FR2626364A1 - Dispositif de mesure de position et de vitesse d'axes motorises par echantillonnage a partir d'un microordinateur - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un dispositif de mesure de position et de vitesse par échantillonnage, à partir d'un microordinateur. Le dispositif comprend un bus interne 1 interconnecté au bus du microordinateur, une horloge auxiliaire 2. Il comprend en outre pour chaque axe motorisé une entrée codeur incrémental 31, 32 délivrant un signal codeur SC1, SC2 un premier 41, 42 compteur de position recevant le signal codeur correspondant, un deuxième compteur de vitesse 51, 52 dont l'entrée est connectée à l'entrée codeur incrémental. La sortie des premier et deuxième compteurs de position et de vitesse 41, 42; 51, 52 est connectée au bus interne 1 du dispositif et les compteurs de position et de vitesse 41, 42; 51, 52 sont séquencés par les signaux délivrés par l'horloge auxiliaire 2. La mesure de position est effectuée par lecture des compteurs de position 41, 42, et la mesure de vitesse est déterminée à partir d'un signal d'horloge de référence HR délivré par l'horloge auxiliaire 2 permettant une mesure du temps pendant lequel le signal codeur considéré est resté constant. Application au pilotage de robots.
Description
L'invention est relative à un dispositif de mesure de position et de vitesse d'axes motorisés, en mouvement de rotations par échantillonnage à partir d'un microordinateur.
Les dispositifs de mesure de position et de vitesse d'un axe en mouvement de rotation actuels font le plus souvent appel à des dispositifs du type dispositif optique ou électromagnétique. Ces dispositifs nécessitent la mise en oeuvre de dispositifs complexes dans lequel un dispositif comprenant plusieurs enroulements d'une fibre optique est utilise pour provoquer une modulation d'une onde lumineuse polarisée rectilignement.
De tels disppositifs mettant en oeuvre l'effet SAGNC ont été décrits dans la demande de brevet européen n O 054 821.
Des systèmes purement électronique mettant en oeuvre des capteurs du genre capteur incrémental sont également disponibles dans le commerce.
Mais ces types de dispositifs présentent l'inconvénient de réaliser un comptage d'impulsions, la conversion en valeur de position ou de vitesse de l'axe en rotation étant ensuite effectuée au niveau de l'unité centrale du microordinateur au moyen d'un logiciel appropri.
La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients précités par la mise en oeuvre d'un dispositif de mesure de position et de vitesse d'axes motorisés par échantillonnage à partir d'un mlcroordinateur dans lequel la mesure de position et de vitesse est effectuée par leeture directe des valeurs mesurées.
ttn autre objet de la présente invention est la mise en oeuvre d'un dispositif de mesure de position et de vitesse d'axes motorisés dans lequel une précision optimale de mesure de vitesse est obtenue pour chaque plage de mesure de vitesse.
Un autre objet de la présente invention est enfin la mise en oeuvre d'un dispositif de mesure de position et de vitesse d'axes motorises totalement programmable permettant d'effectuer des mesures de vitesse avec une précision optimale dans une large gamme de plages de vitesse.
Le dispositif de mesure de position et de vitesse d'axes motorisés par échantillonnage à partir dtun microordinateur, objet de la présente invention, est remarquable en ce qu'il comprend un bus - interne destiné å etre Interconnecté au bus du microordinateur, une horloge auxiliaire de fréquence de base égale ou supérieure å la fréquence de base de l'horloge du microordinateur, Il comporte en Outre pour chacun des axes motorisés une entrée pour un codeur incrémental couplé à l'axe motorisé considéré et délivrant un signal codeur, un premier compteur, compteur de position, dont l'entrée est connectée à l'entrée pour codeur incrémental et un deuxième compteur, compteur de vitesse, dont l'entrée est connectée à l'entrée pour codeur incremental, La sortie des premier et deuxième compteur de position et de vitesse est connectée au bus interne du dispositif et les premier et deuxième compteurs de position et de vitesse sont séquences par les signaux délivrés par l'horloge auxiliaire La mesure de la position de l'axe motorise est effectuée par la lecture du premier compteur de position et la mesure de vitesse est itermiéne å partir d'un signal d'horloge de référence délivré par l'horloge auxiliaire et permet une mesure du temps pendant lequel le signal codeur considéré est resté constant.
Le dispositif de mesure de position et de vitesse d'axes motorisés par échantillonnage å partir d'un microordinateur, objet de l'invention, trouve application à la robotique notamment, le dispositif objet de l'invention pouvant avantageusement constituer circuit d'interface entre un microordinateur et un robot.
Le dispositif de mesure de position et de vitesse d'axes motorisés par échantillonnage à partir d'un microordinateur objet de l'invention sera mieux compris à la lecture de la description et à l'observation de la figure unique, laquelle représente un schéma synoptique général du dispositif de mesure de position et de vitesse d'axes motorisés par échantillonnage à partir d'un microordinateur selon l'invention.
Conformément à la figure précitée, le dispositif de mesure de position et de vitesse d'axes motorisés par échantillonnage à partir d'un.
microordinateur objet de l'invention comporte un bus interne 1, destiné à être interconnecte au bus du microordinateur. Sur la figure précitée, on a représenté le bus microordinateur par une représentation classique, mais il est bien entendu que l'interconnexion entre le bus interne I du dispositif objet de l'invention et le bus du microordinateur peut hêtre effectuée par tout type de connecteur classique désigne en vocable anglo-saxon par le mot "slot", ce type de connecteur occupant habituellement un emplacement long comportant deux connecteurs 36 et 62 points.Le micro ordinateur pourra avantageusement être constitué par un microordinateur du type PC
AT commercialisé par la société IBM, ce type de microordinateur comportant un bus microordinateur 16 bits, apparaissant particulièrement adapté à la conduite informatisée de robots par exemple.
AT commercialisé par la société IBM, ce type de microordinateur comportant un bus microordinateur 16 bits, apparaissant particulièrement adapté à la conduite informatisée de robots par exemple.
Ainsi qu'on l'a en outre représentée sur la figure précitée, le dispositif objet de l'invention comporte une horloge auxiliaire 2, de fréquence de base égale ou supérieure à la fréquence de base de l'horloge du microordinateur. A titre d'exemple non limitatif, l'horloge auxiliaire 2 peut présenter une fréquence de base de 16 MHz, la fréquence de base de l'horloge du microordinateur lorsque celui-ci est constitué par un microordlnateur PC AT étant de 8,7 MHz.
Le dispositif objet de l'invention ainsi que représente sur la figure précitée comporte en outre pour chacun des axes motorisés une entrée pour un codeur Incrémental, le codeur incrémental étant couplé à l'axe motorisé considéré. Sur la figure précitée, on a représenté un dispositif permettant la mesure de position et de vitesse de deux axes motorisés de manière non limitative. Il est bien entendu que le dispositif de mesure de position et de vitesse d'axes motorisés objet de l'invention peut comporter plusieurs voies, et en tous cas un nombre de voies supérieur à deux, destinées chacune à assurer la mesure de position de vitesse d'un axe motorisé. Sur la figure précitée, les entrees pour codeur incrémental sont notées 31 et 32, et délivrent chacune un signal codeur noté SC1, SC2.
Chaque codeur incremental utilisé peut entre un codeur incrémental de type classique comportant par exemple un disque muni de secteurs réfléchissant ou non réfléchissants d'un faisceau lumineux, le disque étant solidaire de l'axe motorisé et interceptant le faisceau lumineux au cours du mouvement de ce dernier. Ce type de codeur incrémental ne sera pas décrit en détail dans la mesure où il est parfaitement connu de l'homme du métier. Chaque signal codeur SC1 ou SC2 est ainsi constitué par une série d'impulsions permettant d'associer à chaque impulsion un incrément de position angulaire de l'axe motorisé correspondant.
On notera que les entrées 31, 32 qui reçoivent les signaux codeurs délivrés par chaque codeur incrémental, ces derniers n'étant pas représentés sur la figure précitée1 sont accessibles de l'extérieur par l'intermédiaire d'un connecteur 15 points par exemple.
Conformément à un aspect avantageux du dispositif de mesure de position et de vitesse d'axes motorisés par échantillonnage a partir d'un microordinateur objet de l'invention, celui-ci comporte en outre, pour chaque voie de mesure un premier noté 41, 42 compteurs, dits de position, dont l'entrée est connectée i l'entrez correspondante 31, 32 pour codeur incrémental.
En outre, le dispositif de mesure de position et de vitesse d'axes motorisés objet de l'invention comporte un deuxième compteur, note 51, 52, dits compteurs de vitesse1 dont l'antrée est connectée à l'entrée pour codeur incrémental correspondant 31, 32. La sorte des premier 41, 42 et deuxième 51, 52 compteurs de position et de vitesse est connectée au bus interne 1 du dispositif par l'intermédiaire d'une liaison par bus On notera que les liaisons par bus et le bus interne 1 sont également constitués par des bus 16 bits dans le cas ou le microordinateur utilise est un microordinateur de type PC AT.
Les premier 41, 42 et deuxième 51,- 52 compteurs de position et de vitesse sont séquencés par les signaux délivrés par l'horloge auxiliaire 2.
On notera que les premier et deuxième compteurs de position et de vitesse peuvent avantageusement être constitués par des circuits de comptage commercialisés par la société TAXAS INSTRUMENTS, sous la référence 74 LS 2000. Ces circuits permettent d'assurer trois fonctions
- une première fonction compteur-décompteur suivant le sens de rotation de l'axe motorisé,
- une deuxième fonction de mesure de temps d'impulsions,
- une troisième fonction de mesure de fréquence
Ces circuits ne seront pas décrits plus en détail car ils sont normalement disponibles dans le commerce et les différentes fonctions et leur réalisation à partir des quatre parties mesure, compteur, registre tampon et contrôle sont normalement décrites avec la note technique d'utilisation de ce type de circuit
Ainsi, la mesure de la position de 'axe motorisé considéré est effectuée par lecture directe du premier 41, 42 compteur de position et la mesure de vitesse est déterminée à partir du signal d'horloge de référence
HR délivré par l'horloge auxiliaire 2 au deuxième compteur de vitesse 51 et 52 et permettant ainsi une mesure du temps pendant lequel le signal codeur correspondant SC i ou 5C2 est resté constant.
- une première fonction compteur-décompteur suivant le sens de rotation de l'axe motorisé,
- une deuxième fonction de mesure de temps d'impulsions,
- une troisième fonction de mesure de fréquence
Ces circuits ne seront pas décrits plus en détail car ils sont normalement disponibles dans le commerce et les différentes fonctions et leur réalisation à partir des quatre parties mesure, compteur, registre tampon et contrôle sont normalement décrites avec la note technique d'utilisation de ce type de circuit
Ainsi, la mesure de la position de 'axe motorisé considéré est effectuée par lecture directe du premier 41, 42 compteur de position et la mesure de vitesse est déterminée à partir du signal d'horloge de référence
HR délivré par l'horloge auxiliaire 2 au deuxième compteur de vitesse 51 et 52 et permettant ainsi une mesure du temps pendant lequel le signal codeur correspondant SC i ou 5C2 est resté constant.
Compte tenu de l'architecture du dispositif objet de l'invention dans le cas où celui-ci est plus particulièrement destiné à être utilisé avec un microordinateur de type PC AT, les informations de position et de vitesse délivrées par le signal codeur SC1 ou SC2 sont mémorisées par le premier 41, 42 et le deuxième 51, 52 compteurs de position et de vitesse sont codés sur 16 bits Les signaux SCI et SC2 délivrés par les codeurs incrémentaux correspondent à deux signaux déphases permettant non seulement d'effectuer un comptage afin de déterminer un déplacement relatif de l'axe motorisé mais aussi de connaître le sens de ce déplacement.
L'un des signaux constitutifs de chaque signal SCI ou SC2 est utilisé pour déterminer la vitesse de ces déplacements en examinant le temps où le signal codeur est resté au même niveau. Ces signaux sont compatibles TTL ou accessibles en entrées différentielles, les circuits d'entrée 31, 32 pouvant être constitués par des circuits commercialisés sous la référence 8T16, par la société SIGNETICS DIGITAL.
Conformément à un aspect particulièrement avantageux du dispositif de mesure de position et de vitesse d'axes motorisés par échantillonnage d'un microordinateur objet de l'inventlon, et en vue d'obtenir différentes gammes de mesure de vitesse, Ithorloge auxiliaire 2, ainsi que représentée sur la figure, précitée est constituée par une horloge programmable permettant d'engendrer un signal d'horloge de référence HR, de fréquence ajustable dans une plage de fréquence comprise entre la fréquence de base HB de l'horloge auxiliaire et quelques centaines de hertz.
Dans ce but, l'horloge auxiliaire 2 peut comporter, ainsi que représenté sur la figure précitée, un oscillateur de base noté 20, délivrant un signal à fréquence de base HB, de l'horloge auxiliaire. Un diviseur de fréquence manuelle 21 est prévu et reçoit le signal de fréquence de base
HB, et permet d'engendrer par sélection manuelle une pluralité de signaux à fréquence de base intermédiaire notés HBI. Un sélecteur de fréquence programmable note 22 reçoit en fonction de la position du diviseur de fréquence manuelle 21 un signal de fréquence de base intermédiaire HBI de valeur de fréquence donnée et permet d'engendrer le signal d'horloge de référence HP. Ainsi l'horloge auxiliaire 2 assure le séquencement des premier compteurs de position 41, 42 par l'intermédiaire du signal d'horloge de base HB, et le séquencement des compteurs de vitesse 51 et 52 au moyen du signal d'horloge de référence HP, à fréquence plus faible.
HB, et permet d'engendrer par sélection manuelle une pluralité de signaux à fréquence de base intermédiaire notés HBI. Un sélecteur de fréquence programmable note 22 reçoit en fonction de la position du diviseur de fréquence manuelle 21 un signal de fréquence de base intermédiaire HBI de valeur de fréquence donnée et permet d'engendrer le signal d'horloge de référence HP. Ainsi l'horloge auxiliaire 2 assure le séquencement des premier compteurs de position 41, 42 par l'intermédiaire du signal d'horloge de base HB, et le séquencement des compteurs de vitesse 51 et 52 au moyen du signal d'horloge de référence HP, à fréquence plus faible.
Ainsi, les mesures de vitesse fournies sur 16 bits sont calculées à partir du signal d'horloge de référence HP, qui permet la mesure du temps pendant lequel un signal codeur SC1 ou SCZ est resté au même niveau. Les deuxième compteurs de vitesse 51 et 52 ont une capacité fixe de 65 536 et conformément au dispositif obJet de l'invention, plusieurs signaux d'horloge de référence HR de fréquence différente sont disponibles afin de pouvoir mesurer plusieurs gammes- de vitesse.
Ainsi, l'oscillateur de base 20 délivrant un signal à fréquence de base HB permettant deux divisions de fréquence par deux et par quatre par exemple, le diviseur de fréquence manuel 21 permet par l'utilisation dtun circuit comportant deux diviseurs par dix d'établir deux divisions supplémentaires par 20 et par 40. Pour un signal à fréquence de base HB maximale de 16 MHz, le signal de fréquence de base intermédiaire HBl délivré par le diviseur de fréquence manuel 21, peut avoir pour valeur soit 16 MHz, soit 8 MHz, soit 4 MHz-, soit 800 kHz, soit 400 kHz.
Le sélecteur de fréquence programmable 22 peut alors permettre le contrôle de la fréquence HP, permettant de séquencer les compteurs de vitesse 51 et 52. A cet effet, le sélecteur de fréquence programmable 22 peut comporter un diviseur de fréquence programmable double, un par voie, chaque diviseur de fréquence étant constitué par un circuit quatre bits effectuant des divisions par puissance de deux : 22 à 215 par exemple.
Un tableau des valeurs des différentes fréquences susceptibles d'être obtenues en fonction de la valeur initiale du signe à fréquence de base HB est donné pour chaque valeur du signal de fréquence de bases correspondante.
HB=16 MHz
DMsion Program- Fréquence Pénode Pérlode max. Pérlode min.
DMsion Program- Fréquence Pénode Pérlode max. Pérlode min.
par mation de référence de téferance mesurable mesurable
en KHz (HB) en s en ms en s
4 2 4000 0,25 18,38 2,5
8 3 2000 0,5 32,77 5
16 4 1000 1 65,53 10
32 6 500 2 131 20
64 6 250 4 262 40
128 7 125 8 524 80
266 8 62,5 16 1048 160
512 9 31,25 32 2097 320
1024 10 16,625 64 4194 640
2048 11 7,8125 128 8388 1280
4096 12 3,90625 256 16776 2560
8192 13 1,953125 512 33553 5120 16384 14 0,9765525 1024 67017 10240 32768 15 0,48828125 2048 134215 20480
HB = B MHz
Division Program- Préquence Période Période max. Période min.
en KHz (HB) en s en ms en s
4 2 4000 0,25 18,38 2,5
8 3 2000 0,5 32,77 5
16 4 1000 1 65,53 10
32 6 500 2 131 20
64 6 250 4 262 40
128 7 125 8 524 80
266 8 62,5 16 1048 160
512 9 31,25 32 2097 320
1024 10 16,625 64 4194 640
2048 11 7,8125 128 8388 1280
4096 12 3,90625 256 16776 2560
8192 13 1,953125 512 33553 5120 16384 14 0,9765525 1024 67017 10240 32768 15 0,48828125 2048 134215 20480
HB = B MHz
Division Program- Préquence Période Période max. Période min.
par mation de rélèrence de réference mesurable mesurable
en KHz (HR) en s en ms en s
4 2 2000 0,5 32,77 5
8 3 1000 1 65,53 10
16 4 500 2 131 20
32 5 250 4 262 40
64 6 125 8 524 80
128 7 62,5 16 1048 160
256 8 31,25 32 2097 320
512 9 15,625 64 4194 640
1024 10 7,8125 128 8388 1280
2048 11 3,90625 256 16776 2560
4096 12 1,953125 512 33553 5120
8192 13 0,9765625 1024 67107 10240 16384 14 0,48828125 2048 134215 20480 32768 15 0,244140625 4096 268430 40960
= 4 MHz
Division Programw Fréquence Période Période max. Période mln.
en KHz (HR) en s en ms en s
4 2 2000 0,5 32,77 5
8 3 1000 1 65,53 10
16 4 500 2 131 20
32 5 250 4 262 40
64 6 125 8 524 80
128 7 62,5 16 1048 160
256 8 31,25 32 2097 320
512 9 15,625 64 4194 640
1024 10 7,8125 128 8388 1280
2048 11 3,90625 256 16776 2560
4096 12 1,953125 512 33553 5120
8192 13 0,9765625 1024 67107 10240 16384 14 0,48828125 2048 134215 20480 32768 15 0,244140625 4096 268430 40960
= 4 MHz
Division Programw Fréquence Période Période max. Période mln.
par mation de référence de réference mesurable mesurable
en KHz (HR) en s ms s
4 2 1000 1 65,53 10
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32 5 125 8 524 80
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256 8 16,825 64 4194 540
512 9 7,8t25 128 8388 1280
1024 10 3,90825 256 16776 2560
2048 11 1,953125 512 33553 5120
4096 12 0,9765625 1024 67107 10240
8192 13 0,48828125 2048 134215 20480 18384 14 0,244140625 4096 268430 40960 32788 15 0,1220703125 8192 536860 81920
HB = 300 KHz
Division Program. Fréquence Période Période max. Période min.
en KHz (HR) en s ms s
4 2 1000 1 65,53 10
8 3 500 2 131 20
16 4 250 4 262 40
32 5 125 8 524 80
64 6 62,5 16 1048 160
128 7 31,25 32 2097 320
256 8 16,825 64 4194 540
512 9 7,8t25 128 8388 1280
1024 10 3,90825 256 16776 2560
2048 11 1,953125 512 33553 5120
4096 12 0,9765625 1024 67107 10240
8192 13 0,48828125 2048 134215 20480 18384 14 0,244140625 4096 268430 40960 32788 15 0,1220703125 8192 536860 81920
HB = 300 KHz
Division Program. Fréquence Période Période max. Période min.
par mallon de référence de réference mesurable msurable
en Hz (HR) en s en ms en ms
4 2 200000 5 327 0,05
8 3 100000 10 656 0,1
16 4 50000 20 1310 0,2
32 5 25000 40 2620 0,4
64 6 12500 80 5240 0,8
128 7 6250 160 10485 1,6
256 8 3125 320 20970 3,2
512 9 1562,5 640 41942 6,4
1024 10 781,25 1280 83884 12,8
2048 11 390,625 2560 167789 25,6
4096 12 195,3125 5320 335539 53,2
8192 13 97,65625 10240 671678 102,4 16384 14 48,823125 20480 1342156 204,8 32768 15 24,4140625 40960 2684313 409,6
HB = 400 KHz
Division Program- Fréquence Période Période max. Période min.
en Hz (HR) en s en ms en ms
4 2 200000 5 327 0,05
8 3 100000 10 656 0,1
16 4 50000 20 1310 0,2
32 5 25000 40 2620 0,4
64 6 12500 80 5240 0,8
128 7 6250 160 10485 1,6
256 8 3125 320 20970 3,2
512 9 1562,5 640 41942 6,4
1024 10 781,25 1280 83884 12,8
2048 11 390,625 2560 167789 25,6
4096 12 195,3125 5320 335539 53,2
8192 13 97,65625 10240 671678 102,4 16384 14 48,823125 20480 1342156 204,8 32768 15 24,4140625 40960 2684313 409,6
HB = 400 KHz
Division Program- Fréquence Période Période max. Période min.
par mation de rétérence de réference mesurable mesurable
en Hz (HR) en s en s en ms
4 2 100000 10 0,655 0,1
8 3 50000 20 1,31 0,2
16 4 25000 40 2,62 0,4
32 5 12500 80 5,24 0,8
64 6 6250 160 10,485 1,6
128 7 3125 320 20,97 3,2
256 8 1562,5 640 41,942 6,4
512 9 781,25 1280 83,884 12,8
1024 10 390,625 2560 167,769 25,6
2048 11 195,3125 5320 335,539 53,2
4096 12 97,65825 10240 571,078 102,4
8192 13 48,828125 20480 1342,156 204,8 16384 14 24,4140625 40960 2684,313 409,6 32768 15 12,20703125 81920 5368,616 819,2
Les tableaux précités indiquent pour une position correspondante de cavaliers permettant le positionnement de l'oscillateur de base 20 et du diviseur de fréquence manuelle 21 pour une division correspondante en puissance de deux effectuée par le sélecteur de fréquence programmable 22 de déterminer la fréquence du signal d'horloge de référence HP, les paramètres de mesure correspondant tels que la période de référence exprimée en microseconde, la période maximale mesurable exprimée en milliseconde, période de rotation de l'axe motorisé, ainsi que la période minimum mesurable exprimée en microseconde pour ce même axe motorise.
en Hz (HR) en s en s en ms
4 2 100000 10 0,655 0,1
8 3 50000 20 1,31 0,2
16 4 25000 40 2,62 0,4
32 5 12500 80 5,24 0,8
64 6 6250 160 10,485 1,6
128 7 3125 320 20,97 3,2
256 8 1562,5 640 41,942 6,4
512 9 781,25 1280 83,884 12,8
1024 10 390,625 2560 167,769 25,6
2048 11 195,3125 5320 335,539 53,2
4096 12 97,65825 10240 571,078 102,4
8192 13 48,828125 20480 1342,156 204,8 16384 14 24,4140625 40960 2684,313 409,6 32768 15 12,20703125 81920 5368,616 819,2
Les tableaux précités indiquent pour une position correspondante de cavaliers permettant le positionnement de l'oscillateur de base 20 et du diviseur de fréquence manuelle 21 pour une division correspondante en puissance de deux effectuée par le sélecteur de fréquence programmable 22 de déterminer la fréquence du signal d'horloge de référence HP, les paramètres de mesure correspondant tels que la période de référence exprimée en microseconde, la période maximale mesurable exprimée en milliseconde, période de rotation de l'axe motorisé, ainsi que la période minimum mesurable exprimée en microseconde pour ce même axe motorise.
Le fonctionnement du sélecteur de fréquence programmable 22 peut être assuré par l'intermédiaire d'un registre 8 bits, mémorisant l'information de division de chaque diviseur affecté à une voie, cette information correspondant au chiffre de la puissance de deux des coefficients de division correspondants.
A titre d'exemple, non limitatif, pour un signal d'horloge de base HB de 8 MHz, lorsque le signal d'horloge de référence HP désiré est de 1 MHZ, le coefficient de division est égal à 8, soit à 23. Il est alors nécessaire d'adresser au registre 8 bits précité de mémorisation la valeur 3,
Afin d'assurer une meilleure sécurité de mesure1 le dispositif objet de l'invention comporte en outre un registre 7 indicateur d'état des deuxième compteurs de vitesse.Le registre 7 indicateur d'état est interconnecté au bus interne 1 du dispositif et reçoit de chaque deuxième compteur de vitesse une information indiquant un état de dépassement de capacité de comptage de chaque deuxième compteur de vitesse 5l, 52 et un état d'aptitude de mesure de vitesse en l'absence d'immobilité de l'axe motorisé correspondant, ou d'inadéquation de- la vitesse d'acquisition et de la fréquence du signal d'horloge Ha. de référence par rapport à la vitesse de l'axe motorise.
Afin d'assurer une meilleure sécurité de mesure1 le dispositif objet de l'invention comporte en outre un registre 7 indicateur d'état des deuxième compteurs de vitesse.Le registre 7 indicateur d'état est interconnecté au bus interne 1 du dispositif et reçoit de chaque deuxième compteur de vitesse une information indiquant un état de dépassement de capacité de comptage de chaque deuxième compteur de vitesse 5l, 52 et un état d'aptitude de mesure de vitesse en l'absence d'immobilité de l'axe motorisé correspondant, ou d'inadéquation de- la vitesse d'acquisition et de la fréquence du signal d'horloge Ha. de référence par rapport à la vitesse de l'axe motorise.
Ainsi, deux états sont envisageables pour le registre 7 indicateur d'état :
- le compteur de vitesse 51 ou 52 n'est pas pret * il n'y a pas de données disponibles et il sera nécessaire de revenir tester l'état de celui-ci.
- le compteur de vitesse 51 ou 52 n'est pas pret * il n'y a pas de données disponibles et il sera nécessaire de revenir tester l'état de celui-ci.
Ceci peut se produire si le système ou axe motorisé mesuré est immobile, ou si la vitesse d'acquisition est trop élevée par rapport à la vitesse de l'axe motorisé précité.
- le compteur de vitesse considéré 51 ou 52 est prêt : : celui-ci est considéré comme pret s'il n'y a pas de dépassement de capacité et la lecture de la donnée est alors possible. Dans le cas contraire, il faut constater le dépassement de capacité, la donnée n'ayant alors pas de signification. Une remise à zéro de l'état doit alors être effectuée.
Le registre d'erat des compteurs de vitesse 51, 52, permet alors de mémoriser deux informations, une information de dépassement de capacité du compteur de vitesse considérée et une information d'aptitude à la mesure de vitesse.
Le registre 7 indicateur d'état peut alors etre constitué par un registre commun aux deux voles, ou une vole multiple dans le cas ou plus de deux voies sont utilises, la lecture de l'état des deuxième compteurs 51, 52 de vitesse étant commune et la remise à zéro des bits Indicatifs de l'état du deuxième compteur correspondant 51 ou 52 étant indépendante.
On notera que la lecture des deuxième compteurs de vitesse 51, 52 est effectuée par une instruction de lecture sur les circuits d'entrées- sorties du microordinateur, par l'intermédiaire bien entendu du bus microordinateur, du bus interne 1 et de l'interconnexion par bus de chaque compteur de vitesse 51, 52 avec le bus interne I précité. Bien entendu, la lecture des compteurs de vitesse 51, 52 est effectuée apres contrôle de l'état des deuxième compteurs de vitesse par lecture du registre indicateur d'état 7.
On notera également que la lecture des compteurs de position 41, 42 est effectuée par une instruction de lecture sur les circuits d'entrée- sortie du microordinateur par l'intermédiaire du bus du microordinateur, du bus interne 1 et de l'interconnexion par bus de chaque compteur de position 41, 42 avec le bus interne 1.
On notera également que le dispositif de mesure de position et de vitesse d'axes motorisés, par échantillonnage à partir d'un microordinateur objet de l'inventions comporte en outre en vue d'assurer une fonction d'interface avec un robot par exemple, une unité convertisseur numérique analogique 6 connectée au bus interne 1 du dispositif et permettant d'engendrer une pluralité de tensions analogiques variables dans differentes plages de valeurs de variation. Ces tensions analogiques variables peuvent alors être utilisées comme tension de consigne d'un asservissement du robot par exemple.
En vue d'assurer l'intercommunication entre l'unité centrale du microordinateur et les premier 41, 42, deuxième 51, 52 compteurs de position et de vitesse, le registre 7 indicateur d'état, le convertisseur 6 numérique analogique précités, le dispositif objet de l'invention représenté en figure I comporte en outre un circuit 8 de contrôle et de sélection. Le circuit 8 de contrôle et de sélection précités peut être interconnecte au bus du microordinateur par l'intermédiaire d'un bus d'adresse et d'un bus de commande. L'adresse de base du dispositif est codée sur 10 bits et peut etre sélectionnée par commutation manuelle parmi quatre adresses prédéterminées.Le dispositif objet de l'invention réalisé sous forme de carte enfichable occupe huit adresses et peut être implante à quatre adresses de base différentes, les quatre adresses prédéterminées précitées, au niveau des entrées-sorties du microordinateur. Ces adresses sont réservées pour le développement de carte par l'utilisateur. Les accès au dispositif objet de l'invention, par programmation s'effectuent par des
Instructions d'entrée-sortie. A titre d'exemple non limitatif les quatre adresses de base prédéterminées peuvent correspondre aux adresses 300ut 308H, 310H et 318H exprimées en notation hexadécimale.
Instructions d'entrée-sortie. A titre d'exemple non limitatif les quatre adresses de base prédéterminées peuvent correspondre aux adresses 300ut 308H, 310H et 318H exprimées en notation hexadécimale.
On notera en outre que la lecture des compteurs de position 41 et 42 s'effectue par une simple instruction de lecture sur les entrées-sorties du microordinateur. Trois précisions cependant Sont possibles, simple précision, double précision, quadruple précision. Ce choix bien entendu doit tenir compte de la capacite des compteurs de position 41, 42 qui est de 65 536. On comprendra que plus la précision est importante, et plus la capacité maximum du compteur de position correspondante est atteinte rapidement Le choix de la précision de lecture de position peut être effectué par une sélection de mode par interruptéur.
On a ainsi décrit un dispositif de mesure de position et de vitesse d'axes motorisés par échantillonnage å partir d'un microordinateur, particulièrement performant dans la mesure où celui-ci à partir de composants ou éléments disponibles dans le commerce, permet dlassurer une lecture de position et de vitesse dans une très large gamme de précision.
Le dispositif objet de l'invention permet une optimalisation de la mesure de vitesse par une adaptation convenable de la fréquence du signal d'horloge de référence HR au domaine de vitesse à mesurer, ce qui permet une utilisation optimale des compteurs de vitesse 51 et 52 de capacité nécessairement limitée avec une précision maximale.
On notera en outre qu'en ce qui concerne la mesure de position, celle-cl est effectuée par simple lecture des compteurs de position 41, 42, cette mesure étant effectué par lecture directe en l'absence de conversion du décompte d'un nombre d'impulsions en mesure de position.
Claims (8)
1. Dispositif de mesure de position et de vitesse d'axes motorisés par échantillonnage à paroir d'un microordinateur caractérisé en ce qu'il comporte
- un bus interne (1) destiné à être interconnecté au bus du microordinateur,
- une horloge auxiliaire (2) de fréquence de base égale ou superieure à la fréquence de base de l'horloge du microordinateur, ledit dispositif comportant pour chacun des axes motorises
- une entrée (31,32) pour un codeur incrémental couplé à l'axe motorisé considéré et délivrant un signal codeur (SC1, 5C2),
- un premier (41,42) compteur, compteur de position, dont l'entrée est connectée à ladite entrée pour codeur incrémental,
- un deuxième (51,52) compteur de vitesse dont l'entrée est connectée à ladite entrée pour codeur incrémental, la sortie des premier (41, 42) et deuxième (51,52) compteurs de position et de vitesse étant connectée au bus interne (1) du dispositif et les premier t41,42) et deuxième (51, 52) compteurs de position et de vitesse étant séquences part les signaux délivrés par ladite horloge auxiliaire (2), la mesure de la position dudit axe motorisé étant effectuée par lecture dudit premier (41,42) compteur de position et la mesure de vitesse étant déterminée à partir d'un signal d'horloge de référence (HR), délivré par l'horloge auxiliaire (2), permettant une mesure du temps pendant lequel le signal codeur considéré est resté constant.
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'information de position délivrée par le signal codeur (SC1, SC2) est mémorisée par le premier (41,42) et le deuxième (51,52) compteurs de position et de vitesse est codée sur 16 bits.
3. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que en vue d'obtenir différentes gammes de mesure de vitesse, ladite horloge auxiliaire (2) est constituée par une horloge programmable permettant d'engendrer un signal d'horloge de référence (HR) de fréquence ajustable dans une plage de fréquence comprise entre la fréquence de base (Hl3) de l'horloge auxiliaire et quelques centaines de
Hertz.
- un sélecteur de fréquence programmable (22) recevant en fonction de la position du diviseur de fréquence manuelle (21) un signal de fréquence de base intermédiaire (HBi) de valeur donnée et permettant d'engendrer le signal d'horloge de référence.
- un diviseur de fréquence manuel 121) recevant le signal à fréquence de base (HB) et permettant d'engendrer par sélection manuelle une pluralité de signaux à fréquence de base intermédiaire (HB1),
- un oscillateur de base (20) délivrant le signal à fréquence de base (HB) de l'horloge auxiliaire,
4. Dispositif selon la revendication 3, caractérise en ce que ladite horloge auxiliaire (2) comporte
5. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérise en ce qu'il comporte en outre une unité convertisseur numérique analogique (6) connectée audit bus interne et permettant d'engendrer une pluralité de tensions analogiques variables dans différentes plages de valeur de variation.
6. Dispasitif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un registre (7) indicateur d'état des deuxièmes compteurs de vitesse, le registre (7) indicateur d'état étant interconnecté audit bus interne (1) du dispositif et recevant de chaque deuxième compteur de vitesse une infornatlon indiquant un état de dépassement de capacité de comptage dudit deuxième compteur de vitesse et un état d'aptitude de mesure de vitesse en l'absence d'immobilité de l'axe motorisé correspondant ou d'inadéquation de la vitesse d'acquisition et de la fréquence du signal d'horloge de référence par rapport à la vitesse de l'axe motorise.
7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit registre (7) indicateur d'état est constitué par un registre commun, la .lecture de l'état des deuxièmes (51, 52) compteurs de vitesse étant commune
et la remise à zéro des bits indicatifs de l'état du deuxième compteur correspondant (51,52) étant indépendante, la lecture des deuxièmes (51,52)
compteurs de vitesse étant effectuée par une instruction de lecture sur les circuits entrées-sorties du microordinateur apres contrôle de l'état des
deuxièmes compteurs de vitesse par lecture dudit registre indicateur d'état
8.Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que en vue d'asurer l'intercommunication entre l'unité
centrale dudit microordinateur et lesdits premier (41,42), deuxième (51,52) compteurs de position et de vitesse, ledit registre (7) indicateur d'état,
ledit convertisseur {6) numérique-analogique, ledit dispositif comporte en
outre un circuit (8) de contrôle et de sélection, ledit circuit (8) de contrôle
et de sélection pouvant être interconnecté au bus du microordinateur par
l'intermédiaire d'un bus d'adresses et d'un bus de commande, l'acresse de
base du dispositif étant codée sur 10 bits et pouvant etre sélectionnée par
commutation manuelle parmi quatre.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8800778A FR2626364B1 (fr) | 1988-01-25 | 1988-01-25 | Dispositif de mesure de position et de vitesse d'axes motorises par echantillonnage a partir d'un microordinateur |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8800778A FR2626364B1 (fr) | 1988-01-25 | 1988-01-25 | Dispositif de mesure de position et de vitesse d'axes motorises par echantillonnage a partir d'un microordinateur |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2626364A1 true FR2626364A1 (fr) | 1989-07-28 |
| FR2626364B1 FR2626364B1 (fr) | 1993-07-09 |
Family
ID=9362583
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR8800778A Expired - Fee Related FR2626364B1 (fr) | 1988-01-25 | 1988-01-25 | Dispositif de mesure de position et de vitesse d'axes motorises par echantillonnage a partir d'un microordinateur |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2626364B1 (fr) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3842347A (en) * | 1973-07-03 | 1974-10-15 | Gardner Denver Co | Rate measurement circuit |
| JPS51118477A (en) * | 1975-04-11 | 1976-10-18 | Hitachi Ltd | Detection method of fixed speed |
| DE2903819A1 (de) * | 1979-02-01 | 1980-08-07 | Edgar Prof Dipl Ing Dittmar | Hybride kaskadenregelung mit mikrocomputer fuer ein antennennachfuersystem |
-
1988
- 1988-01-25 FR FR8800778A patent/FR2626364B1/fr not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3842347A (en) * | 1973-07-03 | 1974-10-15 | Gardner Denver Co | Rate measurement circuit |
| JPS51118477A (en) * | 1975-04-11 | 1976-10-18 | Hitachi Ltd | Detection method of fixed speed |
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Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| ELECTRONIQUE INDUSTRIELLE, suppl. no. 1, mars 1986, pages 31-36, Paris, FR; I.HORDEN et al.: "Conception de systèmes structures à partir de microcontrôleurs" * |
| IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRY APPLICATIONS, vol. IA-20, no. 6, novembre-décembre 1984, pages 1473-1481, IEEE, New York, US; P.MOTA et al.: "Digital position servo system: A state variable feedback system" * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2626364B1 (fr) | 1993-07-09 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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