Устройство для управления позиционированием в ноль исполнительных органов станка

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может найти применение в станках с числовым программным управлением. Цель изобретения - сокращение затрат времени на позиционирование в "0" исполнительных органов станков, а следовательно, повышение их производительности. В известное устройство, состоящее из цифроаналогового преобразователя 1, блока управления приводом 2, двигателя привода 3, шариковинтовой пары 4, кулачка 5, двух концевых переключателей 6, 7, датчика перемещения 8, первых элементов И и ИЛИ 26, 23, двоичного счетчика 14, элемента задержки 20, двух кнопок 9, 10, двух управляемых делителей 12, 13, управляемого генератора, дополнительно введены параллельный регистр 15, элемент памяти 16, первый и второй триггеры 18, 19, два элемента запрета 21, 22, пять элементов И 27-31, элемент НЕ 32, формирователь импульсов 33, элемент сравнения кодов 17. 3 ил.

СООЗ COBETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕС11УБЛИН

ÄÄS0ÄÄ 1571549

А1 (рц С 05 В 19/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ1

ПРИ ГКНТ СССР

К A BTOPCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4431906! 24-24. .(22) 27.05.88 (46) 15, 06. 90 Бюл. 1"- 22 (72) Э.Т. Горбенко, A. H. Лапандин, В.Л.Кошкин и Л.A.Ñåìåöêèé (53) 621.503.55(088.8) (56) Заявка ЕПВ 11 - 0067715, кл. G 05 В 19/18, приоритет Японии, 1981.

Устройство CII-33, черт,922.85, 167.

00.00.000, 117454, 11., ЦНТИ "Поиск". (54) УСТРО11СТВО, 1ЛЯ УПРАВЛЕ11ИЯ ПОЗИЦИОНИРОВАНИЕ11 В 11ОЛЬ ИСПОЛ11ИТВЛЬ11! 1Х

ОРГАНОВ СТАНКА (57) Изобретение относится к автомати2 ке и вычислительной технике и может найти применение в станках с:числовым программным управлением, Цель изобретения — сокращение затрат времени на позипионирование в "p исполнительных органов станков, а следовательно, повышение их производительности. В известное устройство, состоящее из цифроаналогового преобразователя 1, блока управления приводом 2, двигателя привода 3, шарнковинтовой пары 4, кулачка 5, двух концевых переключателей 6,7, датчика перемещения S, первых элементов И и ИЛИ 26,23, двоичного счетчика 14, элемента задер:кки 20, двух кнопок 9,10, двух управляемых делителей 12, 13, управля- 3 ( немого генератора, ены параллельный амяти 1б, первый 1571549 дополнительно вверегистр 15, элемент и второй тригге4 ры 18, 19, два элемента запрета 21,22 пять элементов И 27-31, элемент НЕ 32, формирователь импульсов 33, элемент сравнения кодов 17. 4 ил.

Изобретение относится к автоматйке ц вычислительной технике и может найти10 рименение в станках с ЧПУ для автомаической установки в ноль исполнительых органов станка.

Целью изобретения является сокрап1ение затрат времени на позиционирование рабочих органов в ноль, что по( йысит производительность станка.

На фиг. 1 представлена функциональ 1ая схема устройства; на фиг.2 (а,б, 1 в, r) — графики изменения скоростей 20

П различных интервалах нахождения рабочего органа станка, на фиг-.3 — приь1ер решения формирования 33, на фиг.4 — диаграммы, поясняющие работу формирования. 25

Устройство (фиг.1) состоит из цифроаналогового преобразователя 1 следящего привода, блока 2 управления— приводом, двигателя 3, соединенного с 30

Винтом шариковинтовой пары 4. Гайка) шариковинтовой пары 4 механически связана с кулачком 5, который при перемещении воздействует на первый 6 и второй 7 концевые переключатели.

С винтом шариковинтовой пары 4 соединен датчик 8 перемещения, имеющий выходы по каналу перемещения "Плюс" и

"Минус", а также канал маркера, по которому вырабатывается один импульс за оборот датчика 8 перемещения, используемый для фиксации исходной (нулевой) точки рабочего органа станка. В устройство также входят первая 9 и вторая 10 кнопки, подключенные к ши-45 нам сигналов "Начальная установка" и "Пуск" соответственно, управляемый генератор 11 импульсов, первый 12 и

:второй 13 управляемые делители, ре версивный счетчик 14 импульсов, параллельный регистр 15, элемент 16 памяти скорости торможения, элемент 17 сравнения кодов, два RS-триггера 18, 19, элемент 20 задержки, первый 21 и второй 22 элементы запрета, элементы ИЛИ (на два входа) 23-25, элемен ты И 26-31 элемент НЕ 32, формирователь 33 импульсов из перепада потенциала.

Формирователь 33 импульсов из перепада потенциала "1" в "0" и "0" в "1" (фиг.3) состоит из инвертора 34, двух диодно-емкостных интегрирующих цепочек 35, 36 и двух элементов И на два входа 37, 38. Работу схемы поясняет временная диаграмма, из которой видно, что при замыкании контактов концевых переключателей 6 срабатывает элемент И 37, а при размыкании - элемент И 38 (фиг,4) °

Устройство работает следующим образом.

Нажатием кнопки "НУ" устройство устанавливается в исходное состояние, при этом сигнал от кнопки 9 через элемент ИЛИ 23 поступает íà R — вход регистра 14, устанавливая его в нулевое состояние, а также на вход "Стоп" управляемого генератора 11. При выходе рабочего органа станка в исходное (нулевое) положение возможны три ситуации, поясняемые фиг.2.

Интервал (А,О ) соответствует максимально возможному перемещению рабочего органа станка, интервал (Г,О) не срабатывания концевого переключателя 6, интервал (Т,О ) — зоне срабатывания переключателя 7, Точка "0" фиксируется сигналом на выходе маркерного канала датчика 8. Максимально возможная скорость перемещения рабочего органа Ч, определяется характеристиками станка, как и минимальная

"ползучая" скорость U при которой возможна остановка движения без перебега.

Из фиг. 2б видно, что если точка старта n,ñtA, К), то максимальная скорость перемещения при движении из точки и В точку 0 U „„,„к =

= Uo,,,а в интервале ) К, Г5 она до- стигает при разгсне значения, зависящего от величины отрезка l n, Г 1, т.е. Ч„,щ = f. (ng., Г!) °

При нахождении точки: старта в интервале (А, Г кулачок 5 не находится в соприкосновении с. толкателями концевых переключателей 6 и 7, в связи с чем сигнал на выходе элемента 22 запрета отсутствует, на входе "За-, 5 15715 прет" элемента 21 устанавливается разрешающий потенциал, При нажатии кнопки 10 "Пуск" сигнал от кнопки через элементы ИЛИ 24 и элемент 21 запрета поступает на S -вход триггера 19, 5 вследствие чего на первом входе элемента И 30 устанавливается разрешающий потенциал, Одновременно сигнал с выхода элемента ИЛИ 24 поступает на

S-вход триггера 18, и сигнал с выхода этого триггера устанавливает коэффициент деления управляющего делителя 12, соответствующий максимальной скорости движения ЧО1 ° Сигнал с Bblxoда элемента ИЛИ 24 поступает также на вход "Пуск" управляемого генератора 11, вследствие чего последовательность импульсов с выхода генератора 11 через делитель 12 поступает на вход 20 сложения двоичного счетчика 14 и одновременно на вход второго управляемо"

ro делителя 13. Так как исходное состояние счетчика 14 нулевое, то вследствие суммирования импульсов счетчи- 25 ком 14 коэффициент деления управляемого делителя 13 уменьшается, на его выходе частота следования импульсов возрастает, при этом импульсы через элемент 20 задержки поступают на вход 30 вычитания счетчика 14, вследствие чего разгон (увеличение частоты следования) будет происходить до момента равенства частоты на входах сложения и вычитания счетчика 14. С выхода эле-, мента 20 задержки (последовательность импульсов поступает также на входы элементов И 30, 31, и так как на первый вход элемента И 30 от триггера 19 поступает разрещающий потенциал, то с выхода элемента И 30 последовательность импульсов поступает на вход управления движения в положительном направлении блока 1 цифроаналогового преобразователя.

4.5

Цифроаналоговый преобразователь 1, блок 2, двигатель 3, шариковинтовая . пара 4 и датчик 8 образуют известную следящую систему, замкнутую по положению, при этом цифроаналоговый пре- 5р образователь 1 вырабатывает разностный сигнал между управляющей числоимпульсной последовательностью с выхода элемента И 30 и число-импульсной последовательностью с выхода датчика

8 перемещения, поступающей в данном случае на вход вычитания блока 1.

Разностный сигнал преобразуется в стандартный управляющий сигнал

49 6

0 —: 410В, который воздействует ча блок 2 управления приводом, силовые > выходы которого соединены с входами двигателя 3. Двигатель начинает вра- . щаться с разгоном, вращательное движение подается на датчик 8 перемещения, а с помощью шариковинтовой пары

4 вращение преобразуется в поступательное движение рабочего органа и кулачка 5.

При соприкосновении кулачка 5 со штоком концевого переключателя 6 происходит замыкание контактов переключателя 6, и сигнал от переключателя 6, поступив на вход формирователя 23 импульсов из перепада потенциала, преобразуется в импульс, который воздействует на вход "Запись" регистра 15, вследствие чего код достигнутой скорости V „, с. выхода счетчика 14 макс записывается в регистр 15. Код с выхода регистра 15 воздействует на адресный вход элемента 16 памяти, и на его выходе устанавливается код скорости, соответствующий началу торможения. При этом, если разгон к моменту включения концевого переключателя 6 завершен (точка и< на фиг.2б), то на выходе элемента 16 памяти код эквивалентен коду на выходе счетчика 14, вследствие чего срабатывает элемент

17 сравнения, сигнал с его выхода через элементы И 29 и ИЛИ 25 поступает на R-вход триггера 18, сигналы с выхода последнего устанавливают коэффициент деления управляемого делителя 12, соответствующий скорости "ползучки" V

Частота следования импульсов на выходе. делителя 12 скачкообразно. уменьшается, а так как частота на выходе делителя 13 соответствует максимальной скорости V 0,,,,то счетчик 14 начи- нает работать на вычитание, что приводит к плавному уменьшению частоты следования импульсов на выходе делителя 13. Процесс продолжается до равенства частот на входах счетчика 14, что приводит к снижению частоты вращения двигателя 3. При наезде кулачка 5 на шток переключателя 7 сигнал с его выхода поступает на вход элемента И 26, что приводит к выработке элементом И 26 импульса при поступлении на его второй вход сигнала "Маркер" от датчика 8. Импульс с выхода элемента И 26 поступает через элемент

ИЛИ 23 на вход "Стоп" генератора 11

7 1671549 в и вход счетчика 14. Если к моменту срабатывания переключателя 6 скорость

< Vei (точка старта п фиг.2б),то и момент срабатывания концевого переключателя 6 коды на выходах счетчи5 ка 14 и элемента 16 памяти не эквиваЛентны, процесс разгона будет продолжаться до срабатывания элемента 17 равнения. Таким образом, торможение ачнется позже и закончится к моменту рабатывания концевого переключатею я 7.

Если .в момент старта исходная точ а находится в интервале fI,TC (точ а и на фиг.2в), то на выходе элемен1 а 22 запрета появляется разрешающий фля элемента И 28 сигнал, что привот к срабатыванию элемента И 28 при оступлении на его второй вход сигна-, ла "Пуск" от кнопки 10 через элемент

ИЛИ 24.

Триггер 19 устанавливается в состояние "R и подключает к выходу элемента 20 задержки элемент И 31, 25 что обеспечивает движение кулачка 5 в

"отрицательном" направлении. В остальном работа аналогична описанной выфе, При "сходе" кулачка 5 со штока

1 ереключателя 6 срабатывает формирователь 33 импульсов из перепада потенциала по второму выходу, при этом сигнал с этого выхода поступает на

R-вход регистра,15 и устанавливает его в "0". Адресу "0" элемента 16 памяти соответствует код минимальной

35 скорости V <.

Сигнал с выхода формирователя 33

Импульсов через элемент ИЛИ 25 поступает на R-вход триггера 18» что, как 40 описано вышее, приводит к уменьшению частоты вращения двигателя 3. Замедление продолжается до срабатывания элемента 17 сравнения. Сигнал с его выхода через элемент И 27 поступает на вход элемента И 24, и далее работа устройства идентична описанной выше

,при старте из точки п или точки и в соответствии с фиг .2б, Если в момент старта исходная точка находится в интервале (Т,О 1 (точ50 ка и на фиг.2г), то кулачок 5 соприкасается со штоком обоих переключателей 6 и 7. При этом сигнал с выхода переключателя 7 через элемент ИЛИ 25 воздействует на R-вход триггера 18 и устанавливает его в состояние "R", которое не изменяется при замкнутых контактах концевого переключателя 7, вследствие чего при нажатии кнопки

"Пуск" движение будет происходить на минимальной скорости Vgg останов движения аналогичен описанному выше.

Ф о р м ул а и з о б р е т е н и я

Устройство для управления позиционированием в ноль исполнительных органов станка, содержащее следящий привод, образованный последовательно соединенными цифроаналоговым преобразователем, блоком управления приводом, двигателем привода, шариковинтовой парой, датчиком перемещения, .а также кулачком, связанным механически с гайкой шариковинтовой пары, два концевых переключателя, взаимодействующих с кулачком, управляемый генератор импульсов, два управляемых делителя, реверсивный счетчик импульсов, элемент задержки, первый элемент И и первый элемент ИЛИ, причем первый и второй информационные выходы датчика перемещения соединены с входами обратной связи цифроаналогового преобразователя, а его третий информационный выход — с первым входом первого элемента И, второй вход которого соединен с выходом. первого концевого переключателя, а выхоц — с первым входом первого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с шиной начальной установки, а выход — с входом установки в "0" реверсивного счетчика импульсов и с входом "Стоп" управляемого генератора импульсов, а выход управляемого генератора импульсов соединен с входами управляемых делителей, выход первого из которых соединен с входом сложения реверсивного счетчика импульсов, а выход второго управляемого делителя через элемент задержки соединен с входом вычитания реверсивного счетчика импульсов, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью сокращения затрат времени на позиционирование исполнительных органов в ноль,устройство содержит два R-S-триггера, два элемента запрета, с второго по шестой элементы И, элемент НЕ, второй элемент ИЛИ, третий элемент ИЛИ, формирователь импульсов из перепада потенциала, параллельный регистр, элемент памяти скорос.ти торможения и элемент сравнения кодов, при этом первый вход второго элемента ИЛИ соединен с шиной "Пуск", второй вход вто15

Т ОБ

Ход осполнипельноео о,геаии

n o

;т ) — д 3они срадатыдания оереллнмителя о !

3они сроЦтьдинил ереллю ателя 7

0 тих 01

Грабарок сырости для cmapma Ю ил тероиле между точлами А и h

1 !

Гращм слорости для cmapma о иетероиле между потами Ги Т

1 02

%от

papua сл.орости для спарта о иитероал е между почками Т и 0 п

Фиг.2

9 157154 рого элемента ИЛИ соединен с выходом второго элемента И, а выход — с входом "Пуск| управляемого генератора импульсов с S-входом первого R — SY

5 триггера, с информационным входом первого элемента запрета и с первым входом третьего элемента И, второй вход которого соединен с входом "Запрет" второго элемента запрета и

10 выходом первого элемента запрета, вход "Запрет" которого подсоединен к выходу второго концевого переключателя и к первому входу третьего элемента ИЛИ, а информационный вход— к выходу первого концевого переключателя, к входу формирователя импульсов из перепада потенциала, первому входу четвертого элемента И, выход которого соединен с вторым входом 20 третьего элемента ИЛИ, третий вход которого соединен с первым выходом формирователя импульсов из перепада потенциала и с входом установки в

"0" параллельного регистра, а выход — 25 с R-входом первого R-S-триггера, выходы которого соединены с соответствующими входами управления первого

9 10 управляемого делителя, при этом информационные выходы параллельного регисФра соединены с адресными входами элемента памяти скорости торможения, второй выход формирователя импульсов из перепада потенциала соединен с входом управления записью параллельного регистра, его информационные входы соединены с информационными выходами двоичного счетчика и с первой группой входов элемента сравнения, вторая группа входов которого соединена с выходами элемента памяти скорости торможения, причем выход первого элемента запрета соединен с S-входом второго

RS-триггера, R-вход которого соединен с выходом третьего элемента И, прямой и инверсный выходы второго RSтриггера соответственно подключены к первым входам пятого и шестого элементов И, вторые входы которых соединены между собой и подключены к выходу элемента задержки, выходы пятого и шестого элементов И соединены соответственно с входами управления по каналам Плюс и Минус цифроаналогового преобразователя.!

571549

Уикод

ЛЮю.

ЙП 7

ЯЮМ

УыхИ цгппч

Ebeo

ЦЮЮ выход

ЛЮЮ выход

3fl8® ие4

Составитель И.Швец

Техред М.Дидык

Корректор М.Кучерявая

Редактор А.Маковская

Заказ 1511 Тираж 675 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101