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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren und Systeme zur Synchronisierung
der Kommunikation zwischen Vorrichtungen auf dem Gebiet der numerischen
Steuervorrichtungen, Robotersteuerungen und ihren peripheren Vorrichtungen
und ähnlicher
Industrievorrichtungen, bei denen synchroner Betrieb wesentlich
ist.
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In
einem System, das aus einer numerischen Steuervorrichtung (im Folgenden
als CNC-Vorrichtung bezeichnet), einer. Robotersteuerung und ihren peripheren
Vorrichtungen oder ähnlichen
Industrievorrichtungen besteht, muss man manchmal mehrere Vorrichtungen
mithilfe von serieller Kommunikation verbinden, damit ihr synchroner
Betrieb miteinander gewährleistet
ist. Zum Beispiel müssen
von CNC-Vorrichtungen angetriebene und gesteuerte Werkzeugmaschinen
synchronisiert werden, damit die derzeitige Position der einzelnen
Vorschubwellen zum gleichen Zeitpunkt ermittelt werden kann. Ebenso
müssen
die einzelnen Wellen synchron betrieben werden. Signale zum Einsetzen
einer solchen Synchronisierung werden mittels serieller Kommunikation übertragen.
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Siehe
z.B. 13: Es ist ein System dargestellt, in dem zwei
Maschinen (Master und Slave) mittels Kommunikation verbunden sind.
Ein Verfahren zum Steuern der Slave-Maschine, indem diese mithilfe von serieller
Kommunikation mit der Master-Maschine synchronisiert wird, beinhaltet
das Aussenden von der Master-Maschine zur Slave-Maschine eines Signals, das die Übermittlung
eines Synchronisierungssignals mit einem festgelegten Zyklus von
einem Taktgeber zu einem Zeitpunkt anfordert, der die Basis für die Synchronisierung
bilden soll, das Übermitteln
eines Pakets (Rahmens) auf einem Übermittlungsregelkreis, der
es als Synchronisierungssignal identifiziert, und das Übermitteln
dieses Pakets nach Umwandeln in ein serielles Signal mithilfe eines
Parallel-Seriell-Wandlers.
Jedes Mal, wenn der Empfangsregelkreis der Slave-Maschine dieses
Paket über
einen Seriell-Parallel-Wandler empfängt, arbeitet sie entweder
als ihr eigener interner Sequenzer oder steuert ihren eigenen internen
Taktgeber derart, dass er mit dem Taktgeber der Master-Maschine übereinstimmt.
Dieses Verfahren ist bekannt.
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Das
von der Master-Maschine zur Synchronisierung übermittelte Paket kann zur
ausschließlichen
Nutzung hergestellt werden. Unter der Voraussetzung, dass eine Anfrage
zur Übermittlung
von Daten von der Master-Maschine mit synchroner Taktgebung erzeugt
wird, wird dieses Datenpaket manchmal selbst als Synchronisierungsinformation
behandelt. 14 veranschaulicht ein Beispiel
für dieses Paket.
Die Slave-Maschine kann den Empfang entweder des gesamten Pakets
oder nur des Header-Abschnitts des Pakets als Synchronisierungsinformation
behandeln.
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Wird
ein Paket mittels serieller Kommunikation übermittelt, besteht eine Diskrepanz,
die mindestens der Länge
der seriellen Daten zwischen der Taktgebung entspricht, mit der
die Übermittlungsseite die Übermittlung
beginnt, und der, mit der die Empfangsseite den Empfang der Daten
beendet.
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Das
Diagramm in 15 veranschaulicht diese Diskrepanz
in der Taktgebung für
das in 13 gezeigte Beispiel. In 15 wird
nur der Header-Abschnitt als Synchronisierungsdaten (Synchronisierungssignal)
behandelt. Es wird angenommen, dass eine Anfrage zur Übermittlung
in Übereinstimmung mit
einem internen Taktgeber in der Master-Maschine zyklisch erzeugt
wird und dass jetzt zu einem gegebenen Zeitpunkt (Bezugszeit t0)
eine derartige Anfrage zur Übermittlung
von dem Taktgeber der Master-Maschine
erzeugt wurde. Der Übermittlungsregelkreis übermittelt
ein Paket des in 14 dargestellten Typs an einen
Parallel-Seriell-Wandler, in dem es in ein serielles Signal umgewandelt
und an die Slave-Maschine übermittelt
wird. Es besteht eine Verzögerung
D1 von dem Zeitpunkt, an dem die Signalanfrageübermittlung erzeugt wurde,
bis zu dem Zeitpunkt, bis das Paket an die Übermittlungsleitung übermittelt
worden ist. Der Empfang dieses Pakets durch die Slave-Maschine führt zu weiteren
Verzögerungen
in Form der Weiterleitungszeit auf der Übermittlungsleitung Dp und
der für
die Synchronisierung benötigten
Zeit D2. Weil die Slave-Maschine das Eintreffen des Header-Abschnitts
erst nach einem festen Intervall D3 ab der Beendigung seines Empfangs
bemerkt, unterliegt das von der Slave-Maschine erzeugte Synchronisierungssignal
(Header-Ermittlungssignal)
einer Verzögerung,
die der Summe der Verzögerungen
(D1 + Dp + D2 + D3) vom Zeitpunkt t0 entspricht, an dem die Anfrage
zur Übermittlung von
der Master-Maschine
erzeugt wurde.
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Herkömmlicherweise
nahm man an, dass die Weiterleitungsverzögerungszeit Dp, während der
das Signal auf der Übermittlungsleitung
weitergeleitet wird, vernachlässigbar
ist. Die restlichen Verzögerungszeiten
D1, D2 und D3 sind immer konstant und können ohne Schwierigkeit aus
der Schaltungskonfiguration bestimmt werden, die zum Zeitpunkt der Festlegung
von Master- und Slave-Maschine vorliegt. Bei der herkömmlichen
Synchronisierung mithilfe des internen Taktgebers in der Slave-Maschine wird
somit die aus der Schaltungskonfiguration bestimmte Verzögerung (D1
+ D2 + D3) zuvor in der Slave-Maschine
als Korrekturwert eingestellt. Ermittelt die Slave-Maschine das
Synchronisierungssignal (Header-Ermittlungssignal), stellt sie den
Korrekturwert als Anfangswert im internen Taktgeber ein und aktiviert
so den Taktgeber. Der Taktgeber verwendet "Zeit abgelaufen" (den Zeitpunkt, an dem der interne Taktgeber
in der Master-Maschine den Wert gemessen hat, der erhalten wird
durch Subtrahieren des Korrekturwerts von der Zeit, die mit der
Referenzzeit t0 beginnt und mit der Synchronisierungszeit T endet) als
Synchronisierungszeit. So wird die gewünschte Synchronisierung erzielt,
indem eine der Verzögerung
entsprechende Korrektur durchgeführt
wird. Es wird auch das umgekehrte Verfahren eingesetzt, wobei die
Verzögerung
korrigiert wird durch Vorstellen der Taktgebung, mit der die Übermittlung
von der Master-Maschine beginnt, um das bekannte Ausmaß der Verzögerung und
Regeln des internen Taktgebers in der Slave-Maschine so, dass der
Zeitpunkt, an dem das Synchronisierungssignal (Header-Ermittlungssignal)
ermittelt wird, als Referenzzeit verwendet wird.
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Je
höher die
Kommunikationsrate (bit-Rate), desto genauer wird die Synchronisierungsregelung bei
der seriellen Kommunikation. Beispielsweise steigt eine Genauigkeit
von etwa 1 ms bei 1 Mbps auf etwa 10 ns bei 100 Mbps. Bei einem
derartigen Genauigkeitsgrad ist es nicht länger möglich, die Zeit Dp zu vernachlässigen,
die für
die Weiterleitung des Signals zur seriellen Kommunikation erforderlich
ist. Die für
die Weiterleitung des Signals entlang der Übermittlungsleitung benötigte Zeit
beträgt
bei Lichtleitfasern etwa 5 ns/m, so dass bei einer Weiterleitung über 10 m
eine Verzögerung
von 50 ns erzeugt wird.
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Bei
einer langen Übermittlungsleitung
kann man die Weiterleitungsverzögerungszeit
auch dann nicht ignorieren, wenn die Kommunikationsrate (bit-Rate)
langsam ist. Beispiele für
Systeme, bei denen synchroner Maschinenbetrieb eine notwendige Funktion
ist, sind in DE-A-42 15 380, JP-A-7015421 und US-A-5 390 351 gegeben.
Keines dieser Beispiele spricht jedoch das Problem der Signalweiterleitungsverzögerung an.
Eine Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines Synchronisierungsverfahrens,
das zwischen Maschinen mit hoher Genauigkeit durchgeführt wird,
sogar wenn auf der Übermittlungsleitung
eine merkliche oder größere Weiterleitungsverzögerung besteht.
Im Hinblick auf das Lösen dieser
Aufgabe ist ein erster Aspekt der Erfindung ein Verfahren zur Synchronisierung
einer Mehrzahl Maschinen, die mithilfe von serieller Kommunikation
verbunden sind und synchron arbeiten, wobei die Weiterleitungsverzögerungszeit,
die für
die Weiterleitung des Synchronisierungssignals von der Übermittlungsseite
zur Empfangsseite benötigt
wird, in eine der Maschinen auf der Übermittlungs- oder Empfangsseite
als Korrekturwert einprogrammiert wird, so dass die Mehrzahl Maschinen
durch Korrigieren des Synchronisierungssignals mithilfe des Korrekturwertes
synchronisiert werden kann.
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Auf
diese Weise kann mit der Erfindung Synchronisierung erzielt und
genau geregelt werden, wenn eine Mehrzahl Maschinen über eine
Kommunikationsübermittlungsleitung
verbunden ist, so dass diese synchron arbeiten, wobei die Weiterleitungsverzögerungszeit
auf der Übermittlungsleitung
berücksichtigt
wird.
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Weitere
Aspekte der Erfindung sind in den beigefügten unabhängigen Ansprüchen 8,
9 und 10 dargelegt.
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KURZE BESCHREIBUNG DER
ZEICHNUNGEN
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Es
zeigt:
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1 ein
Blockschema von einem Servosystem, in dem die erste Ausführungsform
der Erfindung verwendet wird;
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2 ein
Blockschema von dem Hauptabschnitt der CNC-Vorrichtung in dem Servosystem
der 1;
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3 ein
Blockschema von dem Hauptabschnitt des Servoverstärkers in
dem Servosystem der 1;
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4 ein
Taktgebungsdiagramm, wird die erste Ausführungsform in dem Servosystem
der 1 eingesetzt;
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5 eine
Zeichnung zum Erläutern
des Pakets, das von CNC-Vorrichtung der 2 an den Servoverstärker der 3 übermittelt
wird;
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6 eine
Zeichnung zum Erläutern
des Pakets, das von dem Servoverstärker der 3 an
die CNC-Vorrichtung der 1 eingegeben wird;
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7 ein
Blockschema von dem Hauptabschnitt der CNC-Vorrichtung, die bei
der zweiten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens eingesetzt
wird;
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8 ein
Blockschema von dem Hauptabschnitt des Servoverstärkers, der
bei der zweiten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens
eingesetzt wird;
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9 ein
Blockschema von dem Servosystem, das bei der dritten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens
eingesetzt wird;
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10 ein
Blockschema von dem Hauptabschnitt der CNC-Vorrichtung in dem Servosystem
der 9;
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11 ein
Blockschema von dem Hauptabschnitt des Servoverstärkers in
dem Servosystem der 9;
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12 ein
Taktgebungsdiagramm, wird die dritte Ausführungsform mit dem Servosystem
der 9 implementiert;
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13 ein
Diagramm zum Erläutern
eines herkömmlichen
Systems, in dem zwei Maschinen (Master und Slave) mithilfe von Kommunikation
verbunden sind;
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14 ein
Diagramm zum Erläutern
des Pakets, das zur Kommunikation in dem System der 13 verwendet
wird; und
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15 ein
Diagramm zum Erläutern
von Abweichungen von der Synchronisierung in dem System der 13.
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Es
folgt anhand der 1-6 eine Beschreibung
einer ersten Ausführungsform,
wobei die Erfindung auf eine CNC-Vorrichtung zum Regeln von Werkzeugmaschinen
und ähnlicher
Ausrüstung
angewendet wird.
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Zunächst wird
anhand von 1 das Servosystem in der CNC-Vorrichtung
in Umrissen erklärt.
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Eine
CNC-Vorrichtung 10 (Master-Maschine) ist nach Art einer
Verkettung mit Servoverstärkern SA1,
SA2 von Servomotoren M1, M2 (Slave-Maschinen) verbunden. Anders
gesagt, sind die CNC-Vorrichtung 10 und der Servoverstärker SA1
des ersten Servomotors M1 mithilfe einer Übermittlungsleitung L1 verbunden.
Der Servoverstärker
SA1 des ersten Servomotors M1 und der Servoverstärker SA2 des ersten Servomotors
M2 sind über
einer Übermittlungsleitung
L2 verbunden. Es sollte hinzugefügt werden,
dass das Beispiel bei dieser Ausführungsform zwei Servomotoren
besitzt. Wird die Anzahl Wellen infolge einer Erhöhung der
Anzahl an Servomotoren erhöht,
kann der den Servomotoren entsprechende Servoverstärker auf
die gleiche Weise über Übermittlungsleitungen
angebunden werden.
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Eine
Befehlsspannung (Strom) wird von jedem Servoverstärker SA1,
SA2 dessen entsprechendem Servomotor M1, M2 zugeführt. Feedbacksignale Pf1,
Pf2, die die Positionen der Servomotoren M1, M2 anzeigen, werden
von Impulscodierern P1, P2, mit denen die Servomotoren M1, M2 ausgestattet sind,
an die Servoverstärker
SA1, SA2 zurückgesendet.
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Als
nächstes
wird anhand des Blockschemas in 2 der Hauptabschnitt
der CNC-Vorrichtung 10 beschrieben.
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Die
CNC-Vorrichtung 10 hat einen Prozessor 101. Ein
ROM 102, in dem das Systemprogramm gespeichert ist, ein
RAM (der teilweise einen Permanent-RAM umfasst) 103, in
dem das NC-Programm und verschiedene andere Daten gespeichert sind und
der für
die Verarbeitung und andere Zwecke verwendet wird, ein Übermittlungsregelkreis 104 und
ein Empfangsregelkreis 105 sind über Busse angebunden. Ein Taktgeberkreis 108 gibt
mit einem festgelegten Zyklus an den Prozessor 101 ein
Signal S1 zur Berechnung der Anfangsbefehlsspannung aus und gibt,
nachdem dem Prozessor 101 genügend Zeit gegeben wurde, dass
er die Berechnung der Befehlsspannung beenden kann, mit dem gleichen
festgelegten Zyklus an den Übermittlungsregelkreis 104 ein Signal
S2 aus, wodurch die Übermittlung
der Befehlsspannung an die Servoverstärker SA1, SA2 begonnen wird.
Mit dem Übermittlungsregelkreis 104 ist auch
ein Parallel-Seriell-Wandler 106 verbunden, wodurch parallele
Signale in serielle Signale umgewandelt werden und auf diese Weise
umgewandelte Übermittlungsdaten
an die Übermittlungsleitung
L1 gesendet wer den. Über
die Übermittlungsleitung
L1 eingegebene Empfangsdaten werden in einem Seriell-Parallel-Wandler 107 eingegeben,
in dem serielle Signale in parallele umgewandelt werden. Dieser
Seriell-Parallel-Wandler 107 ist mit dem Empfangsregelkreis 105 verbunden.
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Anhand
des Blockschemas der 3 wird der Hauptabschnitt des
Servoverstärkers
SA1 beschrieben. Von der CNC-Vorrichtung 10 über die Übermittlungsleitung
L1 gesendete Daten werden in einen Seriell-Parallel-Wandler 201 und
einen Pufferkreis 203 eingegeben. Dieser Pufferkreis 203 ist
mit der Übermittlungsleitung
L2 verbunden. Von der CNC-Vorrichtung 10 empfangene Daten
werden an den nächsten
Servoverstärker
SA2 übermittelt.
Ein Empfangsregelkreis 202 ist mit dem Seriell-Parallel-Wandler 201 verbunden.
In ein paralleles Signal umgewandelte Daten werden in diesen Empfangsregelkreis 202 eingegeben.
Mit dem Empfangsregelkreis 202 ist auch ein Digital-Analog-Wandler 204 verbunden.
Vom Empfangsregelkreis 202 ausgegebene Daten werden in
diesem Digital-Analog-Wandler 204 in ein Analogsignal umgewandelt
und werden zu einer Befehlsspannung an den Servomotor M1. Der Empfangsregelkreis 202 ist
mit einem Taktgeberkreis 206 verbunden, an den ein Header-Ermittlungssignal
(Synchronisierungssignal) S3 ausgegeben wird, wodurch dieser Taktgeberkreis 206 gestartet wird.
Wie im Folgenden ausgeführt,
wird in den Taktgeberkreis 206 als Korrekturwert für das Synchronisierungssignal
ein Wert einprogrammiert, der erhalten wird durch Addieren eines
zuvor bestimmten Korrekturwertes 1 und eines Korrekturwertes 2 in
einem Addierer 205.
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Der
Taktgeberkreis 206 gibt ein Latch-und-Übermittlungstaktgebungssignal
S4 an einen Datenlatcher 210 und einen Übermittlungsregelkreis 211 aus.
Der Wert in dem reversiblen Zähler 207,
der Feedbackimpulse von dem Impulskodierer P1 zählt, wird in dem Datenlatcher 210 eingeklinkt. Der Übermittlungsregelkreis 211 gibt
diesen eingeklinkten Wert sowie Übermittlungsdaten
von dem stromabwärts
gelegenen Servoverstärker
SA2, die über
einen Seriell-Parallel-Wandler 208 eingegeben und in einem
Pufferkreis 209 gespeichert werden, an einen Parallel-Seriell-Wandler 212 aus,
in dem sie in ein Parallelsignal umgewandelt und an die Übermittlungsleitung
L1 gesendet werden, wobei sie als Feedbackdaten (Daten zu den Positionen
der Servomotoren M1, M2) an die CNC-Vorrichtung ausgegeben werden.
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Auch
die stromabwärts
gelegenen Servoverstärker
sind wie in 3 aufgebaut, ausgenommen dass
der Puffer 203, der Seriell-Parallel-Wandler 208 und
der Pufferkreis 209 nicht benötigt werden, sind keine weiteren
Servoverstärker
stromabwärts
eines gegebenen Servoverstärkers,
d.h. des Servoverstärkers
SA2 bei dieser Ausführungsform,
verbunden.
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Es
folgt anhand der 1-3 und des Taktgebungsdiagramms
in 4 eine Erläuterung des
Synchronisierungsbetriebs in diesem System.
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Der
Taktgeberkreis 108 in der CNC-Vorrichtung 10 gibt
an den Prozessor 101 mit einem festgelegten Zyklus ein
Signal S1 zum Starten der Berechnung der Befehlsspannung aus. Die
Taktgebung, mit der dieses Signal S1 zum Beginnen der Berechnung der
Befehlsspannung erzeugt wird, dient als Referenzzeit t0. Empfängt der
Prozessor 101 das Signal S1 zum Starten der Berechnung
der Befehlsspannung, liest und analysiert er das NC-Programm im RAM 103.
Auf Basis bereits erhaltener Bewegungsbefehle und von Feedbackdaten
von den Servoverstärkern
SA1, SA2, die über
den Seriell-Parallel-Wandler 107 in
den Empfangsregelkreis 105 eingegeben wurden, verarbeitet
er das Positions- und Geschwindigkeitsfeedback, berechnet eine neue
Befehlsspannung für
den Servomotor jeder Welle in dem festgelegten Zyklus und gibt diese
an den Übermittlungsregelkreis 104 aus.
Siehe 4: Das Signal S2, damit mit der Übermittlung
der Befehlsspannung an die Servoverstärker SA1, SA2 begonnen wird, wird
vom Taktgeberkreis 108 mit einer festgelegten Verzögerung D0
in Bezug auf die Bezugszeit t0 erzeugt und in den Übermittlungsregelkreis 104 eingegeben.
Siehe 5: Empfängt
der Übermittlungsregelkreis 104 das
Signal S2 zum Starten der Übermittlung
der Befehlsspannung, sendet er an den Parallel-Seriell-Wandler 106 zur
Umwandlung in ein serielles Datenpaket ein Paket, in dem den Daten
für die Servoverstärker SA1,
SA2 ein Header hinzugefügt wird,
der als Synchronisierungssignal dient, und übermittelt die seriellen Daten über die Übermittlungsleitung
L1.
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Empfängt der
Servoverstärker
SA1 dieses Paket, übermittelt
er das Paket über
den Pufferkreis 203 an den stromabwärts gelegenen Servoverstärker SA2
und gibt zudem das Paket an den Empfangsregelkreis 202 aus,
nachdem er es in dem Seriell-Parallel-Wandler 201 in
ein paralleles Signal umgewandelt hat. Siehe 4: Liest
der Empfangsregelkreis 202 den Header des Pakets, gibt
er ein Header-Ermittlungssignal (Synchronisierungssignal) S3 an
den Taktgeberkreis 206 aus. Er gibt zudem Empfangsdaten
für seinen
eigenen Servoverstärker
SA1 an den Digital-Analog-Wandler 204 aus, in dem sie in
eine Analogspannung umgewandelt und an den Servomotor M1 ausgegeben
werden. Die Adresse der Daten in dem Paket wird anhand ihrer Speicherposition (bit)
ermittelt. Bei dieser Ausführungsform
werden die Daten für
den zweiten Servoverstärker
SA2 in dem Abschnitt aus einer festgelegten Anzahl Wörter hinter dem
Header-Abschnitt gespeichert und die Daten für den ersten Servoverstärker in
dem Abschnitt aus einer festgelegten Anzahl Wörter dahinter gespeichert. Die
Servoverstärker
SA1, SA2 lesen jeweils die entsprechenden Stellen in den Paketen
als an sie gerichtete Daten.
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Wie
bereits erwähnt,
sind die Verzögerungszeit
D1 von der Erzeugung des Signals S2 zum Starten der Übermittlung
der Befehlsspannung an die Servoverstärker bis zur Serialisierung
der Daten und zur Übermittlung
des Pakets an die Übermittlungsleitung,
die Verzögerungszeit
D2 zum Synchronisieren serieller Daten auf der Empfangsseite und
die Verzögerungszeit
D3, bis ermittelt wird, dass der Header vollständig empfangen wurde, bereits
bekannt, wenn die Schaltungskonfigurationen der Maschinen geplant
werden, aus denen das System besteht. Daher sind auch ihre Summe
(D1 + D2 + D3) bekannt sowie die Verzögerungszeit D0 von der Erzeugung
des Signals S1 zum Beginnen der Berechnung der Befehlsspannung (Bezugszeit
t0) bis zur Erzeugung des Signals S2 zum Beginnen der Übermittlung
der Befehlsspannung an die Servoverstärker. Die Taktgebung zum Lesen
von Positionsdaten zu den Servoverstärkern SA1, SA2 wurde zuvor
als der Zeitpunkt bestimmt, an dem die Zeit T ab der Referenzzeit
t0 verstrichen ist, so dass der Wert T ebenfalls bekannt ist. Also
wird die obige bekannte Verzögerungszeit (D0
+ D1 + D2 + D3) gegenüber
der verstrichenen Zeit T der Taktgebung zum Lesen dieser bekannten Positionsdaten
als Korrekturwert 1 einprogrammiert. Die Verzögerungszeit
Dp, die für
die Weiterleitung des Signals auf der Übermittlungsleitung erforderlich ist,
wird vom System bestimmt und wird nur bekannt, sind der Typ (das
Material) und die Länge
der Übermittlungsleitung
ermittelt worden. Diese Weiterleitungsverzögerungszeit Dp wird daher als
Korrekturwert 2 einprogrammiert, ist das System einmal
festgelegt worden.
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Korrekturwert 1 und
Korrekturwert 2 werden im Addierer 205 addiert.
Der erhaltene Wert [D0 + D1 + D2 + D3 + Dp] wird ermittelt. Dieser
Wert wird als Anfangswert des Taktgeberkreises 206 einprogrammiert.
Der Taktgeberkreis 206 beginnt mit der Messung, ist das
Header-Ermittlungssignal (Synchronisierungssignal) S3 vom Empfangsregelkreis 202 empfangen
worden. Ist die Zeit T erreicht, gibt er das Latch-und-Übermittlungstaktgebungssignal
S4 an den Datenlatcher 210 und den Übermittlungsregelkreis 211 aus.
Anders gesagt, ist die Zeit vom Empfang des Header-Ermittlungssignals
S3 bis zur Ausgabe des Latch-und-Übermittlungstaktgebungssignals
S4 gleich T – [D0
+ D1 + D2 + D3 + Dp].
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Der
Impulscodierer P1 erzeugt Impulse mit einem Code, der erzeugt wird,
hat sich der Servomotor M1 um einen festgelegten Betrag gedreht.
Der reversible Zähler 207 zählt die
vom Impulscodierer P1 zurückgesendeten
Impulse und speichert die Position des Servomotors M1. Wird das
Latch-und-Übermittlungstaktgebungssignal
S4 in den Datenlatcher 210 eingegeben, klinkt der Datenlatcher 210 den Wert
des reversiblen Zählers 207 ein.
Der Übermittlungsregelkreis 211 empfängt das
Latch-und- Übermittlungstaktgebungssignal
S4, fügt
den im Datenlatcher eingeklinkten Positionsdaten für den Servomotor
M1 einen Header-Abschnitt hinzu, überträgt dieses zusammen mit den
Positionsdaten für
den stromabwärts
gelegenen Servomotor M2, die von dem stromabwärts gelegenen Servoverstärker SA2
zum Speichern im Pufferkreis 209 gesendet wurden, an den
Parallel-Seriell-Wandler 212, in dem das Signal wie in 6 gezeigt
in ein serielles umgewandelt und der CNC-Vorrichtung 10 übermittelt
wird.
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An
dem Zeitpunkt, an dem der Übermittlungsregelkreis 202 den
Header-Abschnitt liest und das Header-Ermittlungssignal (Synchronisierungssignal)
S3 an den Taktgeberkreis 206 übermittelt, gibt es bereits
eine Verzögerung
[D0 + D1 + D2 + D3 + Dp] in Bezug auf die Referenzzeit t0. Weil
der Taktgeberkreis 206 den Stellwert T – [D0 + D1 + D2 + D3 + Dp]
misst, bevor er das Latch-und-Übermittlungstaktgebungssignal
S4 ausgibt und die Position des Servomotors einklinkt, ist der Einklinkzeitpunkt
insgesamt um die obige Verzögerungszeit
und die vom Taktgeberkreis gemessene Zeit verzögert. Anders gesagt, gilt: [D0 + D1 + D2 + D3 + Dp]
+{T – [D0 +
D1 + D2 + D3 + Dp]}
= Tund die Positionsdaten für den Servomotor
werden mit einer Verzögerung
der Zeit T in Bezug auf die festgelegte Referenzzeit t0 eingeklinkt.
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Der
gleiche Schritt, wie im Servoverstärker SA1, wird auch in stromabwärts gelegenen
Servoverstärkern,
d.h. dem Servoverstärker
SA2 bei dieser Ausführungsform,
durchgeführt,
ausgenommen dass eine andere Verzögerungszeit Dp als Korrekturwert 2 einprogrammiert
ist. (Die Werte für
die Verzögerungszeiten
D2 und D3 können
je nach dem Servoverstärker
ebenfalls unterschiedlich sein).
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Siehe 4:
Das Ergebnis ist, dass die gegenüber
jedem Servoverstärker
erzeugte Verzögerung
ein nach der anderen korrigiert wird, und jeder Datenlatcher die
Positionsdaten für
den entsprechenden Servomotor mit einer Taktgebung einklinkt, die
um die Zeit T in Bezug zur Referenzzeit t0 verzögert ist. D.h. dass die Positionen
aller Servomotoren zum gleichen Zeitpunkt ermittelt werden und die
Positionsdaten für
jeden Servomotor, die an die CNC-Vorrichtung 10 geschickt
werden, zur Berechnung der nächsten
Befehlsspannung verwendet werden.
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Die
CNC-Vorrichtung 10 synchronisiert jede Welle auf Basis
der ermittelten Position des Servomotors von jeder Welle, wodurch
Position und Geschwindigkeit geregelt werden. Die Regelung wird weniger
genau, unterscheidet sich die Taktgebung, mit der die Position des
Servomotors ermittelt wird. Mit der Erfindung lassen sich aber Position
und Geschwindigkeit mit hoher Genauigkeit ermitteln, weil die Positionen
der Servomotoren zum gleichen Zeitpunkt ermittelt werden, wie oben
erläutert,
und diese Position zum Regeln von Position und Geschwindigkeit verwendet
wird.
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Die
Weiterleitungsverzögerungszeit
Dp der Signale kann zum Programmieren als Korrekturwert 2 gemessen
werden. Man kann sie aber auch durch Berechnungen auf Basis der
Spezifikationen der Übermittlungsleitung
und insbesondere deren Typ (Material) und Länge bestimmen. Es ist leichter, wenn
man den Typ (das Material) und die Länge der Übermittlungsleitung misst (bestimmt),
als wenn man die Weiterleitungsverzögerungszeit Dp misst.
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Also
werden Formeln zum Berechnen der Weiterleitungsverzögerungszeit
anhand des Typs der Übermittlungsleitung
mit deren Länge
als Parameter oder Tabellen, in denen Weiterleitungsverzögerungszeiten
für jeden
Typ der Übermittlungsleitung nach
der Länge
gespeichert sind, in den Permanentspeicherabschnitt der CNC-Vorrichtung
einprogrammiert und darin gespeichert. Ist das System festgelegt
und sind der Typ und die Länge
der Übermittlungsleitung
bestimmt worden, werden Typ und Länge der Übermittlungsleitung eingegeben
und der Korrekturwert festgestellt, bevor die Spannungsquelle eingeschaltet
wird und die übliche
Regelung beginnt. So wird der Korrekturwert 2 für jede Welle
aus den obigen Formeln oder Tabellen ermittelt und automatisch in
die Register der entsprechenden Servoverstärker einprogrammiert.
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Bei
der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform wird die Weiterleitungsverzögerungszeit
Dp entweder direkt gemessen und als Korrekturwert 2 einprogrammiert
oder zuvor durch Einstellen des Typs (Materials) und der Länge der Übermittlungsleitung
automatisch einprogrammiert.
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Anhand
der 7 und 8 wird eine zweite Ausführungsform
beschrieben, die sich von der ersten unterscheidet.
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Wie
im Folgenden noch beschrieben, ist das Merkmal der zweiten Ausführungsform,
dass das System selbst automatisch die Weiterleitungsverzögerungszeit
misst und sie als Korrekturwert 2 einstellt.
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Zuerst
wird die CNC-Vorrichtung der zweiten Ausführungsform anhand des Blockschemas
von ihrem Hauptabschnitt in 7 beschrieben.
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Dieser
unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform nur dadurch, dass
er einen zweiten Taktgeberkreis 109 hat, der mit dem Empfangsregelkreis 105 verbunden
ist, wobei ein Verzögerungszeitmesspaketübermittlungssignal
S5 vom Prozessor 101 eingegeben wird. Die Teile der Konfiguration,
die gleich denen in 2 sind, sind mit den gleichen
Bezugszahlen benannt.
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Der
bei der zweiten Ausführungsform
verwendete Servoverstärker
SA1 wird anhand des Blockschemas in 8 erläutert.
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Der
strukturelle Unterschied zwischen dem in 8 und dem
in 3 dargestellten Servoverstärker SA1 besteht darin, dass
ersterer einen zusätzlichen
Taktgeberkreis 213 und einen Verzögerungszeitmesspaketermittlungskreis 214 besitzt.
Die Eingabeseite des Verzögerungszeitmesspaketermittlungskreises 214 ist
mit dem Seriell-Parallel-Wandler 208 verbunden,
der Daten von dem stromabwärts
gelegenen Servoverstärker
SA2 empfängt,
während
seine Ausgabeseite mit dem zweiten Taktgeberkreis 213 verbunden
ist, an den er ein Verzögerungszeitmesspaketermittlungssignal
S7 von dem stromabwärts
gelegenen Servoverstärker ausgibt.
Der zweite Taktgeberkreis 213 ist derart angebunden, dass
er vom Empfangsregelkreis 202 ein Verzögerungszeitmesspaketempfangssignal
S6 empfängt,
das auch in den Übermittlungsregelkreis 211 eingegeben
wird. Die Ausgabe des zweiten Taktgeberkreises 213 wird
in den Übermittlungsregelkreis 211 eingespeist.
Dies sind die Unterschiede. Die Teile der Konfiguration, die gleich
den in 3 dargestellten sind, sind mit den gleichen Bezugszahlen
belegt.
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Es
folgt eine Erläuterung
des Schrittes, durch den bei dieser zweiten Ausführungsform die Weiterleitungsverzögerungszeit
Dp automatisch gemessen wird.
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Vor
Beginn der üblichen
Kommunikation wird ein Verzögerungszeitmessbefehl
eingegeben. Der Prozessor 101 der CNC-Vorrichtung 10 gibt
das Verzögerungszeitmesspaketübermittlungssignal
S5 an den Übermittlungsregelkreis 104 und
den zweiten Taktgeberkreis 109 aus. Empfängt der
zweite Taktgeberkreis 109 dieses Signal, beginnt er mit
der Messung. Inzwischen gibt der Übermittlungsregelkreis 104 nach
Empfang dieses Signals das Verzögerungszeitmesspaket über den
Parallel-Seriell-Wandler 106 an die Übermittlungsleitung L1 aus.
Das Verzögerungszeitmesspaket
und das übliche
Datenpaket werden anhand der Header-Daten unterschieden.
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Der
stromaufwärts
gelegene Servoverstärker
SA1 übermittelt
nach Empfang des Verzögerungszeitmesspaketes
dieses über
den Pufferkreis 203 weiter an den stromabwärts gelegenen
Servoverstärker.
Dieser Vorgang wird bis zu dem am weitesten stromabwärts gelegenen
Servoverstärker
wiederholt. Jeder Servoverstärker
empfängt
den Header-Abschnitt des Verzögerungszeitmesspaketes über den
Seriell-Parallel-Wandler 201 in den Empfangsregelkreis 202.
Der Empfangsregelkreis 202 gibt das Verzögerungszeitmesspaketempfangssignal S6
an den zweiten Taktgeberkreis 213 und den Übermittlungsregelkreis 211 aus.
Nach Empfang dieses Signals S6 beginnt der zweite Taktgeberkreis 213 mit der
Messung, während
der Übermittlungsregelkreis 211 ein
Antwortverzögerungszeitmesspaket über den
Parallel-Seriell-Wandler 212 an die Übermittlungsleitung und somit
die CNC-Vorrichtung 10 oder den stromaufwärts gelegenen
Servoverstärker
sendet.
-
Ermittelt
der Empfangsregelkreis 105 den Header des Verzögerungszeitmesspakets über den Seriell-Parallel-Wandler 107,
gibt die CNC-Vorrichtung 10 ein Signal an den zweiten Taktgeberkreis 109 aus,
wodurch dessen Messung gestoppt wird. Der Zählwert im zweiten Taktgeberkreis 109 ist
die Summe der bekannten Verzögerungszeiten,
die sich aus der Serialisierung und Synchronisierung der obigen Daten
[D1 + D2 + D3] und der Weiterleitungszeit Dp ergibt, die in beiden
Richtungen auf der Übermittlungsleitung
(L1 in 1) zwischen der CNC-Vorrichtung 10 und
dem am weitesten stromaufwärts
gelegenen Servoverstärker
erzeugt wird. Die Weiterleitungsverzögerungszeit Dp kann mittels
Berechnen aus dem Zählwert
des zweiten Taktgeberkreises 109 und der bekannten Verzögerungszeit
[D1 + D2 + D3] ermittelt werden. Die auf diese Weise bestimmte Weiterleitungsverzögerungszeit
Dp wird von der CNC-Vorrichtung an den am weitesten stromaufwärts gelegenen
Servoverstärker
SA1 gesendet und als Korrekturwert 2 einprogrammiert.
-
Nachdem
er von dem zu ihm am nächsten stromabwärts gelegenen
Servoverstärker
den Header-Abschnitt des Antwortverzögerungszeitmesspakets über den
Seriell-Parallel-Wandler 208 empfangen
hat, übermittelt
der Verzögerungszeitmesspaketermittlungskreis 214 jedes
Servoverstärkers
das Verzögerungszeitmesspaketempfangssignal
S7 an den zweiten Taktgeberkreis 213, damit dieser seine Messung
stoppt. Das von dem stromabwärts
gelegenen Servoverstärker
empfangene Antwortverzögerungszeitmesspaket
wird nicht an den stromaufwärts gelegenen
Servoverstärker
weitergeleitet, sondern verworfen. So stellt der Wert, der im zweiten
Taktgeberkreis 213 jedes Servoverstärkers gespeichert ist, die
Zeit dar vom Erzeugen des Verzögerungszeitmesspaketempfangssignals
S6 vom Empfangsregelkreis 202 in dem in Frage kommenden
Servoverstärker
bis zur Erzeugung des Verzögerungszeitmesspaketempfangssignals
S7 von dem Verzögerungszeitmesspaketermittlungskreis 214 nach
dem Empfangen des Header-Abschnitts des Antwortverzögerungszeitmesspakets
von dem am nächsten
stromabwärts
gelegenen Servoverstärker.
-
Als
nächstes übermittelt
die CNC-Vorrichtung 10 ein Paket an jeden Servoverstärker und
befielt damit die Übermittlung
des Messwertes in dessen zweitem Taktgeberkreis 213. Nach
Empfang dieses Pakets senden die Empfangsregelkreise 202 der Servo verstärker einen Übermittlungsbefehl
S8 an den Übermittlungsregelkreis 211.
Der Wert im zweiten Taktgeberkreis 213 wird an die CNC-Vorrichtung 10 übermittelt.
-
Man
nehme an, dass eine Mehrzahl Servoverstärker SA1, SA2 ... SAn mit der
CNC-Vorrichtung 10 nach Art einer Verkettung verbunden
ist. Dann sind die Messwerte im zweiten Taktgeberkreis 213 der
Servoverstärker
wie folgt.
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Sei
t1 der Zeitpunkt, an dem das Verzögerungszeitmesspaket von der
am nächsten
stromaufwärts
gelegenen Vorrichtung von dem ersten Servoverstärker SAi (Servoverstärker i-1
oder CNC-Vorrichtung 10, wenn i = 1) vom Verstärker SA
empfangen wird (dies ist der Zeitpunkt, an dem es in den Seriell-Parallel-Wandler 201 und
den Pufferkreis 203 eingegeben wird). Sei t2 die Zeit von
t1 bis zum Stoppen der Messung durch den zweiten Taktgeberkreis 213,
wobei das Verzögerungszeitmesspaket
vom Servoverstärker
SAi an den nächsten
stromabwärts gelegenen
Servoverstärker
SAi + 1 übermittelt
wurde, der nächste
stromabwärts
gelegene Servoverstärker
SAi + 1 dieses Signal empfangen und das Antwortverzögerungszeitmesspaket übermittelt
hat und der Servoverstärker
SAi dieses empfangen hat. Sei t3 die Zeit von t1 bis zum Beginn
der Messung durch den zweiten Taktgeberkreis 213, wobei
der Servoverstärker
SAi den Empfang des Verzögerungszeitmesspakets
von der nächsten
stromaufwärts
gelegenen Maschine ermittelt hat. In diesem Fall beträgt der Messwert
des zweiten Taktgeberkreises 213 [t2 – t3]. Anders gesagt, ist t2
die Summe der Verarbeitungszeit im Pufferkreis 203 des
Servoverstärkers
SAi, der \Veiterleitungsverzögerungszeit
auf der Übermittlungsleitung
vom Servoverstärker
SAi zum nächsten
stromabwärts
gelegenen Servoverstärker
SAi + 1, der Verzögerungszeit
von der Eingabe des Header-Abschnitts des Verzögerungszeitmesspakets in den
Serie II-Parallel-Wandler 201 im nächsten stromabwärts gelegenen
Servoverstärker SAi
+ 1 b s zur Ausgabe des Verzögerungszeitmesspaketempfangssignals
S6 vom Empfangsregelkreis 202 (d.h. der Verarbeitungszeit
des S/P-Wandlers 201 und des Empfangskontrollkreises 202),
der Verarbeitungszeit im Übermittlungsregelkreis 211 und
im Parallel-Seriell-Wandler 212, der Weiterleitungsverzögerungszeit
zwischen dem nächsten
stromabwärts gelegenen
Servoverstärker
SAi + 1 und dem Servoverstärker
SAi, der Verarbeitungszeit im Seriell-Parallel-Wandler 208 des
Servoverstärkers
SAi und der Verarbeitungszeit im Verzögerungszeitmesspaketermittlungskreis.
Außerdem
ist t3 die Summe der Verabeitungszeit im Seriell-Parallel-Wandler 201 und
im Empfangsregelkreis 202 des Servoverstärkers SAi.
-
Von
diesen sind alle Werte mit Ausnahme der Weiterleitungszeit auf der Übermitt
-
lungsleitung
bekannt und wurden geklärt,
als die Schaltungskonfiguration geplant wurde. Daher lässt sich
sich die Weiterleitungsverzögerungszeit auf
der Übermittlungsleitung
zwi schen den Servoverstärkern
aus den Messwerten von jedem der zweiten Taktgeberkreise und diesen
bekannten Werten bestimmen. Für
den nächsten
stromabwärts
gelegenen Servoverstärker
SA2 von dem am weitesten stromaufwärts gelegenen Servoverstärker SA1
wird der Korrekturwert 2 durch die CNC-Vorrichtung 10 eingestellt
als Summe der Weiterleitungsverzögerungszeit,
die sich aus der Übermittlungsleitung
zwischen der CNC-Vorrichtung
und dem am weitesten stromaufwärts
gelegenen Servoverstärker
SA1 ergibt, (dem zuvor als Korrekturwert 2 für den am
weitesten stromaufwärts
gelegenen Servoverstärker
bestimmten Wert) und der Weiterleitungsverzögerungszeit, die sich aus der Übermittlungsleitung
zwischen dem am weitesten stromaufwärts gelegenen Servoverstärker SA1
und dem nächsten
stromabwärts
gelegenen Servoverstärker
SA2 ergibt. Für
den übernächsten stromabwärts gelegenen
Servoverstärker
SA3 von dem am weitesten stromaufwärts gelegenen Servoverstärker SAi
kann als Korrekturwert 2 ein Wert einprogrammiert werden,
der erhalten wird durch Addieren zu dem Wert, der als Korrekturwert 2 für den nächsten stromabwärts gelegenen
Servoverstärker
SA2 von dem am weitesten stromaufwärts gelegenen Servoverstärker SA1
bestimmt wird, der Weiterleitungsverzögerungszeit, die sich aus der Übermittlungsleitung
zwischen dem nächsten
stromabwärts
gelegenen Servoverstärker
SA2 und dem übernächsten stromabwärts gelegenen
Servoverstärker
SA3 ergibt. Dieser Korrekturwert 2 wird ebenso für folgende
Servoverstärker
programmiert.
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Auf
diese Weise kann die Weiterleitungsverzögerungszeit Dp gemessen und
automatisch korrigiert werden, sogar wenn eine Mehrzahl Servoverstärker nach
Art einer Verkettung verbunden ist. Sind die Servoverstärker nicht
nach Art einer Verkettung verbunden, sondern jeweils mit ihrer entsprechenden Übermittlungsleitung
mit der CNC-Vorrichtung,
werden nicht in jedem Servoverstärker
ein Pufferkreis 203, ein Seriell-Parallel-Wandler 208, ein Pufferkreis 209,
ein Verzögerungszeitmesspaketermittlungskreis 214 oder
ein zweiter Taktgeberkreis 213 benötigt. Stattdessen kann das
Verzögerungszeitmesspaket
an jeden Servoverstärker übermittelt
werden, die Zeitspanne bis zur Ermittlung des Headers des Antwortverzögerungszeitmesspakets
gemessen werden und die Weiterleitungsverzögerungszeit zwischen der CNC-Vorrichtung
und jedem Servoverstärker
bestimmt werden. Anders gesagt, kann sie durch das Verfahren bestimmt
werden, durch das vorstehend die Weiterleitungsverzögerungszeit
an den am weitesten stromaufwärts
gelegenen Servoverstärker
bestimmt wurde.
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Die
erste und die zweite Ausführungsform haben
Beispiele gezeigt, wobei der Header-Abschnitt als Synchronisierungssignal
verwendet wird, wobei die Datenübermitt lungsleitung
genutzt wird. Es kann jedoch auch eine von der Datenübermittlungsleitung getrennte
Synchronisierungssignalleitung verwendet werden.
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Es
folgt anhand der 9-12 eine
Beschreibung einer dritten Ausführungsform,
wobei die Erfindung auf eine CNC-Vorrichtung angewendet wird.
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Bei
der dritten Ausführungsform
wird das Synchronisierungssignal mithilfe einer Signalleitung übermittelt,
die von der zur Übermittlung
von Daten verwendeten Signalleitung getrennt ist. Aus einem Vergleich
zwischen 9, die die dritte Ausführungsform
veranschaulicht, und 1, die die erste Ausführungsform
veranschaulicht, wird deutlich, dass bei der dritten Ausführungsform
die CNC-Vorrichtung und die Servoverstärker SA1, SA2 über eine
Synchronisierungssignalleitung LS verbunden sind.
-
Siehe 10:
Aus einem Vergleich mit 2, die die CNC-Vorrichtung zeigt,
auf die die erste Ausführungsform
angewendet wird, wird deutlich, dass die CNC-Vorrichtung, auf die
die dritte Ausführungsform
angewendet wird, dadurch gekennzeichnet ist, dass das Signal S1
zum Starten der Berechnung der Befehlsspannung von dem Taktgeberkreis 108 als
Synchronisierungssignal SS ausgegeben wird. Siehe 3:
Im Servoverstärker
SA1, auf den die erste Ausführungsform
angewendet wird, wird das Header-Ermittlungssignal
(Synchronisierungssignal) S3 vom Empfangsregelkreis 202 in
den Taktgeberkreis 206 eingegeben. Siehe 11:
Im Servoverstärker
SA1, auf den die dritte Ausführungsform angewendet
wird, wird das Synchronisierungssignal SS von der CNC-Vorrichtung eingegeben.
Der Teil der Konfiguration, der in 9-11 und 1-3 gleich
ist, ist mit den gleichen Bezugszahlen belegt.
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Anhand
des Zeitdiagramms der 12 wird der Ablauf bei Implementierung
der dritten Ausführungsform
beschrieben.
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Das
Signal S1 zum Starten der Berechnung der Befehlsspannung wird vom
Taktgeberkreis 108 der CNC-Vorrichtung 10 mit
einem festgelegten Zyklus ausgegeben. Der Prozessor 101 empfängt dieses
Signal und beginnt mit dem Berechnen der Befehlsspannung. Das Signal
S2 zum Starten der Übermittlung
der Befehlsspannung wird vom Taktgeberkreis 108 mit dem
gleichen festgelegten Zyklus, aber verzögert in Bezug auf das Signal
S1 zum Starten der Berechnung der Befehlsspannung, erzeugt. Dadurch wird
das Befehlsspannungspaket über
den Übermittlungsregelkreis 104 und
den Parallel-Seriell-Wandler 106 an
die Servoverstärker
SA1, SA2 auf die gleiche Weise übermittelt,
wie für
die erste Ausführungsform in 1-3 gezeigt.
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Bei
der dritten Ausführungsform
wird das Signal S1 zum Starten der Berechnung der Befehlsspannung
an die Servoverstärker
SA1, SA2 als Synchronisierungssignal SS nicht über die Datenübermittlungsleitung
L1, sondern über
eine separate Synchronisierungssignalleitung LS übermittelt.
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Die
Servoverstärker
SA1, SA2 empfangen dieses Synchronisierungssignal SS, wodurch der Taktgeberkreis 206 angeschaltet
wird. In den Taktgeberkreis 206 wurde zuvor ein Korrekturwert
einprogrammiert, der erhalten wurde durch Addieren von Korrekturwert 1 und
Korrekturwert 2 im Addierer 205. Erreicht jeder
Taktgeberkreis 206 die festgelegte Zeit T, wird das Latch-und-Übermittlungssignal
S4 an den Datenlatcher 210 und den Übermittlungsregelkreis 211 ausgegeben.
Aufgrund dieses Signals können die
Positionen der Servomotoren M1, M2 von dem Parallel-Seriell-Wandler 212 an
die CNC-Vorrichtung 10 übermittelt
werden. Wie bei der ersten Ausführungsform
in 1-3, müssen auch bei dieser dritten
Ausführungsform
die Positionen der Servomotoren M1, M2 zu einem Zeitpunkt ermittelt
werden nach Verstreichen der Zeit T von dem Zeitpunkt, an dem das
Signal S1 zum Starten der Berechnung der Befehlsspannung erzeugt
wurde (t0).
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Eine
Verzögerung
von mehreren Taktimpulsen wird im Synchronisierungssignal SS erzeugt, wenn
es innerhalb der Servoverstärker
in ein mit dem inneren Takt synchronisiertes Signal umgewandelt wird.
Diese Verzögerung
ist ein bereits im Planungsstadium bekannter Faktor, und der entsprechende Korrekturwert
wird daher als Korrekturwert 1 einprogrammiert. Die Weiterleitungsverzögerungszeit
zwischen der CNC-Vorrichtung und jedem Servoverstärker wird
als Korrekturwert 2 programmiert. Dadurch wird (Korrekturwert 1 +
Korrekturwert 2) in jeden Taktgeberkreis 206 als
Anfangswert einprogrammiert. Siehe 12: Das
Synchronisierungssignal SS wird in jedem Servoverstärker SA1,
SA2 in Bezug auf das Signal S1 zum Starten der Berechnung der Befehlsspannung
und eine Zeitspanne verzögert,
die den Korrekturwerten 1 und 2 entspricht. Außerdem wird das
vom Servoverstärker
SA2 empfangene Synchronisierungssignal SS2 in Bezug auf das Synchronisierungssignal
SS1, das vom Servoverstärker
SA2 empfangen, wird um eine Spanne verzögert, die der größeren Länge der Übermittlungsleitung
von der CNC-Vorrichtung 10 entspricht.
Weil diese Verzögerung
auch um den Korrekturwert 2 korrigiert wird, wird der Wert
des reversiblen Zählers 210 (Positionen
der Servomotoren M1, M2) eingeklinkt und gleichzeitig in die Servoverstärker SA1,
SA2 übermittelt.
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Die
als die obigen Korrekturwerte 2 einprogrammierten Werte
können
durch einfache Messung bestimmt werden, weil die CNC-Vorrichtung 10 und die
Servoverstärker
SA1, SA2 über
eine einzige Synchronisierungssignalleitung verbunden sind. Vorausgesetzt,
dass der Typ (das Material) und die Länge dieser Signalleitung bekannt
sind, kann er ebenfalls durch einfache Berechnung bestimmt werden.
Wie bereits gesagt, können Weiterleitungsverzögerungszeiten,
die verschiedenen Typen (Materialien) und Längen der Übermittlungsleitung entsprechen,
zuvor in die CNC-Vorrichtung als Formel oder Tabelle eingegeben
werden, in der sie derart gespeichert sind, dass er dann durch Eingeben
von Typ (Material) und Länge
der tatsächlichen Übermittlungsleitung
bestimmt werden kann. Aus dem obigen wird ersichtlich, dass bei
dieser Ausführungsform
das gleiche Verfahren eingesetzt werden kann, gleich ob das Kommunikationsverfahren
nach Art einer Verkettung erfolgt oder die CNC-Vorrichtung und jeder
Servoverstärker
direkt verbunden sind.
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Bei
jeder vorstehenden Ausführungsform werden
die Korrekturwerte 1 und 2 im Addierer 205 addiert
und als Korrekturwert in den Taktgeberkreis 206 einprogrammiert.
Wird der Korrekturwert 2 bestimmt, kann man dabei auch
den Korrekturwert 1 berücksichtigen
und diesen Wert in jeden Servoverstärker einprogrammieren. In diesem
Fall wird kein Addierer 205 benötigt. Enthält die Konfiguration keine
Verkettung und sind die CNC-Vorrichtung und die Servoverstärker durch
getrennte Übermittlungsleitungen
verbunden, kann der obige Korrekturwert auf der CNC-Seite eingestellt
und bei der Übermittlung des
Synchronisierungssignals von der CNC-Vorrichtung 10 an
jeden Servoverstärker
berücksichtigt
werden.
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Jede
vorstehende Ausführungsform
wurde anhand eines Beispiels beschrieben, bei dem die Erfindung
auf ein Servosystem mit einer CNC-Vorrichtung angewendet wird. Sie
kann auch auf Systeme angewendet werden, in denen eine Mehrzahl
Maschinen über
Kommunikation verbunden sind, einschließlich solcher, die in einer
Master-Slave-Beziehung
stehen, und wobei die Schritte zwischen den Maschinen synchronisiert
werden müssen.