Устройство для программного управления шаговым приводом

 

м Тл-и-t <, . ° . ir

% и ч,им е4

ОП ИСАН И E

ИЗОБРЕТЕН И Я

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<1>536472

Союз Советских

Социалистических

Республик

7 Гу (б1) Дополнительное к авт. овид-ву— (22) Заявлено 18.08.75 (21) 2166120/24 с присоединением заявки ¹вЂ” (23) Приоритет— (43) Опубликовано 25.11.76. Бюллетень № 43 (45) Дата опубликования описания 03.02.77 (51) М Кл 6 05 В 19/40

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621-503.55 (088.8) (72) Авторы изобретения

С. А. Писклов и В. Г. Сопин (71) Заявитель (54) УСТРОЙС" ВО ДЛЯ ПРОГРАММНОГО

УПРАВЛ ЕН ИЯ ШАГОВЫМ ПРИВОДОМ

Изобретение относится к про.-раммному у правлению металлорежущими станками и может быть использовано в программноуправляемых силовых установках с шаговым приводом, содержащих программное устройство, на выходе которого управляющая информация представлена в виде непрерывной последовательности импульсов.

Известны устройства программного управления, содержащие датчик, контролирующий положение объекта, и блок сравнения заданного программой положения с действительным.

При этом коррекция положения ооъекта производится .после остановки отра ботки программы путем подачи на шаговый при вод необходимого числа дополнительных им пульсо в, вырабатывае IbIx соответтствующими вычислительными устройствами. Таким образом, предусматривается коррекция только отрицательных ошибок, т. е. когда после отработки программы, перемещение объекта не достигнет заданного положения. Однако положительная ошибка, т. е. когда объект в процессе отработки программы перемещается на расстояние больше заданного, в так их устройствах может быть ком пенсирована путем перемещения объекта,в обратном направлении, что в процессе отработки на станках с программным управлением недопустимо (1),и (2).

Наиболее близким к данному изобретению техническим решением является устройство для программного у правления шаговым приводом, содержащее блок ввода программы, коммутатор фаз, генератор .импульсов и датчик перемещений, подключенный через формирователь иипульсов ко входу счетчика рассогласования (3).

В этом устройстве уменьшение ошибок перемещений объекта, вызванных динамическими свойствами привода, произ водится путем снижения частоты регулируемого генератора, и только при отсутствии ошибок частота импульсов управления может быть увеличена.

Это обстоятельство приводит к существенному снижению производительности обработки на станке. Следует отметить также, что в этом известном устройстве невозможно устранение ошибок, вызванных наличием зазоров B кинематической |паре «ходовой винт — гайка стола станка», та ° как датчнк перемещений установлен на ходовом винте и не контролирует действительное положение объекта управления, а также положительных ошибок. Эти обстоятельст ва существенно снижают точность устройства а.

Цель изобретения — повышение точности устройства путем уменьшения систематических и случайных погрешностей,:вызванных дипа536472

Зо

50

G0

65 мическими свойствами привода Il изменением усилий в приводе в процессе обработки.

Достигается это тем, что в устройство введены счетчики положительной и отрицатель ной ошибок и блок задержки, вход и выход которого подключены к выходу блока ввода программы, соединенному с первым входом коммутатора фаз, и запускающему входу генератора им пульсов соответственно. Выход генератора им пульсов через счетчик отрицательных ошибок подключен ко второму входу коммутатора фаз и через паследовательно ,соединенные счетчик раосогласован ий, подсоединенный к отключающему входу генератора импульсов, и счетчик положительных ошибок — к третьему входу коммутатора фаз.

На чертеже изображена функциональная схема предлагаемого устройства. Она содержит блок ввода программы 1, коммутатор фаз

2, шатовый привод 8, блок задержки 4, генератор им пульсов 6, счетчик раосогласований

6, формирователь импульсов 7, датчик перемещен ий 8, счетчики положительной ошибки

9 и отрицательной ошибки 10, гидроусилптель мощности 11 и объект управления 12.

У стройство работает следующим образом.

Еаждый импульс программы, поступающий с выхода блока ввода программы 1 на вход коммутатора фаз 2, вызывает поворот шагового привода 8 на один шаг. Шагавый привод через .пидроусилитель мощности 11 перемещает объект управления 12 (стол станка) на определенное дискретное расстояние, которое измеряется датчиком 8, и:на выходе формирователя 7 появляется последовательность импульсов, число которых пропорционально отношению величины дискретного, перемещения стола (шага пр ивода) и разрешающей способности датчика, перемещений 8. Таким образом, после .каждого импульса управляющей программы на выходе формирователя импульсоз 7 появляемся последовательность импульсов, которые:фиксируются в счетчике рассогласований 6, число разрядов которого определяется указанным выше отношением. Сигнал переполнения на выходе счетчика 6 появляется только при нормальной отработке шага и поступает на откл1ачающий,вход генератора импульсов 6, на запуокающий вход которо;о через элемент задержки 4 поступает импульс

«за пуск» с выхода блока ввода программы 1.

Время выдержки регулируется в зависимости от периода следования импульсов управляющей программы. При отоутствии импульса переполнения с выхода счетчика рассогласозаний 6 имлульс с выхода блока задержки 4 запускает генератор импульсов 6, на выходе которого появляется последовательность импульсов, поступающих на второй вход счетчика,рассогласований 6. Сигнал переполнения счетчика ра осогласаваний 6 останавллвает работу генератора импульсов 6, а число импульсов, необходимое для переполнения, фиксируется в счетчике отрицательной ошибки 10, число разрядов которого равно числу разрядов счетчика 6. Таким образом, в счетчике 10 накапливается число им пульсов, пропорциональное отрицательной ошибке. Сигнал переполнения на выходе счетчика 10, соответствующий моменту достижения ошибки, равной дзскретности перемещений, поступает на один из дополнительных вхадав коммутатора фаз

2 и далее отрабатывается шаговым приводом

8, как дополнительный импульс программы.

Появление двух импуль сав переполнения на выходе счетчика рассогласований 6 соответствует момент! .достижения положительной ошибки, равной дискретности перемещений.

Этп импульсы фиксируются в счетчике положительной ошибки 9, выходной сигнал которого поступает на другой дополнительный вход коммутатора фаз 2. Этот сигнал запрещает прохождение очередного импульса программы через коммутатор фаз 2. Запрет отработки одного импульса исходной программы позволяет устранить положительную ошибку, равную дискретности шага, привода именно в моме!т накопления такой ошибки, причем для этого пе требуется изменение направления д зижения на обратное.

Предлагаемое устройство программного управления шаговым при водам позволяет уменьшить как отрицательные, так и положительные ошибки в отработке программы, без импульсно-фазового преобразования управляющей информации, до значения дискретности шага привода, что в конечном итоге существенно повышает точность, обработки на существующих непрецезионных станках с программным управлением, а также позволяет использовать шаговый привод при оптимальных скоростях подачи, апределяемых режимами резания, что существенно повышает производительность обработки.

Технико-экономическая эффективность внедрения предлагаемой системы определяется ка к результат сокращения потерь от брака, снижения эксплуатационных расходов на наладку станков, повышения производительности обработки.

Формула изобретения

Устройство для программного управления шаговым приводом, содержащее блок ввода программы, коммутатор фаз, генератор импульсов и датчик перемещений, подключенный через формирователь импульсов ко входу счетчика рассогласования, о тл и ч а ю щ е е с я тем что, с целью повышения точности устройства, в него введены счетчики положительной и отрицательной, ошибок и блок задержки, вход и выход которого подключены к выходу блока ввода программы, соединенному с пер536472

Составитель В. Сухих

Техред А. Камышииксва

Редактор Е. Гончар

Корректор В. Гутман

Заказ 1098/1757 Изд, М 320 Тираж 1029 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 5К-35, Раушская наб., д. 4/5

Тип. Харьк. фил. пред. <.Патент» вым входом коммутатора фаз, и запускающему входу генератора импульсов соответственно, выход генератора импульсов через счетчик отр1ицательных ошибок подключен ко второму входу коммутатора фаз и через последовательно соединенные счетчик рассогласований, подсоединенный к отключающему входу генератора импульсов, и счетчик положительных ошибок — к третьему входу коммутатора фаз.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе изобретения:

1. Авторское свидетельство СССР № 389490, М. Кл G 05 В 19/18, 27.07.71.

2. Авторское свидетельство СССР № 327449, М. Кл G 05 В 19/04, 27.07.70.

3. Авторское свидетельство СССР № 33об46, М. Кл. G 05 В 19/18, 05.10,70.