Устройство для программного управления станком

 

Изобретение относится к области автоматики и вьмислительной техники и может быть использовано в системах автоматического числового управления координатными перемещениями исполнительных органов станка. Цель изобретения - расширение функциональных - возможностей за счет возможности управления механизмами с различным элементарным шагом перемещения. Устройство для программного управления станком содержит блок ввода программ, блок управления, блоки управления координатньмк приводами, блок управления приводом шпинделя, коммутатор, регистр знака, логический блок,счетчик импульсов, счетчики-регистры,блок оперативной памяти, регистр знака, задатчики угла поворота системы координат ,, задатчик элементарного шага перемещения, датчики обратной связи. Кроме того, даны примеры конкретного выполнения на логических элементах блоков управления, коммутатора, логического блока ввода программы. Устройство позволяет управлять различными механизмами, имеюшлми разный элементарный шаг перемещения от управляющих программ с одинаковым представлением величины перемещения, 1 з.п. ф-лы, 7 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) (59 4 G 05 В 19/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1а р 1р 1 (х а(а

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3869815/24-24 (22) 18.03,85 (46) 15. 11,87, Бюл, У 42 (72) В.Н. Жубр, В.В. Бугаев и B.Â, Захаревич (53) 621.503,55(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 467326, кл. С 05 В 11/54, G 05 В 19/34, 1970.

Авторское свидетельство СССР

N - 924673, кл. G 05 В 19/18, 1980. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГРАММНОГО

УПРАВЛЕНИЯ СТАНКОМ (57) Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано в системах автоматического числового управления координатными перемещениями исполнительных органов станка. Цель изобретения — расширение функциональныхвозможностей за счет возможности управления механизмами с различным элементарным шагом перемещения, Устройство для программного управления станком содержит блок ввода программ, блок управления, блоки управления координатными приводами, блок управления приводом шпинделя, коммутатор, регистр знака, логический блок, счетчик импульсов, счетчики-регистры, блок оперативной памяти, регистр знака, задатчики угла поворота системы координат„ задатчик элементарного шага перемещения, датчики обратной связи.

Кроме того, даны примеры конкретного выполнения на логических элементах блоков управления, коммутатора, логического блока ввода программы, Уст@ ройство позволяет управлять различными механизмами, имеющими разный элементарный шаг перемещения от управляющих программ с одинаковым представлением величины перемещения. 1 з.п. ф-лы, 7 ил.

1352458

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах автоматического числового управления координат 5 ными перемещениями исполнительных органов станка.

Цель изобретения — расширение функ циональных возможностей за счет возможности управления механизмами с 10 различным элементарным шагом перемещения.

На фиг. t показала структурная схема устройства для программного управления станком; на фиг. 2 — принци- 15 . пиальная схема логического узла; на фиг. 3 — принципиальная схема блока управления координатным приводом; на фиг. 4 — принципиальная схема блока ввода программы; на фиг. 5 — принци- 20 пиальная схема коммутатора; на фиг.6— принципиальная схема блока управления приводом шпинделя; на фиг. 7 — принципиальная схема блока управления.

Устройство содержит задатчик 1 25 угла поворота системы координат, логический блок 2, блок 3 ввода программы, коммутатор 4, регистр 5 знака, блоки 6, 7 управления координатнйми приводами, исполнительные органы 30

8, 9 координатных приводов, датчики

10, 11 обратной связи, блок 12 управления приводом шпинделя, исполнительный орган 13 привода шпинделя, датчик 14 обратной связи, блок 15 оперативной памяти, первый счетчикрегистр 16 блок 17 управления, второй счетчик-регистр 18, задатчик 19 величины элементарного шага перемещения и счетчик 20 импульсов. Логичес- 4О кий блок 2 содержит (фиг. 2) элементы И 2 1-36, элементы ИЛИ 37-42. Блоки 6, 7 управления координатными приводами состоят (фиг. 3) из формирователей 43 сигналов датчиков обрат- 45 ной связи, счетчиков 44 импульсов, сопротивлений 45, 46, оптронов 47, 48, сопротивлений 49, 50, тиристоров

51, 52. Блок 3 ввода программ содержит (фиг. 4) элемент 53 ввода инфор- 50 мации, триггер 54, регистр 55, формирователь 56, элемент 57 контроля по паритету, дешифратор 58, триггеры

59-61, Коммутатор 4 содержит (фиг.5) элементы ИЛИ 62,63, MJIH-HE 64, триггер 65, группы элементов И 66, 67, элементы И 68, 69, И-HJIH 70, 7 1

И 72, 73, И-HE 74-77, формирователь

78, триггер 79, элементы ИЛИ 80, И 81, триггер 82. Блок 12 управления приводом шпинделя содержит (фиг. 6) сопротивление 83, оптрон 84, сопротивление 85, тиристор 86, формирователь

87. Блок 17 управления содержит элементы ИЛИ 88, 89, счетчик 90 адреса, элемент И 91, распределитель 92 импульсов, генератор 93 импульсов,элемент И 94, триггер 95, дешифратор 96, триггеры 97, 98, формирователь 99 импульса, элемент ИЛИ 100, формирователь 101 импульсов и элементы

ИЛИ 102, И 103.

Выполнение логического блока 2, блока 3 ввода программы, коммутатора

4, блоков 6 и 7 управления координат ными приводами, блока 12 управления приводом шпинделя и узла 17 управления в описании приведено как один из вариантов исполнения.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом работы на все блоки (фиг. 1)„ содержащие счетчики, регистры и триггеры, по шине "Сброс" поступает сигнал, обнуляющий их, а в счетчик-регистр 18 записывается значение элементарного шага перемещения.

Задатчик 1 угла поворота системы координат подает на первый вход логического блока 2 сигнал угла поворота, при помоши которого логический блок

2 настраивается на один из четырех углов поворота системы координат.От кнопки "Пуск" с пульта управления в блок 3 ввода программы поступает сигнал на ввод информации. Из перфоленты считывается первая строка, содержащая координаты Х, по которой из блока 3 ввода программы в логический блок 2 по линии Х поступает единичный потенциал.

Далее считывается строка, содержащая код "+" или "-" (в зависимости от знака координаты), и по линии

"+" или "-" в логический блок из блока

3 ввода программы поступает единичный импульс, В случае, если от задатчика

1 угла поворота системы координат поступает сигнал О, то в логическом о блоке 2 будут подготовлены к работе элементы И 21, 25, 29, 33, а с выхода элемента ИЛИ 37 в коммутатор 4 поступает сигнал "О" V 180, управляющий распределением числовой информации, в блоки 6 или 7 управления координатными приводами (фиг. 2). Таким образомэ если знак координаты "+Ф!т то с

3 135 выхода элемента И 21 через элемент

ИЛИ 39 в регистр 5 знака поступает импульс X+.

Следующие строки на перфоленте содержат код цифровой информации о величине перемещения, которая из блока

3 ввода программы поступает на информационный вход блока 15 оперативной памяти. Каждую цифровую строку сопровождает импульс "Признак цифры", который с выхода дешифратора 58 в блоке

3 ввода программы (фиг. 4) поступает на вход элемента ИЛИ 88 в блоке 17 управления (фиг. 7). Этот импульс через элемент ИЛИ 89 поступает на управляющий вход блока 15 оперативной памяти и производит запись цифрового кода с информационного входа по начальному адресу счетчика 90 адреса, кроме того импульс "Признак цифры" поступает на суммирующий вход счетчика 90 адреса, По заднему фронту этого импульса счетчик переводится в следующее состояние.

Таким же образом записываются остальные цифры величины перемещения. координаты Х. В счетчике 90 адреса после записи последней цифры хранится адрес памяти, по которому она записана.

Следующая строка на перфоленте содержит код координаты У, который запоминается регистром 55 в блоке 3 ввода программы, дешифруется и записывается триггером 59, с выхода которого единичный потенциал по линии

У поступает в логический блок 2.Кроме того, с выхода дешифратора 58 в блок

17 управления поступает импульс У, который через элемент ИЛИ 88 (фиг.7) и ИЛИ 89 записывает в блок 15 опера3

:тивной памяти код координаты У из регистра 55, а также увеличивает содержимое счетчика 90 адреса на единицу.

:Далее из перфоленты поступает код знака "+" или "-" (в зависимости от знака координаты), по которому из блока 3 ввода программы в логический блок 2 поступает единичный импульс.

Например, если знак координаты У "+", то с выхода элемента И 29 через элемент ИЛИ 41 в регистр 5 знака поступает импульс У+ (фиг, 2) . Далее из блока 3 ввода программы на информационный вход блока 15 оперативной памяти поступает числовая информация о величине перемещения по координате

У которая сопровождается импульсом

2458

"Признак цифры" с выхода дешифратора

58 в блоке 3 ввода программы в блок

17 управления. Запись этой информации

5 производится аналогично записи цифровой информации для координаты Х. Сле- дующая строка перфоленты содержит код

"Конец кадра", по которому с выхода дешифратора 58 в блоке 3 ввода программы вырабатывается импульс "Конец кадра". Этот импульс устанавливает в нулевое состояние триггер 54, за счет чего останавливается движение перфоленты в элементе 53 ввода информации, кроме того, импульс "Конец кадра" поступает в блок 17 управления, в котором (фиг. 7) устанавливает в единичное состояние триггер 95.Потенциал с выхода триггера 95 через элемент ИЛИ 102 производит сброс < счетчика 20, а через элемент И 9 1 разрешает прохождение импульсов с выхода генератора 93 на вход элемента ИЛИ 89 и на линию "Импульс разрешения чтения . Наличие импульса с выхода элемента ИЛИ 89 и на линии "Импульс раз,решения чтения" позволяет считывать информацию из блока 15 оперативной памяти, на информационный вход счетчика-регистра 16 поступает двоичный код цифры. Импульс с выхода элемента

И 91 поступает на вход распределителя 92 импульсов, с выхода которого на вход записи информации счетчикарегистра 16 поступают импульсы, кото" рые записывают двоичный код цифры с информационного входа этого счетчикарегистра. Импульс с выхода элемента

И 91 также поступает на вычитающий вход счетчика 90 адреса, по заднему фронту этого импульса содержимое счетчика 90 адреса уменьшается на . единицу. Чтение цифровой информации из узла оперативной памяти продолжается до тех пор, пока не считается код координаты У, который дешифруется дешифратором 96, и импульс с его выхода установит триггер 95 в нулевое состояние, нулевой потенциал с выхода которого блокирует выдачу импульсов с выхода элемента И 91, и устанавливает распределитель импульсов 92 в исходное состояние. Импульс с выхода дешифратора 96 также устанавливает в единичное состояние триггер 97, единичный потенциал с выхода которого разрешает прохождение импульсов с генератора 93 через элемент И 94 на вычитающие входы

1352458

55 счетчиков-регистров 16 и 18, В счетчике-регистре 16 находится значение величины перемещения по координате .

У, а в,счетчике-регистре 18 — значение величины элементарного шага перемещения, причем содержимое счетчика-регистра 16 всегда больше содержимого счетчика-регистра 18. Каждый импульс с выхода элемента И 94 уменьшает содержимое счетчиков-регистров

16 и 18 на единицу. При достижении в счетчике-регистре 18 значения нуля на его выходе вырабатывается импульспереноса, который поступает на суммирующий вход счетчика 20 импульсов и прибавляет к его содержимому единицу (т.е. один элементарный шаг перемещения), а также через элемент ИЛИ

100 и формирователь 101 записывает в счетчик-регистр 18 значение величины элементарного шага перемещения, и следующим импульсом с выхода элемента И 94 описанный цикл работы уст ройства продолжается до тех пор,пока с выхода счетчика-регистра 16 в блок

17 управления не поступит импульс переноса.

В блоке 17 управления (фиг. 7) этот импульс устанавливает в нулевое состояние триггер 97 и тем самым блокирует прохождение импульсов генератора -93 на выход элемента И 94.

Импульс переноса счетчика-регистра 16 поступает также в коммутатор 4, где (фиг. 5) через входы элементов И 72 и 73 при наличии разрешающих потенциалов на вторых входах этих элементов производит запись информации о величине перемещения в блоке 6 или 7 управления координатными приводами.

Разрешающие потенциалы на вторых входах элементов И 72, 73 вырабатываются схемами И-ИЛИ 70, 71 при нао о личии из блока 2 сигналов 0 v 180 (90 V 270 ), а также потенциалов Х или У с выходов триггера 98 в блоке

7 управления. В описываемом случае о о присутствует сигнал 0 v 180 и единичный потенциал У с инверсного выхода триггера 98, при этом на выходе элемента И-ИЛИ 70 присутствует разрешающий потенциал. Этот потенциал разрешает через элемент И 68 и группу элементов И 66 поступление информации о величине перемещения по координате

У с выхода счетчика 20 на информационный вход счетчика-регистра 44 (фиг. 3) в блоке 7 управления коор5

f5

50 динатным приводом, а через элемент

И 72 поступление импульса "Запись информации на соответствующий вход этого же счетчика, таким образом, осуществляется запись информации о величине перемещения в элементарных шагах по координате У. Импульс переноса счетчика-регистра 16 в блок 17 управления устанавливает (фиг. 7) триггер 95 в единичное состояние.,а по счетному входу триггера 98 переводит его также в единичное состояние, подготовив коммутатор 4 к передаче информации в блок 6 управления координатным привоцом. Единичное состояние триггера 95 дает разрешение на работу устройства в цикле чтения информации о величине перемещения по координате Х из узла оперативной памяти и записи ее в счетчик-регистр

16. Цикл прекращается по импульсу переноса из счетчика 90 адреса, который сбрасывает в нулевое состояние триггер 95 и устанавливает в единичное триггер 97. Последний разрешает работу устройств в цикле пересчета величины перемещения по координате Х в количестве элементарных шагов перемещения, заданных задатчиком 19, Устройство производит пересчет величины перемещения по координате Х аналогично описанному для координаты У. В конце пересчета счетчик-регистр 16 вырабатывает импульс переноса, кото- . рый устанавливает триггер 97 в нулевое состояние, импульсы с генератора

93 не проходят через схему И 94 на вычитающие входы счетчиков-регистров

16 и 18. Так как триггер 98 находится в единичном состоянии, в коммутаторе

4 разрешающий потенциал присутствует на выходе элемента И-ИЛИ 71. Информация с выхода счетчика 20 поступает через группы элементов И 67 в блок

6 управления координатным приводом на информационный вход счетчика-регистра 44. Импульс переноса счетчикарегистра 16 через элемент И 73 производит запись этой информации в счет-. чик-регистр 44.

Поскольку триггер 98 находится в единичном состоянии, импульс переноса счетчика-регистра 16 на вход установки в единичное состояние триггера

95 через элемент И 103 не пройдет и триггер 95 останется в нулевом состоянии, т..е. цикл чтения информации из узла 15 оперативной памяти не выпол> 1352458 няется. По заднему фронту импульса пепереноса счетчика 16 триггер 98 переходит в нулевое состояние (таким образом, он подготовлен к новому циклу пересчета координат Х и У), на выходе формирователя 99 импульса вырабатывается импульс Конец пересчета .Этот импульс поступает в коммутатор 4 на вход установки в единичное состояние триггера 65. Триггер 65 устанавливается в единичное состояние, при этом он блокирует элементы И 68, 69, 81 и дает разрешающий потенциал на входы элементов И-HE 74-77. В зависимости от состояния триггеров регистра 5 с их выходов в блоки 6 и 7 управления координатными приводами поступают управляющие потенциалы "+" или "- . В блоках 6 и 7.управления координатными 20 приводами включаются соответствующие оптроны 47, 48, которые запускают тиристоры 51, 52. Срабатывают исполнительные органы 8, 9 координатных приводов, происходит координатное пере- 25 мещение. С датчиков 10, 11 обратной связи на входы формирователей 43 поступают импульсы. С выхода формирователя 43 импульсы поступают на вычитающие входы счетчиков 44. 30

По окончании отработки величины перемещения по координатам с выходов счетчиков 44 в блоках 6, 7 управления координатными приводами в регистр.

5 поступают импульсы "0 счетчика",в котором они устанавливают соответствующие триггеры в нулевое состояние.

С выходов элементов И-.НЕ 74-77 исчезают управляющие потенциалы. Тиристоры 51-, 52 через оптроны 47, 48 вы- 40

I ключаются, происходит остановка испол нительных органов 8, 9 координатных приводов. Потенциалы с выходов триггеров регистра 5 через элементы ИЛИ

62, 63 и ИЛИ-НЕ 64 устанавливают

45 триггер 65 в нулевое состояние. Если с выходов формирователей 43 на входы схемы ИЛИ 80 поступает импульс (т.е. произошло самопроизвольное перемещение), то через элемент И 81 триггер

82 устанавливается в единичное состояние, блокирует триггер 65 и выдает сигнал "Сбой станка" на индикацию (на схеме не показана) . По заднему фронту импульса с выхода триггера 65 формирователь 78 вырабатывает импульс, устанавливающий триггер 79 в единичное состояние, с нулевого выхода которого в блок 12 управления приводом подачи шпинделя поступает управляющий потенциал. Через оптрон 84 включается тиристор 86 и срабатывает исполнительный орган 13 привода шпинделя.

Датчик 14 обратной связи подает на вход формирователя 87 импульс, по которому с выхода последнего в коммутатор 4 на вход установки в нулевое сос- тояние триггера 79 поступает импульс

"Конец сверления . Управляющий потенциал с выхода триггера 79 снимается, тиристор 86 через оптрон 84 выключается. Происходит остановка исполнительного органа 13 привода шпинделя.

Импульс Конец сверления" поступает

I также в блок 3 ввода программы на вход установки в единичное состояние триггера 54. Триггер 54 устанавливается в единичное состояние,и в элемент 53 ввода информации поступает управляющий потенциал. Начинается продвижение перфоленты. Если при вводе информации происходит неправильная запись ее в регистр 55, то с выхода схемы 57 контроля по паритету на вход триггера 60 поступает импульс, триггер 60 устанавливается в единичное состояние и переводит триггер 54 в нулевое состояние.

Управляющий сигнал в устройство 53 ввода информации снимается и происходит останов движения перфоленты.

Если же информация вводится правильно, то работа устройства продолжается аналогично описанной до появления на входе дешифратора 58 кода

"Конец программы". Do этому коду с выхода дешифратора 58 на вход установки в единичное состояние триггера

61 поступает импульс, триггер 61 устанавливается и сбрасывает триггер

54. Продвижение перфоленты прекращается. Повторный запуск работы производится аналогично начальному запуску,т.е. необходимо нажать кнопку

"Сброс", а после этого кнопку "Пуск".

Таким образом, устройство для программного управления станком позволяет управлять различными механизмами, имеющими разный элементарный шаг перемещения от управляющих программ, а одинаковым представлением величины перемещения, что позволит использовать для подготовки управляющих программ одно и то же оборудование для автоматизированной подготовки перфолент, удешевит техническое обслуживание оборудования с ЧПУ, 1352458 уменьшит до минимума простои оборудования из-за сбоев и отказов УЧПУ, уменьшит стоимость самих устройств

ЧПУ.

Формула изобретения

1. Устройство для программного управления станком, содержащее блок 1п ввода программы, коммутатор, датчик обратной связи, первый и второй блоки управления координатными приводами, логический блок и задатчик угла поворота системы координат, о т л и ч а — 15 ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения возможности упранления механизмами с различным элементарным шагом перемещения, введены 2б блок управления, первый и второй счетчики-регистры, задатчик элементарного шага перемещения, регистр знака, блок

1 оперативной памяти и счетчик импульсон, информационные выходы которого 25 соединены с первыми входами коммутатора, подключенного управляющим входом к .первому выходу блока управления, второй выход которого соединен с вычитающими входами первого и нто- 30 рого счетчиков-регистров, третий и четвертый выходы — соответственно с входами записи первого и второго счетчиков-perHcTpoB пятые выходы— с адресными входами блока оперативной памяти, шестые выходы — с командными входами блока оперативной памяти, информационные выходы которого подключены к соответствующим входам первого счетчика-регистра и к первым входам блока управления, второй выход которого соединен с задающим входом блока ввода программы, третий вход — с выходом переполнения второго счетчика-регистра и со счетнь м входом счетчика импульсов, четвертый вход — с выходом переполнения первого счетчика-регистра и с входом импульса переноса коммутатора, информационные входы второго счетчика-регистра подключены к выходам задатчика элементарного шага перемещения,второй информационный вход коммутатора соединен с выходом регистра знака, информационные ныходы коммутатора подключены к входам соответствующих блоков управления координатными приводами, задающие входы и первые выходы упранления которых соединены с соответствующими выходами и входами коммутатора, второй выход управления которого подключен к входу блока управления приводом шпинделя, вход сброса которого соединен с входом сброса устройства для программного управления станком, а выход — с входом установки коммутатора и с управляющим входом блока ввода программы, задающие выходы которого подключены к соответствующим первым входам, задания логического блока, второй вход задания которого соединен с выходом задатчика угла поворота системы координат, а выход — с информационным входом регистра знака, сбросовый вход которого соединен с входом сброса устройства для программного управления станком, а установочные входы — с выходом соответствующих блоков управления координатными приводами. !

2. Устройство по п.1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что блок управления содержит генератор импульсов, счетчик адреса, распределитель импульсон, дешифратор, три триггера, элемент задержки, формирователь импульсон, группу элементов И и ИЛИ, выход генератора импульсов соединен с первым входом первого и второго элементов И, вторые входы которых соединены с первым входом распределителя импульсов и с прямыми выходами первого и

I второго триггероз, прямой ныход третьего триггера подключен к первому входу третьего элемента И, к первому выходу управления и через элемент задержки — к второму выходу управления, инверсный выход — к третьему выходу управления, выход первого элемента И соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, с информационным входом распределителя импульсов, с -выходом разрешения чтения блока управления и с первым входом счетчика адреса, второй вход которого подключен к второму входу первого элемента ИЛИ и к выходу второго элемента ИЛИ,- входы которого соединены с входами блока управления, вход сброса которого соединен с входами сброса триггеров, с входом сброса счетчика адреса, первый выход которого .соединен с установочными входами первого и второго триггеров, а вторые выходы — с пятыми выходами блока управления, шестые выходы которого соединены с выходами первого элемента

ИЛИ и элемента И, третьи выходы — с

1352458

12 выходами распределителя импульсов,t о второй выход — с выходом второго элемента И, четвертый выход через формирователь импульсов - с выходом третьего элемента ИЛИ, первый вход крторого соединен с входом сброса блока управления, второй вход — с третьим входом блока управления, второй вход которого подключен к третьему входу первого триггера, четвертый вход которого соединен с третьим входом второго триггера и через дешифратор — с первым входом блока управления, пятый вход — с выходом третьего элемента И, 5 второй вход которого подключен к четвертому входу второго триггера, к второму входу третьего триггера и к четвертому входу блока управления, седьмой вход которого через четвертый элемент ИЛИ соединен с прямьм выходом первого тригге ра.

1352458

8 тмыцтотор

1352458

1352458 ф у Э F

Составитель И. Швец

Техред А.Кравчук

Редактор М. Циткина

Корректор И, Муска

Заказ 5565/47 Тираж 8б3

BHHHIIH. Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

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