Система числового программного управления
Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах числового программного управления оборудованием, в частности в машиностроении для автоматизации процесса раскладки проводов в жгуты, в установках для сварки и окраски неплоских поверхностей различных изделий и в других трехкоординатных устройствах с программным управлением. Цель изобретения состоит в сокращении оборудования . Введение в канал скорости по третьей координате триггеров 14 и 15, усилителей- 16 и 17, элемента ИЛИ 18, счетчика 19 импульсов, переключателя 20, согласующего -элемента 21 и элемента 22 задержки времени, образующих схему преобразования заданной в программе скорости перемещения , позволяет сократить оборудование в два раза. 6 ил. i (Л
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (50 4 G 05 В 19/18
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ СЕСР0;, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ABTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ N - 1010598, кл. G 05 В 19/18, 1985. Устройство числового программного управления Н 33 Ó 000654, JI3M3, альбом У 1, 1977. (54) СИСТЕМА ЧИСЛОВОГО ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах числового программного управления SU» 1386963 А1 оборудованием, в частности в машиностроении для автоматизации процесса раскладки проводов в жгуты, в уста,новках для сварки и окраски неплоских поверхностей различных изделий и в других трехкоординатных устройствах с программным управлением, Цель изобретения состоит в сокращении обо" рудования, Введение в канал скорос- ти по третьей координате триггеров 14 и 15, усилителей 16 и 17, элемента ИЛИ 18, счетчика 19 импульсов, переключателя 20, согласующего элемента 21 и элемента 22 задержки времени, образующих схему преобразования заданной в программе скорости перемещения, позволяет сократить оборудование в два раза. 6 ил. 1386963 Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах числового программного управления для авто5 матизации процесса раскладки проводов в жгуты. Цель изобретения — сокращение в объеме оборудования системы, На фиг,1 приведена структурная 10 электросхема системы числового программного управления; на фиг,2 — вариант выполнения системы, общий вид; на фиг.3 — вариант выполнения вычислителя; на фиг.4 — вариант выполнения 15 блока управления следящим приводом; на фиг.5 — вариант выполнечия комплектного тиристорного электропривода; на фиг.6 — осциллограмма сигналов систем.-. числового программного управ- 2р ления, Система числового программного устройства содержит устройство 1 числового программного управления, вычислитель 2 и трехкоординатный блок 25 3 управления следящим приводом, канал 4 положения и канал 5 скорости по каждой из координат, комплектный тиристорный электропривод 6 и электродвигатель 7, тахогенератор 8, датчик В 9 обратной связи, каретки 10 и 11 перемещения соответственно по координатам Х и 7, электродвигатель 12, рабочий орган 13, триггеры 14 и 15, усилители 16 и 17, элемент ИЛИ 18, счет-;5 чик 19 импульсов, переключатель 20, согласующий элемент 21 и элемент 22 задержки. В качестве примера конкретного выполнения системы числового програм" 40 много выполнения рассматривается вариант выполнения устройства для раскладки проводов в жгуты (фиг,2). На монтажном столе 23 установлена каретка 10 с возможностью перемещения 45 по координате Х от двигателя 7„ . На каретке 10 установлена каретка 11 с возможностью перемещения по координате Y от двигателя 7 . Электродвигатель 12, жестко закрепленный на каретке 11, связан с рабочим органом 13 (раскладывающим пальцем), который установпен с возможностью перемещения по координате Z. Внутри раскладывающего пальца 13 проходит провод 24, сматываемый с катушки 25, расположенной на каретке 11 ° Элементы 14-22 управления электродвигателем 12 расположены на плате 26, которая подкпю. чена к устройству 1 числового программного управления. Структурная схема вычислителя 2 (фиг.3) содержит фотосчитывающее устройство (ФСУ) 27 для считывания кодированной информации с перфоленты и формирования электрических импульсов, регистр 28 ввода, соединенный с выходом ФСУ 27, для хранения информации одной строки перфоленты и проверки ее на четность, регистр 29 адреса, где адресная информация, поступающая с регистра 28 ввофа, хранится на время прохождения числовой информации, следующей за ним, дешифратор 30 адреса для расшифровки адреса с регистра 29 адреса, регистр †преобразовате 31 для хранения числовой информации подачи координат ХУ, поступающей с регистра 28 ввода, и преобразования ее из двоично-десятичного кода в двоичный, устройство 32 управления для управления вычислителем 2 в различных режимах работы, для тактования работы всех узл-в вычислителя 2 и выработки номе .а строк, схему 33 управл,-,. ния для пуска и останова ФСУ 27, узел 34 приема информации для приема информации о подаче и режимах скоростей с регистра 31 преобразователя, памяти 35 скоростей, перезапись в которую происходит в начале обработки нового кадра, интегратор 36 для преобразования скорости, заданной в мм/мин, в соответствующую частоту Импульсов, узел 37 разгона — торможе- . ния, связанный с генератором 38 разгона — торможения, блок 39 поддержания постоянства контурной скорости, блок 40 формирования выходных импульсов, узел 41 формирования 6 функций, который определяет режим работы интерполяции (линейной и круговой), и интерполятор 42, служащий для обработки геометрической информации, ее хранения на время обработки предшествующи", кадров и выдачи в соответствии с кодированной числовой информацией определенного числа импульсов по координатам Х,Y на блок 3 управления следящим приводом. Структурная схема блока 3 управления следящим приводом (фиг.4) показана для одной координаты, аналогичный состав блока для каждой из других двух координат, кроме генератора 43 тактовых импульсов, являющегося общим для всех координат и предн. зна1386963 ченного для формирования синусонцальных напряжений для запитки датчиков обратной связи и формирования двух тактовых последовательностей импуль5 сов частотой 50 кГц, сдвинутых по фазе на 180, необходимых для работы узлов блока. Блок 3 управления следящим приводом содержит также канал 4 положения, формирующий сигнал рассог- 10 ласования между заданным и фактическим перемещением, и канал 5 скорости, формирующий сигнал управления скоростью перемещения. Канал 4 положения состоит из узла 44 синхронизации, делителя 45, узла 46 фазировки, представляющих схему преобразователя код-фаза, фазового дискриминатора 47, предназначенного для преобразования разности фаз импульсных сигналов, поступающих на его входы, в широтно-модулированные сигналы "Pac.I" и "Pac.II". Формирователь 48 сигналов обратной связи предназначен для преобразования изме- 25 рительного сигнала датчика обратной связи (сдвига фаз между двумя синусоидальными сигналами) в последовательность импульсов с частотой следования, равной частоте входных сигналов. Канал 5 скорости выполнен на формирователе 49 сигналов скорости, формирующем последовательность импульсов постоянной длительности, частота следования которых равна частоте следования импульсов программы и в зависимости от направления перемещения, поступающей или с выхода СУСЕ(+), или с выхода СУСТТ(-). В качестве комплектногo тиристорного электропривода 6 может быть использовано устройство управления комплектное БУЗ 608, структурная схема которого показана на фиг.5, или 45 подобное устройство, имеющее узел связи с УЧПУТ. Комплектный тиристорный электропривод 6 содержит преобразователь 50 широтно-импульсного сигнала в аналоговый и частотно-аналого50 вый преобразователь 51, подсоединенные к алгебраическому сумматору 52 аналоговых сигналов, выход которого соединен со схемой 53 импульсно-фазового управления, и управляемый ревер55 сивный тиристорный выпрямитель 54, Датчик тока, ограничитель тока, элементы усиления и защиты электропривода от перегрузок не показаны. В качестве электродвигателя 7 может быть использован электродвигатель серии ПБВ (например, ПБВ 132L 43) в встроенным тахогенератором, в качестве датчика 9 обратной связи — вращающийся трансформатор ВТМ-1М в качестве электродвигателя 12 — электродвигатель МН-145 или Д 12ТФ с встроенным тормозом. Система работает следующим образом. Программа, записанная на перфоленте и содержащая информацию о величине, направлении и скорости рабочего органа (раскладывающей провода головки) по первой (Х) и второй координатам (7) и о позиции рабочего органа по третьей координате (Z) по кадрам, вводится в устройство 1 числового программного управления. Программа, преобразованная в вычислителе 2 в электрические сигналы, несущие информацию о направлении. перемещения рабочего органа по каждой из трех координат, поступает в виде импульсов или с выходов +Х, +Y, +Z при прямом направлении движения, или с выходов -Х, -Y -Z при обратном направлении (фиг.ба) в блок 3 управления следящим приводом 3. Количество импульсов и частота их следования по координатам Х и Y onpeделяют величину и скорость перемещения рабочего органа, Импульсы с вычислителя 2 и сигналы с датчика 9 обратной связи (U, ) по каждой иэ двух координат Х и Y в вице сдвига фаз между ихними синусоидальными сигналами (фиг.бб) преобразуются в канале 4 положения в широтно-модулированные сигналы "Рас.I" и "Pac.II" (фиг.бв) в виде импульсов прямоугольной формы с частотой 500 Гц .и изменяI ющейся в зависимости от величины рассогласования между заданными в программе и фактическим положением рабочего органа скважностью от 2 доîî. В канале 5 скорости формируются сигналы управления скоростью СУСТ(+) и СУСТТ(-) (фиг.бг) в виде импульсов длительностью 80 мкс и частотой следования в зависимости от заданной в программе скорости перемещения от 2 Гц до 8 кГц, поступающих в зависимости от заданного в программе направления движения или с выхода СУСТ(+), или с выхода СУСТТ(-). Сигналы с канала 4 положения и канала 5 1386963 скорости по каждой из двух координат Х И 7 поступают на комплектный тиристорный электропривод 6, где в преобразователе 50 широтно-импульсный сиг5 нал канала положения преобразуется в аналоговый, линейно-зависимый от скважности импульсов, а в преобразователе 51 частотный сигнал канала скорости преобразуется в линейно за- 10 висимый от частоты аналоговый сигнал. Аналоговые сигналы с преобразователей 50 и 51 и линейно зависимый от скорости перемещения рабочего органа сигнал с тахогенератора 8 алгебраически суммируются в сумматоре 52. С выхода сумматора 52 сигнал поступает на вход схемы 53 импульсно-фазового управления, которая преобразует величину и знак аналогового сигнала в 20 последовательность прямоугольных управляющих импульсов соответствующей фазы, которые поступают на управляющие входы реверсивного тиристорного выпрямителя 54, в котором происходит преобразование трехфазной питающей сети в постоянный ток, подаваемый на якорь электродвигателя 7, Величины тока, его направление в якоре электродвигателя, определяющие скоросгь и направление перемещения рабочего органа, зависят от параметров входных сигналов. По третьей координате (Z) информа-ция в величине перемещения рабочего органа (о его позиции по высоте) задается в программе функцией скорости. т.е. частотой импульсов. Импульсы в зависимости от направления движения. заданного в программе, поступают с прямого (+) или с обратного (-) выхода канала 5 скорости по третьей координате на S-вход триггера 14 или триггера 15 и на первый или второй вход элемента ИЛИ 18. Предварительно 45 перед началом работы триггеры 14 и 15 и счетчик 19 с устройства i числового программного управления устанавливаются в нулевое состояние. Пусть импульсы поступают с прямого (+) выхода канала 5 скорости. С приходом первого импульса триггер 14 по S-входу устанавливается в единичное состояние и открывает усилитель 16, через который включается электродвигатель 12, и рабочий орган 13 перемещается в прямом направлении до тех пор, пока импульсы, поступающие через элемент ИЛИ 18 на счетный axo;„ счетчика 19, не заполнят его содержимое до состояния, определяемого положением переключателя 20, при котором сигнал с выхода счетчика 19 в качестве запрещающего поступает через переключатель 20 и согласующий элемент 21 на усилитель 16, закрьгвает его и движение рабочего органа по третьей координате прекращается. Через задержку времени, определяемую элементом 22 и необходимую для перехода программы на следующий ее кадр, сигнал с вьгхода счетчика 19 сбрасывает триггер 14 и счетЧик 19 в нулевое состояние и схема в этом случае готова к приему информации следующего кадра программы. Таким образом, величина перемещения рабочего органа 13 по третьей координате (Z), т.е. время, за которое малогабаритный электродвигатель 12, подключенный к выходу схемы преобразования заданной в программе скорости перемещения (частоты импульсов) в соответст"-ующий временной интервал, зависит от частоты импульсов и пропорциональна периоду их следования С помощью I Dåêëþ÷àòåIIH 20 налаживется электросхема перемещения по третьей координате, т.е. определяется какой величине перемещения соответствует определенная частота импульсов. Это делается только в опытном экземпляре системы, чтобы по данным опыта правильно составить программу системы и определить оптимальное количест-во импульсов, задаваемьгх в программе по третьей координате. Для повыщения точности работы системы питание электродвигателя 12 должно быть стабилизированным, Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я Система числового программного управления, содержащая вычислитель, трехкоординатный блок управления следящим приводом, комплектный тиристорный электропривод, электродвигатель, тахогенератор и датчик обратной связи, причем управляющие выходы вычислителя подключены к управляющим входам трехкоординатного блока управления следящим приводом, подключенного BbGIopBMH каналов положения H скорости по каждой координате к комплектному тиристорному электроприводу, соединенного выходами с входом элек-родви1386963 гателя, подключенного к тахогенератору, кинематически связанному с датчиком обратной связи, выход которого соединен с входом трехкоординатного блока управления следящим приводом, отличающаяся тем, что, с целью сокращения объема оборудования системы, в нее введены первый и второй триггеры, первый и второй уси- 1р лители, элемент ИЛИ, счетчик импульсов, переключатель, согласующий элемент и элемент задержки, причем к прямому и обратному выходам канала скорости трехкоординатного блока управления следящим приводом подключены S-входы первого и второго триггеров, первый и второй входы элемента ИЛИ, выход которого подключен к счетному входу счетчика импульсов, выходы которого через переключатель и согласующий элемент подключены к элементу задержки и к вторым запрещающим входам первого и второго усилителей, выходы которых подключены к электродвигателю, а первые выходы соединены соответственно с выходами первого и второго триггеров, выход элемента =адержки соединен с R-входами первого и второго триггеров и входом сброса счетчика импульсов. 1386963 1386963 Q,) Сигналы С ЬчиСлители2. КЯРС ид. гнаяы с Оавчииа 9 о5рамнои Фви lac 2 асК g СигнаЛЫ С ИаиаЛО4 тЛОжЕНиЯ CVC1 (+) СЦС» (-) ) 1иналы с ионала 5 скорости. Яхг. о Составитель Ю. Бельских Редактор П.Гереши Техред М.Ходанич Корректор Н.Король Заказ 1495/46 Тираж 866 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Прои"-водствеино-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4
