DE69913033T2

DE69913033T2 - Steuerungssystem mit Schnittstelle für Ein/Ausgabekarte

Info

Publication number: DE69913033T2
Application number: DE69913033T
Authority: DE
Inventors: Yoshiki Hadano-shi Kanagawa Hashimoto; Yoshiyuki Minamitsuru-gun Yamanashi Kubo; Takehisa Minamitsuru-gun Yamanashi Sera
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 1998-06-19
Filing date: 1999-06-21
Publication date: 2004-06-03
Anticipated expiration: 2019-06-22
Also published as: JP3236563B2; EP0965895A2; JP2000010615A; US6396030B1; EP0965895A3; EP0965895B1; DE69913033D1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Steuerungssystem, das eine Eingabe- und Ausgabe-Steuereinrichtung für eine steuernde Einrichtung einer zu steuernden Maschine, wie eine Roboter-Steuereinrichtung, eine CNC- Steuereinrichtung oder dgl., vom Karten-Typ benutzt.
In einer Steuereinrichtung zum Steuern einer Maschine, die zu steuern ist, wie eine Roboter-Steuereinrichtung, eine CNC-Steuereinrichtung oder dgl., gibt es Fälle, in denen Daten innerhalb der Steuereinrichtung nach außen auszugeben sind, und Fälle, in denen der Steuereinrichtung Daten und Programme von einer Quelle außerhalb der Steuereinrichtung eingegeben werden. Einrichtungen vom Karten-Typ, die Eingabe/Ausgabe-Karten genannt werden, sind als ein Mittel zum Ausführen dieser Eingabe und Ausgabe von Daten und Programmen bekannt.
Außerdem ist eine PCMCIA oder dgl. als eine Schnittstelle zum Anschließen von Eingabe/Ausgabe-Karten dieser Art bekannt.
5 zeigt ein Blockschaltbild zum Veranschaulichen einer herkömmlichen Anordnung zum Anschließen von Eingabe/Ausgabe-Karten an eine Steuereinrichtung. Die Anordnung der Steuereinrichtung 100, die in 5 gezeigt ist, ist eine allgemeine Anordnung, die gewöhnlich in einer Vielfalt von Steuereinrichtungen benutzt wird, und es sind nur die hauptsächlichen Bestandteile derselben dargestellt. Eine CPU 110, ein ROM 114, ein RAM 115 und eine Achsen-Steuerschaltung 116 zum Durchführen von Berechnungs- u. Steueroperationen sind mit einem CPU-Bus 111 verbunden. Die CPU 110 führt Steueroperationen auf der Grundlage von Programmen, die in dem ROM 114 gespeichert sind, und von Daten, die in dem RAM 115 gespeichert sind, durch, und sie steuert die Maschine, die zu steuern ist, durch Treiben eines Servo-Verstärkers 117 über die Achsen-Steuerschaltung 116.
Eine Eingabe/Ausgabe-Karte kann mit einer Steuereinrichtung 100 dieser Art durch Verbinden einer Eingabe/Ausgabe-Karten-Schnittstelle 112 direkt mit dem CPU-Bus 111 über einen Parallelbus 118 und dann Verbinden der Eingabe/Ausgabe-Karte 4 mit dieser Eingabe/Ausgabe-Karten-Schnittstelle 112 verbunden sein.
Abhängig von der Leichtigkeit des Betriebs und der Einrichtungsbedingungen der Einrichtung und der Maschine usw. können Fälle auftreten, in denen der Betrieb der Eingabe/Ausgabe-Karte 4 an einem Ort fern von der Steuereinrichtung 100 ausgeführt werden muß.
Eine denkbare Anordnung zum Schaffen einer Distanz zwischen der Steuereinrichtung 100 und der Eingabe/Ausgabe-Karte 4 ist durch Vergrößern der Länge des zuvor erwähnten Parallelbusses 118 zu erreichen. Ein Parallelbus erfordert jedoch im allgemeinen eine große Anzahl von Signalleitungen, da er eine Vielzahl von Datenleitungen und Steuerleitungen benutzt, und demzufolge führt dies zu Problemen in Form von einem Ansteigen der Kosten. Um ein Ansteigen der Kosten in der Einrichtung zu beschränken, ist es nicht möglich, die Leitungen in dem Parallelbus über eine bestimmte Länge hinaus zu verlängern, und demzufolge ist eine Ferninstallation der Eingabe/Ausgabe-Karte 4 durch Verlängerung des Parallelbusses nicht praktikabel.
Daher wurde über eine Anordnung nachgedacht, in der eine Bedienungseinrichtung zum Verbinden von Eingabe/Ausgabe-Karten unabhängig von der Steuereinrichtung vorgesehen ist und die Steuereinrichtung und Bedienungseinrichtungen mittels einer Seriell-Kommunikationsschaltung miteinander verbunden sind.
6 zeigt ein Blockschaltbbild zum Veranschaulichen einer Verbindung zwischen einer Steuereinrichtung und einer Bedienungseinrichtung unter Benutzung einer Seriell-Kommunikationsschaltung. Die Anordnungen der Steuereinrichtung 100 und der Bedienungseinrichtung 200, die in 6 gezeigt sind, sind allgemeine Anordnungen, die einer Vielfalt von Steuereinrichtungen und Bedienungseinrichtungen gemeinsam sind, und hier sind nur die hauptsächlichen Bestandteile derselben dargestellt.
In der Steuereinrichtung 100 gemäß 6 sind eine CPU 110, ein ROM 114, ein RAM 115 und eine Achsen- Steuerschaltung 116 mit einem CPU-Bus 111 verbunden, und eine Kommunikations-Schnittstelle 113 ist ebenfalls mit diesem über einen Parallelbus 118 verbunden. Überdies sind in einer Bedienungseinrichtung 200 eine CPU 210, ein ROM 214, ein RAM 215 und eine Eingabe/Ausgabe- (I/O-)Schnittstelle 216, die eine Taste 201 usw. anschließt, mit einem CPU-Bus 211 verbunden, und außerdem ist mit diesem eine Eingabe/Ausgabe-Karten-Schnittstelle 224 über einen Parallelbus 218 verbunden.
Die Steuereinrichtung 100 und die Bedienungseinrichtung 200 sind mit Hilfe der Kommunikations-Schnittstelle 113 und einer Kommunikations-Schnittstelle 213 sowie einer Seriell-Kommunikationsschaltung 300, die diese Schnittstellen verbindet, miteinander verbunden. Eine Eingabe/Ausgabe-Karte 4 die mit der Eingabe/Ausgabe-Karten-Schnittstelle 224 verbunden ist, wird durch die CPU 210 in der Bedienungseinrichtung 200 gesteuert, und über die Kommunikations-Schnittstellen 113, 213 und die Seriell-Kommunikationsschaltung 300 können Signale mit der Steuereinrichtung 100 ausgetauscht werden.
Daher ist in einer Anordnung, in der die Eingabe/Ausgabe-Karten-Schnittstelle mit dem Parallelbus der Steuereinrichtung verbunden wird, wenn eine Eingabe/Ausgabe-Karte mit der Steuereinrichtung verbunden wird, der Betrieb der Eingabe/Ausgabe-Karte infolge der Begrenzungen der Länge der Leitungen in dem Parallelbus auf die Nachbarschaft der Haupt-CPU der Steuereinrichtung beschränkt, und demzufolge ist es schwierig, eine Bedienungseinrichtung zum Betreiben einer I/O-Karte an einem von der Steuereinrichtung fernen Ort anzuordnen.
Überdies wird es in einer Anordnung, in der die Steuereinrichtung und die Eingabe/Ausgabe-Karte mittels einer Seriell-Kommunikationsschaltung verbunden sind, um diese Bedienungseinrichtung an einem fernen Ort anzuordnen, notwendig, separate CPU-Steuerungssystem-Verbindungen auf der Eingabe/Ausgabe-Karten-Seite vozusehen, was zu einem Kostenanstieg führt.
Die Druckschrift DE 196 21 384 A offenbart ein Steuerungssystem in Übereinstimmung mit dem Oberbegriff des vorliegenden Anspruchs 1, gemäß dem ein Steuerabschnitt und ein Betriebsabschnitt durch eine Seriell-Kommunikationschaltung miteinander verbunden sind.
Die Druckschrift DE 296 07 724 U offenbart eine Einrichtung mit einer Eingabe/Ausgabe-Karten-Schnittstelle, die einerseits eine serielle Leitung anschließt und adererseits PCMCIA-Karten aufnimmt.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Probleme, die mit den herkömmlichen Steuerungssystemen einhergehen, durch Vorsehen eines Steuerungssystem, das es ermöglicht, die Verbindung von Eingabe/Ausgabe-Karten, die eine Eingabe/Ausgabe-Karten-Schittstelle benutzen, ohne Benutzung einer CPU in den Betriebsabschnitt-Steuerungssystemverbindungen und außerdem durch Vorsehen eines Steuerungssystems zu überwinden, das in der Lage ist, Eingabe/ Ausgabe-Karten, die an einem dem Ort des Steuerabschnitts entfernten Ort verbunden werden, in ähnlicher Weise zu handhaben, als wenn die Eingabe/Ausgabe-Karten direkt mit dem Steuerabschnitt verbunden wären.
Ein Steuerungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung ist in dem vorliegenden Anspruch 1 angegeben.
Durch Erhöhen der Länge des Parallelbusses in dem Steuerabschnitt auf der Seite der Eingabe/Ausgabe-Karte mittels serieller Verbindungen ermöglicht es das Steuerungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung, dass auf eine Eingabe/ Ausgabe-Karte, die an einem von dem Ort des Steuerabschnitts fernen Ort angeschlossenen ist, in ähnlicher Weise wie auf eine Einrichtung zugegriffen werden kann, die mit dem Parallelbus des Steuerabschnitts ohne Benutzung einer CPU zum Steuern von Verbindungen verbunden ist.
Eine Art und Weise eines Steuerungssystems gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Steuerungssystem, das einen Steuerabschnitt, der mit einer CPU (einem Processor) als Steuerungssystem einer Maschine, die zu steuern ist, versehen ist, einen Bedienungsabschnitt, der mit einer Eingabe/ Ausgabe-Karten-Schnittstelle zum Ermöglichen eines Anschlusses einer Eingabe/Ausgabe-Karte versehen ist, und eine Kommunikationsschaltung zum Durchführen von Verbindungen zwischen dem Steuerabschnitt und dem Bedienungsabschnitt umfasst, wobei der Steuerabschnitt eine erste serielle Verbindungsschnittstelle zum Verbinden mit der CPU über eine erste Verbindungssteuerschaltung umfasst, der Betriebsabschnitt ein zweite serielle Verbindungsschnittstelle umfasst, die über eine zweite Verbindungssteuerschaltung mit der Eingabe/Ausgabe-Karte Schnittstelle verbunden ist, und die Kommunikationsschaltung durch eine Seriell-Kommunikationsschaltung, welche die erste serielle Verbindungsschnittstelle mit der zweiten seriellen Verbindungsschnittstelle verbindet, gebildet ist.
Hierbei ist die zu steuernde Maschine eine Maschine, die mittels Steuersignalen gesteuert wird, wie ein Roboter, eine Werkzeugmaschine oder dgl., während die Steuereinrichtung eine Roboter-Steuereinrichtung, eine CNC-Steuereinrichtung oder dgl. ist, welche die Steuerung der Maschine, die zu steuern ist, ausführt.
Der Steuerabschnitt gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Bestandteil entsprechend der Steuereinrichtung, die zuvor beschrieben wurde, und er kann eine CPU (einen Prozessor) als Steuerungssystem der zu steuernden Maschine sowie einen ROM, einen RAM, eine Achsen-Steuerschaltung und dergl. umfassen, die zusammen mit der CPU benutzt werden. Die CPU kann Steuervorgänge auf der Grundlage von Programmen und Daten durchführen, die in dem ROM und dem RAM gespeichert sind, und sie kann die zu steuernde Maschine durch Treiben eines Servomotors über die Achsen-Steuerschaltung steuern. Überdies umfasst die Steuerschaltung außerdem eine erste Verbindungssteuerschaltung und eine erste Seriell-Verbindungsschnittstelle.
Der Bedienungsabschnitt gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst eine Eingabe/Ausgabe-Karten-Schnittstelle, die es ermöglicht, Eingabe/Ausgabe-Karten anzuschließen, und demzufolge dient er dazu, eine Eingabe/Ausgabe-Karten-Verbindung zu schaffen, und er ermöglicht es, einen gegenseitigen Zugriff zwischen dem Steuerabschnitt und der Eingabe/ Ausgabe-Karte zu gestatten. Für die Eingabe/Ausgabe-Karten-Schnittstelle ist es z. B. möglich, eine Eingabe/Ausgabe-Schnittstelle von Karten-Typ als eine PCMCIA-Einrichtung zu benutzen. Der Bedienungsabschnitt umfasst außerdem eine zweite Verbindungssteuerschaltung und eine zweite Seriell-Verbindungsschnittstelle. Es ist möglich, andere Einrichtungen neben Eingabe/Ausgabe-Karten an den Bedienungsabschnitt anzuschließen.
In einer Kommunikationsschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, bidirektionale Verbindungen unter Benutzung von 2-Weg-Verbindungen mittels getrennter Schaltungen für die Ausgangs- und Eingangskanäle oder mittels der selben Schaltung für die Ausgangs- und Eingangskanäle vorzusehen. Außerdem kann es möglich sein, diese Anordnung entweder auf ein Vollduplex-Übertragungssystem, das bidirektionale Signale durch Multiplexen überträgt, oder ein Halbduplex-Übertragungssystem anzuwenden, das in einer einfachen Richtung abwechselnd durch Zeitmultipex-Technik überträgt.
Überdies kann sie hinsichtlich der Verabeitung von Daten in dem Steuerabschnitt und dem Bedienungsabschnitt außerdem entweder auf eine Übertragungsart zu Durchführen einer seriellen Übertragung auf einer einzigen Leitung oder auf eine Übertragungsart zum Durchführen einer parallelen Übertragung durch eine Vielzahl von Leitungen angewendet werden.
Die Kommunikationsschaltung wird durch die ersten und zweiten Verbindungssteuerschaltungen gesteuert. Diese Verbindungssteuerschaltungen können durch Hardware, die LSIs benutzt, und dgl, gebildet sein, und Verbindungen können unter Benutzung der CPU auf der Seite des Steuerabschnitts und Aufteilung der Installation einer CPU auf der Seite des Bedienungsabschnitts gesteuert werden.
In einem Ausführungsbeispiel des Steuerungssystems gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Eingabe/Ausgabe-Karte mit einer Eingabe/Ausgabe-Karten-Schnittstelle auf der Seite des Bedienungsabschnitts verbunden. Außerdem wird eine Seriell-Kommunikationsschaltung als die Kommunikationsschaltung benutzt. Wenn ein Eingabe/Ausgabe-Karten-Zugriff zwischen dem Steuerabschnitt und dem Bedienungsabschnitt durchgeführt wird, werden auf der Seite des Bedienungsabschnitts zusätzlich zu dem Zugriff auf die Eingabe/Ausgabe-Karte, die mit der Eingabe/Ausgabe-Karten-Schnittstelle verbunden ist, unter der Steuerung, die durch die zweite Verbindungssteuerschaltung durchgeführt wird, über die zweite Seriell-Verbindungsschnittstelle Daten und Steuersignale mit der Kommunikationsschaltung ausgetauscht, während auf der Seite des Steuerabschnitts zusätzlich zu einer Verarbeitung durch die CPU unter der Steuerung der ersten Verbindungssteuerschaltung über die erste Seriell-Verbindungsschnittstelle Daten und Steuersignale mit der Kommunikationsschaltung ausgetauscht werden. Die ersten und zweiten Verbindungssteuerschaltungen wandeln die Parallelbus-Signale, die durch den Steuerabschnitt und den Bedienungsabschnitt gehandhabt werden, in serielle Signale um, welche sie der Kommunikationsschaltung zuführen, und außerdem wandeln sie serielle Signale, die über die Kommunikationsschaltung empfangen sind, in Parallelbus-Signale um.
Folglich wird eine Anordnung geschaffen, in welcher der Bedienungsabschnitt auf der Seite des Steuerabschnitts über die Kommunikationsschaltung mit dem Bus verbunden ist, und demzufolge kann der Parallelbus auf der Seite des Steuerabschnitts im Effekt zu der Seite des Bedienungsabschnitts verlängert werden, und es kann eine Eingabe/Ausgabe-Karte mit dem Ende des Parallelbusses verbunden werden, um dadurch der CPU in dem Steuerabschnitt zu ermöglichen, in ähnlicher Weise wie auf die Einrichtungen, die mit dem Parallelbus verbunden sind, auf die Eingabe/Ausgabe-Karte zuzugreifen.
Dementsprechend kann auf eine an einem fernen Ort angeordnete Eingabe/Ausgabe-Karte ohne Benutzung von CPU-Steuerungssystemverbindungen zugegriffen werden.
Überdies kann die Eingabe/Ausgabe-Karte eine Einrichtung vom Kartentyp zum Durchführen eines Eingebens und Ausgebens von Daten und Programmen, z. B. eine Karte, die eine Verbindungsfunktion hat, wie eine Modem-Karte oder eine Karte, die eine Speicherfunktion hat, wie eine Speicherkarte, ATA-Flashspeicher-Karte oder dgl. sein.
Wenn eine Modem-Karte als die Eingabe/Ausgabe-Karte benutzt wird, können Daten und Programme in eine weitere Einrichtung, die an einem fernen Ort angeordnet ist, mittels einer Fernsprechleitung oder dgl. eingegeben und aus dieser ausgegeben werden, um dadurch z. B. eine Ferndiagnose der Steuereinrichtung durch Anschließen einer Diagnoseeinrichtung zu ermöglichen.
Überdies kann außerdem in dem Bedienungsabschnitt eine Anordnung angenommen sein, in der zusätzlich die zweite Verbindungssteuerschaltung mit einer Eingabe/Ausgabe-Karten-Schnittstelle verbunden ist, die außerdem mit einer Eingabe/Ausgabe-Verbindungseinrichtung zum Anschließen von Eingabemitteln, wie Tasten, Schalter usw., und Ausgabemitteln, wie eine Anzeigeeinrichtung, ein Drucker usw., oder mit einer externen Einrichtungs-Schnittstelle zum Anschließen von externen Einrichtungen, wie externe Speicher-Einrichtungen oder dgl., verbunden ist, wobei die zweite Verbindungssteuerschaltung mit dem Ende des Parallelbusses des Steuerabschnitts ähnlich wie eine Eingabe/Ausgabe-Karte verbunden ist, um dadurch der CPU in dem Steuerabschnitt zu ermöglichen, auf diese in ähnlicher Weise wie auf Einrichtungen, die mit dem Parallelbus verbunden sind, zuzugreifen.
Überdies kann der Steuerabschnitt gemäß der vorliegenden Erfindung ein Steuerabschnitt sein, der eine Roboter-Steuereinrichtung oder eine numerische Steuereinrichtung umfasst, und er kann auf die Steuerung von Robotern oder Werkzeugmaschinen angewendet werden.
Die vorstehenden und weitere Merkmale eines Ausführungsbeispiels der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der vorliegenden Figuren ersichtlich.
1 zeigt ein Blockschaltbild, das eine Anordnung eines Steuerungssystems gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt.
2 zeigt ein sehr ähnliches Blockschaltbild zur Beschreibung der Funktionen des Steuerungssystems gemäß 1.
3 zeigt ein Flussdiagramm zur Beschreibung der Arbeitsweise einer ersten Verbindungssteuerschaltung auf der Steuerabschnitts-Seite in dem Steuerungssystem gemäß 1 u. 2.
4 zeigt ein Flussdiagramm zur Beschreibung der Arbeitsweise einer zweiten Verbindungssteuerschaltung auf der Bedienungsabschnitts-Seite in dem Steuerungssystem gemäß 1 u. 2.
5 zeigt ein Blockschaltbild zur Beschreibung einer herkömmlichen Anordnung zum Verbinden einer Eingabe/Ausgabe-Karte mit einer Steuereinrichtung.
6 zeigt ein Blockschaltbild einer Anordnung zur Beschreibung einer Verbindung zwischen einer Steuereinrichtung und einer Betriebseinrichtung unter Benutzung einer Seriell-Kommunikationsschaltung.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung im einzelnen unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben.
Die Anordnung dieses Ausführungsbeispiels der Erfindung wird unter Benutzung des Blockschaltbilds in 1 beschrieben, die eine Anordnung eines Steuerungssystems gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
Das Steuerungssystem gemäß 1 umfasst einen Steuerabschnitt 1, einen Bedienungsabschnitt 2 und eine Kommunikationsschaltung 3, und der Bedienungsabschnitt 2 kann ent fernt von dem Steuerabschnitt 1 angeordnet sein. Der Steuerabschnitt 1 steuert den Antrieb der zu steuernden Maschine 9.
In dem Steuerabschnitt 1 ist die CPU (Prozessor) 10 ein Mikroprozessor, der den gesamten Steuerabschnitt 1 steuert, und er liest über einen CPU-Bus 11 Systemprogramme aus, die in ein ROM 14 gespeichert sind, und steuert den Steuerabschnitt auf der Grundlage dieser Systemprogramme. Ein RAM 15 speichert vorübergehende Berechnungsdaten, Anzeigedaten, und verschiedene Daten, die von einer Bedienungsperson über eine CRT/MDI-Einheit (nicht gezeigt), oder dgl. eingegeben werden.
Der RAM 15 kann durch einen CMOS-Speicher gebildet sein, und er kann unter Benutzung einer Batterie (nicht gezeigt) gestützt sein, um einen nichtflüchtigen Speicher zu bilden, der gespeicherte Information selbst dann hält, wenn die Stromversorgungsquelle für den Steuerabschnitt 1 ausgeschaltet wird. Der RAM 15 speichert Verarbeitungsprogramme, die über ein Schnittstelle (nicht gezeigt) eingelesen sind, Verarbeitungsprogramme, die über eine CRT/MDI-Einheit (nicht gezeigt) eingegeben sind, und dgl. mehr. Außerdem werden verschiedene Systemprogramme zum Ausführen einer Aufbereitungsverarbeitung, die zum Erstellen oder Aufbereiten von Verarbeitungsprogrammen erforderlich sind, und Programme zur Wiedergabeverarbeitung zum Durchführen einer automatischen Arbeitsweise vorab in dem RAM 15 gespeichert.
Eine erste Verbindungssteuerschaltung 12 ist über einen Parallelbus mit dem CPU-Bus 11 verbunden, und eine erste Seriell-Verbindungsschnittstelle 13 ist mit der ersten Verbindungssteuerschaltung 12 verbunden. Die erste Verbindungssteuerschaltung 12 wandelt Parallelbussignale in serielle Signale um und wandelt serielle Signale, die von dem Bedienungsabschnitt 2 empfangen sind, in Parallelbussignale um. Die erste Seriell-Verbindungsschnittstelle 13 wandelt die elektrischen Signale, die innerhalb der Einrichtung benutzt werden, und den Signalmodus um, der für Verbindungen benutzt wird. Für diesen Signalmodus können elektrische Verbindungen, optische Verbindungen oder dgl. benutzt werden.
Überdies kann der Steuerabschnitt 1 auch einen PMC (Programmable Machine Controller) (nicht gezeigt) umfassen, wodurch es z. B. möglich ist, Hilfseinrichtungen auf der Seite der verarbeitenden Maschine, wie z. B. Aktoren, Roboterhände zum Wechseln von Werkzeugen oder dgl., zu steuern. Der PMC wandelt z. B. M-Funktionen, S-Funktionen und T-Funktionen, die durch das Bearbeitungsprogramm bestimmt sind, mittels eines Sequenzierungsprogramms in Signale um, die von den Hilfseinrichtungen benötig werden, und gibt diese Signale über die I/O-Einheit an die Hilfseinrichtungen aus. Die Hilfseinrichtungen, wie Aktoren, werden mittels der Ausgangssignale betätigt. Außerdem empfängt der PMC Signale von Grenzschaltern auf dem Werkzeugmaschinen-Hauptkörper und auf den Hilfseinrichtungen sowie von verschiedenen Schaltern des Bedienungsfelds, das auf dem Werkzeugmaschinen-Hauptkörper vorgesehen ist, und nach der notwendigen Verarbeitung führt er diese Signale der CPU 10 zu.
Bildsignale, wie bezüglich der gegenwärtigen Position jeder Achse der Werkzeugmaschine, die mit dem Steuerabschnitt 1 verbunden ist, Alarme, Parameter und Bilddaten usw. werden einer CRT/MDI-Einheit (nicht gezeigt) zugeführt und auf einem Bildschirm derselben angezeigt. Die CRT/MDI-Einheit ist eine Hand-Dateneingabeeinrichtung, die mit einer Anzeigeeinrichtung, einer Tastatur oder dgl. versehen ist. Daten aus der Tastatur werden an die CPU 10 über eine Schnittstelle (nicht gezeigt) gesendet, die mit dem Bus 11 verbunden ist. Mit einer anderen Schnittstelle (nicht gezeigt) ist außerdem ein Hand-Impulsgenerator verbunden, die mit dem Bus 11 verbunden ist, und diese Schnittstelle empfängt Impulse von dem Hand-Impulsgenerator. Der Hand-Impulsgenerator ist in dem Bedienungsfeld des Werkzeugmaschinen-Hauptkörpers angeordnet, und er wird benutzt, das bewegte Teil der Werkzeugmaschine genau durch Steuern der verschiedenen Achsen desselben mittels verteilter Impulse auf der Grundlage einer Hand-Bedienungsarbeitsweise zu positionieren.
Eine Achsensteuerschaltung 16 empfängt Bewegungsbefehle für jede Achse von der CPU 10, und sie gibt diese Achsenbefehle an einen Servoverstärker 17 aus. Auf den Empfang dieser Befehle hin treibt der Servoverstärker 17 Servomotoren (nicht gezeigt) für jede Achse der zu steuernden Machine 9. In den Servomotoren ist für jede Achse ein Impulskodierer (nicht gezeigt) zum Erfassen einer Position installiert, und die Positionssignale aus den Impulskodierern werden in Form von Impulssequenzen rückgekoppelt. Abhängig von der Situation kann für die positionsmäßige Erfassung eine lineare Scala benutzt werden. Außerdem kann durch eine F/V- (Frequenz/ Spannung-)Umwandlung der Impulssequenzen ein Geschwindigkeitssignal erzeugt werden.
Der Bedienungsabschnitt 2 umfasst eine Eingabe/Ausgabe-Karten-Schnittstelle 24 zum Verbinden einer Eingabe/Ausgabe-Karte 4 und eine zweite Verbindungssteuerschaltung 22 sowie ein zweite Seriell-Verbindungsschnittstelle 23 zum Schaffen einer Verbindung mit dem Steuerabschnitt 1 über die Kommunikationsschaltung 3.
Die zweite Verbindungssteuerschaltung 22 und die Eingabe/ Ausgabe-Karten-Schnittstelle 24 sind mit einem Parallelbus 21 innerhalb des Bedienungsabschnitts 2 verbunden. Die zweite serielle Kommnikations-Schnittstelle 23 ist mit der zweiten Verbindungssteuerschaltung 22 verbunden. Die zweite Verbindungssteuerschaltung 22 wandelt ein serielles Signal, das von dem Steuerabschnitt 1 empfangen ist, in ein Signal für den Parallelbus 21 um und greift auf die Eingabe/Aus gabe-Karte 4 zu, und wenn dieser Zugriff ein Lesevorgang ist, wandelt sie die Daten, die von der Eingabe/Ausgabe-Karte 4 an den Parallelbus 21 ausgegeben werden, in ein serielles Signal um und überträgt dieses zu dem Steuerabschnitt 1. Die zweite serielle Kommnikations-Schnittstelle 23 führt eine Umwandlung zwischen den elektrischen Signalen, die innerhalb der Einrichtung benutzt werden, und dem Signalmodus durch, der in den Verbindungen benutzt wird.
Folglich wird das parallele Signal auf der Seite des CPU-Busses 11 in dem Steuerabschnitt 1 durch die erste Verbindungssteuerschaltung 12 in ein serielles Signal umgewandelt, und das umgewandelte serielle Signal wird dann über die erste Seriell-Verbindungsschnittstelle 13, die Kommunikationsschaltung 3 und die zweite Seriell-Verbindungsschnittstelle 23 zu dem Bedienungsabschnitt2 übertragen, wo es durch die zweite Verbindungssteuerschaltung 22 in ein paralleles Signal umgewandelt und über den Parallelbus 21 zu der Eingabe/Ausgabe-Karte 4 übertragen wird, die mit der Eingabe/Ausgabe-Karten-Schnittstelle 24 verbunden ist. Außerdem werden auf der Seite des Bedienungsabschnitts 2 von der Eingabe/Ausgabe-Karte 4 über die Eingabe/Ausgabe-Karten-Schnittstelle 24 parallele Signaldaten an den Parallelbus 21 ausgegeben. Die Daten auf dem Parallelbus 21 werden durch die zweite Verbindungssteuerschaltung 22 in ein serielles Signal umgewandelt, und das umgewandelte serielle Signal wird dann über die zweite Seriell-Verbindungsschnittstelle 23, die Kommunikationsschaltung 3 und die erste Seriell-Verbindungsschnittstelle 13 zu der Seite des Steuerabschnitts 1 übertragen. Das serielle Signal wird durch die erste Verbindungssteuerschaltung 12 in ein paralleles Signal umgewandelt und dann über den CPU-Bus 11 zu der CPU 10 übertragen.
Überdies umfasst der Bedienungsabschnitt 2 zusätzlich zu den vorhergenannten Bestandteilen auch eine Schnittstelle zum Verbinden externer Einrichtungen mit dem Bedienungsab schnitt 2, um dadurch eine Verbindung externer Einrichtungen, wie ein Eingabe/Ausgabemittel, externe Speichereinrichtungs und dgl. zu gestatten. Bearbeitungsprogramme oder dgl. können von dem Eingabe/Ausgabemittel oder einer externen Speichereinrichtung usw. eingelesen werden, und es können Bearbeitungsprogramme, die innerhalb des Steuerabschnitts 1 aufbereitet sind, zu dem Eingabe/Ausgabemittel oder der externen Speichereinrichtung ausgegeben werden. Eine Eingabe-Einrichtung 5 und eine Anzeige-Einrichtung 6 sind über eine I/O-Einheit 25 mit dem Bus 21 verbunden, und eine externe Speicher-Einrichtung 7 ist über eine serielle Schnittstelle 26 und eine serielle Anschlußschaltung 27 mit dem Bus 21 verbunden.
2 zeigt ein sehr ähnliches Blockschaltbild zur Beschreibung der Funktionen des Steuerungssystems gemäß 1.
In 2 können in dem Steuerungssystem gemäß 1 der Steuerabschnitt 1 und der Bedienungsabschnitt 2 so betrachtet werdem, als bildeten sie eine mittels einer Bus-Struktur 31, die durch gestrichelte Linien in dem Blockschaltbild angedeutet ist, eine durch einen Bus verbundene Anordnung.
Diese Bus-Struktur 31 ist durch die erste Verbindungssteuerschaltung 12, die erste Seriell-Verbindungsschnittstelle 13, die Kommunikationsschaltung 3, die zweite Seriell-Verbindungsschnittstelle 23 und die zweite Verbindungssteuerschaltung 22 gebildet, die in 1 veranschaulicht sind. Da der CPU-Bus 11 in der ersten Verbindungssteuerschaltung 12 und der Bus 21 in der zweiten Verbindungssteuerschaltung 22 parallele Signale benutzen, sind die zwei Enden des Bus-Abschnitts 31 mit dem CPU-Bus 11 und dem Bus 21 verbunden. Dadurch sind die CPU 10 und die Eingabe/Ausgabe-Karte 4 mittels des CPU-Busses 11, des Bus-Abschnitts 31 und des Busses 21 busverbunden.
Folglich ist die CPU 10 in der Lage, auf die Eingabe/Ausgabe-Karte 4, die mit der Seite des Bedienungsabschnitts 2 verbunden ist, in ähnlicher Weise wie auf Einrichtungen, die mit der Seite des Steuerabschnitts 1 verbunden sind, zuzugreifen.
Für die Eingabe/Ausgabe-Karte 4 kann eine Speicherkarte 4a oder eine Modemkarte 4b benutzt werden.
Als nächstes wird die Arbeitsweise des Steuerungssystems gemäß 1 u. 2 unter Benutzung eines Beispiels für eine Arbeitsweise beschrieben, bei der auf die Eingabe/Ausgabe-Karte auf der Seite des Bedienungsabschnitts von der Seite des Steuerabschnitts aus zugegriffen wird.
3 zeigt ein Flussdiagramm der Arbeitsweise der ersten Verbindungssteuerschaltung 12 auf der Seite des Steuerabschnitts, und 4 zeigt ein Flussdiagramm der Arbeitsweise der zweiten Verbindungssteuerschaltung 22 auf der Seite des Bedienungsabschnitts.
Wenn die erste Verbindungssteuerschaltung 12 eine Zugriffsanforderung für einen Zugriff von dem CPU-Bus 11 zu dem Bus 21 in dem Bedienungsabschnitt 2 erfasst (Schritt S1), wandelt sie das Zugriffsanforderungssigual auf dem Parallelbus in ein serielles Signal um (Schritt S2).
Wenn die Zugriffsanforderung eine Leseanforderung ist (Schritt S3), wird das Steuersignal (die Leseanforderung) in ein serielles Signal umgewandelt und mit einem Adress-Signal an die erste Kommunikationsschnittstelle 13 ausgegeben. Die erste Kommunikationsschnittstelle 13 überträgt das serielle Signal (Steuersignal) (die Leseanforderung und das Adress-Signal) zu der Kommunikationsschaltung 3 (Schritt S4).
Die erste Verbindungssteuerschaltung 12 wartet auf ankom mende Daten (das serielle Signal) aus der Kommunikationsschaltung 3 (Schritt S5) und wandelt die ankommenden seriellen Signaldaten in ein paralleles Signal um (Schritt S6). Das umgewandelte parallele Signal wird dann an den CPU-Bus 11 ausgegeben (Schritt S7).
Wemm die Zugriffsanforderung eine Schreibanforderung ist (Schritt S3), wird ein Steuersignal (Schreibanforderung) in ein serielles Signal umgewandelt und mit einem Daten-Signal und einem Adress-Signal an die erste Kommunikationsschnittstelle 13 ausgegeben (Schritt S8).
Wenn die zweite Kommunikationssteuerschaltung 22 über die Kommunikationsschaltung 3 und die zweite Kommunikationsschnittstelle 23 eine Zugriffsanforderung empfängt (Schritt S11), wandelt sie das serielle Signal der Zugriffsanforderung in ein paralleles Signal um (Schritt S12).
Wenn die Zugriffsanforderung eine Leseanforderung ist (Schritt S13), wird das Steuersignal (die Leseanforderung) in ein serielles Signal umgewandelt und mit einem Adress-Signal an den Bus 21 ausgegeben. Auf den Empfang dieser Leseanforderung hin liest der Speicher, der mit dem Bus 21 verbunden ist, Daten aus, die der Adresse emtsprechen, und überträgt diese Daten zu dem Bus 21 (Schritt S14).
Die zweite Verbindungssteuerschaltung 22 wartet auf Daten (auf das parallele Signal), die zu dem Bus 21 übertragen werden, und wenn Daten zu dem Bus 21 übertragen sind, wandelt sie die parallelen Signaldaten in ein serielles Signal um (Schritt S16). Das umgewandelte serielle Signal wird dann zu der zweiten Kommunikationsschnittstelle 23 ausgegeben (Schritt S17).
Überdies wird, wenn die Zugriffsanforderung eine Schreibanforderung ist (Schritt S13), das Steuersignal (die Schreibanforderung), nämlich ein Daten-Signal und ein Adress-Signal, in parallele Signale umgewandelt, zu dem Bus 21 ausgegeben und in den Speicher geschrieben (Schritt S18).
Wie in dem Flussdiagramm gemäß 3 veranschaulicht ist der Steuerabschnitt 1 in der Lage, in ähnlicher Weise wie auf eine Einrichtung, die mit dem CPU-Bus verbunden ist, auf die Eingabe/Ausgabe-Karte 4 zuzugreifen, und die CPU 10 ist in der Lage, Operationen ohne Unterscheidung durchzuführen, ob die Eingabe/Ausgabe-Karte 4 eine Einrichtung ist, die mit der Seite des Bedienungsabschnitts verbunden ist, oder eine Einrichtung ist, die mit der Seite des Steuerabschnitts verbunden ist.
Überdies kann die Verbindungsschaltung mittels einer seriellen Kommunikationsschaltung gebildet sein, und selbst wenn der Steuerabschnitt und der Bedienungsabschnitt fern voneinander angeordnet sind, ist es noch möglich, auf eine Eingabe/Ausgabe-Karte zuzugreifen, die auf der Seite des Bedienungsabschnitts angeordnet ist. Die vorstehenden Beispiele sind auf einen Fall bezogen, in dem der zu steuernde Abschnitt eine Werkzeugmaschine ist. Das Gleiche trifft jedoch auf Fälle zu, in denen der zu steuernde Abschnitt ein Roboter ist.
Wie zuvor beschrieben ist es bei dem Steuerungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, eine Eingabe/Ausgabe-Karte unter Benutzung einer Eingabe/Ausgabe-Karten-Schnittstelle ohne Einsatz einer CPU-Steuerungssystem- Verbindung anzuschließen. Außerdem ist es möglich, eine Eingabe/Ausgabe-Karte, die am einem von der Steuereinrichtung entfernten Ort angeschlossen ist, in ähnlicher Weise wie eine Einrichtung, die mit der Steuereinrichtun verbunden ist, zu handhaben.

Claims

Steuerungssystem, das enthält: einen Steuerabschnitt (1), der einen Mikroprozessor (10), einen Mikroprozessorbus (11) und eine erste Seriell-Kommunikationsschnittstelle (13) umfasst, die über eine erste Kommunikations-Steuerschaltung (12) mit dem Mikroprozessorbus (11) verbunden ist, einen Betriebsabschnitt (2), der einen Betriebsabschnittbus (21), eine Daten-Eingabe/Ausgabe-Schnittstelle (24), die mit dem Betriebsabschnittbus (21) verbunden ist, und eine zweite Seriell-Kommunikationsschnittstelle (23) umfasst, die über eine zweite Kommunikations-Steuerschaltung (22) mit dem Betriebsabschnittbus (21) verbunden ist, und eine Seriell-Kommunikationsschaltung (3), welche die erste und die zweite Seriell-Kommunikationsschnittstelle (13, 23) miteinander verbindet, so dass ein Auslesen und Einschreiben von Daten durch den Mikroprozessor (10) des Steuerabschnitts (1) über die Daten-Eingabe/Ausgabe-Schnittstelle (24) des Betriebsabschnitts (2) auf der Grundlage von Zugriffanforderungen von dem Mikroprozessor (10) durchgeführt werden können, dadurch gekennzeichnet, dass die Daten-Eingabe/Ausgabe-Schnittstelle (24) des Betriebsabschnitts (2) eine Karten-Eingabe/Ausgabe-Schnittstelle (24) ist, die eine Verbindung mit einer Eingabe/Ausgabe-Karte (4) ermöglicht, der Mikroprozessorbus (11) des Steuerabschnitts (1) ein Parallelbus ist und über einen Parallelbus mit der ersten Kommunikations-Steuerschaltung (12) verbunden ist, wobei die erste Kommunikations-Steuerschaltung (12) betriebsfähig ist, um parallele abgehende Bussignale in serielle Signale zur Übertragung über die erste Seriell-Kommunikationsschnittstelle (13) umzuwandeln und um serielle ankommende Signale in Parallelbus-Signale umzuwandeln, und der Betriebsabschnittbus (21) des Betriebsabschnitts (2) ein Parallelbus zum Übertragen von parallelen Signalen zu und von der Karten-Eingabe/Ausgabe-Schnittstelle (24) ist und über einen Parallelbus mit der zweiten Kommunikations-Steuerschaltung (22) verbunden ist, wobei die zweite Kommunikations-Steuerschaltung (22) betriebsfähig ist, um serielle ankommende Signale von der zweiten Seriell-Kommunikationsschnittstelle (23) in parallele ankommende Bussignale umzuwandeln und um parallele abgehende Bussignale in serielle Signale umzuwandeln, wodurch der Mikroprozessor (10) des Steuerabschnitts (1) in der Lage ist, ohne Benutzung eines Mikroprozessors in dem Betriebsabschnitt (2) zur Steuerung der Kommunikation zum Auslesen und Einschreiben auf die entfernt angeordnete Eingabe/Ausgabe-Karte (4) über die Karten-Eingabe/Ausgabe-Schnittstelle (24) des entfernt angeordneten Betriebsabschnitts (2), über den Parallel-Mikroprozessorbus (11) des Steuerabschnitts (1) und den Parallelbus (21) des Betriebsabschnitts (2) durch die Seriell-Kommunikationsschaltung (3) zwischen dem Steuerabschnitt (1) und dem Betriebsabschnitt (2) zuzugreifen, so dass in einem Fall, in dem der zuvor erwähnte Zugriff ein Schreibzugriff ist, eine Adresse und Dateninformation, die von dem Mikroprozessor (10) an den Mikroprozessorbus (11) ausgegeben werden, durch die erste Kommunikations-Steuerschaltung (12) in serielle Daten parallel/seriell-gewandelt werden, die durch die erste Seriell-Kommunikationsschnittstelle (13), die Seriell-Kommunikationsschaltung (3) und die zweite Seriell-Kommunikationsschnittstelle (23) zu dem entfernt angeordneten Betriebsabschnitt (2) übertragen werden und durch die zweite Kommunikations-Steuerschaltung (22) in parallele Daten seriell/parallel-gewandelt werden, was zu dem Ergebnis führt, dass auf dem Betriebsabschnittbus (21) der gleiche Buszyklus wie derjenige des Mikroprozessorbussses (11) erzeugt wird, um dadurch zu ermöglichen, dass bestimmte Daten unter einer Adresse der Eingabe/Aus gabe-Karte (4) eingeschrieben werden, die durch den Mikroprozessor (10) bestimmt ist, und in einem Fall, in dem der zuvor erwähnte Zugriff ein Lesezugriff ist, eine Adresse und Dateninformation, die von dem Mikroprozessor (10) an den Mikroprozessorbus (11) ausgegeben werden, durch die erste Kommunikations-Steuerschaltung (12) in serielle Daten parallel/seriell-gewandelt werden, die durch die erste Seriell-Kommunikationsschnittstelle (13), die Seriell-Kommunikationsschaltung (3) und die zweite Seriell-Kommunikationsschnittstelle (23) zu dem entfernt an-geordneten Betriebsabschnitt (2) übertragen und durch die zweite Kommunikations-Steuerschaltung (22) in parallele Daten seriell/parallel-gewandelt werden, was zu dem Eergebnis führt, dass der gleiche Buszyklus wie derjenige des Mikroprozessorbusses (11) auf dem Betriebsabschnittbus (21) erzeugt wird und ein Lesezyklus für die Eingabe/Ausgabe-Karte (4) ausgeführt wird, so dass Dateninformation, die folglich von der Eingabe/Ausgabe-Karte (4) an den Betriebsabschnittbus (21) ausgegeben wird, durch die zweite Kommunikations-Steuerschaltung (22) in serielle Daten parallel/ seriell-gewandelt wird und diese umgewandelten seriellen Daten durch die zweite Seriell-Kommunikationsschaltung (23), die Seriell-Kommunikationsschaltung (3) und die erste Seriell-Kommunikationsschnittstelle (13) zu dem Steuerabschnitt (1) übertragen werden und durch die erste Kommunikations-Steuerschaltung (12) in parallele Daten seriell/parallel-gewandelt werden, so dass auf dem Mikroprozessorbus (11) das gleiche Datensignal wie dasjenige auf dem Betriebsabschnittbus (21) erzeugt wird, um dadurch den Mikroprozessor (10) in die Lage zu versetzen, Daten auszulesen, die einer Adresse der Eingabe/Ausgabe-Karte (4) entsprechen, die durch den Mikroprozessor (10) bestimmt ist.
Steuerungssystem nach Anspruch 1, wobei die Eingabe/Ausgabe-Karte (4) eine Karte ist, die eine Kommunikations-Verbindungsfunktion hat, oder eine Karte ist, die eine Speicherfunktion hat.
Steuerungssystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei die zweite Kommunikations-Steuerschaltung (22) mit einer Eingabe/ Ausgabe-Verbindungsschnittstelle, die mit einer Eingabe/ Ausgabe-Einrichtung verbunden ist, oder mit einer Schnittstelle für eine externe Maschine verbunden ist, die mit einer externen Maschine verbunden ist.
Steuerungssystem nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei der Steuerabschnitt (1) ein Steuerabschnitt ist, der in einer Roboter-Steuereinrichtung oder einer numerischen Steuereinrichtung vorgesehen ist.