RU1836621C - Устройство дл регистрации положени движущегос объекта - Google Patents

Устройство дл регистрации положени движущегос объекта

Info

Publication number
RU1836621C
RU1836621C SU884613185A SU4613185A RU1836621C RU 1836621 C RU1836621 C RU 1836621C SU 884613185 A SU884613185 A SU 884613185A SU 4613185 A SU4613185 A SU 4613185A RU 1836621 C RU1836621 C RU 1836621C
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
sine
processor
power supply
cosine
Prior art date
Application number
SU884613185A
Other languages
English (en)
Inventor
Калканьо Пьетре
Де Феррари Эрнесто
Л.Беверли Брус
Д.Мак Натт Алан
Original Assignee
Комау Сп.А.
Тексас Инструментс Инкорпорейтед
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Комау Сп.А., Тексас Инструментс Инкорпорейтед filed Critical Комау Сп.А.
Application granted granted Critical
Publication of RU1836621C publication Critical patent/RU1836621C/ru

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/19—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path
    • G05B19/33—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path using an analogue measuring device
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/34—Director, elements to supervisory
    • G05B2219/34215—Microprocessor
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/37—Measurements
    • G05B2219/37478—Excitation of resolver by pulses instead of continuous wave, to save energy
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/37—Measurements
    • G05B2219/37487—Counter combined with angle to digital convertor
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/37—Measurements
    • G05B2219/37489—Emit binary code at quadrant 00+01+10+11, count pulse for 11-to-000 and 00-to-11
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/42—Servomotor, servo controller kind till VSS
    • G05B2219/42264—Slow down sampling if power down is detected
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/50—Machine tool, machine tool null till machine tool work handling
    • G05B2219/50077—Keep position by switching over to auxiliary power supply for resolver, encoder
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/50—Machine tool, machine tool null till machine tool work handling
    • G05B2219/50078—Single battery backup for all axis, encoders, resolvers
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/50—Machine tool, machine tool null till machine tool work handling
    • G05B2219/50084—Keep position, setup parameters in memory

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Automobile Manufacture Line, Endless Track Vehicle, Trailer (AREA)
  • Control Of Position Or Direction (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
  • Recording Measured Values (AREA)
  • Forklifts And Lifting Vehicles (AREA)

Abstract

Прибор предназначен дл  использовани  с целью регистрации положени , достигнутого движущейс  частью, такой как рука промышленного робота, перемещаемой ротационным двигателем. Цель изобретени  - гювышение надежности за счет обеспечени  защиты от перерывов в питании от внешнего источника. Прибор содержит преобразователь углового положени , такой как синус-косинусный вращающийс  трансформатор, способный генерировать по крайней мере один сигна л, показывающий положение, достигаемое двигателем во врем  вращени , счетное средство, соединенное с преобразователем углового положени , которое может хранить накопленный счет сигнала, генерируемого самим преобразователем, и показывать положение , достигнутое движущейс  -частью, и блок питани , такой как буферна  батаре , способна  поддержать работу преобразовател  положени  и счетного средства даже при отсутствии внешнего электропитани , 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

Description

Изобретение вообще относитс  к приборам (устройствам) дл  регистрации положени , достигаемого движущейс  частью, перемещаемой ротационным двигателем.
Изобретение было разработано в частности с целью возможного использовани  дл  регистрации положени , достигаемого одной или несколькими ос ми промышленного робота.
Целью насто щего изобретени    вл етс  предоставление прибора дл  регистрации положени , достигаемого движущейс  частью, перемещаемой вращающимс  валом , который не порождает вышеуказанные недостатки и который даже при сбое внешнего электропитани  способен сохран ть информацию, относ щуюс  к положению, достигнутому движущейс  частью робота относительно всех своих возможных осей движени , т.е. повышение надежности за
счет обеспечени  его питанием при сбо х внешнего питани . В соответствии с насто щим изобретением эта цель достигаетс  при помощи описанного выше типа устройства содержащего:
датчик углового положени  (обычно синус-косинусный вращающийс  трансформатор ), св занный с ним блок обработки и блок сервоуправлени ;
датчик нарушени  внешнего питани , канал формировани  автономного питани , преобразователь аналог-цифра соединенный с выходом датчика углового положени , двухпозиционный переключатель, первый вход которого соединен с выходом блока сервоуправлени , второй вход - с выходом канала формировани  автономного питани , при этом выход двухпозиционного переключател  соединен с датчиком углового положени , блок обработки выполнен в ви00 Сл Os О
ю
СА)
де процессора и соединен входами с выходом датчика нарушени  внешнего питани  и с выходом преобразовател  аналог-цифра , а его выход соединен с управл ющим входом двухпозиционного переключател . При этом ниже показан схемный узел, который может быть соединен в функциональном смысле с двих ущейс  частью (например, посредством непосредственной установки на руки или на основании робота) так, чтобы быть в состо нии оставатьс  вместе с прибором в течение его активного срока службы даже когда, например, робота перенос т с площади завода-изготовител  на место эксплуатации или с одного места эксплуатации на другое.
В предпочтительном варианте прибор, соответствующий изобретению, также содержит средство обнаружени  прерывани  в подаче внешнего электропитани  и .средство тактировани , способное выборочно и по существу прерывистым образом активировать указанный преобразователь при непрерывном прерывании .подачи внешнего электропитани . В предпочтительном варианте тактирующее средство может быть возбуждено на первой (обычно низкой) частоте и по крайней мере на второй частоте, котора  выше, чем указанна  перва  частота, и котора  функционально св зана с номинальным максимальным ускорением или скоростью движущейс  части.
Когда происходит сбой внешнего электропитани , регистрирующий прибор, соответствующий изобретению, автоматически активируетс  без какой-либо потери информации . Если сбой внешнего питани  продолжаетс , то с целью снижени  расхода энергии блока питани , обычно состо щего из буферной батареи, преобразователь (обычно состо щий из синус-косинусного вращающегос  трансформатора) не активируетс  посто нно, как при обычной работе прибора, а возбуждаетс  прерывистым образом при помощи сигнала импульсного возбуждени , предпочтительно состо щего из импульсного сигнала пр моугольной или трапецеидальной Формы с длительностью, равной полуволне напр жени  сети переменного электропитани .
В частности подразумеваетс , что такое возбуждение может быть выполнено в основном на низкой частоте {например, с пери одом возбуждающего импульса 20-500 мсек), когда преобразователь обнаружит , что движуща с  часть, с которой он св зан, остановилась или почти остановилась . С другой стороны, когда преобразователь обнаружит значительное перемещение движущейс  части, возбуждающа  частота
увеличитс  по крайней мере на один пор док величины (например, посредством подачи возбуждающего импульса каждые две мсек)во избежение какой-либо потери информации .
На фиг. 1 представлена блок-схема общей структуры прибора, соответствующего изобретению; на фиг. 2 - возможна  временна  диаграмма возбуждающего сигнала,
генерируемого прибором, показанным на фиг. 1; на фиг, 3 - так называема  таблица истинности; на фиг. 4 - схематичный алгоритм возможной последовательности работы прибора, показанного на фиг. 1.
Фиг. 1  вл етс  общей схемой прибора, предназначенного дл  регистрации положени , достигаемого движущейс  частью (например , рукой робота, на рисунке не показанной), перемещаемой ротационным
двигателем 1, вал которого вращаетс  вокруг соответствующей оси XL
Соединение между валом двигател  1 и движущейс  частью (обычно осуществл емое через набор передач) таково, что имеет
с  пр ма  св зь между положением,
достигаемым валом двигател  1 во врем  последовательных вращений вокруг оси xi, и положением, достигаемым движущейс  частью во врем  перемещени ,
0 Необходимо также отметить, что решение , описанное ниже с упоминанием, в частности , одной движу-щейс  части, перемещаемой соответствующим двигателем 1, может быть воспроизведено в много5 кратной форме так, чтобы сделать возможной регистрацию положени , достигаемого множеством движущихс  частей промышленного робота, кажда  из которых перемещаетс  соответствующим двигате0 лем.
В частности, устройство, соответствую-- щее изобретению, предназначено дл  применени  вместе с промышленным роботом, имеющим шесть или восемь возможных
5 осей движени .
Преобразователь (датчик) углового положени  2, обычно состо щий из так, называемого синус-косинусного вращающегос  трансформатора, св зан с валом двигател 
0 V.
Как известно, синус-косинусный вращающийс  трансформатор можно сравнить с небольшой вращающейс  электрической машиной, состо щей из ротора и статора с
5 двум  обмотками, расположенными под углом 90° (или, наоборот, с двум  обмотками, расположенными под углом 90° на роторе, и одной на статоре).
Подава  на клеммы одной из обмоток синусоидальное возбуждающее напр жение , на парах клемм двух других обмоток можно получить два одинаковых синусоидальных напр жени 1 (в основном ортогональной между собой или синусной и косинусной формы), показывающие угловое положение, достигнутое валом двигател , с которым св зан синус-косинусный вращающийс  трансформатор.
На блок-схеме фиг. 1 позици  3 обозначает совокупность клемм обмотки возбуж- дени , в то врем  как позиции 4 и 5, с другой стороны, обозначают пары выходных клемм, на которых присутствуют два сигнала углового положени  синусной и косинусной фермы соответственно.
При нормальной работе ррбота, с которым св зан прибор 1, устройство общего управлени  6, называемое сервоуправлени- ем, непосредственно подает возбуждающее напр жение на синус-косинусный вращающийс  трансформатор 2. Обычно это синусоидальное напр жение с частотой пор дка 2,6-3,0 кГц или 5,0 кГц и амплитудой пор дка 32 В или 5-6 В полного размаха ..
Если говорить более точно, синусоидальное возбуждающее напр жение достигает входа 3 синус-косинусного вращающегос  трансформатора 2 через линию 7, котора  т нетс  от сервоуправлени  6 через переключатель твердого состо ни  (например, транзистор) 8, двухпозицион- ный переключатель, св занный с выделителем мощности 9-.
В приведенном выше описании пред по- лагалось, что синус-косинусный вращающийс  трансформатор организован таким образом, чтобы обеспечить показание с угловым разрешением, эквивалентным квадранту или 90°. Очевидно, также можно использовать синус-косинусные вращающиес  трансформаторы, способные обеспечить более точную способность, например, в один октант.
Также необходимо отметить, что выбор синус-косинусного вращающегос  транс- форматора как углового преобразовател  2 не должен считатьс  ограничителем реализации изобретени : можно рассмотреть использование угловых преобразователей другого типа, таких как индуктосин.
В любом случае, датчик углового положени  2 выбираетс  так, чтобы он мог конт- ролиррвать без потери информации перемешени  двигател  1 движущейс  час- ти, св занной с ним, до номинальных максимальных уровней скорости и ускорени .
К примеру, могут быть прин ты во внимание максимальные величины скорости двигател , соответствующие 30006000 об/мин, с ускорени ми пор дка 800 квадрантов/с2.
Выходные сигналы, генерируемые на лини х 4 и 5 синус-косинусным вращающимс  трансформатором, посылаютс  на фильтр 10, состо щий из пассивных компонентов , которые имеют высокое входное сопротивление на подаваемой синус-косинусному вращающему трансформатору частоте возбуждени .
Вследствие этого характеристики фильтра 9, который предназначен главным образом дл  выполнени  функции шумопо- давле.ни , должны соответствовать - в частности там, где выбираетс  более высока  частота отсечки - выбору возбуждающей частоты .
Например, приемлема  величина входного сопротивлени  дл  фильтра 10 по крайней мере 500 кОм на частоте возбуждени . Частота спада обычно выбираетс  в пределах октавы за частотой возбуждени .
Как синусный, так и косинусный сигналы 4,5 после выхода с фильтра 10 направл ютс  на устройство регистрации углового положени  (квадрантный детектор) 11.
Последнее должно определ ть алгебраический знак синусного и косинусного сигналов . Дл  этой цели оно содержит р д полностью дифференциальных компараторов напр жени  с высоким, входным сопротивлением .
Последовательно соединенный .фильтр 10 и квадрантный детектор 11 образуют преобразователь аналог-цифра.
В простейшей конфигурации схема 11 включает просто два компаратора с порогом около нул , способных распознавать знак (положительный или отрицательный) синусного и косинусного сигналов, и логическую сеть, способную генерировать на выходе устройства 11 на линии шины данных 12 процессора 13, работающего как микроконтроллер устройства, двухразр дный кодированный логический сигнал в соответствии с показанной ниже преобразующей таблицей.
Предложенный метод преобразовани  не состоит просто в выборе назначени  данной логической величины (например, О) положительному знаку синусного или коси; нусного сигнала и противоположной логической величины (1) отрицательному знаку.
Выбор такого типа приведен к генерации двоичного кода Гре . Ввиду последующей обработки сигнала предпочтительнее иметь на выходе двоичный код, возрастающий в соответствии с нормальной чисто двоичной последовательностью.
Этот результат может быть получен либо посредством операции преобразовани , выполн емой элементарной логической сетью, встроенной в устройство 11, либо посредством преобразовани , выполн емо- го процессором 13, когда данные собираютс  на. шине 12. В обоих случа х указанна  операци   вл етс  элементарной логической .операцией, метод реализации которой не нуждаетс  в более подробном описании.
Двоичное кодирование, показанное в вышеприведенной таблице, имеет преимущество с точки зрени  загрузки в пам ть данных (которой обычно  вл етс  резидентное запоминающее устройство с произ- вольной выборкой) процессора 13 накопленного элемента данных, относ щегос  к вращению двигател  1 (и, следовательно , к положению св занной с ним движущейс  части) и организованного, на- пример, в шестнадцатиразр дную цепочку Si, S2...S16, где Si, 82 - (младшие разр ды)  вл ютс  двум  битами, несущими результат операции распознавани  квадранта, проводимой устройство 10; Зз, $14  вл ютс  двенадцатью накапливающими разр дами, предназначенными дл  выражени  положе- , ни , достигнутого двигателем (и движущейс  частью), с возможностью регистрации до различных; положений; Sis  вл етс  свободным битом; предоставл емым дл  генерации маркеров или флагов; Si6  вл етс  битом направлени .
Ротационный счет увеличиваетс  или уменьшаетс , когда синус-косинусный вра- щающийс  трансформатор 2 и св занные с ним схемы обнаруживают переход между квадрантами 1 и 4, Если бит „направлени  имеет уровень логического О, тогда ротационный счет будет уменьшен при переходе из квадранта 4 в квадрант 1. Если бит Направлени  имеет уровень логической 1, ротационный счет увеличитс  при переходе из квадранта 1 в квадрант 4. Очевидно, это решение общеизвестного характера, приве- денное здесь чисто в качестве не ограничивающего примерз.
Частота, используема  дл  распознавани  квадрантов, должна выбиратьс  таким образом, чтобы избежать потери информа- ции.
Обнаружение или выборка должны поэтому выполн тьс  на соответственно более высокой частоте, котора  тем выше, чем больше допустимые скорость или ускорение движущейс  части, перемещаемой двигателем 1.§
Например, максимальна  скорость роботов , выпускаемых в насто щее врем  за1  вител м и, соответствует скорости
вращени  двигател  1 пор дка 6000 об/мин, к которой из предосторожности (чтобы учесть мгновение состо ни  избыточной скорости) полезно добавить дополнительный запас в 1000 об/мин, что дает общую величину 7000 об/мин.
Максимальное ускорение зависит от довольно большого числа факторов, таких как вес движущейс  части и несуща с  им нагрузка , соответствующие моменты инерции, механическа  структура движущейс  части и передаточные отношени . В качестве ориентира в контексте нормального применени  осуществима величина максимального ускорени  пор дка 800 квадрантов/с2.
В общем, учитыва  также присутствие шума в системе, предпочтительно выполн ть выборку углового положени  двигател  1 по крайней мере дважды дл  каждого квадранта при максимальной скорости движени , дава , однако, процессору 13 период времени дл  выполнени  минимальной обработки отсчетов, предоставл емых синус-косинусным вр ащающимс трансформатором 2 (с использованием процедур , которые более подробно будут описаны ниже), перёд загрузкой их в пам ть с . произвольной выборкой в качестве данных считывани ..
Говор  в общем, вариант осуществлени  операции отсчета каждую миллисекунду чиожет рассматриватьс  как преимущественный вариант также в отношении возможности иметь частоту выработки , представл ющую долю нормальных возбуждающих частот, подаваемых на-вход 3 синус-косинусного вращающегос  трансформатора 2,
Как указано, также считаетс  предпочтительным , чтобы процессор 13 обрабатывал данные вращени , предоставл емые детектором квадрантов 11, перед загрузкой их в своюлам ть с произвольной выборкой.
Така  обработка способна учесть любые ошибки считывани  при использовании критериев , схематически показанных в таблице истинности на фиг. 3.
В этой таблице входы р да соответствуют угловому положению (квадранту), представленному 2-разр дным логическим сигналом, выдаваемым детектором квадрантов 10 на базе описанных выше критери-. ев. Входы, колонок, с другой стороны, представл ют моментальный элемент данных , ранее запомненный процессором 13.
Всегда существует веро тность, что может произойти ошибка квантовани  квадранта, когда синус-косинусный .вращающийс  трансформатор 2 расположен на одной из синусных или косинусных осей.
Эта ошибка квантовани  имеет определенное значение при переходе двух квадрантов (1 и 4), который характеризует нулевую точку , то есть угловое положение, при котором в соответствии с описанными выше критери ми имеет место увеличение (или уменьшение ) ротационного счета внутри процессора 13. Однако ошибками квантовани  в трех других переходных точках между квадрантами можно пренебречь.
В таблице, показанной на фиг, 3, вход ОК обозначает состо ние, в котором дан- 1)ые, предоставленные детектором квадрантов 10, соответствуют данным процессора 13..
С другой стороны,  чейки, помеченные ЕРР относ тс  к ситуаци м, в которых имеетс  различие в 180° (двух квадрантов), показание того, что устройство могло потер ть точную информацию относ щуюс  к положению двигател  дл  части, управл емой последним.
Об этой ситуации может быть дана внешн   сигнализаци  с последующим изменением логического, уровн  соответствующего бита состо ни .
В таблице  чейки символы +1 и соответствуют ситуаци м, при которых два входа р да и колонки отличаютс  только на - один квадрант в нулевой точке. В этом конкретном случае процессор 13 увеличит или уменьшит на 1 свое значение, хранимое в соответствующем регистре пам ти. Во всех случа х процесбор 13 хранит свои данные о квадрантах и вмешиваетс  только путем регулировки ротационных отсчетов.
Что касаетс  выбора процессора или микроконтроллера 13, предпочтительным считаетс  выбор компонента с 16-разр дной внутренней архитектурой.
Такой компонент обычно снабжаетс  внутренней.пам тью с произвольной выборкой , котора  делает ненужным использование подобной пам ти, расположенной вне процессора
Упом нутый компонент отличаетс  в особенности тем, что он может работать в режиме ожидани  с минимальным по-, треблением электрической энергии, как будет более подробно описано ниже, и это особенно выгодно при работе, когда происход т прерывани  подачи внешней электроэнергии .
Работа процессора 13 регулируетс  программной пам тью (операционной системой ), состо щей из программируемого посто нного запоминающего устройства 14, и тактируетс  главной тактовой схемой (показанной дл   сности как компонент вне процессора 13) I . использованием 5-вольтного напр жени  посто нного тока, подаваемого , например, регул тором 16.
Последний соединен с питающей сетью V (состо щей в показанном примере из ис- 5 точника напр жени  17-36 В) через преобразователь посто нноготока 17. Последний питает зар дное устройство батареи 18, предназначенное дл  поддержани  буферной батареи 19 в зар женном состо нии. 10 Чтобы собранное устройство можно было объединить с управл емой движущейс  частью, считаетс  предпочтительным выбрать запа нную свинцом батарею, работающую , при напр жении 6 Вольт с емкостью 5 зар да пор дка 0,9 А/ч.
В любом случае предпочтительно обеспечить соединени  дл  возможности подключени  к внешней батареи большей емкости.
0 Зар дное устройство 18 обычно должно быть достаточно мощным дл  обеспечени  полного зар да батареи 19 до максимальной емкости в течение периода времени пор дка 0.5 часа,
5 По-прежнему в отношении возбуждени  внутренних компонентов насто щего устройства позици  20 обозначает схему управлени  питанием, котора  св зана с процессором 13. Основной функцией схемы 20 0  вл етс  обеспечение работоспособности всех активных компонентов устройства, подлежащих подключению к буферной батарее в случае сбо  питани  электрической сети.
5 В частности, управл юща  схема 20 предназначена в случае сбо  в сети электропитани , по существу, дл  прерывистой активации синус-косинусного вращающегос  трансформатора 2 и всех компонентов, ко- 0 торые обрабатывают сигналы углового положени  и ротационного счета, получаемые с названного синус-косинусного вращающегос  трансформатора.
Это по существу прерывиста  работа 5 предназначена дл  уменьшени  расхода энергии, используемой от буферной батареи 19..
Лини  21 обозначает соединительный интерфейс, который позвол ет процессору 0 13 осуществл ть св зь через свой последовательный порт 22 с сервоуправлением 6. . ,
Могут посылатьс  двухсторонние сооб- щени  путем использовани  различных протоколов , таких как двоичные протоколы и 5 протоколы А С11.
При нормальной работе системы, когда устройство запитано (или присутствует сетевое питание), данные углового положени , загруженные в процессор 13, посредством сигналов, генерируемых синус-косинусным вращающимс  трансформатором 2 (возбуждаемым сервоуправлени- ем 6 через линию 7 и двухпозиционный переключатель 8), могут, таким образом, передаватьс  на сервоуправление 6.
Это значит, что кроме работы в услови х , когда происходит сбой питани  (что будет описано ниже) устройство способно обеспечить сервоуправление 6 во врем  нормальной работы системы - уже полностью обработанными данными о положении и перемещении.
Вследствие этого прибор, соответствующий изобретению, обеспечивает эффективную децентрализацию всей системы центрального процессора также в отношении к любым функци м исправлени  ошибок , использующим описанные выше, с привлечением таблицы фиг. 3.
В случае прерывани  подачи внешнего электропитани , которое может произойти из-за отключени  робота (например, при временной остановке работы или дл  переноса его на другой завод) или в результате сбо  питани , сервоконтроллер 6 уже не будет способен подавать синусоидальный сигнал дл  возбуждени  синус-косинусного вращающегос  трансформатора 2 на линии 7.
Отсутствие возбуждающего сигнала обнаруживаетс  датчик нарушени  внешнего питани  сигнала 23, соединенной с линией 7, котора  передает соответствующее сообщение по шине данных 12 процессора 13i
Последний воздействует на переключатель 8 и управл ющую схему 20, измен   конфигурацию устройства таким образом, что все его активные компоненты могут быть запитаны буферной батареей 19, активиру  вспомогательный возбуждающий источник (управл емый генератор импульсов) 24, включенный в насто щее устройство,
Вспомогательный возбуждающий источник (управл емый генератор импульсов) 24 соединен с возбуждающим входом 3 синус-косинусного вращающегос  трансформатора 2 посредством двухпозиционного переключател  8, переключение которого управл етс  процессором 13.
Возбуждающий сигнал, приложенный генератором 24 ко входу синус-косинусного вращающегос  трансформатора 2 имеет не синусоидальную форму, как в случае обычной работы системы, а как правило, импульсную форму.
Если говорить более точно, он может состо ть из пр моугольных (или трапецеидальных ) импульсов Раз с длительностью примерно 100 микросекунд, то есть с длительностью , рапной длительности полуволн
синусоидального возбуждающего сигнала частоты 5 кГц, подаваемого на синус-косинусный вращающийс  трансформатор во врем  обычной работы.
Вспомогательный возбуждающий источник (управл емый генератор импульсов) 24 активируетс  управл ющей схемой 20 в соответствии с тактовым сигналом, вырабатываемым схемой 15, как минимум, на двух
0 разных частотах.
Последовательно соединенные зар дные устройство 18, буферна  батаре  (19) и управл емый генератор импульсов образуют канал формировани  автономного пи5 тани .
Перва  частота (период Т21 на фиг. 2), обычно  вл юща с  низкой (например, импульс возбуждени  с периодам 20-500 миллисекунд), предназначена дл  исполь0 зовани  в режиме ожидани , то есть, когда есть основани  ожидать, что движуща с  часть, св занна  с двигателем 1, будет пере- мещатьс  очень медленно (например, вследствие перемещени , передаваемого
5 оператором вручную во врем  сборки или изменени  конфигурации робота) или не будет двигатьс  совсем; в последнем случае просто необходимо проверить, стоит ли движуща с  часть водном и том же положении.
0 Втора  частота (период Ti на фиг. 2), обычно  вл юща с  более высокой (по крайней мере на один период величины), может-соответствовать, например, выделению импульса через каждые 2 миллисекун5 ды. Поэтому эта же частота, котора  по существу сравнима с частотой, на которой во врем  нормальной работы системы происходит отсчет данных о квадрантах, вырабатываемых устройством 11.
0 Эта втора  возбуждающа  частота используетс  вс кий раз, когда данные о квадрантах , полученные от синус-косинусного вращающегос  трансформатора 2, показывают , что двигатель 1 движетс  быстро или
5 со скорост ми движени , сравнимыми с теми , что возникают во врем  обычной работы .
Эта ситуаци  может иметь место в момент, непосредственно следующий за
0 прерыванием подачи внешнего электропитани , когда движуща с  часть продолжает перемещатьс  в течение определенного периода времени благодар  инерции (в особенности если ее не тормоз т) или при
5 переключении робота.
В общем, переключение на более высокочастотную ступень возбуждени  может быть осуществлено автоматически процессором 13. когда последний обнаруживает, что двигатель 1 движетс  или его з главл ют двигатьс  с такой скоростью, при которой возбуждение на низкой частоте ожидани  может привести к потере данных о положении.
На фиг. 2а в схематичной форме показана возможна  последовательность, по которой из обычного состо ни  работы системы (фаза А), когда происходит подача внешнего питани , сервоуправлением на синус-косинусный вращающийс  трансформатор 2, переход т к аварийной работе, обеспечиваемой прибором 1, после сбо  внешнего питани  и невозможности вследствие этого возбуждени ; синус-косинусного вращаю: щегос  трансформатора сервоуправлением 6. В частности, во врем  аварийной работы происходит следующа  последовательность -.. ;- ;.
перва  фаза В (движение робота по инерции), в которой источник 24 подает свои возбуждающие импульсы Раз с более высокой частотой (например, импульс Р23 с длительностью 100 микросекунд подаетс  через каждые 1.,1 миллисекунды), и
ВТОР.ЭЯ фаза ожидани  С, в которой после обнаружени  микропроцессором отсутстви  движени  или отсутстви  быстрых движений источник 23 переводит к работе с бблее низкой частотой, и импульсы Ргз выдаютс  с интервалами, например, в 20 миллисекунд .
После пребывани  в фазе С в течение определенного периода времени при восстановлении подачи электропитани  от сети (с последующей обновленной генерацией синусоидального возбуждающего напр жени  сервоуправлением 6)-работа системы возвращаетс  к описанной выше фазе А.
На фиг. 2 в в схематичной форме показана ситуаци , при которой переход от низкочастотной работы в режиме Ожидани  (фаза С) к обычной работе системы не происходит пр мо, а включает возврат к фазе быстрого возбуждени  (фаза В), например, из-за быстрого движени , переданного роботу внешним оператором.
На фиг. 4 схематично, в форме алгоритма , показана возможна  логическа  последовательность работы процессора 13.
В алгоритме, показанном на фиг. 4, стади  25  вл етс  тестом, который процессор может выполн ть вс кий раз, когда происходит цикл считывани  данных о квадрантах , чтобы проверить, не показывает ли датчик нарушени  внешнего питани  23 возможного прерывани  подачи электропитани  и синусоидального возбуждени  напр жени , обеспечиваемого сервоконт- роллером 6.
Если эти услови  не имеют места; процессор 13 продолжает управл ть работой насто щего устройства в соответствии с критери ми нормальной работы системы, 5 при необходимости передава  сервоконт- роллеру 6 данные углового положени  через интерфейс св зи 21..
Если, с другой стороны, процессор 13 получает от датчика нарушени  внешнего
0 питани  24 сообщение, указывающее на прерывание подачи электропитани  и синусоидального возбуждающего напр жени , то процессор 13 сам во врем  последующей стадии 26 вызывает переключение двухпо5 зиционного переключател  8 и вынуждает
насто щее устройство полностью перейти
.на питание, обеспечиваемое буферной тареей 19 под управлением устройства 20. В этой точке процессор 13 может
0 вызвать посылку вспомогательным источником (генератором импульсов) 24 возбуждающего импульса синус-косинусному вращающемус  трансформатору 2 (стади  27), чтобы позже перейти (в coot5 ветствии с критери ми, описанными выше с привлечением табл. фиг. 3) к считыванию данных углового положени , предоставл емых детектором 11.
В частности это может состо ть вопе0 рации считывани  данных 28, за которой следует проверочна  операци  29, в которой примен етс  таблица истинности, показанна  на фиг. 3, с возможным выходом либо на операцию отображени  ошибки 30
5 (в случае когда имеетс  возврат к одному из условий, характеризуемых  чейках йдоль диагонали таблицы фиг. 3), либо на обычную загрузку 31 считанных данных в пам ть процессора 13.
0 После операции проверки 32, в которой
процессор 13 считывает состо ние датчика
нарушени  внешнего питани  23, измен  
в конфигурацию прибора дл  обычной работы
системы - линии 33 в случае, когда датчик
5 23 указывает на восстановление подачи внешнего электропитани  и синусоидального возбуждающего напр жени  сервоконт- роллером 6. процессор 13 сам приступает к следующей проверочной операции 34, про0 вер ющей, указывают ли загруженные данные движение по отношению к предыдущему запомненному положению.
Результат теста, проведенного на стадии 3.4, позвол ет процессору 13 устано5 вить, необходимо ли осуществить возврат к стадии 27 с выдачей нового возбуждающего импульса по истечении одного или другого периода (Ti или Тг), соответствующего одной из двух различных возбуждающих частот .
Пока процессор 13 продолжает обнаруживать движение, он продолжает активировать вспомогательный источник (генератор импульсов) 24 (стади  35, чтобы получить импульсное возбуждение синус-косинусного вращающегос  трансформатора 2 на более высокой частоте (фаза В фиг. 2а).
Когда сравнение с предыдущей операцией считывани  показывает, что никакого движени  обнаружено не было (признак того, что движуща  часть робота остановилась или перемещаетс  на малой скорости ), возврат к стадии 27 осуществл етс  после периода ожидани  36 имеющего де тельность , равную длительности периода Т2, что устанавливает условие так называемого режима ожидани .
Однако, как только проверка покажет существование движени , снова произойдет возврат к стадии 27, при коорой будет выдай новый .возбуждающий импульс на стадии 35 или после периода ожидани , имеющего длительность, равную длительности периода Ti на фиг. -2.
Очевидно, что при неизменности принципов изобретени , детали его реализации и воплощени  могут значительно отличатьс  от описанных и проиллюстрированных, не выход , однако, за рамки насто щего изобретени .

Claims (4)

1. Устройство дл  регистрации положени  движущегос  обьекта, содержащее датчик углового положени , св занный с ним
блок обработки и блок сераоуправлени , отличающеес  тем, что, с целью повышени  надежности за счет обеспечени  защиты от перерывов в питании от
внешнего источника, в него введены датчик нарушени  внешнего питани , канал формировани  автономного питани , преобразователь аналог - цифра, соединенный с выходом датчика углового положени , двухпозиционный переключатель, первый вход которого соединен с выходом блока серво- управлени , второй вход-с выходом канала формировани  автономного питани , а выход двухпозиционного переключател  еоединен с датчиком углового положени , блок обработки выполнен в виде процессора и Соединен входами с выходом датчика нарушени  внешнего питани  и с выходом преобразовател  аналог - цифра, а его выход с управл ющим входом двухпозиционного переключател .
2.Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е- с   тем, что канал формировани  автономного питани  выполнен в виде последовательно соединенных зар дного устройства, буферной батареи и управл емого генератора импульсов.
3.Устройство по п. 2, о т л и ч а ю щ е е- с   тем, что управл емый генератор импульсов выполнен двухчастотным.
4.Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е- с   тем, что преобразователь аналог - цифра выполнен в виде последовательно соединенных фильтра и квадрантного детектора.
.
гг
жи-
/J
19
7;
5
G
5 J %f- %
t
Го
Фиг. 7
-1W )г2
00
or
11 ю
00 01
1L
10
Фиг.З
SU884613185A 1988-10-24 1988-12-30 Устройство дл регистрации положени движущегос объекта RU1836621C (ru)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT67952/88A IT1223863B (it) 1988-10-24 1988-10-24 Dispositivo per determinare e rilevare la posizione raggiunta da un organo mobile particolarmente per il controllo di automi industriali

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU1836621C true RU1836621C (ru) 1993-08-23

Family

ID=11306657

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU884613185A RU1836621C (ru) 1988-10-24 1988-12-30 Устройство дл регистрации положени движущегос объекта

Country Status (7)

Country Link
US (1) US5038272A (ru)
EP (1) EP0365736B1 (ru)
JP (1) JPH02257003A (ru)
AT (1) ATE105639T1 (ru)
DE (1) DE3889541T2 (ru)
IT (1) IT1223863B (ru)
RU (1) RU1836621C (ru)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03256693A (ja) * 1990-03-08 1991-11-15 Fanuc Ltd ロボットの停電制御方式
EP0479525A3 (en) * 1990-10-01 1994-10-12 Yaskawa Denki Seisakusho Kk Absolute position measuring resolver apparatus with backup means in power failure.
US5323309A (en) * 1992-01-30 1994-06-21 Siemens Industrial Automation, Inc. Algorithm for optimizing data sampling in a discrete periodic system with a bounded rate of change for the discrete system periods
US5200683A (en) * 1992-01-30 1993-04-06 Siemens Industrial Automation, Inc. Method for optimizing sampling rates for position tracking for motion control systems
US5198735A (en) * 1992-01-30 1993-03-30 Siemens Industrial Automation, Inc. Method for eliminating position tracking errors in the presence of resolver excitation errors for motion control systems
US5198739A (en) * 1992-01-30 1993-03-30 Siemens Industrial Automation, Inc. Software controllable circuit for resolver excitation switching in a motion control system
US5229697A (en) * 1992-01-30 1993-07-20 Siemens Industrial Automation, Inc. Sampling bipolar peak detector for sensing a non-symmetrical decay of an AC voltage signal
US5204603A (en) * 1992-01-30 1993-04-20 Siemens Industrial Automation, Inc. Open circuit detection for a pulsed resolver position sensing system
DE19610626C2 (de) * 1996-03-19 2003-01-23 Bosch Gmbh Robert Nachlauferfassung von elektrischen Verstellmotoren
DE19702931C1 (de) 1997-01-28 1998-07-02 Bosch Gmbh Robert Anordnung zur Nachlauferfassung von elektrischen Stellmotoren mit inkrementaler Positionserfassung
DE10130183B4 (de) * 2001-06-22 2005-03-10 Brose Fahrzeugteile Verfahren zur Positionserfassung eines elektro-motorisch angetriebenen Verstellsystem eines Kraftfahrzeugs
JP4755631B2 (ja) * 2001-12-06 2011-08-24 本田技研工業株式会社 電動パワーステアリング装置
DE10312045B4 (de) * 2003-03-18 2014-07-31 Anton Rodi Messsystem zur Absolutwerterfassung von Winkeln und Wegen
US7635975B2 (en) * 2004-05-21 2009-12-22 Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki Absolute multi-revolution encoder
WO2007083585A1 (ja) * 2006-01-17 2007-07-26 Musashi Engineering, Inc. 作業の再開性に優れた作業ロボット
US7737653B2 (en) * 2007-04-17 2010-06-15 Lutron Electronics Co., Inc. Method of controlling a motorized window treatment
JP5140122B2 (ja) * 2010-08-26 2013-02-06 三菱電機株式会社 電動パワーステアリングの制御装置
WO2014075744A1 (en) * 2012-11-19 2014-05-22 Abb Technology Ltd Resolver positioning system, robot and method therefor
JP6657584B2 (ja) * 2015-03-31 2020-03-04 株式会社ジェイテクト 回転検出装置、回転角検出装置および電動パワーステアリング装置

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3624640A (en) * 1968-06-17 1971-11-30 Inductsoyn Corp Multiple-speed position-measuring system
NO149522C (no) * 1980-03-21 1984-05-09 Trallfa Nils Underhaug As Anordning ved posisjonsmaaler
US4484287A (en) * 1980-09-30 1984-11-20 Fujitsu Fanuc Limited System for restoring numerically controlled machine tool to former condition
US4672279A (en) * 1984-10-11 1987-06-09 Kabushiki Kaisha Toshiba Robot joint angle detecting system
JP2667150B2 (ja) * 1986-04-21 1997-10-27 ファナック 株式会社 電源切断前の指令上の機械位置復元方法
JPS63158402A (ja) * 1986-12-22 1988-07-01 Omron Tateisi Electronics Co 多回転絶対位置検出器

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР Ms 1013746, кл. G01 В 7/30, 1981. *

Also Published As

Publication number Publication date
US5038272A (en) 1991-08-06
EP0365736A2 (en) 1990-05-02
EP0365736B1 (en) 1994-05-11
IT1223863B (it) 1990-09-29
JPH02257003A (ja) 1990-10-17
DE3889541T2 (de) 1994-08-25
DE3889541D1 (de) 1994-06-16
ATE105639T1 (de) 1994-05-15
EP0365736A3 (en) 1991-01-02
IT8867952A0 (it) 1988-10-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU1836621C (ru) Устройство дл регистрации положени движущегос объекта
US5625353A (en) Device for transmitting signals from position detector and method of such signal transmission
US4702613A (en) Electronic timepiece driven by a plurality of stepping motors and powered by a solar cell
EP3407025B1 (en) Encoder device, drive device, stage device, and robot device
US5323309A (en) Algorithm for optimizing data sampling in a discrete periodic system with a bounded rate of change for the discrete system periods
JPH08122100A (ja) 位置測定装置
JP3200510B2 (ja) モータ制御装置
CN109630546B (zh) 磁悬浮轴承系统控制方法和装置
CN1083637A (zh) 瞬时断电后再起动驱动同步电机的变换器的装置
EP0273052A1 (en) Device for detecting the rotational position of rotor of motor
US5198735A (en) Method for eliminating position tracking errors in the presence of resolver excitation errors for motion control systems
CN113890429A (zh) 基于霍尔元件的电机减速器绝对角度拟合系统和拟合方法
WO2023053456A1 (ja) バックアップ回路を有するエンコーダ
US5204603A (en) Open circuit detection for a pulsed resolver position sensing system
CN104755883B (zh) 解角器定位系统、机器人及其方法
JPH09218054A (ja) 多回転形アブソリュートエンコーダ
JPS59226806A (ja) 絶対位置検出装置
US9086300B2 (en) Electric motor and method for the operation of an electric motor
JPH1164039A (ja) レゾルバを備えた回転位置検出装置及びそれにおける回転位置検出方法
JPS62154109A (ja) 数値制御工作機械
JPH01248019A (ja) 磁気エンコーダ
JP3465458B2 (ja) モータ位置検出装置
JPS63271116A (ja) アブソリユ−トエンコ−ダ
JPH09113314A (ja) 多回転式絶対値エンコーダ及びその多回転量保持方法
JPH1194594A (ja) ロータリエンコーダ