SE466588B - Adaptiv processtyranordning foer en bearbetningsmaskin - Google Patents

Description

466 588 10 15 20 25 30 35 2 av en maskin, under diverse bearbetningsoperationer på arbetsstycken, som kan ha icke-homogen struktur, när maskinen arbetar i en elektriskt störningsrik omgivning, 45 etc. Den tidigare teknikens styranordningar kommer i allmänhet att automatiskt slå från maskinen i fallet med dessa falska larmtillstånd. Detta kräver att opera- tören kontrollerar maskinen beträffande skada, omställer arbetsstyckets läge, om nödvändigt, och sedan ånyo star- tar maskinens arbete helt från början. Vid masstillverk- ning blir denna onödiga stilleståndstid ytterst dyrbar och är resultatet av oförmågan att skilja mellan faktiska larmtillstånd, vilka skulle skada maskinen, och de tillstånd som på likartat sätt påverkar de övervakade kriterierna men ej resulterar i skada. Servosystemen i den tidigare teknikens styranordningar är också käns- liga för instabil drift. Vid det adaptiva styrsättet genereras matningshastighetsändringsvärdet linjärt av systemet och kan förorsaka en sådan dramatisk variation i det aktuella tillståndet att maskinen kommer att svänga över den önskade nivån. Systemet kommer i det följande att generera en ändring i den motsatta riktningen för kompensering av sitt översvängningstillstånd. Denna "ringning" kan fortsätta i oändlighet. Dessa oscillationer påverkar naturligtvis bearbetningsoperationen på skadligt sätt. Vissa försök har gjorts att korrigera detta prob- lem genom att dämpa det linjära gensvaret. Maskinens gensvar kommer emellertid att dämpas med samma faktor vid höga felnivåer som vid de mer kritiska lägre nivåerna, varigenom maskinoperationen hindras att snabbt föras till överensstämmelse med den önskade driftsnivån, när det finns en stor mängd fel. Inget av den tidigare teknikens F system äger dessutom förmåga att selektivt justera maski- nens gensvarsegenskaper i och för hänsynstagande till * olika användarapplikationer och -omgivningar. l-'l 15 20 h.) UI 30 35 466 Sss 3 Ett vanligt problem med kända styranordningar är att de är särskilt anpassade till endast en maskintyp och ej har den flexibilitet som är nödvändig för användning i en mängd olika bearbetningsapplikationer. I en stor an- läggning måste användaren således vara tränad att manöv- rera många olika slag av styranordningar. Detta är inte endast tidskrävande och ineffektivt utan leder också ofta till maskinskada genom felaktig drift, tills opera- tören blir förtrogen med styranordningens egenheter.

Det har därför funnits ett avsevärt behov av en universell maskinstyranordning, som lätt kan anpassas till en mängd olika applikationer, och företrädesvis en sådan anordning som kan styra flera olika slag av bearbetningsoperationer samtidigt.

Enligt en sida av den föredragna utföringsformen av föreliggande uppfinning avviker styranordningen från trenden av ökande komplexitet hos anordningar enligt den tidigare tekniken genom att utnyttja ett enda kriterium, på vilket styranordningen baserar sina styrfunktioner.

Vad som vid en första blick kan synas vara en alltför enkel lösning ger i själva verket ett förvånansvärt tillräckligt kriterium för att effektivt och noggrant styra maskinens arbete.

Enligt ett särdrag för föreliggande uppfinning finns jämförelseorgan för ástadkommande av en signal, som anger felskillnaden mellan den faktiska maskin- parametern och den i förväg valda maskinparametern, samt justeringsorgan för ändring av maskinens matnings- hastighet som en exponentiell funktion av felet mellan den faktiska och den i förväg valda parametern, varige- nom maskinen har ett stabilt men snabbt gensvar. Efter- som matningshastighetsändringsnivån är väsentligt större vid höga felnivåer, reagerar maskinen snabbt för en stor skillnad. Matningshastighetsändringsnivån är å andra sidan flera storleksordningar mindre vid lägre felnivåer för att därmed gradvis konvergera På detta sätt mot den önskade, adaptiva effektnivån. åstadkommes en systemstabilisering genom förhindrande 466 588 10 15 20 25 30 35 4 av oscillationer, som är vanliga i den tidigare tek- nikens anordningar.

Uppfinningen skall beskrivas närmare i det följande under hänvisning till medföljande ritningar. Fig l är * en sidovy och visar en förenklad bild av maskinstyr- anordningen enligt föreliggande uppfinning i samverkan ç med en verktygsmaskin. Fig 2(A-B) är ett blockschema, som visar kretskortsförbindningsstrukturen för den före- dragna utföringsformen. Fig 3 är ett blockschema över en i den föredragna utföringsformen utnyttjade mikro- dator. Fig 4(A-B) visar schematiskt matningshastighets- drivkretsarna vid föreliggande uppfinning. Fig 5(A-D) åskådliggör det funktionella arbetssättet för den före- dragna utföringsformen. Fig 6(A-J) är ett flödesschema, som åskådliggör sekvensen av programvaruinstruktioner för programmering av den föredragna utföringsformens mikrodator. Fig 7(A-C) åskådliggör programmerbara para- metrar, vilka visas på en skärm för operatörens val.

Fig 8 är en vy, som åskådliggör bitläget i två digitala ord, som representerar flaggor, vilka anger val av sär- skilda operatörsvalda parametrar. Fig 9 är ett diagram, som åskådliggör flera matningshastighetsgensvarskurvor, vilka kan väljas av maskinoperatören. Fig 10 är ett diagram över en kvadrant av en matningshastighetsgensvars- kurva, alstrad i överensstämmelse med föreliggande upp- finning.

I fig l, vartill hänvisas, visas i förenklad form en maskin 10 med ett verktyg l2 för skärande bearbetning av ett arbetsstycke 14. Verktyget 12 drives av en spindel- motor 16 och arbetsstycket matas in i verktygets 12 bana av en kolv l8 med en matningshastighet, som bestämmes av en motor 20 drivande styrsignaler.

Det är klart att maskinen 10 också skulle kunna förflytta verktyget 12, varför för föreliggande uppfinnings ändamål termen matningshastighet innebär den relativa matningshastigheten mellan verktyget och arbetsstycket. 10 15 20 25 30 35 466 ass 5 Föreliggande uppfinning är särskilt användbar i förening med automatiserad maskinutrustning, som inne- fattar en intern maskinstyranordning 22, såsom kända numeriska styranordningar eller datoriserade numeriska styranordningar (NC resp CNC). Styranordningen 22 känner maskinens arbetstillstånd via ingångsledningar 23, som är kopplade till exempelvis gränslägesströmställare 24, och genererar utsignaler för styrning av maskinens arbete som gensvar därpå. Av särskilt intresse är den styr- funktion som tillämpas på matningshastighetsmotorn 20, som bestämmer arbetsstyckets 14 matningshastighet. En matningshastighetsförbikopplingspotentiometer 26 är allmänt inrättad att ge operatören viss manuell styrning för justering av matningshastigheten. Maskinstyranord- ningen 22 innefattar typiskt en binärkodat decimal (BCD) utgångsinstruktionsbuss 28, som är kopplad till maskin- komponenterna för att styra dessas arbete.

Processtyranordningen enligt föreliggande uppfinning kan utnyttjas för att övervaka och styra arbetet för flera olika maskiner. För att underlätta förståelsen av uppfinningen skall emellertid dennas användning beskrivas enbart i förening med en enda maskin. Styranordningen 30 är på lämpligt sätt innesluten i ett hölje 32, som inne- fattar en videoskärm 34, ett tangentbord 36 samt en skri- vare 38. En effektkännare 40 övervakar den momentana effekt som spindelmotorn l6 drar samt ger en indikering på denna effektanvändning till styranordningen 30. Effekt- kännaren kan vara den som tillverkas av The Valeron Corporation under handelsnamnet "ISO-WATT" och som finns mer fullständigt beskriven i US patentskriften 4 096 436.

Såsom kommer att beskrivas närmare i det följande över- vakar styranordningen 30 kontinuerligt maskinens 10 effektförbrukning och avger styrsignaler till maskinstyr- anordningen 22 via utgångsledningar 42, när den faktiska maskineffektförbrukningen avviker från en optimal nivå.

Styrenheten 30 står också i direkt förbindelse med maskinåterställningstryckknappar 44, 46, 48 över ingångs- ledningar 50. Ingångsledningarna 50 innefattar en strob- 466 588 10 l5 20 25 30 35 6 ningsingång för inmatning av BCD-instruktioner till styrenheten 30, medan utgångsledningarna 42 innefattar en utgång ACK för kvittering av mottagandet av instruk- tionerna. Styrenheten 30 är direkt ansluten till matningshastighetsförbikopplingspotentiometern 26 via en utgångsledning 52 för styrning av matningshastigheten vid det adaptiva arbetssättet.

Fig 2 visar schematiskt uppbyggnaden av kretsdelarna i styrenheten 30, varvid de rektangulära blocken repre- senterar enskilda kretskort i höljet 32. Den särskilda, visade utföringsformen innefattar två stativ i höljet 32, nämligen ett styrstativ och ett in-utstativ, som inrymmer ingångar från två separata maskiner. Flera maskiner kan övervakas helt enkelt genom tillägg av in-utstativ.

Kort uttryckt mottages BCD-instruktionerna från maskin- styranordningen 22 och lagras tillfälligt i ett ingångs- korts 60 buffertlogik. BCD-instruktionerna kommunicerar med ett mikrodatorkort 62 via en buss 65, genom en data- styrlänk 64 och en buss 85 i samverkan med gränssnitt 66 och 68 för in-utstativet respektive styrstativet.

Ett matningshastighetskort 70, ett in-utkort 72 (anslutet såväl till ingångsledningarna 50 som utgångsledningarna 42) står likaledes i förbindelse med mikrodatorn 62.

Ett gränssnitt 74 kopplar en presentationsenhet 34 och ett tangentbord 36 till mikrodatorn 62. Effektkännaren 40 lämnar en informationsinsignal till mikrodatorn 62 med hjälp av ett signalbehandlingskort 80, en analog buss 81 och ett analog-digitalomvandlarkort 82, vars utsignal via bussen 84 matas till mikrodatorn 62. En valfri skrivare 38 styres via digital-analogkretsar på ett kort 86. en länk 88. Kort 90 och 92 lämnar lämpliga förspänningar Ström lämnas till de enskilda korten medelst till de interna elektriska komponenterna på de andra korten.

Fig 3 visar något mer detaljerat uppbyggnaden av mikrodatorkortet 62. En mikroprocessorenhet 100 kommunice- rar via en adressbuss 102 och en data-styrbuss lO4 med en minnesmodul 106, en programmerbar tidkrets 108, en 10 15 20 25 30 35 466 588 7 perifer gränssnittsanpassningsenhet ll0 (PIA) och en asynkron kommunikationsgränssnittsanpassningsenhet 112 (ACIA). Minnesmodulen 106 innefattar företrädesvis ett (RAM), läsminne (EPROM) och ett elektriskt ändringsbart minne direktaccessminne ett raderbart, programmerbart (EAROM), vilka adresseras individuellt av en minnes- adressavkodare 114. Funktionsblockschemat i fig 3 är representativt för ett konventionellt mikrodatorkomplex i integrerad kretsform. I detta särskilda exempel är mikroprocessorn 100 en Motorola MC6802, minnesmodulen 106 innefattar ett EPROM av typen 2716, ett RAM av typen 2114 och EAROM av typen 3400, vilka alla är kända inom tekniken. Den programmerbara tidkretsen 108 är en kompo- nent av typen 6840, PIA-enheten 110 är en komponent av typen 6820, och ACIA-enheten 122 är företrädesvis ett don av typen Motorola 6850. ACIA-enheten 112 utgör ett gränssnitt för mottagning av seriedata från tangent- bordsgränssnittet 74 och presenterardessa data via data-styrbussen 104 på parallellt och med mikroprocessorn 100 förenligt sätt. ACIA-enheten 122 omvandlar likaledes data från'mikroprocessorn 100 till ett format, som är förenligt med tangentbordet 36 och presentationsenheten 34. PIA-enheten ll0 utgör allmänt ett buffertgränssnitt för tillfällig lagring av insignaler från maskinen för efterföljande överföring till mikroprocessorn 100 och, omvänt, lagring av i gränssnittet från mikroprocessorn l0O införda data för överföring till maskinen. Programmet, som längre fram kommer att beskrivas i detalj, är lagrat i minnesmodulen 106 och användes för att instruera mikro- processorns 100 arbete. Programmet innefattar vissa rutiner, vilka måste utlösas inom en given tidsram. För detta ändamål inmatas ett förutbestämt binärt tal i den programmerbara tidkretsen 108. Under arbete minskas talet i den programmerbara tidkretsen 108 till dess att talet O nås. När tidkretsen 108 har nått talet 0, inställes en flagga. Programmet är strukturerat att kontrollera denna flaggas tillstånd, och när flaggan är inställd utför programmet vissa angivna uppgifter. 4-66 588 l0 15 20 25 30 8 Arbetssättet för matningshastighetsdrivstyrkretsarna 70 kan förstås vid hänvisning till fig 4. Mikrodatorn 62 alstrar en matningshastighetsstyrsignal som ett digitalt ord om åtta bitar över dataledningar DO-D7. Det digitala ordets innehåll bestämmer storleken på den spänningen, som slutligen påtryckes matningshastighetsmotorn 20 för styrning av matningshastigheten. I den visade utförings- formen har matningshastighetsförbikopplingspotentiometern 26 (fig 4B) försetts med uttag, såsom angivet med X, för att ge styrenheten 30 primär kontroll över matnings- hastigheten. Såsom känt inom tekniken är matningshastig- hetsförbikopplingspotentiometrar 26 resistiva delar nät, som ger operatören möjlighet att justera matningshastig- heten manuellt som en procentuell andel av full utsignal.

Potentiometerns 26 utgång är allmänt kopplad till den interna maskinstyranordningen 22, vilken utnyttjar utspän- ningen som bas för att styra drivsignalerna till motorn 20.

Den potentiometern 26 påtryckta referensspänningen (+VR) är vanligen den maximala märkspänningen för motorn. I denna utföringsform är ledningen från den maximala referens- spänningen +VR uppbruten och ansluten via en ledning l2O för att lämna en maximumreferensnivå för matningshastig- hetsförbikopplingsdrivstyrkretsen 70. Ledningen l22 är kopplad till potentiometerns 26 andra sida för åstadkomman- de av en minimumreferensnivå, vilken i denna utföringsform är jord. Maximum- och minimumreferensnivåerna på ledningar- na l20 och l22 kopplas till referensingångarna till spän- ningsstyrda buffertkretsar l24 och l26 via isolationsför- stärkare 128 resp 130. Resistorer Rl7-R20 och R25-R28 är till positiv matningsspänning kopplade resistorer. Medan resistorer R2l-R24 och R29-R32 begränsar strömmen till buffertkretsarna l24 resp l26. Maximum- och minimumreferens- spänningarna på buffertkretsarna l24 och l26 samverkar för åstadkommande av en spänningsspalt för omvandling av de digitala bitarna i matningshastighetsstyrordet till an- tingen maximumreferensspänningen eller minimumreferens- spänningen i beroende av tillstånden av ordets siffror eller bitar. De siffror som har en hög logisk nivå kommer 10 15 20 25 30 35 466 Essä 9 att omvandlas till maximumspänningen, medan de siffror som har låg logisk nivå kommer att omvandlas till minimum- referensspänningsnivån. De spänningsstyrda buffertkretsar- na 124 och 126 finns kommersiellt tillgängliga som icke- inverterande CMOS-buffertkretsar med beteckningen 4050.

De spänningsrefererade, digitala utsignalerna från buffert- kretsarna 124 och 126 kopplas till en digital-analog- omvandlare 132. Digital-analogomvandlaren 132 omvandlar det SOm inkommande dataordet till en analog spänningsnivå funktion av ordets innehåll. Om dataordet exempelvis var ett binärt tal 128 och maximumreferensspänningen VR var +10 V, skulle utsignalen från digital-analogomvandla- ren 132 vara ungefär +5 V. Denna utsignal kopplas till potentiometerns 26 rörliga uttag via en ledning 134 efter att ha isolerats genom matning genom buffertförstärkaren 136. Om potentiometerns 26 rörliga kontakt är inställd i sitt helt öppna läge (maximal spänning) styres basen för framtagning av drivsignalen till matningshastighets- motorn 20 direkt från styrenheten 30. En justering av den rörliga kontakten gör det möjligt för operatören att ytterligare justera matningshastighetsnivån som en procentuell andel av den av styrenheten tillförda mat- ningshastighetsnivån. Det är således klart att matnings- hastighetskretsarna 70 enkelt kan anpassas till en mängd olika motormärkvärden automatiskt utan kretsmodifiering.

Funktionsschemat i fig 5 kommer att hjälpa läsaren att förstå det funktionella arbetssättet för styrenheten enligt föreliggande uppfinning. Fig 5 har fem funktions- kolumner, som från vänster till höger anger: insignaler och utsignaler till styrenheten, in-utstyrfunktioner, effektgränsjämförelser, fördröjningstidkretsar samt av operatören programmerbara data.

Fig 5A visar det funktionella verkningssättet för de programmerbara data för maskinparametrar. Maskinpara- meterdata är den information som pålägger övergripande begränsningar på maskinen 10. Fig 7A åskådliggör visningen på presentationsenheten 34 för programmering av dessa data.

Den övre maskingränsen avses vara den absolut maximala 466 588 10 15 25 30 35 10 effektnivån, vilken aldrig får överskridas under maskinens normala arbetstillstånd.

Den undre maskingränsen är den minsta effektnivån, under vilken maskinen aldrig får falla under normal drift.

Till skillnad från den övre maskingränsen, vilken ej kan sättas ur funktion, kan den undre maskingränsen antingen vara aktiveradeller inaktiverad i beroende av kundtill- lämpningarna. Den undre maskingränsen användes typiskt för att ange avbrutna band, drivtransmissionsproblem eller tillstånd med saknad detalj.

Maskinens övre tidsfördröjningsgräns är den tids- period som kunden kommer att tillåta ett maskinfeltill- stånd (som överskrider den övre eller den undre maskin- gränsen) att förefinnas utan att en maskinlarmutsignal aktiveras.

Spindelinsvängningstiden är en programmerbar period, då alla fel förbises under ett tillfälligt effektöver- belastningstillstånd som följd av strömstötar vid maskinens igångsättning.

Under maskinens arbete jämföres maskinens absoluta effektförbrukning med den övre maskingränsen och den undre maskingränsen. Om maskinens effektförbrukning lig- ger utanför någotdera av dessa gränsvärden, börjar tid- kretsen för övre tidsfördröjningsgräns effektivt att löpa och när feltillståndet fortsätter under den tids- perioden aktiveras en maskinutgång (en av utgångsledningar- na 42). Maskinutgångsledningens tillstånd är normalt slutet och öppnas, närhelst den övre maskingränsen eller den undre maskingränsen överskrides under den övre tids- fördröjningsgränsen.

Fig SB och 7B åskådliggör de programmerbara sektions- gränserna i den föredragna utföringsformen. Varje maskin har ett antal programmerbara sektioner, som vardera har sin uppsättning parametrar. Maskinen 10 kan exempelvis ha en sektion, som inställer parametrarna för en borrnings- operation, och en annan sektion, som inställer parametrar för en fräsningsoperation. På likartat sätt kan olika sektioner kallas fram i beroende av arbetsstyckets läge 10 l5 20 25 30 35 466 Ses ll relativt skärverktyget. När, såsom visat i fig l, arbets- stycket exempelvis successivt utlöser gränslägesström- ställarna 24, kan en ny sektion kallas fram, vilken skulle ställa in nya arbetskriterier för maskinen. Varje sektion är identifierad av ett binärkodat decimalt tal. Närhelst parametrarna för denna särskilda sektion måste vara aktiva, placerar således den interna maskinstyranordningen 22 ett identifierande BCD-tal på bussen 28, vilket tal väljer de önskade sektionsparametrarna.

En parameter GRÄNS l användes typiskt som en högeffekts- gräns för sektionsoperationen.

En parameter FÖRDRÖJNING l är en av användaren program- merbar tidsfördröjning, som bestämmer den tidslängd som parametern GRÄNS l kan överskridas, innan utgången för GRÄNS l utlöses.

En parameter GRÄNS 2 är en annan tillgänglig effekt- parameter, som användaren kan programmera,så att den passar hans tillämpning.

En parameter FÖRDRÖJNING 2 fungerar på samma sätt som FÖRDRÖJNING l men svarar mot GRÄNS 2. Både FÖRDRÖJNING l och FÖRDRÖJNING 2 är programmerbara i tiondelar av en sekund.

Under drift jämför den för tillfället aktiva sektionen kontinuerligt den automatiskt nollförda effektnivån (beskri- ven längre fram) med värdena GRÄNS l och GRÄNS 2. Om någon- dera av dessa gränser överskrides under de för dem program- merade tidsfördröjningsperioderna, kommer motsvarande gräns- utsignal att utlöses. Tillståndet på utgången GRÄNS l (en av ledningarna 42) fel detekteras. (en av ledningarna 42) då ett fel detekteras. ett valfritt alternativ för adaptiv styrning av maskinens är normalt slutet men öppnas då ett är tillståndet på utgången GRÄNS 2 normalt öppet och kommer att slutas Omvänt Vardera sektionen kan innefatta arbete. Detta kommer att beskrivas närmare i samband med fig 5D.

Fig SC och 7C åskådliggör programmerbara, styrda BCD- parametrar. Dessa parametrar definieras genom placering av en numerisk kod invid den önskade funktionen och även 466 588 10 15 20 25 30 35 12 inmatning av den koden i den interna maskinstyranordningens 22 program. När BCD-kodtalet har sänts över bussen 28, genomför styrenheten 30 den funktionella parameter som svarar mot BCD-instruktionskoden. BCD-databussen 28 för åtta bitar övervakas kontinuerligt av styrenheten 30 med avseende på giltiga programdata. En giltig, programmerad å instruktion är angiven genom en 100 ms kvittenspuls (ACK).

BCD-instruktionskoderna styr systemets arbete genom att verksamgöra/overksamgöra olika funktioner, kalla fram lämpliga sektioner, etc. För att de korrekta parametrarna skall vara aktiva under en angiven maskincykel måste BCD- instruktionskoden, som begär fram de rätta sektionerna, sändas av maskinens interna styranordning 22 just före Under det att denna bearbetningsoperation är aktiv kommer effektgränser- början av den bearbetningsoperationen. na för den sektionen att kontinuerligt övervakas, tills en ny sektion begäres fram av ifrågakommande BCD-instruk- tionskoder från den interna maskinstyranordningen 22.

Det följande är en lista på programmerbara BCD-para- metrar.

En parameter för tillslagning/frånslagning av den undre maskingränsen verksamgör eller overksamgör selektivt parameterns undre maskingräns, vilken tidigare diskuterats, dvs om den undre maskingränsen är overksamgjord kommer maskinens utgång att förbli sluten oavsett om maskin- effektförbrukningen har minskat under den undre maskin- gränsens nivå.

Såsom påpekats ovan har varje sektion i denna maskin två programmerbara gränser: GRÄNS l och GRÄNS 2 med till- hörande utgångar. Utgången för GRÄNS l är normalt sluten, medan utgången för GRÄNS 2 normalt är öppen. Enligt ett särdrag hos föreliggande uppfinning kan dessa gränser vara läsande eller icke-läsande (momentana) genom använ- dandet av den korrekta BCD-instruktionen. Vid ett icke- låsande funktionssätt kommer dessa utgångar att ändra tillstånd enbart så länge det tillhörande gränsvärdet erfordras. När funktionstillståndet är det läsande låses utgången i det motsatta tillståndet, när gränsen över- l0 15 20 25 30 35 466 àss 13 skrides, och förblir låst till dess att den återställes genom manuell aktivering av ifrågakommande återställnings- strömställare, genom inmatning av BCD-instruktionskoden för återställning av maskinens interna styranordning 22 eller genom lämpligt gensvar från operatörens sida på tangentbordet 36.

En tidkrets betecknad instruktion verksamgör selek- tivt en tidkrets, vars tidsperiod lämpligen presenteras på presentationsenheten 34. En räkneinstruktion stegar fram en presenterbar räknare på presentationsenheten 34 med ett, vilken räknare kan användas som en styckeräknare.

En instruktion A/Z bringar styrenheten 30 att lagra absoluta effekten vid den tidpunkt då instruktionen mottages samt utnyttjas genom att den effekten subtrahe- ras från efterföljande effektavläsningar. Sektionens gränsvärden l och 2 och de adaptiva gränserna, som skall diskuteras längre fram, använder det automatiskt nollförda värdet, dvs nämnda skillnadsvärde, medan maskingränserna (övre maskingräns och undre maskingräns) använder den ej nollförda, absoluta effektförbrukningen.

BCD-återställningsinstruktionen återställer varje låst utgång, återför den automatiskt nollförda och presen- terade effekten till absoluteffektvärdet 5amt överför maskinstyrningen till ett nollfunktionssätt, vid vilket gränsvärdena 1 och 2 är overksamgjorda.

Nollinstruktionen spärrar samtliga sektionsparametrar (GRÄNS l, GRÄNS 2 och adaptivt).

Den adaptiva BCD-instruktionen verksamgör eller overk- samgör de adaptiva parametrarna för den aktiva sektionen.

Fig 5D samt delar av fig 7B åskådliggör de programmer- bara parametrarna för det adaptiva styrfunktionssättet.

Adaptiv styrning ger konstant effekt under bearbetnings- operationer genom att övervaka ineffekten och styra maski- nens matningshastighet för upprätthållande av en program- merad, adaptiv effektnivå.

Den adaptiva effektnivån (AD.EFF.) är den önskade effektnivån för en bearbetningsoperation, vilken nivå styrenheten 30 kommer att upprätthålla under normal drift 466 588 10 15 20 25 30 35 D14 genom justering av matningshastigheten.

Gensvaret är den takt, i vilken matningshastigheten kommer att ändras för upprätthållande av den adaptiva effektnivån. Gensvarsvärdet är ett procentuellt värde av en i förväg programmerad hastighetstaktsändringsfunk- tion, såsom kommer att diskuteras längre fram närmare i detalj. Värden under 49% kommer att minska gensvaret, medan värden över 49% kommer att öka matningshastighets- ändringstakten.

Den programmerbara tomgångseffektsparametern väljes i allmänhet som den effektnivån, vilken ligger något över den som normalt förbrukas av maskinen, när verktyget l2 ej gör kontakt med arbetsstycket l4.

Inställningsparametern är den matningshastighets- bestämmande maskinoperationen, då ineffektsnivân minskar under tomgångseffektsnivån. Den uttryckes som en procen- tuell andel av en maximalt möjlig matningshastighet.

Anslagsparametern är den matningshastighetsnivån, vilken kommer att utnyttjas då ineffekten stiger över tom- gångseffekten. Den är uttryckt som en procentuell andel av den maximalt tillgängliga matningshastigheten.

Hållparametern anger en tidsperiod, under vilken anslagsmatningshastigheten kommer att upprätthållas efter det att tomgångseffektsnivån har överskridits. Den är programmerad i tiondelar av en sekund.

De programmerbara maximumf och minimumvärdena anger övre och undre matningshastighetsgränser under det att adaptiv styrning sker.

Kort uttryckt jämföres ineffekten kontinuerligt med de två programmerade effektgränserna för tomgångs- effekt och adaptiv effekt. I beroende av jämförelsen kommer matningshastighetsstyrutgången att justeras för korrigering av arbetsstyckets l4 matningshastighet till ett värde inom de önskade gränserna. Om ineffekten ligger under tomgångseffektsgränsen kommer kort uttryckt styr- enheten 30 att bringa arbetsstycket 14 att matas med inställningsmatningshastigheten. När väl tomgångseffekts- gränsen har överskridits kommer anslagshastigheten att 10 15 20 25 30 35 466 588 15 genereras av styrenheten 30 under ett tidsintervall, som är bestämt av hålltidsperioden. Efter det att hålltids- perioden har förflutit kommer matningshastigheten att ökas eller minskas med en ändringstakt, vars storlek delvis är bestämd av gensvarsnivån, i och för att bringa maskinens effektförbrukning i överensstämmelse med den adaptiva effektnivån.

I det följande skall en programbeskrivning lämnas.

Fig 6 grammet för instruerande av styrenhetens 30 arbete.

(A-J) visar ett detaljerat flödesschema över pro- Såsom känt på området lagras programinstruktioner som programvara i minnesmodulen l06, företrädesvis delen EPROM. Mikroprocessorn 100 adresserar sekventiellt pro- grammets instruktioner via adressbussen 102 för utförande av den instruerade operationen och avger, då så är till- lämpligt, datautsignaler till PIA-enheten ll0 eller ACIA-enheten ll2. Programinstruktionerna utföres i allmän- het på ett cykliskt sätt, varvid programmet kontrollerar tillståndet hos vissa operationsingångar och lämnar de nödvändiga styrutsignalerna som gensvar därpå.

Vid aktivering av styrenheten 30 börjar programmet sin cykel, såsom visat med ett block 200 (fig 6A).

Programmet gör en första kontroll för säkerställande av att giltiga programdata har lagrats i delen EAROM i minnes- modulen lO6. De programmerade parametrarna matas från början in i minnesdelarna RAM och EAROM för sparande av dessa data i händelse av effektbortfall, så att användaren ej behöver omprogrammera parametrarna varje gång styr- enheten 30 slås från. Om programparametrarna är giltiga, matas de in i delen RAM för behandling under operationen.

De ovan diskuterade programmerbara parametrarna matas in i minnesmodulen 106 medelst den PRESENTERA betecknade programdelen som är visad i fig 6F-6I. Tangentbordet 36 innefattar tangenter, som bringar presentationsenhetens 34 skärm att återge en visuell indikering av de valbara maskin- parametrarna, såsom visade i fig 7A, de BCD-styrda paramet- rarna, visade i fig 7C, respektive sektionsparametrarna, visade i fig 7B. Programmet avkänner aktiveringen av någon 466 588 10 15 20 25 30 35 16 av dessa tagenter och bringar skärmen att presentera dessa programmerbara parametrar. En visare eller pil bringas att från början peka på den presenterade första programmerbara gränsen. Härvid skriver operatören in den erfordrade informationen. När inmatningstangenten nedtryckes (fig 6I), matas data in i presentationstan- gentsbordsgränssnittskortet 74 och matas in i minnes- modulen 106 via ACIA-enheten 112 i mikrodatorkortet 62.

Detta förlopp fortsätter till dess att all den nödvändiga informationen programmerats av operatören. En hänvisning till den mängd programmerbara parametrar som är visad i fig 7 gör det klart att användaren har en utomordentligt omfattande mängd av programmerbara parametrar, vilka enkelt kan anpassas till ett mångfaldigt antal bearbet- ningsoperationer. Vid programmeringen av BCD-parametrarna skriver operatören in ett tal invid den funktion som skall utföras. När det talet alstras av den interna maskinstyrkretsen 22 över BCD-instruktionsbussen 28, sammanställer styrenheten 30 det talet med den programme- rade funktionen. I fig 6C pekar exempelvis pilen på GRÄNS 2. Operatören har skrivit in talet 15 för att ange det låsta utgångstillståndet för GRÄNS 2 samt talet l6 för det ej låsta tillståndet. Maskinens interna styr- för nume- 28, 16, när anordning 22, som kan vara ett känt datorsystem risk styrning (CNC) placerar talet 15 på bussen när utgången för GRÄNS 2 skall låsas, och talet den ej skall låsas. Återgâende till fig 6A kontrollerar styrenheten 30 tillståndet på BCD-ingångsbussen 28 och om ett tal har placerats på denna kommer styrenheten att i ordning- ställas för motsvarande programfunktion vid den rätta tidpunkten. Det antages att talen ll, 13, 15, 17 och 21 i fig 7C mottages över BCD-förbindelsebussen 28. Styr- enheten 30 skulle passa samman dessa tal med de som finns lagrade i en tabell i minnet 106 samt inställa flaggor i förvalda minnesceller, vilka flaggor anger att dessa funktioner skall utföras i den rätta tidsföljden. Fig 8 visar schematiskt tvâ åttabitsord i minnet för lagring l0 15 20 25 30 35 466 Bas 17 av flaggorna. I ovanstående exempel skulle bitarna 0, l, 6 och 7 i ordet 1 inställas liksom biten 2 i ordet 2.

Efter att ifrågakommande flaggor har inställts för varje giltig BCD-insignal alstrar styrenheten 30 en kvittens- puls (ACK) till den interna maskinstyrkretsen 22.

Styrenheten 30 fortsätter sedan med att kontrollera huruvida nya maskin- eller sektionsparametrar har inmatats, och om detta är fallet matas de in på lämpliga minnes- platser. Programvaruräknare initieras genom att i förut- bestämda minnesceller inmatas ett räknetal, som är en funk- tion av den programmerade tidsfördröjningen.

Den aktuella effektavläsningen från effektkännaren 40 övervakas och sparas för automatisk nollföring, om sådan begäres genom den ifrågakommande BCD-instruktionen.

När den absoluta maskineffekten är noll före igång- sättningen av maskinen, ställes startöverbelastningstid- kretsen från början på sitt ursprungliga räknetal. Efter maskinigångsättningen börjar tidkretsen att räkna nedåt och kommer att avge en utsignal efter det att den program- merade spindelöverbelastningstiden har förflutit. Till dess att denna spindelöverbelastningstid har förflutit är alla effektjämförelser overksamgjorda. Härigenom kommer förväntade överbelastningar i maskineffektförbrukningen som följd av igångsättningen ej att ofördelaktigt påverka styranordningens arbete, vilken anordning i annat fall skulle kunna betrakta igångsättningseffekten som ett gräns- överskridningstillstånd.

När väl spindelöverbelastningstidkretsens tidsperiod har löpt ut bestämmer styrenheten 30 huruvida en maskin- sektion har anropats genom en BCD-instruktion eller ej.

Om så är fallet kommer sektionens programmerbara parametrar att utnyttjas för att styra delar av operationen. Om en sektion anropas, jämföres den automatiskt nollförda ineffek- ten med effektnivån GRÄNS l. Om den ligger över den gränsen, kommer tillhörande utgångsströmställare ej omedelbart bringas att ändra tillstånd utan kommer att göra detta endast om tidkretsen för fördröjning l har slutfört sin räkning. Om den av denna tidkrets bestämda tidsperioden ej 466 588 10 l5 20 25 30 35 18 har förflutit, fortskrider program genom sin cykel och kommer att kontrollera tillståndet hos tidkretsen för FÖRDRÖJNING l vid nästa cykel. Om exempelvis tidkret- sen för FÖRDRÖJNING l är inställd på en sekund, aktiveras strömställaren ej förrän en sekund har förflutit med maskineffektförbrukningen kontinuerligt överskridande nivån GRÄNS l. Eftersom detta är en programmerbar tids- fördröjning, kommer förväntade fluktuationer i maskinens arbetsomgivning ej att förändra maskinens arbete. Det skall påpekas, att strömställarenkan vara utförd på många sätt och i detta exempel är den ett bistabilt don, såsom en vippa i in-utkortet 72, vars utgång är kopplad till en särskild utgångsledning 42. Användaren kan utnyttja denna särskilda ledning för många ändamål, men i allmänhet användes den för att styra någon komponent i maskinen.

Om ineffekten å andra sidan ligger under värdet GRÄNS l, återställes tidkretsen för FÖRDRÖJNING l till sitt utgångsräknetal. Denna tidkrets kommer således ej att tillåtas slutföra sin räkning, eftersom den kontinuer- ligt återställes så länge ineffekten ligger inom gränserna.

Det antages exempelvis att den till GRÄNS l hörande strömställaren har aktiverats (vilket skulle öppna ström- ställaren, eftersom den normalt är sluten) som följd av ett föregående gränsöverskridningstillstånd. Ett särdrag för föreliggande uppfinning är att användaren selektivt kan bestämma huruvida strömställaren skall kvarstå i det tillståndet, om maskineffektförbrukningen i det följande återgår till värden inom gränsen. Styranordningen eller -enheten 30 kontrollerar tillståndet hos flaggan för lås- ning/ej låsning, visat i fig 8. Det skall påpekas att i denna utföringsform BCD-instruktioner styr tillståndet för bitarna l och 2 i ord l i fig 8 samt att styrenheten 30 via mikroprocessorn l00 ställer in bitarna 3 och 4 i beroende av det förhandenvarande tillståndet hos ström- ställarna nr l och nr 2. Om den tillhörande strömställaren skall låsas, kommer strömställarens tillstånd ej att ändras. Om den å andra sidan ej är låst, kommer ström- ställaren att återgå till sitt slutna läge, om effekten l0 15 20 25 30 35 466 Sss 19 återgår till värden inom gränserna. Detta särdrag ger an- vändaren en ökad flexibilitet. Om den till utgången för GRÄNS l hörande strömställaren exempelvis styr upprätt- hållandet av matningen till maskinen 10, kommer maskin- matningen att automatiskt åter igångsättas så snart effekt- förbrukningen antar värden inom gränserna, om strömställa- ren ej är låst. Om strömställaren å andra sidan är låst, kommer matningen att återupptagas först vid manuell nedtryckning av återställningsknappen 46 för GRÄNS l (fig l) för återstartning av bearbetningsoperationen eller andra, ovan nämnda återställningsinstruktioner.

En mängd olika slags andra användbara fördelar kan lätt inses.

Styrenheten 30 fortskrider sedan för att kontrollera huruvida ineffekten ligger över nivån GRÄNS 2. Samma steg som utnyttjades i tillståndet GRÄNS l användes för att bestämma huruvida den till tillståndet GRÄNS 2 hörande strömställaren skall aktiveras. I den föredragna utförings- formen är emellertid strömställaren för GRÄNS 2 normalt öppen, så att ett gränsöverskridningstillstånd skulle sluta den strömställaren. Värdena för GRÄNS l och 2 är vanligen valda för bestämning av en spalt, inom vilken den särskilda maskinoperation som utföres i den sektionen skall bibe- hållas. I jämförelse härmed är den övre maskingränsen vanligen den maximala, godtagbara effektförbrukningen för maskinen oberoende av det slag av operation maskinen utför.

Vid vissa operationer behöver sektionsparametrar ej begäras fram och därmed utgör de övre och undre maskin- gränserna de enda effektbegränsningarna. Under antagande av att den av spindelbegynnelseöverbelastningstidkretsen eller spindelinsvängningstidkretsen bestämda tidsperioden har löpt ut bestämmer styrenheten 30 huruvida den abso- luta effektförbrukningen ligger över den övre maskin- gränsen. Om detta är fallet och tidkretsen för den övre gränsen har räknat färdigt, tillföres en larmutsignal till maskinen. Denna utsignal användes i allmänhet för frånslagning av maskinen. Om på likartat sätt den undre 466 588 l0 l5 20 25 30 35 20 maskingränsen är verksamgjord och effekten ligger under denna gräns, alstras larmsignalen för frånslagning av utsignalen, förutsatt att maskinens gränsöverskridnings- tidkrets har räknat färdigt. Det skall hållas i minnet att den undre maskingränsen kan overksamgöras genom en lämplig BCD-instruktion. Det är också klart att utsigna- lerna ej alstras förrän gränsöverskridningstillstånden kontinuerligt har rått under den programmerbara gräns- överskridningstiden i likhet med utsignalerna för GRÄNS l och GRÄNS 2. Om ovannämnda effektjämförelse visat att maskinen arbetar inom gränserna, startas maskinens tid- krets för gränsöverskridningstidsfördröjningen på nytt och programmet går in i det adaptiva styrfunktionssättet, om detta är valt.

Fig 6C och 6D åskådliggör flödesschemat för den adaptiva styrdelen av programmet. Om den adaptiva styr- ningen har begärts genom ifrågakommande BCD-instruktion, kontrollerar styrenheten innehållet i anslagshållnings- tidkretsen. Om det är O, jämför styrenheten ineffekten med tomgångseffektgränsen. När ineffekten är mindre än tomgångseffektgränsen och anslagshålltidkretsen är O, inser styrenheten 30 att en inställningsrörelse göres, dvs att verktyget l2 ej gör kontakt med arbetsstycket 14.

Inställningsmatningshastigheten hämtas från minnet och påtvingas matningshastighetsstyrledningen 52 för styrning av maskinens matningshastighet. Inställningsmatnings- hastigheten har vanligen ett relativt högt värde, så att arbetsstycket kan föras på plats för bearbetning mycket snabbt. Styrenheten inställer en inställningsrörelse- flagga och arbetsstycket matas vid inställningsmatnings- hastigheten till dess att den faktiska effektförbrukningen överskrider tomgångseffektgränsen. Denna ökning i effekt- förbrukning är beroende av arbetsstyckets l4 anslag mot verktyget l2. Denna händelse bringar styrenheten att börja minska innehållet i anslagshålltidkretsen. Matnings- hastigheten ändras också till den i allmänhet lägre anslags- matningshastigheten. Matningshastigheten bibehålles på anslagsmatningshastigheten till dess att hålltidkretsens 10 15 20 25 30 35 466 5ss 21 tidsperiod har löpt ut. Utnyttjandet av övergångsanslags- matningshastigheten under den valda tidsperioden gör det möjligt för maskinen att återhämta sig från den vanligt- vis snabba inställningsmatningshastigheten och stabilise- ra sig, innan fortsättning sker till den normala, adaptiva bearbetningsoperationen. Eftersom både anslagsmatnings- hastigheten och hålltiden, under vilken den pålägges, är selektivt programmerbara, kan styranordningen anpassas individuellt till användarens särskilda tillämpning.

Efter det att anslagshålltidkretsens tidsperiod har löpt ut kommer styrenheten in i den normala, adaptiva matningshastighetsbestämningssekvensen i programmet.

Inträde i denna sekvens sker på konstant tidbas, definie- rad av den programmerbara tidkretsens lO8 tidsperiod.

I den föredragna utföringsformen är denna programmerbara tidsperiod en tiondel av l s. Programmet jämför kontinuer- ligt den faktiska effekt som förbrukas av maskinen med den önskade adaptiva effekten, vilken har programmerats i förväg. Skillnaden mellan dem omnämnes som positivt eller negativt fel, bestämt av om den adaptiva effekten är större än respektive mindre än den faktiska effekten.

Styrenheten 30 ställer från början in en felteckensflagga i ett positivt tillstånd. Om det faktiska felet är negativt, multipliceras det med -l och felteckensflaggans tillstånd kastas om för att visa att felet är negativt. Oberoende av om felet är negativt eller positivt kommer således insignalen till matningshastighetsändringsrutinen att vara ett positivt tal, men tillståndet för felteckens- flaggan, som senare återvinnes, tjänar till att spara det ursprungliga tecknet för jämförelse.

På denna punkt i programmet kallas en matningshastig- hetsändringsrutin fram, vilken rutin är visad i fig 6E.

En unik sida hos föreliggande uppfinning är inrättandet av en okänslig spalt, såsom den i fig 10 visade, i vilken spalt ingen matningshastighetsändring alstras, om felet ligger inom denna spalts avgränsningar. I denna utförings- form har den maximala, okänsliga spalten ett värde på 128. Åtgärder är emellertid vidtagna för justering av den 466 588 10 15 20 25 30 35 22 okänsliga spalten för anpassning till olika användartill- lämpningar. Det är önskvärt att den okänsliga spalten göres proportionell mot den valda adaptiva effektnivån, eftersom större störningar kan förväntas vid de högre effektnivåerna. Programmet läser följaktligen den valda adaptiva effekten och alstrar en i förväg programmerad procentuell andel av den effektnivån. Den programmerade procentuella andelen kan, fast den ej är programmerbar för användaren i denna utföringsform, lätt ändras av tillverkaren för anpassning till användarens tillämpning.

Den procentuella andelen av den adaptiva effekten subtra- heras från det maximala talet, som bestämmer den okänsliga spalten, för att därmed alstra en stabiliseringsfaktor.

Denna stabiliseringsfaktor adderas till felet för juste- ring av den okänsliga spalten. Den i fig 10 visade kurvan förskjutes således i själva verket åt vänster i beroende av stabiliseringsfaktorns storlek, vilken i sin tur är en funktion av den adaptiva effektnivån.

Föreliggande uppfinning använder med fördel en olinjär, exponentiell matningshastighetsändringsfunktion för beräkning av matningshastighetsändringen, när det finns en felskillnad mellan den faktiska maskineffekt- förbrukningen och den önskade adaptiva effektnivån.

Härigenom blir den alstrade matningshastighetsändringens belopp flera gånger större vid höga felnivåer än vid lägre felnivåer. Denna olinjära karakteristik är ytterst effektiv för stabilisering av maskinens arbete. Fördelar- na med att använda den exponentiella funktionen blir uppenbara vid jämförelse med kända linjära eller rätlin- jiga funktioner. I fig l0 representerar den streckade linjen A en känd linjär kurva. Det framgår att vid fel- nivåer på lO24 matningshastighetsändringen skulle vara ungefär 100. Denna ändringsnivå kan av användaren fast- ställas åstadkomma svängningar i systemet i hans särskilda tillämpning. För att reducera matningshastighetsändringen till en lägre nivå, exempelvis ungefär 10, använder emel- lertid den tidigare tekniken dämpningskretsar, som skulle minska matningshastighetsändringen till den önskade nivån, 466 àss 23 såsom visat med en streckad kurva B. Denna dämpning på- verkar emellertid också matningshastighetsändringsnivån vid högre felnivåer, varigenom systemets gensvar blir långsammare. I jämförelse härmed ger den av föreliggande uppfinning utnyttjade exponentiella matningshastighets- ändringsfunktionen användaren det bästa hos båda genom att stora matningshastighetsändringar alstras vid stora felnivåer utan förlorande av möjligheten till alstring av väsentligt lägre matningshastíghetsändringsnivåer vid låga fel för hindrande av svängningar i systemet och för upprätthållande av stabilitet.

Enligt föreliggande uppfinning genereras matnings- hastighetsändringen av styrenheten 30 som en digital approximering av en exponentiell funktion av felet enligt formeln: MATNINGSHASTIGHETSÄNDRING = 2 (FEL/N) där N är ett positivt heltal. Heltalet N definierar en skalningsfaktor och är i denna utföringsform valt som 256 för att underlätta datoriserad beräkning av matnings- hastighetsändringsnivån.

Den enligt ovanstående formel alstrade kurvan appro- ximeras med en serie diskreta matningshastighetsändrings- värden. Serien av värden kan ritas upp som i fig 10 för att representera en styckvis linjär approximering. Varje Segment (MATNINGSHASTIGHETSSEGMENTSVÄRDE) av den linjära approximeringen har ett begynnelsevärde, som är givet av ekvationen: MATNINGSHASTIGHETSSBGMENTSVÄRDE = 2 där INT står för heltalsdelen av. Ett interpolerat värde (INTERPOLERAT MATNINGSHASTIGHETSVÄRDE) inom ett givet segment kan då bestämmas under användning av följande samband: 466 588 24 í INTERPOLERAT MATNINGSHASTIGHBTSVÄRDE = :NT fÃ3:%š'fIïšéFÉšéï>§)?) L Matningshastighetsändringsvärdet för ett givet fel är så- ledes summan av matningshastighetssegmentsvärdet och det interpolerade matningshastighetsvärdet_ Föreliggande uppfinnings program beräknar effektivt en ny matningshastighetsändringsnivå var 0,l s, såsom bestämd av tidbasen hos den programmerbara tidkretsen lO8.

Som ett särskilt exempel och under hänvisning till fig 6E och l0 antages det att felet är l500. Då blir: MATNINGSHASTIGHETSSEGMBNTSVÄRDET = 2 (INT(FEL/N)) = 2 (INT(l500/256)) 2 (INT 5.86) :25 32 Mikroprocessorn 100 beräknar således detta värde i över- ensstämmelse med ovanstående ekvation under användning av känd teknik och lagrar det i minnet 106 för vidare använd- ning. Av fig lO framgår det att värdet 32 representerar begynnelsepunkten för det segment, i vilket felet l5OO faller.

Mikroprocessorn 100 bestämmer sedan det interpolerade matningshastighetsvärdet inom det segmentet under använd- ning av linjär interpolationsteknik enligt formeln: 466 Ses 25 (FEL)“(INT(FEL/N)% N) INTERPOLERAT MATNINGSHASTIGHETSVÄRDE = INT 2(s_INT(FEL/N)) INT (1500)-(INT(l500/256) x 256 2(8-INT (1500/256)) 1500-(INT 5,86) X 25öJ n n l-l I-l 2 z H a f-~\f--\" \ 2(8-INT (5.86)) 1500 - 12801 Il H Z v-3 ll H Z v-Il /""\ N \I w LJ Matningshastighetsändringsvärdet är från början således: MATNINGSHASTIGHETSÄNDRINGSVÄRDE MATNINGSHASTIGHETSSEGKENTS- VÄRDE + INTERPOLERAT MÅT- NINGSHASTIGHETSVÄRDE 32 + 27 59 Det specialfall då felet är mindre än N är förutsett med beslutsblocket i fig 6E, vilket grenar av programmet för inställning av matningshastighetssegmentsvärdet på noll i stället för det förväntade värdet l. Interpolationen för alstring av det interpolerade matningshastighetsvärdet är i detta fall förenklat till heltalsfunktionen av felet dividerat med 27.

Den i fig 10 visade kurvan åskådliggör hela spektrumet av matningshastighetsändringsnivåer, vilka beräknats genom sättet enligt föreliggande uppfinning. Alternativt skulle minnesmodulen 106 kunna innehålla en tabell över alla mat- ningshastighetsändringar, varvid felet skulle adressera minnet och hämta ut den motsvarande matningshastighetsänd- ringen. Detta skulle emellertid kräva en avsevärd minnes- kapacitet, i ovanstående exempel närmare bestämt 2048 x 8 466 588 l0 15 20 25 30 35 26 bitceller.

Enligt ännu ett annat särdrag för föreliggande uppfinning är den sålunda beräknade utgångsmatnings- hastighetsändringsnivân justerbar av användaren i och för åstadkommande av olika gensvarsfaktorer. I fig 9 är den ej justerade eller normala matningshastighetsändrings- gensvarskurvan visad och betecknad "NORMAL". Denna normala kurva kan emellertid justeras i beroende av användarens tillämpning genom inprogrammering av den önskade Qensvars- faktorn, vilken är en programmerbar sektionsparameter (fig 7B). En gensvarsfaktor 50% kommer att välja den normala, i fig 9 visade kurvan. Gensvarsfaktorer över 50% kommer att höja gensvarstakten utmed linjer av kurvan, betecknade >50% i fig 9. Omvänt kommer gensvarsfaktorer på mindre än 50% att sänka gensvarstakten längs linjerna av kurvan i fig 9, betecknad <50%. Såsom visat i fig 6E hämtar programmet den valda gensvarsfaktorn från minnet 106. 49%, divideras den tidigare alstrade matningshastighets- Om den är mindre än eller lika med en gränsnivå på ändringsnivån med 50 minus gensvarsfaktorprocentsatsen.

Om omvänt gensvarsfaktorprocentsatsen ligger över gräns- nivån, multipliceras matningshastighetsändringen med skillnaden mellan gensvarsfaktorsprocentsatsen och 49.

Gränsnivån är vald som 49 blott och bart för enkelhets skull, eftersom i annat fall skillnaden skulle bli noll då en normal takt på 50% väljes av operatören.

Efter det att den nya matningshastighetsändringen har alstrats fastställer programmet tillståndet hos fel- tecknet. Om detta är negativt, subtraheras matnings- hastighetsändringen från den aktuella matningshastigheten.

Om omvänt den negativa felteckensflaggan ej har inställts, adderas matningshastighetsändringen till den aktuella matningshastigheten. Om den aktuella effekten är mindre än den adaptiva effekten, kommer matningshastigheten med andra ord att ökas, medan matningshastigheten kommer att minskas, om den aktuella effekten ligger över den adaptiva effekten. Den nya matningshastigheten jämföres med den av operatören valda maximummatningshastigheten och 10 l5 20 25 30 35 466 Sss 27 minimummatningshastigheten. Om den nya matningshastigheten är större än maximummatningshastigheten, inställer styr- enheten 30 matningshastigheten på den maximala matnings- hastigheten. Om den nya matningshastigheten är mindre än minimummatningshastigheten, är minimummatningshastigheten bestämmande och användes likaledes som den nya matnings- hastigheten, vilken sändes ut till maskinen via matnings- hastighetsförbikopplingskretskortet, visat i fig 4.

Efter det att gränsövervaknings- och matningshastighets- ändringsfunktionerna har utförts fortskrider programmet genom sådana instruktioner som de i fig 6F-Qi visade, vilka övervakar tangentbordsinsignaler och utför där visade funktionsblock. Dessa funktioner avser allmänt styrningen av utläsningen på presentationsenheten 34.

För tidkretsuppdateringsrutinen hänvisas nu till fig 6J. Denna rutin kontrollerar tillståndet hos den pro- grammerbara tidkretsen 108. Såsom angivits ovan är den programmerbara tidkretsen 108 inställd att slutföra sin räkning var tiondels sekund. Om dess räkning har slutförts, kontrolleras tillstånden för följande programvarutidkretsar eller -räknare: tidkretsen för maskinens övre tidsfördröj- ningsgräns, tidkretsen för spindelinsvängningstiden, för- dröjningstidkretsen för GRÄNS l och fördröjningstidkretsen för GRÄNS 2. Om någon av dessa tidkretsar har räknat fär- digt, inställes en mot den särskilda tidkretsen svarande flagga. För de tidkretsar som ej har räknat färdigt minskas innehållet med ett. Det är således klart att dessa tid- kretsar eller -räknare innehåller ett förutbestämt räkne- tal, som är en funktion av den inprogrammerade tiden och sedan minskas vid den tidsperiod som är bestämd av den programmerbara tidkretsen 106. Såsom tidigare påpekats i samband med fig 6A och GB startas dessa tidkretsar kontinuer- ligt ånyo samt förses ånyo med det ursprungliga räknetalet så länge de tillhörande gränserna ej har överskridits. Det enda sättet, på vilka dessa tidkretsar kommer att kunna räkna färdigt, är då de tillhörande gränserna har över- skridits under motsvarande valda tidsperioder.

Om maskinstativstidkretsen har verksamgjorts genom 466 588 10 15 20 25 30 35 28 ifrågakommande programmerbara BCD-parameterval, kommer den att stegas fram för att ge en visuell indikering av maskinens 10 gångtid.

Det inses nu att föreliggande uppfinning åstadkommer en maskinstyrenhet eller -anordning med utomordentligt mycket större mångsidighet än den hos tidigare kända anordningar. Genom att ge användaren möjlighet att bestäm- ma huruvida utsignalerna skall låsas eller ej låsas som gensvar på ett gränsöverskridningstillstånd kan styranord- ningen utnyttjas för en mängd olika tillämpningar. De programmertara tidsfördröjningarna medger ej avbrutet maskinarbete under hänsynstagande till förväntade fluktua- tioner i effektnivåer samt gör det möjligt för användaren att individuellt bestämma de begränsningar för hans maskin som kommer att förändra maskinens arbete. Det unika sättet att adaptivt styra maskinen säkerställer systemstabilitet samtidigt som användaren tillåtes välja olika, men jäm- förelsevis mer stabiliserande gensvarsgrader för olika tillämpningar. Matningshastighetsförbikopplingskretsen är likaledes automatiskt anpassad till olika motormärk- värden, som kan återfinnas på olika maskiner. Allmänt utnyttjar styranordningen relativt rättframma och billiga avkänningstekniker för ett enda maskinkriterium, men den optimerar utnyttjandet av detta kriterium för åstadkom- mande av en universell styranordning för en mängd olika slags verktygsmaskiner.

Det är klart att de funktionella styraspekterna av föreliggande uppfinning kan realiseras genom en mängd olika slags tekniker. Ovanstående beskrivning har avslöjat för den på området erfarne hur uppfinningen skall användas genom att åskådliggöra mjukvarurutiner, vilka kan utnyttjas för programmering av en mikroprocessor för utförande av dessa funktioner. Ehuru denna teknik troligen är det bästa sättet att utföra föreliggande uppfinning för närvarande, kan uppfinningen, om önskat utföras genom kopplade kretsar, exempelvis integrerade kretsdon, vilka innehåller samma grundelement som endast tillfälligt utnyttjas av mikro- processorn, när den instrueras härom av programmet.

Claims (7)

10 466 Ses 29 ?ATENTKRAV

1. Adaptiv processtyranordning för en maskin med ett verktyg för bearbetning av ett arbetsstycke, vilken styranordning har organ för kontinuerlig övervakning av en av maskinens arbete beroende maskinparameter och justering av maskinens arbete på s da t sätt, att parame- 1 ä n tern bibehálles på ett i förväg valt värde, k ä n n e - t e c k n a d av jämförelseorgan för ästadkommande av en signal, som anger felskillnaden mellan den faktiska maskinparametern och den i förväg valda maskinparametern, samt justeringsorgan för ändring av maskinens matnings- hastighet som en exponentiell funktion av felet mellan den faktiska och den i förväg valda parametern, varigenom maskinen har ett stabilt men snabbt gensvar.

2. Anordning enligt patentkravet l, k ä n n e - t e c k n a d därav, att maskinparametern är maskinens effektförbrukning.

3. Anordning enligt patentkravet 2, k ä n n e - t e c k n a d därav, att matningshastighetsändringens n värde ar anordnat att alstras enligt formeln: MATN1NcsaAsTIeHBrsÄNnR1Nc = 2(FEL/N), där "FEL" är skillnaden mellan maskinens faktiska effekt- förbrukning och den önskade, adaptiva effektnivàn, och N är ett positivt heltal.

4. tyranordning enligt pate~tkravet 3, k ä n n e - t t e c k n a d därav, a' ingshastighetsändringsvärdet l n alstras genom en tvåstegig digita approximering, som in- nefattar summering av et gshastighetssegmentsvärde, vilket är förenat med en begynn lse :nkt i ett segment av värden, och ett interpolerat matningshastighetsvärde, fram- taget ur en linjär interpolation för bestämning av ett värde inom det segment som nämnda ll

5. Styranordning enligt patents 1 n FEL" tillhör. I a.et 4, k ä n n e - fl. 0 f. :i [U O. llóíš 5Eš8 10 '...| UI 20 30 2(INT(FEL/N)) heltals- rh CZ H cär N är ett positivt heltal och INT står

6. Styranordning enligt patentkravet 5, k ä n n e - roolerade matnings- e nastighetsvärdet är be äknat enligt formeln: (PBL) - (Insatt/N) x J) INT (s - :NTvsaL/NH .

7. Styranordning enligt p tentkr vet l, ” ä n n e - E. t e c k n a d därav, att 3 'ng matningshastighetsändringscrga för string av ett matningshastighetsändringsvärde som en funktion av felet, individuellt programmerbara organ för val av en gensvars- faktor för att påverka styranordningens gensvar på felet, inställningsorgan för inställning av matningshastighets- ng e .svärd t s m en funktion av gensvarsfaktorn samt v m (I) rf *<2 H KD 221 O H O; 23 *J . 13 LC] (D 13 !~' H . 1,0 d. I) QI- xQ O ri 01 <2 ' U atentkraven l-7, k ä n n e t e c k n a d av en programmer'ar insvängnings- fördröjningstidräknare, som är anordna a't cverksamgöra jämförelseorganen till dess att en vald tidsperiod har förflutit efter maskinens igångsättning. Pa