Устройство для формирования корректирующих сигналов кинематических погрешностей

 

Изобретение относится к области программного управления станками и предназначено для формирования корректирунлцих сигналов для компенсации систематических ошибок положения кон ечных звеньев станка, вызванных, например, кинематическими погрешностями передач и т.д. Цель изобретения - упрощение устройства при сохранении его точности. Сигнал текущего положения .в зависимости от направления перемещения поступает на шины +i или - i Р этом сигналы поступают на вход счетчика, изменяя его состояние и кодированный сигнал на его выходе, каждому из которых соответствует определенное положение органа станка. При равенстве текущего и запомненного в дешифраторе положений кодов с одного из выходов дешифратора положений поступает сигнал на одну из шин блока памяти . При этом происходит сброс регистра и триггера блока памяти, а затем запись кодированного сигнала скорости в регистр и знака - в триггер . В этой точке (при импульсе записи ) первый счетчик-делитель находится в нулевом положении. Первый импульс -i через первый элемент И первого коммутатора осуществляет стробирование записи кода с регистра блока памяти в первый счетчикделитель и сброс второго счетчикаделителя в О. Далее этот импульс через коммутатор знака проходит на выход + Л устройства. Следующие импульсы на шине -f через первый коммутатор будут вычитаться из содержимого первого счетчика-делителя и суммироваться во втором счетчике- . делителе. При достижении нуля в первом счетчике-делителе следующий импульс через второй коммутатор опять поступит на второй элемент И и обеспечит запись кода скорости из блока памяти и сброс кода во втовом счетчике-делителе . При этом формируется корректирукщий импульс, который через коммутатор знака поступит на выход устройства. 3 з.п. ф-лы, 5 шт. о (Л to IsD 4iib СО to

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1224792 А (5D4 G 05 В 19 18 иихф

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3750866/24-24 (22) 30.05.84 (46) 15.04.86. Бюл. N9 14 (7 1) Саратовское специальное конструкторское бюро эубообрабатывающих станков (72) А.Ф.Петрунин и В.Н.Горелов (53) 621.503.55 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 822772, кл. С 05 В 19/18, 1978.

Авторское свидетельство СССР

N - 736050, кл. G 05 В 19/26, 1978. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ

КОРРЕКТИРУЮЩИХ СИГНАЛОВ КИНЕМАТИЧЕСКИХ ПОГРЕШНОСТЕЙ (57) Изобретение относится к области программного управления станками и предназначено для формирования корректирующих сигналов для компенсации систематических ошибок положения конечных звеньев станка, вызванных, например, кинематическими погрешностями передач и т.д. Цель изобретения — упрощение устройства при сохранении его точности. Сигнал текущего положения .в зависимости от направления перемещения поступает на шины +1 или - f„ . При этом сигналы поступают на вход счетчика, изменяя его состояние и. кодированный сигнал на его выходе, каждому из которых соответствует определенное положение органа станка. При равенстве текущего и запомненного в дешифраторе положений кодов с одного из выходов дешифратора положений поступает сигнал на одну из шин блока па— мяти. При этом происходит сброс регистра и триггера блока памяти, а затем запись кодированного сигнала скорости в регистр и знака — в триггер. В этой точке (при импульсе записи) первый счетчик-делитель находится в нулевом положении. Первый импульс - через первый элемент И первого коммутатора осуществляет стробирование записи кода с регистра блока памяти в первый счетчикЯ делитель и сброс второго счетчика- ® делителя в "0". Далее этот импульс через коммутатор знака проходит на выход + Ь устройства. Следующие им- С пульсы на шине — 1 через первый коммутатор будут вычитаться из содержи- ф мого первого счетчика-делителя и суммироваться во втором счетчикеделителе. При достижении нуля в пер-. вом счетчике-делителе следующий импульс через второй коммутатор опять поступит на второй элемент И и обеспечит запись кода скорости из блока 40 памяти и сброс кода во втором счетчике-делителе. При этом формируется корректирующий импульс, который через коммутатор знака поступит на выход ь устройства. 3 з.п. ф-лы>

5 ил. 3

1224792 3

Изобретение относится к программному управлению станками н предназначено для формирования корректирующих сигналов для компенсации систематических ошибок положения конечных звеньев станка, вызванных, например, кинематическими погрешностями передач, несаоснастью соединений и систематической погрешностью датчиков положения °

Целью изобретения является упрощение устройства при сохранении его точности.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства, на фиг. 2 — функциональные схемы дешифратара и блока памяти; на фиг. 3 — схема коммутатора знака, на фиг. 4 — пример формирования приближенного сигнала систематической погрешности, на фиг,, 5а — более подробный пример формирования приближенного сигнала систематической погрешности, на фиг. 5б — временная диаграмма работы устройства.

Устройство содержит счетчик положения 1 (фиг ° 1), дешифратор 2, блок памяти 3, первый 4 и второй 5 элементы И, первый 6 и второй 7 счетчики-делители, формирователь 8 импульсов, состоящий иэ первого 9 и второго 10 элементов задержки, первого 11 и второго 12 коммутаторов импульсов, устройство также содержит каьыутатар

13 знака. В дешифратор 2 входят элементы И-ИЛИ 14,, 14 ...14, элементы 2И ИЛИ 15 15z ° ° ° 15к фармирова тели импульсов 16 и 17. Блок памяти

3 содержит формирователь импульсов

18, группу элементов ИЛИ 19, элементы ИЛИ 20, 21, регистр 22, триггер 23.

Коммутатор 13 знака состоит из элемента ИЛИ 24, элементов И 25 и 26.

На фиг. 1 обозначены - 3 „, +" „ шины вхоцных импульсов, на фиг. 2—

sigv — знаковый выход блока 5 памяти, на фиг. 4 и 5 — p — сигнал систематической погрешности, 3 — систематическая погрешность, p — положение привода, b — уча" òêè с постоянной скоростью чзменения погрешности,„ г,... „,„ - сигналы перемещения,„ соответствующие одному импульсу коррекции, < — точка реверса.

Счетчики 1 6 и 7 выполняю ся реверсивными. Время задержки элементов 9 и 10 выбирается не меньше времени переходных процессов в элементах 1-3 и не больше периода максимальной ecTOTbl следования импульсов на входах + или -, . Л при на хождении счетчика 6 (или счетчика 7, в нулевом состоянии на ега выходе

11

Равенства нулю" появляется сигнал (R — сбрасовье входы счетчиков).

Коммутатор знака 13 работает следу-ющим образам. При высоком уровне сигнала на управляющем входе коммутатора знака сигналы с информационных входов поступают на выход + 5,, а при низком уровне сигнала — на вьг<од — Ь

Подготовку устройства к работе осуществляют следующим образом.Предварительна измеряют и записывают сигнал систематической погрешности, например ат кинематической погрешности передачи станка или погрешности измерения положения. По полученчай записи формируют приближенный сигнал, соответствующий сигналу оь систематической погрешности 3 (фиг.

4) относительно заданного или текущего положения у привода. Сигналы составляют участки 1 с постоянной скоростью изменения погрешности.

Запоминают положения (f,--q привода,. которые соответствуют границам участкоь L . Для сравнения на фиг. 4 показаны также положения q - при2 < 2.1> вада, соответствующие границам участков, составляющих приближенный сигнал, формируемый устройством-прототипом. Запоминание положений cf,- q осуществляют для каждого конкретного станка в дешифраторе 2, например, путем соответствующей распайки прямых и инверсных входов элементов 14—

14„к выходам счетчика 1. Для каждого положения q (участка) запоминают в блоке 3 сигнал скорости и знака коррекции. Это осуществляется, например, распайкой входов элементов 19 и 20 на соответствующие шины (i...k). Формирователи 16 и 17 служат для повышения надежности работы хемы и обеспечивают выдачу информации с дешифратора 2 по скончании

»egexop,íûõ процессов в счетчике 1.

С помощью элемента 21 и формирователя 18 обеспечивается сброс регистра 22 перед записью в нега новой информации.

Устройство работает следующим образам.

Сигнал текущего положения в зависимости от направления перемещения поступает на шины 5 ь ьили -1 . При

12 этом сигналы поступают на вход счетчика 1, изменяя его состояние и соответственно кодированный сигнал на выходе. Каждому кодированному сигналу с выхода счетчика 1 соответствует определенное положение органа станка. При равенстве текущего и запомненного в дешифраторе 2 положений с одного из выходов дешифратора 2 поступает сигнал на одну из шин (1...k) блока 3 памяти. При этом происходит сброс регистра 22 и триггера 23 по ду R через элементы 21 и 18, а затем запись кодированного сигнала скорости в регистре 22 и знака в триггер 23. Сброс осуществляется укороченным импульсом, формируемым формирователем 18 по переднему фронту импульса формирователя 17. Запись осуществляется импульсом с формирователя

17 после окончания импульса формирователя 18. На диаграмме фиг. 5 показан только импульс записи. В этой точке счетчик 6 находится в нулевом положении. Первый импульс - (он выделен на диаграмме}, задержанный элементом задержки 9, через первый элемент И коммутатора 11 осуществляет стробирование записи кода с регистра 22 в счетчик 6 (фиг. 5б, сиг" нал строб. И4 уст. "0" 7} и сброс счетчика ? no шине "Уст.0"

Далее этот импульс через коммутатор знака проходит на выход + d устройства (И ). Перемещение, соответствующее этому импульсу, условно обозначено на фиг. 5а. Следующие импульсы на шине -1 через коммутатор 11 (второй элемент И) будут вычитаться из содержимого счетчика 6 и суммироваться в счетчике 7. При достижении нуля в счетчике 6 следующий импульс через верхний элемент И коммутатора опять поступит на вход схемы элемента И 5 и обеспечит запись кода скорости из блока 3 и одновременно обеспечит сброс кода в счетчике 7.

При этом формируется корректирующий импульс, который через коммутатор 13 знака поступит на выход + ь устройства, так как в триггере Т записан знак погрешности "+", который присутствует на управляющем входе коммутатора 13 знака.

Корректирующие импульсы при обработке рассматриваемого участка с постоянной скоростью будут появлять24792 4 ся на выходе устройства через k импульсов

17 f6 ь

45

55 го

35 где h — приращение ошибки в единицах дискретности.

Для этого код скорости, записываемый в регистр 22, будет меньше k на единицу.

В точке с происходит смена знака приближенного сигнала погрешности и величины кода скорости, так как ( зафиксирована в дешифраторе 2, аналогично в точке с - . Однако, так как сигнал на управляющем входе коммутатора 13 изменится, то корректирующий импульс появится на выходе — Ь

Согласно диаграмме в точке Ч

М происходит реверс перемещения. При этом импульсы, присутствующие на шине -, вычитаются из счетчика 7 и суммируются в счетчике 6. При равенстве нулю счетчика 7 (это будет в точке Ц ) формируется импульс сброса счетчика 6 и запись кода соседнего участка - в регистр 22.

Б точке осуществляется запись кода скорости и знака соседнего ((-Ip ) участка в регистр 22. Перед этим состояние счетчика будет равно нулю, н задержанный через элемент 10 задержки импульс сбросит счетчик 6 и запишет код скорости из регистра 22 через элемент И 5 по сигналу "строб.

И 5" с выхода первого элемента И коммутатора 12.

Необходимо отметить, что при использовании устройства в системах

ЧПУ, сигналы + h и - Ь суммируются с сигналами + и — f соответственно (не показано).

Формула изобретения

1. Устройство для формирования корректирующих сигналов кинематических погрешностей, содержащее счетчик положения, дешифратор, первый счетчик-делитель.и формирователь импульсов, первый выход которого соединен со входом установки нуля первого счетчика-делителя, выходы счетчика положения подключены к группе входов дешифратора, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства при сохранении его точности, оно содержит блок па1224/92 мяти, второй счетчик-делитель, два элемента И и коммутатор знака, сое-. диненный управляющим входом со з Iaкавым выходом блока памяти, который входами соединен с выходами дешифратора, а информационными выходами— с информационными входами первого и второго элементов И, стробирующие входы которых подключены соэтветственно ка второму и первому выходам фар??ирователя импульсов, а выходы— к информационным входам первого и второго счетчиков-целителей соответственно, формирователь импульсов первым выходом соединен с п»врвь?? информационным входом коммутатора знака, вторым выходом — со входом установки куля второго счетчика-дели-.еля и втopb?M HH opMeUHOHII61M Вхо дом коммутатора знака, выходы которого являются выходами устройства, формирователь импульсов трeTüèì выходом подключен к вычитающему входу первого счетчика-делителя и суммирующему входу второго счетчика-делителя, четвертым выходом — к суммирующему входу первого счетчика-делителя и вычитающему входу второго счетчика-целителя, первый и в1 арой 30 входы формирователя импульсов соединены с импульсными входами счетчика положения и дешифратора и являются входами устройства, а третий и четвертый входы формирователя импульсов подключены к выходам "Равенство нулю" первого и второго счетчиков-делителей соответственно. г. Устройтво 1?о 1. 1, o T J»I— ч а ю щ е е с я тем, то фармиро- що ватель импульсов содержит два элемента задержки и два коммутатора, каждь?й из которых состоит из двух элементов И, причем первые вхоцы элементов И первого и второго комму?атс»-,1; рав соединены через соответствующие элементы задержки соответственно с первым и вторым входами формирователя импульсов„, вторые .входы элементсв И вЂ” " третьим и четверть?м вхацамп фармиро.- ателя импульсов, выход?ы первых элементов И вЂ” со вторым и первым выходами формирователя импульсОв, а Выход61 втОрых элементОв И с третьим и четвертым выходами формироватепя и? шульсОв °

3. Устройство по и. 1, а т л и ч а ю щ е е с н TPM чта блок па мяти с Оде ржи т I 1> yr? IIy элементОв ?1ЛИ, первый и втарэй элементы ИЛИ формирователь импульсов, регистр и триггер, причем элементы ИЛИ подключены к шинам, соединенным са входами блока памяти, первый элемент ИЛИ выходом соединен с Б-" õ,îä àì триггера, вьход которого является знакавь?м выходом блока памяти„ второй элемент ИЛИ выходом подключен через формирователь импульсов к входам установки нуля триггера и регистра, информационные входы которого соединены с выходами группы элементов ИЛИ, а выходы регистра подключены к информационным выходам блока памяти.

4. Устройство по и. 1, а т л и ч а ю щ е е с я тем, чта дешифраTop содер?кит элементы И-ИЛИ „элементы

2И-ИЛИ и два формирователя импульсов, ??ричем элеMPHT61 И-ИЛИ IIOI»IIJIIO»reH61 K группе входов дешифратора, выхоцы элементов И--ИХГЛ соединены с первыми входами элементов 2Н-ИЛИ, вторые входы которых подключены к выходу первогс формирователя импульсов, третьи входы — к выходу второго формирователя импульсов, четвертые входы всех элементов -H-ИЛ4, кроме последнего, соединены с первыми входами последующих элементов 2И-ИЛИ, а четвертый

sxop, посл» диего элемента 2И-ИЛИ Iropключен к первому входу первого элемента 2И-И»ЛИ, выходы элементов 2И-И1П? соединены с выходами дешифратора, :входы формирователей импульсов под:::лю ены к импульсным входам дешифраторе., f224792

1224 i 92

5<рл um дломоЗ о ) зсмк. Р& гютдЩ фф усю„Р" 7 с про l/5 у ет„Р 6

„Shayn

Составитель А,Исправникова

Редактор Н.Слободяник Техред Н.Бонкало

Заказ 1952/48 Тираж 836

ВНИИНИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Корректор N. Пожо

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие,, г„ Ужгород, ул. Проектная, 4