Устройство для автоматического разгона и замедления двигателя станка с программным управлением

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РАЗГОНА И З.АМЕДЛЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯ СТАНКА С nPOrPAMI-fflbIM УПРАВЛЕНИЕМ j содержащее генератор импульсов, выход которого соединен с первым входом управляемого делителя частоты, подключенного выходом к первым входам первого и второго элементов И, вторые входы которых соединены с первыми выходами блока сравнения, а выходы - с первым и вторым входами первого реверсивного счетчика соответственно, выходная шина которого подключена к первым входам блока сравнения и к выходу устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, в него введен блок управления ускорением, содержащий третий и четвертый элементы И, второй реверсивный счетчик, два блока совпадения , элемент ИЛИ-НЕ и два RS-триггера , первые входы третьего и четвертого элементов И подключены к выходу управляемого делителя частоты, вторые входы - к выходам первого и второго RS-триггеров соответственно, а выходы - к входам второго реверсивного счетчика, выходная шина которого соединена с вторым входом управляемого делителя частоты и с первым входом первого и второго блоков совпадения и с входами элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с R -входом второго R5 -триггера, J/ выход первого блока совпадения под- , ключен к R -входу первого R5 - триггера , 5 -вход которого соединен с вторым выходом блока сравнения, выход второго блока совпадения подключен к 5 -входу второго R5 -триггера, второй вход второго блока совпадения соединен шиной с третьим выходом блока сравнения, второй вход которого соединен с первым входом устройства, подключенного вторым входом к второму входу первого блока совпадения.

союз советских с оциАлистичксних

РеспуБлин

ИЮ (11) g g С 05 В 19/18

/,-ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ -=:

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3622485/24-24 (22) 14.07.83 (46) 23.10.84. Бюл. №- 39 (72) И.В. Иодо, Ю.Н. Кочелаевский, Е.А. Лебедев и Л.Я. Фабрикант (71) Институт технической кибернетики AH Белорусской CCP (53) 621.505.51(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 506001, кл. G 05 В 19/18, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР № 834669, кл. С 05 В 19/18, 1978 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РАЗГОНА И ЗАМЕДЛЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯ

СТАНКА С ПРОГРАММНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ содержащее генератор импульсов, выход которого соединен с первым входом управляемого делителя частоты, подключенного выходом к первым входам первого и второго элементов И, вторые входы которых соединены с первыми выходами блока сравнения, а выходы — с первым и вторым входами первого реверсивного счетчика соответственно, выходная шина которого подключена к первым входам блока сравнения и к выходу устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, в него введен блок управления ускорением, содержащий третий и четвертый элементы И, второй реверсивный счетчик, два блока совпадения, элемент ИЛИ-HF. и два RS-триггера, первые входы третьего и четвертого элементов И подключены к выходу управляемого делителя частоты, вторые входы — к выходам первого и второго RS-триггеров соответственно, а выходы — к входам второго реверсивного счетчика, выходная шина которого соединена с вторым входом управляемого делителя частоты и с первым входом первого и второго блоков совпадения и с входами элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с R -входом второго R5 -триггера, выход первого блока совпадения подключен к R †вхо первого R5 триггера, 5 -вход которого соединен с вторым выходом блока сравнения, выход второго блока совпадения подключен к 5 -входу второго А5 -триггера, второй вход второго блока совпадения соединен шиной с третьим выходом блока сравнения, второй вход которого соединен с первым входом устройства, подключенного вторым входом к второму входу первого блока совпадения, 1120287

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах программного управления.

Известно устройство для разгона и торможения исполнительного двигателя станка, содержащее задающий генератор, делитель частоты, суммирующий счетчик, блок управления, реверсивный счетчик, блок ключей, генератор опорных импульсов и блок вычитания, позволяющее получить кривую разгона и торможения, близкую к линейной в определенном диапазоне частот (1) .

Недостатками данного устройства являются невысокая точность и малый диапазон частот регулирования.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство для автоматического разгона и торможения двигателя станка с программным управлением, содержащее задающий генератор, делитель частоты, реверсивный счетчик, блок сравнения кодов, блок задания скорости, блок управления, накопитель и блок совпадения (2).

Недостатком йзвестного устройства является невысокая точность.

Цель изобретения — повышение быстродействия устройства.

l

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для автоматического разгона и замедленн!я дви3S гателя станка с программным управлением, содержащее генератор импульсов, выход которого соединен с первым входом управляемого делителя частоты, подключенного выходом к первым входам первого и второго элементов И, вторые входы которых соединены с первыми выходами блока сравнения, а выходы — с первым и вторым входами первого реверсивного счетчика соответственно, выходная шина которого подключена к первьпч входам блока сравнения и к выходу устройства, введен блок управления ускорением, содержащий тре- 0 тий и четвертый элементы И, второй реверсивный счетчик, два блока совпадения, элемент ИЛИ-НЕ и два КБтриггера, первые входы третьего и четвертого элементов И roäêëþ åíû к выходу управляемого делителя частоты, вторые входы — к выходам первого и второго RS-триггеров соответственно, а выходы — к входам второго реверсивного счетчика, выходная шина которого соединена с вторым входом управляемого делителя частоты и с первым входом первого и второго блоков совпадения и с входами элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с R-входом второго

RS-триггера, выход nepBnro блока совпадения подключен к R-входу первого RS-триггера, S — вход которого соединен с вторым выходом блока сравнения, выход второго блока совпадения подключен к S-входу второго

RS-триггера, второй вход второго блока совпадения соединен шиной с третьим выходом блока сравнения, второй вход которого соединен с первым входом устройства, подключенного вторым входом к второму входу первого блока совпадения.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 — временные диаграммы его работы; на фиг. 3 — блок-схема блока сравнения.

Устройство содержит генератор 1 импульсов, управляемый делитель 2 частоты, первый 3 и второй 4 элементы И, первый реверсивный счетчик 5, блок 6 сравнения, блок 7 управления ускорением, состоящий из третьего

8 и четвертого 9 элементов И, второго реверсивного счетчика 10, первого блока 11 совпадения, элемента

ИЛИ-НЕ 12, второго блока 13 совпадения, первого 14 и второго 15 триггеров.

Елок 6 сравнения (фиг. 3) состоит из АЛУ 16, элементов НЕ 17 и 18, элементов И 19 и 20, одновибратора

21, элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 22-25, 26, 27 — входы блока сравнения, 28-31 — выходы.

Устройство выполнено на микросхемах серии 155. (АЛУ вЂ” микросхема

К155ÈÏÇ, элементы НŠ— К155ЛН1, элементы И вЂ” К155ЛИ1).

Код, который подан на входы задания выполняемой функции, представлен в таблине.

1120287

SF

1 1 (CR О"

Вход

07 Об 05

03

Код

20

35

Номер вывода К155ИПЗ

Это соответствует функции А минус В минус 1. На входы А АЛУ 27 подается код П дА, на входы В 26

U ° Если В 7 А, на выходе CR3 (вывод 16 микросхемы К155 ИПЗ) форэ p мируется единичный потенциал, если А 0  — нулевой потенциал . На выходе А = В (вывод 14 микросхемы

К155 ИПЗ) формируется единичный по- тенциал, когда на всех выходах

F0 — F3 единичный потенциал, т.е. при равенстве кодов на входах А и В. В результате, если А > В, то формируется единичный потенциал на выходе элемента И 19 (выход 30 "Разгон"), если A (В, — на выходе элемента И 20 (выход .29 "Торможение" ).

Одновибратор 21 формирует импульс по отрицательному перепаду сигнала

А = В, т.е. одновременно с формированием сигналов "Торможение" и

"Разгон". С выходов FO — FÇ код поступает на элементы ИСКЛ!0ЧАК61ЕЕ ИЛИ

22-25, где происходит его сложение по модулю 2 с сигналом переноса

CR 3. В результате на выходе элементов 22-25 формируется код абсолютной величины разности А — В в прямом коде, поступающий на выход 31.

Остальные блоки реализованы известными способами и пояснений не требуют.

Устройство работает следующим образом.

Величина заданной скорости в виде двоичного кода U z> подается на вход 27 блока 6 сравнения, где сравнивается с текущим значением скорости Пщ . Код текущего значения скорости U p подается с реверсивного счетчика 5 на вход 26 блока 6 сравнения, а также на выход устройства и является скоростью отработки.

Если величина кода Uqцд больше величины кода Нотр (U ap > Uo>p), то блок 6 сравнения формирует на выхоо J з де 30 сигнал Разгон !, который разрешает прохождение через элемент

И 3 импульсов с делителя 2 на суммирующий вход реверсивного счетчика 5. На выходе счетчика происходит увеличение кода U p с частотой поступающих импульсов (режим "Разгон ) .

Если П цд (По, блок 6 сравнения формирует на выходе 29 сигнал Торможение",, который разрешает прохождение импульсов с делителя 2 на вычитающий вход счетчика 5. В результате код Uo уменьшается с частотой поступающих импульсов (режим Торможение" ).

При совпадении кодов (П оА

= U ) блок 6 прекращает формирование сигнала "Торможение" или

"Разгон". Это означает, что в счетчике записан код П

Частота выходных импульсов делителя 2 задается блоком 7 управления ускорением. На блок 11 совпадения поступает код величины максимального ускорения a„ „ . На второй вход блока !1 совпадения подается код текущего значения ускорения аот °

Блок 6 сравнения при формировании режима "Разгон" или "Торможение" на выходе 28 формирует импульс соответствующий по времени переднему фронту сигнала "Торможение" или "Разгон". Данный импульс устанавливает триггер 14 в состояние

"1,Сформированный триггером сигнал "Ускорение+ разрешает прохождение импульсов с выхода делителя 2 через эле!мент И 8 на суммирующий вход счетчика 10. Код О, формируемый в счетчике 10, поступает на вход параллельной записи информации делителя 2. Делитель 2 делит частоту импульсов, поступающих на его вход с генератора 1 в соответствии с зависимостью

1- р

2 к

1120287

1О

Когда величина кодаао,р станет рав-З5 на нулю, счетчик 10 обнулится, элемент ИЛИ-НЕ t2 сформирует сигнал, который сбросит триггер 15 в состояние "0". Триггер 15 прекращает формирование сигнала "Ускорение-" и в счетчике 10 устанавливается нулевое значение кода @aqua, а в счетчике 5 — код U»< = Uq». где f — частота на выходе делителя 2, F — частота генератора 1, п — разрядность делителя 2, К вЂ” величина кода, поступающего на вход 16. 5

Чем больше величина кода о р тем больше частота на выходе делителя 2. В результате в процессе сигнала "Ускорение+" частота импульсов на выходе делителя 2 и код по» плавно возрастают (фиг. 2). При совпадении величин кодовп„ „,и с о р блок 11 совпадения формирует сигнал, который сбрасывает триггер 14 в состояние "0" и тем самым снимает сигнал "Ускорение+". В счетчике 10 .устанавливается кода, . С этого времени увеличение кода а идет с постоянным ускорением, соответствующим кодубо,р =Оц . При достижении кода

4„ величины, при которой величина

U g» — Бд,р равна величине кодайо р, блок 13 совпадения формирует сигнал, устанавливающий триггер 15 в состояние "1". Триггер 15 формирует сигнал "Ускорение-", который разрешает прохождение импульсов с делителя 2 через элемент И 9 на вычитающий вход счетчика 10. В результате в процессе сигнала "Ускорение-" частота им- ЗО пульсов на выходе делителя 2 и величина кодаа„,р начинают плавно уменьшаться (фиг. 2).

Разрядность счетчиков 10 и 15, делителя 2, блока 6 сравнения, блоков 11 и 13 совпадения и элемента

ИЛИ вЂ  12 выбирается.в зависимости от необходимой дискретности, точности и плавности изменения задаваемых параметров скорости и ускорения при торможении и разгоне.

Реализуемая предлагаемым устройством функция зависимости скорости от времени при разгоне или торможении позволяет при заданной точности отработки значительно увеличить быстродействие систем в динамических режимах работы.

Повышение быстродействия достигается за счет сокращения времени разгона-торможения по сравнению с известными устройствами. Это особенно важно в тех случаях, когда системы ! работают преимущественно в динамических режимах (например, вычерчивание картографической продукции, когда фрагменты выводимого изображения соизмеримы с отрезками разгона-торможения). В подобных случаях быстродействие устройства определяется его быстродейстием в динамических режимах. Поэтому использование предлагаемого изобретения позволяет увеличить общую скорость отработки, а следовательно, и производительность в большинстве случаев в 1,3-1,5 раза.

Кроме того, вследствие задания ускорения по экспоненциальному закону, а не скачкообразно, уменьшаются ударные нагрузки в подвижных частях исполнительного механизма, что позволяет увеличить срок их службы,,а также уменьшить нежелательный шум, возникающий в механизмах при больших ускорениях (1 — 4 ) .

1120287 оели чина када omp

Величина

)ГРАЮ !нотр

Уасмема è Йимде

РелигиежГ

1120287

Составитель И. Швец .

Редактор Г. Волкова Техред Л.Никеш Корректор А. Тяско

Заказ 7739/34 Тираж 841 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4