DE69024788T2

DE69024788T2 - Pulsübertragungssystem für einen manuellen pulsgenerator

Info

Publication number: DE69024788T2
Application number: DE69024788T
Authority: DE
Inventors: Kunio Kanda
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 1989-11-27
Filing date: 1990-11-09
Publication date: 1996-06-05
Anticipated expiration: 2010-11-10
Also published as: WO1991008527A1; EP0455814A1; DE69024788D1; US5247295A; EP0455814A4; EP0455814B1; JP2849135B2; JPH03166606A

Description

Die Erfindung betrifft ein Pulsübertragungssystem für einen manuellen Pulsgenerator und insbesondere ein Pulsübertragungssystem für einen manuellen Pulsgenerator, bei dem die Zuverlässigkeit der drahtlosen Übertragung stark verbessert ist.
Da ein manueller Pulsgenerator für eine numerische Steuerung mit deren Hauptgehäuse verbunden ist, bedarf es eines Kabels mit mehreren Schaltkreisen und darüber hinaus muß das Kabel mitgezogen werden, wenn der Bediener des manuellen Pulsgenerators den Ort wechselt. Da also das Kabel geschleppt werden muß, verringert sich der Bediener-Wirkungsgrad in erheblichem Maße.
Um das vorgenannte Problem zu lösen, hat der Erfinder bereits einen drahtlosen manuellen Pulsgenerator in der japanischen Patentanmeldung Hei 1-286737 vorgeschlagen.
In dieser Anmeldung überwacht eine numerische Steuerung ein Ausgabepulssignal einer manuellen Pulsgeneratoreinheit ständig und benachrichtigt die manuelle Pulsgeneratoreinheit von ihrem Empfangsstatus. Wenn das Ausgabepulssignal normal empfangen wird, so wird ein normales Empfangssignal an die manuelle Impulsgeneratoreinheit zurückgeführt und wenn das Signal nicht empfangen wurde, so wird ein Nicht- Empfangssignal zurückgeleitet. Wenn die numerische Steuerung nicht bestätigen kann, daß übertragene Daten normalerweise empfangen worden sind, so überträgt die manuelle Pulsgeneratoreinheit die Daten erneut und wenn die Zahl der Fälle, für die die Übertragungs-/Empfangsdaten nicht empfangen worden sind, einen bestimmten Grenzwert überschreitet, so wird das Übertragen und Empfangen der Daten unterbrochen.
Bei dieser Anordnung wird der Übertragungs-/Empfangsstatus der Daten streng geprüft, um so die Zuverlässigkeit der Datenübertragung bzw. des Datenempfangs zu verbessern.
Bei dem konventionellen Pulsübertragungssystem für den manuellen Pulsgenerator wird trotzdem das Übertragungs-/Empfangssystem aufwendig und der Betriebsablauf zeitraubend, da Nachdruck auf die Bestätigung gelegt wird, ob Daten korrekt von der mnauellen Pulsgeneratoreinheit übertragen und korrekt von der numerischen Steuerung empfangen worden sind.
Mit Rücksicht auf diese Verhältnisse besteht eine Aufgabe der Erfindung darin, ein einfaches, drahtloses Pulsübertragungssystem für eine manuelle Pulsgeneratoreinheit zu schaffen, mit der die gleiche Zuverlässigkeit erreicht wird, wie wenn man ein konventionelles Kabel benutzen würde.
Um das vorgenannte Problem zu lösen, ist erfindungsgemäß ein Pulsübertragungssystem für einen manuellen Pulsgenerator mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 vorgesehen.
Das von der manuellen Pulsgeneratoreinheit über den drahtlosen Kanal übertragene kodierte Signal ist ein Signal für eine absolute Position, wobei eine Zeit als Referenz benutzt wird, und eine gegenwärtige Position als die absolute Position wird in Form von Daten an die numerische Steuerung zu jedem vorbestimmten Zeitpunkt übertragen. Die numerische Steuerung entnimmt Daten der gegenwärtigen Position als die absolute Position aus einem Ausgabepulssignal, das drahtlos von der manuellen Pulsgeneratoreinheit übertragen wird.
Fig. 1 ist ein Blockschaltbild einer manuellen Pulsgeneratoreinheit gemäß der Erfindung;
Fig. 2 ist ein Blockschaltbild einer numerischen Steuerung gemäß der Erfindung;
Fig. 3 ist eine Darstellung des Inhalts eines Ausgabepulssignals, das erfindungsgemäß von einer manuellen Pulsgeneratoreinheit übertragen wird;
Fig. 4 ist eine zeitliche Darstellung mit einer Erläuterung des Verhältnisses zwischen der Pulszahl und
Fig. 5 ist eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen manuellen Pulsgeneratoreinheit.
Ein bestmögliches Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung erläutert.
Fig. 1 ist ein Blockschaltbild einer manuellen Pulsgeneratoreinheit gemäß der Erfindung, bei der ein Prozessor 11 eine manuelle Pulsgeneratoreinheit 10 gemäß einem in einem ROM 12 abgespeicherten Systemprogramm steuert. Das ROM 12 ist ein EPROM oder EEPROM. Das RAM 13 ist ein SRAM, in dem übertragene Signaldaten, empfangene Signaldaten, integrierte Signaldaten und andere weitere Daten gespeichert sind.
Ein manueller Pulsgenerator 14 erzeugt Pulse zum Antreiben der Achsen einer Werkzeugmaschine mit Einheiten von 1 Mikrometer oder 10 Mikrometer. Eine gegenwärtige Position als Absolutposition wird derart bestimmt, daß 1 inkrementiert oder dekrementiert und jedesmal gezählt wird, wenn ein Impuls erzeugt und erfäßt wird, indem eine Zeit (beispielsweise eine Zeit, in der die manuelle Pulsgeneratoreinheit 14 arbeitet) als Referenz benutzt wird. Die Anzahl der erfäßten und während jeder vorbestimmten Zeitspanne gezählten Impulse wird unter der Steuerung des Prozessors 11 integriert und codiert und damit wird die gegenwärtige Position als die absolute Position in dem vorgenannten RAM 13 abgespeichert.
Eine Serien/Parallel-Konversionsschaltung 15 konvertiert den Pulsanzahlcode der gegenwärtigen Position als die im RAM 13 abgespeicherte absolute Position in einen seriellen Code und der konvertierte Pulszahlcode wird von einer Modulationsschaltung 16 moduliert (einer FM-Modulation unterworfen), dann von einem Leistungsverstärker 17 in der nächsten Stufe verstärkt und von einer Antenne 18 als Ausgabepulscode (codiertes Signal) abgestrahlt.
Ein Leistungsverstärker 20 verstärkt eine von der Antenne 18 aufgefangene Welle einschließlich eines Bestätigungssignals von einer numerischen Steuerung 30, die noch beschrieben wird, und eine Demodulationsschaltung 19 demoduliert die elektrische Welle und entnimmt Daten aus einer Trägerwelle. Diese Daten werden im RAM 13 unter Kontrolle des Prozessors 11 gespeichert.
Fig. 2 ist ein Blockschaltbild der numerischen Steuerung gemäß der Erfindung, wobei nur die manuelle Pulsgeneratoreinheit 10 und die zum Übertragen und Empfangen des Ausgabepulssignals gehörenden Teile dargestellt sind, während eine Achsensteuerschaltung PMC usw. nicht gezeigt sind. In der Zeichnung steuert ein Prozessor 31 das Ausgabepulssignal o.ä. gemäß einem in einem ROM 32, wie einem EPROM oder EEPROM gespeicherten Steuerprogramm. Der RAM 33 ist ein SRAM, in dem übertragene Signaldaten, empfangene Signaldaten, integrierte Signaldaten und andere weitere Daten gespeichert sind.
Eine Serien/Parallel-Konversionsschaltung 35 konvertiert das Bestätigungssignal o.ä. in ein serielles Signal und das serielle Signal wird in einer Modulationsschaltung 36 moduliert (einer FM-Modulation unterworfen), dann von einem Leistungsverstärker 37 in der nächsten Stufe verstärkt und von einer Antenne 38 abgestrahlt.
Ein Leistungsverstärker 40 verstärkt eine von der Antenne 38 aufgefangene Welle einschließlich des von der manuellen Pulsgeneratoreinheit 10 übertragenen Ausgabepulssignals und eine Demodulationsschaltung 39 demoduliert die elektrische Welle und entnimmt die Daten aus der Trägerwelle. Diese Daten beinhalten die Anzahl der Pulse, die von dem manuellen Pulsgenerator 14 erzeugt worden sind und die Speicherung erfolgt im RAM 33 unter Kontrolle des Prozessors 31. Eine Pulserzeugerschaltung 34 konvertiert die Datenimpulse und zählt diese und eine Pulsempfangsschaltung 42 im Hauptgehäuse 41 einer numerischen Steuerung empfängt die Pulse von der Pulserzeugungsschaltung 34.
Wird in den von der numerischen Steuerung 30 empfangenen Daten kein Fehler festgestellt, so liefert die Steuerung 30 ein Bestätigungssignal ACK, liefert also eine Aussage darüber, daß die Daten normal empfangen worden sind, und wenn jedoch ein Fehler in den erhaltenen Daten festgestellt wird, so überträgt die numerische Steuerung 30 ein Signal NACK "unfähig zum Empfang", was aussagt, daß ein Fehler festgestellt worden ist.
Fig. 3 ist ein Diagramm zur Darstellung des erfindungsgemäß von der manuellen Pulsgeneratoreinheit 10 abgegebenen Ausgabepulssignals. Mit D 50 ist das von der mnauellen Pulsgeneratoreinheit 10 übertragene Ausgabepulssignal dargestellt, und mit SIGN 51 ist ein Pulssymbol eines Pulssignals bezeichnet, das positiv ist, wenn der manuelle Pulsgenerator 14 nach rechts rotiert und das negativ ist, wenn er nach links rotiert.
BYTE 3 bis BYTE 0, bezeichnet mit dem Bezugszeichen 52, stellt einen integrierten Wert der Anzahl von Pulsen dar, die von dem manuellen Pulsgenerator 14 in jedem Zeitpunkt erzeugt werden, unter der Annahme, daß die absolute Position bei einem gewissen Zeitpunkt "0" liegt. BYTE B und BYTE A, wie sie mit 53 bezeichnet sind, dienen zur Fehlerprüfung im übertragenen Signal. Ein Datenprüfsignal ist in dem Ausgabepulssignal D der manuellen Pulsgeneratoreinheit 10 enthalten, um damit Fehler zu eliminieren. Ein zyklisches Redundanzprüfsystem (CRC) wird zur Überprüfung verwendet.
Fig. 4 ist eine Darstellung, in der die Zeit angegeben ist, während der der manuelle Pulsgenerator 14 arbeitet, sowie die während dieser Zeit erzeugte Anzahl von Pulsen und eine absolute Position in der Zeit, in der der manuelle Pulsgenerator 14 arbeitet. Nimmt man an, daß die absolute Position zu einem Zeitpunkt T0 = "0" ist, so ist die absolute Position in einem Zeitpunkt T1 = "N1", was festgestellt wird, indem die Pulse vom Zeitpunkt T0 bis zum Zeitpunkt T1 erfaßt und gezählt werden. In gleicher Weise ist die absolute Position im Zeitpunkt T2 = "N1 + N2", und man erhält dies durch Integrieren von "N1", nämlich den gezählten und erfaßten Pulsen vom Zeitpunkt T0 bis zum Zeitpunkt T1 und "N2", nämlich den gezählten und erfaßten Impulsen vom Zeitpunkt T1 bis zum Zeitpunkt T2. Ferner sind auch die absoluten Positionen zu den Zeitpunkten T3, T4 und T5 die Summe von N1 bis N3, bzw. die Summe von N1 bis N4 oder die Summe von N1 bis N5.
Wie bereits beschrieben, wird die durch Integrieren der vom manuellen Pulsgenerator erzeugten Pulse erhaltene absolute Position übertragen und auch dann, wenn ein Fehler o.ä. während der Übertragung auftritt, kann der Fehler keine nachteiligen Wirkungen haben und damit kann die absolute Position korrekt übertragen werden.
Fig. 5 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels für eine erfindungsgemäße manuelle Pulsgeneratoreinheit. Hier enthält das Gehäuse 61 einer manuellen Pulsgeneratoreinheit 60 eine Wählscheibe 62, einen Achsenwahlschalter 63 zur Anwahl einer X-, Y-, Z- oder anderen Achse, einen Verstärkungsschalter 64 zum Einstellen einer passenden Verstärkung des erzeugten Pulses, einen Einschalter 65 und eine Antenne 66.
Wenn auch nur ein Satz einer manuellen Pulsgeneratoreinheit und numerischen Steuerung in der obigen Beschreibung erläutert ist, so können natürlich mehrere Sätze von manuellen Pulsgeneratoreinheiten und numerischen Steuerungen einen freien Kanal suchen und eine drahtlose Verbindung miteinander aufbauen.
Darüber hinaus macht das drahtlose Übertragungssystem zwischen der manuellen Pulsgeneratoreinheit 10 und der numerischen Steuerung 30 von einem FM-System kleiner Leistung Gebrauch hinsichtlich der Anordnung solcher Geräte in einer Fabrik, unterschiedlicher elektrischer und mechanischer Rauschentwicklung und der Fähigkeit der Bedienungsführer.
Da die von dem manuellen Pulsgenerator unter Verwendung einer Zeitspanne als Referenz gezählt wird, wird erfindungsgemäß wie vorbeschrieben eine gegenwärtige Position als die absolute Position in jedem vorbestimmten Zeitpunkt codiert und an die numerische Steuerung übertragen, wobei die Drehimpulse des manuellen Pulsgenerators aus den empfangenen Daten erhalten werden können, wenn die Daten normal empfangen werden. Im Ergebnis erfolgt die Übertragung so genau wie über ein konventionelles Kabel, obwohl das Pulssignal drahtlos übertragen wird.

Claims

1. Pulsübertragungssystem für einen manuellen Pulsgenerator (14), mit dem ein Ausgabe-Pulssignal einer manuellen Pulsgeneratoreinheit (10) drahtlos an eine numerische Steuerung (30) übertragen wird, wobei das System aufweist:

einen in der manuellen Pulsgenerator-Einheit angeordneten Zähler (11) zum Zählen von Impulsen, die entsprechend der Rotation des manuellen Pulsgenerators ausgehend von einer Referenzzeit erzeugt werden;

einen Signalübertrager (15, 16, 17, 18) zum drahtlosen Übertragen eines numerischen Wertes des Zählers als kodiertes Signal in jedem vorbestimmten Zeitpunkt zu der numerischen Steuerung und

einen Signalempfänger (31, 35, 38, 39, 40), der in der numerischen Steuerung angeordnet ist und das kodierte Signal drahtlos empfängt, die Impulse des manuellen Pulsgenerators zählt und das kodierte Signal überprüft, wobei das kodierte Signal ausgelassen wird, wenn ein Fehler festgestellt wird.

2. Pulsübertragungssystem für einen manuellen Pulsgenerator (14) nach Anspruch 1, bei dem das kodierte Signal mit einem zyklischen Redundanzprüfsignal (CRC) als Datenprüfsignal ergänzt wird.

3. Pulsübertragungssystem für einen manuellen Pulsgenerator (14) nach Anspruch 1, bei dem ein drahtloses Übertragungssystem zwischen der manuellen Pulsgeneratoreinheit (10) und der numerischen Steuerung (30) ein FM-System geringer Leistung ist.

4. Pulsübertragungssystem für einen manuellen Pulsgenerator (14) nach Anspruch 1, bei dem mehrere numerische Steuerungen (30) und manuelle Pulsgeneratoreinheiten (10) vorgesehen sind und einen Kanal zueinander auswählen und eine Verbindung untereinander einrichten.