Система для программного управления

 

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано для управления фрезерными станкам и другими видами технологическогооборудования , в котором .необходимо осуществлять коррекцию эквидистанты. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей системы, которое достигается реализацией функции коррекции эквидистант-, представляющих собой ломаную линию. Система содержит блок ввода программы , интерполятор, пять элементов ИЛИ, четыре элемента И, два делителя частоты, два триггера, коммутатор, элемент НЕ, два регистра, два блока определения знака перемещения, пульт коррекции, два блока управления приводами и два устройства коррекции . программ, каждое из которых содержит коммутатор, триггер, три элемента ИЛИ, два элемента И, два делителя частоты, формирователь синхроимпульсов , сумматор, блок умножения и блок деления. 4 ил. i СЛ ISP 4 а о СЛ САЭ

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1У11 4 G 05 В 19/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АSTGPCHGMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР по делАм изОБРетений и ОткРытий (21) 3809999/24-24 (22) 11. ) 1. 84 (46) 23.07.86. Бюл. В 27 (72) В.Л. Кошкин,, Э.Т. Горбенко и В.А.Семенов (53) 621.503.55 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 983651 кл. С 05 В 19/18, 1981.

Кузнецов С.П, Линейный интерполятор ИЛ-2. В сб. Электроавтоматика ,станков. Способы подготовки программы и интерполяторы для контурных систем числового управления станками. -М.: Машиностроение, 1970, с. 71-79. (54) СИСТЕМА ДЛЯ ПРОГРАММНОГО УПРАВ ЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано для .управления фрезерными станками и

„„SU„„1246053 А 1 другими видами технологического обо- рудования, в котором необходимо осуществлять коррекцию эквидистанты.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей системы, которое достигается реализацией функции коррекции эквидистант-, представляющих собой ломаную линию.

Система содержит блок ввода программы, интерполятор, пять элементов

ИЛИ, четыре элемента И, два делителя частоты, два триггера, коммутатор, элемент НЕ, два регистра, два блока определения знака перемещения, пульт коррекции, два блока управления приводами и два устройства коррекции . программ, каждое из которых содержит коммутатор, триггер, три элемента

ИЛИ, два элемента И, два делителя частоты, формирователь синхроимпуль-! сов, сумматор, блок умножения и блок деления. 4 ил.

l246053

20

50

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано для управления фрезерными станками и другими видами технологического оборудования, где необходимо осуществлять коррекцию эквидистанты.

Целью изобретения ;является расширение функциональных возможностей системы.

На фиг, 1 представлена блок-схема системы для программного управления; на фиг. 2 — схема обработки детали прямоугольной формы и выхода инстру. мента.на траекторию; на фиг. 3 — схема обработки детали в форме квадрата (повернутого) и выхода инструмента на траекторию; на фиг. 4 - таблица определения знака, используемого при расчете величин корректировок.

Система (фиг.l) .содержит блок I ввода программы, интерполятор 2, первый 3 коммутатор,,первый 4 и вто. Рой 5 делители частоты, первый б и второй 7 элементы ИЛИ, первый 8 и второй 9 блоки определения знака перемещения, пульт 10 коррекции, первый

Регистр Il (регистр величины коррекции радиуса фрезы), второй регистр

12 (регистр величины радиуса фрезы), первый 13 и второй 14 К - S--триггеры, третий элемент HJIH 15, элемент

НЕ 16, первый 17 и второй 18 элементы И, четвертый элемент ИЛИ 19, третий 20 и четвертый 21 элементы И, пятый элемент ИЛИ 22, блоки 23 „ управления приводами (соответственно по каналам Х и V), приводы 24„ исполнительного двигателя, устройства

25, коррекции программ. Каждое устройство коррекции программ (фиг.1) состоит иэ второго коммутатора 26, третьего R — - S-триггера 27, шестого

28, седьмого 29 и восьмого 30 элементов ИЛИ, пятого 31 и шестого 32 элементов И, третьего 33 и четвертого 34 делителя частоты, формирователя 35 синхроимпульсов, сумматора 36, блока

37 умножения, блока 38 деления. Линии 39 — 49 — межблочные связи системы.

Система работает следующим образом.

Программа обработки детали представляет собой траекторию движения центра фреэы (фиг.2) из нулевой точки О к первой точке А, лежащей на эквидистантном контуре,.удаленном от обрабатываемой поверхности детали на величину радиуса фрезы R обхоц по этому контуру АБЕИМК в любом направлении с последующим возвращением в точку О. Для того, чтобы устройство могло работать и корректи ровать эквидистантный контур, необходимо траекторию разбить на кадры программы следующим образом: ОА, АБ, БС, СДв ДЕ ЕЖэ ЖЗэ ЗИ ИКе КЛв JIM MH

НА, АО. В кадре OA программы, кроме основной информации, задается команда

"Признак внутреннего контура W", в кадре АБ, кроме основной информации, команда "Признак внешнего контура V в кадре БС вЂ” команда "V" в кадре СД дополнительные команды отсутствуют, в кадре ДŠ— команда "V" в кадре ЕЖ команда "W", в кадре ЖЗ дополнитель-; ные команды отсутствуют, в кадре

ЗИ и ИК задается команда "Ч", в кадре КЛ дополнительные команды отсутствуют, в кадрах ЛИ и MH - команда "V" в кадре HA дополнительные команды отсутствуют, в кадре АО задается ко25 манда " 1", На. фиг. 2 и 3 участки (кадры) траектории, где задана команда обозначены однои черточкой, а участки (кадры) траектории, где задана

30 команда "V" — двумя черточками. При таком разбиении траектории движения инструмента в случае, если использу-ется фреза, не радиуса К, а радиуса

К вЂ” лК, она двигается по траектории, обозначенной буквами со штрихами, т е. для фиг 2 ОАБ С Д Е Ж 3 И К Л

И Н А О. Эта траектория также является эквидистантной к контуру детали, но отстоящей от него на величину,R — йК. Следовательно, необходимо так скорректировать исходную траекторию, отстоящую от контура детали на величину dR, чтобы она превратилась в траекторию,.отстоящую ст контура детали на величину

R — 6R причем начальной и конечной точкой скорректированной и не скорректированной траекторией должна быть точка О.

Из фиг. 2 и 3 видно, что для получения скорректированной траектории необходимо скорректировать только те кадры, которые отмечены одной или двумя черточками: при знаке a,R — .

1минус" и признаке внешнего контура модуль перемещения должен уменьшаться, при знаке лК вЂ” минус и признаке внутреннего контура

1246053 (2) а 7 «Я дс лс аК

Х °

К д (3) 7 лК

R М (4) 30 увеличиваться, При положительном знаке hR ситуация меняется на обратную.

-Корректированные участки отличаются от некорректированных на величины 8„, 3„, Так, проекции отрезка

Д С на координатные оси Х, Y отличаются от проекций отрезка Д и С на величины 8„ и 8„, т.е.

Из подобия треугольников легко видеть, что величины о и б„ равны: х

Тогда для любого кадра программы, в котором присутствуют дополнительные команды: Признак внешнего кон, tf тура V" и "Признак внутреннего контура W" скорректированные величины определяются по формулам

I (дХ аХ + -- ЬХ!1 (5)

I.47„! = I Л7 + -- ь7 (б) аК причем знаки в формулах (5) и (б) определяются по описанному закону в зависимости от знака лR и наличия команд Ч и W который можно представить в виде таблицы (фиг.4).

Таким образом, предлагаемая система работает по следующему алгоритму: кадры программы, в которых нет команд признаков "V",. и "W", бтрабатываются без коррекции, а кадры, в которых есть команда "Ч" или "W" отрабатываются с коррекцией в соответствии с формулами (5) и (6) со знаками поправок, соответствующими таблице (фиг.4).

Рассмотрим, как происходит отработка кадров программы, в которых отсутствуют команды "Ч" или "W".

Программа отработки вводится с некоторого источника информации, например, с перфоленты в блок 1 ввода программы, в котором происходит ее дешифрирование и запоминание в промежуточной памяти, из которой она

l0

l5

55 распределяется по блокам устройства следующим образом. Информация о величине перемещения ЬХ, л7 и скорости подачи F заносится в блок 2 интерполятора. Команды "Признак внешнего контура V" и "Признак внутреннего контура W" записываются в R — S-триггеры 13 и 14. Перед началом работы с помощью пульта 10 коррекции оператор набирает величину расчетного радиуса фрезы R которая запоминается в регистре 12, и величину дК отклонения радиуса реальной фрезы от расчетного радиуса R которая запоминается в регистре ll. Кроме того, на пульте 10 устанавливается в определенное положение тумблер выбора знака коррекции: + аК или -AR. Программа, составленная описанным образом с использованием команд "Ч" и W", с некоторого носителя, например, с перфоленты, поступает на вход блока 1 ввода программы. Сигналом, saпускающим ввод определенного кадра программы, является импульс ИУ2, который вырабатывается интерполятором

2 после импульса управления ИУ1, Импульсы ИУ1 и ИУ2 вырабатываются интерполятором 2 по окончании отработки каждого кадра, а также :ри нажа- тии кнопки "Пуск" на пульте интерполятора (не показана) .

Блок 1 ввода программы дешифрирует вводимую информацию, запоминает ее в промежуточной памяти, и по окончании отработки интерполятором очередного кадра распределяет ее по блокам. следующим образом. Информация о величинах перемещений 6Х, а7 и о величине подачи F передается в интерполятор 2, информация о знаках координатных перемещений аХ, Я." передается в блоки 8 и 9 определения знака перемещения соответственно.

Команды "V" и "W" если они имеются, устанавливают в единичное состояние

R — S-триггеры 13 и 14. Поскольку триггеры 13 и 14 сбрасываются импульсом ИУ1, то команды "V" и "W" действуют только в течение одного кадра.

Если в кадре программы отсутствуют команды "V" и "W", то кадр отрабатывается беэ коррекции. При этом система работает следующим образом.

Интерполятор 2 отрабатывает введен- . ную информацию, и .учетверенные приращения .4лХ и 4АУ с е"о выходов поступают на входы коммутатора 3..

Информация вырабатывается интерпо1246053 лятором с учетверением, что при построении интерполяторов на умножителях необходимо для обеспечения равномерности следования:выходных импульсов, т,е. точности интерполяции.

Поскольку команды "И" H "Ъ™ сутствуют, R — S-триггеры 13 и 14 находятся в нулевом (К)состоянии, и на выходе элемента ИЛИ 15 также 10 нулевой сигнал, а на выходе элемента НЕ 16 имеется единичный сигнал.

Этот сигнал; является признаком работы без коррекции и поступает на управляющий вход коммутатора 3 и

15 управляющие входы ко мутатора 26 устройств 25 „ и 25 коррекции программы. Поскольку на коммутатор 3 воздействует сигнал .Ðàáîòà без коррекции, то выходные сигналы интерполятора коммутируютсй на входы делителей 4 и 5 частоты, выполняющих роль сглаживающих делителей, и. с их выходов импульсы приращений аХ, лУ поступают на входы элементов ИЛИ 25

6 и 7, с выходов которых подаются на входы блоков 8 и 9 определения знака. Последние коммутируют импульсы приращения аХ, йУ в каналы

ПЛЮС ИЛИ МИНУС В COOTHPTCTBHH с заданными знаками. Выходные сигналы схемы 8 выбора знака поступают на входы коммутатора 29 блока 27 коррекции программы по коорцинате Х, Выходные сигналы блока опрецеления

"с знака перемещения поступают на входы

I аналогичного коммутатора блока 28 коррекции программы по координате у.

Рассмотрим работу устройства 25 коррекции программы, так как работа устройства 25 коррекции программы аналогична. Так как на управляющем ,входе коммутатора 26 имеется сигнал

"Работа без коррекции", то информация + 6X коммутируется на входы .эле- ментов ИЛИ 29 и 30 соответственно, а с их выходов — на вхоцы блока 23 управления приводом. Выходной сигнал блока 23, управления приводом поступает на вход привода 24„ испол- нительного двигателя станка, который управляет исполнительным двигателем координаты Х станка. Аналогично работает устройство по координате У, В случае, если в кадре задана ко- > манда "V" и "N" система работает следующим образом. Пусть для опре-. деленности в кадре создана команда т,е, признак .внешнего контура

Заметим, что задавать одновременно команды Ч" и "N" нельзя„ так как контур не может быть одновременно и внутренним и внешним. Б этом случае R — S--триггер 13 устанавливаетcÿ в положение единицы I,S) и его выходной сигнал, воздействуя на вход эле . AT@ ИЛИ 15, формирует на его и -и выходе сигнал Работа с коррекциеи который поступает на входы коммутаторов 3 и ?6 в устройствах 25, и 25

Кроме того, единичный сиг wi с выхода триггера 13 по-тупает на элементы И

17, 20. Совокупность элементов И 17, 1 8 и ИЛИ 19 реализует функцию формирования сигнала суммирования попра"

tt вок — Признак сложения, а элементов И 20, 21 и элемента ИЛИ 22

tt функцию поправок вычитания — Признак в

«ычитания

Прн этом реализуется логика по таблице на фиг.4, для чего подаются

tt tt сигналы знака поправки плюс или

"минус с пульта 10 и команды "V"t и

"Ь" с выходов триггеров 13 и 14. Дпя случаев, изображенных на фиг. 2 и 3, (gR имеет знак минус ., следовательно,. два единичных потенциала присутствуют на входах элемента И 20, и на выходе элемента ИЛИ 22 будет сигнал Признак вычитания, TBK как на входе коммутатора 3 присутствует

° tl сигнал Работа с коррекцией, то он коммутирует выходные сигналы интерполятбра 2 — 4 4Х и 4 ЛУ непосредственíî íа входы элементов ИЛИ 6,7, с выхода которых через блоки 8 и 9 определения знаков перемещений они поступают по каналам соответствующих знаков на входы коммутаторов 26 устройств 25 и 25„ Так как на входы

1 коммутатора 26 теперь присутствует сигнал "Работа .с коррекцией", сигналы г.оявляются на выходах, подклю- . ченных ко входам триггера 27 и элемен-à "ИЛИ 28, I

Если на входе коммутатора была в te информация по каналу плюс, то она появится на выходе коп,мутатора 26, подключенного к S-входу триггера 27; если по каналу "минус — то на входе 2,, благодаря чему триггер 27 запоминает знак перемещения. Какой бы знак ни был у выходных импульсoF. 44Х, они появляются на выходе .элемен-а ИЛИ 28„ Каждый выходной имиулbc этого элемента поступает на

1246053

10 (фиг.2 и 3), задается команда, обрат15 ная участку контура, на который не20

40 формирователь 35 синхроимпульсов, на блок 37 умножения.и сумматор Зб.

При этом формирователь 35 синхроимпульсов вырабатывает импульс синхронизации, который поступает затем на один из входов сумматора 39.

Блок 37 умножения на каждый запускающий импульс формирует пачку импульсов высокой частоты, причем число импульсов .в пачке точно равно величине дК, следовательно число импульсов на выходе блока 37 умножения равно 4AX = аК. Эти импульсы посту лают на вход блока 38 деления, на выходе которой появляется один импульс на каждые R импульсов на входе.

Р

Таким образом, на выходе блока 41 деления ймеем величину 4йХ йК : R, т.е. 45 Эта величина поступает на вход сумматора 36, Сумматор 36 при наличии сигнала "Признак сложения" осуществляет сложение 4ЛХ с

4b„, а при наличии сигнала "Признак вычитания осуществляет операцию вычитания из величины 4dX величины 48 . Таким образом, на выходе сумматора 39 образуется последовательность импульсов, представляющая собой выражение (4йХ + 48„). Эта последовательность с выхода сумматора 36 поступает на входы элементов И 31,32. Эти элементы управляются едичичным и нулевым выходами триггера 30, состояние которого зависит от знака перемещения по координате Х. При знаке "плюс" открыт элемент И 31 при знаке "минус"— элемент И 32. !

С выходов элементов И 31,32 последовательность импульсов, равная +(4йХ + 48„), поступает на входы блоков 36 и 37 деления соответственно. С выходов блоков ЗЗ и 34 деле1 ния после деления на четыре на элементы ИЛИ 32 и 33 поступает последовательность, равная йХ + 8„,, т.е. величина скорректированного приращения согласно формулам (5) и (6) . С выхода элементов ИЛИ 22 и 30 эти 50 импульсы поступают на входы блока

23„ управления приводом. Если в кадре задана команда - 11", то в"единице" будет триггер 14. Так как его выход объединен элементом ИЛИ 15 55 с единичным выходом триггера 13, то понятно, что устройство будет работать полностью аналогично предыдущему режиму; только,по-.другому будет вырабатываться признак сложения и признак вычитания, что очевидно из таблицы, приведенной на фиг.4.

Простота программирования, благодаря которой не требуется третьей команды 110тмена коррекции11, достигается за счет того, что точка О, в которой находится .;инструмент перед выходом на эквидистантную траекторию, выбирается на расстоянии R по нормали к эквидистантному контуру, В кадре, в котором задано-перемещение ОА обходимо выйти. Так, для внешних контуров (фиг.2 и 3) задается признак

"W" внутреннего контура, для внутренних контуров задается "V" - признак внешнего контура. В результате система сама вычисляет поправки и знаки, выводит инструмент вместо точки А в точку А . Та же команда задается при возврате из точки А в .точку О.

Формула изобретения

Система для программного управления, содержащая первый и второй делители частоты, блок ввода программы, подключенный информационным выхоЯом. к входу интерполятора, а первым и вторым знаковыми выходами — соответственно к первым входам первого и второго блоков определения знака перемещения, и два канала управления соответственно по координатам Х и У, каждый из которых состоит из блока управления приводом, связанного выходом с приводом исполнительного двигателя станка, причем первый управляющий выход блока ввода программы соединен с выходом "Ввод очередного кадра" интерполятора г с вторыми входами первого и второго блоков определения знака перемещения, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в нее введены элемент НЕ, первый коммутатор, пять элементов KIH четыре элемента И, пульт коррекпии, два регистра, два RS-триггера и в каждый канал управления — устройство коррекции программы, содержащее второй коммутатор, пятый и шестой элементы И, шестой, седьмой и восьмой элементы ИЛИ, третий КЯ-триггер, фор/ мирователь синхроимпульсов, блок ум124бО

9 ножения, блок деления, третий и четвертый делители и сумматор,, подключенный входом "Признак сложения" к выходу четвертого элемента ИЛИ, вхо-1 дом Признак вычитания — к выходу пятого элемента ИЛИ, первым информационным входом — к выходу блока деления, вторым информационным входом — к входу формирователя синхроим-. пульсов, к первому входу блока умно- 10 жения и к выходу шестого элемента

ИЙИ, синхровходом — к выходу формирователя синхроимпульсов, а выходом— к первым входам пятого и шестого элементов И, соединенных выходами соответственно с входами третьего и четвертого делителей частоты, а первыми входами — соответственно с прямым и инверсным выходами третьего

RS-триггера, подключенного S-входом к первому входу шестого элемента

ИЛИ и к первому информационному выходу второго коммутатора, а R-входом — к второму входу шестого элемента ИЛИ и к второму ннформационному25 выходу второго коммутатора, связанного третьим и четвертым информационными входами с первыми входами соответственно седьмого и восьмого элементов ИЛИ. подключенных вторыми входами соответственно к выходам третьего и четвертого делителей частоты, а выходами — соответственно к первому и второму входам блока управления приводом соответствующего

35 канала управления, причем первый и второй информационные входы второго коммутатора устройства коррекции программы канала управления по координате Х соединены соответственно с первым и вторым выходами первого блока определенного знака перемещения ., а входы второго коммутатора устройства коррекции программы канала управления по координате

Y — - соответственно с первым и вторым выходами второго блока определения знака перемещения; третий информационный вход второго коммутатора соединен с выходом элемента НЕ и с первым управляющим входом первого коммутатора, а четвертый информационный вхоц с входом элемента НЕ, с выходом третьего элемента ИЛИ и с вторым управлявшим входом первого коммутатора, соединенного первым и вторым информационными входами с первым и вторым информационными выходами ин- . терполятора„.первым н вторым информационными выходами соответственно с входами первого и второго делителей частоты, а третьим и четвертым выходами — с первыми входами сооТ ветственно.первого и второго элементов ИЛИ, подключенных вторыми входами соответственно к выходам первого и второго делителей частоты, а выходами — к третьим входам соответственно первого и второго блоков определения знака перемещения, первый выход пульта коррекции подключен к первому входу второго элемента И, а также к первому входу третьего элемента И, связанного выходом с первым входом пятого элемента ИЛИ, подкг.:юченного вторым входом к выходу четвертого элемента И, соединенного первым входом с вторым выходом пульта. коррекции и первым входом первого элемента. И„ подключенного выходом к пер- вому входу четвертого элемента ИЛИ, связанного вторым входом с выходом второго элемента И, подключенного вторым входом к второму входу четвертого эл геггта И, к прямому выходу второго триггера и к первому входу третьего элемента ИЛИ, связанного вторым входом с вторыми входами пер ного и третьего элементов И и с прямым выходом первого RS-триггера, связанного R-входом .с R âõîäîì второго RS-триггера и с выходом Конец кадра" интернолятора, à S-входомс вторым управляющим выходом блока ввода программы, подключенного третьим управляющим выходом к S-входу второго триггера и к первым входам блоков деления, соединенных вторыми входами с соответствующими блоками умножения, а третьими входами — с выходом второго регистра, подключенного входом к третьему выходу пульта коррекции, связанного четвертым выхо дом с входом первого регистра, соединенного с вторыми входами блоков умножения обоих каналов управления.

1"46053

СРиг.1

124б053

Составитель A,Ëèøàíñêèé

Редактор И.Егорова Техред М.Ходанич корректор И.Муска

Тираж 836 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР: по делам изобретений и открытий

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

Заказ 3998/40

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