DE3320176A1

DE3320176A1 - Schnittstellenanordnung

Info

Publication number: DE3320176A1
Application number: DE19833320176
Authority: DE
Inventors: Robert Kenneth 12180 Troy N.Y. Cohen
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1982-06-07
Filing date: 1983-06-03
Publication date: 1983-12-08
Also published as: GB2121958B; IT1168262B; FR2528193B1; IL68675A0; US4461944A; IT8321407A0; FR2528193A1; SE8303200D0; SE8303200L; JPS593700A; GB8314551D0; GB2121958A; SE455825B

Description

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Schnittstellenanordnung

Die Erfindung bezieht sich auf eine verbesserte Schnittstellenanordnung zwischen einem Geber (Codierer) mit um 90° phasenverschobenen digitalen AusgangsSignalen, wie beispielsweise einem Verschiebungsfühler, und einem Mikrocomputer.

Es ist, notwendig, einen Computer mit genauen Verschiebungsdaten zu versorgen, die durch einen adaptiven Echtzeitalgorithmus, der mehrere Variable berücksichtigt, benutzt werden, um die Bildung einer Widerstandspunktschweißung im Prozeß zu regeln. Eine Beschreibung des adaptiven Reglers auf Mikroprozessorbasis findet sich in einer gleichzeitig eingereichten deutschen Patentanmeldung der Anmelderin. Die Gemeinkosten (Overhead) der Schnittstelle sollten auf das theoretische Minimum verringert werden. Gegenwärtig verfügbare periphere Schnittstellen, die eine Verschiebungsinformation messen, erfor·

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dem beträchtliche Prozessorgemeinkosten, um die Daten zu erfassen und sie in eine Form zu bringen, die durch die Computersprache erkannt wird. Das verringert die Menge an verfügbarer Computerzeit, die für die Implementierung eines adaptiven Regelalgorithmus verbleibt, wodurch die Komplexität des Algorithmus, der programmiert werden kann, verringert wird.

Das bekannte Verfahren zum Verbinden der in den Zeichnungen dargestellten Verschiebu.igsvorrichtung mit einem Computer in einem Format, das durch die meisten Sprachen erkennbar ist, geht folgendermaßen vor sich. Der Computer gibt (1) ein Datenanforderungssignal über einen Ausgangskanal ab; (2) wartet auf ein asynchrones Signal, um zu kennzeichnen, daß die Verschiebungseinheit mit dem Verarbeiten des letzten Verschiebungsdatenpunktes aus dem Eingabewandler fertig ist; (3) gibt eine binäre Adresse ab, die der zu lesenden Dezimalziffer entspricht; (4) liest den Wert der Ziffer über einen Eingangskanal; (5) wiederholt die Schritte (3) und (4) für jede Dezimalziffer auf der Anzeige; (6) liest das Vorzeichen (+ oder -) über einen Ausgangskanal; (7) führt eine BCD (Binär-Dezi-'*-■' mal-Code) Binär-Urawandlung an den Eingangsdaten durch; und (8) speichert das Ergebnis in einer Gruppe von Speicherplätzen, die der Verschiebungsvariablen durch die Computersprache zugeordnet sind. Dieser Prozeß wird jedesmal wiederholt, wenn der Verschiebungswert geändert oder fortgeschrieben wird. Das Verfahren ist sehr aufwendig und erfordert große Computergemeinkosten.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine effizientere digitale Verschiebungsschnittstelle zu schaffen, die nicht durch den Prozessor gemanagt zu werden braucht.

.7.

Die beträchtlichen Computergemeinkosten, die einer peripheren Schnittstelle an einem Geber mit um 90° phasenverschobenen digitalen Ausgangssignalen zugeordnet sind, werden eliminiert, indem die Geberdaten (die eine Verschiebung oder irgendeinen anderen physikalischen Parameter angeben) in einem Format, das mit Standardcomputersprachen kompatibel ist, direkt in den Computer übertragen werden. Immer dann, wenn die Daten in algebraischer Beziehung in dem Computerprogramm benutzt werden, sind sie gleich der unmittelbar vorhergehenden Ablesung des Gebers zu der Zeit, zu der der Code durch den Prozessor ausgeführt wird.

Die Schnittstellenanordnung zwischen einem Geber mit um 90° phasenverschobenen digitalen Ausgangssignalen und einem Computer hat eine erste Einrichtung zum Umwandeln der um 90° phasenverschobenen Signale in eine Reihe von Impulsen, wobei jeder Impuls eine positive oder negative Einheitsänderung eines Parameters, wie beispielsweise einer Verschiebung, darstellt; eine zweite Einrichtung, wie beispielsweise einen Vor-/Rückwärtszähler, dem die Impulse zugeführt werden und der an seinem Ausgang binäre Daten abgibt, bei denen es sich um einen mit Vorzeichen versehenen Zweierkomplementwert handelt, der die Größe und die Richtung des Parameters angibt; und eine dritte Einrichtung zum Auslesen der binären Daten auf Verlangen in den Computer, was erfolgt, während die zweite Einrichtung ständig dem Geber folgt und mit Impulsen versorgt wird.

In einer mikrocomputergestützten Punktschweißregelung erkennt eine Ausführungsform der verbesserten Verschiebungsschnittstelle übergänge der binären Signale des Gebers und wandelt sie in Auf- und Abimpulse um, die je-

weils eine Einheitsverschiebung darstellen. Der Vor-/Rückwärtszähler hat an seinem Ausgang mit Vorzeichen versehene binäre Zweierkomplementdaten; diese Verschiebungsdaten werden nach leder Fortschreibung durch den Geber in Spei-

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cherf lipf lops/ausgeblendet. Eine AdressdeoDdäerschaltungsanordning hat einen aktiven Zustand, der angibt, daß eine Operation auszuführen ist, in der aus der Schnittstelle ausgelesen wird. Die Speicherflipflops werden vorübergehend daran gehindert, fortgeschrieben zu werden, und werden freigegeben, um die letzten Verschiebungsdaten in einen Datenbuspuffer und von diesem aus zu dem Mikrocomputerbus zu übertragen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine Teilvorderansicht einer Wi-

derstandspunktschweißmaschine, die mit einem Verschiebungsfühler ausgerüstet ist,

Fig. 2 eine Skizze eines typischen li

nearen optischen Gebers mit digitalem Ausgang,

Fig. 3 ein Kurvendiagramm der um 90°

phasenverschobenen Ausgangssignale des Gebers vor oder nach einer Richtungsänderung,

Fig. 4 einen optischen Drehgeber mit

digitalem Ausgang,

Fig. 5 Auf- und Abimpulsfolgen, die aus

den Signalen nach Fig. 3 gewonnen werden,

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Fig, 6 . ein Flußdiagramm, das die Art der

Verarbeitung von um 90° phasen-

■ ^:;V-"' verschobenen Signalen zum Erzeu

gen von Auf- und Abimpulsen angibt , und

Fig..7 ein vereinfachtes Blockschalt

bild der Verschiebungsschnittstelle und deren Beziehung zu dem Wandler und dem Mikrocomputer.

Ein Zweck- der Erfindung ist es, einer Computersprache zu gestatten, eine Variable zu definieren, die eine Verschieburigsiaformation darstellt, die immer dann automatisch geändert oder fortgeschrieben wird, wenn ein Verschiebungsmesser, ein digitaler optischer Geber oder Codierer mit um 90° phasenverschobenen Ausgangssignalen, seine Position in einem bestimmten Ausmaß ändert. Alle Computergemeinkosten, die mit dem Fortschreibprozeß verbunden sind, werden eliminiert. Die Verschiebungsvariable kann leicht durch ein Coinpüterprogramm gelesen werden, ebenso wie irgendeine andere Variable, ausgenommen, daß diese Variable immer gleich der tatsächlichen Geberverschiebung ist. Der Computer hat nicht langer die Bürde, die Schnittstelle abzutasten, bevor die Verschiebungsvariable in einer algebraischen Beziehung benutzt wird.

(Codierer)

Gemäß fig. 1 wird ein linearer optischer Geber 10/mit digitalem Ausgang in einer adaptiven Widerstandspunktschweißregelanordnung benutzt, um während der Diagnosestufe die Gesamtdicke von Werkstücken 11 und 12 und während der Schweiß- und Temperstufen die Wärmeausdehnung der Werkstücke zu messen. Eine herkömmliche Widerstandspunktschweißmaschine ist in Fig. 1 dargestellt, und die sichtbaren Teile sind Kupferelektroden 13 und 14 mit niedrigem

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elektrischem Widerstand, Elektrodenhalter 15 und 16, ein oberer und ein unterer Leiterarm 17 bzw. 18 und Elektrodenwasserkühlleitungen 19 und 20. Ein Schieber 21, der in einem Gehäuse 22 angeordnet ist, ist an dem Leiterarm 17 befestigt und bewegt die obere Elektrode 13 relativ zu der unteren Elektrode 14; das gestattet das Ausüben von mechanischer Kraft auf die Elektroden vor, während und nach der Zeit, zu der Strom fließt, um die richtigen Bedingungen zum Erhitzen und Schweißen zu erzeugen. Die Berührungsflächen in dem Gebiet der Stromkonzentration werden durch Stromimpulse niedriger Spannung und hoher Ampe*rezahl erhitzt, um einen Schweißklumpen 23 zu bilden. Ein experimenteller Aufbau zum Abfühlen der vertikalen Elektrodenverschiebung benutzt den optischen Geber 10 (beispielsweise das Modell SST-D49-Eb, das von der Dynamics Research Corporation hergestellt wird), welcher an einem Ausleger 24 mit Abstand von dem unteren Elektrodenhalter 16 befestigt ist. Er fühlt die Relativbewegung der oberen Elektrode 13 über eine Stange 25 ab, die an einem weiteren Ausleger 26 mit Abstand von dem oberen Elektrodenhalter 15 befestigt ist, die sich mit der oberen Elektrode bewegt und mit einem Kolben 27 im oberen Teil des Fühlers in Berührung ist. Dieser Aufbau des Verschiebungswandlers oder -meßwertgebers beseitigt Auswirkungen einer Maschinenverbiegung, wenn die Kraft ausgeübt wird. Nur die Relativbewegung zwischen den beiden Elektroden wird abgefühlt und gemessen, d.h. diejenige Bewegung, die allein auf die Werkstück- und Elektrodenausdehnung zurückzuführen ist, wobei letztere vernachlässigbar ist, solange die Temperaturänderung in den Elektroden gering ist. Diese Anordnung würde in der Fertigung wahrscheinlich unpraktisch sein, weil sie das Einführen von großen Werkstücken in den Hals der Maschine behindert. In einer Fabrikmaschine ist der Verschiebungsfühler weiter hinten in der Maschine angeordnet.

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Die inneren Bauteile eines typischen linearen optischen Gebers 10 mit digitalem Ausgang sind schematisch in Fig. 2 gezeigt. Eine codierte Platte 28 ist an dem Kolben 27 befestigt und mit diesem bewegbar und hat zwei parallele Bahnen von gleichabständig angeordneten rechteckigen Fenstern (die Fensterlänge ist gleich dem Abstand zwischen den Fenstern), wobei eine Bahn gegenüber der anderen um eine halbe Fensterlänge versetzt ist. Die Platte 28 wird durch eine Lichtquelle 29 beleuchtet, und zwei ^ Lichtfühler 30 fühlen das Licht ab, das durch die Reihen von Fenstern abwechselnd durchgelassen und blockiert wird. Fig. 3 zeigt die binären, um 90° phasenverschobenen Ausgangssignale auf den Kanälen A und B, wobei angenommen ist, daß sich der Verschiebungsmesser mit gleichförmiger Geschwindigkeit heraus- und hineinbewegt. In diesem Fall haben die Impulsschwingungen ein Tastverhältnis von 50 % und eilen um 90° entweder vor oder nach, je nach der Bewegungsrichtung. Die relativen Zeiten von Flanke zu Flanke sind eine Funktion der Augenblicksgeschwindigkeit.

Die Erfindung ist auch bei optischen Drehgebern mit um % 9Q^e phasenverschobenen AusgangsSignalen, wie beispielsweise der in Fig. 4 dargestellten Vorrichtung, anwendbar. Dieser inkrementelle Positionsgeber 31 hat eine codierte Scheibe 32, die sich mit der Geberwelle 33 dreht. Die Scheibe wird durch eine Lichtquelle 34 beleuchtet und hat zwei kreisförmige Bahnen von gleichabständig angeordneten quadratischen Fenstern, die gegeneinander versetzt sind. Jede Bahn läßt abwechselnd Licht zu einem Fühler 35 durch und blockiert das Licht. Ganz allgemein kann jeder Geber mit um 90° phasenverschobenen digitalen Ausgangssignalen, der Änderungen eines physikalischen Parameters abfühlt, bei dem es sich nicht um eine Verschiebung handelt, beispielsweise eine Spannung, durch die Schnittstelle nach

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der Erfindung mit einem Computersystem verbunden werden.

Gemäß Fig. 5 werden die um 90° phasenverschobenen Ausgangssignale in" eine Reihe von Aufimpulsen und in eine Reihe von Abimpulsen umgewandelt, wobei jeder Impuls eine Einheit der Verschiebung in der einen oder anderen von zwei entgegengesetzten Richtungen darstellt. Ein Aufimpuls oder ein Abimpuls wird erzeugt, wenn die Vorder- und Hinterflanken jedes Signal erkannt werden. Bei dem DRC-Verschiebungswandler, der bei d^r Erläuterung von Fig. 1 erwähnt ist und der ohne den Anzeigekasten benutzt wird, welcher normalerweise mitgeliefert wird, wird ein Impuls auf einer Ausgangsleitung jedesmal dann übertragen, wenn der Fühler eine Änderung von 0,00254 mm (100 microinches) in der Verschiebung in positiver Richtung abfühlt, und ein Impuls wird auf der anderen Ausgangsleitung jedesmal dann übertragen, wenn der Fühler eine Änderung von 0,00254 mm (100 microinches) in der negativen Richtung abfühlt. Diese Reihen von Impulsen werden den Vorwärts- und Rückwärtseingängen eines Vor-/Rückwärtszählers zugeführt.

Fig. 6 zeigt ein Flußdiagramm, das die Art der Verarbeitung von um 90° phasenverschobenen EingangsSignalen zeigt, um Auf- und Abaüsgangsimpulse zu bekommen, und keine optimale Implementierung der Wandlerschaltungsanordnung darstellt. Die Zustandsübergangstabellen 36 und 37 rechts in Fig. 6 geben die acht Kombinationen an, die sich bei der Erzeugung der Ausgangsimpulse ergeben. Die Pfeile bezeichnen ansteigende und abfallende Flanken der Signale, die üblicherweise als Vorder- und Hinterflanken bezeichnet werden; L und H bedeuten die Signalwerte "null" bzw. "eins? Um 90° phasenverschobene Signale A und B werden Flankendetektoren 38-41 zugeführt; die ersten beiden erkennen die abfallenden und ansteigenden Flanken des Signals A, und die anderen beiden erkennen die abfallenden und ansteigen-

den Flanken des Signals B. Die Ausgangssignale der Flankendetektoren werden an UND-Schaltungen 4 2-49 angelegt, deren übrige Eingänge die Signale B und B und die Signale A und Ä sind, wie dargestellt. Das Vorhandensein einer abfallenden Flanke in dem Signal A und eines Signals B mit dem Signalwert H führt dazu, daß die UND-Schaltung 42 ein Ausgangssignal abgibt, das durch eine ODER-Schaltung 50 hindurch zu einem Impulsgeber 51 geht, wo ein Aufimpuls erzeugt wird. Wenn zu dieser Zeit ein Signal B mit dem Signalwert L vorhanden ist, wird das Ausgangssignal der UND-Schaltung 43 an eine ODER-Schaltung 52 und von dieser an einen Impulsgeber 53 angelegt, und es wird ein Abimpuls erzeugt.

Auf dieselbe Weise sind die Ausgänge von UND-Schaltungen 45, 47 und 48 mit der ODER-Schaltung 50 verbunden, die jede der vier Zustandsübergangskombinationen in der Tabelle 36 erkennt, welche zu einem Aufimpuls führen. Die Ausgangssignale der UND-Schaltungen 44, 46 und 49 sind mit der ODER-Schaltung 52 verbunden, die die vier Zustandsübergangskombinationen in der Tabelle 37 erkennt, welche zu Abimpulsen führen. Beide Impulse, die eine Einheitsänderung in der Verschiebung in der positiven oder in der negativen Richtung angeben, werden einer ODER-Schaltung 54 zugeführt. Ein Impuls jedes Typs führt zu einem Ausgangssignal, das an eine Verzogerungsschaltung 55 angelegt wird, und nach einer geeigneten Verzögerung erzeugt ein Impulsgeber 56 einen Rücksetζimpuls, der allen vier Flankendetektoren 38-41 zugeführt wird. Die Mindestzeit zwischen Impulsen ist die Summe aus W, der Breite des Ausgangsimpulses, und T , der Verzögerung der Schaltung 55.

Fig. 7 ist ein vereinfachtes Blockschaltbild der besten Art der Implementierung der Verschiebungsschnittstelle in dem adaptiven Echtzeitregel- und Gütesicherungssystem für

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Widerstandspunktschweißmaschinen, das den Gegenstand der eingangs erwähnten weiteren deutschen Patentanmeldung der Anmelderin bildet. Der Verschiebungsmeßwandler 57 ist ein linearer optischer Geber oder ein optischer Drehgeber mit um 90° phasenverschobenen digitalen Ausgangssignalen; diese Zweikanalsignale werden an die Schnittstelle 58 angelegt. Die Ausgangsimpulse werden durch eine Impulsformerschaltung 59 nachgeformt, und die Ausgangssignale A und B werden an einen Wandler 60 angelegt, der die um 90° phasenverschobenen Signale in Auf- und Abimpulse umwandelt. Ein Impuls wird auf der Auf-Leitung jedesmal dann gesendet, wenn der Verschiebungsfühler eine Einheitsänderung in der Verschiebung in einer Richtung abfühlt (der Kolben 27 in Fig. 1 bewegt sich aufwärts), und ein Impuls wird auf der Ab-Leitung jedesmal dann übertragen, wenn der Fühler eine Einheitsänderung in der entgegengesetzten Richtung abfühlt (der Kolben geht abwärts).

Die erste Reihe von Impulsen wird dem Vorwärts-Eingang eines 16-Bit-Vor-/RückwärtsZählers 61 zugeführt, und die zweite Reihe von Impulsen wird dem Rückwärts-Eingang zugeführt. Der Zähler gibt am Ausgang einen mit Vorzeichen versehenen Zweierkomplementwert ab, der zu der Verschiebungsmeßwandlerposition direkt proportional ist. Dieses Binärzahlsystem ist bekannt und in Texten über Mikroprozessoren beschrieben. Einige Information darüber sei hier angegeben. Das linksbündige Bit der Zahl gibt das Vorzeichen, positiv oder negativ, an. Das Vorzeichen einer Zweierkomplementzahl kann geändert werden, indem der Wert jedes Bits geändert (eine "O" wird in eine "1^H geändert, und umgekehrt) und +1 addiert wird. In einem 16-Bit-System ist die maximale negative, nicht mit Vorzeichen versehene Größe -32768 und die maximale positive, nicht mit Vorzeichen versehene Größe +32767. (Tatsächlich geht der Zähler von 0 bis 65535.) Wenn der lineare DRC-Verschie-

bungsmesser benutzt wird, stellt jeder Zählwert 0,00254 nun (0.1 mil) dar, und der Bereich reicht von -83,23 nun (-3.2768 inches) bis +83,23 nun ( + 3.2767 inches). Die Werkstücke können daher leicht in die Schweißmaschine eingeführt und dieser entnommen werden.

Jedesmal dann, wenn der Zähler 61 fortgeschrieben und entweder inkrementiert oder dekrementiert wird, wird das. , > binäre Datenausgangssignal in zwei Oktalspeicherflipflops/ 62 und 63 eingeblendet, die die Bytes niedrigen bzw. hohen Stellenwertes enthalten. Es handelt sich dabei um herkömmliche 8-Bit-Speicherflipflops mit einem drei Zustände aufweisenden Ausgang. Der Adressbus 64 und der Datenbus 65 sind, beispielsweise, Teil des S-100-Standardcomputerbuses. Mehrere Steuerleitungen Und 16 Adressleitungen verbinden den Bus 64 mit einer Adreßdeccderschaltung 66 in der Schnittstelle 58. Der Decoder hat einen Komparator, dessen Ausgangsleitung 67 in den aktiven Zustand übergeht, wenn das richtige Bitmuster auf dem Computerbus gebildet wird, welches angibt, daß eine Speicherleseoperation aus der Verschiebungsschnittstelle 58 auszuführen ist.

Dadurch wird ein Datenbuspuffer 68 freigegeben, der Daten an den Bus 65 abgibt. Ein weiterer Vorgang, der gleichzeitig eingeleitet wird, ist das Triggern einer Speicherflipflopfortschreibblockierschaltung 69, die beispielsweise aus einem monostabilen Multivibrator und einem UND-Gatter aufgebaut ist. Kurz nach jedem Auf- und Abimpuls, was den Zählerausgangssignalen Zeit gibt sich zu stabilisieren, erzeugt der Wandler 60 einen Speicherflipflopfortschreibfreigabeimpuls, der zu der Speicherflipflopfortschreibbiockierschaltung 69 gesendet wird und normalerweise über die UND-Schaltung zu den Speicherflipflops 62 und 63 gelangt. Ein Ausgangssignal des monostabilen Multivibrators verhindert, daß der Speicherflipflopfortschreib-

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freigabeimpuls von der UND-Schaltung durchgelassen wird. Die Speicherflipflops 62 und 63 werden vorübergehend gesperrt, so daß kein Ausblenden erfolgen kann, und zwar für eine kurze Zeitspanne von beispielsweise 4 με, nachdem der Zugriff auf die Schnittstelle erfolgt ist. Zweck der Speicherflipflopfortschreibblockierschaltung 69 ist es, zu gewährleisten, daß durch das Computersystem 70 stabile Daten gelesen werden und daß der Computer ausreichend Zeit hat, sowohl die unteren als auch die oberen Datenbytes mit der Gewißheit auszulesen, daß keine übergänge in der Zwischenzeit stattfinden. Der Decoder 66 gibt die Speicherflipflops 62 und 63 der Reihe nach frei, die die Verschiebungsdatenbytes niedrigen Stellenwerts und hohen Stellenwerts zu dem Puffer 68 übertragen. Die beiden Datenbytes werden aus der Verschiebungsschnittstelle 58 in den Mikrocomputer gelesen, wobei das Einlesen an der Stelle erfolgt, die dafür angegeben wird. Es ist nicht notwendig, zuerst die Daten in den Mikrocomputerspeicher zu übertragen. Der Vor-/Rückwärtszähler 61 folgt dem Verschiebungsmeßwandler 57 zu allen Zeiten, und der Computer 70 erhält immer die neuesten Daten zur Zeit der Leseoperation.

Der Varschiebungsmeßwandler 57 und der Verschiebungszähler werden am Beginn des Tages typisch auf null gestellt. Vorzugsweise werden die Elektroden 13 und 14 zusammengebracht, und das ist die Verschiebung null. Der Vor-ZRückwärtszähler 61 wird auf einen ZählemulIstellbefehl aus dem Decoder 66 hin auf null gesetzt. Wenn die Elektroden gewechselt werden oder übermäßig verformt sind, ist es erforderlich, die Nullstellung zu ändern.

Eine Schnittstelle, die gebaut wurde, hatte die folgenden Komponenten: der Zähler 61 hatte vier in Kaskade geschaltete Vorrichtungen des Typs 74LS193, die Speicher-

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flipflops/62 und 63 waren Vorrichtungen des Typs 74LS374,

und der Puffer 68 war eine Vorrichtung des Typs 74LS244.

Die Verschiebungsdaten an dem Ausgang des Vor-/Rückwärtszählers 61 stellen einen mit Vorzeichen versehenen Zweierkoraplementwert dar und sind in einem mit Standardcomputersprachen kompatiblen Format. Diese binären Verschiebungsdaten werden auf Verlangen aus der Schnittstelle ausgelesen und erscheinen dem Mikrocomputer als Teil seines Speichers. Immer dann, wenn die Verschiebungsvariable in einer algebraischen Beziehung in dem Computerprogramm benutzt Wfrd, wird sie einfach gleich der gegenwärtigen Verschiebung an dem Verschiebungsmeßwandler 57 zu der Zeit sein, zu der der Code durch den Prozessor ausgeführt wird. Ein wichtiges Merkmal ist, daß die jüngsten Verschiebungsdaten in den Mikrocomputerbus ausgelesen werden, ohne daß der Zähler 61 gestoppt wird, der ständig den linearen optischen Geber oder den optischen Drehgeber verfolgt. Die Schnittstelle kann auch in Verbindung mit anderen Gebern benutzt werden, die um 90° phasenverschobene digitale Ausgangssignale haben, so daß sich ihre Verwendung nicht auf das Verbinden eines Verschiebungsfühlers mit einem Computer beschränkt.

Claims

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Ihr Zeichen/Your ref. :

Unser Zelchen/Ourref.: 9127-RD-13558

Datum /Date : 1. Juni 1983

Ms./Vo./he.

General Electric Company

1 River Road Schenectady, N.Y./U.S.A.

Patentansprüche :

T~.7 Schnittstellenanordnung zwischen einem Geber mit um 90° phasenverschobenen digitalen Ausgangssignalen und einem Computer, gekennzeichnet durch:

eine erste Einrichtung (60) zum Umwandeln der um 90° phasenverschobenen Ausgangssignale in wenigstens zwei Reihen von Impulsen, wobei die Impulse positive und negative Einheitsänderungen eines physikalischen Parameters darstellen;

eine zweite Einrichtung (61), der die Reihen von Impulsen zugeführt werden und die an ihrem Ausgang binäre Daten abgibt, bei denen es sich um einen mit Vorzeichen versehenen Zweierkomplementwert handelt, der die Größe und die Richtung des Parameters angibt; und eine dritte Einrichtung (62, 63, 68, 69), die auf Verlangen die binären Daten aus der zweiten Einrichtung (61) in den Computer (70) einliest.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Einrichtung (61) ein Vor-/Rückwärtszähler ist.

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3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Einrichtung (62, 63, 68, 69) die binären Daten in den Computer (70) einliest, während die zweite Einrichtung (61) ständig dem Geber folgt und mit Impulsen versorgt wird.
4. Schnittstellenanordnung zwischen einem linearen Geber oder einem Drehgeber mit um 90° phasenverschobenen digitalen Ausgangssignalen und einem Computer, gekennzeichnet durch:

eine Einrichtung (60) zum Umwandeln der um 90° phasenverschobenen Ausgangssignale in Auf- und Abimpulse, wobei jeder Impuls eine Einheit der Verschiebung in der einen oder anderen von zwei entgegengesetzten Richtungen darstellt;

einen Vor-ZRückwärtszähler (61), dem die Impulse zugeführt werden und der an seinem Ausgang binäre Daten abgibt, bei denen es sich um einen mit Vorzeichen versehenen Zweierkomplementwert handelt, der die Verschiebung angibt; und eine Einrichtung (62, 63, 68, 69), die auf Verlangen die Verschiebungsdaten in den Mikrocomputer einliest, während der Zähler (61) ständig dem Geber folgt und mit Impulsen versorgt wird.
5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die um 90° phasenverschobenen Geberausgangssignale binäre Signale sind und daß die Umwandlungseinrichtung (60) Auf- oder Abimpulse erzeugt, wenn Vorder- und Hinterflahken jedes Signals erkannt werden.
6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Einlesen der Signale ein Speicherflipflop (62, 63), in das die Verschiebungsdaten nach jeder Änderung eingeblendet werden, und eine Schaltung (69) enthält, die das Ändern des Speicherflipflops vorübergehend

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blockiert, während die Verschiebungsdaten auf einen Datenbuspuffer (68) ausgelesen werden.
7. Verschiebungsschnittstelle zwischen einem Mikrocomputer und einem Geber mit um 90° phasenverschobenen digitalen Äusgangssignalen in einer Widerstandspunktschweißregeleinrichtung_r wobei die Schnittstelle dem Mikrocomputer als Teil seines Speichers erscheint, gekennzeichnet durch:

eine Einrichtung (60) zum Umwandeln der um 90° phasenverschobenen Aüsgangssignale in Auf- und Abimpulse, die jeweils eine Einheit der Verschiebung in positiver bzw. negativer Richtung darstellen;

einen Vor-/Rückwärtszähler (61), dem die Impulse zugeführt werden und der an seinem Ausgang binäre Verschiebungsdaten abgibt;

eine Adreßdecodierschaltungsanordnung (66), die am Ausgang einen aktiven Zustand hat, der angibt, daß eine Leseoperation von der Schnittstelle (58) aus auszuführen ist; und eine Einrichtung (62, 63, 68, 69) zum Einlesen ver Verschiebungsdaten in den Mikrocomputer (70).
8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die um 90° phasenverschobenen Geberausgangssignale binäre Signale sind und daß die Umwandlungseinrichtung (60) aus Flankendetektoren (38-41), einer Logikschaltungsanordnung (42-52), die feststellt, Ob ein Auf- oder ein Abimpuls zu. · erzeugen ist, wenn eine Signalflanke erkannt wird, und Impulsgebern (51, 53, 56) besteht.
9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Zähler (61) ein Vor-/Rückwärtszähler ist und an seinem Ausgang mit Vorzeichen versehene Zweierkomplementverschiebungsdaten liefert.

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10. Anordnung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Leseeinrichtung (62, 63, 68, 69) aus Speicherflipflops (62, 63) für niedrige und hohe Bytes, in die die Verschiebungsdaten nach jeder Änderung durch den Geber eingebracht werden, einen Datenbuspuffer (68) und einer Einrichtung (69) zum vorübergehenden Blockieren einer Änderung der Speicherflipflops und zum sequentiellen Freigeben der Speicherflipflops für die niedrigen und hohen Bytes zum übertragen der Verschiebungsdaten zu dem Datenbuspuffer und von diesem aus zu dem Mikrocomputerbus (65) besteht.