DE19645735A1 - Numerisches Steuerungssystem unter Einsatz eines Personalcomputers und Verfahren zum Steuern desselben - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein numerisches Steuerungssystem (auf das aus NC-System Bezug genommen wird) und ein Verfahren zum Steuern des NC-Systems. Insbesondere betrifft die Erfindung Verbesserungen eines Verfahrens zum synchronen Steuern von NC-Bords dann, wenn eine Vielzahl von Steuerbords (auf die als NC-Bords) Bezug genommen wird, mit numerischen Steuerungsfunktionen mit einem Eingangs/Ausgangs-Anschlußbus (auf den als PC-Anschlußbus Bezug genommen wird) eines Personalcomputers verbunden sind, sowie ein Verfahren zum Steuern eines Alarmsystems.

Es ist ein System zum synchronen Betrieb mehrerer NC-Bords bekannt, bei dem ein Befehlsimpulsgenerator extern vorgesehen ist, und ein durch den Impulsgenerator generierter Befehlsimpuls wird auf die NC-Bords verteilt, die mit gesteuerten Wellen verbunden sind. In einem anderen System, wie es in der nicht geprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. Sho. 60-45808 beschrieben ist, ist ein Impulsgenerator auf einem NC-Bord als Mastereinrichtung vorgesehen. Ein durch den Impulsgenerator erzeugtes Impulssignal wird als Befehlsimpuls benützt, der sämtlichen der mehreren NC-Bords zugeführt wird, um hierdurch die NC-Bords während ihres Betriebs zu synchronisieren. Bedingt durch das Vorherrschen von Personalcomputern wird ein PC-basiertes numerisches Steuerungssystem vorgeschlagen. In dem numerischen Steuerungssystem ist ein Personalcomputer mit mehreren NC-Bords gekoppelt, und externe Einrichtungen, beispielsweise Fern-I/O-Einheiten, werden synchron gesteuert.

Ein Beispiel für diesen Typ von numerischem Steuerungssystem ist in Fig. 19 gezeigt. In dieser Figur kennzeichnet das Bezugszeichen 100 ein numerisches Steuerungssystem PC-Funktions-Anschlußabschnitt, der eine Vielzahl von NC-Bords 101, 102, . . . enthält. Das NC-Bord 101 dient als Mastereinrichtung und es enthält einen Impulsgenerator 103, eine I/O-Schaltung 104, die von einem PC-Abschnitt 200 Analysedaten empfängt und eine Rechen-Leitschaltung 105 zum Durchführen eines Interpolationsberechnungsprozesses für die Servomotoren und einer synchronen Steuerung der Fern-I/O-Einheiten, die in externen Einrichtungen 301, 302, . . ., enthalten sind, auf der Basis der von der I/O-Schaltung 104 empfangenen Analysedaten. Als Slave-Einheiten dienende NC-Bords 102, . . . enthalten jeweils eine I/O-Schaltung 104 zum Empfangen der Analysedaten von dem PC-Abschnitt 200, sowie eine Rechen- und Leitschaltung 105 zum Durchführen eines Interpolationsberechnungsprozesses für die Servomotoren und eine synchrone Steuerung der Fern-I/O-Einheiten, die in den externen Einrichtungen 301, 302, . . ., enthalten sind, und zwar auf der Basis der von der I/O-Schaltung 104 empfangenen Analysedaten. Diese NC-Bords sind durch einen externen Bus 107 angeschlossen, der ausschließlich für diese Bords eingesetzt wird. Der Bus wird durch Verbindung der Anschlüsse 106 der NC-Bord mit Hilfe eines externen Kabels gebildet.

Ein Personalcomputer-(PC)-Abschnitt 200 enthält eine Grundtakt-Generierungsschaltung 201, eine Zentraleinheit CPU des Personalcomputers (PC) 202, einen Speicher 203, eine CPU-Peripherieschaltung 204, eine Schnittstellen-(I/F)-Schaltung 205, eine Hilfsspeichereinrichtung 206 und einen Personalcomputer-(PC)-Anschlußbus 207. Die I/O-Schaltung 104 empfängt Analysedaten von dem Personalcomputer über den PC-Anschlußbus 207. Eine (nicht gezeigte) CPU in der Rechen- und Leitschaltung 205 empfängt die Analysedaten und führt einen Interpolationsberechnungsprozeß für jeden der Servomotoren durch. Die interpolierten Daten werden an die Regelverstärker zum Treiben der Servomotoren übertragen. Die Rechen- und Logikschaltungen 105 in den externen Einrichtungen 301 und 302 empfangen ein Impulssignal von dem Impulsgenerator 103 über den externen Bus 107. Im Ergebnis werden die Regelmotoren in den externen Einrichtungen 301 und 302 miteinander synchronisiert.

Bei dem üblichen PC-basierten numerischen Steuerungssystem ist ein Impulsgenerator an einer externen Stelle oder bei einem der NC-Bords vorzusehen. Es ist ein Bus, der ausschließlich zum Übertragen eines Impulssignals von dem Impulsgenerator zu den NC-Bords eingesetzt wird, zum Synchronisieren dieser NC-Bords einzusetzen. Der Bus wird durch Verbinden der Anschlüsse der NC-Bords beispielsweise durch ein externes Kabel gebildet. Dieser Aufbau begrenzt eine Systemflexibilität eines PC-basierten NC-Systems.

Umfeldbedingungen wie Staub, Vibrationen, Temperatur und dergleichen an einer Stelle, an der FA-Einrichtungen (factory automation devices, Einrichtungen für die Fabrikautomatisierung) installiert sind, sind ungünstiger als diejenigen an einer Stelle, an der OA-Einrichtungen (office automation devices, Einrichtungen für die Büroautomatisierung) installiert sind. Für den Aufbau eines zuverlässigen PC-basierten NC-Systems dann, wenn ein Betriebssystem des Personalcomputers, das einfach durch ungünstige Umgebungsbedingungen beeinflußt wird, nicht korrekt arbeitet, ist es erforderlich, diesen Fehler schnell zu detektieren und die Prozeßschritte gemäß den Funktionalitäten der NC-Bords genau durchzuführen.

Tritt eine Anomalität bei irgendeinem der NC-Bords auf, sowie den Regelverstärkern, den Motoren und dergleichen, die in den externen Einrichtungen enthalten sind, so ist es erforderlich, ein Alarmsignal an die synchron gesteuerten Einrichtungen zu senden und die Auswahl-Position bei den angetriebenen Komponenten zu minimieren. Ferner ist es nötig, einen Betreiber schnell über den fehlerhaften Zustand zu informieren.

Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die obigen Umstände geschaffen, und demnach besteht eine Aufgabe der Erfindung in der Schaffung eines PC-basierten numerischen Steuersystems, bei dem kein derartiger Impulsgenerator erforderlich ist, der in einem der mehreren NC-Bords enthalten ist und ausschließlich zum Synchronisieren der NC-Bords eingesetzt wird, und das nicht einen durch ein externes Kabel gebildeten Bus zum Übertragen eines Impulssignals von dem Impulsgenerator zu den NC-Bords erfordert, sowie ein Verfahren zum Steuern des PC-basierten numerischen Steuerungssystem.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung eines PC-basierten numerisches Steuerungssystems mit einer Betriebsweise derart, daß bei einer nicht korrekten Arbeitsweise des Betriebssystems des Personalcomputers das numerisches Steuerungssystem schnell einen derartigen Fehlerzustand des Systems detektiert, automatisch festlegt, ob der Arbeitsprozeßablauf zu stoppen oder fortzusetzen ist und genau die Funktionen der NC-Bords steuert, sowie ein Verfahren zum Steuern des PC-basierten numerisches Steuerungssystems.

Eine zusätzliche weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung eines PC-basierten numerisches Steuerungssystems mit einer Betriebsweise derart, daß bei irgendeinem Fehler in einem oder mehreren der NC-Bords sowie der Regelverstärker, der Motoren und dergleichen, die in den externen Einrichtungen enthalten sind, das numerische Steuerungssystem ein Alarmsignal an die synchrongesteuerten Einrichtungen sendet und die Ausfall-Position zwischen den angetriebenen Komponenten minimiert, sowie ein Verfahren zum Steuern des PC-basierten numerisches Steuerungssystems.

Eine weitere zusätzliche Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung eines PC-basierten numerisches Steuerungssystems mit einer Betriebsweise derart, daß bei irgendeinem Fehler in einem oder einigen der NC-Bords sowie der Regelverstärker, der Motoren und dergleichen, die in den externen Einrichtungen enthalten sind, das numerische Steuerungssystem einen Betreiber über den fehlerhaften Zustand schnell informiert, sowie ein Verfahren zum Steuern des PC-basierten numerisches Steuerungssystems.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein numerisches Steuerungssystem geschaffen, unter Einsatz eines Personalcomputers, enthaltend einen Personalcomputer mit einer Taktsignal-Generierungsvorrichtung und einen Personalcomputer-(PC)-Anschlußbus für den Eingabe/Ausgabeanschluß, und mehrere mit dem PC-Anschlußbus verbundene NC-Bords zum Steuern entweder des Regelverstärkersystems oder des Fern-I/O-Einheitssystems, und eines der mehreren NC-Bords wird als Master-Einrichtung eingesetzt, und die verbleibenden NC-Bords werden als Slave-Einrichtungen eingesetzt, und jede der Slave-Einrichtungen enthält eine Synchronisierungssignal-Generierungsvorrichtung zum Empfangen eines Impulssignals von einer Taktsignal-Generierungsvorrichtung über den PC-Anschlußbus; eine Synchronisierungssignal-Gattervorrichtung zum Steuern des Zeitablaufs und zum Starten des Ausgabebetriebs eines Impulssignals von der Synchronisierungssignal-Generierungsvorrichtung; eine Impulsausgabe-Freigabesignal-Generiervorrichtung zum Empfangen eines Steuersignals von dem Personalcomputer über den PC-Anschlußbus 207, wobei die Impulsausgabe-Freigabesignal-Generiervorrichtung ein Impulsausgabe-Freigabesignal auf Basis eines Steuerungssignals generiert, das simultan von der Master-Einrichtung über den PC-Anschlußbus empfangen wird, und die Synchronisierungssignal-Gattervorrichtung die Ausgabe des von der Synchronisierungssignal-Generiervorrichtung empfangenen Impulssignals in Ansprechen auf das Steuerungssignal von der Master-Einrichtung startet, wodurch die mehreren Slave-Einrichtungen miteinander für deren Betrieb synchronisiert sind.

Bei dem numerisches Steuerungssystem ist das Steuerungssignal ein Adressensignal oder ein Interruptsignal.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung erfolgt die Schaffung eines numerischen Steuerungssystems unter Einsatz eine Personalcomputers, mit einem Personalcomputer mit einer Taktsignal-Generiervorrichtung und einem Personalcomputer-(PC)-Anschlußbus für den Eingabe/Ausgabeanschluß und mehrere NC-Bords, die mit dem PC-Anschlußbus verbunden sind, zum Steuern eines Regelverstärkersystems oder des Fern-I/O-Einheit-Systems, wobei eines der mehreren NC-Bords als Master-Einrichtung eingesetzt wird und die verbleibenden NC-Bords als Slave-Einrichtungen eingesetzt werden, die Slave-Einrichtungen die über den PC-Anschlußbus von der Taktsignal-Generierungsvorrichtung empfangenen Impulssignale auf der Basis eines simultan über den PC-Anschlußbus von der Master-Einrichtung empfangenen Steuerungssignals synchronisieren, wodurch die mehreren Slave-Einrichtungen miteinander für ihren Betrieb synchronisiert werden.

Für ein Verfahren zum Steuern des numerisches Steuerungssystems ist das Steuerungssystem ein Adreßsignal oder ein Interruptsignal.

Für das Verfahren zum Steuern des numerisches Steuerungssystems ist kennzeichnend, daß im Zeitpunkt des Startens von dem Personalcomputer Anfangseinstelldaten an die mehreren NC-Bords über den PC-Anschlußbus ausgegeben werden und die NC-Bords in einen Master-Modus oder einen Slave-Modus mit den Anfangseinstelldaten plaziert werden.

Für das Verfahren zum Steuern des numerisches Steuerungssystems ist kennzeichnend, daß durch die Master-Einrichtung ein Arbeitsprogramm analysiert wird und die sich aus der Analyse des Arbeitsprogramms ergebenden Daten an die Slave-Einrichtung über den PC-Anschlußbus ausgegeben werden, und daß die Slave-Einrichtung die Analysedaten in Form einer Rechnung verarbeitet und die Ergebnisdaten an das Regelverstärkersystem oder das Fern-I/O-Einheit-System synchron mit den verbleibenden Slave-Einrichtungen sendet.

Für das Verfahren zum Steuern des numerisches Steuerungssystems ist kennzeichnend, daß dann, wenn der Personalcomputer als Master-Einrichtung eingesetzt wird, der Personalcomputer ein in einer Speichereinrichtung eines Personalcomputers per se enthaltenen Arbeitsprogramm analysiert, das Prioritätsrecht für den Einsatz des PC-Anschlußbusses erwirbt und die Analysedaten des Arbeitsprogramms an die mehreren Slave-Einrichtungen über den PC-Anschlußbus ausgibt, und daß dann, wenn eines der NC-Bords als Master-Einrichtung eingesetzt wird, die Master-Einrichtung das Prioritätsrecht für den Einsatz des PC-Anschlußbus von dem Personalcomputer erwirbt, das Arbeitsprogramm aus der Speichereinrichtung des Personalcomputers über den PC-Anschlußbus ausliest, das ausgelesene Arbeitsprogramm analysiert und erneut das Prioritätsrecht für den Einsatz des PC-Anschlußbus von dem Personalcomputer erwirbt und die Analysedaten des Arbeitsprogramms über den PC-Anschlußbus an die mehreren Slave-Einrichtungen sendet.

Für das Verfahren des numerisches Steuerungssystems ist kennzeichnend, daß jedes der NC-Bords als Slave-Einrichtung ein bei festgelegten Perioden wiederkehrendes Anforderungssignal durch Einsatz eines Steuerungsbefehls von der Master-Einrichtung und eines von der Taktsignal-Generierungsvorrichtung generierten Synchronisierungssignals generiert, die Daten bildet, die den Regelverstärkern und den Fern-I/O-Einheiten als zu steuernden Objekten zuzuführen sind, die gebildeten Daten an die Regelverstärker und die Fern-I/O-Einheiten synchron mit dem bei festgelegten Perioden wiederkehrenden Anforderungssignal überträgt und die durch die NC-Bords als Slave-Einrichtungen generierten Anforderungssignale synchronisiert, wodurch die Regelverstärker und die Fern-I/O-Einheiten, die durch die NC-Bords als Slave-Einrichtungen gesteuert werden, synchron gesteuert werden.

Für das Verfahren zum Steuern des numerisches Steuerungssystems ist kennzeichnend, daß jedes der NC-Bords als Slave-Einrichtung ein Anforderungssignal generiert, das bei festgelegten Perioden wiederkehrt, und zwar unter Einsatz eines Steuerungsbefehls von der Master-Einrichtung und eines Synchronisierungssignals, das von der Taktsignal-Generierungsvorrichtung generiert wird, interpolierte Daten bildet, die den Regelverstärkern als zu steuernden Objekten zuzuführen sind, die interpolierten Daten an die Regelverstärker und die Fern-I/O-Einheiten synchron mit dem Anforderungssignal, das bei festgelegten Perioden wiederkehrt, überträgt, und die durch die NC-Bords als Slave-Einrichtungen generierten Anforderungssignale synchronisiert, daß die Regelverstärker, die durch die NC-Bords als Slave-Einrichtungen gesteuert werden, gleichzeitig in einer interpolierten Weise gesteuert werden, und daß die Zahl der Berechnungen zum Bilden der interpolierten Daten verändert wird, um hierdurch eine Übertragungsrate der interpolierten Daten zu den Regelverstärkern zu verändern.

Gemäß einem zusätzlichen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Steuern eines einen Personalcomputer einsetzenden numerischen Steuerungssystems geschaffen, das einen Personalcomputer enthält, mit einer Taktsignal-Generierungsvorrichtung und einem Personalcomputer-(PC)-Anschlußbus für die/den Eingabe/Ausgabeanschluß, und mehrere NC-Bords, die mit dem PC-Anschlußbus verbunden sind, zum Steuern entweder des Regelverstärkersystems oder des Fern-I/O-Einheitssystems, wobei von jedem der NC-Bords die Regelverstärker oder die Fern-I/O-Einheiten gesteuert werden, die von dem NC-Bord selbst gesteuert werden, in Übereinstimmung mit einem Anormalitätssignal, das von den Regelverstärkern oder den Fern-I/O-Einheiten generiert wird, die von dem NC-Bord selbst gesteuert werden, oder einem Anormalitätssignal, das von dem NC-Bord selbst generiert wird, und eine Ausgabe des Anormalitätssignals zu dem PC-Anschlußbus durchgeführt wird, wobei das verbleibende NC-Bord die Regelverstärker oder die Fern-I/O-Einheiten, die von dem verbleibenden NC-Bord selbst gesteuert werden, in Übereinstimmung mit dem Anormalitätssignal steuert, das über den PC-Anschlußbus empfangen wird.

Bei dem Verfahren zum Steuern des numerisches Steuerungssystems kann jedes der NC-Bords die Ausgabe des Anormalsignals an den PC-Anschlußbus auswählen.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung erfolgt die Schaffung eines Verfahrens zum Steuern eines numerisches Steuerungssystems unter Einsatz eines Personalcomputers mit einem Personalcomputer, enthaltend eine Taktsignal-Generierungsvorrichtung und einen Personalcomputer-(PC)-Anschlußbus für den Eingabe/Ausgabeanschluß, sowie mehrere NC-Bords, die mit dem PC-Anschlußbus verbunden sind, zum Steuern eines Regelungsverstärkersystems oder eines Fern-I/O-Einheit-Systems, wobei jedes der NC-Bords ein Überwachungselement enthält, das von einem Steuerungssignal getrieben wird, das über den PC-Anschlußbus ausgehend von dem Personalcomputer empfangen wird, und die Regelverstärker oder die Fern-I/O-Einheiten, die von dem NC-Bord selbst gesteuert werden, in Übereinstimmung mit einem Anormalitätssignal des Personalcomputers steuert, das von dem Überwachungselement empfangen wird.

Bei einem Verfahren zum Steuern des numerisches Steuerungssystems kann jedes der NC-Bords die Steuerung der Regelverstärker oder der Fern-I/O-Einheiten, die durch das NC-Bord selbst gesteuert werden, in Übereinstimmung mit dem Anormalsignal auswählen.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung erfolgt die Schaffung eines Verfahrens zum Steuern eines numerisches Steuerungssystems unter Einsatz eines Personalcomputers mit einem Personalcomputer enthaltend eine Taktsignal-Generierungsvorrichtung und einen Personalcomputer-(PC)-Anschlußbus für den Eingabe/Ausgabeanschluß, sowie mehrere NC-Bords, die mit dem PC-Anschlußbus verbunden sind, zum Steuern des Regelverstärkersystems oder des Fern-I/O-Einheitssystems, wobei der Personalcomputer oder eines der NC-Bords als Master-Einrichtung eingesetzt wird, und die verbleibenden NC-Bords als Slave-Einrichtungen benützt werden, und die Slave-Einrichtungen jeweils das Anormalitätssignal in einer Anormalitätssignal-Speichervorrichtung speichern, und das Anormalitätssignal an den PC-Anschlußbus in Übereinstimmung mit einem Steuerungssignal ausgeben, das über den PC-Anschlußbus von der Master-Einrichtung empfangen wird.

Bei dem Verfahren zum Steuern des numerisches Steuerungssystems spezifiziert der Personalcomputer die Stelle der Anormalität in dem numerisches Steuerungssystem, beispielsweise bei den NC-Bords, den Regelverstärkern oder den Fern-I/O-Einheiten.

Gemäß einem zusätzlichen weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung erfolgt die Schaffung eines Verfahrens zum Steuern eines einen Personalcomputer einsetzenden numerisches Steuerungssystems mit einem Personalcomputer, der eine Taktsignal-Generierungsvorrichtung enthält, sowie einen Personalcomputer-(PC)-Anschlußbus für die/den Eingabe/Ausgabeanschluß, und mehrere NC-Bords, die mit dem PC-Anschlußbus zum Steuern entweder des Regelverstärkersystems oder des Fern-I/O-Einheitssystems, und jedes der NC-Bords kann einen solchen Betrieb auswählen, daß das NC-Bord ein Steuerungssignal empfängt, das dann erzeugt wird, wenn der Leistungsschalter des Personalcomputers angeschaltet oder dieser rückgesetzt wird, und zwar über den PC-Anschlußbus, es ein Anormalitätssignal durch Einsatz des empfangenen Steuerungssignals generiert und die Regelverstärker oder die Fern-I/O-Einheit, die von dem NC-Bord selbst gesteuert werden, in Übereinstimmung mit dem Anormalitätssignal steuert.

Die obigen und weitere Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich deutlicher aus der nachfolgenden Beschreibung im Zusammenhang mit der beiliegenden Zeichnungen; es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild zum Darstellen eines Aufbaus eines Steuerungssystems, das in einem auf einem Personalcomputer basierenden numerisches Steuerungssystem eingesetzt wird, gemäß der ersten und zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 ein Blockschaltbild zum Darstellen der Details des inneren Aufbaus eines der NC-Bords, die bei der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden;

Fig. 3 ein Blockschaltbild zum Darstellen eines Aufbaus einer typischen PPL-(phase locked loop, Phasennachlaufsynchronisations)-Schaltung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 4 ein Diagramm zum Darstellen von Signalverläufen einzelner Impulssignale, das sich für die Erläuterung eignet, wie die PLL-Schaltung ein Synchronisierungsimpulssignal (PLS) anhand eines durch einen Personalcomputer generierten Grundtakt-Impulssignals (CLK) bei der ersten Ausführungsform generiert;

Fig. 5 ein Diagramm zum Darstellen einer Gruppe von Signalverläufen für die Darstellung einer Beziehung zwischen einem Grundtakt-Impulssignal (CLK), einem Adressensignal (AD), einem Interrupt-Signal (RESET doer IRQ), sowie eines Synchronisierungsimpulssignals (PLS und PLSOUT);

Fig. 6 ein Vektordiagramm zum Darstellen einer Beziehung der X- und Y-Axialbewegungen der ersten Ausführungsform dann, wenn diese Achsen interpoliert werden;

Fig. 7 ein Diagramm zum Darstellen einer Kurve von Signalverläufen von Impulssignalen, das sich für die Erläuterung einer Beziehung zwischen einem Synchronisierungs-(sync)-Impulssignal (PLSOUT), eines Anforderungssignals (RQ) und eines Signals zum Darstellen von Übertragungsdaten als Ergebnis der Interpolation bei der ersten Ausführungsform eignet;

Fig. 8 ein Diagramm zum Darstellen eines Beispiels der Datenstruktur, die von dem Personalcomputer an die mehreren NC-Bords bei der ersten Ausführungsform übertragen werden;

Fig. 9 ein Flußdiagramm zum Darstellen eines Prozeßablaufs, bei dem der aus NC-Bord an einem Regelverstärker die interpolierten Daten in Form eines Befehlsdatensignals an einen Regelverstärker bei der ersten Ausführungsform ausgibt;

Fig. 10A bis 10C jeweils Zeitablaufdiagramme zum Darstellen einer Beziehung zwischen den durch das NC-Bord interpolierte Daten und deren Übertragungsperiodendauer bei der ersten Ausführungsform;

Fig. 11 ein Blockschaltbild zum Darstellen eines inneren Aufbaus eines Fern-I/O-Controllers 56, der bei der ersten Ausführungsform eingesetzt wird;

Fig. 12 ein Diagramm zum Darstellen einer Gruppe von Signalformen von Impulssignalen, das für die Erläuterung des Betriebs des Fern-I/O-Controllers 56 der ersten Ausführungsform nützlich ist;

Fig. 13 ein Blockschaltbild zum Darstellen eines Aufbaus eines Regelverstärker-Kommunikationscontrollers 55, der bei der ersten Ausführungsform eingesetzt wird;

Fig. 14 ein Diagramm zum Darstellen einer Gruppe von Signalverläufen von Impulssignalen, das für die Erläuterung des Betriebs des Regelverstärker-Kommunikationscontrolers 55 der ersten Ausführungsform nützlich ist;

Fig. 15 ein Blockschaltbild zum Darstellen eines in dem PC-basierten NC-Systems nach Fig. 1 enthaltenen Alarmsystems gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 16 ein Diagramm zum Darstellen der Struktur der bei der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung benützten Alarmdaten;

Fig. 17 ein Blockschaltbild zum Darstellen eines PC-Überwachungselements (watchdog PCWDOG), der bei der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird;

Fig. 18 ein Blockschaltbild zum Darstellen einer bei der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eingesetzten Umschalt-Schaltung; und

Fig. 19 ein Blockschaltbild zum Darstellen des Aufbaus eines Steuerungssystems in einem üblichen PC-basierten numerisches Steuerungssystem.

Nun folgt eine detaillierte Beschreibung einzelner Ausführungsformen der Erfindung unter Bezug auf die beiliegende Zeichnung.

Nun wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben, bei der mehrere NC-Bords und/oder mehrere Fern-I/O-Einheiten während ihrem Betrieb durch Einsatz eines Impulssignals synchronisiert werden, das von einem Grundimpulsgenerator eines Personalcomputers (PC) generiert wird, sowie einem in dem Personalcomputer enthaltenen Anschlußbus.

Die Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild zum Darstellen eines Aufbaus eines Steuerungssystems, das in einem numerisches Steuerungssystem auf Basis eines Personalcomputer gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird. Die Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild zum Darstellen eines inneren Aufbaus eines der NC-Bords, das bei der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung benützt wird. Die Fig. 3 zeigt ein Blockschaltbild zum Darstellen eines Aufbaus einer typischen PPL-(phase locked loop)-Schaltung bei der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Fig. 4 zeigt ein Diagramm zum Darstellen einer Gruppe von Signalformen von Impulssignalen, die für eine Erläuterung nützlich sind, wie bei der ersten Ausführungsform die PLL-Schaltung ein Synchronimpulssignal (PLS) aus einem durch einen Personalcomputer generiertes Grundtakt-Impulssignal (CLK) generiert. Die Fig. 5 zeigt ein Diagramm zum Darstellen einer Gruppe von Signalformen zum Erläutern einer Beziehung zwischen einem Grundtakt-Impulssignal (CLK), einem Adressensignal (AD), einem Interruptsignal (RSET oder IRQ) und einem synchronen Impulssignal (PLS und PLSOUT). Die Fig. 6 zeigt ein Vektordiagramm zum Darstellen einer Beziehung der X- und Y-Axialbewegungen dann, wenn diese Achsen bei der ersten Ausführungsform interpoliert werden. Die Fig. 7 zeigt ein Diagramm zum Darstellen einer Gruppe von Signalformen einzelner Impulssignale, die zum Erläutern einer Beziehung zwischen einem synchronen Impuls (PLSOUT), einem Anforderungssignal (RQ) und einem Signal gemäß der Übertragungsdaten als Ergebnis der Interpolation bei der ersten Ausführungsform nützlich ist. Die Fig. 8 zeigt ein Diagramm zum Darstellen eines Beispiels der Struktur von Daten, die von dem Personalcomputer an die mehreren NC-Bords bei der ersten Ausführungsform übertragen werden. Die Fig. 9 zeigt ein Flußdiagramm zum Darstellen eines Prozeßablaufs, bei dem das NC-Bord die interpolierten Daten an den Regelverstärker in Form eines Befehlsdatensignals an einen Regelverstärker bei der ersten Ausführungsform ausgibt. Die Fig. 10A bis 10C zeigen jeweils Zeitablaufdiagramme zum Darstellen einer Beziehung zwischen dem durch das NC-Bord interpolierten Daten und den Übertragungsperioden hiervon, und zwar bei der ersten Ausführungsform. Die Fig. 11 zeigt ein Blockschaltbild zum Darstellen eines inneren Aufbaus eines Fern-I/O-Controllers 56, der bei der ersten Ausführungsform eingesetzt wird. Die Fig. 12 zeigt ein Diagramm zum Darstellen einer Gruppe von Signalformen einzelner Impulssignale, das sich für die Erläuterung des Betriebs des Fern-I/O-Controllers 56 der ersten Ausführungsform eignet. Die Fig. 13 zeigt ein Blockschaltbild zum Darstellen eines Aufbaus eines Regelverstärker-Kommunikationscontrollers 55, der bei der ersten Ausführungsform eingesetzt wird. Die Fig. 14 zeigt ein Diagramm zum Darstellen einer Gruppe von Signalformen einzelner Impulssignale, das für die Erläuterung des Betriebs des Regelverstärker-Kommunikationscontrollers 55 der ersten Ausführungsform nützlich ist.

In Fig. 1 kennzeichnet das Bezugszeichen 200 einen Personalcomputer-(PC)-Abschnitt, der mit denselben Komponenten wie der übliche, der bereits unter Bezug auf die Fig. 19 beschrieben wurde, aufgebaut ist. Das Bezugszeichen 10 kennzeichnet, einen Personalcomputer-Funktions-Anschlußabschnitt mit einer numerischen Steuerungsfunktion, die mehrere numerische (NC)-Bords enthält. Das Bezugszeichen 1 kennzeichnet ein NC-Bord A; das Bezugszeichen 2 ein NC-Bord B; das Bezugszeichen 3 ein NC-Bord C. Diese NC-Bords sind mit denselben Komponenten aufgebaut, die in der gleichen Weise angeordnet sind.

Beispielsweise kennzeichnet bei dem NC-Bord A 1 das Bezugszeichen 12 eine Impuls-Umsetz/Ausgabeschaltung, 13 eine Eingabe/Ausgabe-(I/O)-Schaltung und 14 eine Rechen- und Leitschaltung. Das Bezugszeichen 20 kennzeichnet einen Personalcomputer-Anschlußabschnitt, der eine Eingabe/Ausgabe-(I/O)-Schaltung 21 und eine Rechen- und Leitschaltung 22 enthält, und dieselben Funktionen aufweist, wie sie mit denjenigen der PC-Abschnitts 200 vergleichbar sind. Das PC-Anschlußbord 20 ist zum Erweitern des Leistungsumfangs der Fähigkeiten des Personalcomputers vorgesehen. In jedem der NC-Bords sind die Impuls-Umsetz/Ausgabeschaltung 12 und die I/O-Schaltung 13 mit dem PC-Anschlußbus 207 verbunden. Bei dem PC-Anschlußbord 20 ist die I/O-Schaltung 21 mit dem PC-Anschlußbus 207 verbunden, und sie überträgt Signale zu und von dem PC-Abschnitt 200.

Die Bezugszeichen 301 und 302 kennzeichnen externe Einrichtungen. Die verbleibenden externen Einrichtungen sind aus Gründen der Einfachheit in dieser Figur weggelassen. Jede der externen Einrichtungen ist mit denselben Komponenten aufgebaut, wie die in Fig. 19 gezeigte und die bei dem üblichen PC-basierten NC-System eingesetzte externe Einrichtung. Die externen Einrichtungen 301 und 302 sind jeweils mit NC-Bords A 1 und B 2 verbunden, die als Slave-Einrichtungen bei der Ausführungsform dienen. Das NC-Bord A 1 steuert die Servomotoren X und Y über Regelverstärker D1 und D2, und ein elektrisches Bord und ein Betriebsbord über Fern-I/O-Einheiten R1 und R2. Das NC-Bord B 1 steuert die Servomotoren Z und A über Regelverstärker D3 und D4, sowie ein elektrisches Bord und ein Betriebsbord über Fern-I/O-Einheiten R3 und R4. Bei der Ausführungsform steuert jedes von den NC-Bords A 1 und den NC-Bords B 2 zwei Wellen und zwei I/O-Einrichtungen. Die Anzahl der gesteuerten Objekte ist selbstverständlich nicht auf zwei begrenzt.

Das als Master-Einrichtung dienende NC-Bord C 3 analysiert ein Arbeitsprogramm, das von dem PC-Abschnitt 200 empfangen wird, und es sendet die Analyseergebnisse an die NC-Bords als Slave-Einrichtungen, nämlich an das NC-Bord A 1 und das NC-Bord B 2 bei der Ausführungsform. Aus diesem Grund ist das NC-Bord C 3 nicht mit der externen Einrichtung verbunden. Jedes von den mit den externen Einrichtungen verbundenen NC-Bords kann als Master-Einrichtung benützt werden, durch Unterdrücken der Funktion zum Steuern der externen Einrichtung durch hierfür geeignetes Auswählen der Parameter der NC-Bords. Das PC-Anschlußbord 20 dient wie das NC-Bord C 3 als Master-Einrichtung, und es analysiert ein von dem PC-Abschnitt 200 empfangenes Arbeitsprogramm, und sendet die Analyseergebnisse an die NC-Bords als Slave-Einrichtungen, nämlich an das NC-Bord A 1 und das NC-Bord B 2 bei der Ausführungsform.

Die Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild zum Darstellen der Details der Impuls-Umsetz/Ausgabeschaltung 12, der I/O-Schaltung 13 und der Rechen- und Leitschaltung 14 des NC-Bords A 1. Bei der Impuls-Umsetz/Ausgabeschaltung 12 empfängt eine PLL-Schaltung 31 ein Grundtaktsignal CLK von der Grundtakt-Generierungsschaltung 201 in dem PC-Abschnitt 200 über den PC-Abschlußbus 207, und sie generiert ein synchronisiertes Impulssignal PLS mit der für die Synchronisierung erforderlichen Frequenz auf der Grundlage des empfangenen Grundtaktsignals CLK.

Ein Adressendecoder 32 empfängt ein Adressensignal AD von dem PC-Abschnitt 200, dem NC-Bord C 3 als Master-Bord oder dem PC-Anschlußbord 20 über den PC-Anschlußbus 207, und er decodiert das Adressensignal AD und gibt das Ergebnis in Form eines Signals N1 aus. Eine Signalauswahlschaltung 33 empfängt das Signal N1, das sich aus der Decodierung des Adressensignals AD ergibt, sowie ein Signal RESET, das von dem PC-Abschnitt 200 dann erzeugt wird, wenn dessen Leistungsschalter angeschaltet wird oder der PC-Abschnitt per se rückgesetzt ist, oder ein Interruptsignal IRQ (beispielsweise ein IRQ-Signal bei einem ISA-Bus), das von dem NC-Bord C 3 als einer Master-Einrichtung ausgegeben wird, oder von dem PC-Anschlußbord 20 zu der PC-CPU 202 des PC-Abschnitts 200, und sie erzeugt ein Impulsausgabe-Freigabesignal N3. Ein Gatter 34 empfängt am Eingangsanschluß ein synchrones Impulssignal PLS und bei dem Gattersteueranschluß ein Impulsausgabe-Freigabesignal N3, und es erzeugt am Ausgangsanschluß ein synchronisiertes Signal PLSOUT, das zum Synchronisieren der NC-Bords als Slave-Einrichtungen eingesetzt wird, oder dem NC-Bord A 1 und dem NC-Bord B 2.

Ein Betrieb der PLL-Schaltung 31 wird unter Bezug auf die Fig. 3 und 4 beschrieben.

Es wird davon ausgegangen, daß das von der Grundtakt-Generierschaltung 201 in dem PC-Abschnitt 200 erzeugte Grundtaktsignal CLK eine Frequenz von 8 MHz aufweist. In der PLL-Schaltung 31 wird das Grundtaktsignal CLK durch einen 1/8-Frequenzteiler in ein synchronisiertes Impulssignal PLS1 frequenzgeteilt. Das synchronisierte Impulssignal PLS1 wird in einem Prozeßschritt in ein synchronisiertes Impulssignal PLS mit 45 Mhz umgewandelt, durch einen Hochgeschwindigkeits-Phasenkomparator PFD und einem spannungsgesteuerten Oszillator VCO. Das synchronisierte Impulssignal PLS bei 44 MHz wird in ein synchronisiertes Impulssignal PLS2 bei 1 MHz durch einen 1/45-Frequenzteiler frequenzgeteilt. Das synchronisierte Impulssignal PLS2 wird bei dem Hochgeschwindigkeits-Phasenkomparator PFD eingegeben.

[0036]

Wie anhand von Fig. 4 zu erkennen ist, liegt in einer frühen Stufe eine (durch eine Phasenvergleichsignalform des Hochgeschwindigkeits-Phasenkomparators PFD dargestellte) Phasendifferenz zwischen dem Synchronisierungsimpulssignal PLS1 und dem Synchronisierungsimpulssignal PLS2 vor, jedoch wird sie über den Gegenkopplungsbetrieb entfernt. Im Ergebnis ist das von der PLL-Schaltung ausgegebene Synchronisierungsimpulssignal PLS in seiner Signalform stabil.

Nun wird unter Bezug auf die Fig. 5 der Betrieb des NC-Bords beschrieben, bei dem ein Impulsausgabe-Freigabesignal N3 unter Einsatz des Signals der Master-Einrichtung generiert wird, d. h. des PC-Abschnitts 200, sowie des NC-Bords C 3 oder des PC-Anschlußbords 200, und es wird ein Synchronisierungssignal PLSOUT erzeugt, das zum Synchronisieren der NC-Bords als Slave-Einrichtung dient.

Zunächst wird dann, wenn der PC-Abschnitt 200 als Master-Einrichtung dient, der PC-Abschnitt in einem von zwei Moden für die Synchronisierung betrieben. In einem ersten Modus synchronisiert der PC-Abschnitt 200 die von dem NC-Bord A 1 und NC-Bord B 2 als Slave-Einrichtungen ausgegebenen Synchronisierungssignale PLSOUT unter Einsatz des Adressensignals AD. In einem zweiten Modus synchronisiert der PC-Abschnitt die Synchronisierungssignale PLSOUT unter Einsatz des Interruptsignals RESET.

In dem ersten Modus, in dem der PC-Abschnitt die von dem NC-Bord A 1 und dem NC-Bord B 2 aus gegebenen Synchronisierungssignale PLSOUT unter Einsatz des Adressensignals AD synchronisiert, überträgt der PC-Abschnitt 200 ein Adressensignal AD über den PC-Anschlußbus 207 an die Adressendecoder 32 in dem NC-Bord A 1 und dem NC-Bord B 2. N jedem NC-Bord A 1 und NC-Bord B 2 ändert sich der Zustand des durch Decodieren des Adreßsignals AD gebildeten Signals N1 von "0" zu "1", da das Vorliegen des Adressensignals AD und der vorderen Flanke eines Synchronisierungsimpulses PLS, die als erstes nach dem Vorliegen des Adressensignals AD auftritt, die UND-Verknüpfung erfüllen. Der "1"-Wert des Signals N1 und die hintere Flanke eines Synchronisierungsimpulses PLS, die als erstes nach dem Verändern des Signals N1 in einen Logikzustand von "1" auftritt, erfüllen die UND-Verknüpfung, so daß der Logikzustand des Impulsausgabe-Freigabesignals N3 von "1" zu "0" verändert wird. Die Ausgabe eines Synchronisierungssignals PLSOUT wird in einem Zeitpunkt gestartet, in dem die vordere Flanke eines Synchronisierungsimpulses PLS das erstemal nach der Veränderung des Impulsausgabe-Freigabesignals N3 von "1" zu "0" auftritt. Hierdurch werden die von dem NC-Bord A 1 und dem NC-Bord B 2 aus gegebenen Synchronisierungssignale PLSOUT miteinander synchronisiert.

In dem zweiten Modus, in dem das Interruptsignal RESET zum Synchronisieren der Synchronisierungssignale PLSOUT eingesetzt wird, ändert sich das Impulsausgabe-Freigabesignal N3 von jedem NC-Bord A 1 und NC-Bord B 2 von "1" zu "0" in einem Zeitpunkt, in dem die hintere Flanke eines Synchronisierungsimpulses PLS nach der Veränderung des Interruptsignals RESET von "1" zu "0" das erstemal auftritt. Die Ausgabe des Synchronisierungssignals PLSOUT beginnt in einem Zeitpunkt, in dem die vordere Flanke eines Synchronisierungsimpulses PLS das erstemal nach der Veränderung des Interruptsignals RESET von "1" zu "0" auftritt.

Zweitens wird dann, wenn das NC-Bord C 3 oder das PC-Anschlußbord 20 als Master-Einrichtung dient, das NC-Bord C 3 oder das PC-Anschlußbord 20 in einen der beiden Moden für die Synchronisierung betrieben. In einem ersten Modus synchronisiert es die von dem NC-Bord A 1 und dem NC-Bord B 2 als Slave-Einrichtungen aus gegebenen Synchronisierungssignale durch Einsatz des Adressensignals AD. In einem zweiten Modus synchronisiert es die Synchronisierungssignale PLSOUT unter Einsatz des Interruptsignals IRQ.

In dem ersten Modus, in dem das Adressensignal AD zum Synchronisieren der Synchronisierungssignale PLSOUT von dem NC-Bord A 1 und dem NC-Bord B 2 benützt wird, sendet das NC-Bord C 3 oder das BC-Anschlußbord 20 ein Adressensignal AD über den PC-Anschlußbus 207 an den Adressendecoder 32 in in jedem NC-Bord A 1 und NC-Bord B 2. Der nachfolgende Betrieb in diesem Modus stimmt im wesentlichen mit demjenigen überein, der dann durchgeführt wird, wenn der PC-Abschnitt 200 die Synchronisierungssignale PLSOUT von dem NC-Bord A 1 und dem NC-Bord B 2 unter Einsatz des Adressensignals synchronisiert.

In dem zweiten Modus, in dem das Interruptsignal IRQ zum Synchronisieren der Synchronisierungssignale PLSOUT von dem NC-Bord A 1 und dem NC-Bord B 2 benützt wird, sendet das NC-Bord C 3 oder das PC-Anschlußbord 21 ein Interruptsignal IRQ über den PC-Anschlußbus 207 zu der PC-CPU 202 in dem PC-Abschnitt. Das Interruptsignal TRQ verändert, wie das Interruptsignal RESET, einen Logikzustand des Impulsausgabe-Freigabesignals N3 von "1" zu "0". Die Ausgabe des Synchronisierungssignals PLSOUT beginnt in einem Zeitpunkt, in dem die vordere Flanke eines Synchronisierungsimpulses PSL das erstemal nach der Veränderung des Signals N3 von "1" zu "0" auftritt. Hierdurch werden die Synchronisierungssignal PLSOUT von dem NC-Bord A 1 und dem NC-Bord B 2 synchronisiert.

In der in Fig. 2 gezeigte I/O-Schaltung empfängt ein 2-Port-Speicher 42, über den PC-Anschlußbus 207 die Analysedaten eines Arbeitsprogramms von dem PC-Abschnitt 200, oder dem NC-Bord C 3 oder dem PC-Anschlußbord 200, der/das als Master-Einrichtung dient. Ein I/O-Puffer 140 überträgt Daten zu und von dem PC-Anschlußbus 207. Bei dem NC-Bord C 3 oder dem PC-Anschlußbord 200 als Master-Einrichtung ist ein Eingabe/Ausgabe-Freigabesignal N2 zu "0" (L-Pegel) bestimmt und der I/O-Puffer 41 überträgt Daten zu und von dem PC-Anschlußbus 207. Ist das Eingabe/Ausgabe-Freigabesignal N2 zu "1" bestimmt, so funktioniert der I/O-Puffer 41 lediglich zum Schreiben der Analysedaten des Arbeitsprogramms in dem 2-Port-Speicher 42, und er funktioniert nicht für den Datentransfer. In diesem Fall dient das NC-Bord des I/O-Puffers 41 als Slave-Einrichtung.

Bei der Rechen- und Leitschaltung 14 nach Fig. 2 kennzeichnet das Bezugszeichen 51 eine CPU. Die CPU 51 führt einen Inerpolationsberechnungsprozeß für die Regelverstärker D1 und D2 durch, nämlich für die Servomotoren X und Y in der externen Einrichtung 301, und zwar auf Basis der Analysedaten des Arbeitsprogramms, die in der externen Einrichtung 301 gespeichert sind. Das Bezugszeichen 55 kennzeichnet einen Regelverstärker-Kommunikationscontroller 55. Der Controller sendet ein Anförderungssignal RQ, das mit einem Synchronisierungssignal PLSOUT synchronisiert ist, und zwar an die CPU 51, und es sendet die interpolierten Daten an die Regelverstärker D1 und D2. In diesem Zeitpunkt werden die interpolierten Daten zu den Regelverstärkern synchron mit dem Synchronisierungssignal PLSOUT gesendet.

Ein Hauptspeicher 54 speichert ein Programm für den Master (auf das als Master-Programm Bezug genommen wird) dann, wenn das NC-Bord als Master-Einrichtung dient, sowie ein Programm für den Slave (auf das als Slave-Programm Bezug genommen wird) dann, wenn es als Slave-Einrichtung dient. Eine PLC-Berechnungsschaltung 52 berechnet einen Ablauf, der an die Fern-I/O-Einheit in der externen Einrichtung 301 zu übertragen ist, und sie überträgt die Daten zu dem Fern-I/O-Controller 56. Ein Einrichtungs-Speicher 53 speichert zahlreiche Typen von Einrichtungen, die von der PLC-Rechen- und Leitschaltung 52 benützt werden.

Der Regelverstärker-Kommunikationscontroller 55 in der Rechen- und Leitschaltung 14, die in dem als Slave-Einrichtung dienenden NC-Bord A 1 befestigt ist, wird detailliert unter Bezug auf die Fig. 13 und 14 beschrieben. In Fig. 13 kennzeichnet das Bezugszeichen 71 einen Puffer; 72 kennzeichnet ein Übertragungsregister; 73 und 77 kennzeichnen Register; 74 und 76 kennzeichnen Komparatoren; 75 kennzeichnet einen Zeitgeber. Lädt entweder der PC-Abschnitt 200, das NC-Bord B 3 oder das PC-Anschlußbord 20, die als Master-Einrichtungen dienen, Anfangseinstelldaten K1 (= 0) in das Register 77 und Anfangseinstelldaten K2 (= 5 und 9) in das Register 73, so vergleicht der Komparator 76 den Wert in dem Register 77 mit einem Wert des Zeitgebers 75, dem das Synchronisierungssignal PLSOUT zugeführt wird. Ist der Wert des Zeitgebers 75 Null (0000 als Binärzahl) (Fig. 14), so gibt der Komparator 76 ein Anforderungssignal RQ an die CPU 51 in der Rechen- und Leitschaltung 14 aus.

Die CPU 51 in der Rechen- und Leitschaltung 14 empfängt ein Anführungssignal RQ, und sie führt einen Interpolationsberechnungsprozeß durch und überträgt das Ergebnis der Interpolationsberechnung an den Puffer 71 in dem Regelverstärker-Kommunikationscontroller. Der Komparator 74 vergleicht einen Wert des Zeitgebers 75, der ein Synchronisierungssignal PLSOUT empfängt, mit einem Wert in dem Register 73. Erreicht der Wert des Zeitgebers 75 den Wert 5 (0101 als Binärzahl) und 9 (1001 als Binärzahl), so überträgt der Komparator 74 ein Übertragungsfreigabesignal P1 an das Übertragungsregister 72. In Ansprechen auf das Signal P1 ermöglicht das Übertragungsregister 72 die Übertragung von Daten D1 und D2, die von dem Puffer zu den Regelverstärkern D1 und D2 in der externen Einrichtung zu übertragen sind. Das Speichern der Berechnung in dem Puffer 71 wird abgeschlossen, bevor der Wert des Zeitgebers gleich K2 wird, was sich von selbst versteht.

Der Fern-I/O-Controller 75 in der Rechen- und Leitschaltung 14 auf dem NC-Bord A 1, das als Slave-Einrichtung dient, wird detailliert unter Bezug auf die Fig. 11 und 12 beschrieben. In Fig. 11 kennzeichnet das Bezugszeichen 61 einen Puffer; 62 kennzeichnet ein Übertragungsregister; 63 kennzeichnet einen Zeitgeber; 64 kennzeichnet einen Komparator; und 65 kennzeichnet ein Register. Der PC-Abschnitt 200, das NC-Bord C 3 oder das PC-Anschlußbord 20, der/das als Master-Einrichtung dient, überträgt Übertragungsperioden-Einstelldaten T1, die an die Fern-I/O-Einheit in der externen Einrichtung zu übertragen sind, an den 2-Port-Speicher 52 in der I/O-Schaltung 13. Die Übertragungsperioden-Einstelldaten T1 werden in das Register 65 in den Fern-I/O-Controller geladen.

In der Rechen- und Leitschaltung 14 berechnet die PLC-Berechnungsschaltung 52 einen Ablaufbefehl und überträgt die sich ergebenden I/O-Daten an den Puffer 61 des Fern-I/O-Controllers. Nun folgt die Beschreibung des Betriebs zum Synchronisieren der Synchronisierungssignale PLSOUT, die von den als Slave-Einrichtungen dienenden NC-Bords für die Übertragung an die I/O-Einheiten ausgegeben werden. Wie in Fig. 12 gezeigt ist, vergleicht der Komparator 64 dann, wenn beispielsweise der in dem Komparator 64 gespeicherte Übertragungsperioden-Einstelldatenwert T1 6 beträgt, einen in dem Register 65 gespeicherten Wert mit einem Wert des Zeitgebers 63, der ein Synchronisierungssignal PLSOUT empfängt und frequenzteilt. Sind diese Werte gleich 6 (0110 als Binärzahl), so überträgt der Komparator ein Ausgabefreigabesignal an das Übertragungsregister 62. In diesem Zeitpunkt werden die in dem Puffer 61 gespeicherten I/O-Daten an die I/O-Einheiten in der externen Einrichtung übertragen. Hierdurch werden die von den als Slave-Einrichtungen dienenden NC-Bords aus gegebenen Synchronisierungssignale miteinander synchronisiert.

Wie oben beschrieben, benützt das PC-basierte NC-System zum Synchronisieren der von den NC-Bords aus gegebenen Synchronisierungssignale der vorliegenden Ausführungsform das Interrupt-Signal RESET, das in dem Zeitpunkt ausgegeben wird, in dem das Anschalten oder Rücksetzen des PC-Abschnitts 200 durchgeführt wird, oder das von dem NC-Bord C 3 oder dem PC-Anschlußbord 20, das als Master-Einrichtung dient, aus gegebene Interrupt-Signal IRQ, oder das Adressensignal AD, das von entweder dem PC-Abschnitt 200 ausgegeben wird, oder dem NC-Bord C 3 oder dem PC-Anschlußbord 20, die als Master-Einrichtungen dann dienen, wenn die Interrupt-Signale nicht eingesetzt werden, da sie momentan für andere Steuerungszwecke eingesetzt werden. Dieses PC-basierte NC-System, das ein solches Signal zum Synchronisieren der Synchronisierungssignale benützt, kann die Synchronisierungssignale PLSOUT, die von allen NC-Bords ausgegeben werden, die von dem PC-Anschlußbord 207, an dem auch der PC-Abschnitt 200 angeschlossen ist, ausgegeben werden, synchronisieren, indem die NC-Bords lediglich mit dem PC-Anschlußbus 207 verbunden werden.

Die nachfolgende weitergehende Beschreibung betrifft den Betrieb des in Fig. 1 und 2 gezeigten PC-basierten NC-Systems zum Synchronisieren der Interpolationsberechnungsprozesse und der Kommunikationsprozesse zwischen den als Slave-Einrichtungen dienenden NC-Bords durch Einsatz der Synchronisierungssignale PLSOUT und des PC-Anschlußbusses 207.

Bei der nachfolgenden Beschreibung wird der PC-Abschnitt 200 als Master-Einrichtung eingesetzt, während das NC-Bord A 1 und das NC-Bord B 2 als Slave-Einrichtungen dienen. Die PC-CPU 202 des PC-Abschnitts 200 liest ein Arbeitsprogramm aus der Hilfsspeichereinrichtung 206 über die I/F-(Interface)-Schaltung 205, und sie analysiert das Arbeitsprogramm. Die PC-CPU 202 dient als Busmaster für den PC-Anschlußbus 207, und sie sendet die das Ergebnis der Analyse des Arbeitsprogramms darstellenden Daten (auf die als Analysedaten Bezug genommen wird) an das NC-Bord A 1 und das NC-Bord B 2, die beide als Slave-Einrichtungen dienen.

Das NC-Bord A 1 empfängt die Analysedaten des Arbeitsprogramms über den PC-Anschlußbus 207, und es speichert diese in dem 2-Port-Speicher 72 der I/O-Schaltung 13. Bei dem NC-Bord A führt die CPU 51 in der Rechen- und Leitschaltung 14 einen Interpolationsberechnungsprozeß für die Servomotoren X und Y auf der Basis der Analysedaten des Arbeitsprogramms durch. Das NC-Bord A 1 sendet die Daten (auf die als interpolierte Daten Bezug genommen wird), die das Ergebnis der Interpolationsberechnung wiedergeben, an die Regelverstärker D1 und D2 über den Regelverstärker-Kommunikationscontroller 55. Das NC-Bord B 2 sendet auch die interpolierten Daten an die Regelverstärker D1 und D2 in einer ähnlichen Weise. Die interpolierten Daten werden an die externe Einrichtung synchron mit dem Synchronisierungssignal PLSOUT gesendet, das von der Impuls-Umsetz/Ausgabeschaltung 12 ausgegeben wird. Demnach werden die vier Wellen der Servomotoren X, Y, Z und A präzise auf der Grundlage der interpolierten Daten gesteuert.

Der PC-Abschnitt 200, das NC-Bord C 3 oder das PC-Anschlußbord 20, der/das als Master-Einrichtung dient, analysiert das Arbeitsprogramm gemäß einem Master-Programm. In einem Fall, in dem beispielsweise die Master-Einrichtung der PC-Abschnitt 200 ist, bewirkt das Master-Programm, daß die PC-CPU 202 ein Arbeitsprogramm aus der Hilfsspeichereinrichtung 206 über die I/F-Schaltung 205 liest und das Arbeitsprogramm analysiert.

Ein Prozeß zum Analysieren des Arbeitsprogramms wird nun unter Bezug auf die Fig. 6 beschrieben, die ein Beispiel des Interpolationsprozesses für die X- und die Y-Achsen zeigt. Während dem Prozeß werden die folgenden für die Interpolation der X-Achse und der Y-Achse erforderlichen Daten extrahiert: der Umfang L der Einheitsbewegung in einem kleinen Block, ein X-Axialbewegungs-Distanzverhältnis Lx/L des Bewegungsumfangs für einen Block entlang der X-Achse zum Einheitsbewegungsumfang L, ein Y-Axialbewegungs-Distanzverhältnis Ly/L des Bewegungsumfangs für einen Block entlang der Y-Achse zu dem Einheitsbewegungsumfang L, eine Bewegungsdistanz FxΔt für eine kleine Einheitszeit entlang der X-Achsenrichtung und eine Bewegungsdistanz FyΔt für jede kleine Zeiteinheit entlang der Y-Achsenrichtung. Die Daten L, Lx/L, Ly/L, FxΔt und FyΔt werden zu dem NC-Bord A 1 als Slave-Einrichtung über den PC-Anschlußbus 207 gesendet. Die zum Interpolieren der Z-Achse und der A-Achse erforderlichen Daten L, Lz/L, La/L, FzΔt und FaΔt werden zu dem NC-Bord B 2 als Slave-Einrichtung über den PC-Anschlußbus 207 gesendet.

In einem Fall, in dem die Master-Einrichtung das PC-Anschlußbord 20 oder das NC-Bord C 3 ist, sendet die Master-Einrichtung ein Busmastersignal an die Peripherieschaltung der CPU 204 in dem PC-Abschnitt für den bevorzugten Einsatz des PC-Anschlußbusses 207, und sie empfängt ein Busmastersignal-Freigabesignal von der Peripherieschaltung der CPU 204. Ein Arbeitsprogramm wird aus der Hilfsspeichereinrichtung 206 in dem PC-Abschnitt 200 ausgelesen, und zwar über die I/F-Schaltung 205 in dem PC-Abschnitt 200, den PC-Anschlußbus 207 und die I/O-Schaltung 21 in dem PC-Anschlußbord oder die I/O-Schaltung 13 in dem NC-Bord C 3. Das ausgelesene Arbeitsprogramm wird durch die CPU in der Rechen- und Leitschaltung 22 auf dem PC-Anschlußbord 20 analysiert, oder durch die Rechen- und Leitschaltung 14 auf dem NC-Bord C 3. Anschließend erhält die Master-Einrichtung erneut das Prioritätsrecht für den Einsatz des PC-Anschlußbusses 207, und sie sendet Daten gemäß dem Ergebnis der Analyse des Arbeitsprogramms oder die Analysedaten zu dem NC-Bord A 1 und dem NC-Bord B 2 als Slave-Einrichtungen über den PC-Anschlußbus 207.

In dem NC-Bord A 1 als Slave-Einrichtung führt die CPU 51 den folgenden Prozeß in Übereinstimmung mit einem Slave-Programm durch, das in dem Hauptspeicher 54 gespeichert ist. Die Slave-Einrichtung, oder das NC-Bord A 1, empfängt die Analysedaten des Arbeitsprogramms von der Master-Einrichtung und speichert diese in dem 2-Port-Speicher 42 der I/O-Schaltung 13. Ferner empfängt sie ein Anforderungssignal RQ von dem Regelverstärker-Kommunikationscontroller 55 in der Rechen- und Leitschaltung 14, und sie führt den Interpolationsprozeß für die X-Achse und die Y-Achse durch. Die Ergebnisse der Interpolationsberechnung werden zu den Regelverstärkern D1 und D2 über den Regelverstärker-Kommunikationscontroller 55 zum Steuern der Servomotoren X und Y gesendet.

Das NC-Bord B 2 als Slave-Einrichtung führt wie das NC-Bord A 1 den Interpolationsprozeß für die Z-Achse und die A-Achse durch, und es sendet das Ergebnis der Interpolationsberechnung an die Regelverstärker D3 und D4 über den Regelverstärker-Kommunikationscontroller 55 zum Steuern der Servomotoren Z und A. In diesem Zeitpunkt sendet der Regelverstärker-Kommunikationscontroller 55 das Anforderungssignal RQ zu der CPU 51 synchron mit dem Synchronisierungssignal PLSOUT. Demnach werden die Daten synchron von dem NC-Bord A 1 und dem NC-Bord B 2 zu den Regelverstärkern D1 und D2, sowie D3 und D4, gesendet. Ein Zeitablaufdiagramm zum Darstellen eines Zustands, in dem die zu dem NC-Bord A 1 übertragenen Daten D1 und D2 mit den zu dem NC-Bord B 2 gesendeten Daten D3 und D4 in Ansprechen auf das Anforderungssignal RQ synchronisiert werden, im Hinblick mit dem Synchronisierungssignal PLSOUT, ist in Fig. 7 gezeigt.

Jedes der NC-Bords ist in einem Master-Modus betreibbar, in dem das Bord als Master-Einrichtung funktioniert, oder in einem Slave-Modus, in dem es als Slave-Einrichtung funktioniert. Die Auswahl des Master-Modus oder des Slave-Modus erfolgt in dem PC-Abschnitt 200. Hier sei ein Fall betrachtet, in dem der PC-Abschnitt 200 Anfangseinstelldaten enthält, wie sie in Fig. 8 gezeigt sind. Es sei angenommen, daß die Adressen des 2-Port-Speichers 42 der I/O-Schaltung 13 auf dem NC-Bord A 1, die Adressen fff00 und fff01 auf der Seite des PC-Anschlußbusses 207 jeweils denjenigen ac001 und ac002 für das NC-Bord A 1 entsprechen. Die PC-CPU 202 des PC-Abschnitts 200 schreibt Information zum Setzen des NC-Bords A 1 in einem Master-Modus oder einem Slave-Modus in das am wenigsten signifikante Bit (least significant bit, LSB) der Adresse fff00 des 2-Port-Speichers 42. Beispielsweise wird "1" in das LSB geschrieben, wenn sich das NC-Bord in einem Master-Modus befindet, und "0" wird hierin geschrieben, wenn das NC-Bord in einem Slave-Modus gesetzt wird.

Wenn der Schreibbetrieb für die Moduseinstellinformation abgeschlossen ist, sendet der PC-Abschnitt 200 ein RESET-Signal zu dem NC-Bord A 1. Bei Treiben durch das RESET-Signal empfängt das NC-Bord A 1 die Anfangseinstelldaten durch Lesen des LSB der Adresse ac001 des 2-Port-Speichers 42. Die Struktur der Anfangseinstelldaten für das NC-Bord A 1 ist in Fig. 8 gezeigt. Die Anfangseinstelldaten für das NC-Bord B 2, die Adresse des 2-Port-Speichers 42 auf der Seite des PC-Anschlußbusses 207 können fff02 und fff03 sein.

Die Anfangseinstelldaten, die die Modus-(Master oder Slave)-Einstellinformation enthalten, enthalten ferner Daten zum Anzeigen des Aufbaus des NC-Systems, der Zahl der Slave-NC-Bords und der Bordnummern, die Nummer der gesteuerten Wellen, die gleichzeitig zu interpolieren sind sowie die Wellennummern der Wellen, die mit den NC-Bords verbunden sind, die Zahl der Fern-I/O-Einheiten, die synchron zu steuern sind, und dergleichen.

Wird das PC-basierte NC-System angetrieben, so wird jedes der NC-Bords auf die folgende Weise betrieben.

Das NC-Bord liest die Anfangseinstelldaten von dem 2-Port-Speicher 42 und entscheidet auf Basis der ausgelesenen Daten, ob das Bord per se in einem Master-Modus oder in einem Slave-Modus betrieben wird. Wird es in dem Slave-Modus betrieben, so führt das NC-Bord den bereits erwähnten Prozeß für den Slave in Übereinstimmung mit dem Slave-Programm durch, das in dem Hauptspeicher 54 der Rechen- und Leitschaltung 14 gespeichert ist. Das NC-Bord überträgt Daten zu und von dem PC-Anschlußbus 207 über den 2-Port-Speicher 42.

Wird des im Master-Modus betrieben, so führt das NC-Bord den bereits erwähnten Prozeß für den Master in Übereinstimmung mit dem Masterprogramm durch, das in dem Hauptspeicher 54 der Rechen- und Leitschaltung 14 gespeichert ist. Das NC-Bord überträgt Daten von und zu dem PC-Anschlußbus 207 über den I/O-Puffer 41. Ein Eingabe/Ausgabe-Freigabesignal N2 für den I/O-Puffer 41 in der I/O-Schaltung 13 wird beispielsweise zu "0" (L-Pegel) gesetzt, nämlich gültig gesetzt, wenn der PC-Abschnitt 200 zuläßt, daß das NC-Bord C 3 als Mastereinrichtung das Recht hat, den PC-Anschlußbus 207 zu nützen, und das NC-Bord überträgt Daten zu und von dem PC-Anschlußbus 207 über den I/O-Puffer 41.

Ein Verfahren zum Übertragen von Daten beispielsweise an die Regelverstärker D1 und D2 des NC-Bords A 1 wird detailliert unter Bezug auf die Fig. 9 beschrieben, das ein Flußdiagramm eines Interpolationsprozesses zeigt.

Wie in Fig. 6 gezeigt ist, spiegelt L einen Umfang der Einheitsbewegung in einem kleinen Block wieder; und ferner FΔt (= Lm) ein Bewegungsumfang pro kleiner Zeiteinheit; FxΔt und FyΔt die X-Komponente und die Y-Komponente des Zeiteinheit-Bewegungsumfangs FΔt; und Ln die Restdistanz des Einheitsbewegungsumfangs L, nämlich die Differenz zwischen dem Zeiteinheit-Bewegungsumfang Lm und dem Einheitsbewegungsumfang L in einem kleinen Block.

In einem Schritt S1 empfängt die Rechen- und Leitschaltung 14 des NC-Bord A 1 ein Synchronisierungssignal PLSOUT, und in einem Schritt S2 startet die CPU 51 in der Rechen- und Leitschaltung 14 die Durchführung eines Interpolationsprozesses. In einem Schritt S3 wird der Einheitsbewegungsumfang L als Anfangswert in die Restdistanz Ln eingesetzt. In einem Schritt S4 berechnet die CPU 51 den Zeiteinheit-Bewegungsumfang FΔt und ersetzt diesen in Lm. In einem Schritt S5 wird die Restdistanz Ln mit dem Zeiteinheits-Bewegungsumfang Lm verglichen. Gilt Ln < Lm, so übersteigt der Zeiteinheits-Bewegungsumfang FΔt den Einheitsbewegungsumfang L. Demnach werden in einem Schritt S6 die Bewegungswerte der zugeordneten Achsen gemäß der Restdistanz Ln berechnet, und in einem Schritt S9 werden die berechneten Befehlswerte ausgegeben. Im Schritt S5 liegt dann, wenn Ln nicht kleiner als Lm ist, der Zeiteinheits-Bewegungsumfang FΔt innerhalb des Einheitsbewegungsumfangs L, und anschließend wird in einem Schritt S7 die Restdistanz Ln durch Berechnen von Ln = L-Lm aktualisiert. In einem Schritt S8 werden die Befehlswerte der zugeordneten Achsen gemäß dem Zeiteinheits-Bewegungsumfang Lm berechnet, und in dem Schritt S9 werden die berechneten Werte ausgegeben. Die CPU 51 kehrt zu dem Schritt S4 zurück, und sie wiederholt den Rückführungsprozeß viermal. Anschließend werden die Befehlswerte an die Regelverstärker D1 und D2 in einem Schritt S10 übertragen.

Unter der Annahme, daß die maximale Zahl der gesteuerten Wellen, die sich durch alle NC-Bords als Slave-Einrichtungen gleichzeitig interpolieren lassen, k beträgt, und daß die Zahl der mit den NC-Bords verbundenen gesteuerten Wellen m beträgt, wird die Berechnung für die gesteuerten Wellen m mal wiederholt und die Zahl m der wiederholten Betriebsschritte für den Rückführungsprozeß kann auf jeden Wert gesetzt werden, für den n k/m (der sich ergebende Dezimalanteil wird vernachlässigt) liegt.

In einem Fall, in dem durch Einsatz zweier NC-Bords, mit denen sich maximal eine Interpolationssteuerung von vier Wellen durchführen läßt, werden vier Wellen gleichzeitig in einer interpolierenden Weise gesteuert, k = 4 und m = 2. Gilt n = 2, so beträgt ein Übertragungszyklus zum Übertragen der Befehlswerte zu den Regelverstärkern 1,75 ms. Gilt n = 1, so beträgt der Übertragungszyklus 3,5 ms.

In einem Fall, in dem durch Einsatz zweier NC-Bords, mit denen sich maximal eine Interpolationssteuerung für vier Wellen durchführen läßt, zwei Wellen gleichzeitig in interpolierender Weise gesteuert werden, gilt k = 4 und m = 1. Gilt n = 4, so überträgt der Übertragungszyklus 0,875 ms. Wird n = 2, so beträgt der Übertragungszyklus 1,75 ms. Gilt n = 1, so beträgt der Übertragungszyklus 3,5 ms.

Demnach läßt sich durch geeignete Auswahl der Werte von m und n die Übertragungsrate zum Übertragen der Befehlswerte an die Regelverstärker flexibel verändern. Beispielsweise wird dann, wenn die Zahl der zu steuernden Wellen für jedes NC-Bord reduziert ist, die Übertragungsrate erhöht, um hierdurch die Bearbeitungsgeschwindigkeit und die Genauigkeit der Bearbeitung zu erhöhen. Zum Harmonisieren der Bearbeitungsgeschwindigkeit in dem betrachteten NC-System mit derjenigen eines anderen NC-Systems kann die Übertragungsrate derart reduziert werden, daß n verringert wird, während die verbleibenden Werte von k und m unverändert aufrecht erhalten werden. Demnach weist das PC-basierte NC-System der vorliegenden Erfindung Eigenschaften auf, die in flexibler Weise variabel sind.

Beispiele der Beziehungen zwischen den Befehlswerten und den Übertragungszyklen für den Fall, in dem das NC-Bord A 1 und das NC-Bord B 2 die Befehlswerte an die Regelverstärker übertragen, werden unter Bezug auf die Fig. 10A bis 10C beschrieben. Gemäß der Beschreibung senden das NC-Bord A 1 und das NC-Bord B 2 Befehlswertdaten jeweils an die Paare der Regelverstärker D1 und D2, sowie D3 und D4. Es sei angenommen, daß die von dem NC-Bord A 1 an den Regelverstärker D1 übertragenen Interpolationsdaten der X-Achse durch X1, X2, X3, . . ., gekennzeichnet sind und daß die von dem Bord an den Regelverstärker D2 für die X-Achse übertragenen Interpolationsdaten Y1, Y2, Y3, . . ., sind. Entsprechend sind die von dem NC-Bord B 2 an den Regelverstärker D3 übertragenen Interpolationsdaten für die Z-Achse durch Z1, Z2, Z3, . . ., gekennzeichnet, und die von dem Bord an den Regelverstärker C4 übertragenen Interpolationsdaten der A-Achse sind A1, A2, A3 . . . Es sei angenommen, daß die zum einmaligen Übertragen der Interpolationsdaten erforderliche Zeit 0,875 ms beträgt. Die Daten werden synchron mit dem Synchronisierungssignal PLSOUT übertragen.

Werden die vier Achsen, die X-Achse, die Y-Achse, die Z-Achse und die A-Achse simultan interpoliert, so gilt k = 4 und m = 2. Gilt n = 2, so sendet das NC-Bord A 1 und das NC-Bord B 2 jeweils die interpolierten Daten an die zugeordneten Regelverstärker bei den Perioden gemäß 0,875 ms, wie in Fig. 1A gezeigt ist. Jeder Regelverstärker empfängt die interpolierten Daten bei den Perioden gemäß 1,75 ms.

Werden die zwei Achsen, die X-Achse und die Z-Achse gleichzeitig interpoliert, so gilt k = 4 und m = 1. Gilt n = 4, so sendet das NC-Bord A 1 und das NC-Bord B 2 jeweils die interpolierten Daten an die zugeordneten Regelverstärker bei Perioden gemäß 0,875 ms, wie in Fig. 1B gezeigt ist. Jeder Regelverstärker empfängt die interpolierten Daten bei den Perioden gemäß 0,875 ms.

Werden die vier Achsen, die X-Achse, die Y-Achse, die Z-Achse und die A-Achse gleichzeitig interpoliert, so gilt k = 4 und m = 2. Gilt n = T, so sendet jedes NC-Bord A 1 und NC-Bord B 2 die interpolierten Daten einer Länge von 0,875 ms an die Regelverstärker, und es ruht während 1,75 ms, was gleich der Übertragungszeit für zwei Dateneinheiten ist, und es sendet erneut die interpolierten Daten einer Länge von 0,875 aus, wie in Fig. 10C gezeigt ist. Jeder Regelverstärker empfängt die interpolierten Daten bei Perioden gemäß 3,5 ms.

Ein Verfahren zum synchronen Steuern der Fern-I/O-Einheiten wird beschrieben.

Der PC-Abschnitt 200, oder das NC-Bord C 3 oder das PC-Anschlußbord 20, der/das als Master-Einrichtung dient, sendet einen Übertragungsperioden-Einstelldatenwert T1 an das Register 65 des Fern-I/O-Controllers 56 der Rechen- und Leitschaltung 14 des NC-Bords als Slave-Einrichtung, beispielsweise des NC-Bords A 1, und zwar durch den 2-Port-Speicher 42 der I/O-Schaltung 13.

Das NC-Bord A 1 berechnet einen Ablaufbefehl für die Fern-I/O-Einheiten durch die PLC-Berechnungsschaltung 52 in der Rechen- und Leitschaltung 14, und es überträgt den sich ergebenden Wert an den Puffer 61 des Fern-I/O-Controllers 56. Das Übertragungsregister 62 überträgt, wie oben beschrieben, die Daten, die von dem Puffer 61 übertragen werden, an die Fern-I/O-Einheiten R1 und R2 bei den Übertragungsperioden T1, während es mit demjenigen in einem anderen NC-Bord synchronisiert ist, das als Slave-Einrichtung dient, und zwar durch Einsatz des Synchronisierungssignal PLSOUT. Weiterhin werden bei dem NC-Bord B 2 die von dem Puffer 61 empfangenen Daten an die Fern-I/O-Einheiten R1 und R2 übertragen, in Übereinstimmung mit dem Übertragungsperioden-Einstellwert T1, wie bei dem NC-Bord A 1.

(Zweite Ausführungsform)

Ein Verfahren zum Verarbeiten eines Alarmsignals in einem PC-basierten NC-System, insbesondere eines Alarmsignals, das bei Synchronisierung der Betriebsschritte des NC-Bords nützlich ist, wird unter Bezug auf die Fig. 15 bis 18 beschrieben.

Fig. 15 zeigt ein Blockschaltbild zum Darstellen eines Alarmsystems, das in dem in Fig. 1 gezeigten PC-basierten NC-System benützt wird. Die Fig. 16 zeigt ein Diagramm zum Darstellen eines Beispiels der Struktur von Alarmdaten. Die Fig. 17 zeigt ein Schaltbild eines Personalcomputer-Überwachungselements (watch dog, PC WDOG). Fig. 18 zeigt ein Blockschaltbild zum Darstellen eines Beispiels des Aufbaus einer Umschalt-Schaltung.

Die Fig. 15 dient der Erläuterung der Übertragung eines Alarmsignals zwischen dem NC-Bord A 1 und dem NC-Bord B 2 als Slave-Einrichtungen, sowie der Alarmsignalübertragung zwischen den NC-Bords als Slave-Einrichtungen und dem NC-Bord oder dem PC-Abschnitt 200 als Master-Einrichtung. In der Figur weist das NC-Bord A 1 denselben Aufbau wie das NC-Bord B 2 auf. Gleiche oder äquivalente Abschnitte in der Figur sind anhand gleicher Bezugssymbole gekennzeichnet, wie in der Figur, auf die bei der Beschreibung der ersten Ausführungsform Bezug genommen wurde. In der Figur kennzeichnet 81 einen Ausgabepuffer für ein Alarmsignal; 82 einen Eingabepuffer; 83 eine Alarmdaten-Speicherschaltung; 84 einen Adressendecoder zum Decodieren eines von der Master-Einrichtung empfangenen Adressensignals und zum Erzeugen des Ergebnisses; 85 ein NC-Überwachungselement (NC watch dog, NC WDOG) zum Detektieren eines Fehlers der CPU 51 in dem NC-Bord als Slave-Einrichtung; 86 ein NC-Überwachungselement (NC watch dog, NC WDOG) 86 zum Detektieren eines Fehlers in dem NC-Abschnitt 200 als Master-Einrichtung; 87 einen Umschalter SW 87 zum Einstellen eines Pfads für ein Notsignal EMG 3 von dem NC-Überwachungselement 86 zu der CPU 51 oder eines Pfads von demselben zu den Regelverstärkern oder zu den Fern-I/O-Einheiten in den externen Einrichtungen 301 und 302; und 88 ein ODER-Gatter, das ermöglicht, daß das Notsignal EMG 3 zu den Regelverstärkern oder den Fern-I/O-Einheiten gelangt.

Der Betrieb des NC-Überwachungselements 86 wird unter Bezug auf die Fig. 17 beschrieben.

Allgemein weist der PC-Abschnitt 200 keine Überwachungsfunktion auf. Aus diesem Grund ist es nötig, einen Fehler in dem PC-Abschnitt 200 dadurch zu detektieren, daß das NC-Überwachungselement 86 in jedem der NC-Bords vorgesehen ist, das mit dem PC-Anschlußbus 207 verbunden ist. In der Figur kennzeichnet das Bezugszeichen 91 einen Zähler; 92 einen Inverter; 93 ein UND-Gatter. Bei dem Eingabeabschnitt des NC-Überwachungselements 86 wird ein Taktsignal CLOCK, das zu festgelegten Perioden wiederkehrt, bei dem UND-Gatter 93 eingegeben. Die Periode des Taktsignals CLOCK ist vorzugsweise kürzer als diejenige des Adressensignals AD, das von dem PC-Abschnitt 200 ausgegeben wird.

Der Zähler 91 zählt das empfangene Taktsignal CLOCK solange hoch, bis er überläuft. Arbeitet der PC-Abschnitt 200 normal, so erzeugt der PC-Abschnitt 200 periodisch ein Adressensignal AD, bevor der Zähler 91 überläuft. Das Adressensignal AD wird bei dem Adressendecoder 84 eingegeben, der selbst ein decodiertes Signal erzeugt. Das decodierte Signal setzt den Zähler 91 zurück, bevor der Zähler 91 überläuft. Auf diese Weise tritt kein Überlaufsignal an dem Ausgangsanschluß (OUT) des Zählers 91 auf.

Tritt eine Anormalität in dem System oder dergleichen des PC-Abschnitts 200 auf (ist jedoch die Stromversorgung des Personalcomputers normal), so kann der PC-Abschnitt 200 sich periodisch ein Adressensignal AD erzeugen. In diesem Fall läuft der Zähler 91 unter Erzeugung eines Überlaufsignals über. Das Überlaufsignal sperrt eine Eingabe des Taktsignals CLOCK bei dem Zähler 91 durch den Betrieb des Inverters 92 und des UND-Gatters 93. Im Ergebnis stoppt der Zähler 91 seinen Betrieb, und das NC-Überwachungselement 86 erzeugt ein Notsignal EMG 3 als Überwachungssignal.

Die Details des Verfahrens zum Erzeugen des Alarmsignals werden hauptsächlich in Bezug auf die Fig. 15 beschrieben. Es sei ein Fall betrachtet, in dem ein Alarmsignal von dem NC-Bord A 1 als Slave-Einrichtung abgegeben wird.

Ist einer der Servomotoren oder der Regelverstärker fehlerhaft, so erzeugt der Regelverstärker ein ALM-Signal als ein Alarmsignal. Das ALM-Signal wird an den PC-Anschlußbus 207 über den Ausgabepuffer 81 und einen Schalter SW1 (dieser ist geschlossen) ausgegeben. Bei dem PC-Anschlußbus 207 ist das ALM-Signal beispielsweise ein Interrupt-Signal zu dem PC-Abschnitt 200, das momentan nicht benützt wird. Das ALM-Signal wird zu der CPU 51 seines NC-Bords durch den Eingabepuffer 82 zurückgeführt. Die CPU 51 generiert ein Notsignal EMG 1 auf Basis des Alarmsignals, und es sendet dieses an die Servomotoren oder die Fern-I/O-Einheiten durch das ODER-Gatter 88. Das Notsignal stoppt den Servomotor oder eine andere externe Einrichtung.

Der Schalter SW1 ermöglicht das Fortschreiten des ALM-Signals zu dem PC-Anschlußbus 207, oder es unterbindet das Fortschreiten von diesem zu demselben. In einem Fall, in dem die synchrone Steuerung der Betriebsschritte der NC-Bords nicht durchgeführt wird, werden selbst wenn der durch ein NC-Bord gesteuerte Regelverstärker falsch arbeitet, seinen Betrieb stoppt und ein ALM-Signal generiert wird, normalerweise ein anderes NC-Bord unabhängig von der Anormalität betrieben.

In dem Fall, in dem die synchrone Steuerung der Betriebsschritte des NC-Bords durchgeführt wird, in dem der Regelverstärker oder der Servomotor, der durch ein NC-Bord gesteuert wird, falsch arbeitet und seinen Betrieb stoppt, müssen auch die durch ein anderes NC-Bord gesteuerten Servomotoren unmittelbar gestoppt werden. In diesem Fall schreitet das ALM-Signal über den PC-Anschlußbus 207 fort, und es wird in das NC-Bord B 2 eingeleitet. In dem NC-Bord B 2 erreicht das ALM-Signal die CPU 51 über den Schalter SW1 und den Eingabepuffer 82. In Ansprechen auf das ALM-Signal generiert die CPU 51 ein Notsignal EMG 1, und sie sendet das Notsignal an die Servomotoren und die Fern-I/O-Einheiten über das ODER-Gatter 88. Im Ergebnis werden die Servomotoren und eine andere externe Einrichtung und dergleichen unmittelbar gestoppt.

Das ALM-Signal wird auch als Alarmstatusdatenwert (ALMSTS1) zum Wiedergeben eines Alarmstatus bei der Alarmdaten-Speicherschaltung 83 eingegeben und in dieser gespeichert. Der gespeicherte Alarmstatusdatenwert kann von der Alarmdaten-Speicherschaltung über den PC-Anschlußbus 207 von dem PC-Abschnitt 200, dem NC-Bord C 3 oder dem PC-Anschlußbord 20 als Master-Einrichtung ausgelesen werden.

Beispielsweise wählt dann, wenn das ALM-Signal generiert wird, die Master-Einrichtung eine Adresse für die Alarmanzeige aus, und sie gibt es als Adressensignal AD an den PC-Anschlußbus 207 aus. Der Adressendecoder 84 decodiert das Adressensignal AD zum Generieren eines das Ergebnis der Decodierung darstellenden Signals, und er gibt es als Ausgabefreigabesignal an den Adressendecoder 84 ab. Der Adressendecoder 84 gibt einen Alarmstatus-Datenwert (ALMSTS1) an den PC-Anschlußbus 207 aus, der einen Alarmstatus gemäß dem ALM-Signal darstellt.

Die Master-Einrichtung steuert nicht direkt die externe Einrichtung, beispielsweise die Servomotoren. Demnach tritt kein Problem auf, wenn es von dem ALM-Signal etwas später Kenntnis nimmt. Ein Beispiel der Struktur der Alarmdaten ist in Fig. 16 gezeigt. Eine Adresse auf der Seite des PC-Anschlußbusses 207 beträgt fff10. Die Alarmdaten bestehen aus 16 Bits, und sie enthalten die Verstärkernummern der Regelverstärker, die Bordnummern der NC-Bords, einen Code zum Anzeigen der Anormalität des NC-Bords oder des Regelverstärkers, und dergleichen. Demnach kann die Master-Einrichtung die das Alarmsignal generierende Einrichtung spezifizieren.

Trifft bei dem NC-Bord A 1 als Slave-Einrichtung eine Anormalität auf, so detektiert das NC-Überwachungselement 85 in dem NC-Bord A 1 per se die Anormalität der in dem Bord enthaltenen CPU 51. Der Betrieb des NC-Überwachungselments 85 stimmt im wesentlichen mit demjenigen des NC-Überwachungselements 86 überein, das unter Bezug auf die Fig. 17 beschrieben wurde, mit der Ausnahme, daß es periodisch ein Signal von der CPU 51 enthält, und nicht das decodierte Signal von dem Adressendecoder 84.

Detektiert das NC-Überwachungselement 85 eine Anormalität der CPU 51, so erzeugt es ein Notsignal EMG 2, und es sendet dieses über das ODER-Gatter 88 an die Regelverstärker und die Fern-I/O-Einheiten. Es stoppt unmittelbar die Servomotoren und andere externe Einrichtungen. Zur gleichen Zeit wird das Notsignal EMG 2 als ein Alarmsignal an den PC-Anschlußbus 207 über den Ausgabepuffer 81 und den Schalter SW 1 ausgegeben, so wie es für das ALM-Signal durchgeführt wird. Demnach kann es ein anderes NC-Bord 2 von der Anormalität des NC-Bords A 1 informieren. Das Notsignal EMG 2 wird als Alarmstatusdatenwert (ALMSTS2) zum Anzeigen eines Alarmstatus bei der Alarmdaten-Speicherschaltung 83 eingegeben und in dieser gespeichert.

Der PC-Anschlußbus 207 ist mit einem anderen Bord verbunden, beispielsweise dem Speicherbord oder dem Videobord. Tritt bei dem (nicht gezeigten) Bord eine Anormalität auf, so empfängt die CPU 51 des NC-Bords A 1 als Slave-Einrichtung ein PI-Signal (beispielsweise ein IOCHK-Signal in dem Fall, in dem der Bus ein ISA-Bus ist) als Paritätsfehlersignal oder als Busfehlersignal, das von dem Speicherbord oder dem Videobord an den PC-Anschlußbus 207 ausgegeben wird, und sie generiert ein Notsignal EMG 1 auf Basis des PE-Signals. Der Betrieb des NC-Bords A 1 nach dem Notsignal EMG 1 wird ähnlich wie derjenige generiert, der oben beschrieben wurde.

Tritt bei dem PC-Abschnitt 200 eine Anormalität auf, wie in Fig. 17 gezeigt ist, so decodiert der Adressendecoder 84 ein Adressensignal AD, das der PC-Abschnitt 200 an den PC-Anschlußbus 207 ausgibt, und das NC-Überwachungselement 86 generiert ein Notsignal EMG 3 unter Einsatz des decodierten Signals.

Das Notsignal EMG 3 wird an die Regelverstärker und die Fern-I/O-Einheiten über das ODER-Gatter 88 übertragen oder bei der CPU 51 eingegeben, wo es signalverarbeitet wird, mit Hilfe des Schalters SW 87. In dem Fall, in dem das Notsignal EMG 3 bei der CPU 51 eingegeben wird, kann dann, wenn der PC-Abschnitt 200 nicht korrekt läuft, die CPU 51 bestimmen, ob die Regelverstärker und die Fern-I/O-Einheiten als externe Einrichtungen zu stoppen sind oder nicht. Betrifft die durch den PC-Abschnitt 200 durchzuführende Funktion nicht direkt den Bearbeitungsprozeß (beispielsweise die Funktion zum Steuern der externen Einrichtung 201), so kann das Notsignal EMG 1 nach dem Abschluß eines Arbeitsprozesses generiert werden. Somit läßt sich das Alarmverarbeitungssystem flexibel aufbauen.

Ein RESET-Signal, das dann erzeugt wird, wenn der Leistungsschalter des PC-Abschnitts 200 angeschaltet wird oder der PC-Abschnitt 200 rückgesetzt wird, wird an den PC-Anschlußbus 207 ausgegeben und bei der CPU 51 des NC-Bords A 1 über den Schalter SW2 eingegeben. Der Schalter SW2 führt eine Auswahl zum Rücksetzen der CPU 51 oder zum Nicht-Rücksetzen derselben von Hand der RESET-Signals durch. Ist der Schalter SW 2 gültig gesetzt, so bewirkt ein Rücksetzen des PC-Abschnitts 200 ein Rücksetzen der CPU 51 in dem NC-Bord A 1. Demnach wird das Notsignal EMG 1 über das ODER-Gatter 88 an die Servomotoren und die Fern-I/O-Einheiten übertragen, so daß diese in ihrem Betrieb gestoppt werden.

Ist der Schalter SW2 nicht gültig gesetzt, so wird lediglich der PC-Abschnitt 200 rückgesetzt, und die CPU 51 in dem NC-Bord A 1 wird nicht rückgesetzt. In diesem Zustand wird bei dem NC-Bord A 1 das Fortsetzen des momentanen Arbeitsprozesses ermöglicht. Demnach läßt sich ein flexibles Alarmverarbeitungssystem aufbauen.

Jeder der Schalter SW1, SW2 und SW 87 kann als Abblendschalter aufgebaut sein, sowie als Datenauswahlschaltung oder als analoger Schalter. Die Fig. 18 zeigt ein Beispiel für den Aufbau einer Umschalt-Schaltung unter Einsatz eines analogen Schalters mit einem einfachen Schaltungsaufbau. In dieser Figur kennzeichnet das Bezugszeichen 94 einen analogen Schalter; 95 einen Adressendecoder, und 96 ein Latch-Element. Ein von der Master-Einrichtung oder der Slave-Einrichtung ausgegebenes Adressensignal AD zum Treiben des Schalters wird als Signal benützt, durch das das Treiben des Schalters gerichtet wird. Das Adressensignal AD wird durch den Adressendecoder 95 decodiert, und das decodierte Signal wird als Anschalt/Abschaltsignal dem analogen Schalter 95 mit Hilfe des Latch-Elements 96 zugeführt. Befindet sich der analoge Schalter 94 in einem angeschalteten Zustand, so sind das Bord A und das Bord B verbunden.

In dem Fall, in dem eine Datenauswahlschaltung oder der analoge Schalter für die Umschalt-Schaltung eingesetzt wird, kann diese so betrieben werden, daß sie durch Software umgeschaltet wird. Demnach läßt sich ein flexibles Signalverarbeitungssystem derart aufbauen, daß der Schalter zum Durchführen eines Umschaltvorgangs betrieben wird, während die NC-Bords einen Bearbeitungsprozeß durchführen.

Da die vorliegende Erfindung wie oben beschrieben aufgebaut ist, weist die Erfindung die folgenden nützlichen Wirkungen auf.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein numerisches Steuerungssystem geschaffen, benützend einen Personalcomputer mit einem Personalcomputer mit einer Taktsignal-Generierungsvorrichtung und einem Personalcomputer-(PC)-Anschlußbus für den Eingabe/Ausgabeanschluß und mehrere NC-Bords, die mit dem PC-Anschlußbus verbunden sind, zum Steuern des Regelverstärkersystems des Fern-I/O-Einheit-Systems, bei dem eines der mehreren NC-Bords als eine Master-Einrichtung und die verbleibenden NC-Bords als Slave-Einrichtungen benützt sind; wobei jede der Slave-Einrichtungen enthält:
eine Synchronisierungssignal-Generierungsvorrichtung zum Empfangen eines Impulssignals von einer Taktsignal-Generierungsvorrichtung über den PC-Anschlußbus; eine Synchronisierungssignal-Gattervorrichtung zum Steuern des Zeitablaufs und zum Starten des Ausgabebetriebs eines Impulssignals von der Synchronisierungssignal-Generierungsvorrichtung; eine Impulsausgabe-Freigabesignal-Generiervorrichtung zum Empfangen eines Steuersignals von dem Personalcomputer über den PC-Anschlußbus 207, wobei die Impulsausgabe-Freigabesignal-Generiervorrichtung ein Impulsausgabe-Freigabesignal auf Basis eines Steuerungssignals generiert, das simultan von der Master-Einrichtung über den PC-Anschlußbus empfangen wird, und die Synchronisierungssignal-Gattervorrichtung die Ausgabe des von der Synchronisierungssignal-Generiervorrichtung empfangenen Impulssignals in Ansprechen auf das Steuerungssignal von der Master-Einrichtung startet, wodurch die mehreren Slave-Einrichtungen miteinander für deren Betrieb synchronisiert sind.

Bei einem derartigen Aufbau werden mehrere Slave-Einrichtungen im Betrieb durch Einsatz eines über den PC-Anschlußbus empfangenen Taktsignals synchronisiert. Es besteht keine Anforderung, den externen Draht zum Verbinden der mehreren NC-Bords für die Synchronisierung der Bords einzusetzen. Ein Impulssignal für die Steuerungssynchronisierung wird durch Einsatz des Taktsignals von dem Personalcomputer gebildet. Demnach wird eine hochgenaue Synchronisierungssteuerung mit einem einfachen Aufbau realisiert.

Bei dem numerischen Steuerungssystem ist das Steuerungssignal ein Adressensignal oder ein Interrupt-Signal. In anderen Worten wird das Steuerungssignal des Personalcomputers direkt benützt. Demnach läßt sich eine zuverlässige Synchronisierungssteuerung mit einem einfachen Aufbau realisieren.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung erfolgt die Schaffung eines Verfahrens zum Steuern eines numerisches Steuerungssystems unter Einsatz eine Personalcomputers, mit einem Personalcomputer mit einer Taktsignal-Generiervorrichtung und einem Personalcomputer-(PC)-Anschlußbus für den Eingabe/Ausgabeanschluß und mehrere NC-Bords, die mit dem PC-Anschlußbus verbunden sind, zum Steuern eines Regelverstärkersystems oder des Fern-I/O-Einheit-Systems, wobei eines der mehreren NC-Bords als Master-Einrichtung eingesetzt wird und die verbleibenden NC-Bords als Slave-Einrichtungen eingesetzt werden, die Slave-Einrichtungen die über den PC-Anschlußbus von der Taktsignal-Generierungsvorrichtung empfangenen Impulssignale auf der Basis eines simultan über den PC-Anschlußbus von der Master-Einrichtung empfangenen Steuerungssignals synchronisieren, wodurch die mehreren Slave-Einrichtungen miteinander für ihren Betrieb synchronisiert werden.

Mit einem solchen Aufbau werden mehrere Slave-Einrichtungen während dem Betrieb durch Einsatz eines über den PC-Anschlußbus empfangenen Taktsignals synchronisiert. Es besteht keine Anforderung, den externen Draht zum Verbinden der mehreren NC-Bords für die Synchronisierung der Bords einzusetzen. Ein Impulssignal für die Synchronisierungssteuerung wird unter Einsatz des Taktsignals von dem Personalcomputer gebildet. Demnach läßt sich eine hochgenaue Synchronisierungssteuerung mit einem einfachen Aufbau realisieren.

Bei dem Verfahren zum Steuern des numerischen Steuerungssystem ist das Steuerungssignal ein Adressensignal oder ein Interruptsignal. In anderen Worten ausgedrückt, wird das Steuerungssignal des Personalcomputers direkt benützt. Deshalb läßt sich eine zuverlässige Synchronisierungssteuerung mit einem einfachen Aufbau realisieren.

Für das Verfahren zum Steuern des numerischen Steuerungssystems ist kennzeichnend, daß im Zeitpunkt des Startens von dem Personalcomputer Anfangseinstelldaten an die mehreren NC-Bords über den PC-Anschlußbus ausgegeben werden und die NC-Bords in einen Master-Modus oder 11706 00070 552 001000280000000200012000285911159500040 0002019645735 00004 11587 einen Slave-Modus mit den Anfangseinstelldaten plaziert werden. Hierdurch können die NC-Bords als Hardware einfach in einen Master- oder einen Slave-Modus plaziert werden. Ein flexibles System läßt sich aufbauen.

Für das Verfahren zum Steuern des numerisches Steuerungssystem ist kennzeichnend, daß die Master-Einrichtung ein Arbeitsprogramm analysiert und die sich aus der Analyse des Arbeitsprogramms ergebenden Daten an die Slave-Einrichtung an den PC-Anschlußbus überträgt und daß die Slave-Einrichtung die Analysedaten im Rahmen einer Berechnung verarbeitet und die sich ergebenden Daten an entweder das Regelverstärkersystem oder das Fern-I/O-Einheitssystem synchron mit den verbleibenden Slave-Einrichtungen überträgt. Demnach wird bei dem für die numerische Steuerung erforderlichen Berechnungsproßez der Vorprozeß durch die Master-Einrichtung durchgeführt, und der Interpolationsprozeß wird durch die Slave-Einrichtungen durchgeführt. Hierdurch verringert sich die Last für den PC-Anschlußbus. Die Master-Einrichtung, die den Vorprozeß durchführt, läßt sich in Abhängigkeit von dem Anwender modifizieren, was zu einer Verbesserung der Systemflexibilität führt.

Für das Verfahren zum Steuern des numerischen Steuerungssystems ist kennzeichnend, daß dann, wenn der Personalcomputer als Master-Einrichtung eingesetzt wird, der Personalcomputer ein in einer Speichereinrichtung eines Personalcomputers per se enthaltenen Arbeitsprogramm analysiert, das Prioritätsrecht für den Einsatz des PC-Anschlußbusses erwirbt und die Analysedaten des Arbeitsprogramms an die mehreren Slave-Einrichtungen über den PC-Anschlußbus ausgibt, und daß dann, wenn eines der NC-Bords als Master-Einrichtung eingesetzt wird, die Master-Einrichtung das Prioritätsrecht für den Einsatz des PC-Anschlußbus von dem Personalcomputer erwirbt, das Arbeitsprogramm aus der Speichereinrichtung des Personalcomputers über den PC-Anschlußbus ausliest, das ausgelesene Arbeitsprogramm analysiert und erneut das Prioritätsrecht für den Einsatz des PC-Anschlußbus von dem Personalcomputer erwirbt und die Analysedaten des Arbeitsprogramms über den PC-Anschlußbus an die mehreren Slave-Einrichtungen sendet. Der Personalcomputer oder das NC-Bord erlangt das Prioritätsrecht für den Einsatz des PC-Anschlußbusses, und er/es dient als Master-Einrichtung. Dies impliziert, daß der Personalcomputer oder das NC-Bord in Abhängigkeit von der Verarbeitungsfähigkeit hiervon eingesetzt werden. Ein flexibles System läßt sich aufbauen.

Für das Verfahren zum Steuern des numerisches Steuerungssystems ist kennzeichnend, daß jedes der NC-Bords als Slave-Einrichtung ein bei festgelegten Perioden wiederkehrendes Anforderungssignal durch Einsatz eines Steuerungsbefehls von der Master-Einrichtung und eines von der Taktsignal-Generierungsvorrichtung generierten Synchronisierungssignals generiert, die Daten bildet, die den Regelverstärkern und den Fern-I/O-Einheiten als zu steuernden Objekten zuzuführen sind, die gebildeten Daten an die Regelverstärker und die Fern-I/O-Einheiten synchron mit dem bei festgelegten Perioden wiederkehrenden Anforderungssignal überträgt und die durch die NC-Bords als Slave-Einrichtungen generierten Anforderungssignale synchronisiert, wodurch die Regelverstärker und die Fern-I/O-Einheiten, die durch die NC-Bords als Slave-Einrichtungen gesteuert werden, synchron gesteuert werden. Die NC-Bords als Slave-Einrichtungen senden die Daten zu den Regelverstärkern oder die Fern-I/O-Einheiten, die von ihnen selbst gesteuert werden, unter Steuerung des Synchronisierungssignals, das durch Einsatz des Steuerungsbefehls generiert wird, und des Taktsignals, die über den PC-Anschlußbus empfangen werden. Demnach wird eine zuverlässige Synchronisierung der Regelverstärker oder der Fern-I/O-Einheiten, die durch sich selbst gesteuert werden, realisiert.

Für das Verfahren zum Steuern des numerisches Steuerungssystems ist kennzeichnend, daß jedes der NC-Bords als Slave-Einrichtung ein Anforderungssignal generiert, das bei festgelegten Perioden wiederkehrt, und zwar unter Einsatz eines Steuerungsbefehls von der Master-Einrichtung und eines Synchronisierungssignals, das von der Taktsignal-Generierungsvorrichtung generiert wird, interpolierte Daten bildet, die den Regelverstärkern als zu steuernden Objekten zuzuführen sind, die interpolierten Daten an die Regelverstärker und die Fern-I/O-Einheiten synchron mit dem Anforderungssignal, das bei festgelegten Perioden wiederkehrt, überträgt, und die durch die NC-Bords als Slave-Einrichtungen generierten Anforderungssignale synchronisiert, daß die Regelverstärker, die durch die NC-Bords als Slave-Einrichtungen gesteuert werden, gleichzeitig in einer interpolierten Weise gesteuert werden, und daß die Zahl der Berechnungen zum Bilden der interpolierten Daten verändert wird, um hierdurch eine Übertragungsrate der interpolierten Daten zu den Regelverstärkern zu verändern.

Die NC-Bords als Slave-Einrichtungen senden die Daten an die Regelverstärker oder die Fern-I/O-Einheiten, die durch sich selbst gesteuert werden, unter Steuerung des Synchronisierungssignals, das unter Einsatz des Steuerungsbefehls und des Taktsignals generiert wird, die über den PC-Anschlußbus empfangen werden. Ferner wird die Übertragungsrate für die interpolierten Daten variiert.

Demnach läßt sich die Datenübertragungsrate in Übereinstimmung mit der Bearbeitungsgenauigkeit und der Bearbeitungsrate variieren. Ein flexibles System wird realisiert.

Für ein Verfahren zum Steuern eines numerischen Steuerungssystems unter Einsatz eines Personalcomputers ist kennzeichnend, daß von jedem der NC-Bords die Regelverstärker oder die Fern-I/O-Einheiten gesteuert werden, die von dem NC-Bord selbst gesteuert werden, in Übereinstimmung mit einem Anormalitätssignal, das von den Regelverstärkern oder den Fern-I/O-Einheiten generiert wird, die von dem NC-Bord selbst gesteuert werden, oder einem Anormalitätssignal, das von dem NC-Bord selbst generiert wird, und eine Ausgabe des Anormalitätssignals zu dem PC-Anschlußbus durchgeführt wird, wobei das verbleibende NC-Bord die Regelverstärker oder die Fern-I/O-Einheiten, die von dem verbleibenden NC-Bord selbst gesteuert werden, in Übereinstimmung mit dem Anormalitätssignal steuert, das über den PC-Anschlußbus empfangen wird. Demnach wird das Anormalitätssignal gleichzeitig bei sämtlichen NC-Bords über den PC-Anschlußbus eingegeben. Demnach lassen sich bei Auftreten einer Anormalität in dem System die durch alle NC-Bords gesteuerten NC-Bords und Fern-I/O-Einheiten parallel ohne Zeitverzögerung steuern.

Bei dem Verfahren zum Steuern des numerischen Steuerungssystems kann jedes der NC-Bords die Ausgabe des Anormalitätssignals an den PC-Anschlußbus auswählen. Dies impliziert, daß es auswählt, ob das Anormalitätssignal an sämtliche der NC-Bords übertragen wird oder nicht. Das NC-Bord, das nicht durch die Anormalität beeinflußt wird, kann den Steuerungsbetrieb fortführen. Ein flexibles System wird realisiert.

Im Rahmen eines Verfahrens zum Steuern eines numerisches Steuerungssystems unter Einsatz eines Personalcomputers enthält jedes der NC-Bords ein Überwachungselement, das von einem Steuerungssignal getrieben wird, das über den PC-Anschlußbus von dem Personalcomputer empfangen wird, und es steuert die Regelverstärker oder die Fern-I/O-Einheiten, die von dem NC-Bord selbst gesteuert werden, in Übereinstimmung mit dem Anormalitätssignal des Personalcomputers, das von dem Überwachungselement empfangen wird. Mit diesem Verfahren wird ein Betriebs status des Personalcomputers über den PC-Anschlußbus überprüft. Liegt bei dem Personalcomputer eine Fehlfunktion vor, so lassen sich die Regelverstärker oder die Fern-I/O-Einheiten schnell steuern. Ein zuverlässiges System wird aufgebaut.

Bei dem Verfahren zum Steuern des numerisches Steuerungssystems kann jedes der NC-Bords die Steuerung der Regelverstärker oder der Fern-I/O-Einheiten, die von dem NC-Bord selbst gesteuert werden, in Übereinstimmung mit dem Anormalitätssignal auswählen. Liegt bei dem Personalcomputer eine Anormaliltät vor, so bestimmt es schnell, ob es die Regelverstärker oder die Fern-I/O-Einheiten steuern. Demnach kann es bestimmen, ob es die Regelverstärker oder die Fern-I/O-Einheiten steuert. Ein flexibles Anormalitätsverarbeitungssystem läßt sich aufbauen.

Bei einem Verfahren zum Steuern eines numerisches Steuerungssystems unter Einsatz eines Personalcomputers wird der Personalcomputer oder eines der NC-Bords als Master-Einrichtung benützt, und die verbleibenden NC-Bords werden als Slave-Einrichtungen benützt, und die Slave-Einrichtungen speichern jeweils das Anormalitätssignal in einer Anormalitätssignal-Speichervorrichtung, und sie geben das Anormalitätssignal an den PC-Anschlußbus in Übereinstimmung mit einem Steuerungssignal aus, das über den PC-Anschlußbus von der Master-Einrichtung empfangen wird. Die Master-Einrichtung kann demnach wissen, ob ein Anormalitätssignal erzeugt wird oder nicht, wenn dies erforderlich ist. Ein flexibles Anormalitätsüberwachungssystem läßt sich aufbauen.

Bei dem Verfahren zum Steuern des numerisches Steuerungssystems spezifiziert der Personalcomputer die Stelle einer Anormalität in dem numerischen Steuerungssystem, beispielsweise bei den NC-Bords, den Regelverstärkern oder den Fern-I/O-Einheiten. Ein Anwender kann die Stelle einer Anormalität feststellen. Das sich ergebende Anormalitätsüberwachungssystem ermöglicht eine einfache Wartung.

Für ein anderes Verfahren zum Steuern eines numerisches Steuerungssystems unter Einsatz eines Personalcomputers ist kennzeichnend, daß jedes der NC-Bords einen solchen Betrieb auswählen kann, daß das NC-Bord ein Steuerungssignal empfängt, das dann erzeugt wird, wenn der Leistungsschalter des Personalcomputers angeschaltet oder dieser rückgesetzt wird, und zwar über den PC-Anschlußbus, und es ein Anormalitätssignal durch Einsatz des empfangenen Steuerungssignals generiert und die Regelverstärker oder die Fern-I/O-Einheit, die von dem NC-Bord selbst gesteuert werden, in Übereinstimmung mit dem Anormalitätssignal steuert. Für einen diskontinuierlichen Betrieb des Personalcomputers erfolgt eine Auswahl dahingehend, ob er unmittelbar die Regelverstärker oder die Fern-I/O-Einheiten steuert oder nicht. Das sich ergebende Anormalitätsverarbeitungssystem ist flexibel.

Die vorangegangene Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wurde zum Zweck einer Darstellung und Beschreibung durchgeführt. Sie ist nicht als erschöpfend anzusehen, und sie begrenzt nicht die Erfindung auf die präzise offenbarte Form, und Modifikationen und Variationen sind im Licht der obigen technischen Lehren möglich, oder sie lassen sich anhand der praktischen Umsetzung der Erfindung gewinnen. Die Ausführungsform wurde ausgewählt und beschrieben, um die Prinzipien der Erfindung und ihre praktische Anwendung zu erläutern, damit die mit dem Stand der Technik Vertrauten die Erfindung in zahlreichen Ausführungsformen und mit zahlreichen Modifikationen einsetzen können, die für den besonders betrachteten Einsatz geeignet sind. Es ist beabsichtigt, daß der Schutzbereich der Erfindung durch die angefügten Patentansprüche und deren Äquivalente definiert wird.

Claims (17)

1. Numerisches Steuerungssystem, enthaltend:
einen Personalcomputer mit einem Personalcomputer mit einer Taktsignal-Generierungsvorrichtung und einem Personalcomputer-(PC)-Anschlußbus für den Eingabe/Ausgabeanschluß und mehrere NC-Bords, die mit dem PC-Anschlußbus verbunden sind, zum Steuern eines Regelverstärkersystems oder eines Fern-I/O-Einheit-Systems, bei dem der Personalcomputer oder eines der mehreren NC-Bords als eine Master-Einrichtung und die verbleibenden NC-Bords als Slave-Einrichtungen benützt sind; wobei
jede der Slave-Einrichtungen enthält:
eine Synchronisierungssignal-Generierungsvorrichtung zum Empfangen eines Impulssignals von einer Taktsignal-Generierungsvorrichtung über den PC-Anschlußbus;
eine Synchronisierungssignal-Gattervorrichtung zum Steuern des Zeitablaufs und zum Starten des Ausgabebetriebs eines Impulssignals von der Synchronisierungssignal-Generierungsvorrichtung;
eine Impulsausgabe-Freigabesignal-Generiervorrichtung zum Empfangen eines Steuersignals von dem Personalcomputer über den PC-Anschlußbus, wobei die Impulsausgabe-Freigabesignal-Generiervorrichtung ein Impulsausgabe-Freigabesignal auf Basis eines Steuerungssignals generiert, das simultan von der Master-Einrichtung über den PC-Anschlußbus empfangen wird, und die Synchronisierungssignal-Gattervorrichtung die Ausgabe des von der Synchronisierungssignal-Generiervorrichtung empfangenen Impulssignals in Ansprechen auf das Steuerungssignal von der Master-Einrichtung startet, wodurch die mehreren Slave-Einrichtungen miteinander für deren Betrieb synchronisiert sind.

2. Numerisches Steuerungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerungssignal ein Adressensignal oder ein Interruptsignal ist.

3. Verfahren zum Steuern eines numerisches Steuerungssystems unter Einsatz eine Personalcomputers, mit einem Personalcomputer mit einer Taktsignal-Generiervorrichtung und einem Personalcomputer-(PC)-Anschlußbus für den Eingabe/Ausgabeanschluß und mehrere NC-Bords, die mit dem PC-Anschlußbus verbunden sind, zum Steuern eines Regelverstärkersystems oder des Fern-I/O-Einheit-Systems, wobei eines der mehreren NC-Bords als Master-Einrichtung eingesetzt wird und die verbleibenden NC-Bords als Slave-Einrichtungen eingesetzt werden, die Slave-Einrichtungen die über den PC-Anschlußbus von der Taktsignal-Generierungsvorrichtung empfangenen Impulssignale auf der Basis eines simultan über den PC-Anschlußbus von der Master-Einrichtung empfangenen Steuerungsignals synchronisieren, wodurch die mehreren Slave-Einrichtungen miteinander für ihren Betrieb synchronisiert werden.

4. Verfahren zum Steuern des numerisches Steuerungssystems nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Steuerungssignal ein Adressensignal oder ein Interruptsignal eingesetzt wird.

5. Verfahren zum Steuern des numerisches Steuerungssystems nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Zeitpunkt des Startens von dem Personalcomputer Anfangseinstelldaten an die mehreren NC-Bords über den PC-Anschlußbus ausgegeben werden und die NC-Bords in einen Master-Modus oder einen Slave-Modus mit den Anfangseinstelldaten plaziert werden.

6. Verfahren zum Steuern des numerisches Steuerungssystems nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Master-Einrichtung ein Arbeitsprogramm analysiert wird und die sich aus der Analyse des Arbeitsprogramms ergebenden Daten an die Slave-Einrichtung über den PC-Anschlußbus ausgegeben werden, und daß die Slave-Einrichtung die Analysedaten in Form einer Rechnung verarbeitet und die Ergebnisdaten an das Regelverstärkersystem oder das Fern-I/O-Einheit-System synchron mit den verbleibenden Slave-Einrichtungen sendet.

7. Verfahren zum Steuern des numerisches Steuerungssystems nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß dann, wenn der Personalcomputer als Master-Einrichtung eingesetzt wird, der Personalcomputer ein in einer Speichereinrichtung eines Personalcomputers per se enthaltenen Arbeitsprogramm analysiert, das Prioritätsrecht für den Einsatz des PC-Anschlußbusses erwirbt und die Analysedaten des Arbeitsprogramms an die mehreren Slave-Einrichtungen über den PC-Anschlußbus ausgibt, und daß dann, wenn eines der NC-Bords als Master-Einrichtung eingesetzt wird, die Master-Einrichtung das Prioritätsrecht für den Einsatz des PC-Anschlußbus von dem Personalcomputer erwirbt, das Arbeitsprogramm aus der Speichereinrichtung des Personalcomputers über den PC-Anschlußbus ausliest, das ausgelesene Arbeitsprogramm analysiert und erneut das Prioritätsrecht für den Einsatz des PC-Anschlußbus von dem Personalcomputer erwirbt und die Analysedaten des Arbeitsprogramms über den PC-Anschlußbus an die mehreren Slave-Einrichtungen sendet.

8. Verfahren zum Steuern des numerisches Steuerungssystems nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der NC-Bords als Slave-Einrichtung ein bei festgelegten Perioden wiederkehrendes Anforderungssignal durch Einsatz eines Steuerungsbefehls von der Master-Einrichtung und eines von der Taktsignal-Generierungsvorrichtung generierten Synchronisierungssignals generiert, die Daten bildet, die den Regelverstärkern und den Fern-I/O-Einheiten als zu steuernden Objekten zuzuführen sind, die gebildeten Daten an die Regelverstärker und die Fern-I/O-Einheiten synchron mit dem bei festgelegten Perioden wiederkehrenden Anforderungssignal überträgt und die durch die NC-Bords als Slave-Einrichtungen generierten Anforderungssignale synchronisiert, wodurch die Regelverstärker und die Fern-I/O-Einheiten, die durch die NC-Bords als Slave-Einrichtungen gesteuert werden, synchron gesteuert werden.

9. Verfahren zum Steuern des numerisches Steuerungssystems nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der NC-Bords als Slave-Einrichtung ein Anforderungssignal generiert, das bei festgelegten Perioden wiederkehrt, und zwar unter Einsatz eines Steuerungsbefehls von der Master-Einrichtung und eines Synchronisierungssignals, das von der Taktsignal-Generierungsvorrichtung generiert wird, interpolierte Daten bildet, die den Regelverstärkern als zu steuernden Objekten zuzuführen sind, die interpolierten Daten an die Regelverstärker und die Fern-I/O-Einheiten synchron mit dem Anforderungssignal, das bei festgelegten Perioden wiederkehrt, überträgt, und die durch die NC-Bords als Slave-Einrichtungen generierten Anforderungssignale synchronisiert, daß die Regelverstärker, die durch die NC-Bords als Slave-Einrichtungen gesteuert werden, gleichzeitig in einer interpolierten Weise gesteuert werden, und daß die Zahl der Berechnungen zum Bilden der interpolierten Daten verändert wird, um hierdurch eine Übertragungsrate der interpolierten Daten zu den Regelverstärkern zu verändern.

10. Verfahren zum Steuern eines numerisches Steuerungssystems nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß von jedem der NC-Bords die Regelverstärker oder die Fern-I/O-Einheiten gesteuert werden, die von dem NC-Bord selbst gesteuert werden, in Übereinstimmung mit einem Anormalitätssignal, das von den Regelverstärkern oder den Fern-I/O-Einheiten generiert wird, die von dem NC-Bord selbst gesteuert werden, oder einem Anormalitätssignal, das von dem NC-Bord selbst generiert wird, und eine Ausgabe des Anormalitätssignals zu dem PC-Anschlußbus durchgeführt wird, wobei das verbleibende NC-Bord die Regelverstärker oder die Fern-I/O-Einheiten, die von dem verbleibenden NC-Bord selbst gesteuert werden, in Übereinstimmung mit dem Anormalitätssignal steuert, das über den PC-Anschlußbus empfangen wird.

11. Verfahren zum Steuern des numerisches Steuerungssystems nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß von jedem der NC-Bords die Ausgabe des Anormalitätssignals zu dem PC-Anschlußbus ausgewählt werden kann.

12. Verfahren zum Steuern eines numerisches Steuerungssystems unter Einsatz eines Personalcomputers mit einem Personalcomputer, enthaltend eine Taktsignal-Generierungsvorrichtung und einen Personalcomputer-(PC)-Anschlußbus für den Eingabe/Ausgabeanschluß, sowie mehrere NC-Bords, die mit dem PC-Anschlußbus verbunden sind, zum Steuern eines Regelungsverstärkersystems oder eines Fern-I/O-Einheit-Systems, wobei jedes der NC-Bords ein Überwachungselement enthält, das von einem Steuerungssignal getrieben wird, das über den PC-Anschlußbus ausgehend von dem Personalcomputer empfangen wird, und die Regelverstärker oder die Fern-I/O-Einheiten, die von dem NC-Bord selbst gesteuert werden, in Übereinstimmung mit einem Anormalitätssignal des Personalcomputers steuert, das von dem Überwachungselement empfangen wird.

13. Verfahren zum Steuern des numerisches Steuerungssystems nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß von jedem der NC-Bords das Steuern der Regelverstärker oder der Fern-I/O-Einheiten, die von dem NC-Bord selbst gesteuert werden, ausgewählt werden kann, in Übereinstimmung mit dem Anormalitätssignal.

14. Verfahren zum Steuern eines numerisches Steuerungssystems unter Einsatz eines Personalcomputers mit einem Personalcomputer enthaltend eine Taktsignal- Generierungsvorrichtung und einen Personalcomputer-(PC)-Anschlußbus für den Eingabe/Ausgabeanschluß, sowie mehrere NC-Bords, die mit dem PC-Anschlußbus verbunden sind, zum Steuern des Regelverstärkersystems oder des Fern-I/O-Einheit-Systems, wobei der Personalcomputer oder eines der NC-Bords als Master-Einrichtung eingesetzt wird, und die verbleibenden NC-Bords als Slave-Einrichtungen benützt werden, und die Slave-Einrichtungen jeweils das Anormaltitätssignal in einer Anormalitätssignal-Speichervorrichtung speichern, und das Anormalitätssignal an den PC-Anschlußbus in Übereinstimmung mit einem Steuerungssignal ausgeben, das über den PC-Anschlußbus von der Master-Einrichtung empfangen wird.

15. Verfahren zum Steuern des numerisches Steuerungssystems nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß durch den Personalcomputer die Stelle einer Anormalität in dem numerisches Steuerungssystem spezifiziert wird, beispielsweise bei den NC-Bords, den Regelverstärkern oder den Fern-I/O-Einheiten.

16. Verfahren zum Steuern eines numerisches Steuerungssystems nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der NC-Bords einen solchen Betrieb auswählen kann, daß das NC-Bord ein Steuerungssignal empfängt, das dann erzeugt wird, wenn der Leistungsschalter des Personalcomputers angeschaltet oder dieser rückgesetzt wird, und zwar über den PC-Anschlußbus, es ein Anormalitätssignal durch Einsatz des empfangenen Steuerungssignals generiert und die Regelverstärker oder die Fern-I/O-Einheit, die von dem NC-Bord selbst gesteuert werden, in Übereinstimmung mit dem Anormalitätssignal steuert.

17. Verfahren zum Steuern eines numerisches Steuerungssystems nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der NC-Bords einen solchen Betrieb auswählen kann, daß das NC-Bord ein Steuerungssignal empfängt, das dann erzeugt wird, wenn der Leistungsschalter des Personalcomputers angeschaltet oder dieser rückgesetzt wird, und zwar über den PC-Anschlußbus, es ein Anormalitätssignal durch Einsatz des empfangenen Steuerungssignals generiert und die Regelverstärker oder die Fern-I/O-Einheit, die von dem NC-Bord selbst gesteuert werden, in Übereinstimmung mit dem Anormalitätssignal steuert.