Устройство для контроля средств числового программного управления

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я2„„1675852 А1 (я)л G 05 В 23/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ l --:: -- „,, " j

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4620122/24 (22) 12.12.88 (46) 07.09,91. Бюл. М ЗЗ (72) Б.Д, Андрейко, Г,П. Грикун, B,Â. Доращук и Л,Ф, Кулиш (53) 621.396(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

hk 963081, кл. 6 09 С 1/29, 1980, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ

СРЕДСТВ ЧИСЛОВОГО ПРОГРАММНОГО

УПРАВЛЕНИЯ 7) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для контроля средств управления многоканальными устройствами

Ящ f МАХ числового программного управления, Цель изобретения — расширение области применения устройства. Устройство содержит задающий генератор 1, имитаторы 2 движения инструмента, блок 3 формирования координатных данных перемещения, формирователь 4 импульсов подсвета, коммутатор 5, блок 7 управления смещением изображений, сумматоры 8, 9, усилители 10, 11 отклонения и индикатор 12 на запоминающей электронно-лучевой трубке. Устройство обеспечивает имитацию движения инструмента, за счет чего можно производить КоНтроль более широкого класса систем числового программного управления. 6 з.п, ф-лы, 32 ил.

1675852

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для контроля средств управления многоканальными устройствами числового программного управления, формирующих задание на перемещение подвижных органов станка c IllY, Цель изобретения —. расширение области применения устройства за счет ввода в него средств имитации движения инструмента, . На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2-. схема имитатора движения инструмента; на фиг, 3 — схема эквивалента привода инструмента; н фиг, 4 — блок— схема блока формирования 3 координатных данных перемещений; на фиг. 5— блок-схема канала 29 формирования данных; на фиг, 6 — блок-схема блока управления смещением изображений; на фиг. 7— функциональная схема Распределителя импульсов; на фиг. 8 — схема первого коммутатора, на фиг. 9 — схема пятого коммутатора; на фиг. 10 — переходной процесс для регулируемого по скорости электропривода при воздействии на его вход ступенчатого напряжения; на фиг. 11 принципиальная схема блока аналоговой модели регулируемого по скорости электропривода; на фиг. 12 — временные диаграммы работы имитатора движения инструмента; на фиг, 13 — схема реализаципл и реобразователя напряжения в частс ту, на фиг. 14 — схема формирователя знака; на фиг. 15 — схема интегратора; на фиг, 16— временные диаграммы работы эквивалента привода инструмента; на фиг. 17 — схема блока синхронизации импульсов; на фиг. 18 — временные диаграммы работы блока синхронизации импульсов, на фиг. 19 — схема узла имитации фазового датчика, на фиг. 20 — схема формирователя маркера фазового датчика; на фиг. 21 — имитатор импульсного датчика; на фиг. 22— временные диаграммы работы имитатора импульсного датчика, на фиг, 23 — схема

Формирователя маркера импульсного датчика; на фиг, 24 — схема второго коммутатора; на фиг. 25 — схема четвертого коммутатора; на фиг. 26 -- пример исполнения элементов коммутации четвертого коммутатора; на фиг, 27 — пример исполнения третьего коммута" îðà; на фиг. 28— изображение трех проекций движения имитируемого объекта в пространстве на экране запоминающей ЭЛТ; на фиг 29— временные диаграммы работы распределителя импульсов; на фиг, 30-32 возможные схемы формирования управляющих и сбросовых сигнало в для имитаторов, 5

30 Э

На фиг. 1 обозначены задающий генератор I, имитаторы 2 движения инструмента, блок 3 формирования координатных данных перемещения, формирователь 4 импульсов подсвета, первый коммутатор 5, объект 6 контроля (проверяемое устройство числового программного управления), блок 7 управления смещением изображений, первый-8 и второй 9 сумматоры, первый 10 и второй 11 усилители отклонения, индикатор 12 на запоминающей электронно-лучевой трубке.

На фиг, 2 обозначены эквивалент привода 13 инструмента, делитель 14 частоты, блок 15 синхронизации импульсов, первый

0-триггер 16, третий элемент И 17, первый элемент И вЂ” НЕ 18, первый 19 и второй 20 элементы И, первый счетчик (двоичный)

21, узел 22 имитации (имитатор) импульсного датчика, узел 23 имитации (имитатор) фазового датчика, узел 24 имитации (имитатор) амплитудного датчика, второй коммутатор 25.

На фиг. 3 приведены блок 26 аналоговой модели регулируемого по скорости электропривода, преобразователь 27 напряжения в частоту, формирователь 28 знака сигнала.

На фиг. 4 изображены каналы 29 формирования координатных данных, первый элемент ИЛИ 30, третий коммутатор 31, На фиг. 5 обозначены второй двоичный счетчик 32, четвертый коммутатор ЗЗ, цифроаналоговый преобразователь 34.

На фиг, 6 обозначены третий двоичный счетчик 35, блок 36 выбора отображений координатной плоскости (распределитель импульсов), четвертый 37, пятый 38, шестой

39, седьмой 40 элементы И, пятый коммутатор 41.

На фиг. 7 обозначены первый 42 и второй 43 элементы НЕ, второй 44 и третий 45 элементы ИЛИ, восьмой 46, девятый 47, десятый 48, одиннадцатый 49 элементы И, На фиг. 8 обозначены первый 50, второй

51, третий 52, четвертый 53 аналоговые элементы коммутации.

На фиг, 9 обозначены пятый 54, шестой

55, седьмой 56, восьмой 57 аналоговые элементы коммутации, На фиг. 11 обозначены первое передаточное звено 58, первый инвертирующий усилитель 59, второе передаточное звено

60, суммирующий усилитель 61, На фиг. 13 обозначены второй инвертирующий усилитель 62, девятый аналоговый элемент 63 коммутации, десятый аналоговый элемент 64 коммутации, интегратор 65, первый 66 и второй 67 компараторы, первый

68 и второй 69 элементы 2И вЂ” ИЛИ, RS-триггер 70, второй О-триггер 71, третий 0-триг1675852

20 Ир — — +

А1 А2

1 1 — Р+ 1 — Р+1

СО1 NZ гер 72, элемент 2НЕ-И 73, третий элемент одноименный с номером канала (1-N) имиНЕ 74, татор 2 движения, а точнее на вход эквиваНа фиг, 14 обозначены третий компара- лента 13 привода. тор 75, формирователь 76 импульсов, чет- Если бы это напряжение поступило на вертый элемент НЕ 77. 5 вход привода станка, то вал двигателя приНа фиг. 17 изображены первый 78 и вода начал бы вращаться, Скорость вращевторой 79 элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ния вала двигателя тем больше, чем больше

ИЛИ, второй элемент И-НЕ 80, четвертый управляющее напряжение на входе приво81 и пятый 82 D-триггеры, пятый 83 и да, а направление вращения валадвигателя шестой 84 элементы НЕ, первый 85 и вто- 10 привода зависит от полярности приложенрой 86 резисторы, первый конденсатор 87, ного на входе напряжения. седьмой элемент НЕ 88, элемент 89 инди- Передаточную функцию регулируемого по скорости электропривода, имеющего пеНа фиг, 19 изображены четвертый 90, реходной процесс вида, приведенного на пятый 91 и шестой 92 двоичные счетчики, 15 фиг, 10, достаточно представить следующим формирователь 93 маркера фазового датчи- вы ражением ка, второй конденсатор 94, третий резистор

95, третий конденсатор 96, четвертый рези- К (Т1Р+ 1) стор 97, четвертый конденсатор 98, пятый йр = резистор 99, шестой коммутатор 100, Т2Р +ТзР + 1

На фиг. 20 изображены четырнадцатый

101, пятнадцатый 102, шестнадцатый 103

К Т1Р + 1 элементы И, седьмой коммутатор 104, чет- . P + 1) (—" P + 1) вертый компаратор 105.

1 Ж2

На фиг, 21 изображены третий элемент 25

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ MflN 106 „107 и где р "ередаточная функция Регулируедевятый 108 элементы НЕ, формирователь

109 маркера импульсного датчика.

На фиг, 23 изображены семнадцатый

P — one ато Лапласа элемент И 110 десятый элемент НЕ 111. 30

На фиг. 24 изображены с одиннадцатовода; го 112 по двадцать второй 123 аналоговые ной, в2 — коРни знаменателЯ пеРедаточэлементы коммутации.

На фиг.25 изображены с первого124по осле РазложениЯ пеРедаточной фУнк десятый 133 элементы коммутации. 35 ции Р на пРостые дРоби ПОЛУчаетсЯ 47о

На фиг. 26 изображены третий 134, четвертый 135, пятый 136 и шестой 137 элементы И вЂ” НЕ.

На фиг. 27 изображены одиннадцатый

138, двенадцатый 139, тринадцатый 140 40 элементы коммутации. где А1, А2 — коэффициенты.

В состав блоков устройства также входят двенадцатый элемент И 141, тринадца- P моделиРУемого эквивалента пРивода 13 тый элемент И 142, Одиннадцатый элемент „, „ „ быть представлен как СУмма пеРеходНЕ 143, шестой резистор 144, седьмой ре- 45 ных р цессов двух апериодических звеньзистор 145, первый переключатель 146, Р О поРЯдка, пеРедаточнаЯ восьмой резистор 147, девятый резистор фу ция каждого з которых равна соот148, второй переключатель 149 десятый ре- вУ щемУ слагаемомУ (фиг. 10). ПРизистор 150, одиннадцатый резистор 151, меРом исполнениЯ блока 26 аналоговой третий переключатель 152, первый диод 50 модел регулируемого по скорости элект153 второй диод 154 двенадцатый резистор 155, пятый конденсатор 156, третий инвертирующий усилитель 157. Схема, пРиведеннаЯ на фиг. 11, РеализУюУстройство работает следующим обра- щ Указан Ую пеРедаточнУю фУнкцию. зом.

Для Расчета параметро пеРвого пеРеИмпульсы частоты 1з с задающего ге- даточного звена 58. фоРмиРУющего пеРвУю нератора поступают на вход делителя 14 экспонентУ(фиг. 10), необходимо, чтоб частоты имитатора 2 движения, Уп равляющие напряжения с каждого канала управ- C1Rg = — — 5 "" = A

1 R R

1. ления объекта 6 контроля поступают на 1 R1 R1O

1675852

Для расчета параметров второго передаточного звена 60, формирующего вторую экспоненту (фиг. 10), необходимо, чтобы

1 RG лЯ 17

С2Я9= —, — — = — A2, ©2 R2 И7 В 11

Знак минус возле Az получен благодаря наличию в блоке 26 инвертирующего усилителя 59.

Благодаря суммирущему усилителю 61 на его выходе получается суммарное выходные напряжение, формируемое первым 58 и вторым 60 передаточными звеньями.

Задавая сначала на вход блока 26 аналоговой модели регулируемого по скорости привода ступенчатое напряжение, а потом это же напряжение на вход реального привода, очень легко получить близкие по параметрам передаточные функции. При этом двигатель реального привода должен быть на холостом ходу, лри пусках и торможениях токоограничение не работает, в прямом канале усиления реального привода ни один из элементов не насыщается, Так, например, для привода РАМОС при ступенчатом изменении входного сигнала определено

УУр =150 (002

0,00012 Р + 0,0235 Р + 1

150 50

0,006Р+1 0,017Р+1

Откуда

Ь1 (t) = 150 (1 — е о,ооб)

50 (1 е оол)

На фиг. 12 приведены временные диаграммы работы эквивалента привода 13, При подаче на вход блока 26 аналоговой модели регулируемого по скорости электропривода ступенчатого напряжения U», на выходе суммирующего усилителя 61 получаем напряжение Оа х, сформированное первым 58 и вторым 60 передаточными звеньями с учетом их передаточных характеристик, близких к передаточным характеристикам реального электропривода, . Далее напряжение U x поступает на преобразователь 27 напряжения в частоту и одновременно на формирователь 28 знака.

Преобразователь 27 (фиг. 3) при подаче на его вход напряжения Ua x позволяет на своем выходе получить последовательность импульсов (в), частота которых пропорциональна оборотам вала двигателя реально1 г

Uesix. = — — ) Uex dt, RC

ro электропривода, Формирователь 28 знака одновременно выдает на своем выходе высокий или низкий логический уровень сигнала, указывающий на направление имитируемого движения, подобно нап равлению вращения вала двигателя реального электропривода.

Основные требования к преобразователю 27 напряжения в частоту — возможность преобразования входных напряжений положительной (от 0 до +10 В) и отрицательной (от 0 до — 10 В) полярности, широкий диапазон выдываемых частот (от 0 до 500 кГц), высокая линейность преобразования для напряжений, близких к нулю (порядка единиц милливольт}, так и напряжений,. близких к максимальному значению преобразуемого в частоту напряжения (близкого к

10 В). Примером реализации преобразователя 27 напряжения в частоту может послужить фиг. 13. Она представляет второй инвертирующий усилитель 62, которым значение входного напряжения инвертируется и подается на информационный вход девятого аналогового элемента 63 коммутации.

Одновременно прямое значение входного напряжения прикладывается к информационному входу десятого аналогового элемента 64 коммутации. Выходы девятого 63 и десятого 64 аналоговых элементов коммутации объединены и подключены к входу интегратора 65, Допустим, что в данный момент замкнута цепь с входа на выход в девятом аналоговом элементе 63 коммутации благодаря высокому логическому уровню сигнала на прямом выходе RSтриггера 70. Поэтому инверсное значение

08ых. ы с выхода второго инвертирующегоо усилителя 62 поступает на вход интегратора 65. Напряжение на выходе интегратора (фиг, 15) начинает изменяться согласно выражению

Величины R и С выбираются таким образом, чтобы во всем диапазоне изменения напряжения Uax напряжение на выходе интегратора 65 изменялось линейно. Так как с выхода второго инвертирующего усилителя

62 в данный рассматриваемый момент поступает напряжение отрицательной полярности, то на выходе интегратора 65 будет линейно нарастать выходное напряжение (фиг. 16) положительной ffoffffpHocTN.

При достижении напряжением на выходе интегратора 65 величины, равной напряжению +О п, приложенному к второму входу второго 67 компаратора, на его выходе ус1675852

/ тановится высокий логический уровень сигнала.

Одновременно выходное напряжение (Овых) с блока 26 аналоговой модели регулируемого по скорости электропривода по- 5 ступает на вход формирователя 28 знака, примером исполнения которого может послужить фиг. 14 (на вход третьего компаратора 75). При положительном уровне напряжения на входе третьего компарато- 10 ра 75 формирователя 28 знака на его выходе появится высокий логический уровень сигнала. При отрицательном уровне напряжения на входе третьего компаратора

75 на его выходе появится низкий логиче- 15 ский уровень сигнала, Благодаря формирователю 76 импульсов на его выходе будут получены логические уровни сигналов

"ЗН", имеющие четкие фронты импульсов

1 ., при переходе нулевогологического уровня 20 сигнала в высокий логический уровень и обратно. С помощью четвертого элемента

НЕ 77 формируется инверсный сигнал

"3H". Высокий логический уровень сигнала "3Н" или инверсного сигнала "ЗН" разрешает прохождение высоких логических уровней выходных сигналов первого 66 или второго 67 компараторов через первый 68 или второй 69 логические элемент.ы 2И вЂ” ИЛИ (фиг. 13), При положительном напряжении на выходе блока 26 аналоговой модели регулируемого по скорости электропривода уровень сигнала "ЗН" будет высоким. Если замкнут девятый аналоговый элемент 63 коммутации, то выходное напряжение блока 26, как указывалось, поступит через второй инвертирующий усилитель 62 на вход интегратора 65. В результате на выходе интегратора

65 будет линейно нарастать положительное напряжение. При достижении уровнем линейно нарастающего напряжения значения, равного+О, приложенного на второй вход второго компаратора 67, íà его выходе появится высокий уровень логического сигнала. Совпадение двух высоких логических уровней сигналов "3H" с выхода второго коммутатора 67 позволяет получить высокий логический уровень сигнала на выходе второго элемента 2И вЂ” ИЛИ 69, а следовательно, на R-входе RS-триггера 70, В результате на первом (прямом) выходе

RC-триггера 70 установится нулевой логический уровень сигнала, а на втором (инверсном) выходе — высокий логический уровень сигнала. В результате девятый аналоговый элемент 63 коммутации разомкнется, а десятый 64 аналоговый элемент коммутации замкнет свой информационный выход с информационным входом. Так как уровень вы30

55 ходного напряжения блока 26 остался положительным, то, будучи приложенным через десятый аналоговый элемент 64 непосредственно к входу интегратора 65, он изменит знак линейно нарастающего напряжения на выходе интегратора 65.

В результате сравнения по величине выходного напряжения интегратора 65 и опорного напряжения — U» на выходе первого компаратора 66 появится сигнал высокого логического уровня. Так как логический уровень знакового сигнала "3H" остался неизменным, то теперь на выходе первого логического элемента 2И вЂ” ИЛИ 68 появится высокий логический уровень сигнала, а следовательно, по S-входу на первом (прямом) выходе RS-триггера 70 установится высокий логический уровень сигнала, а на втором (инверсном) — низкий, Теперь девятый аналоговый элемент 63 коммутации образует сквозную цепь между своими информационными входом и выходом, а в десятом 64 аналоговом элементе коммутации эта цепь разомкнется. Процесс периодически повторяется. Чем выше выходное напряжение на выходе блока 26 аналоговой модели регулируемого по скорости электропривода, тем быстрее на выходе интегратора 65 напряжение будет достигать величины +О» или -Upp, а следовательно, выше частота импульсов 1 р, При изменении логического уровня знакового сигнала "ЗН" на низкий инверсный уровень знакового сигнала "3H" станет высоким и в элементе 68 второй элемент И, а в элементе

69 первый элемент И будут пропускать высокие логические уровни сигналов с выходов первого 66 или второго 67 компараторов. Таким образом, процесс преобразования напряжения в частоту будет продолжаться.

Полученная последовательность импульсов

1тр типа менадр поступит на С-вход второго

71 О-триггера.

По каждому положительному фронту импульса последовательности на выходе второго О-триггера 71 будет устанавливаться низкий логический уровень сигнала с его собственного D-входа, По положительному фронту импульса F с выхода третьего элемента НЕ 74 низкий логический уровень сигнала с выхода второго D-триггера 71 будет запомнен третьим 0-триггером 72 и íà его выходе появится низкий логический уровень сигнала. По низкому логическому уровню сигнала с выхода третьего 0-триггера 72 второй D-триггер 71 по $-входу установит на своем выходе высокий логический уровень сигнала. По ближайшему положительному фронту импульса частоты F с выхода третьего элемента НЕ 74 высокий логический

1675852

12 уровень сигнала на Р-входе третьего Dтриггера 72будет запомнен этим О-триггером и на его выходе появится высокий логический уровень сигнала. При наличии одновременно низких логических уровней на входахэлемента2НŠ— И 73наего выходе будет высокий логический уровень сигнала (фиг. 16).

При всех других комбинациях сигналов на входах элемента 2НŠ— И 73 на его выходе будет низкий логический уровень сигнала.

Этот процесс периодически повторяется. В результате на выходе элемента 2НŠ— И 73 образуется последовательность импульсов, частота в которых пропорциональна напряжению с выхода блока 26 аналоговой модели регулируемого по скорости электропривода и синхронизирована импульсами частоты F с выхода третьего элемента И17, Из фиг. 16 cTBHGBI4T(: очевидным, «T0 для получения синхронизации должно выполняться условие

2f =" 1тр.макс = Мчакс, где 1тр.макс — максимальная частота импульсов на выходе RS-триггера 70;

F — частота импульсов с выхода третьего элемента И 17, Опорное напряжение+0сп и -Upn выбирается из условия инерционности (чувствительности) привода. При малых значениях опорного напряжения на вторых входах первого 66 и второго 67 компараторов малые значения напряжения на выходе блока 26 на выходе преобразователя 27 напряжения в частоту позволят получи I I. уже значительную частоту, пропорциональную оборотам высокомоментного безынерционного двигателя, При больших

ЗНаЧЕНИЯХ НаПРЯжЕНИЯ +Uon И Uon ДажЕ при сравнительно больших напряжениях на выходе блока 26 аналоговой модели регулируемого по скорости электропривода частота сигнала на выходе преобразователя

27 напряжения в частоту будут небольшой, чо также пропорционально оборотам инерционного двигателя, Поэтому, задавая на вход реального привода управляющее напряжение и измерив при этом обороты двигателя в реальном приводе, легко подобрать опорное напряжение

+0оп и — Upn для моделирования любого привода. Таким образом, на выходе эквивалента привода 13 при подаче на его вход управляющего напряжения будет получена последовательность импульсов с часто ой, пропорциональной оборотам двигателя реального привода, а ло1-ический уровень сигнала знака "ЗН" будет указывать на на5

55 правление вращения вала двигателя реального привода при подключении его к исследуемому проверяемому объекту 6.

Блок 16 синхронизации импульсов, примером исполнения которого может послужить схема, представленная на фиг. 17, формирует три последовательности импульСОВ ПО ИМПуЛЬСаМ НаКаЧКИ Upn) — Upn4, фОрмируемым обьектом 6 для питания статорных обмоток фазовых датчиков. Блок

15 синхронизации, представленный на фиг, 17, работает следующим образом. С обьекта 6 выдаются две (0О,1 и Uong) последовательности импульсов типа меандр для питания статорных обмоток вращающихся трансформаторов и их инверсное значение

0,„з и 0„4. Причем обычно к первой статорной обмотке подключаются последовательности импульсов Upn) и Upn3, а к второй обмотке — Upped и 0«4. ТогДа в РотоРной обмотке вращающегося трансформатора будет сниматься последовательность импульсов, фаза первой гармоники которой будет нести информацию о угле поворота якоря относительно фазы опорных импульсов, При подаче чeòûðåõ последовательНОСтвй ОПОРНЫХ ИМПУЛЬСОВ Upn — Uon4 На блок 15 синхронизации с помощью перво -о

78 и второго 79 элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ

ИЛИ, а также второго элемента И-НЕ 80, пятого 83 и седьмого 88 элементов НЕ, резисторов 85 и 86 и конденсатора 87 происходит контроль их наличия. Так как импУльсы Uong I4 Upn4 Рдзнои полЯРности, то на выходе первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 78 будет установлен высокий логический уровень сигнала. При пропадании импульсов последовательности 0оп2 и 0оп4 на выходе первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 78 установится низкий логический уровень сигнала, Аналогично второй элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ

ИЛИ 79 контролирует последовательности импульсов Upn) и 0Опз. Таким образом, если

ВСЕ ИМПУЛЬСЫ Uon> — Uon4 ПРИСУтСтВУЮт, тО на выходах элементов 78 и 79 будут высокие логические уровни сигналов. В результате на выходе второго элемента И вЂ” НЕ 80 будет постоянно низкий логический уровень сигнала, следовательно, на выходе пятого элемента НЕ 83 будет высокий логический уровень сигнала.

Особенностью элемента 83 является то, что он выполнен с открытым коллекторным переходом. Величина резистора 86 достигает всего нескольких ом. Величина резистора 85 достигает величины единиц килоом. Таким образом, при высоком логи13

1675852 ческом уровне сигнала на выходе пятого логический уровень сигнала. По ближайшеэлемента НЕ 83происходитмедленнозаряд му положительному фронту импульса fg c конденсатора 87, а следовательно, на вы- выхода делителя 14 частоты низкий логиходеседьмогоэлемента НЕ88будетнеко- ческий уровень сигнала установится на торое время установлен низкий 5 первом(прямом)выходепятого0-триггера логический уровень сигнала, а потом высо- 82, Наличие низкого логического уровня кий. Но достаточно оборвать одну из це- на первом выходе пятого D-триггера 82, а пей, передающих сигналы 0„1 — Upp4 от следовательно, íà S-входе четвертого 0объекта 6, на выходе второго 80 элемента триггера 81 позволит установить на выхоИ-НЕ установится высокий логический 10 де четвертого 0-триггера 81 высокий уровень сигнала, а следовательно, на вы- логический уровень сигнала, ходе пятого 83 элемента НŠ— низкий логический уровень сигнала. При низком По положительному фронту следующеуровне логического сигнала на выходе гоимпульсаfg свыходаделителя14частоты пятого элемента НЕ 83 конденсатор 87 15 на выходе пятого 0-триггера 82 установитбыстро разряжается из-за малой величи- ся высокий логический уровень сигнала, В ны резистора 86. Зато короткие положи- Результате на первом выходе пятого 0тельные импульсы, возникающие на триггера 82 будет сформирован импульс выходе пятого элемента НЕ 83 при обры- р, а на втором(инверсном) выходе — инверве только сигнала одной последователь- 20 сный импульс. Процесс формирования имности опорных частот из ряда U<>,> — Uonq, пульсов p и pr периодически повторяется не успевают зарядить конденсатор 87 из- по каждому положительному фронту имза сравнительно большой величины рези- пульса последовательности О,п. Импульсы стора 85. Таким образом, на выходе р с первого выхода блока 14 синхронизаседьмого элемента НЕ 88 будет удержи 25 ции поступают на второй вход третьего элеваться высокий логический уровень сигна- мента И 17. В результате (фиг, 18) при ла, который по третьему входууправления поступлении импульса с первого выхода запретитработуимитатору23фазовыхим- блока 15 синхронизации на второй вход пульсов, третьего элемента И 17 запрещается проЭлемент 89 индикации при появлении 30 хождение импульса fg с выхода делителя 14 высокого логического уровня сигнала на частоты чеРез пеРвый входтретьегоэлеменвыходе седьмого элемента И вЂ” НЕ 88 ука- Та L4 17 "а его вь ход. зывает на отсутствие опорных импульсов Одновременно с второго выхода блока

Ооп1 Uon4 от объекта 6 контроля. B каче- 15 синхРонизации поступает инверсное стве элемента 89 индикации используется значение импУльса У" на втоРой вход светодиод, но можно использовать, напри- пеРво о элемента И вЂ” НЕ 18, чем Разаешамер, звуковое сигнализирующее устройство. ется прохождение одного импульса fg c

Одна из последовательностей импульсов первого входа первого элемента И вЂ” НЕ 18

U U0 cMHxрони3иposaнн ix имnylts на е о в ход. В Резуль а е а в ходе пеРсами 1 с выхода делителя 14 частоты, ис- oro элемента И-НЕ 18 сфоРмиРУетсЯ ко40 в

- пользуется далее для организации работы роткий импульс, который поступает на имитатора 23 фазового датчика, первый вход управления имитатора 23 фау

В исходном состоянии по импульс

"Сброс", инвертированному шестым э — митатоРа фазового датчика

45 и т т ментом НЕ 84, на первом (прямом) выходе ос Упают импУльсы fg с выхода делителЯ пятого 0-триггера 82 установится высокий "4 частоты. На тРетий вход УпРавлениЯ логический уровень сигнала. Одновремен- имитатоРа 23 фазового датчика постУпает но на втором (инверсном) выходе пятого импульс сброса с третьего выхода блока 15 риггера 82 будет низкии nor ec A инхронизации при су ств«им Ульсов уровень сигнала. По переднему (положи- последовательностей Upg) — Upp4 с объек50 и л тельному) фронту импульса последователь- та 6. Последовательность импульсов часности ол, пРиходЯщего от объекта 6, на таты F с выхода тРетьего элемента И 17 выходе четвертого 0 - триггера 8 1 будет у с - У и Р а в л Я е т Р а б о т о и и Р е о б Р а з о в а т е л Я 2 7 тановлен уровень с гнала 0-входа этого напРЯжениЯ в частотУ. ПолУченн е на втотриггера. Так как 0-вход 0-триггера 81 под- Ром вы оде эквивалента пР вода 13 им

55 ключенкшинеснулевымлогическимпотен- пульсы поступают на первые входы циалом, то на выходе этого D-триггера по первого 19 и второго 20 элементов И. Пo положительному фрон импульса последо- положительному фронту импульса частоты вательности О будет установлен низкий 1 на С-входе первого 0-триггера 16 (фиг. 2) 1675852 логический уровень сигнала "ЗН" запоминается этим D-триггером, При высоком логическом уровне сигнала "3H" на D-входе первого D-триггера 16 на первом (прямом) его выходе установится высокий логический уровень сигнала, а на втором инверсном выходе — низкий логический уровень сигнала, Таким образом, на втором входе первого элемента И 19 будет присутствовать высокий логический уровень сигнала, а на втором входе второго 20 элемента И вЂ” низкий логический уровень сигнала, В результате через первый элемент И 19 на суммирующий вход первого двоичного счетчика 21 будут проходить импульсы частоты и. Второй элемент

И 20 из-за наличия низкого логического уровня сигнала на втором собственном входе импульсов частоты со с первого входа на выход не выдает. В результате импульсы на вычитающем входе первсго двоичного счетчика 21 отсутствуют. В исходное состояние, когда на всех выходах первого счетчика 21 низкие логические уровни, первый счетчик 21 устанавливается сигналом "Сброс".

При поступлении импульсов от первого элемента И 19 на информационных выходах первого двоичного счетчика 21 устанавливаются высокие или низкие логические уровни сигнала. Объем (разрядность) счетчика 21 выбирается таким, чтобы двоичный код числа на его выходе равнялся или был больше количества дискрет в шаге фазового датчика. Например, для вращающегося трансформатора типа BTM-1Г число дискрет равно 512 и ри полном обороте вала датчика.

Для датчика типа ДПФ-100Д число дискрет равно 128. Для датчиков типа индуктосин—

2048, Поэтому обьем первого счетчика 21 желательно сразу выбрать равным 2048, Для имитации фазового датчика служит имитатор 23 фазового датчика.

Пример исполнения имитатора 23 представлен на фиг. 19. В момент включения устройства первый конденсатор 87 еще не успевает зарядиться, Следовательно, на выходе седьмого элемента НЕ 88 некоторое время удерживается высокий логический уровень сигнала. Наличие высокого логического уровня сигнала на третьем входе управления имитатора фазового датчика, а следовательно, на входах сброса (P-входах) третьего 90, четвертого 91, пятого 92 двоичных счетчиков, позволяет установить их в исходное состояние, когда на информационных выходах присутствуют низкие логические уровни сигналов. Если объект 6 работает с датчиком типа

ЗО

ДПФ-100Д, с количеством дискрет 128 в шаге фазового датчика при одном полном повороте вала датчика, то шестой коммутатор 100 под действием сигнала "Уп р. 5" должен замкнуть первый информационный вход (конденсатор 94 и третий резистор 95) с информационным выходом, Если проверяемый объект 6 работает с датчиком типа

BTM — 1Г или аналогичным, в которых количество дискрет достигает 512, то шестой коммутатор 100 под действием сигнала

"Упр. 5" должен замкнуть второй информационный вход (третий конденсатор 96 и четвертый резистор 97) с информационным выходом.

Если проверяемое устройство работает с фазовым датчиком типа "Индуктосин", в котором количество дискрет достигает 2048 в шаге фазового датчика (изменения фазы на 360 ), то под действием сигнала "Упр. 5" шестой коммутатор 100 должен соединить свой третий информационный вход (четвертый конденсатор 98 и пятый резистор 99) с информационным выходом при отключенном первом и втором информационных входах оп=fg где N — общий коэффициент деления счетчиков;

fg — частота импульсов с выхода делителя 14 частоты;

fU,„— частота импульсов накачки от одной из последовательностей Uon) Uon4. выдаваемых проверяемым объектом.

Объем счетчиков 90-92 соответствует объему (разрядности) счетчика 21, При расчете частоты fq следует учитывать коэффициент N деления счетчиков

90 — 92 относительно информационного выхода (например, первого выхода пятого двоичного счетчика 92 при работе проверяемого объекта 6 с датчиком ВТМ-1Г или аналогичным, когДа И=512);I, f4on ДлЯ каждого типа датчика определяется его конструктивными параметрами. Под действием импульсов fg на выходе шестого компаратора 100 формируются низкие или высокие логические уровни сигналов. В результате на выходе шестого коммутатора 100 получим импульсы типа "меандр" с частотой, равной частоте опорных импульсов

Ооп1 0 4, Если двоичный код числа с выхода первого двоичного счетчика 21 равен числу ноль, то на информационном выходе шестого коммутатора 100 импульсы будут с нулевым сдвигом па фазе.

После записи двоичного кода числа, отличного от нуля, которое сформировано первым двоичным счетчиком 21 в двоичные

1675852

5

15 и резисторы 95, 97, 99 устраняют постоянную составляющую в логическом сигнале с выходов пятого 91 и шестого 92 двоичных счетчиков.

Параллельно сигналу "ДФ" имитатором

23 фазового датчика формируется сигнал маркера "ДМ". Этот сигнал используется в реальных датчиках, устанавливаемых на станках для выхода подвижных органов станка в исходную позицию. Формируется этот сигнал один раз на полный оборот вала датчика, Для датчика ДПФ вЂ” 100Д длительность такого сигнала соответствует 11 поворота вала датчика. Формирователь 93 маркера фазового датчика позволяет имитировать сигнал маркера для фазовых датчиков (например, датчиков ДПФ вЂ” 100Д, ВТМ вЂ” 1Г, индуктосин). Примером реализации узла, формирующего сигналы маркера, "ДМ", может послужить схема, представленная на фиг, 20, Седьмой коммутатор 104 синхронно с шестым коммутатором 100 подключает один тринадцатый 101, или че.тырнадцатый 102, или пятнадцатый 103 элемент И. Входы тринадцатого элемента И

101 для датчика со 128 дискретами подключены к выходам пятого, шестого и седьмого разрядов первого двоичного счетчика 21. Входы четырнадцатого элемента И 102 для датчика с 512 дискретами подключены к выходам седьмого, восьмого и девятого разрядов первого 21 двоичного счетчика. Входы пятнадцатого элемента И 103 для датчика с 2048 дискретами подключены к выходам девятого, десятого, одиннадцатого разрядов первого двоичного счетчика 21, Чем больше младших разрядов подключено к элементам И 101 — 103, тем уже импульс будет сформирован на выходах этих элементов. По импульсу на выходе седьмого коммутатора 104 четвертый компаратор

40 счетчики 90-92 по импульсу F;, фаза выходных импульсов смещается. Аналогично при записи нового двоичного кода нового числа устанавливается новое значение фазы сигнала "ДФ" на информационномвыходе шестого коммутатора 100. Таким образом, под действием импульсов частотой в с выхода эквивалента привода 13 на выходе имитатора 23 будет изменяться фаза выходного сигнала "ДФ". Используя информацию о перемещении фазы сигнала "ДФ", объект 6 будет определять имитируемую величину перемещения по заданному управляющему напряжению AU. Для этого выход ДФ имитатора 23 вторым коммутатором 25 по сигналу "Упр. 1" подключается к своему одноименному по номеру канала измерения (Д1...Д1ч) объекта 6. Конденсаторы 94, 96, 98 сформирует импульс "ДМ". При низком логическом уровне сигнала на выходе седьмого коммутатора 104 четвертый компаратор

105 на своем выходе устанавливает отрицательный уровень сигнала, При высоком логическом уровне сигнала на выходе седьмого коммутатора 104 четвертый компаратор 105 на своем выходе устанавливает положительный уровень сигнала. Таким образом, сигнал маркера "ДМ" на выходе четвертого компаратора 105 будет двухполярным. Параллельно сигналу "ДФ" через второй коммутатор 25 подаются сигналы

"ДМ" на входы Д1 — ДИ проверяемого устройства числового программного управления. Таким образом, образована полная имитация привода, который, вращая вал двигателя, перемещает о.ьект, а также вращает ось фазового датчика путем генерации импульсов сигнала знака "3H" и сигналов

1ФДФ II Ilgwu It

Если обьект 6 работает только с импульсными датчиками, то опорные импульсы

Ооп) Боя„ для таких датчиков не генерируются. Импульсные датчики вырабатывают две последовательности импульсов типа

"меандр", но сдвинутые относительно друг друга по фазе на 900. Для повышения достоверности пЕредачи импульсных сигналов, параллельно основным двум последовательностям импульсных сигналов, передаются еще две дополнительные. последовательности сигналов, имеющие инверсные значения логических уровней сигналов по отношению к основным. Информация о перемещении от датчика кодирована кодом Грея. Имитатор 22 импульсного датчика позволяет по двоичному коду, принятому от первого двоичного счетчика 21, сформировать две последовательности импульсов и инверсные им значения импульсов, аналогичные выдаваемым в обычных датчиках, а также сигнал маркера, формируемый для выхода устройства в исходное или заданное саста" ие. Примером исполнения такого имитатора 22 импульсного датчика может послужить схема, приведенная на фиг. 21. От первого двоичного счетчика 21 с выходов первого и второго разрядов поступают изменяющиеся по времени логические уровни сигналов, формируемые импульсами частоты со с выхода эквивалента привода 13. Третий элемент ИСКЛЮЧАЮШЕЕ ИЛИ 106 при различных логических уровнях сигналов первого и второго оазрядов на выходе первого двоичного счетчика 21 на своем выходе устанавливает высокий логический уровень сигнала.

1675852

Если на выходах первого и второго разрядов первого двоичного счетчика 21 одновременно высокие или низкие логические уровни сигналов, то третий элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 106 устанавливает на своем выходе сигнал низкого логического уровня (фиг. 22). В результате периодического изменения сигналов на входах третьего элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ Nfll 106 на его информационном выходе будет формироваться последовательность импульсов типа "меандр", по форме соответствующая сигналу Оа1, в реальном импульсном датчике, Благодаря восьмому элементу НЕ

107 íà его выходе формируется сигнал, соответствующий по форме сигналу Оа реального импульсного датчика. Сигнал второго разряда первого двоичного счетчика

21 соответствует по форме сигналу 0 2 и поэтому он проходит на выход имитатора

22 импульсного датчика без изменений, Благодаря девятому элементу НЕ 108 на его выходе формируется сигнал, соответствующий сигналу Оа реального импульсс ного датчика.

Для формирования импульсного сигнала маркера в имитаторе 22 импульсного датчика имеется формирователь 109 маркера импульсного датчика. Формирователь 109 маркера импульсного датчика (фиг. 23) позволяет имитировать короткий импульс, соответствующий по длительности импульсу маркера в реальном импульсном датчике, а также инверсный импульс по отношению к основному для повышения достоверности передачи маркерного сигнала, Входы семнадцатого элемента И

110 подключены с пятого по самый старший разряд (двенадцатый разряд). Таким образом, за полный цикл изменения кодов на информационных выходах (что соответствует полному обороту вала импульсного датчика) и и ри установлении одновременно высоких логических уровней сигналов на входах семнадцатого элемента И 110 на выходе семнадцатого элемента И 110 появится высокий логический уровень сигнала U>0. Благодаря десятому элементу НЕ 111 будет сформировано инверсное значение сигнала О,, что соответствует сигналам маркера реального импульсного датчика.

Имитатор 24 амплитудного датчика по двоичному коду на выходе первого двоичного счетчика 21 формирует аналоговый сигнал "ДА". В качестве имитатора 24 амплитудного датчика может послужить цифроаналоговый преобразователь. Для формирования маркерного сигнала схема

55 не отличается от приведенной на фиг. 23 для импульсного датчика. Под действием сигнала "Упр. 1" второй коммутатор 25 подключает тот датчик, с которым работает объект 6.

Примером исполнения второго коммутатора 25 может послужить фиг, 24. Цепь замыкается в элементе аналоговой коммутации при подаче на вход управления высокого логического уровня сигнала. Поэтому, задавая на один из входов управления "А", "Ф" или "И" сигнал "Упр. 1" высокого логического уровня, будет к объекту 6 подключен соответственно имитатор аналогового 24, фазового 23 или импульсного 22 датчика. Так как количество имитаторов 2 движения инструмента в устройстве соответствует количеству каналов управления, по которым управляет объект 6, то, задавая отдельно сигнал

"Упр. 1" на входы "И", "Ф" или "А" второго

25 коммутатора, для каждого: имитатора 2 движения. индивидуально можно подобрать любую гамму имитируемых датчиков. Одновременно импульсы частоты в с выходов первого 19 или второго 20 элементов И (в зависимости от логического уровня сигнала "3H" на первом выходе эквивалента привода 13) поступают на одноименную по номеру канала информационную группу входов блока 3 формирования координатных данных перемещений, Блок 3 формирования координатных данных перемещений (фиг, 4) содержит каналы 29 формирования координатных данных, количество которых соответствует количеству имитаторов 2 движения, Первый информационный вход каждого канала 29 принимает сигналы с частотой в с выхода первого элемента И 19, Второй информационный вход каждого канала 29 формирования координатных данных принимает сигналы с частотой в с выхода второго элемента И 20. По сигналам частоты в, которые несут информацию о скорости вращения вала двигателя привода, канал 29 формирования координатных данных формирует на своем втором информационном выходе аналоговое напряжение, пропорциональное положению объекта на реальном станке с

ЧПУ, под действием которого луч записи запоминающей электронно-лучевой трубки индикатора 12 будет установлен в соответствующее этому напряжению положение.

Кроме того, на первом информационном выходе канала 29 формирования координатных данных будут сформированы положительные импульсы, которые через первый элемент ИЛИ 30. формирователь 4

1675852

5

40

50 импульсов подсвета управляют модулятором луча записи запоминающей трубки индикатора 12.

Канал 29 формирования координатных данных (фиг, 5) с помощью второго двоичного счетчика 32 функционирует по сигналам частоты в, несущим информацию об имитируемой скорости вращения вала реального привода. При высоком логическом уровне сигнала "3H" на первом выходе эквивалента привода 13 сигналы частоты в через первый элемент И 19 поступают на суммирующий вход второго двоичного счетчика 32, когда счетчик осуществляет прямой счет. Если принять во внимание, что на выходе первого разряда второго двоичного счетчика 32 под действием импульсов частоты в на суммирующий вход появляются последовательно во времени высокие или низкие логические уровни сигналов, соответствующие минимальному перемещению, то суммарное количество разрядов второго двоичного счетчика 32 выбирается из максимально возможного перемещения подвижного объекта на реальном станке по конкретной координате. Таким образом, если на выходе первого разряда второго двоичного счетчика 32 уровень сигнала логической единицы будет соответствовать перемещению в один микрон, то для имитации перемещения на 10 м счетчик должен иметь двадцать четыре разряда выходных сигналов, так как 2 равно 162 миллиона дискрет, что выше 100 млн. микрон, составляющих расстояние в 10 м.

Если количество разрядов второго 25 двоичного счетчика увеличить .до двадцати семи разрядов, то получим имитацию перемещения подвижного объекта более 100 м (128 м). Так как время счета второго двоичного счетчика 32 постоянно, то при изменении частоты в(т.е. скорости) на одном из входов этого счетчика на его выходах будем получать двоичный код, cOOTBGTGTвующий пути. При подаче импульсов частоты в на суммирующий вход путь (двоичный код числа) увеличивается, а при подаче импульсов частоты в на вычитающий вход — уменьшается. Путем подачи сигнала "Упр, 2" можем сразу записать двоичный код с информационных входов, тем самым установить луч запоминающей трубки индикатора 12 в определенную исходную точку. При поступлении сигнала

"Сброс" на выходах второго двоич ного счетчика 32 устанавливаются сигналы с низким логическим уровнем, что соответствует нулевому перемещению по данному каналу. Получаемый двоичный код через четвертый 33 коммутатор поступает на цифроаналоговый преобразователь 34.

Разрядность цифроаналогового преобразователя 34 выбирают исходя из разрешающей способности запоминающей трубки индикатора 12. При подключении четвертым коммутатором 33 информационных входов цифроаналогового преобразователя 34 к информационным выходам младших разрядов второго двоичного счетчика 32 на экране трубки будут отображены мелкие детали участка общей траектории, имитируемой имитатором 2 движения. При подключении информационных входов цифроаналогового преобразователя 34 к информационным выходам (через коммутатор 33) старших разрядов на экране запоминающей трубки будет отображена полная траектория имитируемого движения подвижного органа, генерируемая имитатором 2 движения без мелких деталей изображения. Переключение информационных выходов второго двоичного счетчика 32 к информационным входам цифроаналогового преобразователя 34 осуществляется по сигналу "Упр, 4" четвертым коммутатором 33, Пример исполнения такого коммутатора показан на фиг. 25.

П ри подаче высокого логического сигнала "Упр, 4" по шине 1 мм с первого 124 по десятый 133 элементы коммутации разрешают прохождение сигналов с первого своего информационного входа на информационный выход. Это происходит благодаря наличию в каждом из них третьего 134, четвертого 135, пятого 136, шестого

137 элементов И-HE (фиг. 26). Таким образом, информационный выход первого разряда второго двоичного счетчика 32 будет подключен элементом 124 коммутации к входу первого разряда цифроаналогового преобразователя 34. Информационный выход второго разряда второго двоичного счетчика 32 элементом 125 коммутации будет подключен к информационному входу второго разряда цифроаналогового преобразователя 34, Информационный выход третьего разряда второго двоичного счетчика 32 элементом 126 коммутации будет подключен к информационному входу третьего разряда цифроаналогового преобразователя 34, Остальные информационныее выходы — четвертого — десятого разрядов окажутся подключенными соответственно 127 — 133 элементами коммутации к информационным входам четвертого-десятого разрядов цифроаналогового преобразователя 34.

1675852

Таким образом, если вес первого разряда соответствует имитируемому перемещению (соответствующему реальному перемещению объекта на станке} в один микрон, то благодаря десятиразрядному цифроаналоговому преобразователю 34 минимальное аналоговое напряжение на выходе его будет соответствовать перемещению луча запоминающей трубки индикаторэ 12 на величину, соответствующую одной тысячной всего поля изображения, а максимальное значение имитации перемещения объекта величиной в один миллиметр будет отображено на все поле экрана (так как 1 мм=100 микрон, а следовательно, 2 =1024 дискреты), При подаче сигнала высокого логического уровня "Упр, 4" по шине "10 мм" элементами коммутации с 124 — 133 к десяти информационным входам цифроаналогового преобразователя будут подключены информационные выходы с пятого по четырнадцатый разряд второго двоичного счетчика 32. Таким образом, на экране запоминающей трубки будет отображена траектория перемещения объекта величиной 16 мм точностью 32 микрона (так как

2 -32, а 2 "=16284). При подаче сигнала

"Упр. 4" высоким логическим уровнем по шине " t M" элементами 124 — 133 коммутации к информационным входам цифроаналогового преобразователя 34 будут соответственно подключены информационные выходы с одиннадцатого по двадцатый разряд второго двоичного счетчика 32, Таким образом, на экране запоминающей трубки будет отображена траектория перемещения объекта на величину более двух метров с точностью два миллиметра (так как 2" 1=2048 дискрет, а 2 =2048 тыс, диск рет).

При подаче сигнала "Упр. 4" высокого логического уровня по шине "10 MM элементами 124-133 коммутации информационные входы цифроаналогового преобразователя 34 окажутся подключенными соответственно к информационным выходам с пятнадцатого по двадцать четвертый разрядов второго двоичного счетчика 32. Таким образом, на экране запоминающей трубки будет отображена траектория перемещения объекта величиной 16 метров с точностью 32 мм (так как

2 -32368 дискреты. а 224=16284 тыс. диск рет).

Информационные выходы второго двоичного счетчика 32 могут подключаться к входам четвертого коммутатора 33 и другим образом, подбирая при этом величину

55 и точность отображаемой траектории на экране запоминающей трубки, Для осуществления указанной коммутации в каждом элементе 124-133 коммутации третий 134, четвертый 135, пятый

136, шестой 137 элементы И вЂ” НЕ выбраны с открытым коллекторным выходом, что позволяет объединить их выходы. Первые входы элементов И подключаются к информационным выходам второго двоичного счетчика 32, а вторые входы принимают управляющие сигналы "Упр, 4" высокого логического уровня, Тогда при наличии высокого логического уровня сигнала

"Упр. 4", например, на третьем элементе

И-kE 134 позволит последовательности логических уровней сигналов на Вх. 1 сформировать последовательность логических уровней сигналов на выходе третьего элемента И-НЕ 134, а следовательно, и на выходе одиннадцатого элемента НЕ 143.

Количество каналов 29 формирования координатных данных определяется количеством имитаторов 2 движения. С выхода первого разряда четвертого коммутатора

ЗЗ через первый информационный выход каждого канала 29 формирования координатных данных выдаются импульсные сигналы на первый элемент ИЛИ 30 для формирования импульсов подсвета (импульсов, управляющих модулятором луча записи запоминающей трубки). С второго информационного выхода каждого канала

29 формирования координатных данных поступают аналоговые напряжения, сформированные цифроаналоговым преобразователем 34 на одноименные по номеру информационные входы третьего коммутатора 31. Третий коммутатор 31 позволяет по сигналам "Упр. 6" подключить любой из информационных входов к выходам первого, второго или третьего канала. Третий коммутатор 31 простейшим образом может быть реализован с помощью трех галетных переключателей, имеющих 11 положений на одно направление или на интегральных микросхемах аналоговых коммутаторов по схеме, приведенной в качестве примера исполнения коммутатора на фиг. 27.

Информационные входы одиннадцатого 138, двенадцатого 139,тринадцатого 140 элементов коммутации объединены по входам и каждый подключается к второму выходу одноименного по номеру канала

29 формирования координатных данных, Задавая трехразрядный двоичный код сигнала "Упр, 6" на каждый элемент коммутации происходит подключение, например, на элементе 138 коммутации первого вхо25

1675852

26 да Вх. 1 с выходом (т.е, с первым каналом), на элементе 139 коммутации — второго входа "Вх. 2" с выходом, на элементе 140 коммутации — третьего входа "Вх. 3" с выходом.

Таким образом, для отображения траектории движения имитируемого объекта отобрано три канала. Причем благодаря третьему коммутатору 312 можно отобразить любую комбинацию сигналов, поступающих с каналов 29 формирования координатных данных, а следовательно, отобразить любую траекторию, которую может генерировать объект 6, Далее с выхода первого элемента ИЛИ 30 импульсы модуляции луча записи запоминающей трубки поступают на второй вход формирователя

4 импульсов подсвета, а аналоговое напряжение, несущее информацию о положении имитируемого объекта в пространстве по трем каналам от блока 3 формирования координатных данных, поступает на информационные входы первого коммутатора 5, На входы первого коммутатора 5 поступают управляющие сигналы с блока 7 для формирования на экране запоминающей трубки индикатора 12 трех проекций изображения траектории движения имитируемого объекта в декартовой системе координат (фиг. 28). Движение объекта в пространстве прослеживается по яркой точке луча записи запоминающей трубки, а траектория движения остается подсвеченной в результате облучения мишени запоминающей трубки рассеянным лучом воспроизводящего прожектора запоминающей трубки.

Для формирования изображения, приведенного в качестве примера на фиг, 28, блок 7 управления смещением изображений работает следующим образом. B исходное состояние, когда на информационных выходах нулевые логические уровни, третий двоичный счетчик 35 (фиг, 6) устанавливается по сигналу "Сброс", На счетный вход третьего двоичного счетчика 35 подается последовательность импульсов от задающего генератора 1, Для осуществления перехода луча записи трубки с одной плоскости в другую необходимо обеспечить такую скорость его перемещения, которая обеспечила бы возможность одновременного формирования изображений в трех плоскостях ZOY, ZOX, YOX без снижения качества. Следовательно, период опроса должен быть равен где v — разрешающая способность запоминающей трубки, 1/см;

Чз — скорость записи запоминающей трубки, см/с;

5 со акс — максимальная частота последовательности импульсОв на выходе имитатора привода, 1/с.

Таким образом, с периодом Т, блок 7 управления смещением изображений дол10 жен обеспечивать выдачу сигналов управления через выходы с второго по пятый, Для этого блок 36 выдает пять последовательностей импульсов. С пятого выхода блока 36 поступает последовательность

15 импульсов, которая управляет работой формирователя 4 импульсов подсвета. Импульсы с первого по четвертый с информационного выхода блока 36 управляют работой первого коммутатора 5 и через

20 четвертый 37, пятый 38, шестой 39, седьмой 40 элементы И вЂ” пятым 41 коммутатором. Примером построения блока 36 может служить схема, приведенная на фиг.

7. Последовательность импульсов с первого

25 и второго разрядов третьего двоичного счетчика 36 поступает на соответственно первый и второй информационные входы блока

36. В результате на первом выходе блока 36 будет присутствовать последовательность

30 импульсов, соответствующая последовательности импульсов с информационного выхода второго разряда третьего двоичного счетчика 35.

При высоком логическом уровне сигна35 ла на втором и первом входах девятого элемента И 47 на втором информационном выходе блока 36 будет также появляться высокий логический уровень сигнала. При высоких логических уровнях сигналов на

40 входах десятого элемента И 48 на третьем информационном выходе (фиг. 29) будет появляться также высокий логический уровень сигнала.

При высоком логическом уровне сигна45 ла на выходе десятого 48 или восьмого 46 элемента И, на выходе третьего элемента

ИЛИ 45 появится также высокий логический уровень сигнала. В результате сначала на первом и втором выходах блока 36 будут

50 одновременно присутствовать высокие логические уровни сигналов, потом на первом и четвертом выходах и в конечном итоге на третьем и четвертом информационных выходах. Процесс периодически повторяет55 ся. Этого достаточно, чтобы поэлементно формировать три проекции движения имитируемого объекта в пространстве — сначала несколько элементов плоскости проекций ZOY, потом — XOZ u XOY и тэк

1675852

55 далее, все время перекоммутируя входные сигналы первым коммутатором на его собственные выходы. Такое управление первым коммутатором 5 осуществляется при наличии высокого логического уровня сигнала "Упр, 3".

Наличие высокого уровня сигнала "Упр, 3" на вторых входах четвертого 37, пятого

38, шестого 39 и седьмого 40 элементов И позволяет сигналам с первого по четвертый выход поступить на управляющие входы пятого коммутатора 41 и на третий и четвертый входы первого коммутатора 5.

Благодаря прохождению сигналов управления на четвертый и пятый выходы блока 7 управления смещением изображений через пятый 38 и шестой 39 элементы И на первый коммутатор 5 (фиг, 8) происходит следующее, Так как в первый момент присутствуют высокие логические уровни сигналов на первом и втором выходах блока

36 управления, а следовательно, и на третьем и четвертом выходах, то первый коммутатор 5 подключает свой второй информационный вход к первому выходу, а третий информационный вход - к второму информационному выходу. В результате сигналы, проходчщие flG второму каналу блока 3 формирования координатных данных перемещения, будут поступать через аналоговый элемент 51 коммутации на первый сумматор 8, а сигналы, проходящие по третьему каналу через третий аналоговый элемент 52 коммутации (фиг, 8), будут поступать нэ первый вход второго сумматора 9 из-за наличия одновременно высоких логических уровней на втором и третьем управляющих входах первого коммутатора 5.

Одновременно пятый коммутатор 41 блока 7 управления смещением изображений иэ-за наличия высоких логических уровней сигнала (фиг. 9) на первом и втором входах управления на свои первый и второй

I информационный выходы выдает постоянное положительное напряжение от внешнего источника для органиэации через первый 8 и второй 9 сумматоры начального напряжения .смешения. В результате, если присвоить наименования первому, второму и третьему каналам, связывающим выходы блока 3 формирования координатных данных перемещения с информационными входами первого коммутатора 5 соответственно Х, Y Z то благодаря первому 10 и второму 11 усилителям отклонения, формирователю 4 импульсов подсвета и индикатору 12 на запоминающей трубке получим элемент изображения в плоскости OY (фиг, 28). В следующий

40 момент времени высокие логические уровни сигналов управления будут уже присутствовать на первом и четвертом информационных выходах блока 36, а следовательно, на втором и третьем выходах блока 7 управления смещением изображений, В результате первый коммутатор 5 подключит первый канал Х к первому информационному выходу а третий канал Z — K второму информационйо- му выходу, Тогда первый вход первого сумматора 8 окажется подключенным к первому каналу Х, а первый вход второго 9 сумматора — к третьему каналу Z, Одновременно пятый коммутатор 41 к первому выходу подключит внешний источник (+ 4п) положительного смещения. а к второму выходу (фиг, 9) — внешний источник отрицательного (— Uon) смещения. В результате благодаря первому 8 и второму 9 сумматорам, первому 10 и второму 11 усилителям отклонения, индикатору 12 и формирователю 4 импульсов подсвета на экране сформируется элемент изображения в координатах

X0Z, В третий период времени, когда одновременно íà третьем и четвертом информационных выходах блока 36 высокие логические уровни сигналов. на втором и пятом выходах блока 7 управления смещением изображений первый коммутатор 5 подклю.ит первый канал X первым аналоговым элементом 50 коммутации (фиг. 8) к первому входу первого сумматора 3 и четвертым аналоговым элементом 53 коммутации второй канал Y к первому входу второго сумматора 9. Одновременно пятый коммутатор 41 седьмым аналоговым элементом 56 коммутации подключит внешний источник отрицательного смещения к второму входу второго сумматора 9, а восьмым аналоговым элементом 57 коммутации внешний отрицательный источник смещения — к второму входу первого 8 сумматора

Благодаря первому 8 и второму 9 сумматорам, первому 10 и второму 11 усилителям отклонения, формирователю 4 импульсов подсвета и индикатору 12 будет сформирован элемент изображения в координатах

ХОУ (фиг, 28), Процесс поэлементного фор. мирования повторяется, пока не прекратит. ся выдача сигнала на перемещение блоком

3 формирования координатных данных перемещений.

Под действием высокого логического уровня сигнала "Ynp, 3" коэффициент усиления первого 10 и второго 11 усилителей отклонения уменьшается в двэ раза. При снятии высокого логического уровня сигнала " Упр. 3" коэффициент усиления первого 10 и второго 11 усилителей

1675852

5

20

30

50 отклонения восстанавливается, запрещается прохождение импульсов через четвертый 37, пятый 38, шестой 39 и седьмой 40 элементы И, а также через двенадцатый 14 и одиннадцатый 49 элементы И.

В результате первый коммутатор 5 постоянно открывает пути прохождения сигналов только первого Х и третьего 2 каналов на первый вход первого 8 и соответственно второго 9 сумматоров. Импульсы, управляющие формирователем 4 импульсов подсвета, формируются только тринадцатым элементом И 142 и вторым элементом ИЛ И 44. За и рещается пятому коммутатору 41 подключение внешних положительного и отрицательного источников питания к второму входу первого 8 и второго 9 сумматоров. Поэтому на все поле экрана запоминающей трубки индикатора

12 будет формироваться изображение проекции траектории в плоскости XOZ.

Таким образом, с помощью элементов138, 140 коммутации можно наблюдать любую траекторию, генерируемую любым из каналов 29 формирования координатных данных, путем их избирательного подключения. Формирователь 4 импульсов посвета содержит элемент И, на первый вход которого поступают импульсы подсвета с блока

3 формирования координатных данных и импульсы управления с блока 7 управления смещением изображений, Формула изобретения

1, Устройство для контроля средств числового программного управления, содержащее формирователь импульсов подсвета, индикатор на запоминающей электронно-лучевой трубке, два усилителя отклонения, два сумматора и первый коммутатор, включающий четыре аналоговых элемента коммутации, выход первого усилителя отклонения подключен к входу отклонения луча записи по горизонтали индикатора на запоминающей электроннолучевой трубке, выход второго усилителя отклонения подключен к входу отклонения луча по вертикали индикатора на запоминающей электронно-лучевой трубке, выходы первого и второго сумматоров соединены с информационными входами соответственно первого и второго усилителей отклонения, выход формирователя импульсов подсвета подключен к входу управления модулятором индикатора на запоминающей электронно-лучевой трубке, первый и второй выходы первого коммутатора соединены соответственно с входами слагаемых первого и второго сумматоров, о тл и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения области применения устройства за счет ввода в него средств имитации движения инструмента, введены задающий генератор, группа имитаторов движения инструмента, блок формирования координатных данных перемещения и блок управления смещением изображений, тактирующие входы имитаторов движения инструмента группы подключены к выходу задающего генератора, первый и второй входы управления каждого имитатора движения инструмента группы подключены к соответствующим входам устройства, входы начальной установки — к входу сброса устройства, информационные входы блока формирования координатных данных перемещения, обьединные попарно, соединены с первыми и вторыми информационными выходами имитаторов движения инструмента, первый. второй и третий входы управления блока формирования координатных данных перемещения соединены с соответствующими входами устройства, а вход начальной установки — с входом сброса устройства, первый выход блока формирования координатных данных перемещения подключен к информационному входу формирователя импульсов подсвета, а три выхода каналов отображения перемещения блока формирования координатных данных перемещения подключены к трем информационным входам первого коммутатора, причем выход второго канала отображения перемещения блока формирования координатных данных перемещения связан с четвертым информационным входом первого коммутатора, выход третьего канала отображения подключен к третьему информационному входу первого коммутатора, входы управления приводами устройства соединены с первыми информационными входами соответствующих имитаторов движения инструмента, входы питания датчиков перемещения устройства соединены с вторыми информационными входами соответствующих имитаторов движения инструмента, выходы данных о величине перемещений инструмента устройства подключены к информационным выходам с третьего по восьмой соответствующих имитаторов движения инструмента, тактирующий вход блока управления смещением изображений соединен с выходом задающего генератора, вход начальной установки — с входом сброса устройства, первый управляющий вход блока управления смещением изображений и управляющие входы первого и второго усилителей отклонения связаны с

"I675852

5 0

20 соответствующим входом устройства, входы задания положительного и отрицательного смещения блока управления смещением изображений являются соответствуюшими входами устройства, первый управляющий выход блока управления смещением изображений соединен с управляющим входом формирователя импульсов подсвета, управляющие ВыхОды с 13торого по flsITMA cooT ветственно с первого по четвертый управляющими входами первого коммутатора, шестой и седьмой управляющие выходы — с управляющими входами первого и второго сумматоров.

2. Устройство по и, 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что каждый имитатор движения инструмента содержит эквивалент привода инструмента, делитель частоты, блок синхронизации импульсов, О-триггер, три элемента И, элемент VI — НЕ, счетчик, узлы имитации импульсного. фазово"o и амплитудного датчиков и второй коммутатор, информационный вход эквивалента привода инструмента подключен к первому информационному входу имитатора движения инструмента, первый управляющий вход которого соединен C управляющи л входом второго коммутатора, вход делителя частоты подключен K тактирую цему входу ититатора движения инструмента, вторая группа информационных входов которого подключена к информационным входам блока синхронизации имг ульсов, тактирующий вход которого связан с выходом делителя частоты, I:I-вход 0-триггера подключен к первому информационному выходу эквивалента привода инструмента, С-вход — к выходу делителя частоты, вход начальной установки имитатора движения инструмента соединен с входом сброса блока синхронизации импульсов и счетчика, суммирующий счетный вход которого подключен к выходу первого элемента И, являющемуся первым информационным выходом имитатора движения инструмента, второй информационный выход которого подключен к выходу второго элемента И, связанному с Вычитающим счетным входом счетчика, первые входы первого и второго элементов И подключены к второму информационному выходу эквивалента привода инструмента, второй вход первого элемента

И соединен с прямым выходом D-триггера, инверсный выход которого подключен к второму входу второго элемента И; первый вход третьего элемента И подключен к выходу делителя частоты, второй вход — к первому информационному выходу блока синхронизации импульсов, а выход — к первому входу управления узла имитации фа25

55 зового датчика, второй вход управления которого соединен с выходом делителя частоты, третий вход управления — с третьим информационным выходом блока синхронизации импульсов, четвертый вход управления — с вторым входом управления имитатора движения инструмента, а информационные входы- с выходами счетчика, которые также соединены с информационными входами узла имитации импульсного датчика и узла имитации амплитудного датчика, первый, второй и третий выходы которого подключены к одноименным информационным входам второго коммутатора, третий, четвертый и пятый информационные входы .которого соединены соответственно с первым, вторым и третьим выходами узла имитации фазового датчика, с седьмого по двадцатый информационные входы второго коммутатора подключены к с первого по шестой информационным выходам узла имитации импульсного датчика, а с первого по шестой информационные выходи второго коммутатора подключены с третьего по восьмой информационным выходам имитатора движения инструмента, 3, Устройство по и, 2, О т л и ч а ю щ ее с я тем, что эквивалент привода инструмента содержит преобразователь напряжения в частоту, формирователь знака сигнала, блок аналоговой модели регулируемого по скорости электропривода, информационный вход которого подключен к информационному входу эквивалента привода инструмента, тактирующий вход которого соединен с первым входом преобразователя напряжения в частоту, второй вход которого подключен к выходу блока аналоговой модели регулируемого по скорости электропривода, связанному с информационным входом формирователя знака, первый выход которого соединен с третьим входом преобразователя напряжения в частоту, выход которого подключен к второму выходу имитатора привода, первый выход которого соединен с вторым выходом формирователя знака, связанным с четвертым входом преобразователя напряжения в частоту, 4. Устройство по и, 1, отл ича ю щее с я тем, что блок формирования координатных данных перемещений содержит элемент ИЛИ, третий коммутатор и группу каналов формирования координатных данных, информационные входы каждого канала группы подключены к соответствующей группе входов блока, второй вход управления которого соединен с первым входом управления каждого канала фор1675852 . мирования координатных данных группы, второй вход управления каждого канала формирования координатных данных группы связан с первым входом управления блока, вход начальной установки которого соединен с вхо- 5 дом начальной установки каждого канала формирования координатных данных группы, входы элемента ИЛИ подключены к первым выходам каналов формирования координатных данных группы, а выход — к 10 первому выходу блока, информационные входы третьего коммутатора подключены к вторым выходам каналов формирования координатных данных группы, первый информационный выход третьего коммутатора 15 подсоединен к первому выходу канала отображения перемещения блока, вгорой информационный выход — к второму выходу канала отображения перемещения блока, третий информационный выход — к третьему 20 выходу канала отображения перемещения блока, входуправления третьего коммутатора связан с третьим входом управления блока, 5.Устройствопоп.4, отлича юще— е с я тем, что каждый канал формирования 25 координатных данных группы содержит цифроаналоговый преобразователь, четвертый коммутатор и двоичный счетчик, счетные входы суммирования и вычитания которого подключены соответственно к пер- 30 вому и второму информационным входам канала, вход начальной установки которого подключен к входу начальной установки двоичного счетчика, информационные входы четвертого коммутатора поразрядно З5 подключены к информационным выходам двоичного счетчика, вход управления — к входу управления канала, а информационный выход первого разряда — к первому информационному выходу канала, второй 40 информационный выход которого соединен с выходом цифроаналогового преобразователя, информационные входы которого поразрядно связаны с информационными выходами четвертого коммутатора. 45 б, Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что блок управления смещением изображений содержит распределитель импульсов, с четвертого по седьмой элементы И, пятый коммутатор и двоичный счетчик, 50 счетный вход которого подключен к тактирующему входу блока, вход начальной установки — к входу начальной установки блока, первый вход распределителя импульсов подключен к выходу первого раз- 55 ряда двоичного счетчика, выход второго разряда которого соединен с вторым входом распределителя импульсов, первый вход четвертого элемента И подключен к первому выходу распределителя импульсов, являющемуся третьим выходом блока, первый вход пятого элемента И подключен к второму выходу распределителя импульсов, первый вход шестого элемента И вЂ” к третьему выходу распределителя импульсов, первый вход седьмого элемента И соединен с четвертым выходом распределителя импульсов, связанным с вторым выходом блока, вторые входы четвертого — седьмого элементов И, а также вход управления распределителя импульсов подключены к первому входу управления блока, первый управляющий вход пятого коммутатора подключен к выходу четвертого элемента

И, второй управляющий вход — к выходу пятого элемента И, являющемуся четвертым выходом блока, третий управляющий вход — к выходу шестого элемента И, служащему пятым выходом блока, четвертый управляющий вход — к выходу седьмого элемента И, второй вход блока подключен к первому информационному входу пятого коммутатора, а третий вход блока — к второму информационному входу пятого коммутатора, пятый выход распределителя импульсов связан с первым выходом блока, первый выход пятого коммутатора соединен с шестым выходом блока, седьмой выход блока связан с вторым выходом пятого коммутатора.

7. Устройство по п.б, отл и ч а ю щее с я тем, что пятый коммутатор содержит аналоговые элементы коммутации, с пятого по восьмой входы управления пятого и шестого аналоговых элементов коммутации подключены соответственно к первому и второму входам управления пятого коммутатора, информационные входы — к пятому входу пятого коммутатора, информационные входы седьмого и восьмого аналоговых элементов коммутации =оединены с шестым входом пятого коммутатора, входы управления подключены соответственно к третьему и четвертому входам пятого коммутатора, первый выход пятого коммутатора соединен с выходами пятого и седьмого аналоговых элементов коммутации, а второй выход — с выходами шестого и восьмого аналогоьых элементов коммутации.

1675852ВхЛ

Вк2

1675852

1675852

i675852

1675852

1675852

1675852

1675852

Фиа 1У ф

7р

,7р

gp

«ар

Ур

1675852

1675852

1675852

1675852

Вх

Вх. 5 нал

1675852

Фиг.28

1675852

1О диск. й2 диск.

20488исю.

1.. !

Составитель В. Воронков

Техред М.Моргентал Корректор M. Максимишинец

Редактор В. Данко

Заказ 3002 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и откритиям при ГКНТ СССР

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

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