DE102015007522B4

DE102015007522B4 - Numerisches Steuersystem

Info

Publication number: DE102015007522B4
Application number: DE102015007522.5A
Authority: DE
Inventors: Kouhei Yoshida; Yoshito Miyazaki
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2014-06-13
Filing date: 2015-06-12
Publication date: 2021-07-29
Anticipated expiration: 2035-06-13
Also published as: US9791850B2; CN105320072A; CN105320072B; JP2016004323A; US20150362912A1; JP5837146B1; DE102015007522A1

Abstract

Numerisches Steuersystem mit einer numerischen Steuerung (10) für eine Werkzeugmaschine oder einen Roboter und einer oder mehreren IO-Einheiten (30), die mit der numerischen Steuerung (10) verbunden sind, und in dem Eingangs/Ausgangs-Signale eingerichtet sind zum Austausch zwischen der numerischen Steuerung (10) und der IO-Einheit (30) in serieller Kommunikation, wobei die IO-Einheit (30) aufweist:eine erste Steuereinheit, die eingerichtet ist zum Ändern eines von der IO-Einheit (30) an die numerische Steuerung (10) ausgegebenen Ruhesignals in ein vorab eingestelltes spezifisches Wellenformsignal unter Verwendung eines Eingangssignals als Trigger, wobei das Eingangssignal einem Ausgangssignal einer maschineninternen Messvorrichtung entspricht, und zum Übertragen des spezifischen Wellenformsignals bei Empfang des spezifischen Wellenformsignals an eine hintere Seite, undwobei die numerische Steuerung (10) aufweist:eine zweite Steuereinheit, die eingerichtet ist, bei Empfang des spezifischen Wellenformsignals ein Unterbrechungssignal auszugeben und einen Messzyklus zu beenden, um zu einem nächsten Betriebszyklus überzugehen.

Description

Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein numerisches Steuersystem, bei dem die Verzögerungszeit bei Übertragung eines Eingabesignals einer externen Eingabe-/Ausgabeeinheit (IO-Einheit) zu der numerisches Steuerung, welche eine Werkzeugmaschine oder einen Roboter über eine serielle Kommunikation steuert, reduziert ist.
Zum Stand der Technik
Angenommen sei einer Konfiguration, bei der eine Mehrzahl von IO-Einheiten zwischen einer numerischen Steuerung und Werkzeugmaschinen oder Robotern (nachfolgend: NC-Werkzeugmaschinen) zur Eingabe/Ausgabe von DI/DO-Signalen (Eingabesignal/Ausgabesignalen) geschaltet sind. Dann tauschen die numerische Steuerung und die IO-Einheiten in der Regel DI/DO-Daten in festgelegten Zeitspannen aus. Zwar tauschen die numerische Steuerung und die IO-Einheiten DI/DO-Daten zu festgelegten Perioden aus, jedoch wird dann, wenn kein Austausch von DI/DO-Daten erfolgt, ein Signal (Leersignal) eingegeben/ausgegeben, welches über eine gewisse Zeitspanne hin- und hergeht.
Ein spezifisches Datenmuster wird eingesetzt für die Eingabe/Ausgabe zur Übertragung/Empfang von DI/DO. Dementsprechend können Leersignale und Datenmuster, welche andere DI/DO wiedergeben, unterschieden werden und die numerische Steuerung kann feststellen, zu welcher Kategorie die empfangenen Signale gehören (vgl. 8). Wie 8 zeigt, werden DI-Daten als ein Aggregat von Startcode, Kopfzeile (Dateikopf), DI-Daten, Fußzeile, CRC, und Stoppcodes übertragen. Auch DO-Daten werden als ein Aggregat von Startcode, Kopfzeile (Dateikopf), DO-Daten, Fußzeile, CRC und Stoppcodes übertragen.
Wird beispielsweise eine Verzögerungszeit bei Übertragung eines Eingabesignals von einer IO-Einheit zu einer numerischen Steuerung reduziert, kann die Taktzeit (Zykluszeit) einer maschineninternen Messfunktion reduziert werden.
Bei einer NC-Werkzeugmaschine wird z. B. eine maschineninterne Messfunktion eingesetzt, bei der ein auf einem Wellenbewegungsabschnitt einer Zugspindel montierter Berührungssensor in Kontakt gebracht wird mit einem Messobjekt durch Steuerung der Zugspindel zur Messung des Außendurchmessers oder dergleichen eines Werkstückes vor und nach der Bearbeitung unter Verwendung eines Signals vom Berührungssensor. Die maschineninterne Messfunktion vermisst das Messobjekt auf Basis einer der numerischen Steuerung bekannten Zeitfolge, in welcher das Ausgangssignal des Berührungssensors von AUS in EIN sich ändert, wenn der Berührungssensor nach Bewegung der Zugspindel in Kontakt kommt mit dem Messobjekt (Werkstück).
Angenommen sei eine Konfiguration, bei der eine Mehrzahl von IO-Einheiten zwischen der numerischen Steuerung und Werkzeugmaschinen geschaltet sind, um DI/DO-Signale einzugeben/auszugeben. Wird das Ausgangssignal des Berührungssensors in die IO-Einheit in einer NC-Werkzeugmaschine gemäß obiger Konfiguration eingegeben, kann im Vergleich mit einer Konfiguration, bei der die Eingabe in eine Schnittstelle in der numerischen Steuerung erfolgt, die Konfiguration/Verdrahtung mit mehr Möglichkeiten entworfen werden.
Die obige Technologie ist in der JP 2013-196307A beschrieben. Dort wird ein numerisches Steuersystem offenbart, welches in der Lage ist, präzisere maschineninterne Messungen durch Zeitmessungen mittels IO-Einheiten auszuführen.
Eine ähnliche Technologie beschreibt die JP 05-66820A mit einem Verfahren einer ereignisgesteuerten Kommunikation durch eine IO-Einheit mit einer numerischen Steuerung durch Eingabe eines DI-Signals als Auslöser zur Verhinderung einer Verlängerung der Verzögerungszeitspanne. Die JP 06-14932A beschreibt ein Verfahren zum Synchronisieren von Timern, von denen jeder einer IO-Einheit zugeordnet ist, mit Einsatz eines internen Timers gemäß einem Kommunikationsprotokoll.
Die numerische Steuerung und die IO-Einheit tauschen bei dem Verfahren gemäß der JP 2013-196307A aber nur periodisch DI/DO-Daten aus und deshalb kann die Verzögerungszeit zwischen Eingabe des Berührungssensorsignals und der Detektion der Eingabe des Berührungssensorsignals in die IO-Einheit durch die numerische Steuerung anwachsen. Verlängert sich die Verzögerungszeit, verlängert sich auch die Zeitspanne zwischen der maschineninternen Messung und dem nachfolgenden Betrieb, wodurch insgesamt die Taktzeit (Zykluszeit) verlängert wird.
Bei Einsatz der in der JP 05-66820A oder der JP 06-14932A beschriebenen Technik kann zwar eine Verlängerung der Verzögerungszeit vermieden werden, jedoch ist bei obigem Verfahren eine Vermittlungsschaltung für die Datenübertragung erforderlich und es vergrößert sich die Schaltungsbaugröße, was bei IO-Einheiten unerwünscht ist, auch aus Kostengesichtspunkten.
Weitere Steuerungssysteme sind aus den Druckschriften DE 600 12 815 T2 , DE 195 39 519 A1 , DE 196 45 735 A1 , US 2002/0067318 A1 und US 6,049,358 A bekannt.
Kurzbeschreibung der Erfindung
Angesichts der Probleme des Standes der Technik ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung die Bereitstellung eines numerischen Steuersystems, welches die Zykluszeit einer maschineninternen Messung kürzer macht als eine Austauschperiode von DI/DO-Daten gemäß festen Perioden.
Erfindungsgemäß wird ein numerisches Steuersystem mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 bereitgestellt. Bevorzugte Ausführungsformen des numerischen Steuersystems sind in den abhängigen Ansprüchen genannt.
Ein beispielhaftes numerisches Steuersystem hat eine numerische Steuerung und eine oder mehrere IO-Einheiten, die mit der numerischen Steuerung verbunden sind, wobei Eingabe/Ausgabe-Signale über eine serielle Kommunikation zwischen der numerischen Steuerung und einer IO-Einheit austauschbar sind. Eine IO-Einheit enthält eine erste Steuereinheit, die eingerichtet ist, ein von der IO-Einheit ausgegebenes Ruhesignal (Leersignal) unter Verwendung eines Eingangssignals als Auslöser in ein spezifisches Wellenformsignal (wellenförmiges Signal mit spezifischem Muster) umzuwandeln und bei Empfang des spezifischen Wellenformsignals dieses rückzuübertragen. Die numerische Steuerung hat eine zweite Steuerschaltung, die eingerichtet ist, ein Unterbrechungssignal auszugeben, wenn das spezifische Wellenformsignal empfangen wird.
Bei Eingabe des Eingangssignals in die IO-Einheit kann die erste Steuereinheit der IO-Einheit eine Periode des von der IO-Einheit ausgegebenen Ruhesignals ändern und das Ruhesignal als spezifisches Wellenformsignal ausgeben.
Bei Eingabe des Eingangssignals in die IO-Einheit kann die erste Steuereinheit der IO-Einheit ein spezifisches Datenmuster in das von der IO-Einheit ausgegebene Ruhesignal einfügen und das Ergebnis als spezifisches Wellenformsignal ausgeben.
Bei Eingabe des Eingangssignals in die IO-Einheit kann die erste Steuereinheit der IO-Einheit eine Phase des von der IO-Einheit ausgegebenen Ruhesignals ändern und das Ergebnis als spezifisches Wellenformsignal ausgeben.
Wenn eine IO-Einheit an letzter Stelle das Eingangssignal empfängt, das von der IO-Einheit ausgegebene Ruhesignal in das spezifische Wellensignal umwandelt und das Ruhesignal an die IO-Einheit an vorhergehender Stelle abgibt, kann die erste Steuereinheit der IO-Einheit das spezifische Wellenformsignal im geänderten Ruhesignal detektieren und nur dann, wenn vorgegebene Bedingungen erfüllt sind, das detektierte Ruhesignal ungeändert an die vorhergehende Stelle abgeben.
Ein weiteres beispielhaftes numerisches Steuersystem hat eine numerische Steuerung und eine oder mehrere IO-Einheiten, die an die numerische Steuerung angeschlossen sind und über welche Eingabe/Ausgabe-Signale austauschbar sind zwischen der numerischen Steuerung und der IO-Einheit gemäß einer seriellen Kommunikation. Die IO-Einheit hat eine Empfangseinheit, die eingerichtet ist, den Typ des in die IO-Einheit eingegebenen Eingangssignals zu bestimmen, und eine dritte Steuereinheit, die eingerichtet ist zur Vorgabe einer spezifischen Wellenform (eines spezifischen Wellenformmusters) eines von der IO-Einheit ausgegebenen Ruhesignals für jeden Typ von Eingabesignal und zum Ausgeben eines vorgegebenen spezifischen Wellenformsignals des von der IO-Einheit ausgegebenen Ruhesignals entsprechend dem Typ des Eingangssignals als Auslöser (trigger). Die numerische Steuerung hat eine vierte Steuereinheit, die eingerichtet ist, den Typ des Eingangssignals bei Empfang des spezifischen Wellenformsignals gemäß dem spezifischen Wellenformsignal zu bestimmen.
Wenn die IO-Einheit an letzter Stelle das Eingangssignal empfängt, das von der IO-Einheit ausgegebene Ruhesignal in das spezifische Wellenformsignal umändert und das Ruhesignal an die IO-Einheit an vorangehender Stelle abgibt, kann die dritte Steuereinheit der IO-Einheit im geänderten Ruhesignal das spezifische Wellenformsignal detektieren und nur dann, wenn vorgegebene Bedingungen erfüllt sind, das detektierte Ruhesignal ungeändert an die vorherige Stelle abgeben.
Mit den obigen Konfigurationen kann die Erfindung ein numerisches Steuersystem bereitstellen, welches in der Lage ist, die Zykluszeit bei einer maschineninternen Messung kleiner zu machen als die Austauschperiode von DI/DO-Daten mit festen Perioden.
Figurenliste
Obige sowie weitere Ziele und Merkmale der Erfindung werden noch deutlicher aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die Figuren:

1 zeigt ein numerisches Steuersystem mit einer Mehrzahl von IO-Einheiten, die in einer Kettenschaltung an eine numerische Steuerung angeschlossen sind;
2 zeigt ein Ausführungsbeispiel mit Änderung einer Periode eines Ruhesignals;
3 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem Datenmuster in ein Ruhesignal eingefügt werden;
4 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem eine Phase eines Ruhesignals geändert wird;
5 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem ein Datenmuster eines Ruhesignals entsprechend dem Typ des Eingangssignals geändert wird;
6 zeigt ein numerisches Steuersystem, bei dem eine Mehrzahl von IO-Einheiten mit einer herkömmlichen numerischen Steuerung in der Art einer Reihenverkettung (Daisy-Chain) verbunden sind;
7 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem eine zuverlässige Übertragung eines geänderten Ruhesignals an die numerische Steuerung in einem numerischen Steuersystem erfolgt, indem eine Mehrzahl von IO-Einheiten in der Art einer Reihenverkettung (daisy-chained) mit der numerischen Steuerung verbunden ist; und
8 erläutert den Stand der Technik.

Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele im Einzelnen
1 zeigt als Blockdiagramm ein numerisches Steuersystem, bei dem mehrere IO-Einheiten in Reihe mit einer numerischen Steuerung verbunden sind. Die numerische Steuerung 10 steuert beispielsweise Werkzeugmaschinen oder Roboter. Die Mehrzahl von IO-Einheiten 30 sind mit der numerischen Steuerung 10 über eine Signalleitung 20 in der Art einer Kettenschaltung verbunden. Eine IO-Einheit 30 hat eine Steuereinheit, die weiter unten näher beschrieben wird. Ein Signal von einer maschineninternen Messvorrichtung (beispielsweise einem Berührungssensor) wird in die IO-Einheit 30-n als Eingangssignal eingegeben. Auch die numerische Steuerung 10 enthält eine Steuereinheit, die weiter unten näher beschrieben wird.
Eine IO-Einheit 30 hat eine Steuereinheit, welche ein von der IO-Einheit ausgegebenes Ruhesignal (idle signal; Leersignal) in ein spezifisches Wellenformsignal (= wellenförmiges Signal mit spezifischem Muster) umwandelt unter Verwendung eines Eingangssignals als Auslöser (trigger), und wenn das spezifische Wellenformsignal empfangen wird, überträgt sie dieses an eine vorherige Stelle. Die „Steuereinheit“ wird in jedem Anspruch als „erste Steuereinheit“ oder „dritte Steuereinheit“ in Abhängigkeit vom Anspruch bezeichnet.
Die numerische Steuerung 10 hat eine Steuereinheit, welche bei Empfang des spezifischen Wellenformsignals ein Unterbrechungssignal ausgibt. Diese Steuereinheit ist in jedem Anspruch mit „zweite Steuereinheit“ oder „vierte Steuereinheit“ bezeichnet, in Abhängigkeit jeweils vom Anspruch.
Nunmehr wird jedes Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben.
(Erstes Ausführungsbeispiel)
Ein erstes Ausführungsbeispiel „ändert ein Ruhesignal in ein spezifisches Signalmuster und unterrichtet die numerische Steuerung“.
Ein numerisches Steuersystem gemäß der Erfindung ändert das von einer IO-Einheit ausgegebene Ruhesignal in ein Signal mit spezifischem Muster, wenn die IO-Einheit den Eingang eines Berührungssensorausganges detektiert. Das in das Signal mit spezifischem Muster geänderte Ruhesignal wird in die numerische Steuerung 10 eingegeben und damit kann die numerische Steuerung 10 nach Detektion des Signals mit spezifischem Muster den Eingang eines Berührungssensorausgangssignals in die IO-Einheit 30 detektieren, ohne auf eine Kommunikation von DI/DO-Signalen warten zu müssen. Dementsprechend kann die numerische Steuerung 10 darüber unterrichtet werden, dass der Berührungssensorausgang in die IO-Einheit 30 eingegeben worden ist, ohne dass eine zwischengeschaltete Datenübertragung und ohne Verzögerungszeit, sodass der nachfolgende Betrieb unmittelbar nach Vervollständigung der maschineninternen Messung gestartet werden kann. Deshalb wird die Zykluszeit nicht verlängert. Beispiele für Änderungen gemäß dem spezifischen Signalmuster werden in den zweiten bis sechsten Ausführungsbeispielen gezeigt.
Wie oben zum Stand der Technik ausgeführt ist, tauschen die numerische Steuerung und die IO-Einheit DI/DO-Daten in festen Perioden aus und wenn keine DI/DO-Daten ausgetauscht werden, wird ein Signal (Ruhesignal) permanent eingegeben/ausgegeben, welches in einer spezifischen Periode sich wiederholt. Bei Eingabe des Ruhesignals in die numerische Steuerung kann ein Signal als DI/DO-Signal mit der Datenkonfiguration gemäß 8 identifiziert werden und die numerische Steuerung kann feststellen, dass sie in einem Zustand ist, in dem „IO/DO-Signale nicht ausgetauscht werden“.
Normalerweise wird die Periode oder das Muster eines Ruhesignals durch die IO-Einheit 30 nicht geändert. Die IO-Einheit 30 bei diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung hat jedoch eine Steuerschaltung (erste Steuerschaltung), die in der Lage ist, ein Ruhesignal in ein Signal mit spezifischem Muster zu ändern, wenn die IO-Einheit die Eingabe eines Ausgangssignals eines Berührungssensors detektiert, der eine maschineninterne Messvorrichtung ist. Das Signal mit spezifischem Muster wird über die Signalleitung 20 an die numerische Steuerung 10 gegeben.
Die numerische Steuerung 10 hat eine Steuerschaltung (zweite Steuerschaltung), welche ein Unterbrechungssignal nur anstellt, wenn das Signal mit spezifischem Muster über eine vorgegebene Anzahl von Bits oder mehr empfangen wird. Stellt die Steuereinheit (zweite Steuereinheit) der numerischen Steuerung 10 ein Unterbrechungssignal an, beendet die numerische Steuerung 10 sofort den Messzyklus, um zum nächsten Betriebszyklus überzugehen. Auf diese Weise kann die numerische Steuerung 10 über den Eingang eines Berührungssensorausgangssignals unterrichtet werden, ohne dass eine Verzögerungszeit verlängert würde.
Während der Zeit, in der der Berührungssensor in Kontakt mit dem zu vermessenden Gegenstand verbleibt bis ein DI-Signal empfangen ist, was zu Zeitverlust führt, kann mit dem vorliegenden Verfahren die Zugspindel betätigt werden, ohne dass auf den Empfang eines DI-Signals gewartet werden müsste, und zwar durch eine Unterbrechung zum Fortschreiten zum nächsten Schritt, was eine Verlängerung der Zykluszeit aufgrund des Wartens auf den Empfang eines DI-Signals vermeidet.
Obwohl die Zeit bis zur Eingabe eines Berührungssensorsignals bei Auftreten einer Unterbrechung nicht bekannt ist, kann die Eingabezeit des Berührungssensorsignals nach Empfang des DI detektiert werden und somit tritt kein Problem hinsichtlich der maschineninternen Messfunktionen auf.
Beim ersten Ausführungsbeispiel kann die numerische Steuerung über den Eingang eines Berührungssensorausgangssignals durch ein Ruhesignal unterrichtet werden, welches nach Eingang eines Berührungssensorsignals in ein Signal mit spezifischem Muster geändert wurde (spezifisches Wellenformsignal). Mit Bezug auf die zweiten bis sechsten Ausführungsbeispiele werden konkrete Verfahren zum Ändern des Ruhesignals beschrieben.
(Zweites Ausführungsbeispiel)
Ein zweites Ausführungsbeispiel „unterrichtet die numerische Steuerung nach Änderung der Periode eines Ruhesignals“.
Nunmehr wird ein Verfahren zum Unterrichten der numerischen Steuerung über den Eingang eines Berührungssensorausgangssignals durch Änderung der Periode eines Ruhesignals als Verfahren zum Ändern des Ruhesignals in ein Signal mit spezifischem Muster näher beschrieben.
Die IO-Einheit 30 hat eine Steuereinheit (erste Steuereinheit), welche die Periode eines Ruhesignals ändert, wenn die IO-Einheit 30 ein Ausgangssignal von einem Berührungssensor empfängt. Die numerische Steuerung 10 hat eine Steuereinheit (zweite Steuereinheit), welche ein Unterbrechungssignal nur dann einschaltet, wenn detektiert wird, dass die Periode eines Ruhesignals geändert worden ist. Mit dieser Konfiguration kann die numerische Steuerung 10 über den Eingang eines Berührungssensorausgangssignals eindeutig informiert werden, ohne dass eine Verzögerungszeit verlängert wird.
2 stellt ein Ausführungsbeispiel dar, bei dem die Periode eines Ruhesignals geändert wird. Wenn ein Ausgangssignal eines Berührungssensors von der IO-Einheit 30 als Slave empfangen wird und das Ausgangssignal von der IO-Einheit über die Signalleitung 20 an die numerische Steuerung 10 als Master übertragen wird, empfängt die numerische Steuerung 10 das Ausgangssignal des Berührungssensors mit Verzögerung gemäß der „Verzögerungszeit“. Eine „Berührungssensor-Eingabezeit“ ist eine Zeit vom Zeitpunkt der Eingabe des Ausgangssignals des Berührungssensors in die IO-Einheit 30 bis zum Zeitpunkt, zu dem die numerische Steuerung 10 ein von der IO-Einheit 30 übertragenes Signal empfängt und erkennt, dass das Ausgangssignal des Berührungssensors empfangen ist. Beim zweiten Ausführungsbeispiel kann die „Verzögerungszeit“ durch die „reduzierte Zeit“ reduziert werden, im Vergleich mit der in 8 gezeigten herkömmlichen Technik. Das bedeutet: Die Berührungssensor-Eingabezeit kann kürzer gemacht werden als die Übertragungsperiode der DI/DO-Signale.
Beim zweiten Ausführungsbeispiel kann gemäß obiger Beschreibung die IO-Einheit 30 die numerische Steuerung 10 über den Eingang eines Ausgangssignals des Berührungssensors durch Änderung der Periode eines Ruhesignals unterrichten.
(Drittes Ausführungsbeispiel)
Ein drittes Ausführungsbeispiel „unterrichtet die numerische Steuerung nach Einfügung eines spezifischen Datenmusters in ein Ruhesignal“.
3 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem ein Datenmuster in ein Ruhesignal eingemischt wird. Die Beschreibung der Berührungssensor-Eingabezeit, der Verzögerungszeit, der reduzierten Zeit entspricht derjenigen nach dem zweiten Ausführungsbeispiel gemäß 2.
Das dritte Ausführungsbeispiel unterrichtet die numerische Steuerung über die Eingabe eines Berührungssensor-Ausgangssignals durch Einfügen eines spezifischen Datenmusters in ein Ruhesignal. Die Steuereinheit (erste Steuereinheit), welche ein spezifisches Datenmuster in ein Ruhesignal einfügt, wenn die IO-Einheit 30 ein Ausgangssignal von einem Berührungssensor empfängt, ist in die IO-Einheit 30 integriert. Die numerische Steuerung 10 hat eine Steuereinheit (zweite Steuereinheit), welche ein Unterbrechungssignal nur dann einschaltet, wenn die numerische Steuerung 30 detektiert, dass das Datenmuster des Ruhesignals über eine vorgegebene Anzahl von Bits oder mehr empfangen wurde. Mit einer solchen Konfiguration kann die numerische Steuerung 10 darüber unterrichtet werden, dass das Berührungssensorausgangssignal in eine IO-Einheit eingegeben wurde, ohne dass die Verzögerungszeit verlängert würde.
(Viertes Ausführungsbeispiel)
Ein viertes Ausführungsbeispiel „unterrichtet die numerische Steuerung nach Änderung der Phase eines Ruhesignals“.
4 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Phase eines Ruhesignals geändert wird. Die Beschreibung der Berührungssensor-Eingabezeit, der Verzögerungszeit, und der reduzierten Zeit entspricht derjenigen des zweiten Ausführungsbeispiels gemäß 2.
Das vierte Ausführungsbeispiel unterrichtet die numerische Steuerung über den Eingang eines Berührungssensor-Ausgangssignals durch Änderung der Phase des Ruhesignals. Die IO-Einheit 30 hat eine Steuereinheit (erste Steuereinheit), die in der Lage ist, die Phase eines Ruhesignals zu ändern. Die numerische Steuerung 10 hat eine Steuereinheit (zweite Steuereinheit), welche ein Unterbrechungssignal nur dann einschaltet, wenn detektiert wird, dass die Phase eines Ruhesignals geändert worden ist. Mit dieser Konfiguration kann die numerische Steuerung über den Eingang eines Berührungssensor-Ausgangssignals korrekt informiert werden, ohne dass die Verzögerungszeit verlängert wird.
(Fünftes Ausführungsbeispiel)
Ein fünftes Ausführungsbeispiel „unterrichtet die numerische Steuerung über den Typ eines Eingangssignals nach Änderung des Datenmusters eines Ruhesignals entsprechend dem Typ des Eingangssignals“.
Das heißt, das fünfte Ausführungsbeispiel unterrichtet die numerische Steuerung über den Typ eines Eingangssignals nach Änderung eines Ruhesignals entsprechend dem Typ des Eingangssignals. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel, welches das Datenmuster eines Ruhesignals gemäß dem Typ eines Eingangssignals ändert.
Das erste Ausführungsbeispiel kann die numerische Steuerung darüber unterrichten, dass das Berührungssensor-Ausgangssignal eingegangen ist durch Änderung eines Ruhesignals unter Verwendung des Eingangssignals als Trigger. Als Eingangssignal in die IO-Einheit 30 kommt nicht nur ein Berührungssensor-Ausgangssignal gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel in Betracht, sondern verschiedene Arten von Eingangssignalen. Beim Verfahren gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel jedoch kann die numerische Steuerung 10 bei Vorliegen mehrerer Eingangssignale, die mit der IO-Einheit 30 ausgetauscht sind, nicht wissen, welches Eingangssignal mit der IO-Einheit 30 ausgetauscht wurde bis ein DI-Signal von der IO-Einheit empfangen ist.
Somit kann die numerische Steuerung 10 auch dann, wenn eine Änderung im Ruhesignal detektiert wird, nicht wissen, welches Eingangssignal ausgetauscht wurde, trotz Minimierung der Verzögerungszeit, und es kann vorkommen, dass eine korrekte Antwort auf das Eingangssignal nicht erfolgt. Dieses Problem wird durch das fünfte Ausführungsbeispiel gelöst.
Wenn beim ersten Ausführungsbeispiel die IO-Einheit 30 ein Eingangssignal empfängt, wird die numerische Steuerung 10 durch Änderung des Ruhesignals auf ein vorgegebenes spezifisches Datenmuster über das Eingangssignal unterrichtet. Beim fünften Ausführungsbeispiel jedoch hat die IO-Einheit 30 eine Steuereinheit (dritte Steuereinheit), welche ein Ruhesignal auf ein Datenmuster ändert, welches im Voraus entsprechend dem Typ des Eingangssignals durch Einstellung der IO-Einheit gesetzt wurde, um für jeden Typ von Eingangssignal ein verschiedenes spezifisches Datenmuster auszugeben.
Mit einer solchen Konfiguration wird bei Eingabe irgendeines Eingangssignals in die IO-Einheit 30 ein Ruhesignal in das obige spezifische Datenmuster geändert entsprechend dem Typ des Eingangssignals und an die numerische Steuerung 10 abgegeben. Die numerische Steuerung 10 hat eine Steuereinheit (fünfte Steuereinheit), welche den Typ des Eingangssignals bestimmt, wenn einige spezifische Datenmuster mit der numerischen Steuerung 10 ausgetauscht wurden, ohne dass auf ein DI-Signal von der IO-Einheit gewartet werden muss, und zwar durch Zuordnung des obigen, durch die IO-Einheit eingestellten spezifischen Datenmusters zu einem bestimmten Typ eines Eingangssignals im Voraus.
Mit dem fünften Ausführungsbeispiel kann die numerische Steuerung 10 erkennen, welches Eingangssignal in die IO-Einheit 30 eingegeben worden ist, ohne dann ein DI-Signal empfangen werden müsste, sodass die numerische Steuerung 10 über den Typ des Eingangssignals unterrichtet werden kann, ohne dass die Verzögerungszeit verlängert wird.
(Sechstes Ausführungsbeispiel)
Ein sechsten Ausführungsbeispiel „unterrichtet eine IO-Einheit an vorheriger Stelle über ein Eingangssignal in ein numerisches Steuersystem, welches eingerichtet ist durch eine Daisy-Verkettung einer numerischen Steuerung mit einer Mehrzahl von IO-Einheiten“.
6 zeigt ein numerisches Steuersystem, bei dem eine Mehrzahl von IO-Einheiten in der Art einer Daisy Chain mit einer herkömmlichen numerischen Steuerung verbunden sind.
Beim ersten Ausführungsbeispiel unterrichtet die IO-Einheit 30 die numerische Steuerung 10, dass das Berührungssensor-Ausgangssignal eingegangen ist durch Änderung eines Ruhesignals nach Empfang des Eingangssignals. Bei einem numerischen Steuersystem mit Daisy-Verkettung der numerischen Steuerung 10 und einer Mehrzahl von IO-Einheiten 30 mit periodischer IO-Kommunikation zwischen der numerischen Steuerung und der IO-Einheit jedoch empfängt eine IO-Einheit ein Ruhesignal, das von einer IO-Einheit abgegeben wird, welche mit der Seite der empfangenen IO-Einheit verbunden ist, welche der ausgebenden IO-Einheit zugekehrt ist. Nachfolgend werden mit Bezug auf die Übertragungsreihenfolge in einer Daisy-Chain die Bezeichnungen „vordere Seite“ bzw. „hintere Seite“ in Bezug auf die einzelnen IO-Einheiten verwendet. Auch wenn eine IO-Einheit, die mit einer vorderen Seite verbunden ist, ein Eingangssignal empfängt und ein Ruhesignal ändert, um das geänderte Ruhesignal zur hinteren Seite einer (nachfolgenden) IO-Einheit zu übertragen, kann die Steuereinheit der nachfolgenden IO-Einheit nicht in der Lage sein, das geänderte Ruhesignal korrekt zur numerischen Steuerung zu übertragen. Das sechste Ausführungsbeispiel löst dieses Problem. Beim ersten Ausführungsbeispiel ändert jede der IO-Einheiten 30 ein Ruhesignal und gibt es ab, wobei ein Eingangssignal als Trigger verwendet wird. Beim sechsten Ausführungsbeispiel ist die in jeder der IO-Einheiten 30 enthaltene Steuereinheit (die erste Steuereinheit in den IO-Einheiten 30 gemäß den ersten bis vierten Ausführungsbeispielen und die dritte Steuereinheit in der IO-Einheit 30 gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel) eingerichtet, das gleiche Ruhesignal zu übertragen wie das das spezifische Signalmuster enthaltende Ruhesignal, und zwar nur dann, wenn jede der IO-Einheiten 30 im Voraus detektiert, dass das Ruhesignal sich geändert hat in das Signal mit dem spezifischen Muster über eine vorgegebene Anzahl von Bits oder mehr.
Beim sechsten Ausführungsbeispiel kann das geänderte Ruhesignal bis zur numerischen Steuerung 10 übertragen werden und auch dann, wenn die numerische Steuerung 10 und die mehreren IO-Einheiten 30 in einer Daisy-Chain verbunden sind, kann die numerische Steuerung über das Eingangssignal mit minimierter Verzögerungszeit unterrichtet werden.

Claims

Numerisches Steuersystem mit einer numerischen Steuerung (10) für eine Werkzeugmaschine oder einen Roboter und einer oder mehreren IO-Einheiten (30), die mit der numerischen Steuerung (10) verbunden sind, und in dem Eingangs/Ausgangs-Signale eingerichtet sind zum Austausch zwischen der numerischen Steuerung (10) und der IO-Einheit (30) in serieller Kommunikation, wobei die IO-Einheit (30) aufweist: eine erste Steuereinheit, die eingerichtet ist zum Ändern eines von der IO-Einheit (30) an die numerische Steuerung (10) ausgegebenen Ruhesignals in ein vorab eingestelltes spezifisches Wellenformsignal unter Verwendung eines Eingangssignals als Trigger, wobei das Eingangssignal einem Ausgangssignal einer maschineninternen Messvorrichtung entspricht, und zum Übertragen des spezifischen Wellenformsignals bei Empfang des spezifischen Wellenformsignals an eine hintere Seite, und wobei die numerische Steuerung (10) aufweist: eine zweite Steuereinheit, die eingerichtet ist, bei Empfang des spezifischen Wellenformsignals ein Unterbrechungssignal auszugeben und einen Messzyklus zu beenden, um zu einem nächsten Betriebszyklus überzugehen.
Numerisches Steuersystem gemäß Anspruch 1, wobei die erste Steuereinheit der IO-Einheit (30) eingerichtet ist, eine Periode des von der IO-Einheit (30) ausgegebenen Ruhesignals zu ändern und das Ruhesignal als spezifisches Wellenformsignal auszugeben, wenn das Eingangssignal in die IO-Einheit (30) eingegeben wird.
Numerisches Steuersystem gemäß Anspruch 1, wobei die erste Steuereinheit der IO-Einheit (30) eingerichtet ist, in das von der IO-Einheit (30) ausgegebene Ruhesignal ein spezifisches Datenmuster einzugeben und das Ruhesignal als spezifisches Wellenformsignal abzugeben, wenn das Eingangssignal in die IO-Einheit (30) eingegeben wird.
Numerisches Steuersystem gemäß Anspruch 1, wobei die erste Steuereinheit der IO-Einheit (30) eingerichtet ist, eine Phase eines von der IO-Einheit (30) ausgegebenen Ruhesignals zu ändern und das Ruhesignal als spezifisches Wellenformsignal auszugeben, wenn das Eingangssignal in die IO-Einheit (30) eingegeben wird.
Numerisches Steuersystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die IO-Einheit (30) aufweist: eine Empfangseinheit, die eingerichtet ist, den Typ des in die IO-Einheit (30) eingegebenen Eingangssignals zu bestimmen; und eine dritte Steuereinheit, die eingerichtet ist zum Vorabeinstellen einer spezifischen Wellenform für ein von der IO-Einheit (30) ausgegebenes Ruhesignal für jeden Typ von Eingangssignal, und zum Ausgeben der vorab eingestellten spezifischen Wellenform des Ruhesignals, welches von der IO-Einheit (30) entsprechend dem Typ des Eingangssignals ausgegeben worden ist, als Trigger; und wobei die numerische Steuerung (10) aufweist: eine vierte Steuereinheit, die eingerichtet ist, entsprechend einer spezifischen Wellenform den Typ des Eingangssignals bei Empfang der spezifischen Wellenform zu bestimmen.
Numerisches Steuersystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die erste Steuereinheit der IO-Einheit (30) das spezifische Wellenformsignal in dem geänderten Ruhesignal detektiert, wenn die IO-Einheit auf einer vorderen Seite das Eingangssignal empfängt, das von der IO-Einheit (30) ausgegebene Ruhesignal in das spezifische Wellenformsignal ändert, und das Ruhesignal an eine IO-Einheit (30) auf der hinteren Seite abgibt während das detektierte Ruhesignal nur dann ungeändert an die hintere Seite abgegeben wird, wenn vorgegebene Bedingungen erfüllt sind.
Numerisches Steuersystem gemäß Anspruch 5, wobei die dritte Steuereinheit der IO-Einheit (30) eingerichtet ist, das spezifische Wellenformsignal im geänderten Ruhesignal zu detektieren, wenn die IO-Einheit (30) auf der vorderen Seite das Eingangssignal empfängt, und das von der IO-Einheit (30) abgegebene Ruhesignal in das spezifische Wellenformsignal ändert, und das Ruhesignal an eine IO-Einheit (30) auf der hinteren Seite abgibt, wobei das detektierte Ruhesignal nur dann an die hintere Seite abgegeben wird, wenn vorgegebene Bedingungen erfüllt sind.