JP2947320B2 - 信号入力装置および信号通信装置 - Google Patents

信号入力装置および信号通信装置

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JP2947320B2
JP2947320B2 JP7419593A JP7419593A JP2947320B2 JP 2947320 B2 JP2947320 B2 JP 2947320B2 JP 7419593 A JP7419593 A JP 7419593A JP 7419593 A JP7419593 A JP 7419593A JP 2947320 B2 JP2947320 B2 JP 2947320B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、信号入力装置および信
号通信装置に係わり、更に詳しくは、工作機械や産業機
械と数値制御装置とを接続する装置として有用な信号入
力装置および信号通信装置に係わる。
【0002】
【従来の技術】まず、一般的な構成について説明する。
図25において、数値制御装置1は、制御ユニット10
と、操作ボード20と、サーボAMP30とを具備して
いる。機械40は、前記数値制御装置1に制御されるも
ので、モータ401と、リミットスイッチやリレー接点
等の接点入力402と、リレーやソレノイド等の接点出
力403とを具備している。
【0003】数値制御装置1の制御ユニット10におい
て、11は、制御ユニット10と、接点入力402と、
接点出力403とに直流電流を供給するAVR(DC電
源装置)である。101は、CPUである。102は、
プログラムを記憶しているPLCメモリである。このプ
ログラムは、接点入力402と、操作ボード20に取り
付けられたメカニカルスイッチ等の接点入力(図示せ
ず)と、数値制御装置の内部状態とにより、シーケンス
演算を行い、接点出力403と、操作ボード20に取り
付けられたランプ(図示せず)とに、出力を行うための
プログラムであり、機械の種類により異なり、通常は機
械メーカにより作成される。103は、数値制御装置1
自身を制御するコントロールプログラムが入っているシ
ステムメモリである。
【0004】104は、操作ボード20とのインタフェ
ースを司る操作ボードI/Fであり、グラフィックコン
トローラやCRTコントローラのような表示部を含み、
また、操作ボード20に取り付けられた操作ボード制御
プリント板と通信するマン・マシンインタフェース部を
含んでいる。なお、数値制御装置によっては前記表示部
を含まない場合もある。この場合、前記操作ボード制御
プリント板にグラフィックコントローラやCRTコント
ローラが含まれる。105は、サーボAMP30とのイ
ンタフェースを司るサーボI/Fである。数値制御装置
1の制御する軸数が多い場合や、高速・高精度が要求さ
れる場合には、サーボI/F105中にサブCPUを持
ち、補間計算を行う。106は、ユーザが作成した加工
プログラムが入っている加工プログラムメモリである。
107は、機械入出力I/Fであり、接点入力402の
入力回路や、接点出力403の出力回路や、熱変位補正
等のアナログ入力回路や、インバータ等へのアナログ出
力回路や、計測用の高速ディジタル信号の入力回路を含
んでいる。
【0005】108は、I/Oチャネルであり、RS−
232/422入出力機器51が接続される。前記RS
−232/422入出力機器51には、例えばテープリ
ーダ、テープパンチャ、カセットテープ装置、フロッピ
ディスク装置、PLCプログラム作成装置、加工プログ
ラム作成装置等がある。109は、予備I/Oチャネル
であり、接続される機器専用のインタフェースや、SC
SIや、RS−232や、イーサネットや、MAP等の
通信インタフェースを含み、2次メモリ52や、計算機
53や、シーケンサ54や、Network上の各種機器55
が接続される。前記2次メモリ52には、例えばフロッ
ピディスク装置や、ハードディスク装置や、ICカード
等がある。前記Network上の各種機器55には、例えば
リモート入出力、セルコントローラ、通信機能付インバ
ータ等がある。
【0006】図26は、CPU101の内部構成を説明
するブロック図である。1011は、MPUである。1
012は、MPU1011のコプロセッサとして機能す
るPLC(プログラマブル・ロジック・コントロールI
C)であり、ヒット演算命令等のシーケンス命令を高速
処理する機能を持つ。1013は、電源投入時の最初の
飛び先番地に相当するプログラムや、オフラインで使用
するモニタが入っているブーツROMである。1014
は、ワークRAMである。1015は、EEPROMで
あり、機械毎に異なるパラメータを記憶している。10
16はタイマ、1017は割込制御回路、1018はシ
ステムBUSコネクタ、1019はPLCBUSコネク
タである。
【0007】図27は、操作ボード20の外観図であ
る。201は、CRTや、液晶表示装置や、エレクトロ
ルミネセンスや、プラズマディスプレイ等の表示画面で
ある。202はアルファベットキー、203はテンキ
ー、204はメニューキーであり、これらの総称をNC
操作ボードという。205は、機械操作ボードであり、
機械毎に異なり、通常は機械メーカが製作する。206
はメカニカルスイッチ、207はランプである。
【0008】次に、動作について説明する。操作ボード
20に取り付けられた電源ONスイッチ(図示せず)を
押すと、AVR11がONし、CPU101はブーツR
OM1013を経て、予めシステムメモリ103やPL
Cメモリ102に書き込まれているコントロールプログ
ラムを順に1命令ずつ実行して、処理を進める。
【0009】前記コントロールプログラムには、機械4
0に対する入出力処理を行う機械制御プログラムや、補
間処理を行う補間プログラムや、前記処理に必要なデー
タを計算する加工プログラムの解読処理や演算処理など
を行う演算プログラムや、操作ボード20の表示画面2
01に設定表示されたデータなどの処理を行う設定表示
プログラム等がある。これらを総称して、CNCプログ
ラムと云う。なお、PLCメモリ102には、機械メー
カが作成したユーザPLCプログラムが入っており、P
LC1012と共に数値制御装置内蔵シーケンサを構成
している。これらのプログラムは、緊急度により優先順
位を有している。あるプログラムの実行中に優先順位の
高い別のプログラムの処理要求(割込み)があれば、現
在実行中のプログラムを中断して、優先順位の高いプロ
グラムの実行に移り、そのプログラムが終わると、先に
中断したプログラムに実行に戻る。この管理は、OSに
より行われる。
【0010】OSの管理の下、ユーザPLCプログラム
は、接点入力402の情報を機械入出力I/F107を
介して受け取る。また、CNCプログラムの機械制御プ
ログラムから情報を受け取る。また、設定表示プログラ
ムから操作ボード20のメカニカルスイッチ情報を受け
取る。そして、受け取った情報とラダー図とに従って、
ビット演算を行う。そして、機械入出力I/F107を
介して、接点出力403に出力する。また、操作ボード
20のランプ207の表示情報を、設定表示プログラム
に渡す。また、数値制御装置の動作に必要な信号を、C
NCプログラムの機械制御プログラムに渡す。機械制御
プログラムは、渡された情報に従って各種の判断と制御
とを行う。
【0011】演算プログラムは、加工プログラムメモリ
106に入っているNC指令を解読し、これが軸移動指
令であれば、一定時間に移動すべき移動量の演算を行
い、補間プログラムに渡す。補間プログラムは、更に細
分化された時間に移動すべき移動量を各軸毎に算出し、
順にサーボAMP30に送信する。サーボAMP30
は、前記情報を受け取り、その内容に応じてモータ40
1を駆動する。
【0012】設定表示プログラムは、操作ボード20と
の間のインタフェースを受け持ち、操作ボード20内の
NC操作ボードの各種キー情報や機械操作ボード205
のメカニカルスイッチ情報を、操作ボードI/F104
より受け取る。そして、受け取った情報に基づいて処理
を行う。また、操作ボードI/F104を通じて、機械
操作ボード205内のランプ207への出力処理を行
う。更に、表示画面201への表示情報の作成と送信を
行う。なお、操作ボードI/F104にグラフィックコ
ントローラやCRTコントローラを有している場合は、
表示情報をビデオ信号で表示画面201に出力する。一
方、これらのコントローラを有しない場合は、機械操作
ボード205のランプへの出力信号と同様に、シリアル
通信線を通じて、操作ボード20に送信する。シリアル
通信線で送信する場合は、通信のためのCPUを操作ボ
ード20に設けるのが一般的である。
【0013】次に、サーボAMP30について説明す
る。図28は、サーボAMP30の内部構成を説明する
ブロック図である。301はMPU、303はRAM、
304AはROMである。MPU301とRAM303
とROM304Aで、CPUを形成している。305は
A/D変換器、306は制御回路である。307は、制
御ユニット10のサーボI/F105とデータの受渡し
をする通信I/F回路である。313Aは、制御ユニッ
ト10または前段のサーボAMPに接続されるコネクタ
である。313Bは、後段のサーボAMPに接続される
コネクタである。308は電流検出回路、309は点弧
回路、310はパワー回路である。311は、モータ4
01に接続されるコネクタである。312は、モータ4
01に取り付けられたエンコーダに接続されるコネクタ
である。314は、軸番号選択スイッチであり、複数の
サーボAMP30が接続される場合に、各々を区別する
のに使用される。315は、サーボAMP種類設定スイ
ッチである。サーボAMP種類は、ハードウエアが決ま
ると自動的に決まるため、サーボAMP種類設定スイッ
チ315にせずに、ハードウエア毎に固定してもよい。
なお、サーボAMPは、サーボ軸AMPと主軸AMPの
総称である。
【0014】MPU301は、制御ユニット10からの
指令を通信I/F回路307を介して受け取り、その内
容に応じて指令を制御回路306に渡し、点弧回路30
9を介して、パワー回路310のトランジスタ等のスイ
ッチング素子のON/OFF制御を行い、コネクタ31
1を介してモータを駆動する。A/D変換器305と電
流検出回路308は、電流ループを組むのに使用され
る。コネクタ312より入力されるエンコーダF/B信
号は、速度ループと位置ループを組むのに使用される。
これらの制御を司っているのが、ROM304Aに入っ
ているサーボAMPファームウエアである。
【0015】次に、従来の信号入力回路について説明す
る。図29は、従来よく使用されている信号入力回路の
ブロック図である(例えば、特開昭63−187911
号公報に開示されている)。402は、接点入力であ
る。1071は、信号電圧を規定する抵抗である。10
72は、サージ電圧を排除し、チャタリング期間の電圧
の波高値を減少するアナログフィルタである。
【0016】1073Aは、サンプリング周期毎に、入
力信号を認識する入力信号認識手段である。1074A
は、第1の記憶手段であり、前記入力信号認識手段10
73Aが認識した信号のデータを記憶する。1075A
は、第2の記憶手段であり、サンプリング周期毎に、前
記第1の記憶手段1074Aに記憶されているデータを
受け取る。1076Aは、演算手段であり、前記第1の
記憶手段1074Aに記憶されているデータと、前記第
2の記憶手段1075Aに記憶されているデータとが、
同一か否かを判定して、同一である時(つまり、入力信
号認識手段1073Aが、2回続いて発生するサンプリ
ングにおいて続けて同一の信号を認識した時)には、真
正な入力信号であるとみなす。一方、同一でない時(つ
まり、入力信号認識手段1073Aが、2回続いて発生
するサンプリングにおいて異なる信号を認識した時)
に、真正な入力信号でないとみなす。
【0017】なお、抵抗1071とアナログフィルタ1
072は、図25の機械入出力I/F107にあると考
えてよい。また、入力信号認識手段1073Aと演算手
段1076Aは、図26のMPU1011と考えてよ
い。また、第1の記憶手段1074Aと第2の記憶手段
1075Aは、図26のワークRAM1014の特定領
域と考えてよい。
【0018】図30は、上記信号入力回路の動作を説明
するフローチャートである。Step201で、停止するか否
か判定する。停止なら動作を終了する。停止でないなら
Step202に進む。Step202で、第1の記憶手段1074
A(M1)に記憶されているデータを第2の記憶手段1
075A(M2)に移送する。Step203で、入力信号認
識手段1073Aは、アナログフィルタ1072を通過
した入力信号を認識し、そのデータを第1の記憶手段1
074A(M1)に記憶する。Step204で、第1の記憶
手段1074A(M1)の記憶するデータと第2の記憶
手段1075A(M2)の記憶するデータとを比較す
る。同一であれば、Step205で、当該データを真正出力
とする。同一でなければ、Step206で、サンプリング周
期経過を待ち、前記Step201に戻る。
【0019】なお、サンプリング周期は可変になってい
る(例えば、特開平3−94302号公報に開示されて
いる)。
【0020】図31は、機械入出力I/Fが、数値制御
装置1に内蔵される機械入出力I/Fホスト107と、
機械40の接点入力や接点出力のすぐ近くに分散されて
取り付けられる機械入出力I/Fリモート404とに分
れた構成例を示している。機械入出力I/Fリモート4
04には、数値制御装置1と通信するためのCPUが設
けられている。
【0021】
【発明が解決しようとする課題】従来の信号入力回路
は、サンプリング周期毎に入力信号をソフトウエアで読
み込み、そのデータを記憶し、前回のデータとを比較す
るディジタルフィルタ方式をとっていたので、ソフトウ
エアが複雑になる問題点があった。
【0022】また、サンプリング周期はソフトウエアに
より可変であるが、最適のサンプリング周期を設定する
ためには、複雑なソフトウエアを組み込まなければなら
ない問題点があった。
【0023】また、機械入出力I/Fリモートは、CP
Uを設けるため、ハードウエアが高価で複雑になる問題
点があった。さらに、機械入出力I/Fリモートが複数
の場合には、数値制御装置本体のCPUのソフトウエア
と機械入出力I/FリモートのCPUのソフトウエアと
が、非常に複雑になる問題点があった。
【0024】また、数値制御装置とシリアル通信線を通
じて通信を行なう操作ボードは、CPUを設けるため、
ハードウエアが高価で複雑になる問題点があった。さら
に、数値制御装置本体のCPUのソフトウエアが複雑に
なる問題点があった。
【0025】また、サーボAMPとの通信と操作ボード
との通信とが別系統で行われているため、ハードウエア
が高価で複雑になる問題点があった。
【0026】本発明は、上記問題点を解消するためにな
されたもので、第1に、複雑なソフトウエアを必要とせ
ずに、接点入力を数値制御装置に入力できると共に、サ
ンプリング周期を自動調整できる信号入力装置を提供す
ることを目的とする。第2に、ROMへのアクセスと全
く同じように複数の入力信号を読み取ることができる信
号入力装置を提供することを目的とする。第3に、最小
の時間遅れで入力信号の変化を知ることができる信号入
力装置を提供することを目的とする。第4に、機械入力
I/Fリモートとして使用でき、ハードウエアが安価で
簡単になり、ソフトウエアが簡単になる信号入力装置を
提供することを目的とする。第5に、シリアル信号を誤
りなく伝送でき、複数の信号入力装置をチェイン接続で
きる信号入力装置を提供することを目的とする。第6
に、RAMへのアクセスと全く同じように複数の出力デ
ータを出力することができる信号入力装置を提供するこ
とを目的とする。第7に、機械出力I/Fリモートとし
て使用でき、ハードウエアが安価で簡単になり、ソフト
ウエアが簡単になる信号入力装置を提供することを目的
とする。第8に、数値制御装置と操作ボードの通信に使
用でき、ハードウエアが安価で簡単になり、ソフトウエ
アが簡単になる信号入力装置を提供することを目的とす
る。第9に、信号入力装置とシリアル通信線で接続で
き、ハードウエアが安価で簡単になり、ROMへのアク
セスと全く同じように入力信号を読み取ることができる
信号通信装置を提供することを目的とする。第10に、
信号入力装置とシリアル通信線で接続でき、ハードウエ
アが安価で簡単になり、RAMへのアクセスと全く同じ
ように出力データを出力することができる信号通信装置
を提供することを目的とする。第11に、サーボアンプ
との通信と操作ボードとの通信とを同じシリアル通信線
で行なえ、ハードウエアが安価で簡単になる信号通信装
置を提供することを目的とする。
【0027】
【課題を解決するための手段】第1に、本発明は、サン
プリング周期を変更可能にサンプリングクロックを出力
するサンプリングクロック回路と、入力信号をサンプリ
ング周期毎にサンプリングしてそのデータを記憶する第
1の記憶回路と、i=2、…、nでn≧2のとき第(i
−1)の記憶回路の記憶しているデータをサンブリング
周期毎に記憶する第iの記憶回路と、前記第1の記憶回
路から第nの記憶回路が記憶しているデータの一致を検
出する一致検出回路と、一定クロック数以上のデータの
不一致が発生しないサンプリング周期からサンプリング
周期を徐々に短くしていき、一定クロック数の不一致を
検出することによりサンプリング周期が不適切であるこ
とを検知する不一致検出回路と、その不一致検出回路で
一定クロック数以上のデータの不一致が検出されるよう
になるサンブリング周期より所定の余裕分だけ長いサン
ブリング周期となるように前記サンブリングクロック回
路を制御するサンブリング周期調整制御回路とを具備
し、前記一致検出回路でデータの一致を検出したときの
前記記億回路のデータを真性出力とすることを特徴とす
る信号入力装置を提供する。
【0028】第2に、本発明は、上記第1の信号入力装
置において、前記第1〜nの記憶回路と前記一致検出回
路とからなるデジタルフィルタを複数の入力信号に対応
して複数具備すると共に、ROMのもつインタフェース
を模擬してデータバスに複数の真正出力をパラレル出力
するパラレルインタフェース回路を具備したことを特徴
とする信号入力装置を提供する。第3に、本発明は、上
記第2の信号入力装置において、前記パラレルインタフ
ェース回路は、複数のデジタルフィルタのいずれかで入
力信号の変化があった時に割り込み信号を発生すること
を特徴とする信号入力装置を提供する。
【0029】第4に、本発明は、上記第1の信号入力装
置において、前記第1〜nの記憶回路と前記一致検出回
路とからなるデジタルフィルタを複数の入力信号に対応
して複数具備すると共に、複数の真正出力をシリアル信
号に変換してシリアル通信線に送出するシリアルインタ
フェースを具備したことを特徴とする信号入力装置を提
供する。第5に、本発明は、上記第4の信号入力装置に
おいて、前記シリアルインタフェースは、シリアル信号
の最初と最後を知らせるFLAG、自己の局番およびエ
ラーチェックコードを、複数の真正出力に付加してシリ
アル信号とすることを特徴とする信号入力装置を提供す
る。
【0030】第6に、本発明は、上記第1〜第5の信号
入力装置において、RAMのもつインタフェースを模擬
してデータバスから出力データパラレル信号を取り込む
パラレルインタフェース回路と、前記取り込んだ出力デ
ータパラレル信号から複数の出力データを取り出して保
持し並列に出力する記憶回路とを具備したことを特徴と
する信号入力装置を提供する。第7に、本発明は、上記
第1〜第5の信号入力装置において、シリアル通信線か
ら出力データシリアル信号を取り込むシリアルインタフ
ェース回路と、前記取り込んだ出力シリアル信号から複
数の出力データを取り出して保持し並列に出力する記憶
回路とを具備したことを特徴とする信号入力装置を提供
する。第8に、本発明は、上記第6または第7の信号入
力装置において、前記出力データをマトリクス入力装置
へのスキャン信号として出力し、前記マトリクス入力装
置からの入力信号を複数の入力信号とすることを特徴と
する信号入力装置を提供する。
【0031】第9に、本発明は、上記第4または第5の
信号入力装置から出力されたシリアル信号をシリアル通
信線から取り込むシリアルインタフェース回路と、取り
込んだ出力シリアル信号から複数の真正出力を取り出し
て保持し且つROMのもつインタフェースを模擬してデ
ータバスに複数の真正出力をパラレル出力するパラレル
インタフェース回路を具備したことを特徴とする信号通
信装置を提供する。第10に、本発明は、RAMのもつ
インタフェースを模擬してデータバスから出力データパ
ラレル信号を取り込むパラレルインタフェース回路と、
前記取り込んだ出力データパラレル信号から複数の出力
データを取り出し上記第7の信号入力装置に入力するた
めのシリアル信号に変換してシリアル通信線に送出する
シリアルインタフェースを具備したことを特徴とする信
号通信装置を提供する。第11に、本発明は、上記第9
または第10の信号通信装置において、サーボアンプの
通信インタフェースとして使用することを特徴とする信
号通信装置を提供する。
【0032】
【作用】上記第1の信号入力装置は、最新のn(n:2
以上の整数)回のデータをn個の記憶回路に記憶し、そ
れらのデータを一致検出回路で比較し、最新のn回のデ
ータが一致したときに最新のデータを真正出力とする。
従って、複雑なソフトウエアを必要とせずに、接点入力
を数値制御装置に入力することが出来る。また、サンプ
リングクロック回路を制御してサンプリング周期を変更
しながら、第1の記憶回路から第nの記憶回路が記憶し
ているデータを一致検出回路で比較し、不一致を検出す
るようになるサンプリング周期を得て、そのサンプリン
グ周期より所定の余裕分だけ長いサンプリング周期とな
るように前記サンプリングクロック回路をサンプリング
周期調整制御回路で制御する。従って、複雑なソフトウ
エアを必要とせずに、サンプリング周期を自動調整でき
る。
【0033】上記第2の信号入力装置は、前記第1〜n
の記憶回路と前記一致検出回路とからなるデジタルフィ
ルタを複数備えており、それらデジタルフィルタで複数
の入力信号の真正出力を得る。そして、それら複数の真
正出力を、ROMのもつインタフェースを模擬してデー
タバスにパラレル出力する。従って、ROMへのアクセ
スと全く同じように複数の入力信号を読み取ることがで
きる。上記第3の信号入力装置は、前記複数のデジタル
フィルタのいずれかで入力信号の変化があった時に割り
込み信号を発生する。従って、最小の時間遅れで入力信
号の変化を知ることができる。
【0034】上記第4の信号入力装置は、前記第1の記
憶回路と前記一致検出回路とからなるデジタルフィルタ
を複数備えており、それらデジタルフィルタで複数の入
力信号の真正出力を得る。そして、それら複数の真正出
力をシリアルインタフェースでシリアル信号に変換し、
シリアル通信線に送出する。そこで、機械入力I/Fリ
モートとして使用できるが、CPUを必要としないの
で、ハードウエアが安価で簡単になる。また、ソフトウ
エアが簡単になる。上記第5の信号入力装置は、シリア
ル信号の最初と最後を知らせるFLAG、自己の局番お
よびエラーチェックコードを、複数の真正出力に付加し
てシリアル信号とする。これにより、シリアル信号を誤
りなく伝送でき、複数の信号入力装置をチェイン接続で
きるようになる。
【0035】上記第6の信号入力装置は、RAMのもつ
インタフェースを模擬してデータバスから出力データパ
ラレル信号を取り込み、その取り込んだ出力データパラ
レル信号から複数の出力データを取り出し、並列に出力
する。従って、RAMへのアクセスと全く同じように複
数の出力データを出力することができる。上記第7の信
号入力装置は、シリアル通信線から出力データシリアル
信号を取り込み、その取り込んだ出力シリアル信号から
複数の出力データを取り出し、並列に出力する。そこ
で、機械出力I/Fリモートとして使用できるが、CP
Uを必要としないので、ハードウエアが安価で簡単にな
る。また、ソフトウエアが簡単になる。上記第8の信号
入力装置は、前記取り出した出力データをマトリクス入
力装置へのスキャン信号として出力し、マトリクス入力
装置からの入力信号を複数の入力信号とする。そこで、
数値制御装置と操作ボードの通信に使用できるが、CP
Uを必要としないので、ハードウエアが安価で簡単にな
る。また、ソフトウエアが簡単になる。
【0036】上記第9の信号通信装置は、上記第4また
は第5の信号入力装置から出力されたシリアル信号をシ
リアル通信線から取り込み、その取り込んだ出力シリア
ル信号から複数の真正出力を取り出し、ROMのもつイ
ンタフェースを模擬してデータバスにパラレル出力す
る。そこで、数値制御装置と信号通信装置とはパラレル
接続になるが、信号通信装置と信号入力装置とはシリア
ル通信線で接続でき、ハードウエアが安価で簡単になる
と共に、ROMへのアクセスと全く同じように入力信号
を読み取ることができる。上記第10の信号通信装置
は、RAMのもつインタフェースを模擬してデータバス
から出力データパラレル信号を取り込み、その取り込ん
だ出力データパラレル信号から複数の出力データを取り
出し、上記第7の信号入力装置に入力するためのシリア
ル信号に変換し、シリアル通信線に送出する。そこで、
数値制御装置と信号通信装置とはパラレル接続になる
が、信号通信装置と信号入力装置とはシリアル通信線で
接続でき、ハードウエアが安価で簡単になると共に、R
AMへのアクセスと全く同じように出力データを出力す
ることができる。上記第11の信号通信装置は、上記第
9または第10の信号通信装置をサーボアンプの通信イ
ンタフェースとして使用する。これにより、サーボアン
プとの通信と操作ボードとの通信とを同じシリアル通信
線で行なえるため、ハードウエアが安価で簡単になる。
【0037】
【実施例】実施例1.図1は、本発明の実施例1に係る
サンプリング周期自動調整機能付信号入力回路のブロッ
ク図である。図29と同一符号を符したものは、それぞ
れ同一または同効の要素を示している。1073は、入
力信号を認識する入力信号認識手段である。1074
は、第1の記憶手段であり、サンプリング周期毎に、前
記入力信号認識手段1073が認識した信号のデータを
記憶する。1075は、第2の記憶手段であり、サンプ
リング周期毎に、前記第1の記憶手段1074に記憶さ
れているデータを受け取り、記憶する。前記入力信号認
識手段1073、第1の記憶手段1074および第2の
記憶手段1075は、ハードウエアで構成されている。
【0038】1076は、演算手段であり、前記第1の
記憶手段1074に記憶されているデータと前記第2の
記憶手段1075に記憶されているデータとが同一か否
かを判定して、同一である時(つまり、入力信号認識手
段1073が、2回続いて発生するサンプリングにおい
て続けて同一の信号を認識した時)には、真正な入力信
号であるとみなす。一方、同一でない時(つまり、入力
信号認識手段1073が、2回続いて発生するサンプリ
ングにおいて異なる信号を認識した時)に、真正な入力
信号でないとみなす。前記入力信号認識手段1073、
第1の記憶手段1074、第2の記憶手段1075およ
び演算手段1076により、ディジタルフィルタ108
4が構成される。
【0039】1078は、調整モード時に、サンプリン
グ周期を変更するシーケンス回路である。1079は、
サンプリングクロックCLKを作る元となる原クロック
XCLKを発生するクロック発振器である。1080
は、非調整モード時に使用されるNVRAM(不揮発性
RAM)である。1081は、調整モード時に使用され
る分周比設定回路であり、例えばプリセットカウンタで
あるSN74LS193を想定する。このSN74LS
193のプリセット端子には、調整モード時のスタート
分周比(例えば最大の分周比)が入力される。前記NV
RAM1080および分周比設定回路1081は、サン
プリングクロックCLKを作るために原クロックXCL
Kを分周する分周比を設定する役割をもっている。
【0040】1082は、分周器であり、例えばプリセ
ットタウンタであるSN74LS193をダウンモード
で使用するものを想定する。カウント値が零になる度
に、前記NVRAM1080または分周比設定回路10
81の設定値がプリセットされる。1083は、ディジ
タルフィルタ1084を機能させるために必要なクロッ
クCLK,CLK−Dを、原クロックXCLKに同期し
て発生する同期回路である。前記NVRAM1080、
分周比設定回路1081、分周器1082および同期回
路1083が、サンプリングクロック回路1085を構
成する。
【0041】図2は、前記ディジタルフィルタ1084
の回路例を示す回路図である。前記入力信号認識手段1
073は、NOT(NOT GATE )1073で構成され
る。前記記憶手段1074および1075は、フリップ
フロップ1074および1075で構成される。前記演
算手段1076は、EXNOR(EXCLUSIVE NOR G
ATE )10761と、AND(AND GATE)1076
2と、EXOR(EXCLUSIVE OR GATE)10764
と、3入力AND(3入力AND GATE)10766
と、フリップフロップ10763と10765と107
67とから構成される。
【0042】EXNOR10761は、第1の記憶手段
1074の記憶するデータと第2の記憶手段1075の
記憶するデータとを比較し、もし、同一であれば、
“1”を出力する。AND10762は、EXNOR1
0761から“1”が入力されると、CLK信号より1
クロック分遅れたCLK−D信号を通過させ、フリップ
フロップ10763のT端子をトリガする。フリップフ
ロップ10763は、トリガされると、第1の記憶手段
1074に記憶しているデータを記憶し、結果信号とし
て出力する。これが真正信号である。
【0043】一方、第1の記憶手段1074の記憶する
データと第2の記憶手段1075の記憶するデータとが
同一でなければ、EXNOR10761は、AND10
762へ“0”を出力する。AND10762は、EX
NOR10761から“0”が入力されると、CLK−
D信号を通過させず、フリップフロップ10763のT
端子をトリガしない。このため、フリップフロップ10
763は、前から記憶しているデータを出力する。
【0044】EXOR10764は、第1の記憶手段1
074の記憶するデータと第2の記憶手段1075の記
憶するデータとを比較し、もし、同一でなければ、
“1”を出力する。フリップフロップ10765は、E
XOR10764の出力信号を1クロック分遅らせたデ
ータを記憶し、出力する。3AND10766は、EX
OR10764の出力が“1”で且つフリップフロップ
10765のデータが“1”であるときに、CLK−D
信号を通過させ、フリップフロップ10767のT端子
をトリガする。つまり、第1の記憶手段1074の記憶
するデータと第2の記憶手段1075の記憶するデータ
の不一致が2回続いたときに、CLK−D信号を通過さ
せ、フリップフロップ10767のT端子をトリガす
る。フリップフロップ10767は、トリガされると、
“1”を不一致信号として出力し、シーケンス回路10
78からリセット信号を入力されると、“0”を出力す
る。不一致信号の“1”は、サンプリング周期が短すぎ
るということを意味している。
【0045】図3は、前記ディジタルフィルタ1084
の各部の信号を示すタイミングチャートである。入力信
号は、アナログフィルタ1072から入力される信号で
ある。CLK−D信号は、CLK信号を1クロック分遅
らせた信号である。EXNOR信号は、ECNOR10
761の出力信号である。結果信号は、フリップフロッ
プ10763の出力信号である。不一致信号は、フリッ
プフロップ10767の出力信号である。
【0046】図4は、サンプリング周期を変更するシー
ケンス回路1078の動作を説明するフローチャートで
ある。電源ONされると、Step101で、調整モードか否
かチェックする。調整モードでない場合は、Step120
で、分周器1082をリセットし、NVRAM1080
より所定の分周比を分周器1082にプリセットし、分
周器1082のリセットを解除し、分周動作を開始させ
る。調整モードの場合は、Step102で、最大の分周比を
分周比設定回路1081にプリセットする。この最大の
分周比は、全ての接点入力402のチャッタリングを除
去するのに十分なサンプリング周期を与えるような値で
ある。
【0047】Step103で、分周器1082をリセット
し、分周比設定回路1081のデータを分周器1082
にプリセット、分周器1082のリセットを解除し、分
周動作を開始させる。Step104で、接点入力402が数
回動作するために必要な一定時間待つ。Step105で、演
算手段1076から不一致信号“1”が出力されたか判
定する。つまり、第1の記憶手段1074の記憶するデ
ータと第2の記憶手段1075の記憶するデータの不一
致が2CLK以上続いたかを判定する。もし、最大の分
周比で分周されたサンプリングクロックCLKなら、不
一致信号“1”は出力されないので、Step106に進む。
Step106では、分周比設定回路1081のDOWN端子
にパルスを与えて、分周比を下げ、前記Step103に戻
る。このループを何回か繰り返すと、サンプリングクロ
ックCLKの周期は段々短くなり、やがて、不一致信号
“1”の出力が検出されるようになる。すると、Step1
05からStep111に進む。
【0048】Step111では、aを余裕度とするとき、
分周比設定回路1081のデータを(1+a)倍した値
を、分周比設定回路1081に再セットする。(1+
a)倍した数値を分周比設定回路に再セットする方法と
しては、分周比設定回路1081のアップ端子に適当な
数のパルスを入力して行うか、分周比設定回路1081
のプリセット端子を利用して直接プリセットすればよ
い。Step112では、分周器1082をリセットし、分周
比設定回路1081のデータを分周器1082にプリセ
ットし、また同時にNVRAM1080に書き込み、分
周器1082のリセットを解除し、分周動作を開始させ
る。
【0049】図5は、ディジタルフィルタ1084の別
の例を示すブロック図である。このディジタルフィルタ
1084では、図1のディジタルフィルタ1084で2
段であった記憶手段がn段になっている。このディジタ
ルフィルタ1084も、ハードウエアで実現する。
【0050】図6は、図1のサンプリング周期自動調整
機能付信号入力回路をIC化した実施例のブロック図で
ある。1090が、サンプリング周期自動調整機能付信
号入力回路ICであり、1個で64点の接点入力に対応
できる。数値制御装置1を工作機械に適用する場合、小
型機械で接点入力402は64点であるから、64点と
した。ディジタルフィルタ1084は、8個が1セット
になっている。これが8セットあり、トータル64点の
接点入力に対応している。
【0051】1077は、ラッチ回路である。ディジタ
ルフィルタ1084の動作とMPU1011の動作が非
同期のため、ディジタルフィルタ1084の出力が、M
PU1011のリード中に変化する可能性がある。そこ
で、ディジタルフィルタ1084の出力をMPU101
1で直接リードせずに、ラッチ回路1077を介してリ
ードするようにした。ラッチ回路1077は、MPU1
011のリード期間でない期間に、ディジタルフィルタ
1084の出力をラッチする。また、ラッチ回路107
7の出力は、3ステートである。8個のラッチ回路10
77の出力が、データバスに接続されている。
【0052】1086は、前記ラッチ回路1077のい
ずれか1つを有効にし、他をハイインピーダンスにする
デコーダ回路である。シーケンス回路1078Aは、図
1のシーケンス回路1078と同等機能であるが、64
点のディジタルフィルタ1084の不一致信号をORし
て入力するための64OR回路を有している。
【0053】図7に、64点の接点入力とメモリアドレ
スの対応表を示す。Mode欄の“R”はリードを表
す。
【0054】次に、上記IC1090の動作について説
明する。チャタリングをもった接点入力信号は、アナロ
グフィルタ1072で高周波をカットされた後、ディジ
タルフィルタ1084に入力される。ディジタルフィル
タ1084は、前記入力信号からチャタリングを除去
し、真正入力を保持する。この真正入力は、ラッチ回路
1077にラッチされる。ラッチのタイミング信号とし
ては、例えば図2のフリップフロップ10763のトリ
ガとなるCLK−Dの後で、且つ、MPU1011がリ
ードしている期間でない期間の最初のXCLKを用いる
ことが出来る。
【0055】MPU1011が、図7に示すメモリアド
レスにアクセスすると、IC1090に、アドレスA0
〜A2、リード信号RD*、外部のデコーダ(図示せ
ず)でデコードされた信号CS*が入力される。これら
の信号より、デコーダ回路1086は、ラッチ回路10
77の1つを選択し、出力をハイインピーダンスからア
クティヴの状態に変化させる。これにより、当該ラッチ
回路1077の出力がデータバスに出力される。そこ
で、MPU1011は、データバス上のデータを読み込
めばよい。
【0056】以上により、MPU1011は、64点の
接点入力402に対し、64bitのROMへのアクセ
スと全く同じようにアクセスできることが判る。そこ
で、上記信号入力回路の方式を、接点入力ROM方式と
いう。また、上記ICを、接点入力ROMICと呼ぶ。
【0057】実施例2.図8は、本発明の実施例2に係
るサンプリング周期自動調整機能付接点信号入力&出力
回路の構成を示すブロック図である。1090Aは、サ
ンプリング周期自動調整機能付接点信号入力&出力回路
ICであり、1個で64点の接点入力と64点の接点出
力に対応できる。数値制御装置1を工作機械に適用する
場合、小型機械で接点入力402は64点、接点出力4
03は64点であるから、64点とした。
【0058】1087は、図6のシーケンス回路107
8Aとサンプリングクロック回路1085とを合わせた
機能をもっているサンプリングクロック&シーケンス回
路である。1077Aは、接点出力403へのデータを
保持するラッチ回路である。1088は、前記ラッチ回
路1077Aの出力をMPU1011で読み込む際に使
用するバッファである。4031は、ドライバICであ
り、例えばM54522のようなダーリントントランジ
スタアレイを想定する。
【0059】図8に、64点の接点入力と、64点の接
点出力と、メモリアドレスの対応表を示す。接点出力の
アドレスは、$8〜F番地に割り付けられている。Mo
de欄の“W/R”はライト/リードを表す。
【0060】次に、上記IC1090Aの動作について
説明する。接点信号入力に関しては、図6の接点入力R
OMIC1090と全く同じである。接点信号出力に関
しては、次のようになる。MPU1011が、例えば$
9番地の接点出力#11〜#18を書き換えたいとす
る。この場合、図26のワークRAM1014に接点出
力のイメージの表を持っているので、この表の$9番地
に相当するメモリ内容を読み出し、その値を$9番地に
ライトすればよい。また、$9番地をリードすれば、#
11〜#18の接点出力の現在値(実際には、ラッチ1
077Aの出力値)が分かる。このエコーバック機能を
利用すれば、IC1090Aの出力機能が正しく動作し
ているかをセルフチェックすることが出来る。
【0061】以上により、MPU1011は、64点の
接点出力403に対し、64bitのRAMへのアクセ
スと全く同じようにアクセスできることが判る。そこ
で、上記接点信号入力&出力回路の方式を、接点入出力
RAM方式という。また、上記ICを、接点入出力RA
MICと呼ぶ。
【0062】なお、上記実施例2では、接点出力のエコ
ーバックに専用のバッファ回路1088を使用したが、
この代わりに、接点出力への信号をディジタルフィルタ
1084に入力してやれば、出力機能と同時に入力機能
のセルフチェックを行うことが出来る。但し、この場
合、接点入出力RAMIC1090Aに、セルフチェッ
クモードであるか否か判定するための端子を追加し、接
点入力とエコーバック入力をマルチプレクサで切り換え
る必要がある。
【0063】実施例3. 図10は、本発明の実施例3に係るサンプリング周期自
動調整機能付接点信号入力&出力回路の構成を示すブロ
ック図である。1090Bが、接点入出力RAMICで
ある。402Aは、高速接点入力であり、#1のディジ
タルフィルタ1084の8つの入力がこれになってい
る。1091は、コマンドレジスタである。端子C/D
がハイレべルになると、このコマンドレジスタ1091
が選択される。前記高速接点入力402Aは、トランジ
スタ等の無接点出力であり、チャタリングが無いため、
アナログフィルタ1072の必要はない。また、高速接
点入力402Aは、いわゆるスキップ入力であり、計測
等に使用され、一刻も早くMPU1011に知らせる必
要があるから、MPU1011に割り込みをかけてい
る。このような動作の制御を、コマンドレジスタ109
1が受け持っている。1092は、ラッチ&割り込み発
生回路であり、前記実施例1,2のラッチ回路1077
の機能に加えて、8つの入力信号中のいずれかが入力さ
れると割り込みを発生する機能を有している。1087
Aは、サンプリングクロック&シーケンス回路であり、
実施例2のサンプリングクロック&シーケンス回路10
87の機能に加えて、サンプリングクロックを原クロッ
クXCLKにする機能を有している。サンプリングクロ
ックを原クロックXCLKにすることは、ディジタルフ
ィルタ1084をOFFにするのと等価である。
【0064】図11に、64点の接点入力と、64点の
接点出力と、コマンドレジスタ1091と、C/D信号
と、メモリアドレスと、信号の意味の対応表を示す。C
/D信号=“1”で、コマンドレジスタ1091のアド
レスは、$0〜7番地に割り付けられている。Mode
欄の“W”はライトを表す。なお、この接点入出力RA
MIC1090Bでは、8点毎に独立にサンプリング周
期を設定するため、調整モードは、端子ではなく、コマ
ンドレジスタ1091に含めた。
【0065】次に、上記接点入出力RAMIC1090
Bの動作について説明する。接点信号入力および出力に
関しては、図8の接点入出力RAMIC1090Aと全
く同じである。高速接点信号入力に関しては、次のよう
になる。MPU1011は、C/D端子をハイレベルに
し、且つ、$0番地にアクセスし、そのbit1とbi
t2を“1”の状態にする。これは、図11に示すよう
に、ディジタルフィルタ1084をOFFとし、割り込
みをイネーブルにするコマンドである。この状態のと
き、スキップ入力は、サンプリングクロックが原クロッ
クXCLKになっているため、ディジタルフィルタ10
84を実質的にスルーで通り、ラッチ&割り込み発生回
路1092に渡される。ラッチ&割り込み発生回路10
92は、割り込みがイネーブルであるため、割り込みを
発生する。この割り込みにより、MPU1011は、割
り込みルーティンでラッチ&割り込み発生回路1092
のラッチ出力をリードする。
【0066】スキップ入力でなく、A/Dコンバータな
どの割り込みが不要の入力を高速接点入力に使用する場
合は、MPU1011は、C/D端子をハイレベルに
し、且つ、$0番地にアクセスし、そのbit1を
“1”とし、bit2を“0”の状態にする。これは、
図11に示すように、ディジタルフィルタ1084をO
FFとし、割り込みをディスエーブルにするコマンドで
ある。
【0067】実施例4.図12は、本発明の実施例4に
係る機械入出力I/Fホスト107と機械入出力I/F
リモート404の接続図である。なお、実施例4に関係
しない部分は図示を省略している。1台の機械入出力I
/Fホスト107に、8台の機械入出力I/Fリモート
404が接続されている。402BはA/D変換器、4
03AはD/A変換器である。
【0068】図13は、機械入出力I/Fリモート40
4の詳細図である。1100は、機械入出力I/Fリモ
ートICであり、機械入出力I/Fリモート404の主
要機能をIC化したものである。1095は、双方向シ
リアルI/Fであり、機械入出力I/Fホスト107と
接続され、シリアルデータの送受信を行う。
【0069】1103は、マルチプレクサである。10
93は、P/S変換回路であり、パラレル/シリアル変
換回路、FLAGや相手側局番やCRCの挿入回路、デ
ータとクロックを混合する回路などからなるHDLC送
信用の回路ブロックである。1099Aはシリアルデー
タの先頭を示すFLAG、1099Bは機械入出力I/
Fリモート404の#1〜#8に対応する局番、109
9Cは通信時にエラーが発生したかどうか判別するため
のCRCである。
【0070】1094は、S/P変換回路であり、シリ
アル/パラレル変換回路、FLAG識別回路、局番識別
回路、CRCエラー判別回路などからなるHDLC受信
用の回路ブロックである。1097は、前記S/P変換
回路1094で8bitのパラレルデータに変換された
データを、8つのラッチ回路1077に、次々と送るた
めのシフトレジスタである。1098は、実施例3と同
様のコマンドレジスタである。1096は、クロックと
データの混合した受信シリアルデータよりクロック部分
を分離するクロック分離回路である。機械入出力I/F
リモートIC1100では、この分離したクロックを使
用する。1087Bは、実施例3と同様のサンプリング
クロック&シーケンス回路である。
【0071】図14は、機械入出力I/Fホスト107
の詳細図である。1110は、機械入出力I/Fホスト
ICであり、機械入出力I/Fホスト107の主要機能
をIC化したものである。1095は、双方向シリアル
I/Fであり、機械入出力I/Fリモート404と接続
され、シリアルデータの送受信を行う。
【0072】1093は、P/S変換回路であり、パラ
レル/シリアル変換回路、FLAGや相手側局番やCR
Cの挿入回路、データとクロックを混合する回路などか
らなるHDLC送信用の回路ブロックである。1099
Aはシリアルデータの先頭を示すFLAG、1099B
は機械入出力I/Fリモート404の#1〜#8に対応
する局番、1099Cは通信時にエラーが発生したかど
うか判別するためのCRCである。
【0073】1101は、送信用レジスタファイルであ
り、図12の8個の機械入出力I/Fリモート404に
対応して、8個ある。各々の送信用レジスタファイル1
101には、図13の機械入出力I/FリモートIC1
100の8個のラッチ回路1077Aおよびコマンドレ
ジスタ1098に対応して、8個のラッチ回路1077
およびコマンドレジスタ1102がある。また、8個の
ラッチ回路1077およびコマンドレジスタ1102の
いずれかを選択するためのマルチプレクサ1111を有
している。1103は、8個の送信用レジスタファイル
1101のいずれかを選択するためのマルチプレクサで
ある。
【0074】1104は、受信用レジスタファイルであ
り、図12の8個の機械入出力I/Fリモート404に
対応して、8個ある。各々の受信用レジスタファイル1
104には、図13の機械入出力I/FリモートIC1
100の8個のラッチ回路1077に対応して、8個の
ラッチ回路1077がある。
【0075】1094Aは、S/P変換回路であり、シ
リアル/パラレル変換回路、FLAG識別回路、局番識
別回路、CRCエラー判別回路などからなるHDLC受
信用の回路ブロックである。1097は、前記S/P変
換回路1094Aで8bitのパラレルデータに変換さ
れたデータを、8つのラッチ回路1077に、次々と送
るためのシフトレジスタである。1086Aは、前記送
信用レジスタファイル1101および前記受信用レジス
タファイル1104のラッチ回路1077のいずれか1
つを有効にし、他をハイインピーダンスにするデコーダ
回路であり、CPU101で制御される。
【0076】図15は、機械入出力I/FホストIC1
110のアドレスマップである。図16、図17は、通
常モードでの送信データとコマンドモードでの送信デー
タを表すタイムチャートである。図18は、受信データ
を表すタイムチャートである。図19は、送受信のデー
タの一例を表すタイムチャートである。
【0077】次に、数値制御装置1から機械入出力I/
Fリモート404への出力動作について説明する。数値
制御装置1のCPU101は、図15のアドレスマップ
に従い、機械入出力I/Fリモート#1の接点出力#1
〜#8から#71〜#78までの64点の接点出力に出
力したいデータを、$8〜F番地にライトする。また、
機械入出力リモート#2の接点出力#1〜#8から#7
1〜#78までの64点の接点出力に出力したいデータ
を、$18〜1F番地にライトする。以下同様に、機械
入出力リモートの接点出力に出力したいデータを、該当
する番地にライトする。すると、これらのデータは、図
14の送信用レジスタファイル1101のラッチ回路1
077に書き込まれる。
【0078】送信用レジスタファイル1101のラッチ
回路1077に書き込まれた64点×8接点出力のデー
タ(64Byte分)は、図16の送信データ(通常モ
ード)のタイムチャートに従って送信される。すなわ
ち、機械入出力I/FホストIC1110内部の制御回
路(図示せず)に従い、リフレッシュ周期中に、マルチ
プレクサ1103は、送信用レジスタファイル#1〜#
8を選択する。また、選択された送信用レジスタファイ
ル1101のMPX1111は、ラッチ回路#7〜#0
を順に選択する。MPX1111で順に選択されたラッ
チ回路#7〜#0のデータ(図16のC列)は、P/S
変換回路1093に送り込まれ、ここでFLAG109
9A、局番1099B、CRC1099Cを付加され、
パケット(図16のB列)に変換される。かくして、機
械入出力I/Fリモート#1〜#8へのパケット(図1
6のB列)が並んだシリアルデータ(図16のA列)が
生成される。このシリアルデータ(図16のA列)は、
双方向シリアルI/F1095を通って、図12の機械
入出力I/Fリモート#1〜#8に送信される。
【0079】機械入出力I/Fリモート404では、送
信されてきたシリアルデータ(図16のA列)が、図1
3の双方向シリアルI/F1095を通って、機械入出
力I/FリモートIC1100に入力される。そして、
S/P変換回路1094に入力される。S/P変換回路
1094は、シリアルデータ(図16のA列)のFLA
G、局番、CRCから判定して、自分の局番のパケット
(図16のB列)のみを取り出す。そして、そのパケッ
ト(図16のB列)のデータ(図16のC列)を取り出
して、8bit×8個のパラレルデータに変換し、シフ
トレジスタ1097に順に送る。シフトレジスタ109
7は、8bit×8個のデータを保持した後、通常モー
ドであるため、ラッチ回路#7〜#0に引き渡す。ラッ
チ回路1077Aは、ドライバ4031を介して、接点
出力403へ値を出力する。
【0080】数値制御装置1から機械入出力I/Fリモ
ート#1〜#8へのコマンドの送信動作は、図17に示
すタイムチャートを用いるが、実質的には前述の数値制
御装置1から機械入出力I/Fリモート#1〜#8への
出力動作と同様にして行われる。機械入出力I/Fリモ
ート404では、送信されてきたコマンドをコマンドレ
ジスタ1098にラッチし、サンプリングクロック&シ
ーケンス回路1087Bに入力する。
【0081】次に、機械入出力I/Fリモート#1〜#
8から数値制御装置1への入力動作について説明する。
図13の64点の接点入力#1〜#8から#71〜#7
8は、ディジタルフィルタ#1〜8から#71〜#78
でサンプリングされる。サンプリング周期はサンプリン
グクロック&シーケンス回路1087Bにより決められ
るが、図17のD列に示すコマンドにより、8個の接点
入力毎に、調整モード、フィルタOFF、マニュアル設
定等の制御が可能になっている。ディジタルフィルタ#
1〜8から#71〜#78でサンプリングされたデータ
は、ラッチ回路#0〜#7にラッチされる。ラッチ#0
〜#7の出力は、図18のC列に示すように、ラッチ回
路#7〜#0の順にマルチプレクサ1103で選択さ
れ、P/S変換回路1093に入力される。
【0082】P/S変換回路1093は、FLAG10
99A、局番1099B、CRC1099Cを付加して
パケット(図18のB列)を生成する。そして、そのパ
ケット(図18のB列)を、双方向シリアルI/F10
95を介して、シリアルBUSに送出する。ただし、図
18のA列に示すように、リフレッシュ周期を8分割し
て各機械入出力I/Fリモート#1〜#8に割り当てて
おり、各機械入出力I/Fリモート404は、自己に割
り当てられた期間にパケット(図18のB列)を送出す
る。
【0083】シリアルBUSに送出されたシリアルデー
タ(図18のA列)は、図14の双方向シリアルI/F
1095を通って、機械入出力I/FホストIC111
0のS/P変換回路1094Aに入力される。S/P変
換回路1094Aは、シリアルデータ(図18のA列)
を各機械入出力I/Fリモート#1〜#8のパケット
(図18のB列)に分解し、そのFLAG、局番、CR
Cをチェックする。次に、各パケットを8bitごとの
パラレルデータに変換し、シフトレジスタ1097に送
る。シフトレジスタ1097は、8bit×8個のデー
タを保持した後、順に受信用レジスタファイル#1から
#8のラッチ回路#0〜#7に引き渡す。ラッチ回路1
077のラッチしているデータは、データバスを介し
て、CPU101によりリードされる。
【0084】なお、図14のラッチ回路1077の出力
を、適当なタイミングで、マルチプレクサ1103に入
力すれば、エコーバック機能が可能になる。また、図1
6〜図18では、送信データ、受信データがあたかも連
続して送られているように図示されているが、実際に
は、データが衝突しないように、例えば図19のように
交互に送信/受信が繰り返される。この制御は、機械入
出力I/FホストIC1110および機械入出力I/F
リモートIC1100の内部の制御回路(図示せず)に
より行われる。
【0085】以上により、CPU101のMPU101
1は、機械入出力I/Fホスト107のレジスタファイ
ル1001、1104をリード/ライトすることで、離
れた場所に置かれた機械入出力I/Fリモート404に
接続される接点入力402、接点出力403に対して、
RAMへのアクセスと全く同じようにアクセスできるこ
とが判る。そこで、上記接点信号入力&出力回路の方式
を、接点入出力リモートRAM方式という。
【0086】実施例5.図20は、本発明の実施例5に
係る機械入出力I/Fホスト107と操作ボード入出力
I/F2010と機械入出力I/Fリモート404の接
続図である。なお、実施例5に関係しない部分は図示を
省略している。操作ボード入出力I/F2010によ
り、数値制御装置1と操作ボード20とが接続されてい
る。
【0087】図21は、操作ボード入出力I/F201
0のブロック図である。1100Aは、操作ボード入出
力I/FICである。この操作ボード入出力I/FIC
1100Aは、機械入出力I/FリモートIC1100
を一部変更して、キーボードのようなスキャンタイプの
入力装置の自動スキャンによる入力を可能にしたもので
ある。2000は、NC操作ボードのアルファベットキ
ーのようなキーボードマトリックスである。キーボード
マトリックス2000の部分拡大図を図22に示す。図
22で、2005は、縦と横の交わる所に取り付けられ
るスイッチである。2002は、キーボードマトリック
ス2000より出力される8bitデータ信号である。
2003は、分周器であり、クロック分離回路1096
により分離されたクロックを分周し、キーボードをスキ
ャンするのに適した周波数のクロックを生成する。20
04は、デコーダであり、前記分周器2003からのク
ロックに同期してbit0からbit7を1bitだけ
順に“0”にする8bitのスキャン信号2001を発
生する。
【0088】次に、動作について説明する。図23は、
図17のD列に相当するコマンドを表す図である。スキ
ャンモードにするかどうか決めるためのbitとして、
bit7を使用する。コマンドのbit7を“1”にす
ると、当該コマンドに対応する8点の接点入力と8点の
接点出力が、キーボードスキャンのために使用される。
すなわち、スキャンモードに設定されると、マルチプレ
クサ1103は、デコーダ2004の8bitのスキャ
ン信号2001をキーボードマトリックス2000の縦
の列0〜7に与える。各スキャン信号2001に対し
て、キーボードマトリックス2000から、8bitデ
ータ信号が出力される。例えば、縦の1列目と横の5行
目が交わる所のスイッチ2005が押されたとすれば、
bit1を“0”にしたスキャン信号2001に対応し
た8bitデータ信号のbit5が“0”になる。8b
itデータ信号は、ディジタルフィルタ1084に入力
される。なお、サンプリングクロックは、スキャンモー
ドの場合、分周器2003の出力を利用して作られる。
上記以外の動作は、実施例4と同じであるため説明を省
略する。
【0089】なお、図27の操作ボード20において、
スキャンタイプのスイッチは、アルファベットキー20
2およびテンキー203である。残りのメニューキー2
04、メカニカルスイッチ206は、通常タイプの接点
入力として扱う。ランプ207は、接点出力として
う。表示画面201へのビデオ信号は、従来と同じく、
操作ボードI/F104より出力されるものとする。
【0090】上記実施例では、操作ボード入出力I/F
2010が1台で操作ボード20が1台としたが、大型
の工作機械にみられるように数値制御装置1台に操作ボ
ード20が2台接続されるシステムでも、操作ボード入
出力I/F2010を2台にすれば、同様に対応でき
る。
【0091】実施例6. 図24は、本発明の実施例6に係る機械入出力I/Fホ
スト107と操作ボード入出力I/F2010とサーボ
AMP30と機械入出力I/Fリモート404の接続図
である。なお、実施例6に関係しない部分は図示を省略
している。機械入出力I/Fホスト107に使用する機
械入出力I/FホストIC1110(図14)は、送信
用レジスタファイル1101#1〜#8と受信用レジス
タファイル1104#1〜#8の容量ではサーボAMP
30のインタフェースとしては不足であるため、容量U
Pする。つまり、送信用レジスタファイル1101#1
〜#8に含まれるラッチ1077の数を増やし、受信用
レジスタファイル#1〜#8に含まれるラッチ1077
の数を増やし、図16の送信データのC列のデータ量と
図18の受信データのC列のデータ量を増やす。また、
機械入出力I/FホストIC1110は、サーボAMP
30の通信I/F回路307(図28)としても使用す
る。但し、この場合、ホストとして機能させない様にす
るものとする。つまり、送信用レジスタファイル110
1の#1のみ生かし、#2〜#8は使用しないものとす
る。また、コマンドレジスタ1102も使用しないもの
とする。受信用レジスタファイル1104についても、
#1のみ生かすものとする。
【0092】このように構成すれば、操作ボード入出力
I/F2010、複数の機械入出力I/Fリモート40
4、複数のサーボAMP30を、1本のシリアルライン
で接続できる。しかも、数値制御装置のMPU1011
より見て、操作ボード入出力I/F2010、複数の機
械入出力I/Fリモート404、複数のサーボAMP3
0へのアクセスを、あたかもメモリへのアクセスである
かのように実行することが出来る。
【0093】
【発明の効果】本発明によれば、次の効果が得られる。 (1)請求項1の発明では、複雑なソフトウエアを必要
とせずに、接点入力を数値制御装置に入力することが出
来る。また、複雑なソフトウエアを必要とせずに、サン
プリング周期を自動調整できる。 (2)請求項2の発明では、ROMへのアクセスと全く
同じように複数の入力信号を読み取ることができる。 (3)請求項3の発明では、最小の時間遅れで入力信号
の変化を知ることができる。 (4)請求項4の発明では、機械入力I/Fリモートと
して使用でき、CPUを必要としないので、ハードウエ
アが安価で簡単になる。また、ソフトウエアが簡単にな
る。 (5)請求項5の発明では、シリアル信号を誤りなく伝
送でき、複数の信号入力装置をチェイン接続できるよう
になる。 (6)請求項6の発明では、RAMへのアクセスと全く
同じように複数の出力データを出力することができる。 (7)請求項7の発明では、機械出力I/Fリモートと
して使用でき、CPUを必要としないので、ハードウエ
アが安価で簡単になる。また、ソフトウエアが簡単にな
る。 (8)請求項8の発明では、数値制御装置と操作ボード
の通信に使用でき、CPUを必要としないので、ハード
ウエアが安価で簡単になる。また、ソフトウエアが簡単
になる。 (9)請求項9の発明では、信号通信装置と信号入力装
置をシリアル通信線で接続でき、ハードウエアが安価で
簡単になる。また、ROMへのアクセスと全く同じよう
に入力信号を読み取ることができる。 (10)請求項10の発明では、信号通信装置と信号入
力装置とをシリアル通信線で接続でき、ハードウエアが
安価で簡単になる。また、RAMへのアクセスと全く同
じように出力データを出力することができる。 (11)請求項11の発明では、サーボアンプとの通信
と操作ボードとの通信とを同じシリアル通信線で行なえ
るため、ハードウエアが安価で簡単になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1に係る信号入力回路の構成を
示すブロック図である。
【図2】ディジタルフィルタの回路図である。
【図3】図2のディジタルフィルタの動作を説明するタ
イミングチャートである。
【図4】図1の信号入力回路のサンプリング周期の調整
動作を説明するフローチャートである。
【図5】ディジタルフィルタの別の例を示すブロック図
である。
【図6】図1の信号入力回路を応用した接点入力ROM
ICのブロック図である。
【図7】図6の接点入力ROMICのアドレス図であ
る。
【図8】本発明の実施例2に係る接点入出力RAMIC
のブロック図である。
【図9】図8の接点入力RAMICのアドレス図であ
る。
【図10】本発明の実施例3に係る接点入出力RAMI
Cのブロック図である。
【図11】図10の接点入力RAMICのアドレス図で
ある。
【図12】本発明の実施例4に係る機械入出力I/Fホ
ストと機械入出力I/Fリモートの接続図である。
【図13】本発明の実施例4に係る機械入出力I/Fリ
モートICを示すブロック図である。
【図14】本発明の実施例4に係る機械入出力I/Fホ
ストICのブロック図である。
【図15】図14の機械入出力I/FホストICのアド
レス図である。
【図16】通常モードでの送信データを表すタイムチャ
ートである。
【図17】コマンドモードでの送信データを表すタイム
チャートである。
【図18】受信データを表すタイムチャートである。
【図19】送受信のデータの一例を表すタイムチャート
である。
【図20】本発明の実施例5に係る機械入出力I/Fホ
ストと操作ボード入出力I/Fと機械入出力I/Fリモ
ートの接続図である。
【図21】本発明の実施例5に係る操作ボード入出力I
/Fのブロック図である。
【図22】キーボードマトリックスの部分拡大図であ
る。
【図23】図17のD列に相当するコマンドを表す説明
図である。
【図24】本発明の実施例6に係る機械入出力I/Fホ
ストと操作ボード入出力I/FとサーボAMPと機械入
出力I/Fリモートの接続図である。
【図25】数値制御装置と数値制御装置により制御され
る機械や数値制御装置に接続される主要な装置の一般的
な構成を説明するブロック図である。
【図26】数値制御装置のCPUの一般的な内部構成を
説明するブロック図である。
【図27】操作ボードの一般的な外形図である。
【図28】サーボAMPの一般的な内部構成を説明する
ブロック図である。
【図29】従来の信号入力回路のブロック図である。
【図30】従来の信号入力回路の機能を説明するフロー
チャートである。
【図31】数値制御装置と数値制御装置により制御され
る機械や数値制御装置に接続される主要な装置の一般的
な構成の他の例を説明するブロック図である。
【符号の説明】
1 数値制御装置 10 制御ユニット 101 CPU 1011 MPU 1017 割込み制御回路 104 操作ボードI/F 105 サーボI/F 107 機械入出力I/Fホスト 1071 抵抗 1072 アナログフィルタ 1073 入力信号認識手段 1073A 入力信号認識手段 1074 第1の記憶手段 10741〜1074n 記憶手段 1074A 第1の記憶手段 1075 第2の記憶手段 1075A 第2の記憶手段 1076 演算手段 10761 EXNOR 10762 AND 10763 フリップフロップ 10764 EXOR 10765 フリップフロップ 10766 3AND 10767 フリップフロップ 1076A 演算手段 1077 ラッチ回路 1077A ラッチ回路 1078 シーケンス回路 1078A シーケンス回路 1079 クロック発振器 1080 NVRAM 1081 分周比設定回路 1082 分周器 1083 同期回路 1084 ディジタルフィルタ 1085 サンプリングクロック回路 1086 デコーダ回路 1086A デコーダ回路 1087 サンプリングクロック&シーケンス回路 1087A サンプリングクロック&シーケンス回路 1087B サンプリングクロック&シーケンス回路 1089 出力回路 1090 接点入力ROMIC 1090A 接点入出力RAMIC 1091 コマンドレジスタ 1092 ラッチ&割り込み発生回路 1093 P/S変換回路(HDLC送信) 1094 P/S変換回路(HDLC受信) 1094A P/S変換回路(HDLC受信) 1095 双方向シリアルI/F 1096 クロック分離回路 1097 シフトレジスタ 1098 コマンドレジスタ 1099A FLAG 1099B 局番 1099C CRC 1100 機械入出力I/FリモートIC 1100A 機械入出力I/FリモートIC 1101 送信用レジスタファイル 1102 コマンドレジスタ 1103 マルチプレクサ 1104 受信用レジスタファイル 20 操作ボード 2000 キーボードマトリックス 2001 8bitスキャン信号 2002 8bitデータ信号 2003 分周器 2004 デコーダ 2005 スイッチ 201 表示画面 202 アルファベットキー 203 テンキー 30 サーボAMP 301 MPU 306 制御回路 307 通信I/F回路 308 電流検出回路 40 機械 402 接点入力 402A 高速接点入力 402B A/D変換器 403 接点出力 4031 ドライバ 403A D/A変換器 404 機械入出力I/Fリモート 51 RSー232/422入出力機器 52 2次メモリ 53 計算機 54 シーケンサ 55 Network上の各種機器

Claims (11)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 サンプリング周期を変更可能にサンプリ
    ングクロックを出力するサンプリングクロック回路と、
    入力信号をサンプリング周期毎にサンプリングしてその
    データを記憶する第1の記憶回路と、i=2、…、nで
    n≧2のとき第(i−1)の記憶回路の記憶しているデ
    ータをサンブリング周期毎に記憶する第iの記憶回路
    と、前記第1の記憶回路から第nの記憶回路が記憶して
    いるデータの一致を検出する一致検出回路と、一定クロ
    ック数以上のデータの不一致が発生しないサンプリング
    周期からサンプリング周期を徐々に短くしていき、一定
    クロック数の不一致を検出することによりサンプリング
    周期が不適切であることを検知する不一致検出回路と、
    その不一致検出回路で一定クロック数以上のデータの不
    一致が検出されるようになるサンブリング周期より所定
    の余裕分だけ長いサンブリング周期となるように前記サ
    ンブリングクロック回路を制御するサンブリング周期調
    整制御回路とを具備し、前記一致検出回路でデータの一
    致を検出したときの前記記億回路のデータを真性出力と
    することを特徴とする信号入力装置。
  2. 【請求項2】 前記第1〜nの記憶回路と前記一致検出
    回路とからなるデジタルフィルタを複数の入力信号に対
    応して複数具備すると共に、ROMのもつインタフェー
    スを模擬してデータバスに複数の真正出力をパラレル出
    力するパラレルインタフェース回路を具備したことを特
    徴とする請求項1に記載の信号入力装置。
  3. 【請求項3】 前記パラレルインタフェース回路は、複
    数のデジタルフィルタのいずれかで入力信号の変化があ
    った時に割り込み信号を発生することを特徴とする請求
    項2に記載の信号入力装置。
  4. 【請求項4】 前記第1〜nの記憶回路と前記一致検出
    回路とからなるデジタルフィルタを複数の入力信号に対
    応して複数具備すると共に、複数の真正出力をシリアル
    信号に変換してシリアル通信線に送出するシリアルイン
    タフェースを具備したことを特徴とする請求項1に記載
    の信号入力装置。
  5. 【請求項5】 前記シリアルインタフェースは、シリア
    ル信号の最初と最後を知らせるFLAG、自己の局番お
    よびエラーチェックコードを、複数の真正出力に付加し
    てシリアル信号とすることを特徴とする請求項4に記載
    の信号入力装置。
  6. 【請求項6】 RAMのもつインタフェースを模擬して
    データバスから出力データパラレル信号を取り込むパラ
    レルインタフェース回路と、前記取り込んだ出力データ
    パラレル信号から複数の出力データを取り出して保持し
    並列に出力する記憶回路とを具備したことを特徴とする
    請求項1から請求項5のいずれかに記載の信号入力装
    置。
  7. 【請求項7】 シリアル通信線から出力データシリアル
    信号を取り込むシリアルインタフェース回路と、前記取
    り込んだ出力シリアル信号から複数の出力データを取り
    出して保持し並列に出力する記憶回路とを具備したこと
    を特徴とする請求項1から請求項5のいずれかに記載の
    信号入力装置。
  8. 【請求項8】 前記出力データをマトリクス入力装置へ
    のスキャン信号として出力し、前記マトリクス入力装置
    からの入力信号を複数の入力信号とすることを特徴とす
    る請求項6または請求項7に記載の信号入力装置。
  9. 【請求項9】 請求項4または請求項5に記載の信号入
    力装置から出力されたシリアル信号をシリアル通信線か
    ら取り込むシリアルインタフェース回路と、取り込んだ
    出力シリアル信号から複数の真正出力を取り出して保持
    し且つROMのもつインタフェースを模擬してデータバ
    スに複数の真正出力をパラレル出力するパラレルインタ
    フェース回路を具備したことを特徴とする信号通信装
    置。
  10. 【請求項10】 RAMのもつインタフェースを模擬し
    てデータバスから出力データパラレル信号を取り込むパ
    ラレルインタフェース回路と、前記取り込んだ出力デー
    タパラレル信号から複数の出力データを取り出し請求項
    7に記載の信号入力装置に入力するためのシリアル信号
    に変換してシリアル通信線に送出するシリアルインタフ
    ェースを具備したことを特徴とする信号通信装置。
  11. 【請求項11】 サーボアンプの通信インタフェースと
    して使用することを特徴とする請求項9または請求項1
    0に記載の信号通信装置。
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