DE2940598A1 - Stoerungserkennungseinrichtung - Google Patents

Description

• Störungserkennungseinrichtung
• Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Erkennen einer Störung, z. B. eines Kurzschlusses oder einer Unterbrechung, die den Widerstand einer auf zwei verschiedenen Spannungspegeln Befehle von einem Steuersystem zu einem Empfangssystem, z. B. einer numerisch gesteuerten Werkzeugmaschine, übertragenden Steuerleitung verändert.
• Bei numerisch gesteuerten Werkzeugmaschinen ist ein Steuerungssystem beispielsweise einem Motor zugeordnet, der seinerseits die eigentliche'Werkzeugmaschine antreibt, welche das Werkzeug bearbeitet. Zwischen dem Steuerungssystem und dem Motor befindet sich eine Steuerleitung.
• Tritt im Betrieb eine Störung in der Steuerleitung auf, d. h. wird die Steuerleitung unterbrochen, oder tritt ein Kurzschluß in der Steuerleitung auf, so kann es passieren, daß das durch die Werkzeugmaschine bearbeitete Werkstück in nicht zufriedenstellender Weise gefertigt oder insgesamt zerstört wird, beispielsweise dadurch, daß der Werkzeugvorschub nicht ordnungsgemäß beendet wird. In der bisnerigen Praxis behilft man sich mit den Werkzeugvorschub beendenden Endschaltern, die oft unzuverlässig sind. In vielen Fällen wird der Schaden eines Ausschußwerkstückes erst dann festgestellt, wenn beispielsweise das Werkzeug sichtlich zerstört oder im Vergleich zu anderen sichtlich verändert ist. Gelegentlich bleiben Schäden geringen Ausmaßes bei der Endkontrolle unentdeckt oder es liegen die Veränderungen des Werkstücks gerade noch innerhalb des vorgegebenen Toleranzbereichs, Veränderungen, die dennoch nicht in jedem Fall hingenommen werden können.
• Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Einrichtung, die das Erkennen einer Störung in der Steuerleitung ermöglicht, so daß entsprechende Maßnahmen eingeleitet werden können, um Schäden zu vermeiden.
• Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß in der Steuerleitung eine die beiden Spannungspegel in einen oberen und einen unteren Strompegel umsetzende Konstantstromquelle angeordnet ist, die mit zwei Schwellwertschaltern verbunden ist, von denen der eine bei Überschreitung eines definierten dem oberen Strompegel zugeordneten Spannungsabfalles in der Steuerleitung und der andere bei Unterschreitung eines definierten dem unteren Strompegel zugeordneten Spannungsabfalles in der Steuerleitung jeweils ein Signal erzeugt.
• Die Erfindung geht davon aus, daß die Steuerleitung nach der Installation einen bestimmten, gleichbleibenden Widerstand hat. Durch einen Kurzschluß oder eine Unterbrechung wird dieser Widerstand geändert, und auf diese Änderung spricht die erfindungsgemäße Einrichtung an, indem ein Signal erzeugt wird, sodaß entsprechende Maßnahmen zur Vermeidung von Schäden am zu fertigenden Werkstück oder in der Anlage vermieden werden.
• Vorzugsweise ist jeder Schwellwertschalter über jeweils eine Signalleitung mit dem Steuersystem verbunden, so daß das von ihnen im Störungsfall erzeugte Signal zum Steuersystem zurückführbar ist.
• Eine solche Schaltung ermöglicht die Auslösung einer Konsequenz im Steuersystem, wie z. B. Stromabschaltung des Gesamtsystems, Aktivierung einer zusätzlichen redundanten Steuerleitung, Umschalten auf Handbetrieb oder Alarmanzeige.
• Die Anwendung der erfindungsgemäßen Einrichtung ist nicht auf numerisch gesteuerte Werkzeugmaschinen beschränkt, sondern sie kann ganz allgemein dort eingesetzt werden, wo ein Peripheriegerät unter Zwischenschaltung eines Befehlsempfangssystems von einem Steuersystem, Z. B.
• einem Prozessrechner gesteuert wird.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Form eines Blockschaltbildes in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben.
• Eine Steuerleitung 1 führt von einem Prozeßsystem 2 zu einem Empfänger 3, der mit einem Peripheriegerät 4 verbunden ist, das z. B. eine numerisch gesteuerte Werkzeugmaschine sein kann. Der Widerstand der Steuerleitung 1 ist bei 5 symbolisch angegeben. Zwischen dem Prozeßsystem 2 und. dem Empfänger 3, der z. B. ein Optokoppler ist, ist eine Konstantstromquelle 6 angeordnet, die mit zwei Schwellwertschaltern 7 und 8 verbunden ist. Von jedem Schwellwertschalter 7 bzw. 8 führt eine Steuerleitung 9 bzw. 10 zurück zum Prozeß system. Den Schwellwertschaltern 7 und 8 sind Abgleichwiderstände 11, 12 und 13 vorgeschaltet.
• Die Arbeitsweise der Einrichtung ist wie folgt.
• Das Prozeßsystem gibt Befehle aus auf einem hohen und einem niedrigen Spannungspegel H bzw. L. Diese beiden Spannungspegel werden in der Konstantstromquelle 6 in einen oberen und einen unteren Strompegel umgesetzt.
• Jeder Strompegel bewirkt an dem festen Widerstand 5 der Steuerleitung 1 einen bestimmten Spannungsabfall. Bei Kurzschluß in der Steuerleitung wird selbst der dem unteren Strompegel zugeordnete Spannungsabfall in der Steuerleitung nicht erreicht, da der Widerstand vermindert ist. Bei einer Unterbrechung der Steuerleitung wird der dem oberen Strompegel zugeordnete Spannungsabfall überschritten, da die Konstantstromquelle in einen unendlichen Widerstand einspeisen will. Auf diese Art von Störungen reagieren die beiden Schwellwertschalter in der Weise, daß bei Oberschreitung des dem oberen Strompegel zugeordneten Spannungsabfalles der Schwellwertschalter 7 ein Signal abgibt, das über die Steuerleitung 9 zurück an das Prozeßsystem gemeldet wird, und daß bei Unterschreitung des dem unteren Strompegel zugeordneten Spannungsabfalles in der Steuerleitung der Schwellwertschalter 8 ein Signal abgibt, das über die Steuerleitung 10 dem Prozeßsystem zugeführt wird. Als Konsequenz auf diese Signale werden bestimmte Maßnahmen eingeleitet, wie z. B. Abschaltung des Peripheriegerätes.
• Die Arbeitsweise der Störungserkennungseinrichtung wird nochmals durch die nachstehende Tabelle verdeutlicht.

  TTL- Konstant- Spannungs- Schwellen

  Logik strom abfall an

  Leitung

  UABF

  ABF

  ABFH brechung

  High 5 V z.B. 25 mA 2,5 V V

  0,5 UABF UABF2,S V o.k.

  Low -> O V z.B. 5 mA 0,5 V

  0U zuUABF zu0,5 V - Kurz-

  ABFL schluß

Claims (2)

1. Patentansprüche 1.

   Einrichtung zum Erkennen einer Störung, die den Widerstand einer auf zwei verschiedenen Spannungspegeln Befehle von einem Steuersystem zu einem Empfangssystem übertragenden Steuerleitung verändert, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß in der Steuerleitung (1) eine die beiden Spannungspegel in einen oberen und einen unteren Strompegel umsetzende Konstantstromquelle (6) angeordnet ist, die mit zwei Schwellwertschaltern (7, 8) verbunden ist, von denen der eine bei Überschreitung eines definierten dem oberen Strompegel zugeordneten Spannungsabfalles in der Steuerleitung (1) und der andere bei Unterschreitung eines definierten dem unteren Strompegel zugeordneten Spannungsabfalles in der Steuerleitung (1) jeweils ein Signal erzeugt.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g ek e n n z e i c h n e t, daß jeder Schwellwertschalter (7, 8) über jeweils eine Signalleitung (9, 10) mit dem Steuersystem (2) verbunden ist, so daß das von ihnen im Störungsfalle erzeugte Signal zum Steuersystem (2) zurückführbar ist.