Устройство для программного управления

 

Изобретение относится к программному управлению и может быть использовано в роботах и манипуляторах, управляемых с помощью программных устройств. Цель изобретения - повышение быстродействия устройства. Устройство содержит блок 1 набора программ , группы 2,-2, 34-3fn RS-триггеров , регистр 4, блок 5 счета импульcoBj . счетчик 6 импульсор, дешифра (Л С

СаЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (И) Gg 4 G 05 В 19/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

fОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3890604/24-24 (22) 29.04.85 (46) 30.11.86,Бюл. N 44 (72) В.П;Улитенко, В.С.Харченко, Г.H.Òèìîíüêèí, С,А.Шереметьев, С.Н.Ткаченко и Б.О.Сперанский (53) 621..503.55 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

11 537328, кл. G 5 В 19/08, 1975.

Авторское свидетельство СССР

У 1012205, кл. G 5 В 19/18 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГРАММНОГО

УПРАВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к программному управлению и может быть использовано в работах и манипуляторах,, управляемых с помощью программных устройств. Цель изобретения — повышение быстродействия устройства, Устройство содержит блок 1 набора программ, группы 2,-2„, 3 -3 RS-триггеров, регистр 4, блок 5 счета импульсов счетчиК 6 импульсов, дешифра1273883 тор 7, шифратор 8, третий 9 RS-триг- датчики 23 -23 состояния объектов

rep, генератор 10 импульсов, блок 11 управления. Введение блока 11 сравнесравнения, одновибратор 12, группу ния, одновибратора 12, регистра 4, 17, -17р первых элементов И, второй третьего 9 триггера и шифратора 7

13, третий 15, четвертый 16 и пятый позволяет достичь поставленную цель

14 элементы И, первый 20, второй 21 путем организации возможности прои третий 18 элементы ИЛИ, элемент пуска заданного участка программы, НЕ 19, элементы 22<-22„ задержки, 4 ил.

Изобретение относится к программному управлению и может быть использовано в роботах и манипуляторах, управляемых с помощью программных устройств. 5

Цель изобретения — повышение. быстродействия устройства.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг.2 — алгоритм функционирования устройства на фиг.3— временные диаграммы функционирования устройства; на фиг, 4 — функциональная схема счетчика импульсов.

Устройство содержит блок 1 набора программ, первую группу RS-триггеров 2 -2„, вторую группу ВЯ-триггеров 3,-3„„, регистр 4, блок 5 счета импульсов, счетчик 6 импульсов, дешифратор 7, шифратор 8, третий RSтриггер 9, генератор 10 импульсов, блок 11 сравнения, одновибратор 12, второй элемент И 13, пятый элемент

И 14, третий элемент И 15, четвертый элемент И 16, группу первых элементов И 17 -17Р, третий элемент ИЛИ 18, 25 элемент НЕ 19, первый и второй элементы ИЛИ 20 и 21, элементы 22 -22 задержки, датчики 23,-23„ состояния объектов управления, датчики 24 -24,„ положения исполнительных элементов, На схеме изображены объекты

25 -25< управления и обозначены выходы блока 1 набора программ; вторые выходы 26,-26„, третьи выходы

27 -27„, пятые выходы 28<-28,„, шестой35 выход 29, четвертые выходы 30 -30, Устройство реализует следующий алгоритм функционирования (фиг.2): г

6 L1=6L1, х 1.1;„jhL1 х„t (1) Ф, На фиг. 3 эпюры напряжений показаны на выходах элементов, номера которых соответствуют обозначениям, принятым на фиг,l, Счетчик 5 импульсов (фиг.4) содержит счетчик 31 импульсов и элемент И 32.

По назначению блоки устройства могут быть условно разделены на средства хранения и считывания команд управления; средства синхронизации; средства формирования номера очередной команды.

К средствам хранения и считывания команд управления относятся блок 1 набора программ, первая группа .2, -2„ RS-триггеров, дешифратор 7, RS-триггер 9.

Блок 1 набора программ может быть выполнен на основе постоянного загде g Ll, LL1 х.„ х(1) участок программы, выполняемой до проверки состояния объекта управления (проверки состояния датчиков); участок программы, который необходимо пропустить при включенном состоянии датчика; последующий участок программыэ состояние проверяемого датчика; значение метки разрешения записи в счетчики; временное условие, выполнение которого обеспечивает пропуск 2 тактов; число команд, из которых состоит участок программы 41.1;„

3 . 127 поминающего устройства статического типа с использованием микросхем

K541PTl или К556РТ5 и предназначен для набора и хранения команд управления, Первая группа. RS-триггеров

2 -2 „ обеспечивает запоминание команд управления, выдаваемых на объекты управления 25<-25» RS-триггер 9 служит для запоминания информации, формируемый на выходе 29 бло- 10 ка 1 набора программ при органиэации пропуска участка программы.

Дешифратор 7 обеспечивает считывание очередной команды управления из блока 1 по заданному адресу. 15

Средства синхронизации включают генератор 10 импульсов, блок 11 сравнения, одновибратор 12, элементы

И 13 — 16, элементы ИЛИ 18р 20 и 21, элемент НЕ 19, элементы задержки 20

22 -22 и вторую группу триггеров

3,-3 .

Генератор 10 импульсов формирует тактовые импульсы, период следования которых определяет микротакт. 25

Блок 11 сравнения формирует на выходе единичный сигнал при совпадении содержимого регистра 4, блока 5 и счетчика 6.

Одновибратор 12 формирует еди- 30 ничный импульс при появлении перепада 0 - "1 на выходе блока 11 сравнения. Длительность этого импульса равна времени надежного обнуления регистра 4.

3883 4

Каждый элемент задержки формирует сигнал "Запрет" на определенное число тактов, Группа триггеров 3, -3 формирует сигнал "Запрет" при появлении на соответствующем выходе 28,-28,„ единичного сигнала и отсутствии сигнала на выходе соответствующего датчика

24,-24щ поЛожения исполнительных элементов. Конец сигнала Запрет" формируется при включении соответствующего датчика 24,-24,„.

К средствам формирования номера очередной команды управления относятся блок 5 и счетчик 6, регистр 4, дешифратор 7, группа элементов и

Состояние блока 5 и счетчика 6 определяет номер команды, выполняемой в данном микротакте. Блок 5 содержит информацию о единицах номера команды, счетчик 6 — о десятках.

При поступлении единичного сигнала на управляющий вход V закрывается элемент И 32 (фиг.4) и блок 5 настраивается на режим приема информации.

Счетчики 6 и 31 могут быть выполнены на микросхемах К155ИЕ6.

Элементы И 17,-17р формируют единичные сигналы при опросе соответствующих датчиков 23 -23 состояния объектов управления и нахождения их во включенном состоянии, Шифратор 8 формирует номер очередной команды при организации пропуска участка программы. Регистр 4 служит для запоминания этого номера.

Датчики 24 (-24рл положения исполнительных элементов представляют собой любые контактные или бесконтактные конечные или путевые переключатели (датчики положения), Устанавливаются они, например, на рабочих органах манипулятора, загрузочных устройствах, станках и другом оборудовании, входящем в состав роботированного комплекса, В качестве датчиков 23 -23Р состояния объектов управления могут использоваться контактные реле. Датчик включен, когда через него на вход устройства поступает сигнал "1", Устройство работает следующим образом.

Элемент И 13 запрещает подачу импульсов с выхода генератора 10 импульсов на счетный вход блока 5 при появлении единичного сигнала на выходе одного из элементов ИЛИ 20 или

21, Элемент И 14 обеспечивает прохождение импульса с выхода элемента

И 13 в случае, если RS-триггер 9 находится в единичном состоянии, Эле-, 45 мент И 15 формирует сигнал запрета считывания очередной команды управления при организации пропуска заданного участка программы. Элемент И 16 разрешает запись информации на вы50 ходе 29 блока 1 набора программ при наличии единичного сигнала на выходе элемента ИЛИ 18.

Элементы задержки 22,-22„ формируют сигналы "Запрет" различной длительности при появлении на соответствующем выходе 27, -27„ блока 1 набора программ единичного сигнала.

В исходном состоянии все элементы памяти находятся в нулевом состоянии. Цепи установки исходного состояния условно не показаны. Тактовые чивается последовательное считывание команд управления на выходах блока.1 набора программ.

При поступлении сигнала управления на S-вход одного из триггеров

2,-2„ первой группы он перебрасывается в единичное состояние и на его выходе формируется сигнал включения соответствующего объекта 25 -25> управления. Объект управления находится во включенном состоянии до момента считывания новой команды управления, при которой íà R-вход данного триггера поступает сигнал "1", а на Б-вход — "0", В этом случае триг- З0 гер возвращается в нулевое состояние, При появлении сигнала "1" на одном из выходов 27„ -27, блока 1 набора программ на выходе соответствую-3S щего элемента 22 -22 задержки формируется сигнал "Запрет", который через элемент ИЛИ 20 поступает на вто. рой инверсный вход элемента И 13 и запрещает прохождение импульсов от 40 генератора 10 импульсов на счетный вход бпока 5 (фиг.3). Каждый элемент 22 -22 задержки обеспечивает формирование сигналов "Запрет" определенной длительности и останавливает считывание программы до истечения выдержки времени.

При поступлении сигнала управления на S-вход одного из RS-триггеров группы 31-3„, с группы выходов

28 -28ш и отсутствии сигнала от соответствующего датчика 24 -24> положения исполнительных элементов триггер перебрасывается в единичное состояние. На выходе RS-триггера формирует- 5 ся сигнал "Запрет", который через элемент ИЛИ 21 поступает на первый инверсный вход элемента И 13, оста5 12738 импульсы с заданной частотой с выхода генератора 10 импульсов через элемент И. 13 поступают на счетный вход блока 5 счета импульсов ° Каждый десятый импульс формирует сигнал переполнения блока 5, обнуляет его и увеличивает на единицу состояние счетчика 6 импульсов. Информация о номере команды, которую необходимо выполнять в данном микротакте, поступает на вход дешифратора 7, На выходах дешифратора 7 последовательно появляются сигналы управления, которые поступают на входы блока 1 набора программ. Таким образом обеспе83 б навливая считывание программы (фиг.3). Конец сигнала "Запрет" формируется после перевода исполнительного элемента в указанное состояние и включения соответствующего датчика 24„-24 положения. В этом случае соответствующий RS-триггер 3„-3ù обнуляется.

RS-триггер 3 "3 не формирует сигнала "Запрет" в том случае, если соответствующий датчик 24 -24 уже находится во включенном состоянии, Датчики 23 -23о состояния объектов управления опрашиваются в случае, когда при наличии какого-либо изменения в процессе работы роботизированного комплекса (отсутствие смазки, поломка резца, отключение одного из станков и т.д.) необходимо пропустить участок программы.

Запрос состояния одного из датчиков 23,-23 состояния объекта управления осуществляется появлением на соответствующем выходе 30 <-30 сигнала "1". Если в этом случае опрашиваемый датчик включен, на выходе соответствующего элемента И группы

17, -17 появляется сигнал 1 . Выход этого элемента И связан с одним из входов шифратора 8, Номер этого входа выбирается таким образом, чтобы на выходе шифратора 8 был сформирован код номера команды, которую нужно выполнять первой после пропуска определенного участка программы, Этот код поступает на информационные (S) входы регистра 4 и запоминается в нем.

Пропуск участка программы может быть осуществлен двумя способами: за один такт или за число тактов, равное числу пропускаемых команд (фиг,2), В первом случае на выходе 29 блока.! набора программ записана "1", Так как в регистре 4 записан код номера команды, с которой нужно продолхять выполнение программы, то на выходе элемента ИЛИ 18 появляется сигнал

"1". Он разрешает запись (метки разрешения записи) в счетчики 6 и 31, в триггер 9. Этот же сигнал через элемент И 15 поступает на управляющий вход дешифратора 7 и запрещает дешифрацию содержимого счетчика 6 и блока 5 счета импульсов.

Единичный сигнал с выхода триггера 9 открывает элемент И 14 и разре7 12738S3 шает прохождение синхроимпульса с вы- р хода элемента И 13 на С-входы счетчи- с ка 6 и блока 5 счета. т

По заднему фронту очередного имх пульса на выходе элемента И 14 осуществляется запись в счетчик 6 и блок 5 кода номера команды, с которой необходимо продолжить программу, в хранящуюся в регистре 4, Так как

НЕ содержимое счетчика 6 блока 5 и ре- 10 и гистра 4 совпадает, на выходе блока

11 сравнения появляется единичный сигнал. Этот сигнал проходит через в элемент НЕ 19, закрывает элемент вь

И 15 и разрешает дешифрацию и считы- 15 в вание очередной команды. Таким образом осуществляется продолжение прогс

pBMMbI e ж

По перепаду 0-1 на выходе блока т

11 сравнения одновибратор 12 формиру-?0 д ет импульс, который обнуляет триггер 9 и регистр 4. рь

Если на выходе 29 блока 1 набора программ появляется сигнал "О" триг9 це гер 9 остается в нулевом состоянии, 25 ро а элемент И 14 — закрытом. Осуществляется последовательное изменение RS состояния счетчиков 6 блока 5 счета импульсами на выходе элемента И 13. ме

В этом случае сигнал запрета дешиф- 30 нь рации на выходе третьего элемента до

И 15 формируется до тех пор, пока Е8 состояние счетчика 6 и блока 5 не станет равным содержимому регистра 4.

В этом случае на выходе блока 11 сравнения появляется единичный сигнал. Он выполняет те же функции, что и в предыд..щем случае.

Таким образом, за счет организации в устройстве пропуска участка 40 программы за один такт повышается его быстродействие.

Формула изо бретения

Устройство для программного управления, содержащее блок набора программ, подключенный входами к выходу дешифратора, первыми и вторыми выходами соответственно к S u Rвходам первой группы RS-триггеров, третьими выходами через соответствующие элементы задержки — к входам первого элемента ИЛИ, четвертыми выходами — к первым входам группы пер- 55 .вых элементов И, а пятыми выходами— к S-входам второй группы RS-триггов, соединенной R-входами соответтвующих датчиков положения исполниельных элементов, а единичными выодами — с входами второго элемента

ИЛИ, подключенного выходом к первому нулевому входу второго элемента И, вязанного вторым нулевым входом с

ыходом первого элемента ИЛИ, еди чным входом — с выходом генератора мпульсов, а выходом — со счетным ходом блока счета импульсов, подклюенного разрядными выходами к соотетствующим входам дешифратора, а ходом переполнения — к счетному ходу счетчика импульсов, соединеногo разрядными выходами с соответтвующими входами дешифратора, содеращее также третий элемент ИЛИ, треий, четвертый и пятью элементы И, атчики состояния объектов управлея, подключенные выходами к втоm входам группы первых элементов И, т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с лью повышения быстродействия устйства, в него введены блок сравнея, одновибратор, регистр, третий

-триггер и шифратор, подключенный одами к выходам группы первых элентов И, а выходами — к информацион м входам регистра, связанного вхом обнуления с R-входом третьего

-триггера и выходом одновибратоа выходами — с входами третьеэлемента ИЛИ, с установочными вхоами блока счета импульсов и счетчиимпульсов и с первыми входами блосравнения, подключенного вторыми входами к разрядным выходам блока счета импульсов и счетчика импульсов, а выходом — к входу одновибратора и через элемент НŠ— к первому входу третьего элемента И, соединенного выходом с управляющим входом дешифратора, а вторым входом — с выходом третьего элемента ИЛИ и с первым входом четвертого элемента И, подключенного вторым входом к шестому выходу блока набора программы, а выходом — к S-входу третьего RS-триггера, связанного единичным выходом с входом управления блока счета импульсов и с первым входом пятого элемента И, подключенного вторым входом к выходу второго элемента И, а выходом - к синхронизирующим входам блока счета импульсов и счетчика импульсов.

z7f

РР/

Ж1

М/

Р1

1У

771

7Т2 ф

1273883

Составитель Н. Горбунова

Редактор М.фалын Техред Л.Олейник Корректор А.Обручар

Заказ 6475/44 Тираж 836 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Пройзводственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4