(57)【要約】本発明は、数値制御部（７）の多数の周辺ユニット（３）に対するインターフェース（１，２）を検査する方法に関する。１つの一義的な識別子が、ます初期化ステップ（１００）で１本のアドレスバス（１）を通じて要求された各周辺ユニット（３）のアイデンティフィケーションレジスタ（４）内に書き込まれ、このアイデンティフィケーションレジスタ（４）は、検査ステップ（２００）内に書き込まれ、１つの期待値と比較される。この場合、１つの識別子がこの識別子の期待値と一致しない場合、エラーメッセージが生成されるか、又は、全ての識別子がそれぞれの期待値と一致する場合、全ての周辺ユニット（３）の問題のない番地付けがこのアドレスバス（１）を通じて確認される。
2005527016.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
−初期化ステップ（１００）で１本のアドレスバス（１）を通じて要求される各周辺ユニット（３）のアイデンティフィケーションレジスタ（４）内に１つの一義的な識別子を書き込むステップ、及び、
−検査ステップ（２００）でアイデンティフィケーションレジスタ（４）を読み出すステップから成る数値制御部（７）の多数の周辺ユニット（３）に対するインターフェース（１，２）を検査する方法にあって、この場合、このアイデンティフィケーションレジスタ（４）から読み取られたこの識別子が、複数の期待値と比較され、これらの期待値は、初期化ステップ（１００）で書き込まれた一義的な識別子に一致し、この場合、１つの識別子がこの識別子の期待値と一致しない場合、エラーメッセージが生成されるか、又は、全ての識別子がそれぞれの期待値と一致する場合、全ての周辺ユニット（３）の問題のない番地付けがこのアドレスバス（１）を通じて確認される。
【請求項２】
連続する多数のビットパターン（Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４）が、追加の検査ステップ（３００）で周辺ユニット（３）の各々内に書き込まれ再読み取りされ、この場合、データバス（２）のショート，バイパス及び遮断が、問題のない再読み取り時に排除されている請求項１に記載の方法。
【請求項３】
２N ビットのビット幅を有するデータバス（２）が、最小のＮ＋１個のビットパターン（Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４）によって検査されることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
周辺ユニット（３）の番地付けが、別の検査ステップ（４００）で反転される請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
アイデンティフィケーションレジスタ（４）が、初期化ステップ（１００）の識別子の書き込み時に反転されないで番地付けされ、検査ステップ（２００）のこれらの識別子の読み取り時に反転されて番地付けされる請求項４に記載の方法。
【請求項６】
ビットパターン（Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４）は、反転しなかった番地付けによって書き込まれ、そして反転した番地付けによって読み取られる請求項４に記載の方法。
【請求項７】
ステップ（１００，２００，３００，４００）のうちの少なくとも一部が、所定の期間後に繰り返される請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、数値制御と多数の周辺ユニットとの間のインターフェースを検査する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
アドレスバスとデータバスとから構成されたこのようなインターフェースが、周辺ユニットを介して数値制御部に接続されている。これらの周辺ユニット及びこれらの周辺ユニット内にあるレジスタが、このアドレスバスを通じて選択されえる。次いで、データが、このデータバスを通じて選択されたレジスタ内に書き込まれるか又はそれぞれの周辺ユニットの選択されたレジスタによって読み取られる。
【０００３】
工作機械の数値制御部が、一方では多数のセンサ（例えば、エンコーダ）を読み取る必要があり、他方ではアクチュエータ（例えば、軸駆動部）が、命令によって管理され得る。これらのセンサ及びアクチュエータが、１つの共通のインターフェースによって要求される場合、多数のこのような周辺ユニットが構成され得る。この場合、いろいろなレジスタが、１つの周辺ユニット内に存在し得る。したがって、いろいろなデータ、例えば（例えば、目盛構造体の位相シフト走査用の）位置センサの異なる電圧レベルや位置センサの種類に関する情報が、１つのエンコーダによって提供される。
【０００４】
ドイツ連邦共和国特許発明第43 42 052 号明細書は、制御コンピュータを記す。この制御コンピュータは、１本のアドレスバスを通じて多数の周辺ユニットに接続されている。これらの周辺ユニットを要求できるようにするため、１つの装置が開示されている。１つのアドレスが、この装置によってこれらの周辺ユニットに簡単にかつエラーなしに割り当てられ得る。
【０００５】
工作機械用の数値制御部の分野におけるような確実性を要求する用途に対しては、数値制御部と周辺ユニットとの間のインターフェースの正しい機能を多くの場合常に確実に設定する必要がある。特に、これらの周辺ユニットが取り違えられないことが重要である。多数の同一構成の周辺ユニットが存在する場合、構成に固有の１つの識別子が、全ての同一構成の周辺ユニットに対して等しいので、この識別子による１つのレジスタの読み取りは不完全である。本当の周辺ユニットと構造的に共通している１つの取り違えた周辺ユニットが要求された場合、１つの位置値が、例えば１つのレジスタから読み取られる。この位置値は、制御部によって無効と即座には確認され得ない。何故なら、この位置値は、確かに実際に１つの位置値に対応するものの、この取り違えた周辺ユニットによるものであるからである。このような取り違えは、数値制御部と周辺ユニットとの間のインターフェースのアドレスバスが誤作動する時に起こりうる。
【０００６】
制御部と周辺ユニットとの間のインターフェースに欠陥がある場合は、アドレスをエラーなしに付与したときでも、周辺ユニットの取り違えが、ドイツ連邦共和国特許発明第43 42 052 号明細書による周囲ユニット内で起こる。
【０００７】
確実性を要求する数値制御では、重要なパラメータ（例えば、位置値）を二重うに構成されたセンサを用いて検出することも一般的に行われている。これらのセンサは、２つの分離したインターフェースを通じて問合せられる。しかし、このようなインターフェースを二重に構成することは、非常に経費がかかる。両センサの取り違えの危険なしに、これらの両センサが問合せられ得るように、個々のインターフェースの機能を保証することがより好ましい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の課題は、数値制御部と周辺ユニットとの間のインターフェースが簡単に検査され得る方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この課題は、請求項１に記載の方法によって解決される。本発明の好適な詳細は、請求項１の従属請求項中に記載されている。
【００１０】
多数の周辺ユニットに対する数値制御のインターフェースを検査するため、１つの一義的な識別子を要求される各周辺ユニットのアイデンティフィケーションレジスタ内にアドレスバスを通じて書き込むことが提唱されている。検査ステップでは、全ての周辺ユニットのアイデンティフィケーションレジスタが読み取られる。この場合、読み取られる値が、各周辺ユニットの期待値としての一義的な識別子と比較される。全ての読み取られた値がこれらの期待値と一致した場合、全ての周辺ユニットの必要な番地付けが推測され得る。一致しない場合は、エラーメッセージが生成され得、このエラーメッセージに応答され得る。
【００１１】
この方法が規則的に繰り返される場合、数値制御と周辺ユニットとの間のインターフェースで発生するエラーが、リアルタイムで確認され得、それに応じて応答され得る。
【００１２】
以下に、本発明のその他の利点及び詳細を、図面に基づく好適な方法から説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１は、数値制御部７を示す。この数値制御部７は、インターフェース１，２を通じて多数の周辺ユニット３に接続されている。各周辺ユニット３内には、多数のレジスタ（記憶箇所）４，５がある。各周辺ユニット３内には、１つのアイデンティフィケーションレジスタ４及び少なくとも１つの別のレジスタ５がある。いろいろなデータが、周辺ユニット３の種類に応じてこの別のレジスタ５内に記憶され得る。
【００１４】
数値制御部７は、例えば工作機械を制御する。いろいろなセンサ（例えば、エンコーダ）及びアクチュエータ（軸駆動部，スピンドル駆動部）が、この工作機械に取り付けられている。これらのセンサ及びアクチュエータは、図１中に示された周辺ユニット３に一致する。これらの周辺ユニット３は、インターフェース１，２を通じて数値制御部７に接続されている。
【００１５】
この場合、インターフェース１，２は、１本のアドレスバス１及び１本のデータバス２から構成される。アドレスバス１もデータバス２も或るビット幅を有する。このビット幅は、アドレスバス１の場合は番地付け可能なレジスタ４，５の数を制限するか又はデータバス２の場合は送信される１つのデータ語のビット幅を制限する。アドレスバス１及びデータバス２に加えて、複数の制御線がさらに必要になる。これらの制御線は、例えばレジスタ４，５へのアクセスが読み取りで実行しなければならないのか又は書き込みで実行しなければならないのかどうかを規定する。
【００１６】
特定の１つのレジスタ４，５を番地付けする場合、アドレスバス１の幅の一部が、それぞれの周辺ユニットの番地付けに使用され、その他の部分が、周辺ユニット３内のレジスタ４，５の番地付けに使用される。番地付けがアドレス線１を通じて反転して実行するのか又は反転しないで実行するのかどうかを、数値制御部７が１本の信号線６を通じてこれらの周辺ユニット３に伝える。すなわち、反転しないで番地付けしたときの例えばアドレス"0101"が、周辺ユニット３によって反転して番地付けしたときのアドレス"1010"と同様に解釈される。
【００１７】
絶対に阻止する必要があるか又は迅速に確認する必要のあるアドレスバス１のエラーは、それぞれの周辺ユニット３の間違った番地付けで起こりうる。すなわち、１つの取り違えた周辺ユニット３が、１つの周辺ユニット３の番地付けに対して例えばビットをアースすることによって要求される場合、この間違って番地付けされた周辺ユニット３の構成が、本当に希望する周辺ユニット３の構成と同じときに、有効な値が、これによってその番地付けされたレジスタ４，５内に書き込まれうるか又はこのレジスタ４，５から読み取られうる。１つの軸駆動部が、実際には工作機械の別の軸に対して想定された例えば１回の運動に対する１つの命令を受け取るおそれがある。すなわち、制御されない運動が実行されるおそれがある。
【００１８】
周辺ユニット３のこのような取り違えを阻止するか又はアドレスバス１内のこのようなエラーを迅速に確認できる方法を図２に基づいて説明する。
【００１９】
最初に、各周辺ユニット３のアイデンティフィケーションレジスタ４が、初期化ステップ１００で数値制御部７によってアドレスバス１を通じて要求され、データバス２を通じて１つの一義的な識別子で書き込まれる。この識別子は、例えば周辺ユニット３の各々に対する連続番号から構成できる。
【００２０】
検査ステップ２００では、各周辺ユニット３のアイデンティフィケーションレジスタ４が、数値制御部７によって読み取られ、読み取られた識別子が、１つの期待値とその都度比較される。この場合、この期待値は、要求された周へ丹生ニット３のステップ１００で書き込まれた一義的な識別子に一致する。１つの読み取られた識別子がこの期待値と一致しない場合、１つのエラーが存在する。次いで、例えば工作機械が安全な状態に移行することによって、エラーメッセージが生成されそれに応じて応答される。全ての読み取られた値が周辺ユニットのそれぞれの期待値と一致する場合、全ての周辺ユニット３の正しい番地付けが保証されている。
【００２１】
数値制御部７と周辺ユニット３との間のインターフェース１，２をさらに検査するため、アイデンティフィケーションレジスタ４（又は使用可能な場合は１つ又は多数の別のレジスタ５）が、相前後する多数のビットパターンを書き込み再び読み取るために追加の検査ステップ３００で使用され得る。したがって、１つの８ビットデータバス２を４つのビットパターンの書き込み及び再読み取りによってショート(Kurzschluesse) 及びバイパス(Nebenschluesse)を完全に検査することができる。
D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 
M1  0  1  0  1  0  1  0  1
M2  0  0  1  1  0  0  1  1
M3  0  0  0  0  1  1  1  1
M4  1  0  0  0  0  0  0  0
Ｄ０−Ｄ７は、ここではデータバス２の８本のデータ線を示し、Ｍ１−Ｍ４は、ビットパターンを示す。この場合、ビットパターンの順序は、以下でさらに説明するように問題でない。同様に、１つの16ビットデータバス２を５つのビットパターンの書き込み及び再読み取りによってショート及びバイパスを完全に検査することができる。この場合、同様にこれらのビットパターンの順序は任意である。
D0  ...                                      D15
M1  0  1  0  1  0  1  0  1  0  1  0  1  0  1  0  1
M2  0  0  1  1  0  0  1  1  0  0  1  1  0  0  1  1
M3  0  0  0  0  1  1  1  1  0  0  0  0  1  1  1  1
M4  1  0  0  0  0  0  0  0  1  1  1  1  1  1  1  1
M5  1  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0
ここで、原理を８ビットデータバス２に基づいて短く説明する。ビットパターンＭ１−Ｍ４が、この原理にしたがって選択されている。ショートを確認するためには、つまりデータバス２の線のうちの１本の線が、論理「０」にセットされているのか又は論理「１」にセットされているのかを確認するためには、データ線Ｄ０−Ｄ７の各々が、問題なく少なくとも１回論理「１」で検査され、少なくとも１回論理「０」で検査されたことで十分である。バイパスを検査することは、より労力がかかる。各データ線Ｄ０−Ｄ７をその他のデータ線Ｄ０−Ｄ７の各々に関係なく接続することができるかどうかを、検査する必要がある。２N ビット幅のデータバス２に対しては、このことはＮ個のビットパターンによって実行することができる。したがって８ビット幅のデータバス２の例では、３つのビットパターンＭ１−Ｍ３によって実行することができる。この場合、データ線Ｄ０−Ｄ７がそれぞれ、各ビットパターンＭ１−Ｍ３に対して別々に観察される時に、各々可能なＮビット列（0-0-0,1-0-0,0-1-0,…,1-1-1）を発生させる必要がある。
【００２２】
これらの２N 個のＮビット列では、（例えば、Ｄ０及びＤ７上の）２つのＮビット列が論理「０」又は論理「１」だけから構成されるので、もう１つのビットパターンＭ４が必要になる。このビットパターンＭ４は、これらの両データ線Ｄ０及びＤ７をそれぞれ反転するレベルに切り替える。このことは、Ｍ４がＤ０に論理「１」を有し、Ｄ７に論理「０」を有することによって８ビット幅のデータバス２の上の例で実現される。データ線Ｄ１−Ｄ６の論理レベルが常に論理「０」及び論理「１」を有するので、これらのレベルは、この例ではＭ４に対して任意である。データ線Ｄ０−Ｄ７のうちの１本のデータ線が遮断した場合も、同様に試験がうまく実行されない。何故なら、もはや全ての論理レベルが、このデータ線にセット不可能だからである。
【００２３】
したがって２N ビット幅のデータバス２を完全に検査するためには、Ｎ＋１個だけのビットパターンＭ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４（Ｎ＞＝２）が必要である。２N ビット幅の１つのデータバスの全ての可能なビットパターン（２のＮ乗通り、つまり８ビット幅のデータバス２に対しては256 通り）を検査するのに比べて、遥かに時間が節約される。
【００２４】
ステップ４００は、インターフェース２を検査するもう１つの可能性を示す。このさらなる検査ステップ４００は、アドレスバス１の番地付け方法を上述したように反転させることにある。この場合、この番地付け方法の選択は、信号線６によって実行できる。ステップ２００及び３００をこの番地付け方法の反転後に繰り返すことができる。したがって、１つのレベルにセットされているアドレスバス１の個々のビットが、固定の番地付け方法で（反転しないで又は反転して）このレベルを交換する必要が決してない場合でも、これらのビットが確認される。
【００２５】
アイデンティフィケーションレジスタ１が、アドレスバス１の検査のために反転しなかった番地付けによって書き込まれ（ステップ１００）、反転した番地付けによって読み取られる（ステップ１００）ことによって、別の検査ステップ４００は、上述したこれらの両検査可能性に特に良好に関連させることができる。
【００２６】
書き込まれ再読み取りされるビットパターンＭ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４（ステップ３００）によってデータバス２を検査する場合でも、番地付け方法が、ビットパターンＭ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４の読み取りと書き込みとの間で上述したように交換（反転）され得る。
【００２７】
インターフェース１，２を検査する上述したステップ１００，２００，３００，４００は、数値制御７の動作の間に規則的な間隔で繰り返されなければならない。この場合、この検査の時間間隔は、工作機械とエラーのあるインターフェース，２も伴う数値制御部７とから構成されたシステムが確実に作動できる時間に設定されている。例えば初期化ステップ１００で書き込まれた一義的な識別子がもはや上書きされない場合、ステップ１００，２００，３００，４００のうちの一部だけを繰り返してもよい。
【００２８】
ステップ１００−４００の流れは、上述したように図２中に示されている順序に固定されていない。したがって、ステップ４００をステップ１００，２００，３００につなげることができる。ステップ３００をステップ２００の前に実行してもよい。その他の順序の変更も同様に可能である。
【００２９】
インターフェース１，２を検査するステップは、機能する制御線なしでは良好に実行されない。したがって、これらの制御線の機能も、説明した方法によって同様に検査される。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】多数の周辺ユニットを有する数値制御部のインターフェース
【図２】数値制御部と周辺ユニットとの間のインターフェースを検査する方法
【符号の説明】
【００３１】
１  アドレスバス
２  データバス
３  周辺ユニット
４  アイデンティフィケーションレジスタ
５  レジスタ
６  信号線
７  数値制御部
１００  初期化ステップ
２００  検査ステップ
３００  検査ステップ
４００  検査ステップ
【図１】
2005527016.tif 000003
【図２】
2005527016.tif 000004
【国際調査報告】
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2005527016.tif 000006
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