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Die Erfindung betrifft ein Meßwertwandlersystem zur
absoluten Lagemessung für einen Industrieroboter gemäß dem
Oberbegriff des Anspruches 1. Ein solches System ist bekannt aus
der EP-A-0 177 901.
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Es ist bereits bekannt, Lagegeber (Drehwinkelgeber) als
Lage-Meßwertwandler in Industrierobotern zu verwenden. Um
die gewünschte hohe Genauigkeit des Lagewertes mit Hilfe
solcher Lagegeber zu erreichen, ist der Lagegeber gewöhnlich
so angeordnet, daß der Betriebsbereich der Achse eine
Vielzahl von Umdrehungen des Lagegeber überdeckt. Dies kann
beispielsweise dadurch erreicht werden, daß der Lagegeber an
die Welle des Motors angeschlossen wird, welcher die
Roboterachse über ein Getriebe antreibt. Diese Lösung hat jedoch
den Nachteil, daß das Lagegebersignal keine eindeutige
Angabe über die Lage der Achse macht. Deshalb muß die
Ausrüstung durch elektronische Glieder in Form von Zählern,
Speichern und so weiter ergänzt werden, die kontinuierlich
festhalten, innerhalb welcher Umdrehung des Lagegebers sich die
Achse zur Zeit befindet. Diese Glieder müssen zurückgesetzt
werden, wenn der Roboter in Betrieb genommen wird, sowie
danach nach jedem Spannungsausfall oder einer anderen
Abschaltung der Versorgungsspannung des Roboters. Diese sogenannte
Synchronisier-Betriebsweise erfordert Zeit und manuellen
Eingriff.
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Es ist deshalb wünschenswert, sogenannte absolute
Lage-Meßwertwandlersysteme zu entwickeln, das heißt, Systeme, welche
eine unzweideutige - und genaue - Bestimmung der Lage einer
Roboterachse ohne das Erfordernis einer
Synchronisier-Operation zulassen. Es wurde vorgeschlagen, ein solches System
mit zwei Lagegebern für jede Roboterachse aufzubauen. Ein
Lagegeber ist so angeordnet, daß er eine Vielzahl von
Umdrehungen macht, wenn die Roboterachse sich zwischen den
Grenzen ihres Arbeitsbereiches bewegt, wodurch eine genaue
Bestimmung der Lage ermöglicht wird. Der andere Lagegeber ist
so angeordnet, daß er weniger als eine Umdrehung ausführt,
wenn die Roboterachse sich zwischen den Grenzen ihres
Arbeitsbereiches bewegt, und mit Hilfe dieses Lagegeber erhält
man eine unzweideutige Bestimmung darüber, innerhalb welcher
Umdrehung der erste Lagegeber liegt. Man erhält so durch
Kombination der beiden Ausgangssignale der beiden Lagegeber
eine eindeutige Bestimmung der Lage der Roboterachse. Diese
Lösung erfordert jedoch zwei Lagegeber pro Roboterachse und
ist daher kompliziert und teuer.
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In bekannten Lage-Meßwertwandlersystemen, welche Lagegeber
verwenden, werden diese an ein für alle Roboterachsen
gemeinsames Steuersystem angeschlossen, wobei das System
Versorgungsglieder und Meßglieder für die Lagegeber hat. Da
jeder Lagegeber drei Wicklungen enthält, ist dann eine
aufwendige Kabelanordnung zwischen den Lagegeber und dem
Steuersystem erforderlich. Eine soche Kabelanordnung ist teuer und
raumaufwendig. Dies gilt besonders für absolute
Lage-Meßwertwandlersysteme, die zwei Lagegeber pro Roboterachse
haben.
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Aus der EP-A-177 901 ist bereits die Schaffung eines
absoluten Lage-Meßwertwandlersystems für einen Industrieroboter
bekannt, bei welchem für jede Roboterachse zwei
Meßwertwandler verwendet werden, das heißt, ein Lagegeber und ein
Impulsübertrager mit zugehörigen Schaltungen zur Bestimmung
der Richtung der Bewegung und zur Zählung der gesamten
Anzahl der Umdrehungen der Achsen. Beim normalen Betrieb wird
für jede Achse die Anzahl der ganzen Umdrehungen, die man
von den Meßschaltungen des Impulsmeßwertwandlers erhält, in
einer Rechenschaltung mit der Winkelposition innerhalb jeder
Umdrehung kombiniert, die vom Lagegeber derselben Achse
geliefert wird. Im Falle eines Aus falls der Versorgungsspan
nung wird der Impulsmeßwertwandler mit den zugehörigen
Leseschaltungen von einer Batterie versorgt und speichert einen
Wert, der korrekt die Anzahl der vollen Umdrehungen der
Achse unabhängig von Bewegungen des Roboters während des
Spannungsausfallintervalls angibt. Der Puls- Meßwertwandler
kann von einem Oszillator mit einem niedrigen
Ein-Aus-Verhältnis gespeist werden, um den Leistungsverbrauch während
des Batterieversorgungsintervalles zu verkleinern. Auf diese
Weise wird in dem bekannten System der Lagegeber mit seinem
hohen Stromverbrauch nicht während des
Batteriebetriebsintervalls verwendet, sondern der Lagegeber wird durch eine
andere Art von Meßwertwandler ergänzt, einen
Puls-Meßwertwandler, der selbst einen niedrigen Leistungsverbrauch hat.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein
Meßwertwandlersystem zur absoluten Lagemessung für einen
Industrieroboter zu entwickeln, welches die Achsenlagen mit hoher
Genauigkeit bestimmt, welches einen relativ einfachen und
preiswerten Aufbau sowohl hinsichtlich der
Meßwertwandlereinheiten als auch des erforderlichen Kabelaufwandes hat und
welches nur wenig Energie zur Fortsetzung seiner Funktion im
Falle eines Ausfalles der normalen Versorgungsspannung
erfordert.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Meßwertwandlersystem zur
absoluten Lagemessung für einen Industrieroboter gemäß dem
Oberbegriff des Anspruches 1 vorgeschlagen, welches
erfindungsgemäß die im kennzeichnenden Teil des Ahspruches 1
genannten Merkmale hat.
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Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den
zusätzlichen Ansprüchen genannt.
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Gemäß der Erfindung wird ein- und derselbe Meßwertwandler,
nämlich der Lagegeber, sowohl für den normalen Betrieb als
auch zur Festhaltung der Anzahl der vollen Umdrehungen der
Achsen während des Batteriebetriebes verwendet. Dies hat
eine beachtliche Kostenersparnis und eine Reduzierung der
Komplexität des Systems im Vergleich zu den oben
beschriebenen bekannten Systemen zur Folge, bei denen für jede Achse
der Lagegeber ergänzt werden muß durch einen weiteren
Meßwertwandler und dessen Meßschaltungen - zum Beispiel einen
zusätzlichen Lagegeber oder einem Puls-Meßwertwandler - .
Der Verbrauch eines Lagegebers, der für sich hoch ist, was
der Grund für die oben genannte Lösung mit einem
zusätzlichen Meßwertwandler, einem Puls-Meßwertwandler mit niedrigen
Stromverbrauch, für jede Achse ist, wird gemäß der
Erfindung durch die neue Pulsbetriebsweise des Lagegebers während
des batteriebetriebenen Intervalls auf so geringe Werte
vermindert, daß der Batteriebetrieb auch während langer
Unterbrechungen der normalen Stromversorgung aufrecht erhalten
werden kann.
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Anhand der in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele
soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigen
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Figur 1 einen an sich bekannten Industrieroboter,
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Figur 2 ein an sich bekanntes Lage-Meßwertwandlersystem mit
einem Lagegeber,
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Figur 3 wie gemäß der Erfindung eine Lage-Meßwertwandlerein
heit an einer Roboterachse und an ein gemeinsames
Steuersystem angeschlossen ist,
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Figur 4 ein Beispiel für den Aufbau einer Lage-Meßwertwand
lereinheit gemäß der Erfindung für eine der
Roboterachsen,
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Figur 5 eine Ausführungsform eines Drehzahlzählers, der zu
der Lage-Meßwertwandlereinheit gemäß der Erfindung
gehört,
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Figur 6a, 6b und 6c einige der Signale, die in der
Ausrüstung gemäß den Figuren 4 und 5 auftreten,
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Figur 7 eine Ausführungsform einer Verbindung einer Lage-
Meßwertwandlereinheit für die verschiedenen
Roboterachsen mit dem gemeinsamen Steuersystem in einem
Lage-Meßwertwandlersystem gemäß der Erfindung.
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Figur 1 zeigt schematisch einen an sich bekannten
Industrieroboter. Er hat eine auf einem Fundament montierte
Grundplatte 1, einen unteren Teil 2, welcher um eine Achse 10
senkrecht zur Grundplatte drehbar ist, einen unteren Arm 3,
welcher um eine Achse 11 senkrecht zur Zeichenebene drehbar
ist, einen oberen Arm 4, welcher relativ zum unteren Arm um
eine zur Zeichenebene senkrechte Achse 12 drehbar ist, und
ein Handgelenk 5, welches relativ zum oberen Arm um eine zur
Zeichenebene senkrechte Achse 13 drehbar ist. Das
Roboterhandgelenk 5 trägt ein Werkzeug, zum Beispiel eine
Greifvorrichtung mit Klemmbacken 6a und 6b, zum Greifen eines
Gegenstandes 7. Das Werkzeug ist relativ zum Roboter-Handgelenk 5
um eine Achse 14 drehbar. Der Roboter hat somit fünf
Bewegungsachsen, von denen jede einen Antriebsmotor und einen
Lage-Meßwertwandler zur Messung des Ist-Drehwinkels der
betreffenden Achse hat. Der Roboter hat ein Steuersystem 20,
welches mit Hilfe eines Kabels 21 an den Roboter
angeschlossen ist. Das Steuersystem erzeugt in bekannter Weise
Lagesollwerte (Positionssollwerte) für die verschiedenen Achsen
aufgrund eines im Steuersystem gespeicherten Programms,
vergleicht diese Sollwerte mit den Ist-Lagewerten für die
verschiedenen Achsen und erzeugt in Abhängigkeit davon
Steuersignale für die Antriebsmotoren der Achsen.
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Figur 2 zeigt, wie in einer an sich bekannten Weise das
Antriebs- und Messystem für eine der Bewegungsachsen des
Roboters, beispielsweise für die Achse 11, aufgebaut sein kann.
Der Antriebsmotor 31 der Achse ist an die Roboterachse über
ein Getriebe 30, beispielsweise ein Untersetzungsgetriebe
mit den Getrieberädern 30a und 30b, angeschlossen. Der
Antriebsmotor wird von dem Steuersystem 20 des Roboters
gespeist. Ein Lagegeber 32 ist mechanisch mit der Motorwelle
gekoppelt zur Messung der Drehwinkellage der Welle. Der
Lagegeber wird von dem Steuersystem 20 gespeist und seine
beiden Meßwicklungen sind an das Steuersystem angeschlossen,
welches in bekannter Weise in Abhängigkeit der in die beiden
Meßwicklungen des Lagegebers durch das magnetische Feld der
Erregerwicklung des Lagegebers induzierten Spannungen ein
Signal erzeugt, welches dem Drehwinkel des Lagegebers
entspricht. In einem solchen bekannten System ist eine
aufwendige Kabelanordnung erforderlich, da jede der drei
Wicklungen jedes Lagegebers mit dem Steuersystem 20 verbunden
werden muß. Ferner ist das in Figur 2 gezeigte System kein
absolut messendes System, und daher ist, wie in der Einleitung
erwähnt, eine manuelle Synchronisierung erforderlich, wenn
der Roboter in Betrieb genommen wird oder der Betrieb nach
einem Leistungsausfall wieder aufgenommen wird. In einem an
sich bekannten absolut messenden Lagegebersystem mit zwei
Lagegebern für jede Roboterachse ist die Kabelanordnung noch
komplizierter.
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Figur 3 zeigt denjenigen Teil eines Lagegebersystem gemäß
der Erfindung, der zu einer Roboterachse gehört, zum
Beispiel zu der Achse 11. Zu jeder Achse gehört eine
Achseneinheit 400 mit einem an die Welle des Antriebsmotors
angeschlossenen Lagegeber 32 und eine Elektronikeinheit 40 zur
Versorgung des Lagegebers und zur Verarbeitung der
Ausgangssignale des Lagegebers. Letztere werden in der
Elektronikeinheit in ein digitales Signal umgewandelt, welches dem
Steuersystem 20 über die Datenleitung 42 zugeführt wird. Das
Steuersystem liefert zu jeder Achseneinheit eine
Versorgungsspannung über die Leitung 41.
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Figur 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Achseneinheit
400 aus Figur 3. Die Einheit enthält einen Oszillator 403
zur kontinuierlichen Versorgung des Lagegebers, einen
Oszillator 404 für eine pulsweise Versorgung des Lagegebers,
einen Drehzahlzähler 405, einen R/D-Wandler 406 und ein
spannungsmessendes Relais 407. Der Speiseeingang 410 des
Oszillators 403 und der Speiseeingang 413 des R/D-Wandlers 406
sind direkt an die Versorgungsleitung 41 vom Steuersystem 20
angeschlossen. Die Versorgungseingänge 411 und 421 des
Oszillators 404 und des Drehzahlzählers 405 sind an eine
Akkumulatorenbatterie 402 angeschlossen, welche über eine Diode
401 an die Versorgungsleitung 41 angeschlossen ist.
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Während des normalen Betriebes empfangen alle vier Einheiten
403 bis 406 Versorgungsspannung über die Leitung 41 und sind
in Betrieb. Das notwendige Laden oder die
Kompensationsladung der Batterie 402 kann dann zweckmäßigerweise mit Hilfe
eines in Figur 4 nicht dargestellten Batterieladers
erfolgen. Wenn die Versorgungsspannung vorhanden ist, ist das
Relais 407 aktiviert und verbindet den Ausgang 415 des
Oscillators 403 über den Kontakt 408 und die Leitung 423 mit der
Erregerwicklung 32a des Lagegebers. Zur gleichen Zeit wird
ein einer logischen "1" entsprechendes Signal über den
Relaiskontakt 409 an den Synchronisationseingang 425 des
Drehzahlzählers 405 geliefert.
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Im Falle eines Ausfalles der von dem Steuersystem
gelieferten Speisespannung fällt das Relais 407 in seine Ruhelage
zurück, wobei seine Kontakte 408 und 409 die in Figur 4
gezeigte Lage einnehmen. Der Oszillator 403 und der
R/D-Wandler 406 erhalten keine Speisespannung und arbeiten nicht
mehr. Der Oszillator 404 und der Drehzahlzähler 405 erhalten
jedoch Speisespannung von der Batterie 402. Der Ausgang 416
des Oszillators 404 ist über den Kontakt 408 mit der
Erregerwicklung 32a des Lagegebers verbunden. Von einem
Synchronisierungsausgang 417 des Oszillators 404 wird ein
Synchronisierungssignal über den Kontakt 409 an den
Synchronisierungseingang 425 des Drehzahlreglers 405 geliefert.
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Die beiden Meßwicklungen 32b und 32c des Lagegebers 32 sind
über Leitungen 420 an den Signaleingang 421 des
Drehzahlzäh-8 lers und den Signaleingang 422 des R/D-Wandlers
angeschlossen. Von dem Drehzahlzähler 405 wird ein digitales Signal n
am Ausgang 418 zur Verfügung gestellt, welches über die
Datenleitung 42a an eine Kommunikationseinheit 430 geführt
wird und welches angibt, innerhalb welcher Umdrehung oder
innerhalb welches Quadranten sich der Lagegeber befindet.
Vom Ausgang 419 des R/D-Wandlers 406 wird während des
normalen Betriebes ein digitales Signal alpha geliefert, welches
den Drehwinkel des Lagegebers innerhalb der Umdrehung oder
innerhalb des betreffenden Quadranten angibt und welches
über die Datenleitung 42b der Kommunikationseinheit 430
zugeführt wird. Diese Einheit besorgt die digitale
Kommunikation mit dem Steuersystem 20 über die Busleitung 42 und
überträgt die gemessenen Werte n und alpha an das
Steuersystem.
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Solange die Versorgungsspannung auf der Leitung 41 vorhanden
ist, liefert der Oszillator 403 eine sinusförmige oder
rechteckförmige Wechselspannung mit einer Frequenz, die zwei
bis 20 KHz betragen kann. Der Oszillator 404 liefert an
seinem Ausgang 416 eine Wechselspannung gleicher Art und
gleicher Frequenz wie das Ausgangssignal vom Oszillator 403. Der
Oszillator 404 arbeitet jedoch im Pulsmodus, das heißt, er
liefert kurze Ausgangssignale, die sich beispielsweise über
eine oder einige Perioden der Wechselspannung erstrecken und
die durch lange Pausen von zum Beispiel 2 bis 3 ms
voneinander getrennt sind. Vom Ausgang 417 des Oszillators 404 wird
ein Synchronisierungssignal geliefert, welches eine logische
"1" ist während der kurzen Intervalle, in denen der
Oszillator ein Ausgangssignal liefert, und welches eine logische
"0" ist während der Pausen zwischen diesen Intervallen.
Während des normalen Betriebes, das heißt beim Vorhandensein
der Versorgungsspannung auf der Leitung 41, ist da Relais
407 aktiviert, wird der Lagegeber 32 kontinuierlich vom
Oszillator 403 versorgt, ist der Drehzahlzähler 405
kontinuierlich aktiviert durch Zuführung einer logischen "1" an
seinen Synchronisierungeingang 425 und ist der R/D-Wandler
406 in Betrieb. Durch Kombination der Ausgangssignale des
Drehzahlzählers und des R/D-Wandlers kann auf einfache Weise
eine Größe gebildet werden, welche innerhalb des gesamten
Arbeitsbereiches der Roboterachse den Istwert der Achsenlage
14 genau angibt. Wenn das Ausgangssignal n des Drehzahlzählers
die Anzahl der Quadranten (ein Viertel einer Umdrehung)
angibt, um die sich der Lagegeber von einer Bezugslage aus
gedreht hat, so erhält man den Istwert der Lage der Achse zu:
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φ = n π/2 + α Winkel im Bogenmaß
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Im Falle eines Ausfalles der Versorgungsspannung auf der
Leitung 41 arbeitet nur der Oszillator 404 und der Drehzahl
zähler 405. Da sowohl der Oszillator als auch der
Drehzahlzähler im Pulsmodus arbeiten, können sie für einen sehr
niedrigen Verbrauch ausgelegt sein, so daß ihr Betrieb mit
24 Hilfe der Akkumulatorenbatterie 402 für eine lange Dauer des
Ausfalls der Versorgungsspannung gesichert ist.
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Figur 5 zeigt den Aufbau eines Drehzahlzählers 405. Die
Signale des Lagegebers von den Wicklungen 32b und 32c treffen
auf den Leitungen 420b und 420c des Drehzahlzählers ein.
Jedes Signal wird einem Amplitudendetektor 51 beziehungsweise
52 zugeführt. Die Amplitudendetektoren sind
phasenempfindlich, wobei das Oszillatorsignal den Bezugswert bildet, so
daß ihr Ausgangssignal zwischen einem positiven und einem
negativen maximalen Wert variieren kann. Von jedem der
Amplitudendetektoren erhält man ein Ausgangssignal, welches
ein Maß für die Amplitude des entsprechenden Signals des
Lagegebers darstellt, welches Signal aus einer Wechselspannung
mit der gleichen Frequenz wie die Versorgungsspannung des
Lagegebers besteht. Jedes Ainplitudensignal wird einem
Niveaudetektor 53 beziehungsweise 54 zugeführt, von denen
jeder eine logische "1" liefert, wenn das Eingangssignal
positiv ist, und eine logische "0", wenn das Eingangssignal
negativ ist. Die Ausgangssignale der Niveaudetektoren werden
auf Eingänge eines an sich bekannten reversiblen Zählers 55
gegeben. Die Ausgangssignale der beiden Niveaudetektoren
sind beim Drehen des Lagegebers um 90º in ihrer Phasenlage
gegeneinander verschoben, und der Zähler ermittelt in
bekannter Art die Drehrichtung und folglich die Zählrichtung
anhand des Vorzeichens der Phasendifferenz zwischen den
beiden Signalen der Niveaudetektoren. Die Kombination der
Eingangssignale des Zählers wechselt jeweils nach einer Drehung
des Lagegebers um 90º, wobei der Zähler eine Einheit
vorwärts oder zurückzählt, je nachdem, in welcher Richtugn der
Lagegeber dreht. Der Inhalt des Zählers ist daher
proportional der Anzahl von Quadranten (oder Umdrehungen), welche der
Lagegeber relativ zu einer Bezugslage gedreht hat. Der
Inhalt des Zählers erscheint am Ausgang 56 des Zählers als
eine digitale Zahl n. Am Eingang 412 des Drehzahlzählers
wird die Versorgungsspannung von der Akkumulatorenbatterie
402 eingespeist, welche Versorgungsspannung den
verschiedenen Einheiten des Drehzahlzählers zugeführt wird. Um eine
korrekte Arbeitsweise sicherzustellen, wird der Zähler 55
nur während der Betriebsintervalle des Oszillators 404
aktiviert. Dies wird dadurch erreicht, daß während dieser
Intervalle das Synchronisierungsignal vom Oszillator 404 dem
sogenannten Zählfreigabeeingang 57 des Zählers zugeführt wird.
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Während einer Unterbrechung des Betriebes, zum Beispiel
infolge eines Leistungsausfalles, bildet der Inhalt des
Zählers 55 immer eine korrekte Anzeige der Lage der
Roboterachse,
das heißt, eine Anzeige darüber, innerhalb welches
Quadranten des Lagegebers die Roboterachse im Augenblick
liegt, unabhängig von etwaigen Veränderungen der Achsenlage
während der Unterbrechung des Betriebes. Sobald der normale
Betrieb wieder aufgenommen wird und die Achseneinheit
Versorgungsspannung über die Leitung 31 erhält7 nimmt die
Achseneinheit ihren normalen Betrieb wieder auf, ohne die
Notwendigkeit einer Synchronisierungoperation.
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Figur 6a zeigt als Funktion der Zeit den Verlauf der
Versorgungsspannung vom Oszillator 403 an die Erregerwicklung 32a
des Lagegebers. Es wird angenommen, daß die Lage des
Lagegebers dem Drehwinkel φ&sub1; in Figur 6b entspricht. Das
Ausgangssignal B des Amplitudendetektors 51 hat dann den Wert a und
das Ausgangssignal C des Detektors 52 den Wert -b. Das
Ausgangssignal D des Niveaudetektors 53 ist eine logische "1",
und das Ausgangssignal E des Detektors 54 ist eine logische
"0". Figur 6a zeigt das Signal während des normalen
Betriebes, das heißt beim Vorhandensein der Versorgungsspannung
auf der Leitung 41.
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Figur 6b zeigt im obersten Diagramm den Verlauf der
Ausgangssignale F und G der Amplitudendetektoren 51 und 52 als
Funktion des Drehwinkels φ des Lagegebers. Darunter werden
die Ausgangssignale H des Niveaudetektors 53 und K des
Niveaudetektors 54 gezeigt. Beim Drehwinkel φ&sub1; haben die
Signale von den Niveaudetektoren die logischen Werte "1"
beziehungsweise "0". Wenn der Lagegeber so gedreht wird, daß
der Drehwinkel in den nächsten Quadranten gelangt, das heißt
bei φ = φ&sub2;, wechselt das Ausgangssignal des Detektors 54 in
eine logische "1", worauf der Zähler 55 eine Einheit nach
oben zählt.
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Figur 6c zeigt im obersten Diagramm den Verlauf der
Ausgangsspannung L des Oszillators 404 im Falle eines Ausfalles
der Versorgungsspannung für die Achseneinheit. Das
Ausgangssignal
besteht aus kurzen Intervallen, die beispielsweise
einige 10 oder einige 100 Mikrosekunden lang sind, während
welcher der Oszillator sein Wechselspannungsausgangssignal
der Erregerwicklung 32a des Lagegebers zuführt. Während der
dazwischen liegenden Intervalle, die eine zeitliche Länge
von zum Beispiel 2 bis 3 Millisekunden haben können, ist der
Oszillator nicht aktiviert. Die Kurve M zeigt das
Synchronisierungsignal, welches von dem Ausgang 417 des Oszillators
404 an den Drehzahlzähler geliefert wird. Die Kurve N zeigt
10 die Amplitude des Ausgangssignals einer der Wicklungen des
Lagegebers.
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Figur 7 zeigt, wie die Achseneinheiten an das gemeinsame
zentrale Steuersystem 20 angeschlossen sind. Zu diesem
gehört ein Gleichrichter 22 mit den Klemmen 25 zum Anschluß an
ein Wechselspannungsnetz. Das Steuersystem gibt die
Gleichspannung über ein Glättungsfilter 23 auf die Leitung 41.
Ferner enthält das Steuersystem 20 ein Computersystem 24,
welches über eine digitale serielle Busleitung 42 mit den
verschiedenen Achseneinheiten 400a, 400b ... 400i in
Verbindung steht und Lage-Istwerte von diesen Achseneinheiten
erhält. Das System hat für jede Roboterachse eine
Achseneinheit. Jede Achseneinheit enthält die in Figur 4 gezeigten
Einheiten, das heißt, einen Lagegeber mit zugeordneter
Versorgung und Meßgliedern und eine Akkumulatorenbatterie. Jede
Achseneinheit ist neben der zugehörigen Roboterachse
angeordnet, wobei die elektronischen Einheiten und die
Akkumulatorenbatterie mit dem Lagegeber zusammen in einer einzigen
Meßwertwandlereinheit angeordnet sind oder wobei diese
Einheiten in unmittelbarer Nähe des Lagegebers angeordnet sind.
Im Interesse der Übersichtlichkeit werden von den
verschiedenen Achseneinheiten nur die Drehzahlzähler 405a ... 405i,
die R/D-Wandler 406a ... 406i und die
Kommunikationseinheiten 430a, 430b ... 430i dargestellt. Der Drehzahlzähler
liefert über die Kommunikationseinheiten und die serielle
Busleitung 42 die Signale na, nb ... ni an das Computersystem
24. Die R/D-Wandler liefern über die Kommunikationseinheiten
die Signale αa, αb ... αi an das Computersystem. Auf der
Grundlage dieser Signale berechnet der Computer in der oben
beschriebenen Weise die Istwerte der Lagen für alle
Roboterachsen, vergleicht diese Werte mit programmierten oder
manuell eingegebenen Lage-Sollwerten und steuert in Abhängig
keit dieses Vergleichs die Antriebsmotoren der Achsen.
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Das oben beschriebene Lage-Meßwertwandlersystem ist nur ein
Beispiel eines Lage-Meßwertwandlersystem gemäß der
Erfindung, und ein solches System kann in einer großen Anzahl
alternativer Ausführungen innerhalb des Rahmens der Erfindung
realisiert werden. So kann zum Beispiel anstelle einer
Akkumulatorbatterie für jede Achseneinheit eine einzige
Akkumulatorbatterie zentral in dem Steuersystem 20 oder im Roboter
1 angeordnet sein. Ferner kann anstelle der beiden
Oszillatoren 403 und 404 in Figur 4 ein einziger Oszillator
verwendet werden, der während des normalen Betriebes
kontinuierlich arbeitet und im Falle eines Ausfalles der
Versorgungsspannung in einen Pulsbetrieb umgeschaltet wird. Auch kann
die mechanische Kopplung zwischen Lagegeber uns Motorwelle
in anderer als der beschriebenen Weise ausgeführt werden.
Die beschriebene Messung eines Aus falls der
Versorgungsspannung mit Hilfe von Spannungsmeßgliedern, die in jeder
Achseneinheit angeordnet sind, kann durch einen zentralen
Meßvorgang ersetzt werden, der im Schrank der Steuersystem 20
durchgeführt wird, wobei dann die Signale zum Umschalten der
Achseneinheiten in den Pulsbetrieb diesen von dem
Steuerschrank zugeführt werden.