapojení na druhý zadávací vstup 32 bloku 2 výpočtu požadované polohové odchylky. V bloku 4_ porovnání polohových odchylek se vyhodnotí rozdíl skutečné polohové odchylky a požadované polohové odchylky. Absolutní hodnota tohoto rozdílu se vyšle z rozdílového výstupu 43 bloku _4 porovnání polohových odchylek na rozdílový vstup 52 bloku 2 vyhodnocení chybového stavu, na jehož zadávací vstup 53 je ze čtvrtého programového vstupu 85 zapojení přivedena velikost povolené tolerance. V případě, že absolutní hodnota rozdílu polohových odchylek je větší než povolená tolerance, je zablokován řídicí výstup 61 bloku 2 zadávání dráhových přírůstků a ovládací výstup 71 bloku Ί. blokování pohonů. Zároveň hlásiči výstup 54 bloku 2 vyhodnocení chybového stavu vyšle na informační výstup 86 zapojení kód chyby. Blokovací signál je vyslán·z prvního blokovací výstupu 51 bloku 2 vyhodnocení chybového stavu na blokovací vstup 62 bloku 6 zadávaní'dráhových přírůstků, který zablokuje řídicí výstup 61 spojený s řídicím výstupem 88 zapojení.The mechanical movement of the moving part of the machine, eg the machine tool coordinate, is transmitted from the wiring sensing input 81 to the sensing input 11 of the measured travel evaluation block 2, where the traveled distance and the direction of movement are evaluated. The distance traveled and motion sign information is sent from the information output 12 of the measured travel evaluation block 2 to the information input 21 of the actual position deviation block 2 where the desired path to be entered is entered from the first program input 82 of the engagement. travel within a fixed time interval. The difference between the distance traveled in a given fixed time interval and the desired distance is the actual position deviation, the magnitude of which from the value output of the actual position deviation block 2 is applied to the first value input 41 of the deviation block. setpoint deviations from the value output 33 of the setpoint deviation calculation block 3. The magnitude of this position deviation in the desired position deviation calculation block 2 is calculated from the entered machine constants input from the second wiring input program 83 to the first input position 31 of the desired position deviation calculation block 2 and the desired velocity input from the second wiring input program 84 input input 32 of block 2 for calculating the desired position deviation. In the position deviation comparison block 4, the difference between the actual position deviation and the desired position deviation is evaluated. The absolute value of this difference is sent from the differential output 43 of the block 4 comparing the position deviations to the differential input 52 of the error condition evaluation block 2, to whose input input 53 the magnitude of the permitted tolerance is applied from the fourth program input. In case the absolute value of the position deviation difference is greater than the allowed tolerance, the control output 61 of the path increment block 2 and the control output 71 of the block ková are blocked. drive blocking. At the same time, the alarm output 54 of the error evaluation unit 2 sends an error code to the wiring information output 86. The blocking signal is sent from the first blocking output 51 of the block 2 to evaluate the error condition to the blocking input 62 of the path increment block 6, which blocks the control output 61 connected to the control output 88 of the wiring.

Současně se tento blokovací signál vyšle z druhého blokovacího výstupu 55 bloku 5 vyhodnocení chybového stavu na blokovací vstup 72 bloku Ί. blokování pohonů, který zablokuje ovládací výstup 71, spojený s ovládacím výstupem _89 zapojení. Tím je okamžitě zastaveno zadávání dráhových přírůstků z pátého programového vstupu 87 zapojení do zadávacího vstupu 63 bloku 6 zadávání dráhových přírůstků a zároveň jsou zablokovány všechny servopohony. Je-li absolutní hodnota rozdílu polohových odchylek menší nebo rovna povolené toleranci, vyšle první blokovací výstup 51 a druhý blokovací výstup 55 bloku 2 vyhodnocení chybového stavu signál, který povoluje zadávání dráhových přírůstků do zadávacího vstupu 63 bloku 2 zadávání dráhových přírůstků, uvolňuje řídicí výstup 62 a ovládací výstup 71 bloku 2 blokování pohonů.At the same time, this blocking signal is sent from the second blocking output 55 of the block 5 of the error condition evaluation to the blocking input 72 of the block Ί. a drive block that disables the control output 71 associated with the wiring control output 89. As a result, the incremental input from the fifth program input 87 connected to the input input 63 of the incremental input block 6 is immediately stopped and at the same time all actuators are blocked. If the absolute value of the position deviation difference is less than or equal to the allowed tolerance, the first blocking output 51 and the second blocking output 55 of the error state evaluation block 2 send a signal that permits path increment input to path increment input block 63. and the actuator output 71 of the drive blocking block 2.

Zapojení zajištuje okamžité vyhodnocení chybového stavu servosmyček pohybujících se částí strojů lze s výhodou využít při číslicovém řízení např. obráběcích strojů.The wiring ensures an immediate evaluation of the error state of servo loops of moving machine parts can be advantageously used in numerical control of eg machine tools.

Claims

Circuit providing instant evaluation of servo loop error condition of moving machine parts, characterized in that the wiring sensing input (81) is coupled to the sensing input (11) of the metering path block (1) whose information output (12) is connected to the information input (21) an actual position deviation block (2) whose input input (22) is connected to the first wiring input program (82), wherein the value output (23) of the actual position deviation block (2) is connected to the first value input (41) ) a position deviation block (4) whose second value input (42) is connected to the value output (33) of the desired position deviation calculation block (3), whose first input input (31) is connected to the second wiring program input (83) and the second input input (32) is coupled to the third wiring input program (84), while the differential output (43) of the position comparison block (4) deviations is connected to the differential input (52) of the error evaluation block (5), whose input input (53) is connected to the fourth wiring input program (85) and the detector output (54) is connected to the wiring information output (86), wherein the first blocking output (51) of the error condition evaluation block (5) is coupled to the blocking input (62) of the path increment block (6), the input of which (63) is connected to the fifth circuit input (87) and the control output ( 61) is coupled to the wiring control output (88), while the second blocking output (55) of the fault condition block (5) is coupled to the blocking input (72) of the drive blocking block (7) whose control output (71) is coupled to the control output (89) of the wiring.