DE3431841A1

DE3431841A1 - Verfahren zur ueberwachung eines digitalen inkrementalen messwertaufnehmers

Info

Publication number: DE3431841A1
Application number: DE19843431841
Authority: DE
Inventors: Werner Ing.(grad.) 6101 Reichelsheim Meister; Gert Ing.(grad.) 6120 Erbach Saul
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1984-08-30
Filing date: 1984-08-30
Publication date: 1986-03-13
Also published as: DE3431841C2

Description

Verfahren zur Überwachung eines digitalen inkrementalen
Meßwertaufnehmers Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung eines digitalen, inkrementalen Meßwertaufnehmers gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Neben einer Überwachung auf Drahtbruch und/oder Kurzschluß ist es bekannt, auch die Impulsfolgen derartiger Meßwertaufnehmer zu überwachen. So wird gemäß der europäischen Patentanmeldung 00 33 902 jeweils beim Eintreffen des Referenzimpulses über einen Zählerstandsvergleich ermittelt, inwieweit die bis dahin abgegebene Impulszahl korrekt ist. Eine derartige Überwachung ist jedoch nicht nur sehr aufwendig, sie hat auch den Nachteil, daß bei fehlenden Referenzimpulsen keine Überwachung erfolgt. Um diesen Nachteil zu beheben, wird dort vorgeschlagen eine zusätzliche Überwachung der Referenzimpulse über Zeitglieder vorzusehen, wobei ein Fehlersignal abgegeben wird, wenn während eines festgelegten Zeitabschnittes kein Referenzimpuls abgegeben wird. Eine korrekte Referenzimpulsüberwachung dieser Art ist jedoch nur dann möglich, wenn diese Zeitabschnitte konstant bleiben, das heißt mit stets gleicher Geschwindigkeit gefahren wird.
Es ist Aufgabe der Erfindung diese Nachteile zu vermeiden. Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß nicht das Referenzimpulssignal die Überwachung auslöst, sondern die Impuls zahl der Impulsreihe erfaßt wird und nach vorgegebener Impuls zahl das Aktivwerden des Referenzimpulses überwacht wird. Hierdurch wird es möglich, daß bei jeder, auch einer sich ständig ändernden Geschwindigkeit, eine Überwachung sowohl der Impulsreihe wie auch der Referenzimpulssignale erfolgt.
Die vorgegebene Impuls zahl ist lediglich yom Aufbau des Meßwertaufnehmers abhängig und zwar von der Anzahl der Impulse die zwischen zwei Referenzimpulsen abgegeben werden können.
In Weiterbildung der Erfindung kann dieses Verfahren bei computergesteuerten Anlagen mit Hilfe der Computersteuerungen dadurch erfolgen, daß mit entsprechend ausgestalteter Software, bei vorgegebenen durch den Meßwertaufnehmer initiierten Meßwertdaten eine entsprechende Überprüfung auf Vorhandensein eines Referenzimpulses erfolgt.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 Impulsreihen die von einem Meßwertaufnehmer abgegeben werden können Fig. 2 das Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung und Fig. 3 Impulsfolgen aus der Überwachungseinrichtung.
In Fig. 1 sind die Impulsfolgen eines inkrementalen Meßwertaufnehmers dargestellt, der auf drei verschiedenen Spuren Impulsreihen abgibt. Die Impulsreihe 1.1 der ersten Spur ist gegenüber der Impulsreihe 1.2der zweiten Spur versetzt angeordnet, wobei in bekannter Weise, entsprechend der Phasenlage der beiden Impulse, die Drehrichtung ermittelt werden kann. Eine dritte Spur erzeugt Referenzimpulse 1.3, die entsprechend dem Aufbau des Meßwertgebers nach einer festliegenden Anzahl Impulse der anderen Impulsreihen entstehen.
Gemäß Fig. 2 werden diese Signale 1.1 bis 1.3 von einem Meßwertaufnehmer 2 einer Steuerlogik 3 zugeführt, die aus diesen Signalen in bekannter Weise eine Impulsreihe mit Impulsen konstanter Impulsbreite z.B. entsprechend einem verfahrenen Weg über eine Leitung 4 und ein Vorzeichensignal entsprechend der Drehrichtung über eine Leitung 5 auf ein Summierglied 6 gibt. Im Summierglied 6 werden die Impulse vorzeichenrichtig addiert oder subtrahiert bis eine Zahl erreicht ist, die der Zahl der Impulse entspricht die zwischen zwei Referenzimpulsen liegt. Bei der nächsten Impulszahl wird z.B. ein Überlaufimpuls an eine Überwachungseinrichtung 7 gegeben. Diese Überwachungseinrichtung 7 erhält über eine Referenzimpulsstufe 8 jeden Referenzimpuls und stellt fest, inwieweit ein Referenzimpuls zum vorgegebenen Zeitpunkt aktiv wird.
Abhängig von dieser Überprüfung wird ein Fehler und/oder Freigabesignal auf eine Anzeige bzw. Notausschalteinrichtung 9 und/oder die Steuerlogik 3 abgegeben.
Üblicherweise werden die meisten Stufen - wie auch das Summierglied 6 - bei einer ersten Inbetriebnahme z.B. über einen Einschaltimpuls auf Null gesetzt. Hierdurch geht der Zusammenhang der Impuls zahl mit dem Referenzimpuls verloren, so daß z.B. über einen Einrichtungsvorgang dieser Zusammenhang erneut geschaffen werden muß.
Dies kann vermieden werden, wenn zusätzlich z.B. in der Referenzimpulsstufe ein Impuls erzeugt wird, der nach Eintreffen des Referenzimpulses über eine Leitung 10 das Summierglied auf Null setzt. Erfolgt ein derartiges Nullsetzen mit jedem Referenzimpuls, muß jedoch sichergestellt sein, daß zuvor eine Überprüfung in der Überwachungseinrichtung erfolgt. Im allgemeinen dürfte es jedoch vorteilhafter sein, wenn das Nullsetzen z.B. gesteuert über einen Einschaltimpuls nur einmalig erfolgt. Hierdurch kann sichergestellt werden, daß bei fehlenden Impulsen nachfolgender Impulsreihe die Überprüfung zu einem späteren Zeitabschnitt erfolgt, zu dem kein Referenzimpuls anliegt.
In besonders vorteilhafter Weise kann die Überwachungseinrichtung 7 derart ausgebildet sein, daß gemäß Fig. 3 gleichzeitig eine Überprüfung erfolgt die sicherstellt, daß alle eingehenden Referenzimpulse einer Überwachung unterzogen werden. Dies kann z.B.
dadurch erfolgen, daß eine JK-Kippstufe durch einen über ein Und-Gatter geführten Impuls 3.2 aus der Referenzimpulsstufe 8 immer dann gesetzt wird (3.3), wenn dieser außerhalb eines das Und-Gatter sperrenden Testimpulses 3.1 aus dem Summierglied 6 liegt. Eine andere Kippstufe kann durch den Testimpuls 3.1 gesetzt und z.B. durch eine gleich darauf folgende Vorderflanke eines Impulses 3.2 aus der Referenzimpulsstufe zurückgesetzt werden, wenn dieser während eines Testimpulses 3.1 eintrifft. Trifft kein Referenzimpuls während dieser Testzeit ein, bleibt diese Kippstufe (3.4) gesetzt und bewirkt ein Fehlersignal. Nach dem Einschalten der Anlage kann der erste eintreffende Referenzimpuls das Summierglied 6 auf Null setzen bzw.
diese Stufe mit den Referenzsignalen synchronisieren.
Eine Fehlersignalerzeugung durch den ersten Referenzimpuls kann dadurch verhindert werden, daß ein Einschaltimpuls - der gleichzeitig das Summierglied 6 auf Null setzt - die Fehlersignalerzeugung sperrt und diese erst nach Eintreffen des ersten Referenzimpulses wieder aktiviert wird.
Das während der Einschaltphase hierdurch entstehende größere Risiko kann durch einen kurzen Testlauf in sicheren Grenzen und/oder durch Ansteuern mit stark reduzierter Geschwindigkeit weitgehend ausgeschaltet werden. Ein Ende der Einschaltphase läßt sich zusammen mit der Aktivierung der Fehlersignalerzeugung der Steuerlogik übermitteln.
Bei computergesteuerten Anlagen, insbesondere bei modernen numerischen Werkzeugmaschinensteuerungen (CNC), sind alle erforderlichen Bausteine für ein derartiges Überwachungsvorhaben üblicherweise schon vorhanden und müssen nur in der erfindungsgemäßen Weise durch eine entsprechend abgewandelte bzw. erweiterte Software aktiviert werden. Üblicherweise werden dort aus den Signalen des Meßwertaufnehmers Istwertdaten für den Verfahrensweg, die Verfahrrichtung, die Geschwindigkeit bzw. den Standort eines Maschinenteils errechnet. Durch eine entsprechend erweiterte Software kann z.B. über die Istwertdaten für deh Verfahrweg ein Testzyklus initiiert werden, der zum entsprechenden Zeitpunkt überprüft, ob ein Referenzimpuls anliegt und/oder ob bei Eintreffen eines Referenzimpulses eine Überprüfung erfolgt. Ist dies nicht der Fall, kann je nach programmierter Betriebsart eine Fehleranzeige, ein erneutes Synchronisieren der Impulsreihe z.B. mit Korrektur der entsprechenden Wegdaten, ein Reduzieren der Geschwindigkeit und/oder ein Abschalten der Maschine erfolgen. Die Überwachung völlig oder weitgehend fehlender Wegsignale aus dem Meßwertaufnehmer kann durch eine zusätzliche Überwachung z.B. des Auseinanderdriftens der Soll- und Istwerte über vorgegebene Grenzen erfolgen.
Die vorgegebene Anzahl der Einzelimpulse je Referenzimpuls kann erforderlichenfalls für jede Verfahrwegachse getrennt eingegeben werden. Nach dem Einschalten kann ein Stillsetzen erfolgen, wenn nach Eintreffen der maximal möglichen vorgegebenen Anzahl von Einzelimpulsen kein Referenzimpuls eintrifft.

Claims

Patentansprüche 1. ) Verfahren zur Überwachung eines digitalen inkrementalen Meßwertaufnehmers, der mindestens eine Impulsreihe mit vorgegebener Impuls zahl zwischen zwei Referenzimpulsen liefert, wobei mit Hilfe der Referenzimpulse eine Fehlerüberwachung des Meßwertaufnehmers erfolgt,.dadurch gekennzeichnet, daß die Impulszahl der Impulsreihe (1.1 oder 1.2) erfaßt und nach vorgegebener Impuls zahl das Aktivwerden eines Referenzimpulses (1.3) überwacht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Erfassen der Impuls zahl drehrichtungsabhängig erfolgt und nach vorgegebener Impuls zahl in beiden Drehrichtungen das Aktivwerden eines Referenzimpulses (1.3) überwacht wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein nicht überwachter Referenzimpuls (1.3) bzw. ein außerhalb eines Testimpulses (3.1) liegender Referenzimpuls (1.3) ein Fehlersignal (3,3) auslöst.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß nach einer ersten Inbetriebnahme die erste Überwachung nach einem Startsignal erfolgt und dieses Startsignal durch einen Referenzimpuls (1.3) initiiert wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die den Meßwertaufnehmer führende Einrichtung während einer Einschaltphase mit stark reduzierten Regeldaten und/oder Steuersignalen angesteuert wird.
6. Verfahren für eine computergesteuerte Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Anprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei vorgegebenen durch den Meßwertaufnehmer initiierten Meßwertdaten eine Überprüfung auf Vorhandensein eines Referenzimpulses erfolgt, und daß bei nicht vorhandenem und/oder vorliegen eines nicht überprüften Referenzimpulses ein Fehlersignal erzeugt wird.