KR900008857B1 - Automatic calibration of sensor circuits in gear shapers - Google Patents

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KR900008857B1
KR900008857B1 KR1019850001649A KR850001649A KR900008857B1 KR 900008857 B1 KR900008857 B1 KR 900008857B1 KR 1019850001649 A KR1019850001649 A KR 1019850001649A KR 850001649 A KR850001649 A KR 850001649A KR 900008857 B1 KR900008857 B1 KR 900008857B1
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펠로우스 코포레이션
로버트 디. 존슨
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Abstract

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Description

기어 셰이퍼의 감지기 회로의 자동 보정 방법 및 장치Method and apparatus for automatic correction of detector circuit of gear shaper

제1도는 본 발명의 양호한 실시예에 따라 구성된 제어 시스텝을 개략적으로 도시한 블럭선도.1 is a block diagram schematically illustrating a control system constructed in accordance with a preferred embodiment of the present invention.

제2도 내지 제5도는 양호한 실시에의 동작을 도시한 플로우 챠트.2 to 5 are flowcharts showing the operation in the preferred embodiment.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

10 : 자동 보정 시스템 10 : 부하측10: automatic correction system 10: load side

22 : 절삭기 스핀들 24 : 공급측22: cutter spindle 24: supply side

40 : 기준 소오스 70 및 74 : 아날로그-디지탈 변환기40: reference source 70 and 74: analog-to-digital converter

72 : 중앙처리장치72: central processing unit

본 발명은 주로 자동 보정(calibration) 회로에 관한 것으로, 특히 유체 역학적 기어 셰어핑기(gear shaping machine)에 사용되는 다수의 압력 변환기의 출력을 자동적으로 보정하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.FIELD OF THE INVENTION The present invention relates primarily to automatic calibration circuits and, more particularly, to a method and apparatus for automatically calibrating the output of multiple pressure transducers used in hydrodynamic gear shaping machines.

수압 변환기는 미합중국 특허 제4,125,056호, 제4,136,302호 및 제4,254,690호에 나타나 있는 바와 같은 유체 역학적 기어 셰이퍼기에 사용된다. 각각의 이 특허들은 본 발명의 양수인에게 양도되었고 본 명세서에 참고 문헌으로 그 내용이 담겨진다. 이 압력 변환기들은 관련된 수압 레벨에 비례하는 아날로그(analog) 전기 신호들을 발생시킨다. 유체 역학적 기어 셰이퍼가 적절하게 동작하느냐 하는 것은 이 변환기들이 적절하게 동작하느냐 하는 것과 부하 압력 및 공급 압력을 정확히 측정하느냐에 좌우된다.Hydraulic transducers are used in hydrodynamic gear shapers as shown in US Pat. Nos. 4,125,056, 4,136,302 and 4,254,690. Each of these patents has been assigned to the assignee of the present invention and incorporated herein by reference. These pressure transducers generate analog electrical signals proportional to the associated hydraulic pressure level. Whether the hydrodynamic gear shaper works properly depends on whether the transducers work properly and whether the load and supply pressures are measured accurately.

종래 기술의 유체 역학적 기어 셰어핑기에 사용되는 압력 변환기들은 반복 동작 후에는 편류되는 경향이 있으므로 감지기들 및 이들과 관련된 회로 구성 부품들의 전기적 출력은 증폭기 이득 또는 전압 오프셋(offsec)이 변환하는 결과로 역시 편류된다는 것이 발견되었다.Since pressure transducers used in prior art hydrodynamic gear sharing machines tend to drift after repeated operation, the electrical output of the detectors and their associated circuit components is also the result of an amplifier gain or voltage offset (transsecting) conversion. It has been found to drift.

이러한 편차들은 기계들이 적절하게 동작하는데 명백히 유해하며 또한 오차를 발생시키는 구성 부품들을 재보정하거나 교환해야 한다. 또한, 신호들이 기어 셰이퍼의 적절한 성능에 실제로 필요한 이상의 전력이 필요하다는 것을 나타내는 경우에는 감지기 출력이 부정확함으로써 결국은 비능률적인 동작을 야기 시킬 수 있다.These deviations are obviously detrimental to the proper operation of the machine and also require recalibration or replacement of the components that are causing the error. In addition, if the signals indicate that more power is actually required for the proper performance of the gear shaper, the detector output will be incorrect, resulting in inefficient operation.

따라서, 본 발명의 목적은 검출된 오차들을 보상하기 위한 자동 보정 수단을 제공함으로써 이 종래 기술의 압력 변환기들과 관련된 단점들을 제거하기 위한 것이다.It is therefore an object of the present invention to eliminate the drawbacks associated with these prior art pressure transducers by providing automatic correction means for compensating for detected errors.

본 발명의 다른 목적은 검출된 오차들을 주기적으로 보상하기 위한 이러한 자동 보정 수단을 제작하기 위한 것이다.Another object of the present invention is to produce such automatic correction means for periodically compensating for detected errors.

본 발명의 또 다른 목적은 변환기 회로에 관련된 여러가지 구성 부품들의 초기치를 정확히 조정할 필요성을 제거하기 위한 것이다.Another object of the present invention is to eliminate the need to accurately adjust the initial values of the various component parts associated with the converter circuit.

본 발명의 이 목적들 및 그외의 다른 목적들은 출원 발명의 바람직한 실시예인 선정된 감지 파라메터를 나타내는 아날로그 전기 출력 신호를 발생시키기 위해 보정된 감지기 출력을 보정하기 위한 장치에 의해 달성되는 데 이 자동 보정 장치는 상기 출력 신호를 조정하도록 접속된 신호 조정 회로, 제1 및 제2 기준 신호를 발생시키기 위한 기준 신호 장치, 상기 출력 신호 또는 상기 제1 및 제2 기준 신호들 중의 한 기준 신호를 신호 조정회로에 선택적으로 보내기 위해 상기 감지기와 상기 신호 조정 회로 사이에 개재된 멀티플렉서 장치, 상기 감지기 및 상기 신호 조정 회로의 출력에 접속된 아날로그-디지탈 변환기 및 상기 보정된 감지기 출력 신호를 제공하도록 상기 감지기 및 상기 신호 조정 회로의 선정된 특성들을 주기적으로 결정하고 이 선정된 특성들을 사용하기 위해 상기 아날로그-디지탈 변환기, 상기 멀티플렉서 및 상기 기준 신호 장치(40)에 접속된 디지탈 제어 장치를 포함하되, 상기 선정된 특성들은 상기 제1 및 제2 기준 신호를 입력으로 이용하는 상기 신호 조정회로의 실제 이득과 출력 오프셋, 및 상기 감지가들의 출력 오프셋을 포함하는 것을 특징으로 한다.These and other objects of the present invention are achieved by an apparatus for calibrating a calibrated detector output to generate an analog electrical output signal representing a selected sensing parameter which is a preferred embodiment of the present invention. A signal adjusting circuit connected to adjust the output signal, a reference signal device for generating first and second reference signals, and one of the output signals or one of the first and second reference signals to a signal adjusting circuit. A multiplexer device interposed between the sensor and the signal conditioning circuit for selectively sending, the sensor and the signal conditioning to provide the calibrated sensor output signal and an analog-to-digital converter connected to the output of the sensor and the signal conditioning circuit. Periodically determine the selected characteristics of the circuit, A digital control device connected to the analog-to-digital converter, the multiplexer, and the reference signal device 40 to use the properties, wherein the predetermined characteristics include the signal using the first and second reference signals as input. Actual gain and output offset of the adjustment circuit, and the output offset of the sensors.

이제부터, 첨보한 도면을 참조하여 본 발명에 대해서 상세하게 기술하겠다.The present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings.

제1도를 참조하면, 상술한 미합중국 특허 제4,136,302호에 나타나 있는 것과 같은 유체역학적 기어 셰이핑기의 압력 변환기를 보정하기 위해 본 발명의 원리에 따라 구성된 제어 시스템의 개략적인 블럭선도가 도시되어 있다. 또한, 상기 특허에 나타나 있는 공급 및 부하 압력 변환기는 본 발명에도 사용된다.Referring to FIG. 1, there is shown a schematic block diagram of a control system constructed in accordance with the principles of the present invention to calibrate a pressure transducer of a hydrodynamic gear shaper, such as that shown in US Pat. No. 4,136,302. In addition, the supply and load pressure transducers indicated in the patent are also used in the present invention.

자동 보정 시스템(10)은 부하 압력 감지기(TD1), 여유(redundant) 부하 압력 감지기(TD2) 및 공급 압력 감지기(TD3)에 대하여 동작하고 또 이 감지기들을 보정하도록 설계되어 있다. 부하 압력 감지기(TD1)은 유체 역학적 기어 셰이핑기를 제어하기 위해 1차 부하 감지 장치를 구성한다.The automatic calibration system 10 is designed to operate on and calibrate the load pressure detector TD1, the redundant load pressure detector TD2 and the supply pressure detector TD3. The load pressure detector TD1 constitutes a primary load sensing device for controlling the hydrodynamic gear shaper.

여유 부하 압력 감지기(TD2)는 예비(back up)용으로 제공된다. 이 두개의 부하 압력 감지기들은 절삭기 스핀들(cutter spindle, 22)의 피스톤의 부하측(20)상에 미치는 부하 수압을 검출한다. 이렇게 부하 압력 감지기를 여분으로 유지함으로써 얻어지는 한 가지 장점은 어떤 한 감지기 또는 회로들이 고장난 경우에 나머지 양호하게 동작하는 소자들이 미리 보정되었기 때문에 양호하게 동작하는 감지기 회로가 기어 셰이핑기 동작에 악영향을 미치지 않고서 결합될 수 있도록 각각의 감지기 및 회로들의 특성이 결정된다는 것이다. 공급 압력 감지기(TD3)는 절삭기 스핀들(22)의 공급측(24)에 공급되는 수압을 감지한다. 이 감지기들은 기어 셰이퍼의 동작을 제어하기 위해 중앙 처리 장치(center processing unit, CPU)에 의해 궁극적으로 사용되는 신호들을 발생시킨다.An extra load pressure sensor TD2 is provided for back up. These two load pressure sensors detect the load hydraulic pressure on the load side 20 of the piston of the cutter spindle 22. One advantage of keeping this load pressure detector redundant is that a well-behaved detector circuit does not adversely affect gear shaper operation because any well-behaved device has been pre-calibrated in the event of any one detector or circuit failure. The characteristics of each detector and circuits are determined so that they can be combined. The supply pressure detector TD3 senses the water pressure supplied to the supply side 24 of the cutter spindle 22. These sensors generate signals that are ultimately used by the center processing unit (CPU) to control the operation of the gear shaper.

각각의 압력 감지기(TD1, TD2 및 TD3)는 감지된 압력에 대응하는 아날로그 전기 출력 신호를 각각의 멀티플렉서(MUX1, MUX2 및 MUX3)에 제공한다. 또한, 각각의 멀티플렉서는 기준 소오스(40) 뿐만 아니라 1차 부하 압력 감지기(TD1)으로부터, 기준 전압 압력을 수신한다. 모든 멀티플렉서들은 동일한 압력들을 공급방으며, 일련의 회로 소자들의 동작을 다른 일련의 회로 소자들의 동작과 비교하기 위해서 필요한 경우에 제어 시스템으로 교체될 수 있다.Each pressure sensor TD1, TD2 and TD3 provides an analog electrical output signal corresponding to the sensed pressure to each multiplexer MUX1, MUX2 and MUX3. In addition, each multiplexer receives the reference voltage pressure from the primary load pressure detector TD1 as well as the reference source 40. All multiplexers supply the same pressures and can be replaced with a control system as needed to compare the operation of a series of circuit elements with the operation of other series of circuit elements.

각각의 멀티플렉서(MUX1, MUX2 및 MUX3)의 출력은 각각의 피크(peak) 검출기(PD1, PD2 및 PD3)에 동작적으로 접속되는 각각의 증폭기(AMP1, AMP2 및 AMP3)에 제공된다. 각각의 피크 검출기는 선정된 샘플(sample) 기간(예를 들어, 한 절삭 주기) 동안 발생하는 이에 관련된 증폭기의 최대 출력을 수신하여 유지한다. 피크 검출기들의 출력들 뿐만 아니라 각각의 압력 감지기들의 출력들은 중앙 처리 장치(72)에 동작적으로 접속되는 아날로그-디지탈 변환기(70, 차동 입력, 단극성)의 다수의 포오트(port)에 제공된다. 도시한 바와 같이 시스템(10)은 변환기 신호를 CPU로 통과시키기 위한 3개의 채널들을 갖고 있다. 다음에 기술한 플로우 챠트의 설명을 간단히 하기 위해서, 다수의 구성부품들은 이 채널 번호에 의해 식별된다. 피크 검출기들은 제1도에 도시되어 있는데, 그 이유는 이 피크 검출기들이 기어 셰이핑기의 동작을 제어하기 위해 유체 역학적 기어 셰이퍼의 제어 시스템에 의해 사용되기 때문이다. 이 검출기들은 본 발며의 양호한 동작에 필요하지 않다. 그러나, 변환기 신호들을 CPU로 통과시키기 위해 3개의 채널들은 어떤 형태의 신호 조정회로라도 포함할 수 있다는 것을 이해해야 한다.The output of each multiplexer MUX1, MUX2 and MUX3 is provided to respective amplifiers AMP1, AMP2 and AMP3 which are operatively connected to respective peak detectors PD1, PD2 and PD3. Each peak detector receives and maintains the maximum output of the amplifier associated therewith that occurs during a predetermined sample period (e.g., one cutting cycle). The outputs of the respective pressure detectors as well as the outputs of the peak detectors are provided to a number of ports of the analog-to-digital converter 70 (differential input, unipolar) operatively connected to the central processing unit 72. . As shown, the system 10 has three channels for passing a converter signal to the CPU. To simplify the description of the flow chart described below, a number of components are identified by this channel number. Peak detectors are shown in FIG. 1 because these peak detectors are used by the control system of the hydrodynamic gear shaper to control the operation of the gear shaper. These detectors are not necessary for the good operation of the present invention. However, it should be understood that the three channels may include any type of signal conditioning circuit to pass the converter signals to the CPU.

기준 전압 소오스(40)은 CPU(72)의 제어하에서 선정된 시간에 2개의 기준 전압(V1또는 V2) 중의 어느 1개의 기준 전압을 라인(41)상에 제공한다. 제2 아날로그-디지탈 변환기[74, 단단 입력(single ended input), 쌍극성]는 라인(42)를 따라 기준 전압을 수신하고 라인(78)을 따라 증폭기(AMP3)의 출력을 수신하도록 제공된다. 2개의 상이한 변환기들은 더욱 양호한 분해도를 얻기 위해 사용되는데, 그 이유는 변환기(70)의 압력들은 오로지 정(+)이며 변환기(74)의 입력들은 부(-)이기 때문이다. 변환기(74)의 출력도 CPU(72)에 제공된다. 이 CPU의 출력은 유체 역학적 기어 셰이핑기의 동작을 제어하기 위해 기어 셰이핑기 제어 인터페이스(interface, 도시하지 않음)에 제공된다.The reference voltage source 40 provides on the line 41 any one of two reference voltages V 1 or V 2 at a predetermined time under the control of the CPU 72. A second analog-to-digital converter 74 (single ended input, bipolar) is provided to receive a reference voltage along line 42 and to receive the output of amplifier AMP3 along line 78. Two different transducers are used to obtain a better resolution, since the pressures of the transducer 70 are only positive and the inputs of the transducer 74 are negative. The output of the converter 74 is also provided to the CPU 72. The output of this CPU is provided to a gear shaper control interface (not shown) to control the operation of the hydrodynamic gear shaper.

보정 시스템(10)의 동작은 하드뒈어(hardware) 또는 소프트웨어(software)로 실행될 수 있다. 양호한 실시예의 보정 시스템(10)은 수압 감지기 출력들을 보정하기 위해서 제2도 내지 제5도의 플로우 챠트에 도시한 프로그램 단계들에 따라 구현된 컴퓨터 프로그램을 사용한다. 따라서, 본 발명의 동작을 이 플로우 챠트를 참조하여 기술하겠다.Operation of the calibration system 10 may be performed in hardware or software. The calibration system 10 of the preferred embodiment uses a computer program implemented in accordance with the program steps shown in the flow charts of FIGS. 2-5 to calibrate the pressure sensor outputs. Therefore, the operation of the present invention will be described with reference to this flowchart.

제2도 내지 제5도에 포함된 몇가지 프로그램 단계들은 컴퓨터 수치 제어식(computer numerically cntrolled : CNC) 기어 셰이퍼의 시동 진단 기술(start up diagnostics)에 포함되며 기이 셰이퍼기가 시동 될 때마다 실행된다. 다른 프로그램 단계들은 기어 셰이핑기 동작 중에 선정된 간격으로 주기적으로 실행될 수 있다. 예를 들어, 큰 기어들은 압력 변화 또는 회로 오차들이 발생할 경향이 더 큰 장시간의 제조 시간을 필요로 한다. 이러한 큰 기어들의 경우에는, 제조 중에 주기적으로 감지기를 보정하는 것이 바람직할 수 있다.Some of the program steps included in FIGS. 2-5 are included in the start up diagnostics of the computer numerically cntrolled (CNC) gear shaper and are executed each time the quay shaper is started. Other program steps may be executed periodically at predetermined intervals during the gear shaper operation. For example, large gears require long manufacturing times, which are more prone to pressure variations or circuit errors. In the case of such large gears, it may be desirable to calibrate the detector periodically during manufacture.

첫번째 순서는 기어 셰이핑기 또는 수압 부분에는 전원을 공급하지 않고 여러가지 네어 시스템에 전원을 공급하는 것으로 시자된다. 따라서, 수압은 초기에 0이다. 이 초기 압력은 2개의 부분 써브루틴(subroutin), 즉 첫째로, 증폭기(AMP3)의 출력 오프셋 및 이득 오차를 결정하고, 둘째로 각각의 증폭기의 실제 이득 및 오프셋과 이에 관련된 피크 검출기 회로를 결정하는 써브루틴을 사용함으로써 감지기 오프셋을 결정하는데 사용된다.The first step is to supply power to various nare systems without powering the gear shaper or hydraulic part. Therefore, the water pressure is initially zero. This initial pressure determines two partial subroutins, firstly, the output offset and gain error of the amplifier AMP3, and secondly the actual gain and offset of each amplifier and its associated peak detector circuit. It is used to determine the detector offset by using a subroutine.

증폭기(AMP3)의 출력 오프셋 및 이득 오차를 결정하는 써브루틴은 제2도에 단졔(102)로 도시한 바와 같이 알고 있는 입력 기준 전압(V1)을 멀티플렉서(MUX3)인가함으로써 진행된다. 또한 이 기준 전압(V1)은 라인(41) 및 변환기(74)를 통해 CPU(72)에 제공되어 단게(104)로 도시한 바와 같이 한 메로리 어드레스(memory address)에 기억된다. 그다믐, 증폭기(AMP3)의 결과적 출력은 라인(78)로부터 읽혀져 단계(106)으로 도시한 바와 같이 메모리 내에 기억된다. 그담, 유사산 일련의 단계들(107,108 및 109)에서는 제2 입력 기준 전압에서의 증폭기 응답을 결정하기 위해 제2입력 기준 전압(V2)를 사용한다. 단계들(104, 106, 108 및 109)에서 메모리 내에 기억되어 있는 결과값들은 V2에서의 증폭기 출력에서 V1/(V2-V1)에서의 증폭기 출력을 차감한 것과 같은 실제 이득을 계산하기 위해 단계(110)에서 사용된다. 그 다음, 증폭기 오프셋은 V2에서의 증폭기 출력에서 V2에 실제 이득을 곱한 것을 차감한 것으로서 단계(112)에서 결정된다. 이 계산된 값들은 다음에 기술하는 바와같은 프로그램의 다른 부분에서 사용된다.Subroutine for determining the output offset and gain error of the amplifier (AMP3) proceeds by applying danjye 102 a known multiplexer (MUX3), the input reference voltage (V 1), which as shown in the second diagram. This reference voltage V1 is also provided to the CPU 72 via the line 41 and the converter 74 and stored in a memory address as shown by step 104. The resulting output of amplifier AMP3 is then read from line 78 and stored in memory as shown in step 106. Then, the pseudo-acid series of steps 107, 108 and 109 use the second input reference voltage V 2 to determine the amplifier response at the second input reference voltage. Is stored in the memory results in the step (104, 106, 108 and 109) are calculating the actual gain, such as by subtracting the output of the amplifier at 1 V / (V 2 -V1) from the amplifier output at the V 2 For use in step 110. Then, the amplifier offset is determined in step 112 as obtained by subtracting the product of the actual gain in the V 2 at the amplifier output at V 2. These calculated values are used in other parts of the program as described below.

보정 시스템(10)은 유체 역학적 기어 셰이퍼용 컴퓨터 제어 시스템의 일부분이므로, 음극선관과 같은 입-출력 장치와 함께 동작한다. 제2도 내지 제5도에 기술한 제어 프로그램은 기어 셰이핑기 조작자를 위해 메세지(message)를 CRT 상에 즉시 표시할 수 있는 몇개의 단계들을 갖추고 있다.The calibration system 10 is part of a computer control system for hydrodynamic gear shapers and therefore works with input-output devices such as cathode ray tubes. The control program described in FIGS. 2 to 5 has several steps for promptly displaying a message on the CRT for the gear shaper operator.

예를 들어, 제2도의 단계들(114 및 115)는 증폭기(AMP3)의 이득이나 오프셋이 어떤 선정된 한계치 내에 있는지의 여부를 결정한다. 증폭기(AMP3)의 이측이나 오프셋이 어떤 선정된 한계치 내에 있으면, 프로그램은 적절한 메세지를 조작자에게 표시하여 조작자가 이측 또는 오프셋전위차계(potentiometer)를 조정하도록 단계들(116 및 117)로 분기된다.For example, steps 114 and 115 of FIG. 2 determine whether the gain or offset of amplifier AMP3 is within some predetermined limit. If the backside or offset of amplifier AMP3 is within some predetermined threshold, the program branches to steps 116 and 117 to display the appropriate message to the operator so that the operator adjusts the backside or offset potentiometer.

증폭기 (AMP3)의 이득 및 오프셋이 어떤 선정된 한계치 내에 있지 않으면, 프로그램은 이제 알고 있는 증폭기(AMP3)의 회로 특성들을 사용하여 감지기 오프셋 값을 결정하기 위해 단계(118)로 계속된다.If the gain and offset of amplifier AMP3 are not within some predetermined limit, the program continues to step 118 to determine the detector offset value using the circuit characteristics of amplifier AMP3 now known.

증폭기(AMP3)의 이득 및 오프셋 특성들이 결정된 후, CPU(72)는 기준 전압 소오스(400)으로부터의 기준 전압 (V1및 V2)를 감지기들(TD1, TD2 및 TD3)의 출력들로 대체시키며, 이는 다시 멀티플렉서(MUX3) 및 증폭기(AMP3)를 통해 순차적으로 스위칭된다. 증폭기(AMP3)의 대응 출력들은 CPU(72)에 의해 읽혀져 기억되고, 단계들(118 내지 123)으로 도시한 바와 같이 다수의 감지기들(TD1, TD2 및 TD3)의 오프셋 값들은 다음 식, 즉 감지기 오프셋-(감지기 0 신호-증폭기 출력 오프셋)/증폭기 이득에 따라 결정된다. 단계들(124, 125 및 126)으로 도시한 바와 같이, 각각의 이 감지기 오프셋 값은 선정된 허용 한계치들과 비교되고, 적절한 표시 메세지들이 필요한 경우에 적절한 영점 조정을 위해 단계들(127, 128 및 129)에서 조작자에게 제공된다.After the gain and offset characteristics of the amplifier AMP3 have been determined, the CPU 72 replaces the reference voltages V 1 and V 2 from the reference voltage source 400 with the outputs of the detectors TD1, TD2 and TD3. Which in turn is sequentially switched through the multiplexer MUX3 and amplifier AMP3. Corresponding outputs of the amplifier AMP3 are read and stored by the CPU 72, and the offset values of the plurality of detectors TD1, TD2 and TD3 as shown by steps 118 to 123 are represented by Offset- (sensor 0 signal-amplifier output offset) / amplifier gain. As shown by steps 124, 125, and 126, each of these detector offset values is compared with predetermined tolerance limits, and steps 127, 128, and 118 for proper zeroing where appropriate indication messages are needed. 129) to the operator.

선정된 오프셋 한계치들을 초과하며, 프로그램 단계들(127, 128 및 129)는 실행중인 싸이클을 정지시키도록 대응하는 오차 플래그(flag)들을 셋트시킨다. 시스템(10)은 선정된 한계치들 내에서만 감지기 출력들의 자동 보정을 실행한다. 이 한계치들을 초과하며, 안전을 위해, 정상 편류 또는 회로 오차 이외의 다른 것들이 발생되면 기어 셰이핑기는 조작자가 수동으로 보정할 때까지 정지된다.Exceeding the predetermined offset limits, program steps 127, 128, and 129 set corresponding error flags to stop the running cycle. The system 10 performs automatic calibration of the detector outputs only within predetermined limits. If these limits are exceeded and, for safety reasons, other than normal drift or circuit error occurs, the gear shaper will stop until the operator manually corrects.

또한, 프로그램은 각각의 증폭기 및 이에 대응하는 피크 검출기 회로의 실제 이득을 결정하기 위해서 제3도에 도시한 써브루틴을 사용한다. 이것은 제2도와 관련하여 상술한 프로그램 단계들(102 내지 110)과 유사한 방법으로 프로그램 단계들(202 내지 210)으로 도시한 바와 같이 실행된다.The program also uses the subroutine shown in FIG. 3 to determine the actual gain of each amplifier and corresponding peak detector circuit. This is carried out as shown by the program steps 202-210 in a similar manner to the program steps 102-110 described above in connection with FIG.

여기서 제2도와 제3도 사이의 차이점은, 제3도에 언급된 증폭기 출력들이 각각의 피크 검출기(PD1, PD2 및 PD3)와 아날로그-디지탈 변환기(70)을 통하는 각각의 채널의 디지탈 출력들로서 결정된다는 것이다. 사실, 제3도에서 결정된 데이타의 메모리 어드레스들은 제2도와 상이하고, 제3도에 도시한 데이타는 미리 준비된다. 그 다음, 각각의 증폭된 값은 단계들(212 내지 214)에서 선정된 허용 한계치들과 비교되고, 단계들(215, 216 및 217)에서 필요한 경우에 적절한 메세지들이 표시되고 오차 플래그들이 셋트된다.Here, the difference between FIG. 2 and FIG. 3 is that the amplifier outputs mentioned in FIG. 3 are determined as the digital outputs of each channel through the respective peak detectors PD1, PD2 and PD3 and the analog-to-digital converter 70. It is. In fact, the memory addresses of the data determined in FIG. 3 are different from those in FIG. 2, and the data shown in FIG. 3 is prepared in advance. Each amplified value is then compared with the tolerance limits selected in steps 212-214, where appropriate messages are displayed and error flags are set if necessary in steps 215, 216, and 217.

다음에, 각각의 증폭기(AMP1, AMP2 및 AMP3) 및 이에 대응하는 피크 검출기 회로들에 대한 출력 오프셋은 제4도에 도시한 프로그램 단계들에 의해 결정된다. 단계들(302 내지 304)는 감지기들(TD1, TD2 및 TD3)에 각각 관련된 검출 회로들에 대한 출력 오프셋을 결정한다. 이 오프셋 값은 제2도의 단계(112)와 유사하게 결정된다. 예를 들어, 단계(112)와 단계(304) 사이의 차이점은, 단계(304)에서 사용된 증폭기 출력이 피크 검출기(PD3)을 통하는 전체 회로의 출력이고[단계(112)에서와 같이] 증폭기만의 출력이 아니라는 것이다. 그 다음, 각각의 출력 오프셋은 선정된 허용 한계치와 단계들(305, 306 및 307)에서 비교되고, 필요한 경우에 단계들 (308, 309 및 310)에서 적절한 표시 메세지들이 제공되며 오차 플래그들이 셋트된다.Next, the output offset for each of the amplifiers AMP1, AMP2 and AMP3 and the corresponding peak detector circuits is determined by the program steps shown in FIG. Steps 302-304 determine the output offset for the detection circuits associated with the detectors TD1, TD2 and TD3, respectively. This offset value is determined similarly to step 112 of FIG. For example, the difference between step 112 and step 304 is that the amplifier output used in step 304 is the output of the entire circuit through the peak detector PD3 (as in step 112). Is not the only output. Each output offset is then compared in step 305, 306 and 307 with a predetermined tolerance threshold, where appropriate indication messages are provided in steps 308, 309 and 310 and error flags set if necessary. .

이와 같이, 감지기들 및 증폭기 회로들의 출력들에서의 실제 이득 및 오프셋들이 결정되었으며, 효과적인 수압의 참값(true value) 및 수정값에 도달하기 위해서 회로에 의해 발생된 오차들과 동일한 크기만큼 각각의 신호를 조정하도록 적절한 보정 계수들이 유도될 수 있다. 이 보정은 이상적으로는 기어 셰이핑기의 동작 중에 주기적으로 예를 들어, 절석 주기마다 한번씩 실행된다.As such, the actual gains and offsets at the outputs of the detectors and amplifier circuits have been determined and each signal by the same magnitude as the errors generated by the circuit in order to reach the true and correct values of the hydraulic pressure. Appropriate correction factors can be derived to adjust. This correction is ideally carried out periodically during the operation of the gear shaper, for example once every stone period.

보정된 감지기 신호는 다음 식, 즉 보정된 감지기 신호=[감지기 신호±(감지기 오프셋×실제 이득)±출력 오프셋]×[필요한 이득/실제이득]에 따라 CPU(72)에 의해 계산된다. 필요한 이득은 사용되는 특정한 회로 구성부품들로 인해 이론적인 이득이다. 양호한 실시예에서, 이 이득은 2이다. 3개의 감지기들 각각에 대한 이 보정된 감지기 신호의 계산은 제5도의 단계들(402 내지 407)에서 행해진다. 보정된 신호들은 상술한 특허들 내에 기술된 여러가지 기능을 제어하도록 기어 셰이핑기 인터페이스에 출력되는 신호들이다.The corrected sensor signal is calculated by the CPU 72 according to the following formula, i.e., corrected sensor signal = [sensor signal ± (sensor offset x real gain) ± output offset] x [necessary gain / actual gain]. The required gain is a theoretical gain due to the specific circuit components used. In a preferred embodiment, this gain is two. The calculation of this corrected detector signal for each of the three detectors is done in steps 402-407 of FIG. The corrected signals are the signals that are output to the gear shaper interface to control various functions described in the above-mentioned patents.

상술한 바와 같이, 보정 시스템(10)은 효율적이고 신뢰성 있는 기어 셰이핑기 동작을 위해 정확하고 참된 신호들을 유지하도록 오차 결정 및 자동 보정을 제공한 뿐만 아니라, 상술한 모든 회로 소자들을 초기에 정확이 조정할 필요성을 제거시킨다.As described above, the correction system 10 not only provides error determination and automatic correction to maintain accurate and true signals for efficient and reliable gear shaper operation, but also precisely adjusts all the circuit elements described above initially. Eliminate the need

자동 보정 시스템(10)은 제어 목적상 실시간(real time)으로 정확한 감지기 신호들이 필요하게 되는 컴퓨터 제어 제조 장비에 응용될 수 있다.The automatic calibration system 10 can be applied to computer controlled manufacturing equipment where accurate sensor signals are needed in real time for control purposes.

또한 본 분야에 숙련된 기술자들을 본 발명의 원리와 범위를 벗어나지 않고서 본 발명을 변경할 수도 있고 본 발명의 양호한 실시예를 개량할 수도 있다.It is also possible for those skilled in the art to modify the invention or to improve preferred embodiments of the invention without departing from the spirit and scope of the invention.

Claims (7)

선정된 감지 파라메터를 나타내는 아날로그 전기 출력 신호를 발생시키기 위해 보정된 감지기 출력을 발생시키어 감지기의 출력을 보정하기 위한 장치에 있어서, 상기 출력 신호를 조정하도록 접속된 신호 조정 회로, 제1 및 제2 기준 신호를 발생시키기 위한 기준 신호 장치(40), 상기 출력 신호 또는 상기 제1 및 제2 기준 신호들 중의 한 기준 신호를 상기 신호 조정 회로에 선택적으로 보내기 위해 상기 감지기와 상기 신호 조정 회로 사이에 개재된 멀티플렉서 장치, 상기 감지기 및 상기 신호조정 회로의 선정된 특성들을 주기적으로 결정하고 이 선정된 특성들을 사용하기 위해 상기 아날로그-디지탈 변환기(70), 상기 멀티플렉서 및 상기 기준 신호 장치(40)에 접속된 디지탈 세어 장치(72)를 포함하되, 상기 선정된 특성들은 상기 제1 및 제2 기준 신호를 입력으로 이용하는 상기 신호 조정 회로의 실제 이득과 출력 오프셋, 및 상기 감지기들의 출력 오프셋을 포함하는 것을 특징으로 자동 보정 장치.An apparatus for generating a calibrated detector output to generate a calibrated detector output to generate an analog electrical output signal indicative of a selected sense parameter, the apparatus comprising: a signal conditioning circuit, first and second reference connected to adjust the output signal; A reference signal device 40 for generating a signal, interposed between the sensor and the signal conditioning circuit to selectively send the output signal or one of the first and second reference signals to the signal conditioning circuit. A digital device connected to the analog-to-digital converter 70, the multiplexer and the reference signal device 40 to periodically determine predetermined characteristics of the multiplexer device, the detector and the signal conditioning circuit and to use the predetermined characteristics. A counting device 72, wherein the predetermined characteristics are adapted to receive the first and second reference signals. The actual force gain and offset of the output signal conditioning circuit using a, and the automatic correction device characterized in that it comprises an output offset of the detector. 제1항에 있어서, 상기 보정된 신호가 식, Sc=[So±(Sf·G)±Of](T.G./G)에 의해 결정되되, 여기서, Sc는 보정된 감지기 출력이고, So는 실제 감지기 출력이고, Sf는 입력이 0일때 결정된 감지기 오프셋이며, G는 상기 신호 조정 회로의 실제 이득이고, Of는 상기 신호 조정 회로의 출력 오프셋이며, T.G.는 상기 신호 조정 회로의 이론적인 이득인 것을 특징으로 하는 자동 보정 장치.The sensor of claim 1, wherein the corrected signal is determined by the equation Sc = [So ± (Sf · G) ± Of] (TG / G), where Sc is the calibrated detector output and So is the actual detector. Output, Sf is the detector offset determined when the input is zero, G is the actual gain of the signal conditioning circuit, Of is the output offset of the signal conditioning circuit, and TG is the theoretical gain of the signal conditioning circuit. Automatic correction device. 제1항에 있어서, 상기 감지기가 기어 생산 기계에 사용되는 수압을 나타내는 신호를 발생시키도록 접속되고, 상기 보정된 감지기 출력이 상기 기어생산 기계의 선정된 동작으로 제어하기 위해 사용되는 것을 특징으로 하는 자동 보정 장치.2. A sensor according to claim 1, characterized in that the sensor is connected to generate a signal indicative of the water pressure used in the gear production machine, and the corrected sensor output is used to control the selected operation of the gear production machine. Automatic calibration device. 제1항에 있어서, 선정된 감지 파라메터를 감지하기 위해 상기 변환기(70)에 접속된 제2 감지기, 이 제2 감지기의 출력을 조정하기 위해 상기 변환기(70)에 접속된 제2 신호 조정 회로, 출력 신호 또는 제1 및 제2 기준 신호들 중의 한 신호를 제2 신호 조정 회로에 선택적으로 보내기 위해 상기 제2 감지기와 상기 제2 신호 조정 회로 사이에 개재된 상기 기준 신호 장치에 접속된 제2 멀티플렉서 장치를 더 포함하되, 상기 디지탈 제어 장치(72)가 상기 제2 감지기 및 상기 신호 조정 회로의 선정된 특성들을 주기적으로 결정하기 위해 상기 제2 감지기 및 상기 제2 펄티플렉서에 접속되며, 만족스런 동작을 결정하도록 상기 감지기들 및 이에 관련된 소자들 각각을 주기적으로 검사하기 위해 또한 불만족스럽게 결정된 상기 감지기들 도는 이에 관련된 소자들을 만족스런 감지기들 및 이에 관련된 소자들로 대치시킴으로써 상기 감지기 또는 이에 관련된 소자들이 고장날 경우에 기어 셰이핑기의 보정이 중단되지 않고 계속되도록 하기 위해 상기 변환기 출력(70), 상기 제2 멀티플렉서 및 상기 기준 신호 장치(40)에 상기 제어 장치(70)이 접속되는 것을 특징으로 하는 자동 보정 장치.2. A second detector connected to said transducer 70 for sensing a predetermined sensing parameter, a second signal conditioning circuit connected to said transducer 70 for adjusting the output of said second detector, A second multiplexer connected to the reference signal device interposed between the second sensor and the second signal conditioning circuit for selectively sending an output signal or one of the first and second reference signals to a second signal conditioning circuit; Further comprising a device, wherein the digital control device 72 is connected to the second detector and the second pulse multiplexer to periodically determine predetermined characteristics of the second detector and the signal conditioning circuit, Only by inspecting the detectors or their associated elements to periodically check each of the detectors and their associated elements to determine operation. The transducer output 70, the second multiplexer and the reference signal device so that the correction of the gear shaper can be continued without interruption in the event of a failure of the sensor or related elements by replacing them with other sensors and related elements. And the control device (70) is connected to (40). 선정된 감지 파라메터를 나타낸는 아날로그 전기 출력 신호를 발생시키기 위해 보정된 감지기 출력을 발생시키어 감지기의 출력을 보정하기 위한 장치에 있어서, 상기 출력 신호를 보정하도록 접속된 신호 조정 회로, 제1 및 제2 기준 신호를 발생시키기 위한 기준 시호 장치(40), 상기 출력 신호 또는 상기 제1 및 제2 기준 신호들 중의 한 기준 신호를 상기 신호 조정 회로에 선택적으로 보내기 위해 상기 감지기와 상기 신호 조정 회로 사이에 개재된 멀티플렉서 장치, 상기 감지기 및 상기 신호 조정 회로의 출력에 접속된 아날로그-디지탈 변환기(70), 및 상기 보정된 감지기 출력 신호를 제공하도록 상기 감지기 및 상기 신호 조정 회로의 선정된 특성들을 주기적으로 결정하기 위해 또한 보정된 감지기 출력 시호를 발생시키도록 상기 선정된 특성들을 사용하기 위해 상기 아날로그-디지탈 변환기(70), 상기 멀티플렉서 및 상기 기준 신호 장치(40)에 접속된 디지탈 제어 장치(72)를 포함하되, 상기 선정된 특성들은 상기 제1 및 제2 기준 신호를 입력으로 이용하는 상기 신호 조정 회로의 실제 이득과 출력 오프셋, 및 상기 감지기들의 출력 오프셋을 포함하며, 상기 보정된 신호는 식 Sc=[So±(Sf·G)±Of](T.G./G)로 결정되는데, 여기서 Sc는 보정된 감지기 출력이고, So는 입력이 0일때의 실제 감지기 출력이고, Sf는 입력이 0일때 결정된 감지기 오프셋이며, G는 상기 신호 조정 회로의 실제 이득이고, Of는 상기 신호 조정 회로의 출려 오프셋이며, T.G.는 상기 신호 조정회로의 이론적인 이득인 것을 특징으로하는 자동 보정 장치.An apparatus for generating a calibrated detector output to generate an analog electrical output signal indicative of a selected sensing parameter, the apparatus for calibrating the output of the detector, comprising: a signal conditioning circuit, first and second reference connected to calibrate the output signal; A reference signal device 40 for generating a signal, interposed between the sensor and the signal conditioning circuit to selectively send the output signal or one of the first and second reference signals to the signal conditioning circuit. To periodically determine predetermined characteristics of the detector and the signal conditioning circuit to provide a multiplexer device, an analog-to-digital converter 70 connected to the output of the detector and the signal conditioning circuit, and the corrected detector output signal. The selected characteristics are also used to generate a calibrated detector output signal. Digital control device 72 connected to the analog-to-digital converter 70, the multiplexer and the reference signal device 40, wherein the predetermined characteristics are input to the first and second reference signals. The actual gain and output offset of the signal conditioning circuit used, and the output offset of the detectors, the corrected signal being determined by the equation Sc = [So ± (Sf · G) ± Of] (TG / G), Where Sc is the calibrated detector output, So is the actual detector output when the input is zero, Sf is the detector offset determined when the input is zero, G is the actual gain of the signal conditioning circuit, Of is the An offset based on offset, and TG is a theoretical gain of the signal adjustment circuit. 제9항에 있어서, 상기 감지기가 기어 생산 기계에 사용되는 수입을 나타내는 신호를 발생시키도록 접속되고, 상기 보정된 감지기 출력이 상기 기어 생산 기계의 선정된 동작을 제어하기 위해 사용되는 것을 특징으로 하는 자동 보정 장치.10. A method according to claim 9, wherein the detector is connected to generate a signal indicative of the revenue used in the gear production machine, wherein the corrected sensor output is used to control the selected operation of the gear production machine. Automatic calibration device. 제9항에 있어서, 선정된 감지 파라메터를 감지하기 위해 이해 상기 변환기(70)에 접속된 제2 감지기, 이 제2 감지기의 출력을 조정하기 위해 상기 변환기(70)에 접속된 제2 신호 조정 회로, 출력 신호 또는 제1 및 제2 기준 신호들 중의 한 신호를 제2 신호 조정 회로에 선택적으로 보내기 위해 상기 제2 감지기와 상기 제2 신호 조정 회로 사이에 개재된 상기 기준 신호 장치에 접속된 제2 멀티플렉서 장치를 더 포함하되, 상기 디지탈 제어 장치(72)가 상기 제2 감지기 및 상기 신호 조정 회로의 선정된 특성들을 주기적으로 결정하기 위해 상기 제2 감지기 및 상기 제2 멀티플렉서에 접속되며, 만족스런 동작을 결정하도록 상기 감지기들 및 이에 관련된 소자들 각각을 주기적으로 검사하기 위해 또한 불만족스럽게 결정된 상기 감지기들 또는 이에 관련된 소자들을 만족스런 감지기들 및 이에 관련된 소자들로 대치시킴으로써 상기 감지기 또는 이에 관련된 소자들이 고장날 경우에 기어 셰이핑기 보정이 중단되지 않고 계속되록 하기 위해 상기 변환기 출력(70), 상기 제2 멀티플렉서 및 상기 기준 신호 장치(40)에 상기 제어 장치(70)이 접속되는 것을 특징으로 하는 자동 보정 장치.10. A second detector, coupled to the transducer 70, for sensing a predetermined sense parameter, and a second signal conditioning circuit coupled to the transducer 70 for adjusting the output of the second detector. A second connected to said reference signal device interposed between said second sensor and said second signal conditioning circuit for selectively sending an output signal or one of said first and second reference signals to a second signal conditioning circuit; Further comprising a multiplexer device, wherein the digital control device 72 is connected to the second detector and the second multiplexer to periodically determine predetermined characteristics of the second detector and the signal conditioning circuit, and satisfactory operation. The detectors or their associated elements also unsatisfactorily determined to periodically inspect each of the detectors and their associated elements to determine The transducer output 70, the second multiplexer and the reference signal device so that gear shaper correction is continued without interruption in the event of failure of the sensor or related elements by replacing them with satisfactory detectors and related elements. And the control device (70) is connected to (40).
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