KR840001218B1 - 프로그램 가능 순차 제어기 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

프로그램 가능 순차 제어기

제1도는 수치 제어장치의 지령에 의해 동작이 제어되는 기계요소의 일예를 나타내는 주축의 정방향 회전, 역방향회전 및 정지동작을 설명하는데 유용한 래더도.

제2도는 종래의 프로그램 가능 순차 제어기의 블럭도.

제3도는 본 발명에 따른 프로그램 가능순차 제어기의 블록도.

제4도는 순차회로의 래더도의 일예.

제5도는 제3도에 있는 제어기의 순차 기능들이 연산 코오드와 피연산 함수를 이용하면서 프로그램이 된 순차 프로그램의 일예.

제6도는 피연산함수로써 사용되는 부호와 데이터 기억부에 기억되는 위치사이의 대응관계를 기억하는 테이블의 일예.

제7도는 제2 및 3도에 보인 데이터 입출력 장치의 비교적 상세히 예시한 도면.

본 발명은 수치제어 장치와, 공작기계 또는 로보트와 같은 기계사이에 배설된 프로그램 가능순차 제어기에 관한 것으로써, 특히 데이터 입출력 장치를 통해 공작기계에 입출력되는 데이터를 기억하는데 채턱된 일시기억회로 내에 기억된 데이터를 표시하고, 상기 일시 기억회로에 외부장치로부터의 소정 수치값을 기억하도록된 프로그램가능 순차제어기에 관한 것이다.

수치제어 시스템은 조작반을 합병하고 있는 수치제어 장치로부터의 지령에 의해 공작기계, 로보트 및 다른 장치내의 각종 기계요소가 제어되도록한다. 이러한 수치제어 시스템에서는 수치제어장치 지령을 각 기계요소에 전달하기 위해 수치제어장치(이하 NC라 칭함)와 기계사이에 회로를 구성하는 것이 필요하다. 종래에는 다수의 계전기를 구비한 강전회로를 구비하여 이 문제를 해결하였는데, M 기능명령, S기능 명령 및 조작반의 명령 등과 같은 NC지령에 의해 계전기가 작동되었다. 그러나 이러한 종래의 설비는 부피가 큰 수치제어장치를 합병하고 있으며, 동작이 복잡한 많은 계전기를 필요로 하여 가격이 높고 신뢰성이 감퇴되는 결과를 초래하였다.

상술한 설비의 문제점을 개선하기 위해 제시된 시스템으로써 프로그램 가능 순차제어기를 사용하여 계전기의 기능을 수행하는 것이었다. 즉, NC와 기계사이의 신호들 처리가 프로그램방법에 의해 프로그램 가능 순차 제어기로 해결되므로써 시스템의 대형화 및 동작의 복잡성 문제들이 가격의 상승없이 해결될 수 있다. 이러한 설비는 기계와 입출력되는 데이터를 표시하는 것을 구비하므로서 동작상태가 확실히 간단하게되며 또한 외부장치로부터 데이터가 쉽게 입력된다. 그럼에도 불구하고 종래의 프로그램 가능 순차 제어기는 표시장치 및 제어기와 별도로 구비된 데이터 설정장치와 같은 주변장치를 부지하고 있기 때문에 가격의 상승과 크기의 대형화를 피할수 없었다.

본 발명의 목적은 크기가 소형이며 가격이 싼 프로그램 가능 순차제어기를 제공하는데 있다.

이러한 본 발명의 목적을 수행하기 위해 표시장치와 수치제어장치의 수동데이터 입력수단이 기계와 입출력되는 데이터를 표시하고 외부에서 들어오는 데이터를 입력하기 위해 사용되므로써 프로그램 가능 순차제어기상에 별도로 표시장치와 데이터 설정장치를 사용할 필요가 없다.

본 발명의 다른 특징과 이점은 첨부 도면과 함께 취해진 하기 설명에 의해 명백해 질 것이다.

제1도에서

와

는 계전기의 접촉상태를 나타낸 것으로,

는 개방 상태,

는 단락 상태를 나타낸 것이다. 계전기(MF)는 NC형 등으로부터 M기능 (보조기능)명령이 판독된 때 작동한다.

M28에서 M11까지의 코오드 신호용 계전기 가운데 M11,M12는 계전기(MF)와 함께 NC의 출력인 MO3 지령에 대한 응답으로 동작된다. M3X는 정방향 주축회전 지령 MO3 등에 의해 작동되는 계전기이다. M4X는 역방향 주축회전 지령 MO4 등에 의해 작동되는 계전기이다. M5X는 주축정지 지령 MO5등에 의해 작동되는 계전기이다. 조작반이 자동모드일때는 계전기(AUT)가 작동하고, 수동모드일때는 계전기(MAN)가 작동된다. SPCW와 SPCCW는 각각 기계측에서 정방향 주축 회전과 역방향 주축회전출력을 입력하는 계전기를 나타낸다.

일예로서 NC에서 자동 모드로 정방향 회전지령 MO3이 출력(계전기 AUT가 작동)한다고 가정하면 그 응답으로 계전기 MF,M11과 M12가 동작하고 계전기 M14,M18,.....M28는 작동하지 않으며 계전기 M3X가 동작된다. 결과적으로 주축이 역방향에서 회전하고 있지 않으면 계전기 SPCW가 작동되며 기계측에서 장방향 주축회전 지령이 입력된다. 지금 조작반에 있는 수동 자동 절환스위치가 수동측에 절환되어 수동 모드가 수립되고(계전기 MAN이 작동), 조작반에 있는 정방향, 역방향 정지절환스위치가 정방향위치로 절환되면(계전기 CW가 작동) 계전기(SPCW)가 작동되며, 정방향 주축회전 지령이 기계측에 입력된다.

제2도 및 제3도에 보인 프로그램 가능순차제어기(이하 PSC라 부름)(2)는 상술한 기능을 수행하도록 프로그램된다. 상기 PSC(2)는 NC (1)와 공작기계(S) 사이에 설치되고 순차 제어기(201)와 입력순차프로그램을 기계어로 변환하며 순차프로그램을 고정하도록 채택된 프로그래머(202)를 내장하고 있다. NC(1)는 종이테이프(101a)에 천공된 기계명령을 판독하는 종이테이프 판독기(101a′)를 내포하고 있다. 테이프로 부터 판독된 이 명령들은 RAM(101b)내에 기억된다. ROM은 NC내에 구비되어 NC를 조정하는 제어프로그램을 기억한다. 중앙처리장치(CPU)(101d)는 기계명령 프로그램 또는 제어프로그램의 명령에 따라 처리를 수행한다. 직접 메모리액세스 제어기와 같은 송수신 장치(101e)는 순차 제어기(201)와 데이터를 입출력할 목적으로 NC(1)내에 구비되었다. 펄스분포 연산회로(101f)는 X축 및 Y축 방향에서 이동량Xo, Yo를 나타내는 신호와 이송을 F를 나타내는 신호를 입력하여 공지된 펄스 분포 동작을 수행하고 분포 펄스 Xp, Xp를 출력한다. 수동데이터 입력장치(MDI)(101h)는 NC(1)의 조작반상에 설치되며 기계명령데이터 등을 입력 또는 교정하기 위해 사용된다. NC(1)는 공구 등의 현위치와 같은 정보를 표시하기 위해 전체 표시장치를 내포하고 있다. 신호들은 모선(101g)을 따라 NC (1)내의 장치로 입출력한다.

PSC (2)내의 프로그래머(202)는 종이테이프(202a)에 펀치되 있는 순차프로그램을 판독하는 종이테이프 판독기(202b)를 내포하고 있다. 또한 순차프로그램을 기억하는 RAM(202c)도 내포되었다. 테이블(202d)은 순차프로그램의 피연산함수인 부호 MF,AUT,....사이의 대응관계와 순차제어기(201)내에 구비된 데이터 기억부(201a)내에 있는 기억위치를 기억한다. ROM (202e)은 프로그래머(202) 전체를 제어하는 제어프로그램을 기억하고 있으며, 종이테이프로부터 입력되는 순차프로그램을 기계어로 변환하는 언어번역 프로그램을 내장하고 있다. 중앙처리장치(202f)는 ROM(202e)내에 기억된 프로그램에 따라 순차프로그램번역과 교정처리 등을 수행한다. 버퍼 등을 내장하고 있는 송, 수신장치(202g)는 순차제어기(201)와 데이터 수수를 행하며, 신호들은 모선(202h)을 따라서 프로그래머(202)내의 이 장치들로 입출력한다.

제3도에 있는 프로그래머(202)는 종이테이프 판독기(202b)를 내포하고 있지 않음을 주시해야 한다.

하기에서 상술 하겠지만 그 이유는 프로그래머(202)가 NC (1)내에 구비된 종이테이프 판독기를 (101a′) 이용하는데 있다.

PSC (2)내의 순차 제어기(201)은 제1도 또는 제4도 내에 있는 각 계전기와 각 비트 사이의 대응관계를 수립하고 계전기의 작동, 비작동 상태를 각각 “1”“0”의 형태로 기억하는 데이터 기억부(201a)를 내포하고 있다. 예를들어 조작반에 의해 작동모드가 지시되면 계전기(AUT)는 강전회로의 경우에 작동되며 그 반면 순차제어기의 경우에는 데이터 기억부(201a)내의 주소 10번지에 있는 첫번재 비트에 “1”이 기억된다. 버퍼등을 내장하고 있는 송수신장치(201b)는 프로그래머(202)와의 입출력데이터를 관리한다. 더우기 순차제어기(201)내에는 프로그래머(202)에 의해 기계어로 변환시키는 순차프로그램을 내장하고 있는 RAM(201c)이 구비되었다. 데이터입출력 장치(201d)는 순차 제어기(201)와 공작기계(3) 사이의 데이터 입출력을 관리하도록 구비되 있다. ROM (201e)은 순차제어기(201)를 제어하는 제어프로그램을 내장하고 있다. 중앙처리장치(201f)는 제어프로그램과 순서프로그램에 따라 소정의 순차처리를 수행한다. 직접 메모리액세스 제어기(DMA) (201g)는 NC (1)와 데이터를 입출력하기 위한 목적으로 순차제어기(201) 내에 구비되었다. 데이터 입출력 장치(201d)내에 구비된 계수기와 레지스터내에 소정수치 값을 미리 설정한 데이터설정장치(201i)와 데이터입출력장치(201d)내에 위치한 플립-플롭, 계수기 및 레지스터 등의 내용을 표시하는 표시장치(201i)가 제2도의 이미 제시된 배치로 구비되 있다. 신호가 모선(201h)을 따라 순차제 어기(201)내의 장치로 입출력한다.

데이터 입출력장치(201d)의 상세도가 제7도에 예시되어있다. 데이터 입출력 장치(201d)는 데이터 입력회로(DI)와 데이터출력회로(DO)를 구비하고 있다. 데이터 입력회로(DI)는 기계측에서 송출하는 각종리미트스위치와 계전기 접점(RC₁~RCn)등의 신호를 받는 리시이버(R₁~(n)와, AND 게이트 회로(G₁~Gn)와, 어드레스 버스(ABUS)상의 어드레스 신호를 디코오드 하여 소정의 AND 게이트를 개방하고 AND 게이트 출력이 데이터 버스(DBUS)상에 출력하는 디코오더(DEC1)를 구비하고 있고, 데이터 출력회로(DO)는 기계측(3)에서 입력되는 정방향과 역방향 주축 회전신호와 같은 신호를 기억하는 플립-플롭(또는 래치회로)(L₁~L_m)과, 플립-플롭(이하 FF라 약해 칭함)의 출력신호를 기계측(3)에 입력하는 플립-플롭(L₁~L_m)과 대응 계전기(R₁~R_m)의 각각에 구비된 드라이버(D₁~D_m)와, 어드레스버스(ABUS)를 따라 입출력하는 어드레스 신호를 디코오드하여 FF의 소정 개소를 세트 또는 리세트할 수 있으며 데이터비스(DBUS)를 따라 입출력하는 데이터를 소정의 FF에 기억시키는 디코오더(DEC2)를 구비하고 있다. 어드레스 버스(ABUS)와 데이터버스(DBUS)와 함께 제어 신호버스(CBUS)가 제어신호를 입출력하기 위해 구비돼있다. 케이블(I₁₁~I_1n)과 케이블(I₂₁~I₂m)이 데이터 입출력 장치(201d)와 기계측을 연결하고 데이터 입출력장치(201d)와 공작기계사이의 입출력데이터를 전송한다.

PSC(2)는 하기와 같은 방법으로 동작한다. 처음부호와 기억 위치 사이의 대응관계를 보이는 테이블이 래더도를 참조하여 구비되 있다. 부호와 기억위치는 제4도에 보인 바와 같이 래더도에 쓰여져 있고 제6도에 그 테이블이 마련되었다. 예시부호 AUT는 데이터 기억부(201a)의 주소 10번지에 있는 첫번째 비트에 대응하며 부호 M11은 데이터기억부의 주소 67번지에 있는 첫번째 비트에 대응한다는 것등이 테이블에 나타나 있다. 그 다음으로 순차프로그램이 마련되있다. 순차 프로그램은 연산코오드와 피연산함수에 관해 논리적으로 제1도에 보인 기능을 프로그램함으로서 얻어진다. 예를들어, 제4도에 보인 래더도는 제5도에 보인 바와 같이 프로그램 되있다. 순차프로그램에서 연산 코오드는 판득 명령 RD, 논리곱 연산명령 AND, 기록명령 WRT, 논 리합연산명령 OR, 부정값과 논리곱이 되는 명령 AND.NOT이다. MF,M28,....AUT, MO3,......은 순차 제어기(201)내에 구비된 데이터 기억부(201a)내에 있는 소정 주도와 소정 비트를 나타내는 피연산함수를 나타낸다.

이 순차프로그램의 ①의 명령군에 의해 MF. M28. M24. M22. M21. M18. M14. M12. M11의 논리연산이 수행되며 그 연산 결과(즉 “1”또는 “0”)가 피연산 함수 MO3에 대응하는 소정 주소에 위치된 데이터 기억부(201a)에 있는 소정비트에 기억된다.

②의 명령군에 의해 AUT. MO3.SPCCW의 연산이 수행되며 그 결과가 피연산함수 SPCW로 특정된 소정 주소에 위치된 데이터 기억부(201a)에 있는 소정 비트에 기억된다.

설명한 바와 같이 대응 테이블과 순차 프로그램은 종이 테이프에 천공되고 종이테이프 판독기(202b) 또는 판독기(101a′)에 의해 종이 테이프가 판독되고 대응테이블이 테이블(202d)내에 기억되며 순차 프로그램은 RAM(202c)내에 기억되어 있다. 종이테이프 판독기(101a′)만이 사용된 경우에 각 종이테이프(101a)는 NC(1)의 종이테이프 판독기(101a′)의 규격, 예를들어 EIA의 규격에 맡게 작성한다. 이렇게 마련된 종이테이프의 각각은 테이프 판독기(101a′)에 의해 판독된다. 대응테이블은 NC(1)의 제어프로그램에 따라 모선(101g)을 통해 송수신 장치(101e)로 출력되고, 순차제어기(201)의 송수신 장치(201g)(201b)들을 통해 프로그래머(202)의 테이블(202d)내에 기억된다. 또한 순차 프로그램도 동일한 형식으로 프로그래머(202)의 RAM(202c)내에 기억된다. 대응 테이블과 순차프로그램이 기억되면 ROM(202e)내에 내장된 언어 처리프로그램의 수행이 시작되고 순차 프로그램 내의 각 명령이 RAM(202c)에서 순차적으로 판독되고 연산코드와 피연산함수가 기계어로 변환된다. 피연산함수가 변환된 기계에는 데이터 기억부(201a)내의 소정 주소와 비트를 나타낸다. 기계어로 변환된 순차프로그램은 이송되어 프로그래머(202)내에 있는 송수신 장치(202g)와 순차제어기(201)내에 있는 송수신 장치(201b)를 통해 RAM(201c)내에 기억된다.

그 다음 조작반 상의 절환스위치의 상태가 데이터 기억부(201a)에 설정되면, PSC2는 순차처리를 수행하기 시작할 수 있다. 그러면, 제어프로그램에 따라서 CPU(201f)는 RAM(201c)에서 순차프로그램의 각 명령을 판독하고 최초의 명령에서 순차프로그램의 최후 명령까지 순차처리를 실행한다. 최후 명령의 처리가 완료되면 동작은 순차프로그램의 최초 명령으로 돌아가며, 이후 주기적 방법으로 순차 프로그램 명령의 처리가 반복된다.

이러한 조건하에서 정방향 주축회전 지령 MO3을 NC (1)가 발하면 M 기능과 M 코오드 신호 M11,M12를 기억하고 있는 데이터 기억부(201a)비트 (즉 제6도에서 알 수 있는 바와 같이, 주소 66번지의 첫번재 비트와 67번지의 첫번째 및 두번째 비트 등) 내에 “1”이 기억된다.

상술한 바와 같이 CPU(201f)는 순차프로그램내의 명령을 주기적으로 반복해서 판독 하므로서 순차처리를 수행하고 있기 때문에 순차프로그램의 명령군 ①과 ②(제5도에 보임)가 수행되면 데이터 기억부(201a)의 주소 20번지에 있는 5번째 비트내에 “1”이 기억된다. 그후 주소 20번지의 5번째내용(SPCW=“1”)이 제7도에 보인 데이터 출력회로(DO)의 플립-플롭(L₁)내에 기억되고 드라이버(D₁)와 케이블(I₂₁)을 통해 공작기계(3)에 입력된다. 이 데이터 신호는 공작기계(3)의 계전기(R)를 단락하고 주축을 정방향으로 회전한다. 주축이 정방향에서 회전하고 있으면 RC₁과 같은 계전기 접점이 단락하고 정방향회전 동작 완료를 지시하는 신호가 케이블(I₁₁), 리시이버(R₁), AND 게이트(G)와 데이터 버스(DBUS)를 통해 데이터 기억부(201a)의 소정 비트내에 기억된다. 순차 프로그램의 처리가 계속되면 주축의 정방향 회전이 완료된 사실이 NC (1)에 전달되어 정방향 주축 회전 동작의 순차처리 과정을 종료한다. 프로그램 가능 순차 제어기(2)는 제1도 및 제4도에 보인 스위치에 등가인 논리 연산뿐만 아니라 타이머와 계수기등의 기능과 등가인 처리를 수행한다. 예를들어 타이머는 타이머내에 설정된 소정시간 간격이 만기가 되면 소정계전기를 단락하는 기능을 갖는다. 한편, 계수기는 소정 수치 값에 미리 설정되고 계수기로 입력되는 펄스의 수가 미리 설정된 값에 이르면 “1”의 신호를 출력하므로써 계전기를 단락하는 기능을 갖는다. 이 타이머 계수기 기능은 순차 프로그램에서 프로그램 되었다. 타이머와 계수기를 미리 설정하는 하드웨어는 별도로 마련된다는 것을 알아야 한다.

상술한 바와 같이 순차처리 과정을 수행하는 PSC(2)는 데이터 입출력 장치에 데이터 출력신호(플립-플롭 L₁~L_m의 설정출력)를 인가시키는 데이터 입력신호(플립 게이트 G₁~G_n의 출력)의 상태와 PSC(2)가 순차 처리과정을 수행하고 있을 때 타이머와 계수기 기능의 상태를 표시하는 표시기능을 구비하고 있다. 제2도에 보인 종래의 PSC는 표시장치(201j)를 사용하고 있는 반면 본 발명은 가격을 감소시키기 위하여 NC(1)에 구비된 표시장치(101i)를 사용한다. NC(1)의 조작반상에 구비된 표시장치 절환 스위치는 플립-플롭 계수기 또는 타이머의 위치에 설정되고 송수신 장치(201g)(101e)를 통해 설정내용이 데이터가 표시되는 표시장치(101i)의 레지스터에 송입되게 한다.

또한 PSC(2)는 미리 설정한 수치값 등을 데이터 입출력 장치(201d)내의 계수기와 레지스터와 같은 하드웨어 내에 설정되게 하는 기능을 구비하고 있다. 종래의 PSC는 이 목적을 위해 별도로 구비된 데이터 설정장치(201i)를 사용하고 있는 반면 본 발명에서는 하드웨어가 송수신장치(101e)(101i)를 통해 작동하는 NC(1)의 MDI(101h)를 사용하므로써 제어프로그램의 제어하에서 설정된다.

특히 제3도의 장치에서 표시장치(101i)와 MDI(201h)는 NC(1)와 순차 제어기(201) 양자에 의해 사용되므로써 표시장치와 데이터설정 장치는 순차 제어기(201)에서 제거될 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따라서 표시장치와 데이터 설정장치는 NC와 순차 제어기 양자에 의해 사용된다. 바꾸어 말하면, 순차 제어기(201)은 NC(1)에 구비된 MDI(101h)와 표시장치(101i)를 이용할 수 있으므로 이 장치는 순차 제어기에 대해 별도로 구비될 필요가 있다. 이것은 시스템의 가격을 저하시키고 크기가 소형화된다.

본원 발명은 종래기술의 수치제어 장치와 프로그램 가능 순차 제어기의 양방에 각각 디스플레이 장치와 데이터 장치를 형성하는 것을 개선하여 프로그램가능 순차 제어기에는 전용의 디스플레이장치, 데이터 설정장치를 형성하지 않고 수치제어장치의 디스플레이 장치, 데이터 설정 장치를 겸용케한 것인데 반하여, 본원과 동일자 출원한 한국특허 출원 제81-305호의 발명은 종래기술에서는 수치제어 장치와 프로그램 가능 순차제어기의 양방에 각각 테이프 판독기를 형성하였으나 이를 개량하여 프로그램 가능 순차 제어기에는 전용의 테이프 판독기를 형성하지 않고 수치 제어장치의 테이프 판독기를 겸용 하도록한 것에 특징이 있다.

본 발명은 특별히 나온 형태로 설명됐지만 상기 지침면에서 볼 때 여러 수정과 변형이 있을 수 있음은 명백하다. 따라서 특별히 설명한 것과 다른 실시가 하기 특허 청구 범위내에 있을 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (1)

1. 수치 제어장치와, 공작기계 또는 로보트 등의 기계 사이에 배설되고, 내장의 순차프로그램에 의해 순차처리과정을 행하는 수치 제어장치로부터의 지령에 따라 신호를 데이터 입출력 장치를 통해 기계측에 출력하는 프로그램 가능 순차제어기에 있어서, 기계측과의 입출력 신호를 일시적으로 기억하는 상기 입출력 장치의 플립-플롭, 계수기, 레지스터 등의 내용을 수치 제어 장치의 표시수단에 표시하고, 그 계수기, 레지스터의 소정의 수치를 수치 제어장치의 수동 데이터 입력 수단으로 입력시키는 것을 특징으로 하는 프로그램 가능 순차제어기.

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