奇偶校驗(yàn)法在二進(jìn)制編碼器刀架換刀控制中的應(yīng)用

陳賢國(guó)

(上海光華印刷機(jī)械有限公司,上海200436)

奇偶校驗(yàn)法在二進(jìn)制編碼器刀架換刀控制中的應(yīng)用

陳賢國(guó)

(上海光華印刷機(jī)械有限公司,上海200436)

通過(guò)奇偶校驗(yàn)程序系統(tǒng)能及時(shí)有效地檢測(cè)到當(dāng)前刀架位置編碼信號(hào)發(fā)生異常信息的情況,保證數(shù)控機(jī)床的安全、可靠運(yùn)行。

奇偶校驗(yàn);二進(jìn)制編碼器;數(shù)據(jù)傳送

Abstract：The system can check mistake messages about current turret with binary encode via program of parity check at once,and assure running of CNC machine tool safely and reliably.

Key words:parity check;binary encode;data transfer

奇偶校驗(yàn)是奇校驗(yàn)和偶校驗(yàn)的統(tǒng)稱,是校驗(yàn)數(shù)據(jù)傳送正確與否的一種比較有效的方法。一般情況下,奇偶校驗(yàn)碼是一種最簡(jiǎn)便、最直觀、應(yīng)用最廣泛的檢錯(cuò)碼。校驗(yàn)碼是由一組給定檢測(cè)的有效二進(jìn)制數(shù)據(jù)位和一個(gè)二進(jìn)制位(校驗(yàn)位)組成。在傳輸數(shù)據(jù)過(guò)程中奇偶校驗(yàn)對(duì)單個(gè)(或奇數(shù)個(gè))錯(cuò)誤而言檢錯(cuò)效果是非常有效的。但它只能檢出位錯(cuò)而無(wú)法糾正位錯(cuò)。因此,它通常用于對(duì)傳輸數(shù)據(jù)的正確與否的有效檢測(cè)[1]。

1 奇偶校驗(yàn)的原理

奇偶校驗(yàn)的原理是利用計(jì)算機(jī)內(nèi)一種特殊計(jì)算奇偶性運(yùn)算規(guī)則:1+1=0,1+0=1,0+1=1,0+0=0,在傳出數(shù)據(jù)中對(duì)一個(gè)有效的二進(jìn)制數(shù)據(jù)位外再添加一位便于檢測(cè)差錯(cuò)的校驗(yàn)位,而數(shù)據(jù)接收方則通過(guò)檢測(cè)該校驗(yàn)位用來(lái)驗(yàn)證發(fā)送方在數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中所傳數(shù)據(jù)是否有差錯(cuò)發(fā)生。

當(dāng)一組給定檢測(cè)的有效二進(jìn)制數(shù)據(jù)位和一個(gè)校驗(yàn)位中“1”的個(gè)數(shù)加起來(lái)之和為奇數(shù)的稱為奇校驗(yàn)(Odd Parity)。檢測(cè)的有效數(shù)據(jù)位中“1”的個(gè)數(shù)為奇數(shù),則校驗(yàn)位必定為“0”;而檢測(cè)的有效數(shù)據(jù)位中“1”的個(gè)數(shù)為偶數(shù),則校驗(yàn)位必定為“1”,以此保證傳送的數(shù)據(jù)滿足奇校驗(yàn)的要求。反之,當(dāng)一組給定檢測(cè)的有效二進(jìn)制數(shù)據(jù)位和一個(gè)校驗(yàn)位中“1”的個(gè)數(shù)相加之和為偶數(shù)的稱為偶校驗(yàn)(Even Parity)。檢測(cè)的有效數(shù)據(jù)位中“1”的個(gè)數(shù)為偶數(shù),則校驗(yàn)位必定為“0”;而檢測(cè)的有效數(shù)據(jù)位中“1”的個(gè)數(shù)為奇數(shù),則校驗(yàn)位必定為“1”。

在低速傳輸數(shù)據(jù)過(guò)程中奇偶校驗(yàn)是接收方用來(lái)驗(yàn)證發(fā)送方在傳輸過(guò)程中所傳數(shù)據(jù)正確與否的一種令人滿意的檢錯(cuò)方法。但是,若有偶數(shù)個(gè)數(shù)據(jù)位在傳輸中同時(shí)出錯(cuò),接收端就無(wú)法檢測(cè)出差錯(cuò),所以奇偶校驗(yàn)還不是一種十分安全可靠的檢錯(cuò)方法。而校驗(yàn)位的取值將使整個(gè)校驗(yàn)碼中的個(gè)數(shù)為奇數(shù)或偶數(shù),它是按奇或偶校驗(yàn)的規(guī)律產(chǎn)生的。

2 奇偶校驗(yàn)在數(shù)控機(jī)床中的實(shí)際應(yīng)用

在數(shù)控機(jī)床的旋轉(zhuǎn)刀架中廣泛采用一種二進(jìn)制刀架編碼器。該編碼器采用金屬碼盤,堅(jiān)固耐用,性能穩(wěn)定,具有較高的可靠性。刀架工位一般分4工位、6工位、8工位和12工位。

旋轉(zhuǎn)刀架是數(shù)控車床的主要功能部件,它能降低零件裝夾的輔助時(shí)間,提高機(jī)床的加工效率,同時(shí)能保證零件的加工精度,提高了零件的一致性。一旦系統(tǒng)執(zhí)行換刀指令(T碼),在尋刀的過(guò)程中PLC程序直接讀取二進(jìn)制刀架編碼器的編碼來(lái)確定目標(biāo)工位(通常情況下目標(biāo)工位=目標(biāo)刀具)。為了確保目標(biāo)刀具能轉(zhuǎn)到準(zhǔn)確的加工工位,在尋刀的過(guò)程中利用奇偶校驗(yàn)的方法對(duì)二進(jìn)制編碼器輸出的狀態(tài)信號(hào)進(jìn)行校驗(yàn),使得系統(tǒng)可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)編碼器輸出端信號(hào)發(fā)送到PLC輸入端的異常信號(hào),可以有效地避免在尋刀過(guò)程中發(fā)生尋刀錯(cuò)誤。

刀架編碼器校驗(yàn)位的正負(fù)邏輯可以根據(jù)用戶需要選定,而用戶需要的校驗(yàn)位正負(fù)邏輯則是由編碼器的信號(hào)源通過(guò)其內(nèi)部硬件電路處理直接產(chǎn)生校驗(yàn)碼來(lái)確定的。

編碼器輸出信號(hào)位(a1～a4)和校驗(yàn)信號(hào)位(a0)的信號(hào)通過(guò)連線發(fā)送給數(shù)控系統(tǒng)PLC輸入端進(jìn)行處理,如圖1所示。

圖1 編碼器信號(hào)與數(shù)控系統(tǒng)PLC連接

4位有效二進(jìn)制數(shù)據(jù)位編碼可以有16個(gè)十進(jìn)制數(shù)據(jù)(0～15),其偶校驗(yàn)碼如表1所示。表1中陰影部分為8工位刀架編碼器輸出信號(hào)位(a1～a4)的位置編碼(1～8)和校驗(yàn)信號(hào)位(a0)的邏輯狀態(tài)。

用奇偶校驗(yàn)的方法對(duì)數(shù)控機(jī)床二進(jìn)制編碼器刀架旋轉(zhuǎn)過(guò)程中每一個(gè)編碼刀位到位后的信號(hào)狀態(tài)進(jìn)行奇偶校驗(yàn)是保障機(jī)床安全運(yùn)行的一種非常有效的措施。因?yàn)橐坏?shù)控機(jī)床PLC系統(tǒng)檢測(cè)到當(dāng)前刀架位置編碼信號(hào)(假設(shè)信號(hào)地址為X0.0～X0.3)發(fā)生異常(如某連線斷)時(shí)通過(guò)奇偶校驗(yàn)程序就能及時(shí)有效地發(fā)出異常提示報(bào)警信息,從而保證了數(shù)控機(jī)床的安全、可靠運(yùn)行。

(1)編程實(shí)例1

對(duì)配以FANUC數(shù)控系統(tǒng)的機(jī)床而言,在實(shí)際對(duì)二進(jìn)制刀架編碼器輸出狀態(tài)信號(hào)進(jìn)行奇偶校驗(yàn)時(shí)可以直接選用PMC奇偶校驗(yàn)功能指令(SUB11)[2]進(jìn)行PMC程序編制,如圖2所示。

使用SUB11時(shí)必須注意:在FANUC PMC編程資料中OE=0為偶校驗(yàn),OE=1為奇校驗(yàn),而在實(shí)際使用中正好意思相反[3]。

(2)編程實(shí)例2

對(duì)于配以其他數(shù)控系統(tǒng)的機(jī)床而言,并非都具有類似FANUC PMC奇偶校驗(yàn)功能指令。因此,完全可以考慮選用可編程控制器的最基本指令編制奇偶校驗(yàn)程序,達(dá)到奇偶校驗(yàn)的目的。校驗(yàn)的程序不僅可以適合于不同PLC系統(tǒng)的奇偶檢測(cè),而且得到的檢錯(cuò)效果與SUB11完全一樣。

根據(jù)表1偶校驗(yàn)碼,僅選用FANUC PMC基本指令編制對(duì)8工位刀架的偶校驗(yàn)程序如圖3所示。

一旦a4(23)位的連線斷了,刀架轉(zhuǎn)到第8工位時(shí),則PLC系統(tǒng)接收到的編碼信號(hào)X0.0～X0.3均為“0”。根據(jù)表1中第8工位校驗(yàn)位的信號(hào)狀態(tài)(X0.5=1),此時(shí)在圖2“錯(cuò)位0”程序段檢錯(cuò)條件滿足而使R0.0地址輸出為“1”,即使出現(xiàn)亂碼時(shí)也完全可以進(jìn)行檢錯(cuò)。

表1 4位二進(jìn)制數(shù)據(jù)位偶校驗(yàn)碼

圖2 功能指令(SUB11)校驗(yàn)程序

3 結(jié) 語(yǔ)

奇偶校驗(yàn)方法不僅被廣泛應(yīng)用于對(duì)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸?shù)牟铄e(cuò)檢測(cè),而且利用其檢錯(cuò)的原理應(yīng)用于對(duì)數(shù)控機(jī)床實(shí)際刀架位置異常編碼信息的檢測(cè),而且檢錯(cuò)及時(shí),檢錯(cuò)方法簡(jiǎn)便而有效。對(duì)于不同的PLC系統(tǒng)用其本身的基本指令可以非常簡(jiǎn)單的編制奇偶校驗(yàn)程序,且程序易讀、易理解、適用性強(qiáng),是一種簡(jiǎn)單而有效的檢錯(cuò)手段,應(yīng)該完全可以被廣泛采用。

圖3 8工位刀架FANUCPMC基本指令偶校驗(yàn)程序

[1]蔣本珊.計(jì)算機(jī)組成原理[M].北京:清華大學(xué)出版社,2005.

[2]北京發(fā)那科機(jī)電有限公司.FANUC PMC梯形圖語(yǔ)言編程說(shuō)明書[M].北京:北京發(fā)那科機(jī)電有限公司,2001.

[3]陳賢國(guó).數(shù)控機(jī)床PLC編程[M].北京:國(guó)防工業(yè)出版社,2010.

Application of the Method with Parity Check in Tool Changing of Turret with Binary Encode

CH EN Xianguo
(Shanghai Guang Hua Printing Machinery Co.,Ltd.,Shanghai 200436,China)

T G 710.2

A

2010-01-12

陳賢國(guó)(1955-),男,高級(jí)工程師,主要從事數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用,E-mail:chenxianguo@hotmail.com

1674-540X(2010)02-031-04