Устройство для программного управления

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах числового программного управления станками и другим технологическим оборудованием..Целью изобретения является повьшение надежности устройства . Цель достигается введением в устройство сдвигового регистра, шести триггеров, трех элементов ИЛИ, восьми элементов И, формирователя и двух индикаторов. Введение новых элементов позволяет своевременно обнаружить неисправность системы ДО ее пуска в работу, а также исключить чрезмерно большие (неограниченные) перемещения во время работы. Устройство содержит блок ввода программы, два регистра, два блока задания перемещений , блок задания скорости, счетчик-распределитель, коммутатор, блок управления приводами, блок приводов , счетчик импульсов, сдвиговый регистр, генератор импульсов, семь триггеров, девять элементов И, три элемента ИЛИ, формирователь и ключ, |два индикатора. 3 ил. О) N СЛ сл QD СО со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1255993 (5ц 4 С 05 В 19/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ASTOPCHOIVIV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3850312/24-24 (22) 27.11.84 (46) 07.09.86. Бюл. N 33 (72) В.Л. Кошкин, Э.Т. Горбенко, А.И. Лапандин, Ю.А. Симецкий и С.А. Чуйкин (53) 621.503.55(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 503211, кл. G 05 В 19/18, 1973.

Головенков С.Н. и Сиротин С.В.

Основы автоматики и автоматического регулирования станков с программным управлением. М.: Машиностроение, 1980. с.94,112-114,117. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах числового программного управления станками и другим технологическим оборудованием. Целью изобретения является повышение надежности устройства. Цель достигается введением в устройство сдвигового регистра, шести триггеров, трех элементов ИЛИ, восьми элементов И, формирователя и двух индикаторов. Введение новых элементов позволяет своевременно обнаружить неисправность системы до ее пуска в работу, а также исключить черезмерно большие (неограниченные) перемещения во время работы. Устройство содержит блок ввода программы, два регистра, два блока задания перемещений, блок задания скорости, счетчик-распределитель, коммутатор, блок управления приводами, блок приводов, счетчик импульсов, сдвиговый регистр, генератор импульсов, семь триггеров, девять элементов И, три элемента ИЛИ, формирователь и ключ, два индикатора. 3 ил.

1 12

Изобретение относится к автомати-,, ке и вычислительной технике и может быть использовано в системах числового программного управления станками и другим технологическим оборудованием.

Цель изобретения — повышение надежности устройства.

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства, на фиг.2 — схема блока задания перемещений; на фиг.3 — схема блока задания скорости.

Устройство (фиг.1) содержит блок ввода. программы, первый 2 и второй 3 регистры, первыи 4 и второй 5 блоки задания перемещений (соответ-. ственно по координатам Х и У), блок

6 задания скорости, счетчик-распределитель 7, коммутатор 8, блок 9 управления приводами, блок 10 приводов, счетчик 11 импульсов, сдвиговый регистр 12, генератор 13 импульсов, третий ХК-триггер 14, первый КЯ- триггер 15, второй RS-триггер 16, второй 17 и первый 18 ХК-триггеры, третий 19 и четвертый 20 Rs-триггеры, третий 21, четвертый 22, пятый 23, второй 24, шестой 25, первый 26, седьмой 27, восьмой 28 и девятый 29 элементы И, первый 30, второй 31, третий 32 элементы ИЛИ, формирователь 33, первый 34 и второй 35 инди-, каторы, ключ 36, входы и выходы блоков 37-80 устройства.

Блок 4 задания перемещений (фиг.2) содержит первый 81, второй 82, третий 83, четвертый 84, пятый 85, шестой 86, седьмой 87 и восьмой.88 Dтриггеры, десятый 89, одиннадцатый

90, двенадцатый 91, тринадцатый 92, четырнадцатый 93, пятнадцатый 94, шестнадцатый 95 и семнадцатый 96 элементы И, четвертый элемент 97 ИЛИ, делитель 98 (сглаживающий, целитель), восемнадцатый 99 и девятнадцатый

100 элементы И, девятый 101 D-триггер.

Блок 6 задания скорости (фиг.3) содержит второй блок 102 задания перемещений, третий регистр 103, второй счетчик-распределитель 104.

Блок 6 задания скорости представляет собой многоразрядный однокоординатный линейный интерполятор на умножителях. Блок 102 задания перемещений аналогичен блоку 4 задания перемещений.

Система работает следующим образом.

55993 2

Первоначально сигналами предварительной установки (ПУ), которые вырабатываются автоматически при включении питания, обнуляются блоки 2-8, триггер 14 устанавливается в состояние единицы, триггеры 17 и 18 — в состояние нуля, сдвиговый регистр l2 — в ноль, после чего включением ключа 36 формируется сигнал "Пуск", который поступает на вход элемента

ИЛИ 30 и с его выхода на входы эле5

55 новки, а триггер 17 сбрасывается в

"0" по заднему фронту выходного сигнала элемента ИЛИ 31. В результате закрывается элемент И 25 и прохожментов ИЛИ 21 и 22. Поскольку триггер 14 находится в состоянии "1", то откроется элемент И 21 и его выходной сигнал устанавливается в нулевое состояние триггеры 16,19,20 и в единичное состояние триггер 17.

При этом открываются элементы

И 28 и 29 и включаются индикаторы

34 и 35. В результате высокая частота генератора 13, пройдя через элемент И 25 и элемент ИЛИ 32, начинает поступать на входы младшего разряда счетчика-распределителя 7 и счетчика 11. Выходные импульсы счетчика-распределителя опрашивают блоки 4 и 5 задания перемещений, обнуленные сигналом предварительной установки, поэтому на их выходах унитарные коды отсутствуют. Так продолжается до тех пор, пока счетчикраспределитель 7 и счетчик 1 1 не переполняется. При нормальной работе обоих счетчиков они переполняются одновременно, так как их объемы одинаковы. Сигнал переполнения счетчика

11 по входу S устанавливает в триггер 20, при этом закрывается элемент И 29 и гаснет индикатор 35. Сигнал переполнения счетчика распредели. теля 7 по входу S устанавливает в

40.

"1" триггер 19, при этом закрывается элемент И 28 и гаснет индикатор 34, и поступает на вход элемента И 23, закрытого по второму входу нулевым

45 сигналом с триггера 14.

Сигнал переполнения счетчика 11 и сигнал переполнения счетчика-распределителя 7 поступают также на входы элемента ИЛИ 31. Выходной сигнал элемента ИЛИ 31 поступает на синхровход (С) LK-триггеров 17 и 18.

При этом подтверждается нулевое состояние триггера .18, установленного в "0" сигналом предварительной уста255993 4 тывает элемент И 27 и на его выходе появляется единичный потенциал, так как на его третьем входе присутствует

20

35 програжал прекращается, а через эле- 4б мент И 24 поступает на вход элемендится в состоянии "О", то срабатыва- 4 ет элемент И 22. его выходной сигнал по входам С перебрасывает в "0" триггеры 19 и 20, а также поступает на запускающий вход сдвигового регистра 12. Сдвиговый регистр 12 начинает сдвигать единицу синхронно с тактами частоты генератора 13, в результате чего на выходах сдвигового регистра 12 формируются два управляющих импульса ИУ1и ИУ2. При. этом ИУ1 переписывает код скорости подачи и множителя .из регистров промежуточной памяти блоков 6 и 8 в регистры

3 дение высокой частоты через элемент

ИЛИ 32 на входы счетчиков 7 и 11 прекращается., Как только ооа триггера 19 и 20 установятся в состояние "1" срабапотенциал с единичного выхода триггера 14. Формирователь 33 из переднего фронта выходного единичного сигнала элемента И 27 формирует импульс, который устанавливает в "1" по входу S триггер 16, в "0" по входу R триггер 15, и по входу С сбрасывает в "0" триггер 14. Появление

"1" на нулевом выходе триггера 15 включает блок 1 ввода программы, Последний начинает вводить программу с носителя и распределяет ее по блокам следующим образом. Информация о перемещении по координате Х заносится поразрядно в запоминающий регистр 2, в особый разряд которого заносится также знак перемещения.

Информация о перемещении по координате Y заносится также поразрядно в запоминающий регистр 3, в особый разряд которого заносится знак перемещения ° Информация о, скорости подачи заносится в память блока 6 задания скорости, а информация о множителе (разряде счетчика-распределителя, на который должна быть подана частота) — в промежуточную память коммутатора 8. По окончании ввода кадра сигнал конца кадра (LF) с выхода блока 1 задания программы поступает на S-вход триггера 15, устанавливая его в "1", при этом ввод та ИЛИ 30. Выходной сигнал элемента

ИЛИ 30 поступает на входы элементов

И 21 и 22. Так как триггер 14 нахорабочей памяти, коды перемещений и знаки на запоминающих регистров 2 и 3 в блоки 4 и 5 задания перемещений. Импульс ИУ2 по входу С устанавливает в нулевое состояние триггер

15, при этом включается блок 1 ввода программы и начинает вводить следующий кадр в промежуточную память системы до тех пор, пока конец кадра

LF не установит триггер 15 в "1".

Одновременно триггер 18 по входу S устанавливается в единичное состояние. При этом открывается элемент

И 26 и импульсы с выхода блока 6 задания скорости поступает на вход коммутатора 8. В соответствии с заданным в программе множителем эти импульсы коммутируются. на один из выходов коммутатора 8, с которого и поступают на соответствующие входы счетчика-распределителя 7 и счетчика 11. Счетчики 7 и 11 начинают счи- тать. На младшие входы счетчиков частота поступает через элемент .

ИЛИ 32. При этом выходные сигналы счетчика-распределителя 7 поступают на блоки 4 и 5 задания перемещений.

Последние отрабатывают координатные перемещения, вырабатывая унитарные коды, которые в соответствии с заданным в программе знаком поступают на входы блока 9 управления приводами по каналам + или †. Блок 9 вырабатывает аналоговые сигналы соответствующего знака, которые поступают на входы блока 10 приводов. Приводы отрабатывают перемещения в соответствии с заданной программой. Так продолжается до тех пор, пока счетчики

7 и 11 не переполняются. В этом случае сигнал переполнения счетчика 11 поступает на вход элемента ИЛИ 31 и на вход S-триггера 20. Сигнал переполнения счетчика-распределителя

7 поступает на вход элемента И 23, элемента ИЛИ 31, и вход S-триггера 19. Триггеры 19 и 20 устанавливаются в "1" а триггер 18 выходным т сигналом элемента ИЛИ 31 сбрасывается в "0". тот же сигнал подтверждает "0" триггера 17. Элемент И 26 закрывается. Прохождение частоты с выхода блока 6 задания скорости на вход коммутатора 8 прекращается.

Отработка кадра закончена. Так как триггеры 19 и 20 перебрасываются в единичное состояние по переднему фронту до переключения триггера

18 в "0", то элементы И 28 и 29 ос255993 Ь

30 строя выходит вторая декада счетчика-распределителя 7. Тогда при подаче на входы счетчиков 7 и 11 1000 импульсов, с выхода блоков 4 или 5 задания перемещений уйдет 900 импульсов, а 75 не будут отработаны. Следовательно, перемещение доработано не будет. Зарез детали невозможен, авария станка тоже. В случае выхода из

40. строя счетчика 7 система продолжает нормальную обработку, так как запуск обработки следующего кадра осуществляется только импульсом переполнения счетчика-распределителя 7, а для останова обработки, т.е. для

45 сброса в 0 триггера 18, достаточно

11 1! импульса переполнения счетчика-распределителя 7. Однако по окончании

1 обработки программы триггер 20 останется в состоянии "0" и будет гореть индикатор 35. Следовательно, наладчику необходимо устранить возникшую неисправность, так как если при ее наличии возникнет неисправность в счетчике-распределителе 7, 55 то избежать зарез детали или брака не удается. Но включить неисправную систему по окончании. обработки вновь нельзя, так как после сигнала ПУ правен.

В этом режиме устройство работает следующим образом.

Предположим, любой из счетчиков

7 или 11 неисправен ° Тогда после включения питания, после выработки сигнала предварительной установки (IIH) и включения ключа 36 "Пуск" частота генератора 13 начинает поступать через элемент И 25 и элемент

ИЛИ 32 на входы младших разрядов счетчиков 7 и 11. Сигнал переполнения исправного счетчика через элемент HJIH 31 переключает триггер 17 в "0" и закрывает элемент И 25, Прохождение импульсов прекратится ° При этом тот же из триггеров 19, 20, который устанавливается в "1" по входу S сигналом переполнения неисправного счетчика, останется в нуле и, следовательно, через элементы

И 28 и 29 включится один из индикаторов 34 и 35. Если окажется вклю$1 таются постоянно закрытыми и индикаторы 34 и 35 остаются выключенными. Элемент И 27 остается закрытым нулевым сигналом с выхода триггера 14. Сигнал переполнения счетчика-распределителя 7 пройдет через элемент И 23, открытый ецинйчным потенциалом с выхода триггера 14, и через элемент ИЛИ 30 поступает на вход элемента И 22. Так как этот элемент также открыт единичным потенциалом с триггера !4, то он откроется1 и сигнал с его выхода устанавливает в "1" триггеры 19 и 20 и включит сдвиговый регистр 12, Сдвиговый регистр вырабатывает импульсы ИУ1 и ИУ2 и включается цикл отработки следующего кадра программы. Так предлагаемое устройство работает в исправном состоянии, Наиболее опасн и неисправностью с точки.зрения возможности брака детали или аварии станка является, выход из строя счетчика-распределителя 7, так как в этом случае перемещение становится бесконечным (до аварии или включение концевиков на станке, выключающих общее питание) .

Для ликвидации таких аварий в устройстве предусмотрены специальные аварийные режимы.

Первый аварийный режим исключает ,запуск устройства в случае, если любой из счетчиков 7 или 11 неис5

f0

25 ченным индикатор 34, неисправен счетчик- распределитель 7, если индикатор 35 — счетчик 11, если включены оба индикатора — значит неисправны оба счетчика 7 и 11. Но если неисправен хотя бы один из счетчиков 7 и

11 и в нуле останется любой иэ триггеров 19 и 20, то не срабатывает

И 27 и, следовательно, отработка первого кадра программы на начнется.

Следовательно, при наличии опасной неисправности система не включится в работу.

Второй аварийный режим возникает, когда во время работы выходит из строя счетчик-распределитель 7 или счетчик 11. Выход из строя счетчикараспределителя 7 приводит к возможности зареза (брака), однако в предлагаемом устройстве этого не происходит, так как многократного заполнения младших исправных разрядов не произойдет, ибо импульс переполнения исправного счетчика 11 через элемент

ИЛИ 31 выключает триггер 18. Одновременно включается индикатор 34.

А

Пример. Пусть задано перемещение 975. Коммутатор 8 подает импульсы на вход S период 1000. А иэ

1255993

Формула изобретения

Устройство для программного управления, содержащее генератор импульсов, ключ, первый элемент И, блок ввода программы, подключенный кодовыми выходами к кодовым входам блока задания скорости, к кодовым входам коммутатора и к кодовым вхо- 25 дам первого и второго регистров, а также счетчик-распределитель, связанный первыми выходами с первыми кодовыми входами первого и второго блоков задания перемещений, подклю- З0 чениых вторыми кодовыми входами к кодовым выходам соответственно первого и второго регистров, связанных знаковыми входами соответственно с первык и вторым знаковыми выходами блока ввода программы, знаковыми выходами — со знаковыми входами соответственно первого и второго блоков задания перемещений, соединенных выходами с соответствующими 40 входами блока управления приводами, а прямой выход первого XK-триггера связан с первым входом первого элемента И, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью. повышения надеж- 45 ности устройства, в него введены сдвиговый регистр, три элемента ИЛИ, восемь элементов И, два ХК-триггера, четыре RS-триггера, два индикатора и формирователь импульса, подключенный входом к выходу седьмого элемента И, а выходом — к S-входу второго

RS-триггера, к R-входу первого RSтриггера и к С-входу третьего ХКтриггера, связанного прямым. выходом с первыми входами четвертого и пятого элементов И, а инверсным выходом— с первым входом седьмого элемента

20 (Пуск). возникает первый аварийный режим и система не запустится в работу по новой программе.

Таким образом, устройство позволяет исключить больше, чем задано

5 в программе, перемещений за счет использования дополнительного счетчика и связанных с ним элементов, которые выключают обработку перемещения детали или режущего инструмен- 10 та. Следовательно, исключается брак детали или авария станка (это произойдет в случае выхода из строя счетчика-распределителя, так как в этом случае перемещение становится 15 бесконечным).

И и с первым входом третьего элемента И, соединенного вторым входом-с вторым входом четвертого элемента

И и с выходом первого элемента ИЛИ, связанного первым входом с выходом ключа, вторым входом — с выходом второго элемента И, третьим входом— с выходом пятого элемента И, а выходом — с вторым входом третьего элемента И и с вторым входом четвертого элемента И, подключенного выходом к С-входам третьего и четвертого IK-триггеров и к первому информационному входу сдвигового регистра, соединенного вторым информационным входом с первым входом шестого элемента И, с выходом генератора импульсов и с тактовым входом блока задания скорости, первым выходом— с управляющими входами первого и второго регистров, первого и второ-. го блоков задания перемещений, блока задания скорости и с первым уп- . равляющим входом коммутатора, а вторым выходом — с С-входами первого и второго RS-триггеров и с S-входом первого IK — триггера, подсЬединенного С-входом к С-входу третьего

IK-триггера и к выходу второго элемента ИЛИ, а инверсным выходом— к первым входам восьмого и девятого элементов И. подключенных выходами соответственно к первому и второму индикаторам, а вторыми входами соответственно к прямому выходу третьего RS-триггера и к прямому выходу четвертого RS-триггера, связанного инверсным выходом с вторым входом седьмого элемента И, соединенного третьим входом с инверсным выходом третьего RS-триггера, подключенного R-входом к R-входу четвертого RS-триггера, к S-входу третьего 2Õ-триггера, к R-входу второго RS-триггера и к выходу третьего элемента И, а Я-входом к второму входу пятого элемента И, к первому входу второго элемента ИЛИ и к второму выходу счетчика-распределителя, счетный вход которого соединен со счетным входом счетчика импульсов и с выходом третьего элемента ИЛИ, подключенного первым входом к выходу пятого элемента И, а вторым входом к управляющему выходу коммутатора, соединенного информационными выходами с информационными входами счетчика импульсов и счетчика-распределителя, та И, управляющий выход блока ввода программ соединен с S-входом первого

RS-триггера и с первым входом второго элемента И, подключенного первым входом к прямому выходу второго RS триггера, прямой выход первого BS — триггера соединен с входом блока ввода програм— мы.

9 1255993

1 а вторым управляющим входом — с выходом первого элемента И, соединенного вторым входом с выходом блока задания скорости, причем выход счетчика импульсов подключен к S-входу четвертого RS-триггера и к второму входу второго элемента ИЛИ, инверс ный выход третьего XK-триггера связан с вторым входом шестого элеменМЮЫ С 6ПОКа1 СтРУбЫ f С гЕНЕРатОРа 13 (ПУ)

Фиг..У

Составитель А. Лишанскнй

Редактор П. Коссей Техред М.Ходанич Корректор В. Бутяга

Заказ 4822/47 Тираж 836 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5. Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,4