DE2652706A1

DE2652706A1 - Numerisch gesteuerte produktionsmaschinen

Info

Publication number: DE2652706A1
Application number: DE19762652706
Authority: DE
Inventors: Richard W Simmons
Original assignee: Bendix Corp
Current assignee: Bendix Corp
Priority date: 1975-11-21
Filing date: 1976-11-19
Publication date: 1977-05-26
Also published as: US4034354A; FR2332564B1; JPS5264849A; DE2652706B2; GB1547640A; FR2332564A1

Description

Die Erfindung betrifft allgemein das Gebiet numerisch gesteuerter Maschinen zur Bearbeitung von Teilen nach einem vorgegebenen Programm, insbesondere jedoch eine Hilfsrecheneinheit in der Form einer programmierbaren Schnittstellensteuerung, welche bestimmte Folgesteuerungsaufgaben übernimmt.

Die Einführung elektronischer Rechner zur genauen Lösung komplizierter Fragen auf schnelle u^d wirksame Weise führte zur schnel len Entwicklung numerisch gesteuerter Maschinen zur Herstellung begrenzter Anzahlen von verhältnismäßig komplizierten Teilen. Diese numerischen Steuerungsmaschinen umfassen hauptsächlich einen Programmleser, eine Steuerungs- und Verarbeitungseinheit, eine Eingabe-Ausgabeschnittstelle sowie eine zu steuernde Maschine. Eine Gruppe von Befehlen, Programm genannt^ wird

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aufbereitet und laufend auf einem zweckmäßigen Aufzeichnungsträger wie einem Magnet- oder Lochstreifen aufgezeichnet. Der Pro- j grammieser liest das aufgezeichnete Programm und übersetzt die aufgezeichneten Befehle in elektrische Signale, welche mit der .·

Steuerungs- und Verarbeitungseinheit kompatibel sind. Diese als j

ein elektronischer numerischer Steuerungsrechner ausgelegte Ein- |

i heit spricht auf die Signale des Programmlesers sowie auf Signale für den Zustand der Maschine an und erzeugt Signale zur Steuerung der Maschine, damit diese jede einzelne im Programm enthaltene Befehlsgruppe in ihrer richtigen Reihenfolge durchführt. Im Laufe der Entwicklung numerischer Steuerungen ergab es sich, daß viele Folgefunktionen wirksamer und zweckmäßiger durch eine Hilfsrechen·*- einheit gesteuert werden können, anstatt diese Aufgaben im Rechne}: oder im Programm selbst zu erfüllen. Der Hilfsrechner hält Eingabedaten von den normalen mit der Maschine verbundenen Eingabe- und Ausgabevorrichtungen sowie solche Daten, welche durch den numerischen Steuerrechner geliefert werden, und analysiert diese : Daten mit Hilfe logischer Rechnungen auf dem Stande der verschie-, denen Eingabe- und Ausgabegrößen, wobei er entsprechende Ausgangsr signale als Ergebnis erzeugt. Diese können an den numerischen Steuerrechner, über eine entsprechende Schnittstelle an die Maschine oder an beide adressiert sein. Die an den numerischen Steuerrechner gelangenden Ausgangssignale dienen zur Betätigung von Schaltern oder Zustandsanzexgelampen am Steuerpult, während die an die Maschine selbst gelangenden Ausgangssignale Magnetspulen, Relais, Lampen, Motoren usw. nach Bedarf beaufschlagen.

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Die erste Generation von Hilfsrecheneinheiten bestand aus mehr Kontaktrelais bzw. aus transistorisierten Schaltnetzwerken, welche nach den verschiedenen gewünschten logischen Rechenfunktionen handverdrahtet waren. Diese handverdrahteten, gewöhnlich "elektromagnetische Maschinenstellorgane" ("magnetics") genannten Schaltungen waren, obwohl verhältnismäßig kompliziert und ziemlich teuer, noch immer billiger als wenn die gleichen Funktionen in das Programm oder in den Steuerrechner eingebaut worden wären. Diese Hilfsrecheneinheiten setzten im wesentlichen die Anforderungen an Speicherraum und Betriebsbelastung des Steuerrechners herab. Es ergab sich, daß es wirtschaftlicher und zweckmäßiger ist, eine neue Schaltung auszubauen als eine alte neu zu verdrahten, wenn eine bedeutende Änderung in einem Hilfsrechner vorzunehmen ist. Diese handverdrahteten Hilfsrecheneinheiten sind noch immer verhältnismäßig teuer, zeitraubend und von einem kostenwirksamen Standpunkt aus gesehen, unzweckmäßig.

Bei der gegenwärtigen Generation von Hilfsrechnern vollzog sich der Wechsel von dem vorstehend erörterten handverdrahteten Mehrfachkontaktrelais oder den einzelnen transistorisierten Schaltern zu elektronisch programmierbaren Verarbeitungs- und Steuereinheiten. In der Patentschrift Nr. 3 810 104 ("Programmierbare elektromagnetische Maschinenstellorgane für eine numerische Steuerung") vom 7. Mai 1974 offenbart T.J.Markley eine programmierbare Schnittstellensteuerung, welche zwischen dem numerischen Steuerrechner und die Maschine in Reihe geschaltet ist und sowohl herkömmliche Schnittstellenaufgaben für einen Rechner als auch Aufgaben als Hilfsrecheneinheit für frühere elektromag-

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j netische Maschinenstellorgane durchführt. Außerdem erhält und ; speichert die Anlage von Markley Hilfseingabedaten von numeri-

'■ sehen Steuerrechner, welche im programmierten Arbeitsgang zur

I Bedienung der Eingabevorrichtungen für die Werkzeugmaschine ver-

■ wendet werden. Die von Markley bekanntgemachte Anlage verwendet jedoch nicht das volle Potential eines programmierbaren Steuergerätes wie es in der Patentschrift Nr. 3 827 030 von W.H.Seipp:

I ("Programmable Controller Using a Random Access Memory") "Pro-

. grammierbare Verarbeitungs- und Steuereinheit mit einem Speicher j

mit direktem Zugriff" vom 30. Juli 1974 und den dort zitierten '

Schriften bekanntgemacht wurde. Dieser Typ von programmierbarem j

Steuergerät erweiterte die Möglichkeiten und kann auch für normalerweise durch den numerischen Steuerrechner durchgeführte Routinerechnu. gen sowie auch zur Durchführung der Steueraufgaben : früherer Hilfsrecheneinheiten eingesetzt werden.

Die Erfindung ist ein verbessertes elektronisch programmierbares

■ Verarbeitungs- und Steuergerät, welches als Schnittstelle des ! numerisch gesteuerten Rechners über eine Zweiwegsammelschiene . dient, welche weitere sequentielle Steuerfunktionen sowie auch ; solche Aufgaben durchführen kann? welche von den vorstehend be-. schriebenen herkömmlichen Relais oder einzelnen fcransistorisieri ten Schaltungen durchgeführt wurden.

I Die Erfindung ist nachstehend näher erläutert. Alle in der Beschreibung enthaltenen Merkmale und Maßnahmen können von erfindungswesentlicher Bedeutung sein. Die Zeichnungen zeigen:

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¹ Fig.	3
Fig. I	4
Fig.	5
Fig.	6
Fig.	7

; Fig. 1 ein Blockschaltbild einer numerisch gesteuerungen j

!

j Maschine mit dem erfindungsgemäßen programmierbaren ₍

Schnittstellensteuergerät; j

Fig. 2 ein Blockschaltbild des erfindungsgemäßen programmier-! baren Schnittstellensteuergeräts; ^:

ein Schaltbild des Programmabtasters; ein Schaltbild des Programmspeichers; eine Zeichnung der Hauptverteilerlinie des Befehlswortes ;

ein Blockschaltbild der Zentraleinheit für Befehle; eine Tabelle für einen normalen Arbeitskode mit den entsprechenden Befehlen;

Fig. 8 einen Stromlaufplan eines handverdrahteten Ausführungsbeispiels der logischen Recheneinheit;

ι Fig. 9 einen Stromlaufplan eines weiteren Ausführungsbei spiels der logischen Recheneinheit mit einem Fest wertspeicher;

. Fig. 10 einen Stromlaufplan des bevorzugten Ausführungsbeispiels der logischen Rechenschaltung unter Verwendung zweier Festwertspeicher.

Erfindungsgemäß ist eine programmierbare Verarbeitungs- und j Steuereinheit als Schnittstelle für eine numerische Maschinen-

ι

; steuerung vorgesehen, welche eine serielle Steuerung durchführt,

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die früher von elektromagnetischen Maschinenstellorganen besorgt j wurde. Die bekanntgemachte Steuereinheit ist ein direkt vom nume-I ' rischen Rechner gesteuertes Tochtergerät. Als solches ist die er-, findungsgemäße Steuereinheit für den normalen Betrieb der Anlage ; bestens geeignet. Die programmierbare Schnittstellensteuerung umfaßt Eingabe-, Ausgabe- und Zwischenspeicher mit wahlfreiem Zu- ·■ griff zur Speicherung von Daten, einen Programmspeicher zur : Speicherung einer Anzahl von Befehlswörtern in einer vorgegebenen ; Reihenfolge, wobei jedes Befehlswort aus einem Mehrbit-Arbeitskode und einem Mehrbit-Adressenfeld besteht, welches die Speicher·* stelle im Eingabe-, Ausgabe- und Zwischenspeicher angibt, ferner ' einen Binärzahlen erzeugenden Programmabtaster, welcher der Reihe ' nach jedes Befehlswort im Programmspeicher adressiert, eine Befehlsverarbeitungseinheit zur Durchführung des befohlenen Arbeitsganges in Abhängigkeit vom Arbeitskode und dem Adressenfeld, sowie eine Hauptsteuerung zur Steuerung des Datenflusses zwischen dem numerischen Steuerungsrechner und der programmierbaren Schnitt stellensteuerung in Abhängigkeit von Befehlen des numerischen Steuerungsrechners. Im Betrieb fragt der numerische Steuerungsrechner zuerst Daten von verschiedenen Quellen ab, die er auch übernimmt, einschließlich der Meßtaster der Maschine, des Programmlesers sowie der über das Steuerpult der numerischen Steuerung von Hand eingegebenen Daten. Diese Daten werden systematisch im Speicher der Zentraleinheit der numerischen Steuerung in Form von Tabellen gespeichert und stellen somit zu jedem Zeitpunkt einen "Schnappschuß" des gegenwärtigen Standes aller Eingabedaten der numerischen Steuerung dar. Der Rechner überträgt dann diese Daten an die programmierbare Schnittstellensteuerung über

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: die Zweiwegsainmelschiene der Anlage. Die Hauptsteuerung schaltet I

diese Daten an den Eingabespeicher mit wahlfreiem Zugriff weiter, wo sie gespeichert werden. Bei Beendigung der Datenübertragung überträgt der Rechner einen Startbefehl, wodurch die Hauptsteuerung ein Belegtzeichen signalisiert und dem Programmabtaster meldet, daß er einzeln seriell jedes Befehlswort im Programmspeicher adressiere. Der Befehlsrechner fifhifc dann jeden befohlenen Arbeitsgang durch, bis alle Befehle im Programmspeicher erfüllt sind. Die Endergebnisse der befehlsgemäß durchgeführten Arbeitsgänge werden im Ausgangsspeicher mit wahlfreiem Zugriff an Speicherstellen gespeichert, welche durch das Adressenfeld des Befehlswortes angegeben werden. Zwischenergebnisse, welche in folgenden Rechenoperationen während der Durchführung eines Programms gebraucht werden, werden im Zwischenspeicher mit wahlfreiem Zugriff gespeichert. Das letzte Befehlswort des Programms ist ein Kode für das Programmende, welches der Hauptsteuerung meldet, daß die Daten verarbeitet worden sind und die Endergebnisse im Ausgabespeicher mit wahlfreiem Zugriff gespeichert sind. Die Hauptsteuerung löscht in Abhängigkeit von einem Signal für aas Programmende das Belegtzeichen und wartet Befehle des numerischen Steuerrechners ab, um das im Ausgabespeicher mit wahlfreiem Zugriff gespeicherte Ergebnis an bestimmte Speicherstellen in der Rechnertabelle zu übertragen. Dann wartet die programmierbare Schnittstelle auf neue Daten vom Rechner. Die in der Rechnertabelle gespeicherten Daten werden über die Zweiwegsainmelschiene der Hauptleitung einerseits an die Maschine und andererseits an Arbeitsprogramme übertragen, die an anderen

Stellen in der numerischen Steuerung laufen. _Q

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Die Aufgabe der Erfindung ist eine programmierbare Schnittstelle zur Durchführung der Funktionen von früheren elektromagnetischen Maschinenstellorganen, die sich auch für die numerisch gesteuerte Maschinenanlage eignet. Ferner soll erfindungsgemäß eine Schnittstellensteuerung als Tochtergerät des numerischen Steuerungsrechners geschaffen werden. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist eine Schnittstellensteuerung mit zwei verschiedenen Betriebsarten vorgesehen, wodurch der numerische Steuerungsrechner den Betrieb verschiedener interner Bauteile prüfen kann. Weiter besitzt die Schnittstellensteuerung einen Festwertspeicher! als Befehlverarbeitungsstelle. j

Die Erfindung ist nachstehend näher erläutert. Alle in der Be- ' Schreibung und den Zeichnungen erwähnten Merkmale und Maßnahmen

können von erfindungswesentlicher Bedeutung sein. j

Das Blockschaltbild der Fig. 1 zeigt Sie Beziehung der erfindungsgemäßen programmierbaren Schnittstellensteuerung 10 zu einer numerischen Maschinensteuerung. Diese umfaßt hauptsächlich eine entsprechend elektrisch betätigte Maschine 12, welche in Abhängigkeit von durch einen numerischen Steuerungsrechner 14 erzeugten Steuersignalen gesteuert wird. Der numerische Steuerungsrechner gibt kodierte Steuerungssignale an eine Zweiwegdaten- und Steuersammeischiene 16 ab, welche über eine Schnittstelle 18 für die Sammelschienen^eiⁿ~ und ausgabe sowie Ausgabeumsetzerschaltungen 20 an die. Maschine 12 übertragen werden. Die Eingabe-Ausgabeschnittstelle der Sammelschiene dekodiert die Steuer-

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signale auf der Zweiwegdaten- und Steuersammeischiene 16 und lei-

'■ tet sie an den entsprechenden Ausgabeumsetzerkreis weiter, wo sie

j in für die Maschine verarbeitbare elektrische Signale umgesetzt

j werden. Die umgesetzten Signale können je nach Befehl Magnet-

j spulen, Relais, Lampen, Motorschützen usw. beaufschlagen. Ferner j uirfäßt die Maschine 12 Meßtaster zur Erzeugung von Signalen für • den gegenwärtigen Zustand der Maschine. Diese Meßtastaster können:

. Signale für die Stellung des zu bearbeitenden Teiles, des Werk- j

j zeuges der Bewegungsrichtung des Teils bzw. des Werkzeuges erzeugen, ferner Signale zur Anzeige des verwendeten Werkzeuges, | der Spindeldrehrichtung, ob Schneidmittel zugeführt wird usw. ^; Die Signale der Maschinenmeßtaster werden in Digitalform durch die Eingabeumsetzerkreise 22 umgewandelt und an den numerischen Steuerungsrechner über die Sammelschienen-Eingabe-Ausgabe-Schnitt*- stelle 18 und die Zweiwegedaten- und Steuerleitung 16 übertragen. Ein Sammeischienenterminator mit Echtzeittaktgeber 24 steuert den Datenfluß zwischen den Bauteilen der Anlage und liefert Echt-j

>. zeittaktsignale zur Regelung der Datenflußfrequenz. j

j i

' Der numerische Steuerungsrechner 14 erzeugt Steuersignale in Abhängigkeit von den EingangsSignalen, welche durch die Signale der der Maschine zugeordneten Meßtaster erzeugt werden und direkt durch die Bedienung dem numerischen Steuerrechner eingegeben werden sowie Signale eines Programmlesers 26, v/elcher seriell einen Satz von "Programm" genannten aufgezeichneten Befehlen in elektrische Signale umsetzt, welche der Sprache des numerischen Steuerrechners angepaßt sind. Das Programm ist als Loch-

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; streifen 28 dargestellt. Es sei jedoch bemerkt, daß außer einem Lochstreifen auch andere Arten von Programmspeichern verwendet ! werden können.

Die programmierbare Schnittstellensteuerung 10 ist ein Hilfsrechner, welche die Aufgaben aller oder eines speziellen Teils der seriellen Steuerfunktionen übernimmt, welche normalerweise durch die Hilfsrechner des früheren Standes der Technik, durch den numerischen Steuerungsrechner durchgeführt worden wären oder im ursprünglichen Programm enthalten wären. Bei der erfindungsgemäßen Anlage sammelt der numerische Steuerungsrechner 14 Eingabedaten vom Lochstreifen 28, welche die Bedienung vom Steuerpult aus eingibt, sowie die Daten der Maschinenmeßtaster, speichert diese Daten auf Täfeichen in seinem Kernspeicher. Die programmierbare Schnittstellensteuerung 10, im folgenden als PSS bezeichnet, erhält die Eingabedaten vom numerischen Steuerrechner 14 über die Zweiwegdaten und Steuerschiene 16, analysiert diese Daten mit einer logischen Rechnung über den Zustand der verschiedenen Eingabe und Ausgabedaten und speichert die Ergebnisse. Auf einen nachfolgenden Befehl vom numerischen Steuerrechner gelangen diese Ergebnisse der Form von Signalen mit logischem Pegel an den numerischen Steuerrechner 14 zurück, wo sie in Tabellenform oder Täfeichen gespeichert werden. Der numerische Steuerrechner kann dann entweder diese Resultate an die Maschine 12 weitergeben, um die transistorisierten Schalter ein- oder auszuschalten, welche wiederum die herkömmlichen Magnetspulen, Relais, Lämpchen, Motorschützen usw. betätigen;

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j der numerische Steuerrechner kann aber auch für Ergebnisse intern für die Berechnung von Steuersignalen oder zur Anschaltung von Lämpchen auf dem Steuerpult verwenden.

Das Blockschaltbild der Fig. 2 zeigt die Einzelheiten der programmierbaren Schnittstellensteuerung 10. Sie umfaßt eine mit der Zweiwegdaten- und Steuer leitung 16 zusammengeschaltete Hauptsteuerung 100, einen Eingabespeicher 102, welcher die Eingabedaten des numerischen Steuerrechners speichert, einen Ausgabespeicher 104, welcher die Ergebnisse der Datenverarbeitung speichert, einen Zv/ischenspeicher 106, v/elcher zeitweilig die Zwischenergebnisse vährend der Datenverarbeitung speichert, einen Programmspeicher 108 zur seriellen Speicherung einen Satz Befehle, welche den durchzuführenden Arbeitsgang sowie die Speicheradresse der zu verwendenden Daten enthalten, einen Programmabtaster 110 zur seriellen Adressierung der Speicherstellen des Programmspeichers und schließlich eine Befehlseinheit 112, an welcher die adressierten Befehle des Programmspeichers anliegen und welcher mit den angeforderten Daten die befohlene Rechenoperation durchführt.

Die PSS arbeitet wie folgt: Der numerische Steuerrechner 14 trägt zuerst Daten von verschiedenen Eingabequellen einschließlich des Programmlesers 26, der Maschinenmeßtaster sowie des Steuerpultes des numerischen Rechners selbst ab,, von wo aus sie an ihn gelangen. Diese Daten werden systematisch in Tabellenform im Speicher des numerischen Steuerrechners gespeichert und stellen daher zu jeder Zeit einen "Schnappschuß" des gegenwärtigen

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: Standes aller Eingabedaten der Steuerung dar. Der numerische Steuerungsrechner 14 überträgt dann diese Daten an die PSS über die Zweiwegdaten- und Steuerleitung 16. Die Hauptsteuerung 100 schaltet diese Daten direkt zum Eingabespeicher 102 weiter, wo sie gespeichert werden. Der Eingabespeicher 102 ist ein handelsüblicher 256 χ 1—Bit bipolarer Speicher mit wahlfreiem Zugriff, der künstlich zweigeteilt ist, wobei jedes Abteil 128 Speicherstellen enthält. Die ersten 128 Speicherstellen sind für die numerischen Steuerungsdaten reserviert, während die zweiten 128 Speichersteilen Eingabedaten der der Maschine zugeordneten Abtastvorrichtungen sind.

Am Ende der Eingäbedatenübertragung gibt der numerische Steuerungsrechner einen Startbefehl an die PSS. Die Haupts teuer ung 100J setzt ein Belegtzeichen und betätigt den Programmabtaster 110. ι Dieser adressiert seriell jede Speicherstelle im Programmspeicher 108. Der Inhalt der adressierten Speicherstelle ist ein 16-Bit-Befehlswort, bestehend aus einem Rechen- oder Operationskode sowie einem 12-Bit-Datenadressenfeld. Der 4-Bit-Operationskode wird durch die Befehlseinheit 112 ausgewertet und erfüllt. Die von der Befehlseinheit 112 während der Durchführung einer speziellen

. Arbeitsanweisung benützten Daten können im Eingabespeicher 102,

im Zwischenspeicher 106 oder im Ausgabespeicher 104 enthalten ; sein, wobei die genaue Stelle das 12-Bit-Datenadressenfeld des

, Befehlswortes bestimmt wird. Am Ende einer jeden befohlenen Κει

ί chenoperation adressiert der Programmabtaster die nächstfolgende Speicherstelle im Programmspeicher, und die Befehlseinheit führt wieder die gespeicherte Arbeitsanweisung durch. Dieser Vorgang

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setzt sich solange fort, bis die gesamten gespeicherten Befehle durchgeführt worden sind. Der letzte Befehl des Programmspeichers ist ein Befehl für Programmende. Dieser Befehl beendet das fortlaufende Abtasten des Programmspeichers, stellt diesen auf Null zurück und meldet der Hauptsteuerung, daß alle Rechenoperationen beendet sind und die Ergebnisse an ihrer entsprechenden Stelle im Ausgabespeicher 104 eingegeben sind. In Abhängigkeit vom Programmendesignal löscht die Hauptsteuerung das Belegtzeichen und setzt das Kennzeichen für "erledigt". Dann kann der numerische Steuerungsrechner 14 den Inhalt des Ausgabespeichers 104 in eine Tabelle eines Kernspeichers während der nächstfolgenden Programmunterbrechung einlesen. Von dieser Tabelle aus werden die Daten über die Zweiwegdaten- und Steuersammelschiene 16 an die Sammelschiene mit Eingabe-Ausgabeschnittstelle 18 sowie an die nötigen Arbeitsroutinen der numerischen Steuerung verteilt, die an anderen Stellen im Betriebsprogramm des numerischen Steuerrechners enthalten sind. Nachdem der numerische Steuerrechner den Inhalt des Ausgabespeichers 104 ausgelesen hat, ist die PSS bereit, neue Daten aufzunehmen und das Programm- zu wiederholen.

Die programmierbare Schnittstellensteuerung ist ein Tochtergerät, welches keinen direkten Steuerungsfunktionen für die numerisch gesteuerte Maschinenanlage ausführt. Da die PSS ein direkt vom numerischen Steuerungsrechner gesteuertes Tochtergerät ist, ist ihre Arbeitsweise wirksam dem Betrieb der numerischen Maschinensteuerung angepaßt.

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Figur 3 zeigt die Einzelheiten des Prograiranabtasters 110. Er umfaßt ein UND-Eingangstor 120, an dessen einer Eingangsklemme Taktsignale anliegen und der durch ein Rechensignal einer Eingangsklemme der Hauptsteuerung 100 beaufschlagt wird. Wenn das UND-Eingangstor 120 angeschaltet ist, werden die Taktsignale durch einen 12-stufigen Binärzähler 122 gezählt, um fortlaufende Programmspeicherwortadressen zu erzeugen. Die ersten acht Datenbits (Bits 0-7) des 12-Bit-Ausganges des Binärzählers sind serielle Adressen auf jeder Seite im Programmspeicher, während die letzten vier Bits durch einen 1/16 Dekodierer 124 dekodiert werden, um Signale zu erzeugen, welche der Reihenfolge nach jede Seite im Programmspeicher ansteuern. Der Binärzähler 122 wird über das ODER-Tor 126 in Abhängigkeit von einem Lösch- oder Programmendebefehl auf Null zurückgestellt.

Der Programmspeicher 108 umfaßt eine erweiterungsfähige Anordnung programmierbarer Festwertspeicher 130 oder löschbar programmierbarer fester Speicher (Figur 4). Die programmierbaren oder löschbar programmierbaren Speicher sind von Intel Corporation of Santa Clara,California sowie anderen Bezugsquellen zu erhalten. Die löschbar programmierbaren Festwertspeicher werden vorgezogen, da sie alle Vorteile der programmierbaren Festwertspeicher bieten und zusätzlich noch gelöscht werden können, wodurch sich eine wirtschaftlichere Korrektur von Programmfehlern erreichen läßt. Der Grundspeicher umfaßt mindestens zwei Speicherplättchen, von denen jedes als eine Anordnung von 256 χ 8 ßit aufgebaut ist. Die beiden Plättchen sind in Kaskadenschaltung angeordnet um eine "Seite" aus 256, 16 Bit-Befehlwörtern zu bilden. Der Programm-

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speicher 108 ist von einem Minimum von einer Seite mit 256 Befehlswörtern bis zu 16 Seiten mit 40 96 Befehlswörtern erweiterungsfähig.

Figur 5 zeigt einen Sammelschxenendurchlauf eines Befehlswortes. Jedes im Programmspeicher gespeicherte Befehlswort enthält zwei auf die Funktion des PSS während des Programmausführungszyklus bezogene Informatxonsgruppen. Die erste Informationsgruppe ist eine 12 Bit Binärdarstellung der Stelle (Adressenfeld) der gespeicherten Zustandsdaten im Eingabespeicher 102, Zwischenspeiche 106 und Ausgabespeicher 104. Die restlichen vier Bits sind eine Binärdarstellung eines Befehls, der im einzelnen ausführt, welche Rechenoperation an den Bits der durch den Ädressenteil des Wortes gegebenen Daten durchzuführen ist. Aus der Darstellung der Figur 5 läßt sich ersehen, daß die ersten vier Bits der höheren Stellenzahlen die durch die Befehlseinheit 112 durchzuführende Rechenoperation darstellt, während die 12 Bits der unteren Stellenzahlen das Adressenfeld bedeuten, in welchem die zu verarbeitenden Daten angeordnet oder die Ergebnisse der Rechnung gespeichert werden sollen. Das zweite und dritte Bit im 12-Bit-Adressenfeld kennzeichnet den Speicher: Eingabe-, Zwischen oder Ausgabespeicher, in welchem die gewünschten Daten zu finden sind oder gespeichert werden sollen, und die letzten 8 Bits bestimmen die genaue Stelle im angegebenen Speicher. Das erste und vierte Bit werden nicht verwendet. Die Tabelle der Figur 7 zeigt eine normale Code-Anordnung, die zugeordnete Rechenoperation oder den Befehl sowie seinen symbolischen Operationsschlüssel. Zur Beschreibung eines jeden Rechenvorgangs für die Befehls-

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Wörter im Programmspeicher kann ein sechstelliger Octalcode verwendet werden. Das Octal-Ziffernsystem ist zweckmäßig für die Zuordnung der reellen Eingangs- und Ausgangssignale zu ihren entsprechenden Stellen in der Eingabe-, Zwischen- und Ausgangsspeicheranordnung der PSS.

Die Einzelheiten der Befehlseinheit 112 sind in Figur 6 gezeigt. Die Befehlseinheit umfaßt ein Befehlsdekodiergerät 140, an welchem der 4--Bit-Rechencode des Programmspeichers anliegt. Das Befehlsdekodiergerät 140 ist ein handelsübliches Gerät wie ein Festwertspeicher, welcher den Rechencode decodiert und ein Signal für eine von 16 möglichen Operationen an die logische Rechenschaltung 142 abgibt. Die logische Rechenschaltung 142 arbeitet

bezeichneter

in Verbindung mit einem ersten "A" Akkumulator 144, einem zweiten mit "B" bezeichneten Akkumulator 146 sowie einem dritten mit "E" bezeichneten Akkumulator 148 zur Durchführung der befohlenen Rechenoperation an dem durch den Adressenfeidteil des Befehlswortes bestimmten Daten. Die von der logischen Rechenschaltung 142 durchzuführenden Operationen sind in Figur 7 aufgeführt. Diese 16 Operationen können in drei Grundarten eingeteilt werden: 1) Dateneingabe in einen bestimmten Akkumulator vom Eingabespeicher 102, Zwischenspeicher 106, Ausgabespeicher 104 oder von einem Akkumulator zum anderen; 2) Durchführung der befohlenen logischen Rechnung mit den vorgegebenen Daten; 3) Speicherung der Resultate der bestimmten Operation in dem durch den Adressenfeldteil des Befehlswortes angegebenen Stellen des Zwischenspeichers 106 oder Ausgabespeichers 104.

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Die Arbeitsweise der Befehlseinheit 112 ist wie folgt: Der 4-Bit Rechencode des Programmspeichers wird durch den Befehlsdekodierer 140 dekodiert, der ein Ansteuerungssignal an den entsprechenden Eingang der logischen Rechenschaltung 142 abgibt. Dieses Ansteuerungssignal betätigt die entsprechenden logischen Bauelemente in der logischen Rechenschaltung 142 zur Durchführung der befohlenen Rechnung. Die Ergebnisse der Eingabe und der logischen Rechenfunktionen können im Akkumulator "A" 144, Akkumulator "B" 146 oder Akkumulator "E" 148 gespeichert werden. Das Signal SO für AusgangsaussteuerSignal sowie der Inhalt des Akkumulators "E" 148 gelangen an unabhängige Eingangsklemmen eines UND-Tors 150, welches ein Schreibausgangssignal (WO) erzeugt, wenn der Schalt-

die zustand des Akkumulators "E" eine logische Eins ist und/logische Rechenschaltung ein AusgangsSteuersignal (SO) erzeugt. Das Schreibausgangssignal steuert sowohl den Zwischenspeicher 106 als auch den Ausgabespeicher 104 an, um den Inhalt UND des Akkumulators "A" 144 sowie des Akkumulators "B" 146 in der durch das Befehlswort angegebenen Speicherstelle zu speichern. Wenn der Schaltzustand des Akkumulators "E" 148 keine logische Eins ist, wird kein Schreibausgangssignal erzeugt, und es findet keine Datenübertragung an die Speicher statt. Der Akkumulator "E" sowie das UND-Tor 150 wirken zusammen, damit ein wirksamer Sprung unter Datensteuerung in die PSS einprogrammiert werden kann.

Figur 8 zeigt die Grundausführung des Stromlaufplanes der logischen Rechenschaltung 142. Alle vom Befehlsdekodierer 140 herkommenden Eingangsleitungen sind mit einer entsprechenden

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logischen Schaltung der logischen Recheneinheit verbunden. Die Eingabedaten (DI) von der der durch den Adressenfeidteil des Befehlswortes bestimmten Speicherstelle liegen an einem Inversionsverstärker (200) an, welcher das Komplement der Eingabedaten (DI) erzeugt. Wie bereits erwähnt, wird das Rechnungsergebnis der logischen Rechenschaltung zeitweilig in den Akkumulatoren "A", "B" und "E" gespeichert, die als Flip-Flops 202, 234 und 250 dargestellt sind.

Der Flip-Flop 202 wird zunächst entweder mit Eingabedaten (DI) oder ihrem Komplement (DI) durch ein Signal geladen, das an den Eingangsleitungen LAD und LADC des Befehlsdekodierers 140 anliegt Die mnemotechnische Operationsverschlüsselung ist in dieser Beschreibung die gleiche wie in Figur 7. Die Eingabedaten DI liegen an einem UND-Tor 204 an, welches auf ein Signal auf der Leitung LAD anspricht und den Schaltzustand des Flip-Flops 2 02 auf den logischen Zustand der Eingabedaten über die ODER-Tore 206 und 208 einstellt. Am UND-Tor 210 liegt das Komplement der Eingabedaten (DI) an, und dieses Tor spricht auf ein Signal auf der Leitung LADC an und stellt den Schaltzustand des Flip-Flops 202 auf den logischen Zustand des Komplements der Eingabedaten (D-I) ein. Am UND-Tor 212 liegt ein Signal für das Komplement des logischen Schaltzustandes des Flip-Flops 202 an, und das Tor spricht auf ein Signal auf der Leitung CA an, um den logischen Schaltzustand des Flip-Flops 202 auf das Komplement eines früheren Zustandes über die ODER-Tore 206 und 208 umzuschalten. Am UND-Tor 214 liegt das Komplement der Eingabedaten (Öl) sowie das Komplement des logischen Schaltzustandes des Flip-Flops 2

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(A) sowie das Signal auf der Leitung CMDA an, wobei es ein Signal für das logische UND von DÜf und A erzeugt. Am UND-Tor 216 liegen die Eingabedaten (DI), ein Signal für den logischen Schaltzustand (A) des Flip-Flops 202 sowie ein Signal auf der Leitung CMDA an, wobei es ein Signal für das logische UND von DI und A erzeugt. Die Ausgangssignale der UND-Tore 214 und 216 werden im ODER-Tor 218 disjunctiv verknüpft, wobei sie den Schaltzustand des Flip-Flops 202 über die ODER-Tore 2 06 und 208 einstellen. Wenn der Schaltzustand der Eingabedaten (DI) unddes Flip-Flops 202 gleich sind, erzeugt entweder das UND-Tor 214 oder 216 eine logische Eins und setzt den Schaltzustand des Flip-Flops 2 02 ebenfalls auf eine logische Eins. Wenn jedoch der Schaltzustand der Eingabedaten (DI) und der Schaltzustand des Flip-Flops 202 verschieden sind, erzeugt sowohl das UND-Tor 214 als auch 216 ein Ausgangssignal mit dem logischen Pegel Null und der Schaltzustand des Flip-Flops 202 wird ebenfalls auf eine logische Null eingestellt. Ein UND-Tor 220 spricht auf ein Signal auf der Leitung ADA und erzeugt ein Ausgangssignal für das logische UND der Eingabedaten (DI) und den gegenwärtigen Schaltzustand der im Flip-Flop 202 gespeicherten Daten (A). Das Ausgangssignal des UND-Tors 220 stellt den logischen Schaltzustand des Flip-Flops 202 über die ODER-Tore 222 und 208 ein. Ein UND-Tor 224 spricht auf ein Signal auf der Leitung ADCA an und erzeugt ein Ausgangssignal, welches das logische UND des Komplements der Eingabedaten (DI) und des Schaltzustandes der im Flip-Flop 2 02 gespeicherten Daten (A) darstellt. Das Ausgangssignal des UND-Tors 224 wird über die ODER-Tore 222 und 208 im Flip-Flop 202 gespeichert. Ein ODER-Tor 226 verknüpft disjunktiv die Eingabe-

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daten DI und den gegenwärtigen Schaltzustand der im Flip-Flop 202 gespeicherten Daten und erzeugt ein resultierendes Signal am Eingang eines ÜND-Tores 228. Das UND-Tor 228 spricht auf ein Signal auf der Leitung ODA an und stellt den Schaltzustand des Flip-Flops 202 auf den logischen Schaltzustand des sich ergebenden Signales ein, das durch das ODER-Tor 226 über die ODER-Tore 222 und 208 erzeugt wird. Ebenso stellen ODER-Tor 230 und UND-Tor 232 den Schaltzustand des Flip-Flops 202 auf das logische ODER des Komplements der Eingabedaten (DI) und den Anfangsschaltzustand der im Flip-Flop 202 gespeicherten Daten A in Abhängigkeit von einem Signal auf der Leitung ODCA ein.

Der als Flip-Flop 234 dargestellte Akkumulator "B" wird mit den Eingabedaten (DI) über ein UND-Tor 23 6 und ein ODER-Tor 238 in Abhängigkeit von einem Signal auf der Leitung NBD geladen. Ebenso wird der Schaltzustand des Flip-Flops 234 auf den logischen Schaltzustand des Flip-Flops 202 über ein UND-Tor 240 und ein ODER-Tor 238 in Abhängigkeit von einem Signal auf der Leitung LBA eingestellt.

Die Ausgabedaten (DO) werden an der Ausgangsklemme eines UND-Tores 272 erzeugt, an welchem Signale der Akkumulatoren "A" und "B" anliegen. Die Ausgabedaten (DO) sind das logische UND des Schaltzustandes der beiden Akkumulatoren "A" und "B", d.h. der Flip-Flops 202 und 234.

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'Der als Akkumulator "E" dargestellte Flip-Flop 250 wird mit den

Eingabedaten (DI) über ein UND-Tor 246 und ein ODER-Tor 248 in ! j Abhängigkeit von einem Signal an der Leitung PED geladen. Ebenso

!wird der Schaltzustand des Flip-Flops 250 auf den Schaltzustand '

ides Akkumulators A und des Flip-Flops 202 über ein UND-Tor 244 J

und ein ODER-Tor 248 in Abhängigkeit von einem Signal auf der j

i Leitung PEA eingestellt. I

ι An einem UND-Tor 252 liegt ein Signal am Ausgang des Akkumulators ; E, vom Flip-Flop 250 sowie von der Leitung SO an, welche ein Signal für einen Schreibbefehl der Ausgabedaten "DO) im Zwischenoder Ausgabespeicher führt. Das UND-Tor 252 erzeugt ein Schreib- ■ ;ausgangssignal (WO), wenn der Schaltzustand des Akkumulators E
gleich dem Ansteuerungssignal für das UND-Tor 252 ist.

-An den Flip-Flops 202,234 und 250 liegen entsprechende Lösch-

I (CAL) und Taktsignale (CLK) an.

■ Es sei bemerkt, daß es in der Praxis oft zweckmäßig ist, eine
logische Null (Grundsignal) als Ansteuerungssignal anstelle der

i :

I logischen Eins in den vorstehend beschriebenen logischen Schaltuni

i !

j gen zu verwenden. Daher kann ein Fachmann leicht eine logische

I Schaltung mit den logischen Komplementärelementen NAND und NOR

' entwerfen, welche auf die Komplemente der vorstehend besprochenen
j Signale ansprechen, um in wirksamer Weise die gleichen Aufgaben
;zu erfüllen.

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- 22 -

Da die erfindungsgemäße Schaltungslogik eine begrenzte Anzahl j von Dateneingaben besitzt und nur eine begrenzte Anzahl von logischen Rechenoperationen durchführen muß, können die Aufgaben des Befehlsdekodxerers und der logischen Rechenschaltung abwechselnd durch einen einzigen Festwertspeicher ausgeführt werden, wie es in Figur 9 gezeigt ist oder durch zwei kleinere Festwertspeicher, wie sie in Figur 10 dargestellt sind.

Die Befehlseinheit der Figur 9 umfaßt einen Befehlsspeicher 3 00,

sowie die Akkumulatoren "A" 144, "B" 146 und "E" 148. Die An- '■ steuerung der drei Akkumulatoren wird durch drei zugeordnete NOR-Tore 302,304 und 306 geregelt. Das Befehlsregister 300, das ein Festwertspeicher von ähnlichem Aufbau wie der vorstehend beschriebene Programmspeicher oder ein ähnliches handelsübliches Gerät sein kann, erhält einen 4-Bit-Rechencode vom Programmspeicher 112, die Eingabedaten DI vom Eingabespeicher 102, dem Zwischenspeicher 106 oder dem Ausgabespeicher 104 nach Maßgabe des Adressenfeldteiles des Befehlswortes und der Signale für den Schaltzustand der Akkumulatoren ¹¹A" 144, "B" 146 und "E" 148. Diese acht Eingabedaten beschreiben zusammen eine bestimmte Speicherstelle im Befehlsspeicher 300, welcher die einzige Lösung, der befohlenen Rechenoperation mit den Eingabedaten und den in j den Akkumulatoren "A", "B" und "E" nach Bedarf enthält. Das Ausgangssignal des Befehlsspeichers ist ein 7-Bit-Wort für die Lösung der befohlenen Rechenoperation und der entsprechenden Eingabedaten. Durch das 7-Bit-Wort können neue Daten in die Akkumulatoren "A", "B" bzw. "E" eingelesen werden, andererseits kann

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2G52706

auch das Ergebnis im Zwischenspeicher oder Ausgabespeicher gespeichert werden oder als Signal für das Prograitimende austreten. Die ersten vier Bits des 7-Bit-Ausgabewortes des Befehlspeichers lesen Daten gemäß dem Eingaberechencode in die Akkumulatoren "A", "B" oder "E" ein. Das erste Bit auf der Ausgangsleitung FFD enthält die Lösung der befohlenen Rechnung mit den entsprechenden Eingabedaten und gelangt an die Eingänge aller drei Akkumulatoren 144,146 und 148. Das zweite Bit des siebenstelligen Ausgabewortes gelangt an das Eingangstor des NOR-Tors 3 02, welches ein Signal erzeugt, das den Akkumulator "A" ansteuert, wenn das zweite Bit eine logische Null ist. In der gleichen Weise gelangt das dritte Bit an den Eingang eines NOR-Tors 3 04, welches ein Signal zur Ansteuerung des Akkumulators "B" erzeugt, und das vierte Bit liegt am Eingang des NOR-Tors 306 an, welches ein Signal zur Ansteuerung des Akkumulators "E" erzeugt. Die Signale für die gegenwärtigen Schaltzustände der Akkumulatoren 144,146 und 148 gelangen an den Befehlsspeicher 3 00 als Eingabedaten zurück. Die Ergebnisse der befohlenen Rechenoperation mit den gegenwärtigen Eingabedaten erscheinen auf der Ausgangsleitung DO des Befehlsfestwertspeichers 300, und ebenso erscheint ein Schreibausgangssignal auf der Ausgangsleitung WO, wenn der Rechencode befiehlt, daß die Ergebnisse auf der Leitung DO in den Zwischenspeicher oder den Ausgangsspeicher eingeschrieben werden sollen. Das Signal für das Programmende liegt auf der Leitung EOP an.

Das in Figur 10 gezeigte Ausführungsbeispiel der Befehlseinheit ist im Grunde das gleiche wie das der Figur 9, ausgenommen, daß hier zwei Befehlsspeicher eingesetzt sind, nämlich Befehlsspei-

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eher I und II, 308 und 310. Der Befehlsspeicher I 308 gibt ein 4-Bit-Wort aus, in welchem die ersten drei Bits die Ausgabedaten (DO), das Schreibausgabesignal (WO) und das Signal für das Programmende (EOP) anzeigen. Das vierte Bit wird nicht verwendet. Auch der Befehlsspeicher II 310 gibt ein 4-Bit-Wort aus, das über einen Weg an die Akkumulatoren 144,146 und 148 sowie an die NOR-Tore 302,304 und 306 gelangt, der dem Weg der ersten vier Bits des Ausgabesignals des Befehlsspeichers 3 00 vergleichbar

ist, die an den gleichen Bauteilen Figur 9 anliegen. j

Da der 4-Bit-Rechencode und die vier Dateneingaben eine hervor- j

ragende Speicherstelle für eine beliebige Eingabekombination bilden, kann das Ausgabewort als eine einzige Lösung der Frage i programmiert werden. Dieses Verfahren verringert die anhand der j Figur 8 besprochene logische Rechenschaltung mit vielen Bausteinen auf einen oder zwei handelsübliche Halbleiterplättchen mit

integrierten Schaltungen, wodurch die Kosten und der Aufwand der { PSS erheblich herabgesetzt werden.

Die Hauptsteuerung 100 enthält die erforderlichen Schaltkreise j zum Anschluß der PSS an die Zweiwegdaten- und Steuersammei- j leitung der numerischen Maschinensteuerung. Zum Lieferumfang der numerischen Steuerungsrechner gehört ein Anleitungssatz, der es dem Fachmann erlaubt, Schnittstellenschaltungen zur Anpassung des Einzelgerätes an die besondere Zweiwegdaten- und Steuerleitung zu entwerfen. Diese Schnittstellenschaltungen ändern sich mit der Wahl des numerischen Steuerungsrechners, sie sind jedoch genügend bekannt, so daß sie nicht im einzelnen

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I "ho" 2G5270G

ibesprochen werden müssen. Außer der vorstehend beschriebenen , jHauptarbeitsweise des Rechners gibt es vier Hilfsbetriebsarten, j welche die gesamte Vielseitigkeit der PSS erhöhen und Einrich-

j i

jtungen zur automatischen überprüfung der Arbeitsweise der PSS _;

,durch den numerischen Steuerungsrechner liefern. Die Hilfsbetriebsarten und ihre Betriebsartencodewahlnummer sind wie folgt:

Betriebsart Bezeichnung

00 Hauptrechenbetriebsart

01 Eingabe-, Ausgabe- und Zwischenspeicherprüfung

02 Prüfung der Befehlseinheit

03 Prüfung des Programmzählers

04 Prüfung des Programmspeichers

j Die Hauptrechenbetriebsart, Betriebsart 00 ist die Hauptfunktionsf art der vorstehend im einzelnen besprochenen PSS. Wenn an der PSS ein Code für die Betriebsart 01 anliegt, dann hat der numerische ;

! Steuerungsrechner sowohl Lese- als auch Schreibzugriff zum Eingabespeicher 102, Ausgabespeicher 104 und Zwischenspeicher. Bei J dieser Betriebsart lädt der numerische Steuerungsrechner zu- \ erst die drei Pestspeicher mit wahlfreiem Zugriff mit vorgegebenen Daten, liest dann diese Daten zurück in seinen Speicher, wo sie mit den ursprünglichen Daten verglichen werden. Diese Betriebsart gestattet eine Untersuchung vermuteter Fehler in den drei Festspeichern mit wahlfreiem Zugriff der PSS. In der Betriebsart 02 wird der Programmspeicher der PSS abgeschaltet, und der numerische Steuerungsrechner kann Befehlswörter der Reihen-

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folge nach übertragen und die Ausführung dieser Befehle durch die

Befehlseinheit verlangen. Um diese Betriebsart anzuschalten, müs-i sen zuerst vorgegebene Eingabedaten in den Eingabe- und Zwischen- ' speicher über eine normale Betriebsart 00 oder die Betriebsart 01 eingegeben werden. Nach der Datenübertragung an den erforder- ■ liehen Speicher.wird das Signal für die Betriebsart 02 eingeleitet, und die PSS verarbeitet die vorgegebenen Daten in Abhängigkeit von den vom numerischen Steuerungsrechner her anliegenden Befehlswörtern. Die Ergebnisse gelangen in den Ausgabespeicher 104 und werden von dort aus an den Speicher des numerischen Steuerungsrechners übertragen wie in der Hauptbetriebsart· Dann werden die Speicher des numerischen Steuerungsrechners gespeicherten Ergebnisse mit den erwarteten Ergebnissen verglichen, um eine Untersuchung möglicher Fehler in der Befehlseinheit zu erkennen. Wenn die PSS auf Betriebsart 03 geschaltet ist, hat der numerische Steuerungsrechner Zugriff zum laufenden Inhalt des Programmabtasters. In der Betriebsart 03 wird der Programmabtaster seriell fortgeschaltet, um die zwölf letzten Stellen für die Befehlswortadresse auf jeder Seite zu erzeugen. Diese Adressen gelangen an den Kernspeicher des numerischen Steuerungsrechners, wo sie mit einem gleichen durch den numerischen Steuerungsrechner erzeugten Adressensatz verglichen werden, um die Untersuchung erwarteter Fehler im Programmabtaster einzuleiten. Die vierte Betriebsart, Betriebsart 04, ist der Programmspeicherauszug, welcher dem numerischen Steuerungsrechner Zugriff j zum Programmspeicher der PSS liefert. Diese Betriebsart gestattet es, dem numerischen Steuerungsrechner das im Programmspeicher gespeicherte Programm insgesamt oder in beliebigen Teilen auszulesei

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Außer des vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiels sind noch weitere möglich, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sei bemerkt, daß ein Fachmann Alternativschaltungen entwickeln oder verschiedene Arten von Bauteilen verwenden kann, um die gleichen oder vergleichbare Aufgaben zu lösen, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

( 1.) Verbesserte programmierbare Schnxttstellensteuerung zusammen mit einer numerischen Maschinensteuerung zur Durchführung einer Reihe, von Befehlen nach einem vorbereiteten Programm, > wobei die numerische Maschinensteuerung eine Maschine zur | Durchführung der Prpgrammbefehle, Abtastgeräte zur Erzeugung j der Schaltzustandsdaten für den gegenwärtigen Stand der Ma-

I schine und ihrer Hilfsgeräte umfaßt, ferner einen Programm- j

leser zur Umsetzung des vorbereiteten Programms in Befehls- } signale, weiter einen numerischen Steuerungsrechner mit Speicher- und Recheneinrichtungen.zur Erzeugung von Steuer- : Signalen, welche die Maschine und den Datenfluß in der j numerischen Maschinensteuerung in Abhängigkeit von den BefehlsSignalen und den Zustandsdaten steuern, weiter mit einer Zweiwegsammelschiene, welche die Steuersignale und die Zustandsdaten zwischen dem numerischen Steuerungsrechner und der Maschine hin und her überträgt, und schließlich mit Eingabe-Ausgabeschnittstellen zur Umsetzung der Steuersignale in an die Maschine angepaßte Signale sowie zur Umsetzung der .' Zustandsdaten in ein zur Speicherung im Speicher des numerischen Steuerungsrechners geeignetes Format, dadurch gekennzeichnet, daß die Datenspeicher (102,104,106) eine Anzahl von einzelnen Speicherstellen zur zeitweiligen Speicherung von Daten besitzen, sowie daß jede Speicherstelle ein be-

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-29-ORiGiNAL INSPECTED

stimmtes identifizierendes Mehrbitadressenfeld besitzt, ferner dadurch, daß ein Befehlsgeber (100) eine Reihe von Befehlswörtern in einer bestimmten Reihenfolge in Abhängigkeit von einem Startsignal erzeugt, wobei jedes Befehlswort einen Rechencode umfaßt, welcher eine durchzuführende aus einer Anzahl von Datenverarbeitungsoperationen bestimmt sowie in Abhängigkeit von einem Begleitadressenfeld zur Identifizierung einer speziellen Speicherstelle in den Speichern (102,104,106) weiter dadurch, daß eine Befehlseinheit (112) mit Akkumulatoren (144,146,148) und einer logischen Recheneinheit (142) die durch den Rechencode und das Begleitadressenfeld vorgeschriebene Rechenoperation durchführt, daß die Befehlseinheit (112) nach Maßgabe des Rechen^ codes und des Begleitadressenfeldes logische Rechnungen durchführt und Daten zwischen den Speicherstellen in den Datenspeichern (102,104,106) und den Akkumulatoren (144,144,146, 148) hin und her überträgt, ferner dadurch, daß eine Hauptsteuerung (100) die Zweiwegsammelschxene (16) zur Steuerung der Datenübertragung zwischen bestimmten Speicherstellen im Speicher des numerischen Rechners (14) und bestimmten Speicherstellen in den Datenspeichern (102,104,106) in Abhängigkeit von bestimmten durch die numerischen Rechner (14) erzeugten Steuersignalen zusammenschließt sowie dadurch, daß die HauptSteuerung das Startsignal jedesmal erzeugt, wenn neue Daten vom numerischen Steuerungsrechner (14) an die Datenspeicher (102,104,106) übertragen werden.

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2. Kombination aus verbesserter programmierbarer Schnittstellensteuerung und einer numerischen Maschinensteuerung, dadurch gekennzeichnet, daß die Datenspeicher folgendes umfassen: Einen Eingabespeicher (102) mit einer Anzahl von einzelnen Speicherstellen zur zeitweiligen Speicherung der vom Speicher des numerischen Steuerungsrechners (14) an die programmierbare Schnittstellensteuerung (10) übertragenen Daten, daß ein Mehrbitadressenfeld einer jeden Speicherstelle Bits zur Kennzeichnung der Speicherstelle im Eingabespeicher (102) enthält, weiter dadurch, daß ein Ausgabespeicher (104) eine Anzahl von einzelnen Speicherstellen zur zeitweiligen Speicherung von Ausgabedaten besitzt, die an den Speicher des numerischen Steuerungsrechners (14) übertragen werden sollen, sodann dadurch, daß die Ausgabedaten das Ergebnis der durch die Befehlseinheit (112) ausgeführten Rechenoperationen anzeigen, und schließlich dadurch, daß das Mehrbitadressenfeld für jede Speicherstelle im Ausgabespeicher (104) Bits zur Kennzeichnung der Speicherstelle im Ausgabespeicher (104) enthält.
3. Kombination nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die durch den Befehlsgeber (100) erzeugten Befehlswörter einen Rechencode für eine Operation umfassen, welche verlangt, daß die resultierenden Daten der vorangehenden Rechenoperation zeitweilig zur Benützung in mindestens einer nachfolgenden Operation gespeichert werden müssen, ferner dadurch, daß die Datenspeicher (102,104,106) einen Zwischenspeicher (106) mit einer Anzahl von einzelnen Speicherstel-

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len zur zeitweiligen Speicherung des Ergebnisses der vorangehenden Operationen umfassen, und schließlich dadurch, daß das Mehrbitadressenfeld für jede Speicherstelle im Zwischenspeicher (106) Bits zur Kennzeichnung der Speicherstelle im Zwischenspeicher (106) enthält.
4. Kombination nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingabe- (102, Ausgabe- (104) und Zwischenspeicher (106) Speicher mit wahlfreiem Zugriff sind.
5. Kombination nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Befehlsgeber (100) folgende Bausteine umfaßt: Einen Programmspeicher (108) mit einer Anzahl von adressierbaren Mehrbitspeicherstellen zur Speicherung der Befehlswörter, wobei jede der Bitspeicherstelle dauernd ein Befehlswort speichert, sodann dadurch, daß der Programmspeicher (108) eine Anzahl von Eingangsklemmen besitzt, an welchen Eingabeadressensignale anliegen sowie eine Anzahl von Ausgangsklemmen, an welchen bestimmte Ausgabeadressensignale anliegen, daß bestimmte Datenbits der durch die Eingabesignale adressierten Speicherstelle gespeichert werden, weiter dadurch, daß die Ausgangsklemmen, an welchen der Teil des Befehlswortes für den Rechencode anliegt, an die Befehlseinheit (112) geführt sind und die Ausgangsklemmen, an welcher der Teil des Befehlswortes für das Begleitadressenfeld anliegt mit den Datenspeichern (102,104,106) verbunden sind | und schließlich dadurch, daß ein Programmabtaster (110) die Eingabeadressensignale in einer bestimmten Reihenfolge erzeugt.

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6. Kombination nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Befehlseinheit (112) folgende Bauteile umfaßt: Einen Programmspeicher (108) mit einer Anzahl von adressierbaren Mehrbitspeicherstellen zur Speicherung der Befehlswörter, wobei jede Mehrbitspeicherstelle dauernd ein Befehlswort speichert, ferner dadurch daß der Programmspeicher (108) eine Anzahl von Eingangsklemmen besitzt, an welcher Eingabeadressensignale anliegen sowie eine Anzahl von Ausgangsklemmen, an welcher bestimmte Datenbits anliegen, welche in der durch die Eingabesignale adressierte Speicherstelle gespeichert sind, daß die Ausgangsklemmen, an welche der Teil des Befehlswortes für den Rechencode anliegt, mit der Befehlseinheit (112) verbunden sind und die Ausgangsklemmen, an welcher der Teil des Befehlswortes für das Begleitadressenfeld anliegt, mit dem Eingabe- (102), Ausgabe- (104) und dem Zwischenspeicher (106) verbunden sind und schließlich dadurch, daß der Programmabtaster (110) die Eingabeadressensignale in einer bestimmten Reihenfolge erzeugt·
7. Die Kombination von Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jede Mehrbitspeicherstelle im Programmspeicher (108) mindestens vierzehn binäre Speicherstellen besitzt sowie dadurch, daß der Rechencode eines jeden Befehlswortes mindestens vier Bits und das Begleitadressenfeld mindestens zehn Bits umfaßt.
8. Kombination nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei'Bits der zehn letzten Binärstellen den

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Eingabe- (102), Ausgabe- (104) und Zwischenspeicher (106)

in
kennzeichnen,/welchem die Mehrbitspeicherstelle angeordnet

ist.
9. Kombination nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Programmspeicher (108) mindestens einen Festwertspeicher (130) umfaßt, welcher die Befehlswörter in seriellen Speicherstellen speichert sowie dadurch, daß der Programmabtaster (110) ein Binärzähler ist, welcher die Signale zur seriellen Adressierung der Speicherstellen erzeugt.
10. Kombination nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Festwertspeicher (130) eine Anzahl von seriell angeordneten Festwertspeichern umfaßt, daß jeder Festwertspeicher (130) eine Seite von Befehlswörtern umfaßt, sodann dadurch, daß der Programmabtaster (110) eine Seitendekodiereinrichtung (124) enthält, der auf die höchsten Stellenbits des Binärzählers (122) anspricht, um Signale zur seriellen Ansteuerung in einer bestimmten Reihenfolge der Anzahl der Festwertspeicher (130) zu erzeugen.
11. Kombination nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,daß die Befehlseinheit (112) folgende Bausteine umfaßt: Einen Befehlsdekodierer (140) mit einer Anzahl von Ausgangsklemmen zur Dekodierung des Rechencodes, um eine Anzahl von AusgangsklemmenSignalen für die durchzuführende Rechnung zu erzeugen, eine logische Recheneinheit (142) mit einer Anzahl von logischen Rechenkreisen zur Durchführung von lo-

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; j gischen Rechenoperationen in Abhängigkeit von durch den

Befehlsdekodierer (140) erzeugten Signalen sowie der durch
das Begleitadressenfeld angegebenen Speicherstelle, · Akkumulatoren (144,146,148) zur zeitweiligen Speicherung ; der Ergebnisse der Rechenoperationen, wenn diese zeit- \ weilige Speicherung der Ergebnisse befehlen und schließlich
TorSchaltungen (120) zur Erzeugung von Schreibsignalen für ^: die Ergebnisse einer vorangehenden Rechenoperation, welche ; in den Akkumulatoren (144,146,148) in der durchcfas Mehrbitadressenfeld vorgeschriebenen Speicherstelle in Abhängigkeit von einem Signal gespeichert sind, das durch den Dekodierer (140) für ein Befehlswort erzeugt wird, welches anweist, daß die Ergebnisse in den Datenspeichern (102,104,106) zu speichern sind.
12. Kombination nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß \ eine Reihe serieller Befehlswörter die zeitweilige Speiche- . rung von mehr als einem Ergebnis in den Akkumulatoren erfordern und daß die Akkumulatoren (144,146,148) die folgen- . den Einrichtungen umfassen: Akkumulator A (144) speichert ; zeitweilig das Ergebnis einer durch die logische Recheneinrichtung (142) durchgeführten Operation und Akkumulator
B (146) speichert zeitweilig das Ergebnis einer anderen
die logische Recheneinheit (142) durchgeführten Rechenoperation.

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13. Kombination nach Anspruch 12, bei welcher eine Reihe von seriellen Befehlswörtern das Ergebnis einer bestimmten vorangehenden Rechenoperation braucht und die Wörter vor den in den Akkumulatoren (A,B) gespeicherten Ergebnisse in den Datenspeicher einen bestimmten Schaltzustand besitzen, dadurch gekennzeichnet, daß die Akkumulatoren (144,146,148) folgende Baugruppen umfassen: Einen Akkumulator E (148) zur Speicherung des Schaltzustandes des Ergebnisses der vorangehenden Rechenoperation sowie ein Schalttor (150), welches in Abhängigkeit vom Schaltzustand des im Akkumulator E(148) gespeicherten Ergebnisses sowie eines "Speicherausgabesignals" vom Befehlsdekodierer (140) anspricht, wobei dieses "Speicherausgabesignal" einen Befehl zur Speicherung der in den Akkumulatoren A (144) und B(146) gespeicherten Ergebnisse in den Datenspeichern (102,104,106) zur Weiterschaltung des "Speicherausgabesignals" an die Datenspeicher (102,104,106) anzeigt, wenn das im Akkumulator E (148) gespeicherte Ergebnis einen vorgegebenen Schaltzustand besitzt.
14. Kombination nach Anspruch 13, bei welcher die in der durch das Begleitadressenfeld für das Befehlswort vorgeschriebenen Speicherzelle gespeicherten Daten die Daten D sind und der Befehlsdekodierer eine Anzahl von Ausgangsklemmen mit der Bezeichnung ADA,ADCA,ODA,ODCA,LAD,LADC, CA,LBD,LBA,PED und PEA, dadurch gekennzeichnet, daß die logische Rechenschaltung (142) folgende Baugruppen umfaßt:

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eine Inversionsschaltung (200), an welcher die Daten D zur Erzeugung eines Signals für das Komplement der Daten D anliegen, eine Schaltung (22 0,222,2 08) zur Erzeugung eines Signals für das logische UND der Daten D und zur Speicherung des Ergebnisses im Akkumulator A (202) in Abhängigkeit von einem an der Ausgangsklemme ADA des Befehlsdekodierers (140) anliegenden Signal, dadurch gekennzeichnet, daß das Ergebnissignal im Akkumulator A (202) gespeichert wird, weiter eine Schaltung (224,222, 208,226) zur Erzeugung eines Ergebnissignals für das logische UND des Komplements der Daten D sowie zur Speicherung des Ergebnisses im Akkumulator A (202) in Abhängigkeit von einem an der Ausgangsklemme ADCA des Befehlsdekodierers (140) anliegendem Signal, dadurch gekennzeichnet, daß das Ergebnissignal im Akkumulator A (202) gespeichert wird, weiter eine Schaltung (228,226,222,2 08) zur Erzeugung eines Ergebnissignals für das logische ODER der Daten D und zur Speicherung des Ergebnisses im Akkumulator A (202) in Abhängigkeit von einem an der Ausgangsklemme ODA des Befehlsdekodierers (140) anliegendem Signal, dadurch gekennzeichnet, daß das Ergebnissignal im Akkumulator A (202) gespeichert wird, ferner eine Schaltung (230,232) zur Erzeugung eines Ergebnissignals für das logische ODER des Komplements der Daten D und die Speicherung des Ergebnisses im Akkumulator A (202) in Abhängigkeit von einem an der Ausgangsklemme ODCA des Befehlsdekodierers (140) anliegenden Signal, dadurch

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gekennzeichnet, daß das Ergebnissignal im Akkumulator A (202) gespeichert wird, sodann durch eine Schaltung (204) zum Laden der Daten D im Akkumulator A (202) in Abhängigkeit von einem an der Ausgangsklemme LAD des Befehlsdekodierers (140) anliegendem Signal, weiter eine Schaltung (210,212) zum Laden des Komplements der Daten D in den Akkumulator A (202) in Abhängigkeit von einem an der Ausgangsklemme LADC des Befehlsdekodierers (140) anliegendem Signal, sodann eine Schaltung (212,206,2 08) zum Rückladen der im Akkumulator A (202) gespeicherten Ergebnisse in den Akkumulator A (202) in Abhängigkeit von einem an der Ausgangsklemme CA anliegenden Signal des Befehlsdekodierers (140), eine Schaltung (214,216,218,206,208) zum Vergleich der Daten D in Abhängigkeit von einem an der Ausgangsklemme CNDA des Befehlsdekodierers (140) anliegenden Signal mit den im Akkumulator A (202) gespeicherten Ergebnissen zur Erzeugung eines Ergebnissignals, dessen erster Schaltzustand auftritt, wenn der Schaltzustand der Daten D und der im Akkumulator A (202) gespeicherten Ergebnisse gleich ist sowie eines Ergebnissignals, das einen zweiten Schaltzustand besitzt, wenn der Schaltzustand der Daten D und der im Akkumulator A (202) gespeicherten Ergebnisse verschieden ist, dadurch gekennzeichnet, daß das erzeugte Ergebnissignal im Akkumulator A (202) gespeichert wird, eine Schaltung (236,238) zum Laden der Daten D in den Akkumulator E (250) in Abhängigkeit von einem an der Ausgangsklemme LBD des Befehlsdekodierers (140) anliegenden Signal, eine Schaltung (240,238) zum Laden der im

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Akkumulator A (202) gespeicherten Ergebnisse in den
Akkumulator B (234) in Abhängigkeit von einem an der
Ausgangsklemme LBA anliegenden Signal des Befehlsdekodierers (140), ferner eine Schaltung (246,248) zum i Laden der Daten D in den Akkumulator E (250) in Abhängig- ^: keit von einem an der Ausgangsklemme PED des Befehlsdekodierers (140) anliegenden Signal und schließlich ; eine Schaltung (244,248) zum Laden der im Akkumulator
A (202) gespeicherten Ergebnisse in den Akkumulator

G (250) in Abhängigkeit von einem an der Ausgangsklemme j

PEA anliegenden Signal des Befehlsdekodierers (140). J
15. Kombination nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß

die Befehlοeinheit (112) aus folgenden Baugruppen besteht: . Einem Befehlsdekodxerer (140) zur Dekodierung des Rechencodes für die Erzeugung von Signalen der durchzuführenden j Operation, eine logische Rechenschaltung (142) mit einer , Anzahl von logischen Rechenkreisen zur Durchführung der · erforderlichen logischen Rechnung in Abhängigkeit von
Signalen, welche durch den Befehlsdekodierer (140) erzeugt werden sowie von der durch das Begleitadressenfeld angegebenen Speicherstelle, Akkumulatoren (202,234,250) zur
zeitweiligen Speicherung der Ergebnisse der Rechenoperationen, wenn diese die zeitweilige Speicherung der Ergebnisse befehlen und schließlich Torsehaltungen (204,206,208,
210,212,216,218,220,222,224,22 6,228,230,232,23 6,238,240,
242,244,246,248,252) zur Erzeugung von Signalen für die
Niederschrift der Ergebnisse einer früheren in den Akkumu-

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latoren (202,234,250) gespeicherten Rechenoperation in einer durch das Begleitadressenfeld in Abhängigkeit von einem durch den Dekodierer (140) erzeugten Signal angegebenen Speicherstelle, wobei dieses Signal ein Befehlswort darstellt, welches befiehlt, daß diese Ergebnisse im Zwischenspeicher (106) oder Ausgabespeicher (104) gespeichert werden sollen.
16. Kombination nach Anspruch 6, in welcher die Daten, die in der durch das Begleitadressenfeld des Befehlswortes angegebenen Speicherstelle gespeichert sind, Daten D sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Befehlseinheit (112) folgende Baugruppen umfaßt: Einen Akkumulator A (144) zur Speicherung der Ergebnisse von mindestens einer vorhergehenden Rechenoperation, einen Akkumulator B (146) zur Speicherung der Ergebnisse von mindestens einer anderen vorhergehenden Rechenoperation, welche sich von der Rechenoperation unterscheidet, durch welche die Ergebnisse in den Akkumulator A (144) eingespeichert werden, einen Akkumulator E (148) zur Speicherung der Ergebnisse von mindestens einer weiteren Rechenoperation, welche sich von der Rechenoperation unterscheidet, welcher die Ergebnisse im Akkumulator A (144) und Akkumulator B (146) eingespeichert werden, wobei der Schaltzustand der im Akkumulator E (148) gespeicherten Ergebnisse die Datenübertragung von den Akkumulatoren A (144) und B (146) an den Zwischenspeicher (106) und den Ausgabespeicher (104) nach Maßgabe des Begleitadressenfeldes ansteuert oder sperrt ferner einen mit den Akkumula-

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toren A,B und E (144,146,148) in Rückführung geschalteten Befehlsspeicher (300) zur Durchführung der durch den Rechencode und das Begleitadressenfeld angegebenen Rechenoperationen, dadurch gekennzeichnet, daß der Befehlsspeicher (3 00) eine Anzahl von adressierbaren Mehrbitspeicherstellen besitzt, die jeweils Datenbits für das Ergebnis einer vorgegebenen befohlenen Rechenoperation speichern, sodann dadurch, daß am Befehlsspeicher (300) ein Eingangssignal mit dem Befehlscode anliegt, daß die Daten D und die Ergebnisse in den Akkumulatoren A,B und E (144,146,148) gespeichert sind und Ausgangssignale zur Speicherung der Ergebnisse der Rechenoperation in den Akkumulatoren A,B und E (144,146,148) nach Maßgabe des Rechencodes erzeugen und die Ergebnisse nach Maßgabe des

im Rechencodes und des Begleitadressenfeldes/Zwischenspeicher

(106) und Ausgabespeicher (104) speichern.
17. Kombination nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Befehlsspeicher (300) ein Festwertspeicher mit einer Anzahl von adressierbaren Mehrbitspeicherstellen ist, in welcher Daten für die Ergebnisse der durch das anliegende Eingangsadressensignal bestimmten Rechenoperation gespeichert werden, daß der Festwertspeicher (300) eine Anzahl von Eingangsklemmen (E1,2,3,4, DI), an denen einzeln der Rechencode, Daten "D" und die Ergebnisse in den Akkumulatoren A,B und E (144,146,148) anliegen sowie eine Anzahl von Ausgangsklemmen (FFDfACEjBCE₇ECE) besitzt,

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an denen einzeln bestimmte Datenbits anliegen, welche in der durch das Eingangsadressensignal angegebenen Mehrbitspeicherstelle gespeichert sind, ferner dadurch, daß die Ausgangskleirane (FFD),an welcher das Datenbit für das Programmende anliegt, mit der Hauptsteuerung und dem Befehlsgeber (100) verbunden ist, daß die Ausgangsklemmen (ACE, BCE), an welcher die Datenbits für das Endergebnis einer befohlenen Rechenoperation sowie für den Befehl, das Endergebnis in den Zwischenspeicher (106) oder den Ausgabespeicher (104) einzuschreiben, sowohl mit dem Zwischenspeicher (106) als auch mit dem Ausgabespeicher (104) verbunden sind, weiter dadurch, daß die Ausgangsklemme (ECE), an welcher das Datenbit für das Ergebnis anliegt, das in einem der Akkumulatoren (144,146,148) gespeichert werden soll, an die Eingänge der Akkumulatoren A,B und E (144,146,148) geführt ist und schließlich dadurch, daß die übrigen Ausgangsklemmen, an welcher Datenbits für den Akkumulator (144,146,148) anliegen, in welchem das Ergebnis gespeichert werden soll, an die entsprechenden Akkumulatoren (144,146,148) geführt sind.
18. Kombination nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der numerische Steuerungsrechner (14) Einrichtungen zur Prüfung des Eingabe- (102), Ausgabe- (104) und Zwischenspeichers (106) sowie der Befehlseinheit (112), des Programmabtasters (110) und des Programmspeichers (108) besitzt, ferner dadurch, daß die vom numerischen Steue-

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rungsrechner (14) erzeugten Steuersignale Prüfsignale für die Komplemente der zu prüfenden programmierbaren Schnittstelle umfassen, daß die Hauptsteuerung (100) Schalteinrichtungen umfaßt, welche in Abhängigkeit von den Prüfsignalen dem numerischen Steuerungsrechner

(14) zur Durchführung dieser Prüfungen direkten Zugriff zum Eingabe- (102), Ausgabe- (104) und Zwischenspeicher

(106) sowie zur Befehlseinheit (112) dem Programmabtaster (110) und dem Programmspeicher (108) gibt.

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