Система 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. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет автоматического позиционирования точек , расположенных по окружности.Система для программного управления содержит круговой и линейный интерполяторы , регистры, три счетчика импульсов , блоки задания скорости и знаков координатных перемещений, блоки управления приводами, блок управления циклом сверления, генератор иьшульсов, триггеры, элементы ИЛИ,блок удвоения частоты. В данно1| решении, импульсы аргумента угла i/ кругового интерполятора, имеющие физический смысл приращений угла поворота радиуса вектора, подсчитываются счетчиком и используются в дальнейшем для определения момента вклкмения торможения . 6 ил. i (Л 00 to СД

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧККИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 G 05 В 9 18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ:,:, Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ф с

ФЮ

Фа

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3984914/24-24 (22) 05.12.85 (46) 23.07.87, Вюл. У 27 (72) В.Л. Кошкин (53) 62!.503.55(088.8) (5e) Авторское свидетельство СССР

В 760031, кл. С 05 В 19/18, 1978.

Авторское свидетельство СССР

У 962857, кл. С 05 В 19/18, 1981. (54) СИСТЕМА ДЛЯ ПРОГРАИМНОГО УПРАВ. ЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к автоматике .и вычислительной технике и может быть использовано для управления координатно"сверлильными станками и станками для обработки печатных плат. Цель изобретения. — расширение

„SU„„1325410 A i функциональных возможностей за счет автоматического позиционирования точек, расположенных по окружности.Система для программного управления содержит круговой и линейный ннтерполяторы, регистры, три счетчика импульсов, блоки задания скорости и знаков координатных перемещений, блоки управления приводами, блок управления циклом сверления, генератор импульсов, триггеры, элементы И и ИЛИ,блок удвоения частоты. В данноМ решении, импульсы аргумента угла кругового интерполятора, имеющие физический смысл приращений угла поворота радиуса вектора, подсчитываются счетчиком и используются в дальнейшем для определения момента включения торможения. 6 ил.

13254

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано для управ- ления координатно-сверлильными стан5 ками и станками для обработки печатных книг, Цель изобретения — расширение функциональных возможностей за счет автоматического позиционирования точек, !О расположенных по окружности.

На фиг. представлена общая блоксхема устройства, на фиг. 2-4 — графики, поясняющие работу устройства; на фиг. 5 — пример конкретного решения линейного интерполятора по принципу оценочной функции; на фиг. 6— пример выполнения блока управления циклом.

Устройство для программного управления (фиг. 1) состоит из кругового интерполятора 1, построенного на цифровых дифференциальных анализаторах (ПДА), блок 2 задания знака координатных . перемещений, блоков 25

3 — 5 управления приводами, приводов

6 — 8, блока 9 задания скорости,линейного интерполятора 10, регистров

11 и 12, счетчиков 13 — 15 импульсов, генератора 16 импульсов, триггеров 30

17-22, элементов ИЛИ 23 — 27 (умножения на два), блока удвоения частоты

28, блока 29 управления циклом сверления, элементов И 30-37, Линейный интерполятор 10 не имеет 35 особенностей, выполнен по известной схеме, например по оценочной функции, и состоит из накапливающего сумматора 38, блока 39 элементов ИЛИ, блоков 40 и 4 1 элементов И, элемента НЕ

42, элементов И 43 и 44. Работает интерполятор 10 (фиг. 5) как все интерполяторы оценочной функции с поочередной выдачей приращений, распределяя по выходам входные импульсы в зависимости от знака оценочной функ1 ции, т.е. от соотношения l 9, к 9о

В линейном интерполяторе исходные величины заносятся в регистры, но в данном случае в качестве одного из регистров используется счетчик 13 импульса, который предварительно определяет величину Y . Так как исЧо пользование счетчика вместо регистра нехарактерно для линейного интерполятора и определяется всей совокупностью блоков устройства, регистр l1 и счетчик t3 вынесены из линейного интерполятора 10. Блок 29 управ!

О

2 пения циклом сверления содержит генератор 45 импульсов, триггер 46, элементы И 47-49, счетчик 50 импульсов, формирователь 5 1 и счетный триггер 52.

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

= =R, У„=Т=О,ЗХ=К, У=К (фиг. 2), и также команда G03 (или

С02) интерполяции против (по) часовой стрелки заносится в круговой интерполятор 1, величина F максимально допустимой скорости подачи в блок

9, знаки d Х, Д Y в блок 2, величина 9, — т.е. эквивалент угла 90 заносится в регистр 11, причем в зависимости от выбранной единицы угловых измерений это может быть 5400

1/ или 324000", или какое-либо другое число в зависимости от выбранной величины для измерения угла: в регистр

t2 заносится величина углового рас- стояния между отверстиями йу в тех же единицах, что и величина но в дополнительном коде;все триггера и счетчики устройства сигналом предварительной установки (на фиг. 1 не показан) сброшены в "0". По сигналу "Пуск 1" триггеры 17 и 18 устанавливаются в состояние "1",при этом разрешающий потенциал с выхода триггера 18 поступает на вход элемента

И 3 1, но запрещающий потенциал с нулевого выхода триггера 17 запирает элемент И 3 1 по второму входу так же, как и элементы И 36 и 37. Разрешающий потенциал с единичного выхода триггера 17 открывает элемент И 30, в результате выходная частота f генератора 16 начинает поступать через элемент И 30 на вход счетчика 13 . импульсов и элемента ИЛИ 23, с выхода KQTopol 0 QHG nooT n e HB вход аргумента кругового интерполятора

1. В результате интерполятор 1 начинает отрабатывать окружность радиуса R (фиг. 2), при этом осуществляется поворот радиуса вектора ОА против часовой стрелки до совпадения с осью У. Как только вектор ОА совпа- дает с осью У, интерполятор 1 вырабатывает сигнал "Окончание отработки", который поступает на вхоц элемента ИЛИ 24 и нулевой вход триггера 17. Триггер 17 переключается в состояние нуля, причем единичный потенциал с его нулевого выхода откры5410

132

3 вает элементы И 36, 37 и 31, при этом частота f генератора 16 начинает поступать на вход блока 9 задания скорости. Одновременно появление нулевого потенциала на единичном выходе триггера 17 закрывает элемент И 30 и поступление частоты на вход элемента ИЛИ 23 и на вход счетчика 13 прекращается. К этому моменту в счетчике 13. оказывается о величина равная углу 90 в единицах, соответствующих угловой цене импульса аргумента интерполятора 1

Импульс окончания отработки интерполятора 1 с выхода элемента ИЛИ 24 включает "Разгон" в блоке 9, переписывает величину и Ч в дополнительном коде в счетчиках 14 и 15 и устанавливает в единицу триггер 20.

В результате триггер 20 устанавливается в состояние "1", и его выходной потенциал открывает элемент

И 33. В это время блок 9 начинает вырабатывать частоту f„ которая после сигнала "Разгон" линейно увеличивается (фиг. 3) и поступает на единичный вход триггера 19. Каждый импульс этой частоты устанавливает в

"1" триггер 19, и его выходной потенциал открывает элемент И 32. При этом частота f> с выхода генератора

16 через элемент И 32 начинает поступать на вход аргумента линейного интерполятора 10, для которого рабочими регистрами первой и второй координат.являются соответственно счетчики 13 и регистр 11. Линейный интерполятор 10 начинает, отрабатывать прямую заданную BBJIEPIHHaMH ($90 H Ч90

При этом выходные импульсы первой координаты поступают через элемент ИЛИ

23 на вход аргумента кругового интерполятора 1 и на нулевой вход триггера 19, а выходные сигналы второй координаты интерполятора 10 — на входы элементов И 33-35.

Поступление импульсов на вход кругового интерполятора 1 заставляет его вновь приступить к отработке дуги окружности. радиуса (фиг. 2), но теперь его выходные сигналы поступают через элементы И 36 и 37 на входы блока 2 задания знака и с его выхода по каналам соответствующего знака на входы блоков 3 и 4 управления приводами, с выхода которых в преобразованном виде — на входы приводов 6 и 7. Так как частота на единичном и

55 нулевом входах триггера 19 равна (при f ) fÄ), то разгон (увеличение частоты) на входе блока 9 приводит к одновременному увеличению частоты и на входе аргумента интерполятора

1, а следовательно, на его выходах, т.е. приводы 6 и 7 отрабатывают заданную дугу с возрастающей скоростью (разгоном); Аналогично частота на выходе второй координаты линейного интерполятора 10 возрастает,так как его координаты связаны линейной зависимостью. Пока в блоке 9 продолжается разгон (фиг. 3), триггер 20 находится в состоянии " 1", и импульсы с выхода второй координаты интерполятора 10 через элементы И 33 и

ИЛИ 26 поступают на счетный вход счетчика 14, а через блок 28 удвоения частоты и элемент ИЛИ 27 — на счетный вход счетчика 15. На каждом— импульс на входе, схема 28 формирует два на выходе. Так продолжается до тех пор, пока в блоке задание скорости 9 не закончится разгон, и частота на его выходе окажется равной заданной (фиг. 3).При этом блок 9 вырабатывает сигнал "Окончание разгона". Этот сигнал через элемент

ИЛИ 25 сбрасывает в "0" триггер 20, при этом элемент И 33 закрывается и устанавливает в единицу триггер 2 1, который своим выходным сигналом открывает элемент И 34, с выхода которого выходная частота второй координаты интерполятора 10 через элементы

ИЛИ 26 и 27 поступает на входы счетчиков 14 и 15 соответственно. Устройство отрабатывает участок движения на постоянной скорости (фиг. 3).

Так продолжается до тех пор, пока не переполнится счетчик 15. Этот счетчик переполняется в тот момент, когда пора включать торможение,так как при разгоне он сосчитывает число импульсов, равное двойному участку разгона, а при линейном законе разгона — торможения участки разгона и торможения равны. Сигнал переполнения этого счетчика включает торможение в блоке 9 задания скорости, через элемент ИЛИ 25 подтверждает нулевое состояние триггера 20,сбрасывает в "0" триггер 21 и включает триггер 22. В результате частота на выходе блока 9 начинает уменьшаться по линейному закону, элемент И 34 закрывается, а элемент И 35 открыва- .

5 132 ется. После этого частота с выхода элемента И 35 начинает через элемент

ИЛИ 26 поступать на вход счетчика

14. Одновременно уменьшаются частота на выходе блока 9 и скорость дви.жения приводов 6 и 7. Так продолжается до тех пор, пока не переполнится счетчик 14. Сигнал его переполнения появляется почти одновременно с завершением торможения, когда частота на выходе блока 9 так же, как и ,скорость движения приводов, близка к нулю. Этот сигнал сбрасывает в

"0" триггеры 18 и 22 и поступает на вход блока 29.

Закрываются элементы И 31 и 35.

Частота на входе и выходе блока 9 равна нулю. К этому моменту вектор

ОА поворачивается на заданную величину dl(и останавливается. Теперь включается в работу блок 29 управления циклом сверления. Управление циклом блока 29 в зависимости от конструкции координаты Z станка или включает однооборотную муфту, которая обеспечивает один ход сверла вниз вверх, или соответствующие последовательности управляющих сигналов, обеспечивающих с помощью блоков 5 и

8 аналогичное движение (+ Д Z) (- a Z), после чего блок 29 вырабатывает сигнал "Окончание цикла", который поступает в блок центрального управления (не показан). Если следующее отверстие находится на таком же угловом расстоянии д,то на вход устройства подается сигнал

"Пуск 2", который эквивалентен сигналу "Окончание отработки" интерполятора 1, при этом устройство приступает к позиционированию по дуге,не повторяя вычисление величины

Если угловое расстояние до следующего отверстия другое, то новая величина д д заносится в регистр 12 и лишь затем подается сигнал "Пуск 2".

Если же необходимо сверлить отверстия, расположенные по другому радиусу, то тогда приходится заносить новую информацию в интерполятор 1 и подать сигнал "Пуск 1". В этом случае., если отверстия расположены близко, т.е. л 4 2 q,. где участок разгона до данной скорости (торможения от заданной скорости), то блок 9 задания скорости не вырабатывает сигнал "Конец разгона", а сразу приходит сигнал переполнения счетчика 15, поэтому график выходной

5410 6

5

f0

20 частоты задания скорости блока 9 и скорости движения точки А по дуге будет иметь вид кривой, приведенной на фиг. 4.

Сигнал "Пуск" с выхода счетчика

14 устанавливает в " 1" триггер 46.

Единичный сигнал с выхода триггера

46 открывает элемент И 47, и частота генератора 45 начинает поступать на вход счетчика 50 с коэффициентом пересчета, равным глубине сверления

dZ, и на входы элементов И 48 и 49.

Так как триггер 52 предварительно был установлен в " 1", то его выходным сигналом открыт элемент И .48, поэтому импульсы поступают в блок.5 управления приводом по каналу +Z.

Так продолжается до тех пор пока на вход счетчика 50 импульсов и, следовательно, на выход по каналу +Е,не пройдет d Z импульсов,при этом счетчик 50 импульсов переполняется, и сигнал переполнения переключает по счетному входу триггер 52 в состояние "0"; Счетчик 50 импульсов продолжает вести отсчет, но теперь открыт элемент И 49, и импульсы поступают в блок 5 управления приводом по каналу -Z. Когда по каналу -Z пройдет д Z импульсов,,счетчик 50 импульсов переполняется второй раз, триггер 52 переключается в "1",при этом формирователь 51 из положительного сигнала формирует импульс, кото" рый сбрасывает в "0" триггер 46, выключая тем самым элемент И 47, и поступает на выход блока как сигнал

1 Конец цикла .

Формула изобретения

Система для программного управления, содержащая круговой интерполятор, блок задания знака координатных перемещений, выходы которого соединены с соответствующими входами первого и второго блоков управления приводами, три привода, а также блок задания скорости и третий блок управления приводом, о т л и ч а ю щ а— я с я тем, что, с целью расширения . функциональных возможностей за счет автоматического позиционирования точек, расположенных по окружности, введены линейный интерполятор, генератор импульсов, первый, второй и третий счетчики импульсов, блок управления циклом сверления,блок удвоения частоты, первый и второй ре7 13254 гистры, шесть триггеров, восемь элементов И, пять элементов ИЛИ, причем выход генератора импульсов соединен с первыми входами второго,первого и третьего элементов И,второй вход третьего элемента И соединен с прямым выходом первого триггера,выход — с информационным входом первого счетчика импульсов и с первым входом первого элемента ИЛИ,второй 1О вход которого подключен к первому входу линейного интерполятора и к первому входу второго триггера, а выход — к входу аргумента кругового интерполятора, информационные входы 15 которого соединены с входами системы для программного управления, первый и второй выходы кругового интерполятора соединены с первым входом четвертого и пятого элементов И, тре- 20 тий выход — с первым входом второго элемента ИЛИ и с установочным входом первого триггера, инверсный выход которого подключен к вторым входам четвертого и пятого. элементов И и к второму входу второго элемента

И, соединенного третьим входом с прямым выходом третьего триггера, первый установочный вход которого соединен с вторым установочным вхо- ЗО дом первого триггера и с входом

"Пуск 1 1 системы для программного управления, второй установочный вход третьего триггера соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ, и с входом "Пуск 2" системы, счетный вход — со .счетным входом четвертого триггера, а выходом первого счетчика импульсов и с входом блока управле-. ния циклом, выход которого через 40 третий блок управления приводом подключен к входу третьего привода,выход второго элемента И соединен с информационным входом блока задания скорости, вход "Разгон" которого 45 подключен к выходу второго элемента

ИЛИ, к первому входу пятого, триггера и к установочным входам первого и

10 8 второго счетчиков импульсов,информационные входы которых соединены c выходами первого регистра,а входыобнуления — с выходами соответственно третьего и четвертого элементов ИЛИ, первый вход третьего и четвертого элементов ИЛИ соединен с выходом четвертого элемента И,выход пятого элемента

H подключен к второму входу третьего элемента ИЛИ, третий вход которого соединен с выходом шестого элемента

И и через блок удвоения — с вторым входом четвертом элемента ИЛИ, второй выход линейного интерполятора подключен к первому входу четвертого, пятого и шестого элементов И, вторые входы которых соединены с прямыми выходами соответственно шестого,четвертого и пятого триггеров, второй вход пятого триггера соединен с выходом пятого элемента ИЛИ, первый вкод которого подключен к выходу

"Окончание разгона" блока задания скорости и к первому входу шестого триггера, второй вход которого соединен с вторым входом пятого элемента

ИЛИ, с вторым входом четвертого триггера, с третьим входом блока задания скорости и с выходом второго счетчика импульса, выход частоты блока задания скорости соединен с вторым входом второго триггера, выход которого соединен с вторым входом первого элемента И,подключенного выходом к установочному входу линейного интерполятора, первый информационный вход которого соединен с выходом первого счетчика импульсов, второй информационный вход — с выходом второго регистра,а выходы четвертого и пятого элементов

И соединены соответственно с первым и вторым входами блока задания знаков, установочные входы которого подключены к входам задания системы для программного управления, выход которой соединен с вторым выходом блока управления циклом

1325410

1325410 Риг. 5

Фиг.б

Составитель И.Швец

Техред Л.Сердюкова Корректор Л.Пилипенко

Редактор Е.Папп

Заказ 3106/41 ираж

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

"Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4