DE1463309C - Leitwerk fur eine numerische Steue rung - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Leitwerk zur Die Erfindung wird nachfolgend an Hand der

Steuerung der Zusammenarbeit der einzelnen Bau- Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt
einheiten einer numerischen Steuerung. F i g. 1 ein Schaltbild eines ersten Leitwerkes,

Bekannte numerische Steuerungen bestehen aus F i g. 2 ein Schema eines anderen Leitwerkes,

folgenden Baueinheiten: Lochstreifenleser, Zwischen- 5 Ein erster Binärzähler 1 enthält den Wertigkeiten speicher, Korrekturrechner, Interpolator, Koordi- 2° bis 2" entsprechende Stellen. Die den einzelnen natentransformationseinrichtung und Anlagenteile Stellen zugeordneten Ausgänge speisen eine Dekozur Positionierung der Antriebe der zu steuernden dierschaltung 2. Einem zweiten Binärzähler 3 ist eine Werkzeugmaschine (VDE-Buchreihe Band 8, »Digi- Dekodierschaltung 4 nachgeschaltet. Ein Ausgang tale Signalverarbeitung in der Regelungstechnik«, io des Zählers 1, der bei maximalem Zählstand einen 1962, S. 178 bis 195). Jede dieser Einheiten dient Impuls abgibt, speist über eine Leitung 5 den Einzur Ausführung einer bestimmten Aufgabe, die aus gang des Zählers 3.

zahlreichen Arbeitsschritten bestehen kann. Die Ver- Es sei angenommen, daß zur Steuerung der ein-

bindung der einzelnen Einheiten zur Herstellung zelnen Baueinheiten einer numerischen Steuerung 500 eines übergeordneten Arbeitsablaufes, der durch die 15 Steuerleitungen erforderlich sind. Dann wird die numerischen Daten auf dem Informationsträger be- Dekodierschaltung 2 mit einhundert Ausgängen 100 stimmt wird, erfolgt über ein Leitwerk. Das Leitwerk bis 199 ausgestattet. Der Zähler 1 erhält so viele sendet Signale über Steuerleitungen zu den einzelnen Stufen, daß er bis auf hundert zählen kann. Erhält Baueinheiten. Diese Signale stellen meist Impulse dar. der Zähler 1 beim Zählstand 100 einen weiteren Zur Herstellung einer bestimmten Funktion der 20 Impuls, dann nimmt er wieder den Zählstand null numerischen Steuerung müssen häufig Impsulse auf ein. Der Zähler 1 ist also als zyklisch umlaufender mehreren Steuerleitungen in der richtigen Reihen- Zähler ausgebildet. Die Dekodierschaltung 4 erhält folge und mit bestimmten gegenseitigen Phasenver- fünf Ausgänge 200 bis 204. Der Zähler 3 wird für Schiebungen übertragen werden. einen maximalen Zählstand von fünf ausgebildet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein 25 Die Ausgänge 100 bis 199 der Dekodierschaltung 2 Leitwerk für eine numerische Steuerung zu ent- bilden die Spalten und die Ausgänge 200 bis 204 der wickeln, das einfach und übersichtlich aufgebaut ist, Dekodierschaltung 4 die Zeilen einer Koppelmatrix, und bei dem ein Impuls auf einer Steuerleitung keine Jedem Kreuzungspunkt der Zeilen und Spalten ist Einwirkung auf andere Steuerleitungen ausübt. ein UND-Glied zugeordnet, das zwei Eingänge auf-

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge- 30 weist. Ein Eingang jedes UND-Gliedes ist mit der löst, daß ein erster durch von Ausgängen der zu steu- jeweiligen Spaltenleitung und ein Eingang mit der ernden Baueinheiten kommende Signale voreinstell- Zeilenleitung verbunden. Die Bezeichnung der UND-barer Zähler und ein zweiter von ebensolchen Signa- Glieder in der F i g. 1 ist so gewählt, daß die Zahl len voreinstellbarer Zähler vorgesehen sind, daß am vor dem Schrägstrich die Nummer der Spaltenleitung ersten Zähler ein bei maximalem Zählstand ein 35 und die Zahl hinter dem Schrägstrich die Nummer Signal abgebender Ausgang mit dem Eingang des der Zeilenleitung angeben, denen das UND-Glied zuzweiten Zählers verbunden ist, daß den Ausgängen geordnet ist.

des ersten Zählers eine Dekodierschaltung nachge- Durch Fortschaltung der Zähler 1 bzw. 3 entschaltet ist, deren Ausgänge die Spaltenleitungen stehen an den Ausgängen der Dekodierschaltungen einer Koppelmatrix bilden, daß den Ausgängen des 40 2 bzw. 4 nacheinander Taktsignale. Jedem Zählstand zweiten Zählers eine Dekodierschaltung nachgeschal- eines Zählers ist somit ein Taktsignal auf einer tet ist, deren Ausgänge die Zeilenleitungen der Spalte bzw. Zeile der Matrix zugeordnet.
Koppelmatrix bilden, daß als Koppelelemente an Tritt am Ausgang 200 der Dekodierschaltung 4

den Kreuzungspunkten UND-Glieder vorgesehen und gleichzeitig am Ausgang 100 der Dekodierschalsind, deren Eingänge mit den Spalten- und Zeilen- 45 tung 2 ein Signal auf, so entsteht an der UND-Stufe leitungen verbunden sind, und daß die Ausgänge der 100/200 ein Taktsignal. Der Ausgang der UND-UND-Glieder jeweils einzeln oder gruppenweise zu- Stufe 101/200 führt ein Taktsignal, wenn die Aussammengefaßt als Steuerleitungen zu den verschiede- gänge 101 und 200 Signale aufweisen. Am Ausgang nen Baueinheiten geführt sind. der UND-Stufe 102/200 entsteht ein Taktsignal, wenn

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist in der Lage, 50 an den Ausgängen 102 und 200 Signale anstehen, beliebige Taktsignalfolgen zu erzeugen. Da bei der Die Taktsignalfolge der mit dem Ausgang 200 vererfindungsgemäßen Vorrichtung durch Erweiterung bundenen Zeile ist durchlaufen, sobald der Zähler 1 einer Taktsignalfolge durch ein Signal auf einer den Zählstand 100 erreicht hat. Ein weiterer auf den neuen Steuerleitung keine Rückwirkung auf die Ein- Eingang des Zählers 1 gegebener Impuls schaltet ihn gänge und anderen Ausgänge des Leitwerkes auftritt, 55 auf den Zählstand 0 zurück. Bei Zählstand 100 kann die bei den bisher bekannten Leitwerken nach des Zählers 1 entsteht auf der Leitung 5 ein Signal, Änderungen oder Erweiterungen erforderliche Über- das den Zählstand des Zählers 3 um eins erhöht. Daprüfung im Hinblick auf das Steuerwerk selbst oder durch verschwindet das Signal am Ausgang 200, wähdie zu steuernden Baueinheiten entfallen. Das Leit- rend am Ausgang 201 ein Signal entsteht. Weitere werk läßt sich deshalb ohne Schwierigkeiten nach- 60 Impulse auf den Eingang des Zählers 1 erhöhen träglichen Änderungen oder Erweiterungen einer dessen Zählstand. Dabei entstehen nacheinander an numerischen Steuerung anpassen. den Ausgängen der UND-Glieder 100/201, 101/201,

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist 102/201, 103/201 usw. Taktsignale. Nach Erreichen vorgesehen, daß die Ausgänge der UND-Glieder zu- des Zählstandes 100 gibt der Zähler 1 wiederum einen sammen mit den Ausgängen eines weiteren Zählers 65 Impuls auf den Eingang des Zählers 3, dessen Zähldie Eingänge von weiteren UND-Gliedern bilden, stand sich dabei um eins erhöht. Hierdurch verliert deren Ausgänge mit den zu steuernden Einheiten der Ausgang 201 sein Signal, während auf dem Ausverbunden sind, gang 202 ein Signal auftritt. Beim Weiterzählen des

Wählers 1 ergeben sich nacheinander Taktsignale an len Ausgängen der UND-Glieder 100/202, 101/202, L02/202, 103/202, usw. bis 199/202.

Während die UND-Stufen 100/200 bis 199/200 zur Durchführung eines ersten Programmschrittes Bau-2inheiten ansteuern, können andere Baueinheiten durch die UND-Stufen 100/201 bis 199/201 angesteuert werden. Mit dem Zähler 1 kann also durch Weiterschalten des zweiten Zählers 3 eine Vielzahl von Anschlüssen gespeist werden.

Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist eine Unterteilung in fünf verschiedene Programmschritte durchgeführt. Eine weitere Unterteilung ist möglich, wenn zusätzliche UND-Stufen vorgesehen werden, die zwei Eingänge aufweisen. Jede der UND-Stufen 100/200 bis 199/204 kann den Eingang einer zusätzlichen UND-Stufe 300 bis 799 speisen. Die weiteren Eingänge der UND-Stufen 300 bis 799 sind mit Ausgängen eines zusätzlichen Zählers 6 verbunden. An Stelle eines Zählers 6 können auch andere logische Bauelemente zur Speisung der Eingänge der UND-Stufen 300 bis 799 benutzt werden.

Die Fig. 2 zeigt schematisch, wie ein anderes Leitwerk aufgebaut werden kann. Der rechte Flügel stellt einen Zähler MP mit Ausgängen 1 bis 100 dar, die nacheinander Taktsignale abgeben. Der linke Flügel soll einen Zähler OP darstellen, der dem Zähler 3 gemäß F i g. 1 entspricht. Mit P ist ein weiterer Zähler bezeichnet.

Der Zähler P dient als Programmzähler. Einzelne Programmbefehle können sich z. B. auf die Berechnung eines Kreises, einer Geraden oder einer Parabel beziehen. Der Zähler OP dient zur Steuerung der verschiedenen einem Programmbefehl zugeordneten Schritte. Diese Schritte setzen sich wiederum aus Teilschritten zusammen, die durch den Zähler MP festgelegt sind. Durch den Zähler MP wird somit ein Mikroprogramm bestimmt.

Der Rangordnung nach steht der Programmzähler P am Anfang. Entsprechend weist dieser Programmzähler auch die wenigsten Ausgänge auf. Hat der Programmzähler P beispielsweise ausgegeben, daß ein Kreis gerechnet werden soll, wie dies in der F i g. 2 durch die eingekreiste 1 angedeutet ist, so gibt der Operationszähler OP in seiner ersten Stellung beispielsweise aus, daß der Af-Wert oder der y-Wert des Kreises gerechnet werden soll. Der Operationszähler OP ist also dem Programmzähler P nachgeordnet. Der Mikroprogrammzähler MP ist dem Operationszähler OP nachgeordnet. Er gibt beispielsweise aus, welche Taktsignale beim Z-Wert des Kreisrechnens (Programmzähler) in Stellung 1 und Operationszähler in Stellung 1) auftreten müssen.

Die Stellung 1 des Operationszählers OP kann beispielsweise der Befehl »übernehmen« zugeordnet sein. Danach läuft der Mikroprogrammzähler (rechter Flügel) ab. Am Leitwerk treten also die Taktsignale 1.1.1,11.2,1.1.3 ... 1.1.12 usw. auf.

Beim Taktsignal 1.1.1 bedeutet die erste 1 das Programm 1 (beispielsweise Kreis). Die zweite 1 bedeutet Operation 1, und die dritte 1 bedeutet Mikroprogramm 1. Beim Taktsignal 1.1.12 bedeutet die erste wieder Programm 1, die zweite 1 gleichfalls wieder Operation 1 und die 12 Mikroprogramm 12.
Ist durch den Mikroprogrammzähler MP eine vollständige Übernahme erfolgt, so wird der Operationszähler in die Stellung 2 gebracht. Dieser Stellungswechsel kann mit Hilfe des Mikroprogrammzählers MP erfolgen. Die Stellung 2 des Operationszählers

ίο OP möge beispielsweise den Befehl »Rechenwerk vorbereiten« bedeuten. Danach läuft dann wieder der Mikroprogrammzähler MP über seine angenommenen 100 Stellungen und gibt entsprechende Taktsignale aus. Die durch das Leitwerk erzeugten Taktsignale sind nunmehr bezeichnet mit 1.2.1, 1.2.2, 1.2.3,1.2.4 usw.

Der Programmzähler P stellt sich also gemäß eines äußeren Befehls, wie beispielsweise »Kreis«, »Gerade«, »Parabel« usw., ein. Der Operationszähler OP gibt beispielsweise, in fünf Stellungen dieBefehle »übernehmen«, »Rechenwerk vorbereiten«, »Geschwindigkeit festlegen«, »Ausgabe«, »Endzyklus« aus. Der Befehl »Endzyklus« besagt, daß das Gesamtprogramm durchgeführt ist und der Operationszähler in seine Ausgangsstellung 1 zurückgeschaltet wird.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Leitwerk zur Steuerung der Zusammenarbeit der einzelnen Baueinheiten einer numerischen Steuerung, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster durch von Ausgängen der zu steuernden Baueinheiten kommende Signale voreinstellbarer Zähler (1) und ein zweiter von ebensolchen Signalen voreinstellbarer Zähler (3) vorgesehen sind, daß am ersten Zähler ein bei maximalem Zählerstand ein Signal abgebender Ausgang mit dem Eingang des zweiten Zählers verbunden ist, daß den Ausgängen des zweiten Zählers eine Dekodierschaltung (2) nachgeschaltet ist, deren Ausgänge (100 ... 199) die Spaltenleitungen einer Koppelmatrix bilden, daß den Ausgängen des zweiten Zählers (3) eine Dekodierschaltung (4) nachgeschaltet ist, deren Ausgänge (200 ...

204) die Zeilenleitungen der Koppelmatrix bilden, daß als Koppelelement an den Kreuzungspunkten UND-Glieder (100/200; 100/201 ... 199/204) vorgesehen sind, deren Eingänge mit den Spalten- und Zeilenleitungen verbunden sind, und daß die Ausgänge der UND-Glieder (100/200; 100/201 ... 199/204) jeweils einzeln oder gruppenweise zusammengefaßt als Steuerleitungen zu den verschiedenen Baueinheiten geführt sind.

2. Leitwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgänge der UND-Glieder (100/200 bis 199/204) zusammen mit den Ausgängen eines weiteren Zählers (6) die Eingänge von weiteren UND-Gliedern (300 bis 799) bilden, deren Ausgänge mit den zu steuernden Einheiten verbunden sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen