Устройство для программного управления

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для управления координатно-сверлильными станками и станками для обработки печатных плат. Целью изобретения является обеспечение режима автоматического позиционирования точек обработки, расположенных по окружности. Устрой ство состоит из кругового интерполятора , выполненного на цифровых дифференциальных анализаторах, блока задания скорости, блока задания знака координатных перемещений, блоков управления координатными приводами, координатных приводов, счетчика с переменным коэффициентом деления, трех счетчиков импульсов, блока управления циклом сверлений, пяти триггеров, элементов И,элементов ИЛИ, блока умножения и генератора импульсов. Преимуществом предлагаемого устройства перед аналогичными является обеспечение режима автоматического позиционирования точек, расположенных по окружности, при максимальном быстродействии , обеспечиваемом круговым интерполятором на цифровых дифференциальных анализаторах, при значительном упрощении программирования процесса обработки детали и сокращении объема запоминающих устройств на программу. 5 ил. (Л САЭ СО QD СО

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (И) 99 А1 (50 4 G 05 В 19/18

1 ю

Ь и„ (ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4016094/24-24 (22) 30.01.86 (46) 15.06.87. Бюл. У 22 (72) В.Л. Кошкин, Э.Т. Горбенко, В.А. Семенов и Ю.A. Симецкий (53) 621.503.55(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

1(760031, кл. G 05 В 19/18, 1978.

Авторское свидетельство СССР

Р 1062646, кл. G 05 В 19/407, 1981.

Авторское свидетельство СССР

N 962857, кл. G 05 В 19/18, 1981 (прототип). (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГРА11ИНОГО УПРАВЛЕНИЯ . (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для управления координатно-сверлильными станками и станками для обработки печатных плат. Целью изобретения является обеспечение режима автоматического позиционирования точек обработки, расположенных по окружности. Устрой ство состоит из кругового интерполятора, выполненного на цифровых дифференциальных анализаторах, блока задания скорости, блока задания знака координатных перемещений, блоков управления координатными приводами, координатных приводов, счетчика с переменным коэффициентом деления, трех счетчиков импульсов, блока управления циклом сверлений, пяти триггеров, элементов И,элементов ИЛИ, блока умножения и генератора импульсов. Преимуществом предлагаемого устройства перед аналогичными является обеспечение режима автоматического позиционирования точек, расположенных по окружности, при максимальном быстродействии, обеспечиваемом круговым интерполятором на цифровых дифференци-. альных анализаторах, при значителвном упрощении программирования процесса обработки детали и сокращении объема запоминающих устройств на программу. 5 ил.

13

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для управления координатно-сверлильными станками и станками для обработки печатных плат.

Целью изобретения является обеспечение режима автоматического позиционирования точек, расположенных по окружности.

На фиг. 1 показана схема предлагаемого устройства для программного управления; на фиг. 2-4 — диаграммы, поясняющие работу устройства, на фиг. 5 — вариант выполнения блока управления циклом.

Устройство для программного управления (фиг. 1) состоит из кругового интерполятора 1, блока 2 задания знака координатных перемещений, первого 3, второго 4, третьего 5 блоков управления координатными приводами, первого 6, второго 7, третьего 8 координатных приводов, блока 9 задания скорости, второго 10, первого 11, третьего 12, четвертого 13,, пятого 14 триггеров, счетчика 15 импульсов с переменным коэффициентом, первого 16, второго 1.7, третьего 18 счетчиков импульсов, блока 19 управления циклом сверления, блока 20 умножения, первого 21, второго 22, третьего 23„ четвертого 24, пятого 25, шестого 26, седьмого 27, восьмого 28 и девятого 29 элементов И, первого 30, второго 31, третьего 32, четвертого 33, пятого 34, шестого 35 элементов HJIH„ генератора импульсов 36.

Вариант выполнения блока 19 управления циклом сверления (фиг. 5) состоит из генератора 37 импульсов, элемента И 38, триггера 39, счетчика 40 импульсов, счетного триггера 41 элементов И 42 и 43, формирователя 44 сигнала "Конец цикла1 .

Блок 9 задания скорости особенностей не имеет и может быть выполнен по любой известной схеме.

Перед началом работы информация распределяется по блокам устройства следующим образом. Величины I = Х

811 = Y = ОХ =dX = 4КУ =ЙУ вЂ” 4R (где R — радиус окружности по— зиционирования ) заносятся в круговой интерполятор 1, а значение G02 или

G03 определяет направление движения по интерполируемой окружности. Знаки координат X u Y заносятся в блок 2 задания знака координатных перемеще17399 2 ний, код подачи F заносится в блок 9. задания скорости, код числа N отверстий заносится в счетчик !5 импульсов с переменным коэффициентом деления, остальные счетчики и триггера сбрасываются в ноль.

Сигнал нСпуск" устанавливает в единицу первый II и второй 10 триг гера. При этом открываются первый 21 и второй 22 элементы И и частота f генератора 36 импульсов через эти элементы поступает на входы первого 30 и четвертого 33 элементов ИЛИ. С вы15 ход первого элемента ИЛИ 30 частота

f> поступает на вход аргумента кругового интерполятора 1, а с выхода четвертого элемента ИЛИ 33 — на счетный вход счетчика 15 импульсов с пе0 ременным коэффициентом деления, сигнал переполнения которого через восьмой элемент И 28, открытый единичным потенциалом с единичного выхода второго триггера 10, поступает на

25 счетный вход первого счетчика 16 импульсов. Круговой интерполятор 1 отрабатывает на максимально возможной скорости полную окружность радиуса

R, но при этом его выходные сигналы

30 по координатам X u Y не проходят в привода, так как шестой 26 и седьмой 27 элементы И закрыты нулевым потенциалом с выхода нулевого плеча второго трйггера 10. Так продолжает35 ся до тех пор, пока радиус-вектор ОА (фиг. 2) не совершит полный оборот, при этом на вход счетчика 15 импуль сов поступает число импульсов, соответствующее 360 о, а в первом счетчи40 ке 16 импульсов окажется число у в обратном коде, соответствующее угловому расстоянию между любыми отверстиями из заданного числа N в единицах приращения угла аргумента кру45 гового интерполятора. Как только полный оборот закончен, круговой интерполятор 1 вырабатывает сигнал

"Окончание расчета", который сбрасывает второй триггер !О в ноль и че50 рез второй элемент ИЛИ 31 переписывает величину с выхода счетчика 16 импульсов во второй 17 и третий 18 счетчики импульсов, включает разгон в блоке 9 задания скорости и уста55 навливает в единицу третий триггер 12.

На выходе "Выходная частота" блока 9 задания скорости появляется частота которая начинает линейно возрастать. Она поступает на вторые входы

3 131 третьего 23, четвертого 24 и пятого 25, элементов И, но так как уровень логической единицы имеется только на выходе третьего триггера 12, (четвертый 13 и пятый 14 триггера в нуле), то эта частота проходит через третий элемент И 23 и пятый элемент

ИЛИ 34 на счетный вход второго счетчика 17 импульсов, а через первый элемент ИЛИ 30 — на вход аргумента кругового интерполятора 1, а через блок 20 умножения.и шестой элемент

КПИ 35 — на счетный вход третьего счетчика 18 импульсов. На каждый входной импульс блок 20 умножения формирует два импульса на выходе.

Круговой интерполятор 1 вновь начинает отрабатывать заданную окружность, при этом его выходные сигналы через шестой 26 и седьмой 27 элементы И, открытые единичным сигналом с нулевого выхода второго триггера 10, поступают на входы блока 2 задания знака координатных перемещений, а с ! его выхода по соответствующим каналам — на вход первого 3 и второго 4 блоков управления приводами, с выхода которых в преобразованном виде поступают на входы первого 6 и второго 7 приводов.

Пока частота f„ на выходе блока 9 задания скорости возрастает увеличивается и скорость движения по дуге радиуса К точки А (фиг. 2 и 3). Так продолжается до тех пор, пока частота на выходе блока 9 задания скорости не окажется равной заданному коду подачи F. При этом на выходе Окон— чание разгона" этого блока вырабатывается сигнал, который поступает через третий элемент ИЛИ 32 на К-вход триггера 12 и сбрасывает его в ноль, а также устанавливает в единицу четвертый триггер 13. B результате открывается четвертый элемент И 24, а третий элемент И 23 закрывается.

Теперь постоянная частота f с выхода блока 9 задания скорости проходит через четвертый элемент И 24 и шестой элемент ИЛИ 35 на счетный вход третьего счетчика 18 импульсов, через пятый элемент ИЛИ 34 — на счетный вход второго счетчика 17 импульсов, и через первый элемент ИЛИ 30— на вход аргумента кругового интерполятора. Круговой интерполятор 1 продолжает отрабатывать дугу на постоянной скорости. Так продолжается до

7399 4 тех пор, пока не переполнится третий счетчик 18 импульсов и сигнал на его выходе переполнения включает торможение в блоке 9 задания скорости, подтверждает через третий элемент ИЛИ 32 нулевое состояние третьего триггера 12, сбрасывает в ноль четвертый триггер 13 и устанавливает в единицу пятый триггер 14.

10

Частота й„ на выходе блока. 9 задания скорости начинает линейно уменьшаться и поступать через пятый элемент И 25 и пятый элемент

ИЛИ 34 на счетный вход второго счет15 чика 17 импульсов и через первый элемент ИЛИ 30 — на вход аргумента кругового интерполятора l. Круговой интерполятор продолжает отрабатывать дугу с замедлением скорости. Так продолжается до тех пор, пока не переполнится второй счетчик 17 импульсов и к этому моменту f „ О. Сигнал на выходе переполнения этого счетчика сбрасывает в ноль пятый триггер 14, и пятый элемент И 25 закрывается. Движение по дуге прекращается. Одновре!

25 менно тот же сигнал запускает блок 19 управления циклом сверления. Блок 19 управления циклом сверления в. зависимости от конструкции координаты Z

30 мент И 29, открытый потенциалом с нулевого выхода второго триггера 10, сбросит в ноль первый триггер 11, конкретного станка или включает привод однооборотной муфты, которая обеспечивает один ход сверла

35 вниз-вверх или инициирует соответствующие последовательности управляющих сигналов, обеспечивающих с помощью третьего блока 5 управления приводом и третьего привода 8 аналогичные движения +DZ и -0Z, после чего блок 19 управления циклом сверления вырабатывает сигнал "Конец цикла", который поступает на входы второго 31 и четвертого 33 элементов ИЛИ. Этот

45 сигнал, пройдя через четвертый элемент ИЛИ 33, подсчитывается счетчи-, ком 15 импульсов с переменным коэффициентом деления, а, пройдя через второй элемент ИЛИ 31, запускает цикл перемещения к следующему отверстию. Так продолжается до тех пор, пока не будет просверлено последнее отверстие, при этом переполняется счетчик 15 импульсов с переменным коэффициентом деления и его выходной сигнал, пройдя через девятый эле1317399 выключая тем самым первый элемент И 21 и поступит на выход "Окончание отработки" .системы. Прохождение частоты генератора 36 импульсов на блоке устройства прекращается. В том случае, если отверстий много или мал радиус окружностей, расстояние между отверстиями мало и имеет место условие дуа2(, где — участок разгона до заданной скорости (торможение от заданной скорости), то блок 9 задания скорости не вырабатывает сигнал

"Окончание разгона", а сразу приходит сигнал переполнения третьего счетчи. ка 18 импульсов, поэтому график выходной частоты блока 9 задания скорости движения точки А по дуге имеет вид, изображенный на фиг. 4.

Блок 19 управления циклом сверления (вариант) работает следующим образом.

Сигнал "Пуск" с выхода переполнения счетчика 17 импульсов устанавливает в единицу триггер 39. Единичный сигнал с выхода этого триггера открывает элемент И 38, и частота генератора импульсов 37 начинает поступать на вход счетчика 40, имеющего коэффициент пересчета, равный глубине сверления pZ, а также на входы элементов И 43 и 42. Так как счетный триггер 41 предварительно был установлен в единицу, то сигналом с его единичного выхода открыт элемент И 42, поэтому импульсы частоты поступают в третий блок 5 управления приводом по каналу +Z. Так продолжается до тех пор, пока на вход счетчика 40 импульсов и, следовательно, на выход по каналу +Е, не пройдет д Е импульсов, при этом счетчик 40 переполняется, и его сигнал переполнения переключает счетный триггер 41 в состояние нуля. Счетчик 40 импульсов продолжает вести отсчет, но теперь открыт элемент И 43, и импульсы частоты поступают в третий блок 5 управления приводом по каналу -Z. Когда по каналу — Z пройдет а2 . импуль— сов, счетчик 40 импульсов переполняется второй раз, счетный триггер 41 переключается в единицу, а формирователь 44 из положительного перепада формирует импульс, который сбрасывает в ноль триггер 39, выключая тем самым элемент И 38, и поступает на выход блока как сигнал "Конец цикла".

У

1О

Преимуществом предлагаемого устройства для программного управления заключается в обеспечении режима автоматического позиционирования точек обработки, расположенных по окружности (осуществление .автоматического разгона и торможения при движении по окружности), при максимальном быстродействии, обеспечиваемом круговым интерполятором на цифровых дифференциальных анализаторах, а также в значительном упрощении программирования процесса обработки деталей и сокращении объема запоминающих устройств на программу.

Формула изобретения

Устройство для программного управления, содержащее круговой интерполятор, последовательно соединенный блок задания знака координатных перемещений, первый и второй блоки управления приводами, первый и второй координатные приводы, а также блок задания скорости, о т л и ч а— ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения режима автоматического позиционирования точек, расположенных по окружности, дополнительно введены последовательно соединенные блок управления циклом сверления, третий блок управления координатным приводом и третий координатный привод, а также ! .Ф первый, второй, третий, четвертый и пятый триггеры, счетчик импульсов спеременным коэффициентом деления, первый, второй и третий счетчики импульсов, блок умножения, с первого по девятый элементы И, с первого по шестой элементы ИЛИ и генератор импульсов, причем выход первого элемента ИЛИ соединен с входом аргумента кругового интерполятора, входы S первого и второго триггеров объединены и подключены к входу Пуск" устрой— ства, выход генератора импульсов под— ключен к первому входу первого элемента И, второй вход которого соединен с выходом первого триггера, а входы — с входом задающей частоты блока задания скорости и с первым входом второго элемента И, выход которого подключен к первым входам первого и четвертого элементов ИЛИ, еди ничный выход второго триггера соединен с вторым входом второго и первым входом восьмого элементов И, а нуле—

7 !3!739 Ъой выход — с первыми входами шестого, седьмого, девятого элементов И, причем вторые входы шестого и седьмого элементов И соединены соответственно с выходами координаты Х и Y кругового интерполятора, а их выходы — с входами блока задания знака координатных перемещений, причем выход 110кончание расчета" кругового интерполятора подключен к входу R второго триггера и первому входу второго элемента ИЛИ, вторые входы второго и четвертого элементов ИЛИ соединены с выходом "Конец цикла" блока управления циклом сверления, вход ко- !5 торого объединен с выходом переполнения второго счетчика импульсов и R входом пятого триггера, выход второго элемента ИЛИ подключен к входу S третьего триггера, а также к запус — >0 кающему входу блока задания скорости и управляющим входам второго и третьего счетчиков импульсов,информационные входы которых объединены и подключены к информационным выходам первого счетчика импульсов, R-вход третьего триггера соединен с выходом третьего элемента ИЛИ,а его выход — с первым входом третьего элемента И, выходы четвертого и пятого триггеров соеди нены с первым входом четвертого и пя1 того элементов И соответственно, вто-. рые входы третьего, четвертого и пятого элементов И подключены к выходу

"Выходная частота" блока задания ско- 35

9 8 рости, выход Окончание разгона" которого подключен к первому входу третьего элемента ИЛИ и S-входу четвертого триггера, R-вход которого объединен с S — входом пятого триггера, вторым входом третьего элемента ИЛИ, входом "Торможение" блока задания скорости и подключен к выходу пеV реполне*ия третьего счетчика импуль- сов, выход третьего элемента И со-: единен с входом блока умножения и с первым входом пятого элемента ИЛИ, выход четвертого элемента И соединен с вторым входом пятого и пеовым вхо-, дом шестого элементов ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу бло-. ка умножения, а выход — к счетному входу третьего счетчика импульсов, выход пятого элемента И соединен с третьим входом пятого элемента ИЛИ, выход которого подключен к счетному входу второго счетчика импульсов и второму входу первого элемента ИЛИ, выход четвертого элемента ИЛИ подключен к счетному входу счетчика с переменным коэффициентом деления, информационные входы которого подключены к входу Число точек позиционирования" устройства, а выход подключен к вторым входам восьмого и девятого элементов И, выход первого из которых соединен со счетным входом первого счетчика импульсов, а выход второго — ° с R âõîäîì первого триггера и выходом

"Окончание отработки" устройства.! 317399!

317399

/йжсц иаира

Составитель А. Аникии

Редактор Т. Парфенова Техред Л.Олийнык

Корректор С. Шекмар

Заказ 2422/42 Тираж 863

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий и

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

Подписное

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