DE102020001611A1

DE102020001611A1 - Digitalsignal-Ausgabevorrichtung, die ein digitales Signal gemäß einem Betriebsschalter ausgibt

Info

Publication number: DE102020001611A1
Application number: DE102020001611.1A
Authority: DE
Inventors: Minoru Enomoto; Tetsuro Matsudaira
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2019-03-18
Filing date: 2020-03-11
Publication date: 2020-09-24
Also published as: US20200303143A1; JP2020154405A; JP7068220B2; CN111711443A; US11101090B2

Abstract

Eine Digitalsignal-Ausgabevorrichtung 1, die aufweist: einen Betriebsschalter 11 mit Kontakten, einem ersten Anschluss 21-1, an dem eine erste Spannung anliegt, und einem zweiten Anschluss 21-2, von dem die erste Spannung ausgegeben wird, wenn die Kontakte geschlossen sind; eine Spannungsschalteinheit 12, die dazu ausgebildet ist, aus einer Mehrzahl von konstanten Spannungen, eine zweite Spannung auszuwählen; eine Spannungsbestimmungseinheit 13, die dazu ausgebildet ist, in einem angegebenen Zyklus festzustellen, ob sich eine von der Spannungsschalteinheit 12 ausgegebene Spannung gegenüber der zweiten Spannung geändert hat oder nicht; und eine Digitalsignal-Erzeugungseinheit 14, die dazu ausgebildet ist, wenn die Spannungsbestimmungseinheit 13 feststellt, dass Spannung sich gegenüber der zweiten Spannung nicht geändert hat, in jedem Zyklus ein digitales Signal zu erzeugen, das einen ersten Zustand anzeigt, wenn die erste Spannung von dem zweiten Anschluss 21-2 ausgegeben wird, und ein digitales Signal zu erzeugen, das den zweiten Zustand anzeigt, wenn die erste Spannung nicht von dem zweiten Anschluss ausgegeben wird.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Digitalsignal-Ausgabevorrichtung, die ein digitales Signal gemäß einem Betriebsschalter ausgibt.
Beschreibung der verwandten Technik
Es gibt Digitalsignal-Ausgabevorrichtungen, die ein digitales Signal gemäß einem für eine Werkzeugmaschine oder einen Roboter vorgesehenen Betriebsschalter ausgeben und die als Schnittstelle dienen, um den Betriebszustand des Betriebsschalters in ein digitales Signal umzuwandeln, das von der die Werkzeugmaschine oder den Roboter steuernden Steuervorrichtung verarbeitet werden kann. Solch ein digitales Signal wird beispielsweise auch als digitales Eingangssignal oder DI-Signal bezeichnet. Zu den Steuervorrichtungen, die eine Werkzeugmaschine oder einen Roboter steuern, gehören z.B. eine numerische Steuervorrichtung, die eine Werkzeugmaschine steuert, und eine Robotersteuerung, die einen Roboter steuert.
Eine Digitalsignal-Ausgabevorrichtung gibt ein digitales EIN-Signal (hoch oder 1) aus, wenn die Kontakte des Betriebsschalters geschlossen sind, und gibt ein digitales AUS-Signal (niedrig oder 0) aus, wenn die Kontakte des Betriebsschalters offen sind. Die Steuervorrichtung, die eine Werkzeugmaschine oder einen Roboter steuert, erkennt den Betriebszustand (offener oder geschlossener Zustand) des Betriebsschalters auf der Grundlage des digitalen EIN- oder AUS-Signals, das von der Digitalsignal-Ausgabevorrichtung ausgegeben wird, und kann gemäß dem Zustand verschiedene Prozesse ausführen.
Bei einer Digitalsignal-Ausgabevorrichtung liegt eine gemeinsame Spannung, die der Werkzeugmaschine, dem Roboter oder deren/dessen Steuervorrichtung gemeinsam ist, an dem „gemeinsamen Anschluss“, der ein Ende des Betriebsschalters ist, an. Wenn die Kontakte des Betriebsschalters geschlossen sind, so wird am „Ausgangsanschluss“, der das andere Ende des Betriebsschalters ist, eine Spannung ausgegeben, die der gemeinsamen Spannung entspricht. Wenn die Kontakte des Betriebsschalters offen sind, so wird am Ausgangsanschluss des Betriebsschalters eine Spannung ausgegeben, die sich von der Spannung unterscheidet, die der gemeinsamen Spannung entspricht. Ein Digitalsignal-Ausgabevorrichtung erzeugt und gibt digitale EIN- und AUS-Signale aus, gemäß den vom Ausgangsanschluss des Betriebsschalters ausgegebenen Spannungen. Um digitale EIN- und AUS-Signale einwandfrei nach einem solchen Funktionsprinzip zu erzeugen, werden vorzugsweise Spannungen unterschiedlicher Werte vom Ausgangsanschluss des Betriebsschalters ausgegeben, je nachdem, ob die Kontakte des Betriebsschalters offen oder geschlossen sind. Um dies zu erreichen, wird eine sich von der gemeinsamen Spannung unterscheidende Spannung über einen Widerstand (Pull-up-Widerstand oder Pull-down-Widerstand) an den Ausgangsanschluss des Betriebsschalters angelegt.
Zum Beispiel ist, wie in der japanischen Patent-Offenlegungsschrift Nr. 2015-180061 beschrieben, eine elektronische Schaltung bekannt, die Folgendes aufweist: einen ersten Eingangsanschluss und einen zweiten Eingangsanschluss; einen Eingangsschaltkreis mit einem ersten Eingang und einem zweiten Eingang; eine Mehrzahl von Eingangsschaltern, die durch ein oder mehrere Taktsignale gesteuert werden, wobei die Mehrzahl von Eingangsschaltern einen ersten Eingangsschalter, der elektrisch zwischen den ersten Eingangsanschluss und den ersten Eingang des Eingangsschaltkreises geschaltet ist, und einen zweiten Eingangsschalter, der elektrisch zwischen den zweiten Eingangsanschluss und den zweiten Eingang des Eingangsschaltkreises geschaltet ist, aufweist; und eine Ladungskompensationsschaltung mit einem ersten Ausgang und einem zweiten Ausgang, wobei die Ladungskompensationsschaltung so konfiguriert ist, dass sie die durch die Mehrzahl von Eingangsschaltern injizierte Ladung kompensiert, die mit mindestens einem Übergang des einen oder der mehreren Taktsignale einhergeht.
Zum Beispiel ist, wie in der japanischen Patent-Offenlegungsschrift Nr. 2015-099412 beschrieben, eine digitale Ausgabevorrichtung bekannt, die eine Betriebsvorrichtung und eine Erkennungsvorrichtung aufweist, wobei die Betriebsvorrichtung eine Mehrzahl von digitalen Schaltungen aufweist, die digitale Signale ausgeben, und die Erkennungsvorrichtung mit einer Logikschaltung bestimmt, ob der logische Wert des unter den digitalen Signalen zu erkennenden Zielsignals einem vorgegebenen Zustand entspricht oder nicht, und, wenn der logische Wert dem Zustand entspricht, bestimmt, dass das Zielsignal ungeeignet ist.
Zum Beispiel ist, wie in der japanischen Patent-Offenlegungsschrift Nr. 2009-055656 beschrieben, eine Invertervorrichtung bekannt, in die digitale Signale in einer Quelleneingangsform oder einer Senkeneingangsform eingegeben werden können, wobei die digitalen Signale dem offenen oder dem geschlossenen Zustand von mit der Außenseite verbundenen Schalteinrichtungen entsprechen, und wobei die Invertervorrichtung aufweist: Eingangsanschlüsse, mit denen die Schalteinrichtungen jeweils verbunden sind, wobei jede der Schalteinrichtungen mit dem entsprechenden Eingangsanschluss an einem Ende der Schalteinrichtung verbunden ist; einen gemeinsamen Anschluss, mit dem die anderen Enden der Schalteinrichtungen gemeinsam verbunden sind; eine erste Schalteinrichtung, die den gemeinsamen Anschluss entweder mit einer ersten gemeinsamen Spannung, die an die Quelleneingangsform angepasst ist, oder mit einer zweiten gemeinsamen Spannung, die an die Senkeneingangsform angepasst ist, verbindet; eine erste Eingangsschaltung, in die digitale Signale in der Quelleneingangsform eingegeben werden, und eine zweite Eingangsschaltung, in die digitale Signale in der SenkenEingangsform eingegeben werden, wobei die erste Eingangsschaltung und die zweite Eingangsschaltung für jeden der Eingangsanschlüsse vorgesehen sind; und eine zweite Schalteinrichtung, die mit der ersten Schalteinrichtung verriegelt ist, wobei die zweite Schalteinrichtung die Eingangsanschlüsse mit der ersten Eingangsschaltung oder der zweiten Eingangsschaltung gemäß der Eingangsform verbindet.
Zum Beispiel ist, wie in der japanischen Patent-Offenlegungsschrift (Kokai) Nr. H11 (1999) - 161391 beschrieben, eine Schnittstellenschaltung mit einem Eingangsanschluss, wie z.B. einem Kontakteingang und einer Logik, zum Aufnehmen eines Eingangssignals bekannt, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Schnittstellenschaltung aufweist: eine Schalteinrichtung zum Schalten zwischen einem Verbindungszustand, in dem der Eingangsanschluss mit einem Pull-up-Widerstand verbunden ist, und einem Verbindungszustand, in dem der Eingangsanschluss mit einem Pull-down-Widerstand verbunden ist; eine Unterscheidungseinrichtung zum Unterscheiden zwischen einem Senkeneingang und einem Quelleneingang, indem zwischen den durch die Schalteinrichtung geschalteten Verbindungszuständen unterschieden wird; und eine Signalschalteinrichtung zum Schalten zwischen einem Signalausgabezustand, in dem ein invertiertes Signal des Eingangssignals ausgegeben wird, und einem Signalausgabezustand, in dem das Eingangssignal so wie es ist ausgegeben wird, auf der Grundlage eines Ergebnisses der von der Unterscheidungseinrichtung vorgenommenen Unterscheidung.
ÜBERSICHT ÜBER DIE ERFINDUNG
Im Allgemeinen haben Maschinen, wie z.B. eine Werkzeugmaschine, ein Roboter oder deren/dessen Steuervorrichtung gemeinsame Spannungen, die jeweils für sie eingestellt sind. Mit anderen Worten haben verschiedene Maschinen unterschiedliche gemeinsame Spannungen, und einige Maschinen haben z.B. eine gemeinsame Spannung von 0 [V], während andere Maschinen eine gemeinsame Spannung von 24 [V] haben. Um vielseitiger zu sein und eine Anpassung an mehrere gemeinsame Spannungen zu erlauben, hat eine Digitalsignal-Ausgabevorrichtung deshalb einen Schaltschalter, um wahlweise mehrerer Spannungen an den Ausgangsanschluss des Betriebsschalters über einen Widerstand (einen Pull-up-Widerstand oder einen Pull-down-Widerstand) anzulegen. Um digitale EIN- und AUS-Signale korrekt zu erzeugen, unabhängig davon, ob der Betriebsschalter für eine Maschine mit einer gemeinsamen Spannung von 0 [V] oder für eine Maschine mit einer gemeinsamen Spannung von 24 [V] vorgesehen ist, hat eine Digitalsignal-Ausgabevorrichtung beispielsweise einen Schaltschalter zur Auswahl einer Spannung von 24 [V] oder 0 [V]. Der Konstrukteur oder der Bediener einer Maschine, wie z.B. einer Werkzeugmaschine, eines Roboters oder deren/dessen Steuervorrichtung, setzt den Schaltschalter auf 24 [V], wenn die Maschine, für die der Betriebsschalter vorgesehen ist, eine gemeinsame Spannung von 0 [V] hat, und setzt den Schaltschalter auf 0 [V], wenn die Maschine, für die der Betriebsschalter vorgesehen ist, eine gemeinsame Spannung von 24 [V] hat. Wenn jedoch eine Anomalie bei dem Schaltschalter auftritt, z.B. ein mangelhafter Kontakt aufgrund von Rost oder Vorhandensein eines Fremdstoffs und eine Fehlausrichtung der Schaltpositionen aufgrund von Vibrationen der Maschine oder eines auf sie einwirkenden Stoßes, so ist es nicht mehr möglich über einen Widerstand eine sich von der gemeinsamen Spannung unterscheidende Spannung an den Ausgangsanschluss des Betriebsschalters anzulegen. Die Folge ist eine Fehlfunktion der Digitalsignal-Ausgabevorrichtung, die dann digitale EIN- und AUS-Signale nicht mehr korrekt erzeugt. Wenn eine Anomalie im Schaltschalter in der Spannungsschalteinheit auftritt, so kann es ein, dass die Werkzeugmaschine oder der Roboter eine Bewegung ausführen, die sich von deren/dessen normalen Bewegung unterscheidet und gefährlich ist. Daher besteht der Wunsch nach einer Sicherheitstechnik, die eine Gefahr im Zusammenhang mit einer Maschine verhindert, für die ein Betriebsschalter vorgesehen ist, wenn eine Anomalie in einer Digitalsignal-Ausgabevorrichtung auftritt, die digitale Signale in Übereinstimmung mit dem Betriebsschalter ausgibt.
Nach einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung weist eine Digitalsignal-Ausgabevorrichtung Folgendes auf: einen Betriebsschalter mit Kontakten, einem ersten Anschluss, an dem eine erste Spannung anliegt, und einem zweiten Anschluss, von dem die erste Spannung ausgegeben wird, wenn die Kontakte geschlossen sind; eine Spannungsschalteinheit, die dazu ausgebildet ist, aus einer Mehrzahl von konstanten Spannungen, eine sich von der ersten Spannung unterscheidende zweite Spannung auszuwählen, und die die zweite Spannung ausgibt; eine Spannungsbestimmungseinheit, die dazu ausgebildet ist, in einem angegebenen Zyklus festzustellen, ob sich eine von der Spannungsschalteinheit ausgegebene Spannung gegenüber der zweiten Spannung geändert hat oder nicht; und eine Digitalsignal-Erzeugungseinheit, die dazu ausgebildet ist, wenn die Spannungsbestimmungseinheit feststellt, dass die von der Spannungsschalteinheit ausgegebene Spannung sich gegenüber der zweiten Spannung nicht geändert hat, in jedem Zyklus ein digitales Signal zu erzeugen, das einen ersten Zustand anzeigt, wenn die erste Spannung von dem zweiten Anschluss ausgegeben wird, und ein digitales Signal zu erzeugen, das einen zweiten sich vom ersten Zustand unterscheidenden Zustand anzeigt, wenn die erste Spannung nicht von dem zweiten Anschluss ausgegeben wird.
Figurenliste
Die vorliegende Erfindung wird mit Bezug auf die folgenden beiliegenden Zeichnungen leichter verständlich:

1 ist eine schematische Darstellung, die eine Konfiguration einer Digitalsignal-Ausgabevorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt;
2 ist eine schematische Darstellung, die eine Konfiguration der Digitalsignal-Ausgabevorrichtung nach einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt, angewendet auf einen Fall, in dem die gemeinsame Spannung 0 [V] beträgt;
3 ist eine schematische Darstellung, die einen Fall darstellt, in dem eine Anomalie in der Spannungsschalteinheit in der Digitalsignal-Ausgabevorrichtung nach 2 auftritt;
4A ist eine schematische Darstellung, die die Beziehung zwischen dem offenen und dem geschlossenen Zustand des Betriebsschalters und den von der Digitalsignal-Erzeugungseinheit in der Digitalsignal-Ausgabevorrichtung nach 2 ausgegebenen digitalen Signalen darstellt, wobei keine Anomalie im Schaltschalter in der Spannungsschalteinheit vorliegt;
4B ist eine schematische Darstellung, die die Beziehung zwischen dem offenen und dem geschlossenen Zustand des Betriebsschalters und den von der Digitalsignal-Erzeugungseinheit in der Digitalsignal-Ausgabevorrichtung nach 2 ausgegebenen digitalen Signalen darstellt, wobei eine Anomalie im Schaltschalter in der Spannungsschalteinheit vorliegt;
5A ist eine schematische Darstellung, die eine Konfiguration einer herkömmlichen Digitalsignal-Ausgabevorrichtung darstellt, angewendet auf einen Fall, in dem die gemeinsame Spannung 0 [V] beträgt und keine Anomalie im Schaltschalter in der Spannungsschalteinheit vorliegt;
5B ist eine schematische Darstellung, die eine Konfiguration einer herkömmlichen Digitalsignal-Ausgabevorrichtung darstellt, angewendet auf einen Fall, in dem die gemeinsame Spannung 0 [V] beträgt und eine Anomalie im Schaltschalter in der Spannungsschalteinheit vorliegt;
6A ist eine schematische Darstellung, die die Beziehung zwischen dem offenen und dem geschlossenen Zustand des Betriebsschalters und den digitalen Signalen, die von der Digitalsignal-Erzeugungseinheit in der herkömmlichen Digitalsignal-Ausgabevorrichtung nach 5A und 5B ausgegeben werden, darstellt, wobei im Schaltschalter in der Spannungsschalteinheit keine Anomalie vorliegt;
6B ist eine schematische Darstellung, die die Beziehung zwischen dem offenen und dem geschlossenen Zustand des Betriebsschalters und den digitalen Signalen, die von der Digitalsignal-Erzeugungseinheit in der herkömmlichen Digitalsignal-Ausgabevorrichtung nach 5A und 5B ausgegeben werden, darstellt, wobei im Schaltschalter in der Spannungsschalteinheit eine Anomalie vorliegt;
7 ist eine schematische Darstellung, die eine Konfiguration der Digitalsignal-Ausgabevorrichtung nach einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt, angewendet auf einen Fall, in dem die gemeinsame Spannung 24 [V] beträgt;
8 ist eine schematische Darstellung, die einen Fall darstellt, in dem eine Anomalie in der Spannungsschalteinheit in der Digitalsignal-Ausgabevorrichtung nach 7 auftritt;
9A ist eine schematische Darstellung, die die Beziehung zwischen dem offenen und dem geschlossenen Zustand des Betriebsschalters und den von der Digitalsignal-Erzeugungseinheit in der Digitalsignal-Ausgabevorrichtung nach 7 ausgegebenen digitalen Signalen darstellt, wobei keine Anomalie im Schaltschalter in der Spannungsschalteinheit vorliegt;
9B ist eine schematische Darstellung, die die Beziehung zwischen dem offenen und dem geschlossenen Zustand des Betriebsschalters und den von der Digitalsignal-Erzeugungseinheit in der Digitalsignal-Ausgabevorrichtung nach 7 ausgegebenen digitalen Signalen darstellt, wobei eine Anomalie im Schaltschalter in der Spannungsschalteinheit vorliegt;
10A ist eine schematische Darstellung zum Beschreiben des Timings der Signalverarbeitung in der Digitalsignal-Ausgabevorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, wobei keine Anomalie im Schaltschalter in der Spannungsschalteinheit vorliegt;
10B ist eine schematische Darstellung zum Beschreiben des Timings der Signalverarbeitung in der Digitalsignal-Ausgabevorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, wobei eine Anomalie im Schaltschalter in der Spannungsschalteinheit vorliegt;
11 ist eine schematische Darstellung, die eine Konfiguration einer Digitalsignal-Ausgabevorrichtung gemäß einem ersten Aspekt einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt;
12 ist eine schematische Darstellung zum Beschreiben des Timings der Signalverarbeitung des digitalen Signalausgabegeräts gemäß dem ersten Aspekt und dem zweiten Aspekt der weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung; und
13 ist eine schematische Darstellung, die eine Konfiguration einer Digitalsignal-Ausgabevorrichtung gemäß einem dritten Aspekt der weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Im Folgenden wird eine Digitalsignal-Ausgabevorrichtung, die digitale Signale gemäß einem Betriebsschalter ausgibt, unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Zum leichteren Verständnis variieren die Maßstäbe der Zeichnungen je nach Bedarf. Die in den Zeichnungen dargestellten Elemente sind Beispiele für Ausführungsformen und können andere Formen als die dargestellten Ausführungsformen annehmen.
Zunächst wird eine Konfiguration einer Digitalsignal-Ausgabevorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung beschrieben. 1 ist eine schematische Darstellung, die eine Konfiguration einer Digitalsignal-Ausgabevorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
Die Digitalsignal-Ausgabevorrichtung 1 weist einen Betriebsschalter 11 auf, eine Spannungsschalteinheit 12, eine Spannungsbestimmungseinheit 13 und eine Digitalsignal-Erzeugungseinheit 14.
Das einen ersten Zustand anzeigende digitale Signal und das einen zweiten Zustand anzeigende digitale Signal, die nachfolgend beschrieben werden, sind digitale EIN- und AUS-Signale. Mit anderen Worten ist von dem den ersten Zustand anzeigenden digitalen Signal und dem den zweiten Zustand anzeigenden digitalen Signal eines ein EIN-Signal (hoch oder 1) und das andere ein AUS-Signal (niedrig oder 0). Vorzugsweise ist das den ersten Zustand anzeigende digitale Signal ein EIN-Signal (hoch oder 1) und das den zweiten Zustand anzeigende digitale Signal ein AUS-Signal (niedrig oder 0).
Der Betriebsschalter 11 weist einen ersten Anschluss 21-1 und einen zweiten Anschluss 21-2 auf. Der Betriebsschalter 11 ist beispielsweise ein mechanischer Schalter. Der erste Anschluss ist ein gemeinsamer Anschluss und eine gemeinsame Spannung, die eine erste Spannung ist und an dem ersten Anschluss anliegt. Der zweite Anschluss ist mit der Digitalsignal-Erzeugungseinheit 14 verbunden. Wenn die Kontakte durch einen Bediener, der den Betriebsschalter 11 betätigt, geschlossen werden, so wird ein leitfähiger Pfad zwischen dem ersten Anschluss 21-1 und dem zweiten Anschluss 21-2 gebildet, und die gemeinsame Spannung, die die erste Spannung ist, wird von dem zweiten Anschluss 21-2 ausgegeben.
Die Spannungsschalteinheit 12 hat eine Spannungsauswahlfunktion zum Auswählen einer sich von der ersten Spannung unterscheidenden zweiten Spannung aus den konstanten Spannungen und zum Ausgeben der zweiten Spannung. Die Spannungsschalteinheit 12 weist eine Mehrzahl von Eingangsanschlüssen 31-1, 31-2, ..., 31-n auf (wobei n eine natürliche Zahl ist), einen Ausgangsanschluss 32 und einen Schaltschalter 33.
Konstante Spannungen V₁, V₂, ..., V_n, die sich voneinander unterscheiden, liegen jeweils an den Eingangsanschlüssen 31-1, 31-2, ..., 31-n an. Die konstanten Spannungen V₁, V₂, ..., V_n enthalten einen Kandidaten für eine zweite Spannung, die sich von der gemeinsamen Spannung unterscheidet, welche die erste Spannung ist.
Der Schaltschalter 33 schaltet wahlweise zwischen der Mehrzahl von Eingangsanschlüssen 31-1, 31-2, ..., 31-n um, um eine elektrische Verbindung mit dem Ausgangsanschluss 32 herzustellen. Wenn der Bediener den Schaltschalter 33 betätigt, wird einer der Mehrzahl von Eingangsanschlüssen 31-1, 31-2, ..., 31-n zur elektrischen Verbindung mit dem Ausgangsanschluss 32 ausgewählt, und eine an dem ausgewählten Eingangsanschluss anliegende konstante Spannung wird dadurch von dem Ausgangsanschluss 32 ausgegeben. Wie oben beschrieben, weisen die konstanten Spannungen V₁, V₂, ..., V_n, die an den Eingangsanschlüssen 31-1, 31-2, ..., 31-n anliegen, einen Kandidaten für eine zweite Spannung auf, die sich von der die erste Spannung darstellenden gemeinsamen Spannung unterscheidet. Da eine sich von der gemeinsamen Spannung unterscheidende zweite Spannung vorzugsweise vom Ausgangsanschluss 32 ausgegeben werde soll, wird ein Eingangsanschluss, an dem eine zweite Spannung anliegt, ausgewählt, um mit dem Ausgangsanschluss 32 verbunden zu werden.
Die Spannungsbestimmungseinheit 13 überwacht regelmäßig die vom Ausgangsanschluss 32 der Spannungsschalteinheit 12 ausgegebene Spannung. Die Spannungsbestimmungseinheit 13 überwacht die Spannung in einem Zyklus von beispielsweise mehreren Millisekunden. Die Spannungsbestimmungseinheit 13 bestimmt, ob sich die vom Ausgangsanschluss 32 der Spannungsschalteinheit 12 ausgegebene Spannung in einem solchen Zyklus gegenüber der zweiten Spannung geändert hat oder nicht. Das Ergebnis der Bestimmung durch die Spannungsbestimmungseinheit 13 wird der digitalen Signalerzeugungseinheit 14 mitgeteilt.
Wie oben beschrieben, wird im Schaltschalter 33 in der Spannungsschalteinheit 12 ein Eingangsanschluss, an dem eine zweite, von der gemeinsamen Spannung verschiedene Spannung anliegt, zur Verbindung mit dem Ausgangsanschluss 32 ausgewählt; wenn also keine Anomalie im Schaltschalter 33 vorliegt, so erkennt die Spannungsbestimmungseinheit 13 bei jedem Zyklus die von dem Ausgangsanschluss 32 der Spannungsschalteinheit 12 ausgegebene zweite Spannung. Wenn jedoch anschließend eine Anomalie bei dem Schaltschalter 33 in der Spannungsschalteinheit 12 auftritt, z.B. ein mangelhafter Kontakt aufgrund von Rost oder Vorhandensein eines Fremdstoffs und eine Fehlausrichtung der Schaltpositionen aufgrund von Vibrationen der Maschine oder eines auf sie einwirkenden Stoßes, so stoppt der Ausgangsanschluss 32 der Spannungsschalteinheit 12 die Ausgabe der zweiten Spannung in dem Moment, in dem die Anomalie auftritt. Mit anderen Worten, wenn die Spannungsbestimmungseinheit 13 in der von dem Ausgangsanschluss 32 der Spannungsschalteinheit 12 ausgegebenen Spannung eine Änderung gegenüber der zweiten Spannung feststellt, so deutet dies auf das Auftreten einer Anomalie im Schaltschalter 33 in der Spannungsschalteinheit 12 hin. Die Spannungsbestimmungseinheit 13 bestimmt bei jedem angegebenen Zyklus, ob sich die von dem Ausgangsanschluss 32 der Spannungsschalteinheit 12 ausgegebene Spannung gegenüber der zweiten Spannung geändert hat oder nicht, und teilt das Ergebnis der Bestimmung der Digitalsignal-Erzeugungseinheit 14 mit.
Die Digitalsignal-Erzeugungseinheit 14 erzeugt und gibt auf der Grundlage der vom zweiten Ausgang des Betriebsschalters 11 ausgegebenen Spannung und des Ergebnisses der Bestimmung durch die Spannungsbestimmungseinheit 13 entweder ein den ersten Zustand anzeigendes Digitalsignal oder ein den zweiten, sich vom ersten Zustand unterscheidenden Zustand anzeigendes Digitalsignal aus. Dies wird im Folgenden ausführlicher beschrieben. Die Prozesse des Erzeugens und Ausgebens eines Digitalsignals durch die Digitalsignal-Erzeugungseinheit 14 werden bei jedem angegebenen Zyklus ausgeführt.
In einem Fall, in dem die Spannungsbestimmungseinheit 13 festgestellt hat, dass sich die von dem Ausgangsanschluss 32 der Spannungsschalteinheit 12 ausgegebene Spannung gegenüber der zweiten Spannung nicht geändert hat, erzeugt und gibt die Digitalsignal-Erzeugungseinheit 14 ein den ersten Zustand anzeigendes digitales Signal aus, wenn die gemeinsame Spannung (erste Spannung) von dem zweiten Ausgang 21-2 des Betriebsschalters 11 ausgegeben wird. In diesem Fall liegt keine Anomalie im Schaltschalter 33 vor, da sich die vom Ausgangsanschluss 32 der Spannungsschalteinheit 12 ausgegebene Spannung gegenüber der zweiten Spannung nicht geändert hat und außerdem die Kontakte des Betriebsschalters 11 geschlossen sind, wodurch ein leitfähiger Pfad zwischen dem ersten Anschluss 21-1 und dem zweiten Anschluss 21-2 gebildet wird, und die die erste Spannung darstellende, gemeinsame Spannung, die am ersten Anschluss 21-1 anliegt, vom zweiten Anschluss 21-2 ausgegeben wird. Wenn also in dem Schaltschalter 33 in der Spannungsschalteinheit 12 keine Anomalie vorliegt, gibt die Digitalsignal-Ausgabevorrichtung 1 ein digitales Signal aus, das den ersten Zustand entsprechend dem geschlossenen Zustand der Kontakte des Betriebsschalters 11 anzeigt. Da die Prozesse des Erzeugens und Ausgebens der digitalen Signale durch die Digitalsignal-Erzeugungseinheit 14 bei jedem angegebenen Zyklus ausgeführt werden, gibt die Digitalsignal-Ausgabevorrichtung 1 weiterhin ein digitales Signal aus, das den ersten Zustand anzeigt, wenn die Kontakte des Betriebsschalters 11 geschlossen bleiben, solange keine Anomalie im Schaltschalter 33 in der Spannungsschalteinheit 12 vorliegt.
In einem Fall, in dem die Spannungsbestimmungseinheit 13 festgestellt hat, dass sich die von dem Ausgangsanschluss 32 der Spannungsschalteinheit 12 ausgegebene Spannung gegenüber der zweiten Spannung nicht geändert hat, erzeugt und gibt die Digitalsignal-Erzeugungseinheit 14 ein den zweiten Zustand anzeigendes digitales Signal aus, wenn die gemeinsame Spannung (erste Spannung) nicht vom zweiten Ausgang 21-2 des Betriebsschalters 11 ausgegeben wird. In diesem Fall liegt keine Anomalie im Schaltschalter 33 vor, da sich die vom Ausgangsanschluss 32 der Spannungsschalteinheit 12 ausgegebene Spannung gegenüber der zweiten Spannung nicht geändert hat und außerdem die Kontakte des Betriebsschalters 11 offen sind, wodurch kein leitfähiger Pfad zwischen dem ersten Anschluss 21-1 und dem zweiten Anschluss 21-2 gebildet wird, und die die erste Spannung darstellende gemeinsame Spannung, die am ersten Anschluss 21-1 anliegt, nicht vom zweiten Anschluss 21-2 ausgegeben wird. Wenn also im Schaltschalter 33 in der Spannungsschalteinheit 12 keine Anomalie vorliegt, so gibt die Digitalsignal-Ausgabevorrichtung 1 ein digitales Signal aus, das den zweiten Zustand entsprechend dem offenen Zustand der Kontakte des Betriebsschalters 11 anzeigt. Da die Prozesse des Erzeugens und Ausgebens der Digitalsignale durch die Digitalsignal-Erzeugungseinheit 14 bei jedem angegebenen Zyklus ausgeführt werden, gibt die Digitalsignal-Ausgabevorrichtung 1 weiterhin ein den zweiten Zustand anzeigendes digitales Signal aus, wenn die Kontakte des Betriebsschalters 11 offen bleiben, solange keine Anomalie im Schaltschalter 33 in der Spannungsschalteinheit 12 vorliegt.
In einem Fall, in dem die Spannungsbestimmungseinheit 13 festgestellt hat, dass sich die von dem Ausgangsanschluss 32 der Spannungsschalteinheit 12 ausgegebene Spannung gegenüber der zweiten Spannung geändert hat, erzeugt und gibt die Digitalsignal-Erzeugungseinheit 14 ein den zweiten Zustand anzeigendes digitales Signal aus. In diesem Fall zeigt die Änderung der von dem Ausgangsanschluss 32 der Spannungsschalteinheit 12 ausgegebenen Spannung gegenüber der zweiten Spannung das Auftreten einer Anomalie im Schaltschalter 33 zum Zeitpunkt der Änderung an. Wenn also im Schaltschalter 33 in der Spannungsschalteinheit 12 eine Anomalie aufgetreten ist, so gibt die Digitalsignal-Ausgabevorrichtung 1 ein digitales Signal aus, das den zweiten Zustand anzeigt, unabhängig davon, ob die Kontakte des Betriebsschalters 11 offen oder geschlossen sind. Da die Prozesse des Erzeugens und Ausgebens der digitalen Signale durch die Digitalsignal-Erzeugungseinheit 14 bei jedem angegebenen Zyklus ausgeführt werden, gibt die Digitalsignal-Ausgabevorrichtung 1, wenn anschließend eine Anomalie im Schaltschalter 33 in der Spannungsschalteinheit 12 aufgetreten ist, weiterhin ein digitales Signal aus, das den zweiten Zustand vom Zeitpunkt des Auftretens der Anomalie an anzeigt.
So gibt nach der vorliegenden Ausführungsform die Digitalsignal-Ausgabevorrichtung 1, wenn im Schaltschalter 33 in der Spannungsschalteinheit 12 keine Anomalie vorliegt, ein digitales Signal aus, das den ersten Zustand entsprechend dem geschlossenen Zustand der Kontakte des Betriebsschalters 11 anzeigt, und gibt ein digitales Signal aus, das den zweiten Zustand entsprechend dem offenen Zustand der Kontakte des Betriebsschalters 11 anzeigt. Ferner gibt die Digitalsignal-Ausgabevorrichtung 1 ein den zweiten Zustand anzeigendes digitales Signal aus, wenn eine Anomalie im Schaltschalter 33 in der Spannungsschalteinheit 12 aufgetreten ist.
Die Digitalsignal-Ausgabevorrichtung 1 ist dazu ausgebildet, ein den zweiten Zustand anzeigendes digitales Signal auszugeben, wenn im Schaltschalter 33 in der Spannungsschalteinheit 12 eine Anomalie aufgetreten ist, wie in einem Fall, in dem keine Anomalie im Schaltschalter 33 in der Spannungsschalteinheit 12 vorliegt und die Kontakte des Betriebsschalters 11 offen sind, aus dem anschließend folgenden Grund. Im Allgemeinen wird ein Betriebsschalter betätigt, um die Kontakte zu schließen, wenn die Werkzeugmaschine oder der Roboter, für die der Betriebsschalter vorgesehen ist, eine Bewegung ausführen soll, und wenn der Betriebsschalter nicht betätigt wird und die Kontakte offen sind, bleibt die Werkzeugmaschine oder der Roboter inaktiv. Daher gibt die Digitalsignal-Ausgabevorrichtung 1 nach der vorliegenden Ausführungsform ein den zweiten Zustand anzeigendes digitales Signal aus, wenn eine Anomalie im Schaltschalter 33 in der Spannungsschalteinheit 12 aufgetreten ist, wie in einem Fall, in dem die Kontakte des Betriebsschalters 11 offen sind, um die Werkzeugmaschine oder den Roboter anzuhalten, wie in einem Fall, in dem der Betriebsschalter 11 nicht betätigt wird und die Kontakte offen sind. Auf diese Weise wird eine von der Maschine, für die der Betriebsschalter 11 vorgesehen ist, ausgehende Gefahr selbst dann verhindert, wenn eine Anomalie im Schaltschalter 33 in der Spannungsschalteinheit 12 auftritt.
Als nächstes werden einige Anwendungsbeispiele für die Digitalsignal-Ausgabevorrichtung 1 nach der vorliegenden Ausführungsform aufgezählt. Als Beispiele werden hier der Fall mit einer gemeinsamen Spannung von 0 [V] und der Fall mit einer gemeinsamen Spannung von 24 [V] beschrieben, aber die dargestellten Werte der gemeinsamen Spannung dienen nur zur Veranschaulichung und die gemeinsame Spannung kann andere Werte annehmen. Ferner ist in den nachstehend beschriebenen Beispielen das den ersten Zustand anzeigende digitale Signal ein EIN-Signal (hoch oder 1) und das den zweiten Zustand anzeigende digitale Signal ein AUS-Signal (niedrig oder 0), nur als Beispiel. Die nachstehende Beschreibung gilt auch dann, wenn das den ersten Zustand anzeigende digitale Signal ein AUS-Signal (niedrig oder 0) und das den zweiten Zustand anzeigende digitale Signal ein EIN-Signal (hoch oder 1) ist.
2 ist eine schematische Darstellung, die eine Konfiguration der Digitalsignal-Ausgabevorrichtung nach einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt, angewendet auf einen Fall, in dem die gemeinsame Spannung 0 [V] beträgt. 3 ist eine schematische Darstellung, die einen Fall darstellt, in dem eine Anomalie in der Spannungsschalteinheit in der Digitalsignal-Ausgabevorrichtung nach 2 auftritt. 4A ist eine schematische Darstellung, die die Beziehung zwischen dem offenen und dem geschlossenen Zustand des Betriebsschalters und den von der Digitalsignal-Erzeugungseinheit in der Digitalsignal-Ausgabevorrichtung nach 2 ausgegebenen digitalen Signalen darstellt, wobei keine Anomalie im Schaltschalter in der Spannungsschalteinheit vorliegt. 4B ist eine schematische Darstellung, die die Beziehung zwischen dem offenen und dem geschlossenen Zustand des Betriebsschalters und den von der Digitalsignal-Erzeugungseinheit in der Digitalsignal-Ausgabevorrichtung nach 2 ausgegebenen digitalen Signalen darstellt, wobei eine Anomalie im Schaltschalter in der Spannungsschalteinheit vorliegt.
Bei dem in 2 und 3 dargestellten Beispiel hat die Digitalsignal-Ausgabevorrichtung 1 beispielsweise eine Konfiguration, bei der Spannungen von z.B. 24 [V] bzw. 0 [V] an den jeweiligen Eingangsanschlüssen 31-1 und 31-2 der Spannungsschalteinheit 12 anliegen, um vielseitiger zu sein und eine Anpassung an mehrere gemeinsame Spannungen zu ermöglichen. Die gemeinsame Spannung von 0 [V] liegt an dem ersten Anschluss 21-1 des Betriebsschalters 11 an, der der gemeinsame Anschluss ist. Daher betätigt der Bediener den Schaltschalter 33, um den Eingangsanschluss 31-1 zur Verbindung mit dem Ausgangsanschluss 32 auszuwählen, so dass eine sich von der gemeinsamen Spannung unterscheidende Spannung von 24 [V] vom Ausgangsanschluss 32 der Spannungsschalteinheit 12 ausgegeben werden kann. Dadurch wird eine Spannung von 24 [V] vom Ausgangsanschluss 32 der Spannungsschalteinheit 12 ausgegeben.
Der zweite Anschluss 21-2 des Betriebsschalters 11 ist über den Punkt P₁ mit der Digitalsignal-Erzeugungseinheit 14 verbunden. Ein Widerstand 42 ist mit dem Punkt P₁ verbunden, während das dem Punkt P₁ gegenüberliegende Ende des Widerstandes 42 geerdet ist. Der Ausgangsanschluss 32 der Spannungsschalteinheit 12 ist über den Punkt P₂ mit einem Widerstand 41 verbunden. Das dem Punkt P₂ gegenüberliegende Ende des Widerstandes 41 ist mit dem Punkt P₁ verbunden. Des Weiteren sind ein Widerstand 43 und die Spannungsbestimmungseinheit 13 mit dem Punkt P₂ verbunden. Das dem Punkt P₂ gegenüberliegende Ende des Widerstandes 43 ist geerdet. Für den Widerstand 41 wird hier ein Widerstand von R₁ [Ω], für den Widerstand 42 ein Widerstand von R₂ [Ω] und für den Widerstand 43 ein Widerstand von R₃ [Ω] angenommen.
Wie in 2 und 4A dargestellt, verbindet, wenn keine Anomalie im Schaltschalter 33 in der Spannungsschalteinheit 12 vorliegt, der Schaltschalter 33 den Ausgangsanschluss 32 elektrisch mit dem Eingangsanschluss 31-1, und eine sich von der gemeinsamen Spannung (ersten Spannung) unterscheidende zweite Spannung von 24 [V] wird vom Ausgangsanschluss 32 der Spannungsschalteinheit 12 ausgegeben. Die Spannungsbestimmungseinheit 13, die die von dem Ausgangsanschluss 32 der Spannungsschalteinheit 12 ausgegebene Spannung regelmäßig überwacht, erkennt weiterhin eine Spannung von 24 [V] unabhängig davon, ob der Betriebsschalter 11 offen oder geschlossen ist, und stellt fest, dass die von dem Ausgangsanschluss 32 der Spannungsschalteinheit 12 ausgegebene Spannung nach wie vor bei 24 [V] liegt.
Wie in 2 und 4A dargestellt, wird, wenn keine Anomalie im Schaltschalter 33 in der Spannungsschalteinheit 12 vorliegt und die Kontakte des Betriebsschalters 11 geschlossen sind, ein leitfähiger Pfad zwischen dem ersten Anschluss 21-1 und dem zweiten Anschluss 21-2 gebildet, und eine Spannung von 0 [V], die die an dem ersten Anschluss 21-1 anliegende gemeinsame Spannung (erste Spannung) ist, vom zweiten Anschluss 21-2 ausgegeben. Infolgedessen erzeugt und gibt die Digitalsignal-Erzeugungseinheit 14 ein EIN-Signal aus, bei dem es sich um ein den ersten Zustand anzeigendes digitales Signal handelt. Des Weiteren wird, wie in 2 und 4A dargestellt, zwischen dem ersten Anschluss 21-1 und dem zweiten Anschluss 21-2 kein leitfähiger Pfad gebildet, wenn im Schaltschalter 33 in der Spannungsschalteinheit 12 keine Anomalie vorliegt und die Kontakte des Betriebsschalters 11 offen sind. Da vom Ausgangsanschluss der Spannungsschalteinheit 12 eine Spannung von 24 [V] ausgegeben wird, erscheint am Punkt P₁ eine Spannung von 24 × R₂/(R₁ + R₂) [V], und diese Spannung wird in die Digitalsignal-Erzeugungseinheit 14 eingegeben. Diese Spannung von 24 × R₂/(R₁ + R₂) [V] unterscheidet sich von der gemeinsamen Spannung von 0 [V]. Infolgedessen erzeugt und gibt die Digitalsignal-Erzeugungseinheit 14 ein AUS-Signal aus, bei dem es sich um ein den zweiten Zustand anzeigendes digitales Signal handelt.
Wie in 3 und 4B dargestellt, ist, wenn eine Anomalie im Schaltschalter 33 in der Spannungsschalteinheit 12 auftritt, der Ausgangsanschluss 32 nicht elektrisch mit dem Eingangsanschluss 31-1 verbunden. Daher wird vom Ausgangsanschluss 32 der Spannungsschalteinheit 12 ab dem Zeitpunkt des Auftretens der Anomalie keine zweite Spannung von 24 [V] ausgegeben, und eine Spannung von 0 [V], die die Spannung auf der geerdeten Seite des Widerstandes 42 ist, erscheint am Punkt P₂ . Die Spannungsbestimmungseinheit 13, die regelmäßig die vom Ausgangsanschluss 32 der Spannungsschalteinheit 12 ausgegebene Spannung überwacht, erkennt eine Spannung von 0 [V] anstelle von 24 [V] ab dem Zeitpunkt des Auftretens der Anomalie, unabhängig davon, ob der Betriebsschalter 11 offen oder geschlossen ist. Deshalb stellt die Spannungsbestimmungseinheit 13 fest, dass sich die vom Ausgangsanschluss 32 der Spannungsschalteinheit 12 ausgegebene Spannung von 24 [V] auf 0 [V] geändert hat. Infolgedessen gibt die Digitalsignal-Ausgabevorrichtung 1 ein AUS-Signal aus, bei dem es sich um ein den zweiten Zustand anzeigendes digitales Signal handelt, unabhängig davon, ob die Kontakte des Betriebsschalters 11 offen oder geschlossen sind. Zu beachten ist, dass, wenn eine Anomalie in dem Schaltschalter 33 in der Spannungsschalteinheit 12 auftritt, eine Spannung von 0 [V] in die Digitalsignal-Erzeugungseinheit 14 eingegeben wird, da am Punkt P₁ eine Spannung von 0 [V] auftritt, die die Spannung auf der geerdeten Seite des Widerstands 42 ist, aber dass das Eingeben der Spannung von 0 [V] in die Digitalsignal-Erzeugungseinheit 14 die Digitalsignal-Ausgabevorrichtung 1 nicht besonders beeinflusst, da die Digitalsignal-Ausgabeeinrichtung 1 das AUS-Signal in erster Linie aufgrund des Feststellens einer Änderung von 24 [V] auf 0 [V] in der vom Ausgangsanschluss 32 der Spannungsschalteinheit 12 ausgegebenen Spannung ausgibt.
5A ist eine schematische Darstellung, die eine Konfiguration einer herkömmlichen Digitalsignal-Ausgabevorrichtung darstellt, angewendet auf einen Fall, in dem die gemeinsame Spannung 0 [V] beträgt und keine Anomalie im Schaltschalter in der Spannungsschalteinheit vorliegt. 5B ist eine schematische Darstellung, die eine Konfiguration einer herkömmlichen Digitalsignal-Ausgabevorrichtung darstellt, angewendet auf einen Fall, in dem die gemeinsame Spannung 0 [V] beträgt und eine Anomalie im Schaltschalter in der Spannungsschalteinheit vorliegt. 6A ist eine schematische Darstellung, die die Beziehung zwischen dem offenen und dem geschlossenen Zustand des Betriebsschalters und den digitalen Signalen, die von der Digitalsignal-Erzeugungseinheit in der herkömmlichen Digitalsignal-Ausgabevorrichtung nach 5A und 5B ausgegeben werden, darstellt, wobei im Schaltschalter in der Spannungsschalteinheit keine Anomalie vorliegt. 6B ist eine schematische Darstellung, die die Beziehung zwischen dem offenen und dem geschlossenen Zustand des Betriebsschalters und den digitalen Signalen, die von der Digitalsignal-Erzeugungseinheit in der herkömmlichen Digitalsignal-Ausgabevorrichtung nach 5A und 5B ausgegeben werden, darstellt, wobei im Schaltschalter in der Spannungsschalteinheit eine Anomalie vorliegt.
In einer herkömmlichen Digitalsignal-Ausgabevorrichtung 101 liegt die gemeinsame Spannung von 0 [V] an dem ersten Anschluss 121-1 an, der der gemeinsame Ausgang des Betriebsschalters 111 ist. Daher betätigt der Bediener den Schaltschalter 133, um den Eingangsanschluss 131-1 zur Verbindung mit dem Ausgangsanschluss 132 auszuwählen, so dass eine sich von der gemeinsamen Spannung unterscheidende Spannung von 24 [V] vom Ausgangsanschluss 132 der Spannungsschalteinheit 112 ausgegeben werden kann. Dadurch wird eine Spannung von 24 [V] vom Ausgangsanschluss 132 der Spannungsschalteinheit 112 ausgegeben.
Der zweite Anschluss 121-2 des Betriebsschalters 111 ist über den Punkt P₁ mit der Digitalsignal-Erzeugungseinheit 114 verbunden. Ein Widerstand 142 ist mit dem Punkt P₁ verbunden, während das dem Punkt P₁ gegenüberliegende Ende des Widerstandes 142 geerdet ist. Der Ausgangsanschluss 132 der Spannungsschalteinheit 112 ist mit einem Widerstand 141 verbunden und der Widerstand 141 ist ferner mit dem Punkt P₁ verbunden. Für den Widerstand 141 wird hier ein Widerstand von R₁ [Ω] und für den Widerstand 142 ein Widerstand von R₂ [Ω] angenommen. Wie in den 5A und 6A dargestellt, verbindet, wenn keine Anomalie im Schaltschalter 133 in der Spannungsschalteinheit 112 vorliegt, der Schaltschalter 133 den Ausgangsanschluss 132 elektrisch mit dem Eingangsanschluss 131-1, und eine sich von der gemeinsamen Spannung (ersten Spannung) unterscheidende zweite Spannung von 24 [V] wird vom Ausgangsanschluss 132 der Spannungsschalteinheit 112 ausgegeben.
Wie in 5A und 6A dargestellt, wird wenn keine Anomalie im Schaltschalter 133 in der Spannungsschalteinheit 112 vorliegt und die Kontakte des Betriebsschalters 111 geschlossen sind, ein leitfähiger Pfad zwischen dem ersten Anschluss 121-1 und dem zweiten Anschluss 121-2 gebildet, und eine Spannung von 0 [V], die die an dem ersten Anschluss 121-1 anliegende gemeinsame Spannung (erste Spannung) ist, vom zweiten Anschluss 121-2 ausgegeben. Infolgedessen erzeugt und gibt die Digitalsignal-Erzeugungseinheit 114 ein EIN-Signal aus. Wenn die Kontakte des Betriebsschalters 111 offen sind, so wird zwischen dem ersten Anschluss 121-1 und dem zweiten Anschluss 121-2 kein leitfähiger Pfad gebildet. Da vom Ausgangsanschluss 132 der Spannungsschalteinheit 112 eine Spannung von 24 [V] ausgegeben wird, erscheint am Punkt P₁ eine Spannung von 24 × R₂/(R₁ + R₂) [V], und diese Spannung wird in die Digitalsignal-Erzeugungseinheit 14 eingegeben. Diese Spannung von 24 × R₂/(R₁ + R₂) [V] unterscheidet sich von der gemeinsamen Spannung von 0 [V]. Infolgedessen erzeugt und gibt die Digitalsignal-Erzeugungseinheit 14 ein AUS-Signal aus.
Wie in 5B und 6B dargestellt, ist, wenn eine Anomalie im Schaltschalter 133 in der Spannungsschalteinheit 112 auftritt, der Ausgangsanschluss 132 nicht elektrisch mit dem Eingangsanschluss 131-1 verbunden. Daher wird die Spannung von 24 [V] vom Ausgangsanschluss 132 der Spannungsschalteinheit 112 nicht ausgegeben, und eine Spannung von 0 [V], die die Spannung auf der geerdeten Seite des Widerstandes 142 ist, erscheint am Punkt P₁ . Diese Spannung von 0 [V], die am Punkt P₁ erscheint, entspricht der Spannung, die am Punkt P₁ erscheint, wenn keine Anomalie im Schaltschalter 133 in der Spannungsschalteinheit 112 vorliegt und die Kontakte des Betriebsschalters 111 geschlossen sind. Deshalb erzeugt und gibt die Digitalsignal-Ausgabevorrichtung 1 ein EIN-Signal aus, wenn eine Anomalie im Schaltschalter 133 in der Spannungsschalteinheit 112 auftritt, unabhängig davon, ob die Kontakte des Betriebsschalters 111 offen oder geschlossen sind. Mit anderen Worten ist die Spannung, die am Punkt P₁ erscheint, wenn eine Anomalie im Schaltschalter 133 in der Spannungsschalteinheit 112 auftritt, eine Spannung von 0 [V] anstelle der Spannung von 24 × R₂/(R₁ + R₂) [V], die erscheint, wenn die Kontakte des Betriebsschälters 111 offen sind. Obwohl also die Digitalsignal-Ausgabevorrichtung 1 im Normalzustand ein AUS-Signal gemäß der Spannung von 24 × R₂/(R₁ + R₂) [V] erzeugen würde, die am Punkt P₁ erschiene, gibt die Digitalsignal-Ausgabevorrichtung 1 letztendlich ein EIN-Signal gemäß den am Punkt P₁ erscheinenden 0 [V] aus.
Wie oben beschrieben, kommt es in einem Fall, in dem eine Anomalie im Schaltschalter 33 in der Spannungsschalteinheit 112 auftritt, zu einer Fehlfunktion der herkömmlichen Digitalsignal-Ausgabevorrichtung 101, da die Digitalsignal-Ausgabevorrichtung 101 ein invertiertes Signal ausgibt, d.h. ein EIN-Signal anstelle eines AUS-Signals, wenn die Kontakte des Betriebsschalters 111 offen sind. Wenn eine derartige Fehlfunktion der herkömmlichen Digitalsignal-Ausgabevorrichtung 101 auftritt, so kann die Werkzeugmaschine oder der Roboter, an der/dem die Digitalsignal-Ausgabevorrichtung 101 angebracht ist, eine Bewegung ausführen, die sich von der normalen Bewegung unterscheidet und gefährlich ist. Wenn der Betriebsschalter 111 betätigt wird, um die Kontakte zu schließen, führt die Werkzeugmaschine oder der Roboter im Allgemeinen eine Bewegung entsprechend dem EIN-Signal aus, das von der Digitalsignal-Ausgabevorrichtung 101 ausgegeben wird, und wenn der Betriebsschalter 111 nicht betätigt wird und die Kontakte offen sind, bleibt die Werkzeugmaschine oder der Roboter entsprechend dem von der Digitalsignal-Ausgabevorrichtung 101 ausgegebenen EIN-Signal in den meisten Fällen stationär. In einem Fall jedoch, in dem eine Anomalie im Schaltschalter 33 in der Spannungsschalteinheit 112 aufgetreten ist, gibt die herkömmliche Digitalsignal-Ausgabevorrichtung 101 ein EIN-Signal anstelle eines AUS-Signals aus, selbst wenn der Betriebsschalter 111 nicht betätigt ist und die Kontakte offen sind, wie oben beschrieben, und die Werkzeugmaschine oder der Roboter, der stationär bleiben sollte, führt eine Bewegung aus. Eine solche unbeabsichtigte Bewegung der Werkzeugmaschine oder des Roboters ist sehr gefährlich.
Im Gegensatz dazu gibt die Digitalsignal-Ausgabevorrichtung 1 nach der vorliegenden Ausführungsform ein den zweiten Zustand anzeigendes digitales Signal aus, in einem Fall, in dem eine Anomalie im Schaltschalter 33 in der Spannungsschalteinheit 12 aufgetreten ist, wie in einem Fall, in dem die Kontakte des Betriebsschalters 11 offen sind, um die Werkzeugmaschine oder den Roboter anzuhalten, wie in einem Fall, in dem der Betriebsschalter 11 nicht betätigt ist und die Kontakte offen sind. Auf diese Weise wird eine von der Maschine, für die der Betriebsschalter 11 vorgesehen ist, ausgehende Gefahr selbst dann verhindert, wenn eine Anomalie im Schaltschalter 33 in der Spannungsschalteinheit 12 auftritt.
7 ist eine schematische Darstellung, die eine Konfiguration der Digitalsignal-Ausgabevorrichtung nach einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt, angewendet auf einen Fall, in dem die gemeinsame Spannung 24 [V] beträgt. 8 ist eine schematische Darstellung, die einen Fall darstellt, in dem eine Anomalie in der Spannungsschalteinheit in der Digitalsignal-Ausgabevorrichtung nach 7 auftritt. 9A ist eine schematische Darstellung, die die Beziehung zwischen dem offenen und dem geschlossenen Zustand des Betriebsschalters und den von der Digitalsignal-Erzeugungseinheit in der Digitalsignal-Ausgabevorrichtung nach 7 ausgegebenen digitalen Signalen darstellt, wobei keine Anomalie im Schaltschalter in der Spannungsschalteinheit vorliegt. 9B ist eine schematische Darstellung, die die Beziehung zwischen dem offenen und dem geschlossenen Zustand des Betriebsschalters und den von der Digitalsignal-Erzeugungseinheit in der Digitalsignal-Ausgabevorrichtung nach 7 ausgegebenen digitalen Signalen darstellt, wobei eine Anomalie im Schaltschalter in der Spannungsschalteinheit vorliegt.
Bei dem in 7 und 8 dargestellten Beispiel hat die Digitalsignal-Ausgabevorrichtung 1 beispielsweise eine Konfiguration, bei der Spannungen von z.B. 24 [V] bzw. 0 [V] an den jeweiligen Eingangsanschlüssen 31-1 und 31-2 der Spannungsschalteinheit 12 anliegen, um vielseitiger zu sein und eine Anpassung an mehrere gemeinsame Spannungen zu ermöglichen. Die gemeinsame Spannung von 24 [V] liegt an dem ersten Anschluss 21-1 des Betriebsschalters 11 an, der der gemeinsame Anschluss ist. Daher betätigt der Bediener den Schaltschalter 33, um den Eingangsanschluss 31-2 zur Verbindung mit dem Ausgangsanschluss 32 auszuwählen, so dass eine sich von der gemeinsamen Spannung unterscheidende Spannung von 0 [V] vom Ausgangsanschluss 32 der Spannungsschalteinheit 12 ausgegeben werden kann. Dadurch wird eine Spannung von 0 [V] vom Ausgangsanschluss 32 der Spannungsschalteinheit 12 ausgegeben.
Der zweite Anschluss 21-2 des Betriebsschalters 11 ist über den Punkt P₁ mit der Digitalsignal-Erzeugungseinheit 14 verbunden. Ein Widerstand 42 ist mit dem Punkt P₁ verbunden, während das dem Punkt P₁ gegenüberliegende Ende des Widerstandes 42 geerdet ist. Der Ausgangsanschluss 32 der Spannungsschalteinheit 12 ist über den Punkt P₂ mit einem Widerstand 41 verbunden. Das dem Punkt P₂ gegenüberliegende Ende des Widerstandes 41 ist mit dem Punkt P1 verbunden. Des Weiteren sind ein Widerstand 43 und die Spannungsbestimmungseinheit 13 mit dem Punkt P₂ verbunden. Das dem Punkt P₂ gegenüberliegende Ende des Widerstandes 43 ist geerdet. Für den Widerstand 41 wird hier ein Widerstand von R₁ [Ω], für den Widerstand 42 ein Widerstand von R₂ [Ω] und für den Widerstand 43 ein Widerstand von R₃ [Ω] angenommen.
Wie in 7 und 9A dargestellt, verbindet, wenn keine Anomalie im Schaltschalter 33 in der Spannungsschalteinheit 12 vorliegt, der Schaltschalter 33 den Ausgangsanschluss 32 elektrisch mit dem Eingangsanschluss 31-2, und eine sich von der gemeinsamen Spannung (ersten Spannung) unterscheidende zweite Spannung von 0 [V] wird vom Ausgangsanschluss 32 der Spannungsschalteinheit 12 ausgegeben. Die Spannungsbestimmungseinheit 13, die die von dem Ausgangsanschluss 32 der Spannungsschalteinheit 12 ausgegebene Spannung regelmäßig überwacht, erkennt weiterhin eine Spannung von 24 [V], unabhängig davon, ob der Betriebsschalter 11 offen oder geschlossen ist, und stellt fest, dass die von dem Ausgangsanschluss 32 der Spannungsschalteinheit 12 ausgegebene Spannung nach wie vor bei 0 [V] liegt.
Wie in 7 und 9A dargestellt, wird, wenn keine Anomalie im Schaltschalter 33 in der Spannungsschalteinheit 12 vorliegt und die Kontakte des Betriebsschalters 11 geschlossen sind, ein leitfähiger Pfad zwischen dem ersten Anschluss 21-1 und dem zweiten Anschluss 21-2 gebildet, und eine Spannung von 24 [V], die die am ersten Anschluss 21-1 anliegende gemeinsame Spannung (erste Spannung) ist, vom zweiten Anschluss 21-2 ausgegeben. Infolgedessen erzeugt und gibt die Digitalsignal-Erzeugungseinheit 14 ein EIN-Signal aus, bei dem es sich um ein den ersten Zustand anzeigendes digitales Signal handelt. Des Weiteren wird, wie in 7 und 9A dargestellt, zwischen dem ersten Anschluss 21-1 und dem zweiten Anschluss 21-2 kein leitfähiger Pfad gebildet, wenn im Schaltschalter 33 in der Spannungsschalteinheit 12 keine Anomalie vorliegt und die Kontakte des Betriebsschalters 11 offen sind. Da vom Ausgangsanschluss der Spannungsschalteinheit 12 eine Spannung von 24 [V] ausgegeben wird, erscheint am Punkt P₁ eine Spannung von 0 [V], die die Spannung auf der geerdeten Seite des Widerstands 42 ist, und diese Spannung wird in die Digitalsignal-Erzeugungseinheit 14 eingegeben. Diese Spannung von 0 [V] unterscheidet sich von der gemeinsamen Spannung von 24 [V]. Infolgedessen erzeugt und gibt die Digitalsignal-Erzeugungseinheit 14 ein AUS-Signal aus, bei dem es sich um ein den zweiten Zustand anzeigendes digitales Signal handelt.
Wie in 8 und 9B dargestellt, ist, wenn eine Anomalie im Schaltschalter 33 in der Spannungsschalteinheit 12 auftritt, der Ausgangsanschluss 32 nicht elektrisch mit dem Eingangsanschluss 31-2 verbunden. Daher wird vom Ausgangsanschluss 32 der Spannungsschalteinheit 12 ab dem Zeitpunkt des Auftretens der Anomalie keine zweite Spannung von 0 [V] ausgegeben, und eine Spannung von 24 × R₃/ (R₁ + R₃) [V] erscheint am Punkt P₂ . Die Spannungsbestimmungseinheit 13, die regelmäßig die vom Ausgangsanschluss 32 der Spannungsschalteinheit 12 ausgegebene Spannung überwacht, erkennt eine Spannung von 24 × R₃/(R₁ + R₃) [V] anstelle von 0 [V] ab dem Zeitpunkt des Auftretens der Anomalie, unabhängig davon, ob der Betriebsschalter 11 offen oder geschlossen ist. Deshalb stellt die Spannungsbestimmungseinheit 13 fest, dass sich die vom Ausgangsanschluss 32 der Spannungsschalteinheit 12 ausgegebene Spannung von 0 [V] auf 24 × R₃/(R₁ + R₃) [V] geändert hat. Infolgedessen gibt die Digitalsignal-Ausgabevorrichtung 1 ein AUS-Signal aus, bei dem es sich um ein den zweiten Zustand anzeigendes digitales Signal handelt, unabhängig davon, ob die Kontakte des Betriebsschalters 11 offen oder geschlossen sind.
Als nächstes werden einige Aspekte der die Digitalsignal-Ausgabevorrichtung nach einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufgezählt.
10A ist eine schematische Darstellung zum Beschreiben des Timings der Signalverarbeitung in der Digitalsignal-Ausgabevorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, wobei keine Anomalie im Schaltschalter in der Spannungsschalteinheit vorliegt. 10B ist eine schematische Darstellung zum Beschreiben des Timings der Signalverarbeitung in der Digitalsignal-Ausgabevorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, wobei eine Anomalie im Schaltschalter in der Spannungsschalteinheit vorliegt. Unter Bezugnahme auf 10A und 10B wird die Digitalsignal-Ausgabevorrichtung 1 als Beispiel für den Fall der gemeinsamen Spannung von 0 [V] beschrieben, wie sie unter Bezugnahme auf 2, 3, 4A und 4B beschrieben wurde.
Wie in 10A dargestellt, wird, wenn keine Anomalie im Schaltschalter 33 in der Spannungsschalteinheit 12 vorliegt, eine sich von der gemeinsamen Spannung (ersten Spannung) unterscheidende zweite Spannung von 24 [V] vom Ausgangsanschluss 32 der Spannungsschalteinheit 12 ausgegeben. Die Spannungsbestimmungseinheit 13, die die von dem Ausgangsanschluss 32 der Spannungsschalteinheit 12 ausgegebene Spannung regelmäßig überwacht, erkennt weiterhin eine Spannung von 24 [V], unabhängig davon, ob der Betriebsschalter 11 offen oder geschlossen ist, und stellt fest, dass die von dem Ausgangsanschluss 32 der Spannungsschalteinheit 12 ausgegebene Spannung nach wie vor bei 24 [V] liegt. Wenn die Kontakte des Betriebsschalters 11 zum Zeitpunkt t₁ vom geschlossenen in den offenen Zustand geschaltet werden, so ändert sich die in die Digitalsignal-Erzeugungseinheit 14 eingegebene Spannung (die Spannung am Punkt P₁ von 2) von 0 [V] auf 24 × R₂/(R₁ + R₂) [V], und als Reaktion darauf schaltet die Digitalsignal-Erzeugungseinheit 14 die Ausgangssignale vom EIN-Signal auf das AUS-Signal um. Es wird hier angenommen, dass die Zeit, die die Digitalsignal-Erzeugungseinheit 14 benötigt, um die digitalen Ausgangssignale als Reaktion auf die ihr eingegebene Spannungsänderung umzuschalten, (t₂ - t₁) ist.
Es wird angenommen, dass, wie in 10B dargestellt ist, zum Zeitpunkt t₁ eine Anomalie im Schaltschalter 33 in der Spannungsschalteinheit 12 auftritt und dass die Kontakte des Betriebsschalters 11 im gleichen Moment vom geschlossenen in den offenen Zustand geschaltet haben. In einem solchen Fall wird ab dem Zeitpunkt t₁ keine zweite Spannung von 24 [V] vom Ausgangsanschluss 32 der Spannungsschalteinheit 12 ausgegeben, und eine Spannung von 0 [V], die die Spannung auf der geerdeten Seite des Widerstandes 42 ist, erscheint am Punkt P₂ . Die Spannungsbestimmungseinheit 13, die regelmäßig die vom Ausgangsanschluss 32 der Spannungsschalteinheit 12 ausgegebene Spannung überwacht, erkennt ab dem Zeitpunkt t₁ eine Spannung von 0 [V] anstelle von 24 [V]. In der Zwischenzeit bleibt die in die Digitalsignal-Erzeugungseinheit 14 eingegebene Spannung (die Spannung am Punkt P₁ von 2) auch ab dem Zeitpunkt t₁ auf 0 [V]. Somit schaltet die Digitalsignal-Erzeugungseinheit 14 die Ausgangssignale vom EIN-Signal auf das AUS-Signal um. Wie mit Bezug auf 10A beschrieben, beträgt die Zeit, die die Digitalsignal-Erzeugungseinheit 14 benötigt, um die digitalen Ausgangssignale als Reaktion auf die ihr eingegebene Spannungsänderung umzuschalten, (t₂-t₁), wobei die Digitalsignal-Erzeugungseinheit 14 das AUS-Signal nach dem Zeitpunkt t₂ ausgibt. Wie oben beschrieben, kann, wenn eine Anomalie im Schaltschalter 33 in der Spannungsschalteinheit 12 zur gleichen Zeit (zum Zeitpunkt t₁ von 10B) wie das Umschalten der Kontakte des Betriebsschalters 11 vom geschlossenen in den offenen Zustand auftritt, nicht unterschieden werden, ob das Umschalten vom EIN-Signal auf das AUS-Signal durch die Digitalsignal-Erzeugungseinheit 14 das Ergebnis des Auftretens einer Anomalie im Schaltschalter 33 oder des Umschaltens der Kontakte des Betriebsschalters 11 vom geschlossenen in den offenen Zustand ist. Außerdem ist es sicherer, ein AUS-Signal genau dann auszugeben, wenn eine Anomalie im Schaltschalter 33 in der Spannungsschalteinheit 12 auftritt. Bei einem ersten Aspekt und einem zweiten Aspekt einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, wird dem Ergebnis der Bestimmung durch die Spannungsbestimmungseinheit 13 bei der Erzeugungsverarbeitung durch die Digitalsignal-Erzeugungseinheit 14 in einer Periode des Verarbeitungszyklus der Spannungsbestimmungseinheit 13 und der Digitalsignal-Erzeugungseinheit 14 Vorrang gegeben. Im Folgenden werden einige beispielhafte Aspekte dieser Ausführungsform aufgezählt.
Beim ersten Aspekt nach einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist zwischen dem zweiten Anschluss 21-2 des Betriebsschalters 11 und der Digitalsignal-Erzeugungseinheit 14 eine Filterschaltung vorgesehen, um dem Ergebnis der Bestimmung durch die Spannungsbestimmungseinheit 13 bei der Erzeugungsverarbeitung durch die Digitalsignal-Erzeugungseinheit 14 Vorrang zu geben. 11 ist eine schematische Darstellung, die eine Konfiguration einer Digitalsignal-Ausgabevorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
Wie in 11 dargestellt, ist an einem Punkt P₃ in der der Digitalsignal-Erzeugungseinheit 14 vorangehenden Stufe eine Filterschaltung 15 vorgesehen. Wie oben beschrieben, werden der Bestimmungsprozess durch die Spannungsbestimmungseinheit 13 und der Erzeugungsprozess durch die Digitalsignal-Erzeugungseinheit 14 im gleichen Zyklus wiederholt ausgeführt. Aufgrund der Bereitstellung der Filterschaltung 15 liegt, in einer Periode des Verarbeitungszyklus der Spannungsbestimmungseinheit 13 und der Digitalsignal-Erzeugungseinheit 14, der Zeitpunkt, zu dem die Digitalsignal-Erzeugungseinheit 14 die Spannung am zweiten Anschluss 21-2 des Betriebsschalters 11 abgreift, später als der Zeitpunkt, zu dem die Spannungsbestimmungseinheit 13 die Spannung an dem Ausgangsanschluss 32 der Spannungsschalteinheit 12 abgreift.
Beim zweiten Aspekt nach einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird, in einer Periode des Verarbeitungszyklus der Spannungsbestimmungseinheit 13 und der Digitalsignal-Erzeugungseinheit 14, der Zeitpunkt, zu dem die Spannungsbestimmungseinheit 13 die vom Ausgangsanschluss 32 der Spannungsschalteinheit 12 ausgegebene Spannung abgreift, so festgelegt, dass er früher liegt als der Zeitpunkt, zu dem die Digitalsignal-Erzeugungseinheit 14 die Spannung an dem zweiten Ausgang 21-2 des Betriebsschalters 11 abgreift, um dem Ergebnis der Bestimmung durch die Spannungsbestimmungseinheit 13 bei der Erzeugungsverarbeitung durch die Digitalsignal-Erzeugungseinheit 14 Vorrang zu geben. Der Zeitpunkt, zu dem die Spannungsbestimmungseinheit 13 die Spannung am Ausgangsanschluss 32 der Spannungsschalteinheit 12 abgreift, wird, in einer Periode des Verarbeitungszyklus der Spannungsbestimmungseinheit 13 und der Digitalsignal-Erzeugungseinheit 14, auf einen früheren Zeitpunkt festgelegt, als der Zeitpunkt, zu dem die Digitalsignal-Erzeugungseinheit 14 die Spannung am zweiten Anschluss 21-2 des Betriebsschalters 11 abgreift. Das hat zur Folge, dass die Digitalsignal-Erzeugungseinheit 14 sofort ein AUS-Signal erzeugt und ausgibt, wenn sie das Ergebnis der Bestimmung durch die Spannungsbestimmungseinheit 13 empfängt, wenn eine Anomalie im Schaltschalter 33 in der Spannungsschalteinheit 12 auftritt.
12 ist eine schematische Darstellung zum Beschreiben des Timings der Signalverarbeitung des digitalen Signalausgabegeräts gemäß dem ersten Aspekt und dem zweiten Aspekt der weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Es wird angenommen, dass, wie in 12 dargestellt ist, zum Zeitpunkt t₁ eine Anomalie im Schaltschalter 33 in der Spannungsschalteinheit 12 auftritt und dass die Kontakte des Betriebsschalters 11 im gleichen Moment vom geschlossenen in den offenen Zustand geschaltet haben. In einem solchen Fall wird ab dem Zeitpunkt t₁ keine zweite Spannung von 24 [V] vom Ausgangsanschluss 32 der Spannungsschalteinheit 12 ausgegeben, und eine Spannung von 0 [V], die die Spannung auf der geerdeten Seite des Widerstandes 42 ist, erscheint am Punkt P₂ . Die Spannungsbestimmungseinheit 13, die regelmäßig die vom Ausgangsanschluss 32 der Spannungsschalteinheit 12 ausgegebene Spannung überwacht, erkennt ab dem Zeitpunkt t₁ eine Spannung von 0 [V] anstelle von 24 [V]. Somit schaltet die Digitalsignal-Erzeugungseinheit 14 die Ausgangssignale zum Zeitpunkt t₁ vom EIN-Signal auf das AUS-Signal um. Wie oben beschrieben, wird gemäß dem ersten Aspekt und dem zweiten Aspekt der weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, wenn eine Anomalie im Schaltschalter 33 der Spannungsschalteinheit 12 auftritt, das AUS-Signal früher ausgegeben als im Fall der 10B.
Zu beachten ist, dass, obwohl ein Fall, in dem die gemeinsame Spannung 0 [V] beträgt, als Beispiel für den ersten Aspekt und den zweiten Aspekt einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden, oben beschriebenen Offenbarung beschrieben wurde, der erste Aspekt und der zweite Aspekt auf einen Fall anwendbar sind, in dem eine gemeinsame Spannung einen beliebigen anderen Wert aufweist.
Bei einem dritten Aspekt gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird, wenn eine Anomalie im Schaltschalter 33 in der Spannungsschalteinheit 12 auftritt, zusätzlich zur Ausgabe des AUS-Signals durch die Digitalsignal-Erzeugungseinheit 14 ein Alarmsignal separat erzeugt. 13 ist eine schematische Darstellung, die eine Konfiguration einer Digitalsignal-Ausgabevorrichtung gemäß einem dritten Aspekt der weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
Wie in 13 dargestellt, weist, gemäß einem dritten Aspekt der weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, die Digitalsignal-Ausgabevorrichtung 1 zusätzlich eine Alarmsignal-Erzeugungseinheit 16 auf, die dazu ausgebildet ist, ein eine Anomalie in der Spannungsschalteinheit 12 anzeigendes Alarmsignal zu erzeugen, wenn die Spannungsbestimmungseinheit 13 eine Änderung gegenüber der zweiten Spannung festgestellt hat, d.h. wenn eine Anomalie im Schaltschalter 33 der Spannungsschalteinheit 12 aufgetreten ist. Das von der Alarmsignal-Erzeugungseinheit 16 erzeugte Alarmsignal wird an die Steuervorrichtung der Werkzeugmaschine oder des Roboters gesendet, für die/den die Digitalsignal-Ausgabevorrichtung 1 vorgesehen ist. Die Steuervorrichtung, die das Alarmsignal empfangen hat, kann beispielsweise den Alarm stoppen oder einen Schutzvorgang in Bezug auf die Werkzeugmaschine oder den Roboter ausführen. Wie oben beschrieben, kann, mit dem Ausgeben eines Alarmsignals durch die Alarmsignal-Erzeugungseinheit 16 zusätzlich zum Ausgeben des AUS-Signals (digitales Signal, das den zweiten Zustand anzeigt) durch die Digitalsignal-Erzeugungseinheit 14 bei Auftreten einer Anomalie im Schaltschalter 33 der Spannungsschalteinheit 12, eine von der Maschine, für die der Betriebsschalter vorgesehen ist, ausgehende Gefahr noch sicherer verhindert werden.
Zu beachten ist, dass die oben beschriebene Spannungsbestimmungseinheit 13, Digitalsignal-Erzeugungseinheit 14 und Alarmsignal-Erzeugungseinheit 16 beispielsweise durch ein Softwareprogramm oder durch eine Kombination verschiedener elektronischer Schaltungen und eines Softwareprogramms ausgebildet sein können. Wenn diese in Form eines Softwareprogramms ausgebildet sind, so können die Funktionen der oben beschriebenen Einheiten realisiert werden, indem eine Betriebsverarbeitungseinheit dazu veranlasst wird, gemäß dem Softwareprogramm zu arbeiten. Alternativ können die Spannungsbestimmungseinheit 13, die Digitalsignal-Erzeugungseinheit 14 und die Alarmsignal-Erzeugungseinheit 16 durch eine integrierte Halbleiterschaltung mit einem darauf geschriebenen Softwareprogramm zum Umsetzen der Funktionen dieser Einheiten realisiert werden. Die Betriebsverarbeitungseinheit, die das Softwareprogramm zum Umsetzen der Funktionen der Spannungsbestimmungseinheit 13, der Digitalsignal-Erzeugungseinheit 14 und der Alarmsignal-Erzeugungseinheit 16 ausführt, kann durch eine separate integrierte Schaltung (IC) ausgebildet sein oder kann in einer Betriebsverarbeitungseinheit in einer Werkzeugmaschine, einem Roboter oder deren/dessen Steuervorrichtung vorgesehen sein. Die Filterschaltung 15 kann durch eine analoge Schaltung ausgebildet sein oder in Form eines Softwareprogramms ausgebildet sein und realisiert werden, indem eine Betriebsverarbeitungseinheit veranlasst wird, das Softwareprogramm auszuführen. Die Funktionen der oben beschriebenen Einheiten werden umgesetzt.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist eine hochsichere Digitalsignal-Ausgabevorrichtung realisiert, die eine Gefahr im Zusammenhang mit einer Maschine verhindert, für die ein Betriebsschalter vorgesehen ist, wenn eine Anomalie in der Digitalsignal-Ausgabevorrichtung auftritt, die digitale Signale in Übereinstimmung mit dem Betriebsschalter ausgibt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2015180061 [0005]
JP 2015099412 [0006]
JP 2009055656 [0007]

Claims

Digitalsignal-Ausgabevorrichtung (1), die aufweist: einen Betriebsschalter (11) mit Kontakten, einem ersten Anschluss (21-1), an dem eine erste Spannung anliegt, und einem zweiten Anschluss (21-2), von dem die erste Spannung ausgegeben wird, wenn die Kontakte geschlossen sind; eine Spannungsschalteinheit, die dazu ausgebildet ist, aus einer Mehrzahl von konstanten Spannungen, eine sich von der ersten Spannung unterscheidende zweite Spannung auszuwählen, und die die zweite Spannung ausgibt; eine Spannungsbestimmungseinheit (13), die dazu ausgebildet ist, in einem angegebenen Zyklus festzustellen, ob sich eine von der Spannungsschalteinheit (12) ausgegebene Spannung gegenüber der zweiten Spannung geändert hat oder nicht; und eine Digitalsignal-Erzeugungseinheit (14), die dazu ausgebildet ist, wenn die Spannungsbestimmungseinheit (13) feststellt, dass die von der Spannungsschalteinheit (12) ausgegebene Spannung sich gegenüber der zweiten Spannung nicht geändert hat, in jedem Zyklus ein digitales Signal zu erzeugen, das einen ersten Zustand anzeigt, wenn die erste Spannung von dem zweiten Anschluss (21-2) ausgegeben wird, und ein digitales Signal zu erzeugen, das einen zweiten sich vom ersten Zustand unterscheidenden Zustand anzeigt, wenn die erste Spannung nicht von dem zweiten Anschluss (21-2) ausgegeben wird.
Digitalsignal-Ausgabevorrichtung (1) nach Anspruch 1, wobei die Digitalsignal-Erzeugungseinheit (14) ein den zweiten Zustand anzeigendes digitales Signal erzeugt, wenn die Spannungsbestimmungseinheit (13) feststellt, dass die von der Spannungsschalteinheit (12) ausgegebene Spannung sich gegenüber der zweiten Spannung geändert hat.
Digitalsignal-Ausgabevorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die erste Spannung eine gemeinsame Spannung ist.
Digitalsignal-Ausgabevorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei von den den ersten Zustand anzeigenden digitalen Signalen und von dem den zweiten Zustand anzeigenden digitalen Signal eines ein EIN-Signal und das andere ein AUS-Signal ist.
Digitalsignal-Ausgabevorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Spannungsschalteinheit (12) eine Mehrzahl von Eingangsanschlüssen (31-n), an denen verschiedene konstante Spannungen anliegen, einen Ausgangsanschluss (32) und einen Schaltschalter (33) aufweist, der wahlweise zwischen der Mehrzahl von Eingangsanschlüssen (31-n) umschaltet, um eine Verbindung mit dem Ausgangsanschluss (32) herzustellen, und wobei die an der Mehrzahl von Eingangsanschlüssen (31-n) anliegenden Spannungen die zweite Spannung beinhalten.
Digitalsignal-Ausgabevorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, die ferner aufweist: eine Filterschaltung (15), die zwischen dem Betriebsschalter (11) und der Digitalsignal-Erzeugungseinheit (14) vorgesehen ist.
Digitalsignal-Ausgabevorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei ein Zeitpunkt, zu dem, in einer Periode des Zyklus, die Spannungsbestimmungseinheit (13) eine von der Spannungsschalteinheit (12) ausgegebene Spannung abgreift, so festgelegt ist, dass er früher liegt als ein Zeitpunkt, zu dem die Digitalsignal-Erzeugungseinheit (14) eine Spannung an dem zweiten Ausgang (21-2) abgreift.
Digitalsignal-Ausgabevorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, die ferner eine Alarmsignal-Erzeugungseinheit (16) aufweist, die dazu ausgebildet ist, ein eine Anomalie in der Spannungsschalteinheit (12) anzeigendes Alarmsignal zu erzeugen, wenn die Spannungsbestimmungseinheit (13) feststellt, dass die von der Spannungsschalteinheit (12) ausgegebene Spannung sich gegenüber der zweiten Spannung geändert hat.