CS259438B1

CS259438B1 - Connection for handling equipments' motion programm control in positional coupling

Info

Publication number: CS259438B1
Application number: CS868605A
Authority: CS
Inventors: Vojtech Beran; Ladislav Dlabac; Milan Lesak; Lubor Pluhar
Original assignee: Vojtech Beran; Ladislav Dlabac; Milan Lesak; Lubor Pluhar
Priority date: 1986-11-25
Filing date: 1986-11-25
Publication date: 1988-10-14
Also published as: CS860586A1

Abstract

Řešení se týká oboru číslicového řízení obráběcích strojů a spočívá v tom, že mikroprocesor se softwarovým regulátorem polohy ovládá souvisle řízenou souřadnici manipulátoru od startu pohybu do cíle, nezávisle na nadřazeném počítači.The solution relates to the field of numerical control of machine tools machines and is that the microprocessor with software positioner controls a continuously controlled manipulator coordinate from start to finish, independently on the parent computer.

Description

• Vynález se týká zapojení pro programové řízení pohybu manipulátorů v polohové vazbě, obsahující mikroprocesor se softwarovým zpracováním odměřování a se softwarovým regulátorem polohy.The invention relates to a circuit for programmatically controlling the movement of manipulators in a positional coupling comprising a microprocessor with software encoder processing and a software position controller.

Dosud známá provedení využívají standardní obvody pro odměřování a pro regulátor polohy, což je náročné na místo a neumožňuje bez změny zapojení pružně přispůsobovat jednotku řízení pohybu vlastnostem různých pohonů.The prior art uses standard encoder and positioner circuits, which is space-intensive and does not allow the motion control unit to flexibly adapt to the characteristics of different drives without changing wiring.

Uvedené nedostatky nemá zapojení podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že vstup mikropočítače je spojen adresovým kanálem s výstupem interference a první obousměrná brána mikropočítače je spojena datovým kanálem s první obousměrnou bránou interface, opatřeného další obousměrnou bránou pro styk s nadřazeným počítačem. Druhá obousměrná brána mikropočítače je spojena s obousměrnou bránou bloku programovatelných čítačů. První výstup mikropočítače je spojen se vstupem bloku obvodů vstupního signálu pohonu, druhý výstup mikropočítače je spojen se vstupem bloku pomocných logických obvodů a vstup mikropočítače je spojen s výstupem tohoto bloku. K programovatelným čítačům jsou připojeny snímače polohy přes· obvody pro odměřování. Výstup bloku obvodů pro vstupní signál pohonu je spojen se vstupem pohonu se standardním vstupem zadané rychlosti souvisle řízené souřadnice manipulátoru.The above-mentioned drawbacks have no connection according to the invention, which consists in that the input of the microcomputer is connected by the address channel to the output of the interference and the first bidirectional gateway of the microcomputer is connected by the data channel to the first bidirectional gateway interface. The other bidirectional gateway of the microcomputer is coupled to the bidirectional gateway of the programmable counter block. The first output of the microcomputer is coupled to the input of the drive input signal circuit, the second output of the microcomputer is coupled to the input of the auxiliary logic circuit block, and the microcomputer input is coupled to the output of that block. Position sensors are connected to the programmable counters via the encoder circuits. The drive block output for the drive input signal is coupled to the drive input with a standard input of the specified speed of the contiguously controlled manipulator coordinate.

Snímačem polohy je pulsní snímač, jehož výstup je spojen se vstupem bloku obvodů pro pulsní odměřování a výstup bloku obvodů pro pulsní odměřování je připojen ke vstupu bloku programovatelných čítačů.The encoder is a pulse encoder whose output is coupled to the pulse encoder circuit input and the pulse encoder circuit output is connected to the programmable counter block input.

Snímačem polohy může být dále fázový snímač, spojený svým vstupem pro buzení s výstupem bloku obvodů pro fázové odměřování, jehož vstup je připojen na výstup bloku programovatelných čítačů. Výstup fázového snímače je připojen na vstup bloku obvodů pro fázové odměřování, jehož výstup je spojen se vstupem bloku programovatelných čítačů.The position sensor may furthermore be a phase sensor connected by its excitation input to the output of a phase encoder circuit, the input of which is connected to the output of the programmable counter block. The output of the phase transducer is connected to the input of the phase encoder circuit whose output is connected to the input of the programmable counter block.

Každý pohon je řízen vlastním mikropočítačem, který před zahájením pohybu zapíše do své paměti dat cíl, rychlost a zrychlení pohybu, parametry softwarového· regulátoru polohy a případné další potřebné informace. Tyto údaje mu předá nadřazený počítač, spojený s ním přes programovatelný interface obousměrným informačním kanálem a jednosměrným adresovým kanálem. Další styk obou počítačů během pohybu již není nutný, ale je možný například pro indikaci polohy. Druhý informační kanál slouží pro· získání informace o poloze řízené souřadnice. Tento údaj se po zpracování v mikropočítači periodicky srovnává s žádanou polohou, vypočítanou podle zvoleného průběhu rychlosti, a zjištěná diference se po· průchodu softwarovým regulátorem polohy vysílá třetím informačním kanálem jako zadaná rychlost pro pohon. Kromě toho mikropočítač vysílá nebo přijímá další informace, jako například o· stavu koncových spínačů, signály pro ovládání obvodů měření polohy, signál pro hlídání funkce mikropočítače apod.Each drive is controlled by its own microcomputer, which writes the target, speed and acceleration of movement, software positioner parameters and any other necessary information to its data memory before commencing motion. This data is transmitted to him by a superior computer connected to it via a programmable interface via a two-way information channel and a one-way address channel. Further contact between the two computers during movement is no longer necessary, but is possible, for example, for position indication. The second information channel is used to obtain information about the position of the controlled coordinate. After processing in the microcomputer, this data is periodically compared to a desired position, calculated according to the selected velocity curve, and the detected difference is transmitted through the third position information channel as a set drive speed after passing through the software positioner. In addition, the microcomputer sends or receives other information, such as the state of the limit switches, the signals for controlling the position measuring circuits, the microcomputer monitoring signal, and the like.

Výhodou zapojení podle vynálezu je zejména to, že umožňuje beze změny zapojení přizpůsobovat toto zařízení vlastnostem různých pohonů, bez nároků na místo·.The advantage of the circuitry according to the invention is, in particular, that it allows the device to be adapted to the characteristics of the various drives without changing the wiring, without space requirements.

Příklad zapojení podle vynálezu s mikroprocesorem typu 8035 je znázorněn na přiloženém obrázku, který představuje blokové schéma zapojení. Na obr. jsou následující funkční bloky: 1 — mikropočítač s mikroprocesorem typu 8035, s externí pamětí programu, s externí pamětí dat a s obvody pro zvýšení počtu vstupů a výstupů, 2 — interface, například typu 8255A, pro spojení s nadřazeným počítačem, 3 — programovatelné čítače, například typu 8253, pro styk s odměřováním polohy, 4 — obvody pro pulsní odměřování, 5 — obvody pro fázové odměřování, 6 — obvody pro vstupní signál pohonu včetně D/A převodníku a operačních zesilovačů na výstupu, 7 — obvody pro logické vstupy a výstupy, 8 — pulsní snímač polohy, 9 — fázový snímač polohy, 10 — pohon se standardním vstupem zadané rychlosti, 11 — nadřazený počítač.An example of a wiring according to the invention with a microprocessor of type 8035 is shown in the attached figure, which is a block diagram. The following function blocks are shown in the figure: 1 - microcomputer with microprocessor type 8035, with external program memory, with external data memory and with circuits for increasing the number of inputs and outputs, 2 - interface, for example type 8255A, for connection with superior computer, 3 - programmable counters, for example type 8253, for positioning contact, 4 - pulse encoder circuits, 5 - phase encoder circuits, 6 - drive input signal circuits including D / A converter and output amplifiers, 7 - logic circuits inputs and outputs, 8 - pulse encoder, 9 - phase encoder, 10 - drive with standard input of specified speed, 11 - master computer.

Vstup 1.1 mikropočítače 1 je spojen adresovým kanálem s výstupem .2.1 interfaceThe input 1.1 of the microcomputer 1 is connected via the address channel to the output .2.1 of the interface

2. První obousměrná brána 1.2 mikropočítače 1 je spojena datovým kanálem s první obousměrnou bránou 2.2 interface 2 opatřeného druhou obousměrnou bránou 2.3 pro připojení k nadřazenému počítači 11. Druhá obousměrná brána 1.3 mikropočítače 1 je spojena s obousměrnou bránou 3.1 bloku 3 programovatelných čítačů. První výstup 1.4 mikropočítače 1 je spojen se vstupem 6-1 bloku 8 obvodů vstupního signálu pohonu, druhý výstup 1.5 mikropočítače 1 je spojen se vstupem 7.1 bloku 7 pomocných logických obvodů a vstup 1.6 mikropočítače 1 je spojen s výstupem 7.2 téhož bloku. Všechny výše uvedené vstupy a výstupy jsou vícebitové. K bloku 3 programovatelných čítačů lze připojit buď blok 4 obvodů pro pulsní odměřování (spojí se vstup 3.2 s výstupem 4.1), nebo blok 5 obvodů pro fázové odměřování (spojí se výstup 3.3 se vstupem 5.1 a vstup 3.4 s výstupem 5.2). Vstup 4.2 bloku 4 obvodů pro pulsní odměřování je spojen s výstupem 8-1 odměřovacích pulsů z pulsního· snímače 8. Výstup 5.3 bloku 5 obvodů pro fázové odměřování je spojen se vstupem 9.1 pro· buzení fázového snímače 9 a vstup 5.4 bloku 5 obvodů pro fázové odměřování je spojen s výstupem 9.2, fáze fázového snímače 9. Výstup 6.2 bloku 6 obvodů pro vstupní signál pohonu je spojen se vstupem 10.1 standarního řídicího signálu pohonu 10 elektrického nebo hydraulického. Obousměrná brána .2.3 interface 2 je spojena s obousměrnou bránou 11.1 nadřazeného· počítače 11.2. The first bidirectional gateway 1.2 of the microcomputer 1 is connected by a data channel to the first bidirectional gateway 2.2 of the interface 2 provided with a second bidirectional gateway 2.3 for connection to the host computer 11. The second bidirectional gateway 1.3 of the microcomputer 1 is connected to the bidirectional gateway 3.1 of the programmable counter block. The first output 1.4 of the microcomputer 1 is connected to the input 6-1 of the drive input signal circuit block 8, the second output 1.5 of the microcomputer 1 is connected to the input 7.1 of the auxiliary logic circuit 7 and the input 1.6 of the microcomputer 1 is connected to output 7.2 of the same block. All the above inputs and outputs are multi-bit. To block 3 of the programmable counters, either block 4 of the pulse encoder circuit (connects input 3.2 with output 4.1) or block 5 of the phase encoder circuit (connects output 3.3 with input 5.1 and input 3.4 with output 5.2) can be connected. Input 4.2 of the 4 pulse encoder circuit 4 is connected to the output 8-1 of the metering pulses from the pulse encoder 8. Output 5.3 of the 5 encoder circuit 5 is coupled to the input 9.1 for the phase encoder 9 input and 5.4 of the 5 encoder circuit 5 the transducer is connected to output 9.2, phase sensor phase 9. Output 6.2 of the drive input signal block 6 is coupled to input 10.1 of the standard control signal of drive 10, electric or hydraulic. The bidirectional gateway 2.3 of interface 2 is connected to the bidirectional gateway 11.1 of the master computer 11.

Funkce zapojení podle vynálezu probíhá v několika fázích. Logické vstupy 1.6 a výstupy 1.5 mikropočítače 1 se používají tak, jak to vyžaduje algoritmus činnosti. Povel pro zahájení pohybu vysílá nadřazený počítač 11 z obousměrné brány 11.1 na druhou obousměrnou bránu 2.3 interface 2 po jednotlivých slovech, která pak interface 2 z první obousměrné brány 2.2 předává první obousměrné bráně 1.2 mikropočítače 1 a jejich adresy v paměti dat mikropočítače 1 se přenášejí z výstupu 2.1 interface 2 na vstup 1.1 mikropočítače 1. Po předání posledního ze standardní posloupnosti povelových slov zahájí mikropočítač 1 pohyb. Vyžádá-li si nadřazený počítač 11 informaci z paměti dat mikropočítače 1, proběhne výše popsaný proces v opačném směru, pouze směr přenosu adres se nezmění. Mikropočítač 1 řídí pohyb pohonu tak, že periodicky srovnává žádanou polohu pohonu, vypočítanou podle zvoleného průběhu rychlosti, se skutečnou polohou, získanou z údajů pulsního snímače 8 polohy nebo fázového snímače 9 polohy. Takto· softwarově zjištěnou diferenci po průchodu softwarovým regulátorem polohy mikropočítač 1 periodicky vysílá ze svého výstupu 1.4 na vstup 6.1 bloku 6 vstupního signálu, odkud pak se z výstupu 6.2 přenáší na vstup 10.1 pohonu 10 jako standardní napěťový signál žádané rychlosti. Informace o tom, že cíle bylo dosaženo, je potom v paměti dat mikropočítače 1 k dispozici pro nadřazený počítač 11, který toto slovo paměti výše popsaným způsobem periodicky testuje. Nezávisle na dosud popsaných operacích probíhá proces čtení a zpracování informace o· poloze: v pravidelných časových intervalech mikropočítač 1 přerušuje svou činnost a přes svou druhou obousměrnou bránu 1.3 snímá z obousměrné brány 3.1 bloku 3 programovatelných čítačů jejich stav a z něho neprodleně vypočítá okamžitou polohu. Pak pokračuje v přerušené činnosti. Opačný směr (z druhé obousměrné brány 1.3 mikropočítače 1 do obousměrné brány 3.1 bloku 3 programovatelných čítačů) se používá jednak pro inicializaci bloku 3 programovatelných čítačů, jednak v případě fázového odměřování, k zápisu počáteční hodnoty odměřovacího čítače při každém sejmutí. Další dva programovatelné čítače bloku 3 vytvářejí po inicializaci nezávisle na činnosti mikropočítače 1 průběhy pro buzení, které z výstupů 3.3 bloku 3 programovatelných čítačů, po zesílení v bloku 5 obvodů pro fázové odměřování, vcházejí na budicí vstupy 9.1 fázového snímače polohy 9.The wiring function according to the invention takes place in several phases. The logic inputs 1.6 and outputs 1.5 of the microcomputer 1 are used as required by the operation algorithm. The start command is sent by the host 11 from the bidirectional gateway 11.1 to the second bidirectional gateway 2.3, by word, which then transmits interface 2 from the first bidirectional gateway 2.2 to the first bidirectional gateway 1.2 of microcomputer 1 and their addresses in the microcomputer data memory. output 2.1 of interface 2 to input 1.1 of the microcomputer 1. After passing the last of the standard sequence of command words, the microcomputer 1 starts to move. If the master computer 11 requests information from the memory of the microcomputer 1, the above-described process proceeds in the opposite direction, only the direction of address transmission is not changed. The microcomputer 1 controls the movement of the drive by periodically comparing the desired position of the drive, calculated according to the selected velocity curve, with the actual position obtained from the data of the pulse encoder 8 or the phase encoder 9. Thus, the software-detected difference after passing through the software position controller periodically sends the microcomputer 1 from its output 1.4 to the input 6.1 of the input signal block 6, from which it is transmitted from the output 6.2 to the input 10.1 of the drive 10 as a standard voltage speed signal. The information that the target has been reached is then available in the data memory of the microcomputer 1 for the master computer 11 which periodically tests this memory word in the manner described above. Irrespective of the operations described so far, the process of reading and processing the position information takes place: at regular intervals, the microcomputer 1 interrupts its operation and, via its second bidirectional gateway 1.3, reads from the bidirectional gateway 3.1 of the programmable counter block. It then resumes the interrupted operation. The opposite direction (from the other bidirectional gateway 1.3 of the microcomputer 1 to the bidirectional gateway 3.1 of the programmable counter block 3) is used both to initialize the programmable counter block 3 and, in the case of phase transducer, to write the initial value of the transducer. The other two programmable counters of the block 3, after initialization independently of the operation of the microcomputer 1, generate excitation waveforms which, from the outputs 3.3 of the block 3 of the programmable counters, after amplification in block 5 of the phase encoder circuits.

Zapojení podle vynálezu je možno s výhodou využít zejména pro řízení manipulátorů různých technologických zařízení.The circuit according to the invention can be advantageously used in particular for controlling the manipulators of various technological devices.

Claims

A circuit for programmatically controlling the movement of manipulators in a positional coupling, comprising a microprocessor with a software positioner, a position sensor, programmable counters, metering circuits, drive input signal circuits and logic inputs and outputs, characterized in that the microcomputer input (1.1) ) is connected by the address channel to the output (2.1) of the interface (2) and the first bidirectional gateway (1.2) of the microcomputer (1) is connected by the data channel to the first bidirectional gateway (2.2) of the interface (2) a bi-directional gateway (11.1) of the master computer (11), the second bi-directional gateway (1.3) of the microcomputer (1) is connected to the bi-directional gateway (3.1) of the programmable counter block (3); with the input (6.1) of the input signal circuit block (6), the second output (1.5) of the microcomputer (1) is connected to the input (7.1) of the auxiliary logic block (7) and the input (1.6) of the microcomputer (1) is connected to the output (7.2) of the block (7)

OF THE INVENTION (3) programmable counters are connected via encoder encoder circuits, wherein the output (6.2) of the drive input signal block (6) is coupled to the drive input (10.1) (10) with a standard input of a continuously controlled manipulator coordinate speed.

Wiring according to Claim 1, characterized in that the position sensor is a pulse encoder (8) whose output (8.1) is connected to the input (4.2) of the pulse encoder block (4) and the output (4.1) of the circuit block (4) for pulse transducer is connected to input (3.2) of programmable counter block (3).

Connection according to Claim 1, characterized in that the position sensor is a phase sensor (9) connected by its excitation input (9.1) to the output (5.3) of the phase measuring circuit block (5), the input of which (5.1) is connected to output (3.3) of the programmable counter block (3), the output (9.2) of the phase sensor (9) being connected to the input (5.4) of the phase encoder circuit (5), the output (5.2) of which is connected to the input (3.4) (3) programmable counters.