DE2652706B2

DE2652706B2 - Schaltungsanordnung zur Datenübertragung zwischen der Recheneinheit einer numerischen Steuerung und der zugehörigen Werkzeugmaschine

Info

Publication number: DE2652706B2
Application number: DE2652706A
Authority: DE
Inventors: Richard W. Ann Arbor Mich. Simmons (V.St.A.)
Original assignee: Bendix Corp
Current assignee: Bendix Corp
Priority date: 1975-11-21
Filing date: 1976-11-19
Publication date: 1979-11-08
Also published as: GB1547640A; DE2652706A1; FR2332564B1; FR2332564A1; US4034354A; JPS5264849A

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung nach dem Oberbegriff des Palentanspruchs I.

Dabei geht die Erfindung von einer bekannten Schaltungsanordnung aus (US-PS 38 10 104). bei der der Hilfsrechner als Schnittstelle /wischen dem numerischen Hauptrechner und der Werkzeugmaschine in Reihe geschaltet ist. Der Hilfsrechner ist programmierbar. Die vom Hauptredner zur Werkzeugmaschine und ihre Hilfseinrichtung gegebenen Steuersignale sowie die von der Werkzeugmaschine abgetasteten Isiwertsignaie werden über die Schnittstelle geführt. Der Hilfsrechner führt bestimmte Operationen durch und entlastet somit den Hauptrechner. Bei der bekannten Schaltungsanordnung ist jedoch der Hilfsrechner in seiner Arbeitsweise sowie hinsichtlich des Datenfluises gewissen Beschränkungen unterworfen, da beispielsweise to durch die Wahl der Speicher für den Hilfsrechner die Anzahl der durchzuführenden Rechenoperationen begrenzt ist.

Hilfsrechner unter Verwendung von Speichern mit direktem Zugriff, die eine erhebliche Erweiterung der ti Rechenoperationen bieten, sind ebenfalls bekanni (US-PS 38 27 030).

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe ist somit darin zu sehen, die Schaltungsanordnung der in Rede stehenden Art so auszubilden, daß der Hilfsrechner eine möglichst große Anzahl von Rechenoperationen ausfuhren kann und damit der Hauptrechner von Aufgaben entlastet wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs angcgebenen Merkmale gelöst.

Damit ergibt sich der Vorteil, daß die Informationen, die vom Hauptrechner über die Datensammelschiene an den Hilfsrechner gegeben werden, im Hilfsrechner verarbeitet werden und dann wieder über die Datensammelschiene j;i den Hauptrechner zurückgegeben werden. Dies ist eine Art Dialogverkehr zwischen beiden Rechnern. Der Hilfsrechner überträgt unmittelbar keine Daten an die Werkzeugmaschine.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstejj hend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. I ein Blockschaltbild einer numerisch gesteuerten Werkzeugmaschine mit Datensammelschiene und programmierbarem Hilfsrechner.

F i g. 2 ein Blockschaltbild des 1 liikrechners.
F i g. 3 ein Schaltbild des Leitwerks des HMfsrcchncrs.

F i g. 4 ein Schaltbild des Arbeitsspeichers des Hilfsrechners.

F i g. 5 eine Darstellung eines Befehlswortes.

Fi g. b ein Schaltbild des Rechenwerks des llilfsrech-4) ners.

F i g. 7 eine Tabelle für die Zuordnung von Befehlskode und Operationen.

Fig. 8 ein Schaltbild eines l'estverdrahteicn Ausführungsbcispiels der logischen Reihenschaltung.
V) Fig. 9 ein Schaltbild eines weilerjii Ausführungsbeispiels der logischen Reihenschaltung mit einem Testwertspeicher.

(■"ig. 10 ein Schaltbild des bevorzugten Ausfiihrurigsbcispiels der logischen Reihenschaltung unter Verwenv > dung zweier Festwertspeicher.

Das Blockschaltbild der Fig. I zeigt die Ik/ichung eines frei programmierbaren Hilfsrechners 10 zu einer numerischen Steuerung. Diese umfaßt eine elektrisch betätigte Werkzeugmaschine 12, welche in Abhiingig- M) keil von durch einen (liiupireehner 14 erzeugten Steuersignalen gesteuert wird. Der I l.iuptrechncr gibt kodierlc Steuersignale ab. die über eine Datensammelschiene 16, eine Schnittstelle 18 für die Sainmclschienen ein- und -ausgabe sowie Ausgabeumsct/er 20 an die Werkzeugmaschine 12 übertragen werden. Die Schnitt stelle 18 dekodiert die Steuersignale auf der Datensammelschiene 16 und leitet sie an den entsprechenden Ausgabeumsetzer weiter, wo sie in für die Werkzeug-

maschine verarbeitbare elektrische Signale umgesetzi werden. Die umgesetzten Signale können je nach Befehl Magnetspulen, Relais, Lampen, Motorsehützen usw. betätigen. Ferner umfaßt die Werkzeugmaschine 12 Meßtaster zur Erzeugung von Istwertsignalen. Diese Meßtaster können Signale für die Stellung des zu bearbeitenden Teiles, des Werkzeuges, der Bewegungsrichtung des Teils bzw. des Werkzeuges erzeugen, ferner Schaainformationen zur Anzeige des verwendeten Werkzeuges, der Spindeldrehrichtung, ob Schneidmittel zugeführt wird usw. Die Signale der Meßtaster werden in Digitalform durch die Eingabeumsetzer 22 umgewandelt und an den Hauptrechner über die Schnittstelle 18 und die Datensammelschiene 16 zurück übertragen. Ein Taktgeber 24 steuert den Datenfluß zwischen den Bauteilen der Anlage und liefert Taklsignale zur Regelung der Datenflußfrequenz.

Hauptrechner 14 erzeugt Steuersignale in Abhängigkeit von den Istwertsignalen, welche durch die der Maschine zugeordneten Meßtaste- erzeugt werden und direkt durch die Bedienung eingegeben werden, sowie von den Sollwertsignalen eines Programmlesers 26, welcher seriell die blockweise auf einem Datenträger 28 aufgezeichneten Befehle in elektrische Signale umsetzt.

Der programmierbare Hilfsrechner 10 zur Steuerung der Schnittstelle 18 übernimmt die Aufgaben aller oder eines speziellen Teils der seriellen Steuerfunktionen, welche normalerweise durch die Hilfsrechner nach dem Stand der Technik oder durch den Hauptrechner durchgeführt worden wären oder die auf dem Datenträger enthalten wären. Hier dagegen sammelt der Hauptrechner 14 Eingabedaten vom Lochstreifen, Schaltinformationen von einem Steuerpult und die Daten der Meßtaster und speichert diese Daten in seinem Kernspeicher. Der Hilfsrechner 10 erhält die Daten vom Hauptrechner 14 über die Datensammelschiene 16, analysiert diese Daten, indem er alle erforderlichen Operationen ausführt und speichert die Ergebnisse. Auf einen nachfolgenden Befehl vom Hauptredner werde.1 die Ergebnisse an den Hauptrechner 14 zurückübertragen, wo sie gespeichert werden. Der Hauptrechner kann dann entweder diese Ergebnisse an die Werkzeugmaschine 12 weitergeben. um die transistorisierten Schalter ein- oder auszuschalten, welche wiederum die herkömmlichen Magrietspulen, Relais, l.ämpchen, Motorschül/en usw. betätigen. oder kann sie aber auch intern für die Berechnung von Steuersignalen oder /11 Anschaltung von l.ämpchen auf dem Steuerpult verwenden.

Das Blockschaltbild der F i g. 2 zeigt Einzelheiten des Hilfsrechncrs 10. Kr umfaßt eine mit der Datensammelschiene 16 zusammengeschaltete Haupisteucrcinheil 100, einen Eingabespeicher 102. welcher die Eingabedaten vom llaup'reehner speichert, einen Ausgabespeicher 104. welcher die Ergebnisse der Operationen speichert, einen Zwischenspeicher 106. welcher zeitweilig die Zwischenergebnisse während der Datenverarbeitung speichert, einen Arbeitsspeicher 108 zur seriellen Speicherung der Befehle, welche die durchzuführende Operation sowie die ,Speicheradresse der /u vcrwcnelenden Daten enthalten, ein Leitwerk 110 zur seriellen Adressierung der Spcichcrstcllen des Arbeitsspeichers und schließlich ein Rechenwerk 112. dem die adressierten Befehle des Arbeitsspeichers zugeführt werden und welcher mit den angeforderten Daten die befohlene Operation durchfuhr!.

Der Hilfsrechner IO arbeitet wie folgt: Der numerische Stcuerrcchner 14 trägt zuerst die Daten von verschiedenen Eingabequellen wie des Programmlesers 26, der Meßtaster und des Steuerpultes ab und speichert sie in Tabellenform. Sie stellen daher zu jeder Zeit einen »Schnappschuß« des gegenwärtigen Zustandes aller Eingabedaten der Steuerung dar. Der Hauptrechner 14 überträgt dann diese Daten an den Hilfsrechner IO über die Datensammelschiene 16. Die Hauptsteuereinheit 100 schaltet die Daten direkt zum Eingabespeicher 102 weiter, wo sie gespeichert werden. Der Eingabespeicher

ίο 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 Steuerdaten reserviert, während die zweiten 128 Speicherstellen Eingabedaten der der Maschine zugeordneten Meßtaster sind.

Am Ende der Eingabedatenübertragung gibt der Hauptrechner ein Startsignal an den Hilfsrechner. Die Haupts.euereinheit 100 setzt ein Belegtzeichen und

jo aktiviert das Leitwerk 110. Diese, adressiert seriell jede Speicherstelle im Arbeitsspeicher 1C8. Der Inhalt der adressierten Speicherstelle ist ein 16-Bit-Befehlswort. bestehend aus einem 4-Bit-Rechenkode urd einem 12-Bit-Adressenfeld. Der 4-Bit-Rechenkode wird durch das Rechenwerk 112 ausgeführt. Die von dem Rechenwerk 112 während der Durchführung einer Operation benützten Daten kennen im Eingabespeicher 102. im Zwischenspeicher 106 oder im Ausgabespeicher 104 enthalten sein, wobei die genaue Speicherstelle durch das 12-Bit-Adressenfeld des Befehlswortes bestimmt ist. Am Ende einer jeden Operation adressiert das Leitwerk HO die nächstfolgende Speicherstelle im Arbeitsspeicher, und das Rechenwerk führt wieder die gespeicherte Arbeitsanweisung durch. Dieser Vorgang

j-, setzt sich so lange fort, bis die gesamten gespeicherten Befehle durchgeführt worden sind. Der letzte Befehl des Arbeitsspeichers ist ein Befehl für Programmende. Dieser Befehl beendet das fortlaufende Abiasten des Arbeitsspeichers, stellt diesen auf Null zurück und

4Ii meldet der Hauptsteuereinheit, daß alle Operationen ueendet sind und die Ergebnisse an ihrer entsprechenden .Speicherstelle im Ausgabespeicher 104 eingegeben sind. In Abhängigkeit vom Programmendcsignal löscht die Hauptsteuereinheit das Belegt/.eirhen und setzt das Zeichen für »erledigt«. Dann kann der Hauptrechner 14 den Inhalt des Ausgabespeichers 104 in eine Speichersteile seines Kernspeichers während der nächstfolgenden Programmunterbrechung einlesen. Von dieser Speicherstellc aus werden die Daten über die Dalen-

vi sammelschiene 16 an die Schnittstelle 18 und an Hilfseinrichtungen der numerischen Steuerung gegeben. Nachdem der Haup'./echncr den Inhalt des AusgabespJchcrs 104 ausgelesen hat. ist der Hilfsrechner bereit, neue Daten aufzunehmen und das Programm zu

>-) wiederholen.

Der programmierbare Hilfsrechner ist ein Toehiergerät. welches keine direkten Steucrungsfunktionen für die numerisch gesteuerte Werkzeugmaschine ausführt, das vielmehr direkt vom Hauptrechner gesteuert wird,

M) so diiU seine Arbeitsweise wirksam dem Betrieb der numerischen Steuerung angepaßt ist.

F i g. 3 zeigt ein Schaltbild des Leitwerks 110. Er umfaßt ein UND-Eingangstor 120. an dessen einen Eingang Taktsignale anliegen und das von einem

i> Startsignal der Flauplsieuercinheit 100 angeschaltet wird, worauf die Taktsignale durch einen I2siufigcn Binärzählci 122 gezählt werden, um fonlaufendc Arbeitsspeicherwortadressen zu erzeugen. Die ersten

licht Diiienbits (Hits 0 — 7) des 12-Bit-Ausganges des Binärzählers 122 sind serielle Adressen auf jeder Seile im Arbeitsspeicher, während die letzten vier Bits durch einen 'hu Dekodicrcr 124 dekodiert werden, um Signale /u erzeugen, welche der Reihenfolge nach jede Seile im Arbeitsspeicher ansteuern. Der Binür/iihler 122 und über das ODER-Tor 126 in Abhängigkeil von einem Lösch- oder Programmendesignal auf Null zurückgestellt.

Der Arbeitsspeicher 108 nach E i g. 4 umfaßt eine erweiterungsfähige Anordnung programmierbarer fesler Speicher I 30 oder löschbar programmierbarer lester Speicher. Die löschbar programmierbaren I esi wertspeicher werden vorgezogen, da sie alle Vorteile der programmierbaren Festwertspeicher bieten und zusätzlich noch gelöscht werden können, wodurch sich eine wirtschaftlichere Korrektur von l'rogritmnifehlern erreichen läßt. Der Grundspeicher umfaßt mindestens zwei Speicherplätichen. \on denen jedes als eine Anordnung \on 23h χ 8 Bit aufgebaut ist. Die beulen Plättchen sind in Kaskadenschaltung angeordnet um eine Seile mit 23h th-Bii-Bel'ehlwörtern /u bilden. \)cr Arbeitsspeicher 108 lsi von minimal einer Seite mit 23h Befehlswörtern bis auf lh Seilen mit 4(Nh Befehlswörtern erweiterungsfähig.

I ι g. 3 zeigt den I Ibertragiingsweg eines lielehlswor- !es. ledes im Arbeitsspeicher gespeicherte Befehlswort ent hall zwei auf die Funktion des I iillsrechners fur seine Operation bezogene Informaiionsgruppen. Die erste Itiformationsgrupp·.· isl eine 12-Bit-Billard a rs I el Iu ng des Speicherplatzes (Adressenieki) der gespeicherten Zu Standsdaten im Eingabespcicher !(^.Zwischenspeicher 106 und Ausgahespeicher 104. Die restlichen vier Bits sind eine Binardarsiclliins.¹ eines Belehls. der im einzelnen ausführt, w eiche Rechenoperation an den Bus der durch den Adressemeil des Wortes gegebenen Daten durchzuführen ist. Aus (ig. 3 läßt sich ersehen, .!al! die ersten vier Bits der höheren Stellenzahle:· die iiiiri.li das Rechenwerk I 12 durc¹' -ulührende Rechenoperalii"i darstellt, während die 12 Bit¹· der linieren Melleriz.ihlen das AJressenfeld bedeuten, in welchem die zu \ erarbeitenden Daten angeordnet oder die Ergebnisse der Rechnung gespeichert werden sollen. I).is zweite und dritte Bit im 12-Bit- Adressenleid kennzeichnet den Speicher: Eingabe-, /wischen- oder Ausg.ihespeicher. in welchem die gewünschten Daten zu finden sind oder gespeichert werden sollen, und die kiztcr, V Bits bestimmen die genaue Stelle im iingei-'ebenen Speicher. Das erste und \ierte Bit werden πι-, hi ν erw endet.

Die 'Libelle (kr E ι g. 7 zeigt eine normale Code-Anordnung, die zugeordnete Rechenoperation oder den Befehl sowie seinen symbolischen Operationsschlüssel. Zur Beschreibung eines jeden Rechenvorgangs für die Befehlswörter im Arbeitsspeicher kann ein sechsstelliger Octalcode verwendet werden. Das Octal-Ziffernsystem ist zweckmäßig für die Zuordnung der reellen Eingangs- und Ausgangssignale zu ihren entsprechenden Speicherplätzen des Eingabe-. Zwischen- und Ausgabespeichers.

Das Rechenwerk 112 ist in F i g. 6 gezeigt. Es umfaßt einen BefehLsdekodierer 140. an w elchem der 4-Bit-Rechenkode des Arbeitsspeichers anliegt. Der Befehlskodierer 140 ist handelsüblich, wie ein Festwertspeicher, weicher den Rcchcncüdc dcCödicri ümu ein Signa! fur eine von 16 möglichen Operationen an die logische Rechenschaltung 142 abgibt. Die logische Rechenschaltung 142 arbeitet in Verbindung mit einem ersten mit

»Λ« bezeichneten Akkumulator 144. einem zweiten mil »Β« bezeichneten Akkumulator 146 sowie einem drillen mil »Ε« bezeichneten Akkumulator 148 zur Durchführung der erforderlichen Rechenoperationen mit den durch das Adiesseiifeld des Befehlswortes bestimmten Daten. Die von der logischen Reehensehaltung 142 durchzuführenden Operationen sind in E i g. 7 aufgeführt. Diese lh Operationen können in drei Grundarlen eingeteilt werden: I) Dateneingabe in einen bestimmten Akkumulator vom Einirabespeicher 102. Zwischenspeicher 106. Ausgabespeicher 104 oder von einem Akkumulator zum anderen: 2) Durchführung der helohlenen logischen Rechnung nut den vorgegebenen Daten, i) Speicherung der Resultate der bestimmten Operation in dein durch das Adressenfeld lies Befehlswortes angegebenen Speicherplätzen des Zwischenspeichers 106 oder Alisgabespeichers 104.

Die Arbeitsweise des Ki'i'hr!r.vriks II? i<*i wir folvM-IKt 4-Bn Rechencode des Arhcnsspeiehcrs wird durch den Belehlsdekodicrer 140 dekodiert, der ein Ansleiicningssignal an den einsprechenden Eingang der logischen Reehensehaltung 142 abgibt. Dieses Austeile rungssignal betätigt die entsprechenden logischen Bauelemente m tier logischen Reihenschaltung 142 zur Dm chh'ilirung der belohlenen Rechnung. Die Ergebnis se der Eingabe und der logischen Rechenfunktionen können im Akkumulator »A« 144. Akkumulator »B« 14h oder Akkumulator »E« 148 gespeichert werden. Das Signal SO. nämlich das Setzausgangssignal sowie der Inhalt des Akkumulators ->l '·■ 148 gelangen an unabhängige Eingänge eine I 'Nl) lors 150. welches ein Schi eibausgiingssign.il HO erzeugt, wenn der Schaltzustand des Akkumulators »E« eine logische Eins ist und die logische Reehensehaltung ein Selzausgangs sigiuil SO erzeugt. I).is Schi eibaiisgangssignal \\'() steueii sowohl den Zwischenspeicher I Of:- als auch den Ausgabespeieher 104 an. um den Inhalt UND des Akkumulators .· \« 144 sowie des Akkumulators »15« 14h in der durch das Befehlswort angegebenen Speicherstelle zu speichern. Wenn der Schaltzustand des Akkumulators >.|> 148 keine logische Eins ist. wird kein SiJireibausgangssignal 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 den I lillsrechner einprogrammiert werden kann.

I■'i g. 8 zeigt die Grundauslührung des Slromlaufplanes der logischen Reehensehaltung 142. Alle vom Befehlsdekodierer 140 herkommenden Eingangsleilungen sind mit einer entsprechenden logischen y haltung verbunden. Die Eingabedaten (DIj von der der durch das Adressenfeld des Befehlswortes bestimmten Speicherstelle liegen an einem Inversionsverstärker (200) an. welcher das Komplement der Eingabedaten (Dl)erzeug!. Wie bereits erwähnt, wird das Rechnungsergebnis der logischen Reehensehaltung 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 (Dl) oder ihrem Komplement (Dl) durch ein Signal geladen, das an den Eingangsleitungen LAD und LADC des Befehlsdekodicrers 140 anliegt. Die mnemotechnische Operationsverschlüsselung isl in dieser Beschreibung die gleiche wie in Fig. 7. Die Eingabedaten Dl liegen an einem UND-Tor 204 an. welches auf ein Signal auf der Leitung LAD anspricht und den Schaltzustand des Flip-Flops 202 auf den logischen Zustand der Eingabedaten über die ODER-

lore 20b und 208 cmsielll. Am UNJ) lor 210 lie-μι das Komplement der Eingabedaten (Dl) an. und dieses Γοι spricht aiii ein Signal auf de-r Leitung I.AIX an und slelll den Schaltzustand des Clip-Hops 202 auf den logischen Zustand des Komplements der Cingabedalen (Dl) ein. Am UND-lor 212 liegt ein Signal für das Komplement des logischen Schaltzuslandes des Clipl'.-.ps 202 an. und das Tor spricht auf ein Signal auf der leitung CA an. um den logischen Schaltzustand lies Hip-Hops 202 auf das Komplement eines früheren /usiandes uber die ODI .K- I ore 20b π im 208 umzuschalten. Am UND-lor 214 liegt das Komplement dei Cingabedalen (Dl) sowie das Komplement des logischen Schallzust;indes des Hip-Hops 202 (A) sow ie d.is Signal auf der Leitung ( MDA an. wobei es ein Signal lui das logische UND von Di und Λ erzeugI. Am I INI) lor 21b liegen .lic Cingabedalen (Dl). ein Signal fur den logischen Schaltzustand (A) des Hip-Hops 202 sow ie em Signa! .mi dei i.eming ί Mi) \ an. wobei es ein Signal fur d.is logische UND von /)/ und A erzeugt. Die Aiisgaiigssignale der I INI)- lore 214 und 21b weiden im ODCK- lor 218 disjiinctiv verknüpft, wobei sie den Schaltzustand des Clip-Hops 202 über die ODI.K lore 20b und 208 einstellen. Wenn der Schaltzusland der Cingabedalen (Dl) und des Clip-Hops 202 gleich sind, erze-ugt entweder das UND for 214 oder 21b eine logische C.ins und setzt den Schaltzustand des Hip-Hops 202 ebenfalls auf eine logische Hins. Wenn jedoch der Schaltzustand der Eingabedaten (Dl) und der Schaltzustand des Clip-Hops 202 verschieden sind, erzeugt si .lohl das 1!NDIOr 214 als auch 21b ein Ausgangssignal mit dem logischen Pegel Null und der Schaltzustand des Hip-Hops 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 (Dl) und den gegenwärtigen Schaltzustand der im Clip-Flop 202 gespeicherten Daten (A). Das Ausgangssignal des UND-Tors 220 stellt den logischen Schaltzustand des Clip-Hops 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 (Dl) und des Schaltzustandes der im Hip-Hop 202 gespeicherten Daten (A) darstellt. Das Ausgangssignal des UND-Tors 224 wird über die ODER-Tore 222 und 208 im Hip-Hop 202 gespeichert. Ein ODER-Tor 22b verknüpft disjunktiv die Eingabedaten Dl und den gegenwärtigen Schaltzustand der im Hip-Hop 202 gespeicherten Daten und erzeugt ein resultierendes S'gnal am Eingang eines UND-Tores 228. Das UND-Tor 228 spricht auf ein Signal auf der Leitung ODA an und stellt den Schallzustand des Flip-Hops 202 auf den logischen Schaltzustand des sich ergebenden Signals 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 (Dl) 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 mil den Eingabedaten (D//über ein UND-Tor 236 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 um einem Signal auf der Leitung I.IlA eingestellt.

Die Alisgabedaten (DO) werden an der Ausgangs klemme eines UND lores 272 erzeugt, an welchem Signale der Akkumulatoren »Λ« und »li» anliegen. Die Ausgabedalcn (DO) sind das logische UND des Schaltzuslandes der beiden Akkumulatoren »A« und »U«.cl. h. der Clip-Hops 202 und 234.

Der als Akkumulator »E« dargestellte I lip-llop 250 wird mit den Eingabedaten (Dl)über ein UND lor 24b und ein ODER-Tor 248 m Abhängigkeit um einem Signal an der Leitung I'I'D geladen. Ebenso und der Schall zustand lies Clip-Hops 250 auf ilen Scha Ii/list.mil des Akkumulators A und des Hip-Hops 202 über ein UND Tor 244 und ein ODER- lor 248 in Abhängigkeit um einem Signal auf der I.eiIung I'I'A eiligesIeilt.

An einem IIND [or 252 hegt ein Signal vom Ausgang des Akkumulators E, vom Chp-Clop 250 sou ie um da Leitung M-¹ an. weiche ein Signal Im einen Schieiblv fehl der Ausgabedaten IX) im /wischen- oder Ausgabe-Speicher führt. Das UND-Tor 252 erzeugt das Schreibausgangssignal WO. wenn der Schaltzustand des Akkumulators E gleich dem Ansteuerungssignal fur das UND-Tor 252 ist.

An den Hip-Hops 202, 234 und 250 liegen entsprechende l.öschsignale CAI. und Takisignale Cl.K an.

Da die .Schaltungslogik eine begrenzte Anzahl von Dateneingaben besitzt und nur eine begrenzte Anzahl von logischen Rechenoperationen durchführen muß. können die Aufgaben des liefehlsdekodieiers und der logischen Reihenschaltung abwechselnd durch einen einzigen Festwertspeicher ausgeführt werden, wie in C i g. 9 gezeigt, oder durch zwei kleinere Cesiwenspeieher, wie sie in Cig. 10 dargestellt sind.

Die Schaltung der C i g. 9 umfaßt einen Befchlsspeichcr 300. sowie die Akkumulatoren »A« 144. »B« 14b und »E« 148. Die Ansteuerung der drei Akkumulatoren erfolgt durch drei zugeordnete NOR-Tore 302, 304 und 30b. Der Befehlsspeich.cr 300. der ein Ccstwerlspeichr·" mit ähnlichem Aufbau wie der vorstehend beschriebene Arbeitsspeicher sein kann, erhält einen 4-Bit-Rechencode vom Arbeitsspeicher 112. die Eingabedaten I)I vom Eingabespeicher 102. dem Zwischenspeicher lOb oder dem Ausgabespeicher 104 nach Maßgabe des Adresscnfcldcs des Befehlswortes und der Signale für den Schaltzustand der Akkumulatoren »A« 144. »I?« 14b und »E« 148. Diese acht Eingabedaten beschreiben zusammen eine bestimmte .Speichersteile im Befchlsspeichcr 300. welcher die einzige Lösung der befohlenen Rechenoperation mit den Eingabedaten und den in den Akkumulatoren »A«. »B« und »E« nach Bedarf enthält. Das Ausgangssignal des Befehlsspeichers ist ein 7-Bit-Wort für die Lösung der befohlenen Reehenopcration und der entsprechenden Eingabedaten. Durch das 7-Bit-Wort können neue Daten in die Akkumulatoren »A«. »R« bzw. »E« eingelescn werden, andererseits kann auch das Ergebnis im Zwischenspeicher oder Ausgabespeicher gespeichert werden oder als Signal für das Programmende austreten. Die ersten vier Bits des 7-Bii-Ausgabewortes des Befehlsspeichers 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 Einpangstor des

NOK-t'ors 502. welches ein Signal erzeugt. d;is den Akkumulator »Λ« ansteuert, wenn das /weile Bit cmc logische Null isl. In der gleichen Weise gelang! das dnlte Itil an den Eingang eines NOK-Tors 304. welches ein Signal zur Ans'eiierung des Akkumulators »I!« erzeugt. > und das vierte HiI liegt am Eingang des NOK-Tnrs 50h an. welches uii Signal /iir Ansteiiening des Akkiimula tors »Ε« erzeugt. Die Signale für die geheim artigen Schaliziisiande der Akkumulatoren 144, I >h ti net 148 •jclanu'en an den Belehlsspeicher 500 als Eingabedaten '■" /iiriick. Die I igchnissc der helohlenen Kechenoper.i Hon mn ilen gegenwärtigen I ingahedaten erscheinen auf der Aiisgaiigslcilung I)O des Befehlslestwci tspei chers J(M). und ebenso ersclieinl ein Schreib,iiisgiiugssi gnal auf der Ausgangsleitiiiig HO. wenn der Kecliencn r> de bclichlt. dall die l'rgehnisse .ml der l.eniing I)O in den Zwischenspeicher oder den Ausg ingsspeicher !•inin-M-hrii'hi'n ivi'i'ili'll siilli-ll l):is Sij>n:il fur il.is l'rngrammende liegt aiii der I .eilung I (Van.

Das in I ig. 10 ge/eigle Aiisliihrungsbeispicl des '" Belchlsspeichers isl im (ininde das gleiche wie das der l'ig. ¹I. ausgenommen, da 1.1 hier /wei Speicher einge set/l sind, nämlich Belchlsspeicher I und Il oiler 508 und 510. Der Belehlsspeicher I gihi ein 4-liii Wort aus. in welchem die ersten drei Bits die Ausgabeciaien (DO). :· das .Schieih.iusgabesign.il (WO) ii\\i\ das Signal Im das l'rogr.mimende (I.Öl') an/eigen. Das vierte HiI wird nicht verwendet. Auch der lieiehlsspeichcr Il gibt ein 4-Ui ι-Wort :i;is. das über einen Weg an die Akkumulatoren 144, 14h und 148 sowie an die NOK-Tore 502. !04 m und 50h gelangt, tier dein Wert der ersten wer Hits des Aiisgabesignals des Uefehlsspeichers 500 vergleichbar ist. die an den gleichen llauteilen E i g. 4 anliegen.

Da der 4-liit-Rechencode und die \ icr Dateneingaben eine hervorragende .Speicherstelle liir eine beliebige r. Eüiiiabekombination bilden, kann das Ausgabewoii als eine einzige Lösung der f rage programmier! werden. Dieses Verfahren eliminiert die Hausteine der anhand der I i g. H besprochenen logischen Rechenschaluing auf ein oder /wei handelsübliche I lalblenerchips mit >« integrierten Schaltungen, wodurch die Kosten des I lilfsrechners erheblich herabgesetzt werden.

Die I lauptste.iereinheil 100 enthalt die erforderliehen Schaltkreise zum Anschluß des Ililfsrechners an die Dalensammelschiene lh. Eine Anleitung erlaubt es dem >"> lachmann. Schnitistellenschaltungen zur Anpassung der jeweiligen Gerate, an die besondere Dalensammelschiene zu entwerfen. Diese .Schnittstellenschaltungen andern sich mit der Wahl lies numerischen Hauptrechners, sie sind jedoch genügend bekannt, so daß sie nicht '>< > im einzelnen besprochen werden müssen. Außer der vorstehend beschriebenen Haupiarbeiisweise des Rechners gibt es vier Hilfsbetriebsarten. weiche die Vielseitigkeit des Hilfsrechners erhöhen und Einrichtungen zur automatischen Überprüfung der Arbeitsweise ΐϊ des llilfsrechners durch den Hauptrechner liefern. Die Hilfsbetriebsarten und ihre Betriebsarteneodenummern sind wie folgt:

Betriebsart Bezeichnung

00 f iuuptrechenbctriebsarl

01 Hingabe-, Ausgabe- und /wisehenspeicherprüfung

02 Prüfung des Rechenwerks 0.1 Prüfung des Leitwerks

(M !'lulling des Arbeitsspeichers

Die I laiiplivchcnbeinchsai I (K) ist ihr I l.inpilnnk

IUHlS. Il I dl'S V I '! Stellend HU tHl/clll'M i H S J)I ι U lu¹ Πι !

I hllsrcchncrs. Wenn der ( ode Im die llciiichs.ut Dl anliegt, dann hat der I laiipirei liner sowohl I esc ¹K auch Schreihzugrill zum Emgahcspeii her 102. Ans^alu· speicher 104 und /w ischerispcicher lOh liei ilieser R,Mi ι,-U.Ht Lull il.M- I l.iunli,·, Im,·! /μ,.ιμ J₁.. .li-,_.i l'eslspeicher mit wahllreiein /iigrill mn vorgegebenen Daten. 11 es I dann diese Da I en zu π ick in semen S pen her. wo sie mn den urvprunglii. hen I )aleri ν erglichen w erden. Diese Betriebsart gestaltet cine I 'iiiersuchiiiig vermine ter l'ehler in den drei Ecstspeichern mn wahlfreiem /iigrill des 1 lillsrechners. In der Ben icbs.iri 02 w ird der \i beitsspeicher des I lillsi echners abgeschaltet, iniil der 11.1 iptreehner kann llelehlsworler clei Keihenfois.'e nach uberiragen uihI die Ausluhruiig dieser Befehle durch das Rechenwerk ν ei langen. I ¹Hi diese Betriebs,irl anzuschalten, müssen zuerst vorgegebene l.mgabed.iieii in den umgäbe- und Zwischenspeicher über eine normale Betriebsart 00 oder die Bclnchs.ul Dl eingegeben werden. Nach der Datenübertragung an den ei lordei liehen Speicher wird ths Signal für die Betriebsart 02 gegeben, und der I lillsrechner verarbeitet die vorgegebenen Daten m Abhängigkeit von den vom Hauptrechner her anliegenden Belehlswoilei n. Die Ergebnisse gelangen in den Atisgabespeicher 104 und werden von dort aus an ilen Speicher des Haiipirechners übertragen wie in der llaiiptbeiriebsan Dann werden die im Hauptrechner gespeicherten Ergebnisse mit dün erwarteten Ergebnissen verglichen, um eine Untersuchung möglicher I ehler in dem Rechenwerk zu erkennen. Wenn auf Betriebsart 03 geschaltet ist. hat der Hauptrechner Zugriff zum laufenden Inhalt des Leitwerks. In der Betriebsart 03 wird das Leitwerk seriell fortgeschaltet, um die zwölf letzten Stellen für die Befehlswortadresse auf jeder Seite zu erzeugen. Diese Adressen gelangen an den Kernspeicher des Hauptrechners. wo sie mit einem gleichen durch den Hauptrechner erzeugten Adressensatz verglichen werden, um die Untersuchung erwarteter i'ehler im Leitwerk einzuleiten. Die vierte Betriebsart. Betriebsart 04. ist der Arbeitsspeieheraus-/ug. welcher dem Hauptrechner Zugriff zum Arbeitsspeicher liefen. Diese Betriebsart gestattet es dem Hauptrechner das im Arbeitsspeicher gespeicherte Programm insgesamt oder in beliebigen Teilen auszulesen.

Hierzu 7HIaIt /.eiclinuiinen

Claims

Patentansprüche:

\. Schaltungsanordnung zur Datenübertragung zwischen der Recheneinheit einer numerischen Steuerung und der zugehörigen Werkzeugmaschine mit ihren Hilfseinrichtungen über eine Schnittstelle, wobei die Recheneinheit aus einem Hauptrechner, der aus den von einem Datenträger über einen Programmleser eingegebenen Sollwertsignalen und den von der Werkzeugmaschine abgetasteten Istwertsignalen und Schaltinformationen die Steuersignale errechnet, und aus einem frei programmierbaren Hilfsrechner besteht, der einen Teil der Rechenaufgaben des Hauptrechners ausführt und der Schnittstelle zugeordnet ist, die über einen Übertragungskanal die Daten in beiden Richtungen zwischen dem Hauptrechner und der Werkzeugmaschine überträgt und die Steuersignale in an die Werkzeugmaschine angepaßte Signale und die isiwertsignaie in eine zum Speichern im Hauptrechner geeignete Form umsetzt, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnittstelle (18), der Hauptrechner (14) und der Hilfsrechner (10) an eine gemeinsame Datensammelschienc (16) anschaltbar sind, und der Hilfsrechner eine Hauptsteuereinheit (100) aufweist, die in Abhängigkeit von einem ersten, im Hauptrechner (14) erzeugten Steuersignal die Daten von bestimmten Speicherplätzen des Hauptrechners zu bestimmten Speicherplätzen des Hilfsrechners üi;rträgt und die nach Ausführung aller erforderlichen Operotioner in Abhängigkeit von einem zweiten Steuersignal die Ergebnisse aus den Speicherstellen des Hilfsrech~ers in die Speicherstellen des Hauptrechners zurücküberträgt, der dann die Weitergabe dieser Ergebnisse als Steuersignale an die Werkzeugmaschine b/w. ihre Hilfseinrichtungen durchführt.
2.Schaltungsanordnung nach Anspruch !.dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfsrechner (10) ein Leitwerk (HO) aufweist, das bei Beendigung eines Datenübertragungsvoigangs von der Hauptstciurcinheit (100) ein Startsignal empfängt und die Ausgabe einer Reihe von Befehlswörtern in einer bestimmten Reihenfolge aus einem Arbeitsspeicher (108) veranlaßt, wobei jedes Befehlswort einen Rechenkoile für die Operation im Rechenwerk (112) und ein Adrcssenfeld für die Zuordnung zu einer bestimmten Speichcrstelle in I.in- oder Ausgabespeichern (102, 104) für die Datensammelschienc (16) oder einem Zwischenspeicher (106) aufweist, in den Zwischenergebnisse des Rechenwerks (112) speicherbar sind.