Устройство для программного управления

 

Союз Советских

Социалистическик

Республик

О П И С А Н И Е (ii)734620

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6I ) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 19.12.77 (2 I )2556413/18-24 (51 ) M. Кл с присоединением заявки №

@05 В 19/40

Гасударственный комитет (23) Приоритет по делам изобретений н открытнй

Опубликовано 15.05.80. Бюллетень № 18 (53) УД К621.503. .55 (088.8) Дата опубликования описания 17.05.80 (72) Авторы изобретения

И. A. Кочетов, Н. Т. Малюк и Г, Ф. Урмаев (? I ) За я в и тел ь (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГРАММ НОГО

УПРАВП ЕНИЯ

Изобретение относится к автоматизированному электроприводу и может быть использовано, например, в металлорежущих станках.

Известен позиционный электропривод, в котором с целью точного выхода на позицию при минимальном времени торможения сигнал управления приводом формируется параболической зависимости от пути, обеспечивающей торможение с по о стоянным темпом замедления. Электропривод содержит устройство задания положения механизма и сравнения, формирователь, задатчик скорости, усилитель мощности, двигатель, датчики скорости и положения., Постоянство ускорения при торможении обеспечивается формирователем, выполненным на базе операционного усилителя с нелинейной обратной связью по его выходному напряжению, а значение скорости пе-20 ремещения — диодным ипи транзисторным ограничителем на выходе формирователя (1) .

Данное решение обеспечения параболической зависимости обладает существенны2 ми недостатками: неточностью, особенно при малых уровнях сигналов управления, изза нелинейности характеристик составляющих элементов и самого способа аппроксимации; нестабильностью температурной и из-за колебания питающих напряжений малой разрешающей способностью.Задание скорости с .помощью диодного или транзисторного ограничения имеет невысокий диапазон иэ-за прямого падения напряжения диода или открытом транзисторе и на контакте движка потенциометра или переключателя

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для программного управления, содержащее двигатель, позиционный датчик, индикацтпо счетчика, числовые декады, блок задания программы, основной блок устройства позиционирования, блок ручного управления, внутренний блок управления процессом, блок задания скорости, генератор импульсов, блок управления заданием, звено согласования, дифференциальный счетчик, (3) (5) .3 73 46 цифроаналоговый преобразователь, усилители управления и мощности t2j.

Э го устройство обладает <:ушественной сложностью иэ-за необходим. ости программирования участков разгона и торможения

5 и его применение в простых позиционных системах нецелесообразно.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет, обеспечения постоянного ускорения при торможении независимо от заданных пути и скорости перемещения и за счет обеспечения и широких пределах ."адания скорости перемещения, независимой от пути и ускорения перемешеция.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для программного управления, содержащее блок задания скорости и последовательно соединенные генератор импульсов, блок ключевых элементов, пер- >о вый реверсивный счетчик, первый цифроаналоговый преобразователь, усилитель, электродвигатель, датчик перемешения ис» полнительного органа, второй реверсивный счетчик, вторые входы которого подключе- д5 ны к выходам блока задания программ, и второй цифроаналоговый преобразователь, содержит блок сравнения и последовательно соединенные третий цифроаналоговый преобразователь, нуль-орган и элемент И, другой вход которого соединен с выходом блока сравнения, подключенного первыми входами к выходам блока задания скорости, вторыми входами - к другим выходам первого реверсивного счетчика, второи вход блока ключевых элементов соеджнен с выходом элемента И, третий вход — с выходом нуль-органа, другой вход котор >ro подключен к выходу второго цифроаналогового преобразователя, а первый и второй входы третьего цифроаналогового пре« обраэователя соединены соответственно с выходом первого реверсивного счетчика и с выходом первого цифроаналогового преобразователя. 45

На чертеже приведена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит генератор 1 импульсов, ключевые элементы 2 и 3, первый реверсивный счетчик 4, первый 5 и третий 6 цифроаналоговые преобразователи, второй реверсивный счетчик 7, второй цифроаналоговый преобразователь 8, нуль орган 9, усилитель 10, электродвигатель

11, датчик 12 перемещении исполнительного органа, блок 13 сравнения, блок 14 задания скорости, элемент 15 И, блок 16

20 4 задания программы, тахогенератор 1 7 и блок l8 ключевых элементов.

Устройство работает следующим образом.

При занесении в счетчик 7 через блок

16 кода величины перемешения на выходе преобразователя 8 появляется сигнал, переключаюший нуль»орган 9 в положение, при котором элемент 2 замкнут, а эле,мент 3 разомкнут. Импульсы с генератора 1 поступают на суммирующий вход счетчика 4 ° При увеличении кода в этом счетчике сигнал на выходе преобразователя 6 возрастает и при превышении им сигнала с преобразователя 8 нульорган переключателя, размыкает элемент 2 и замыкает элемент 3. Счетчик 4 переходит в режим вычитания. Таким образом, нуль-орган 9, переключая элементы

2 и 3, стремится сохранить равенство сигналов на своих входах. )ь= (=) о Ав (1) где (Зь H ljg — HblxogHble напряжения со» ответственно преобразователей 6 и 8;

Uo — напряжение питания резисторного делителя преобразователя 8;

А„- код счетчика 7, равный ве личине перемешения.

Преобразователи 5, 6 и 8 построены так, что их выходные напряжения пропорциональны произведению напряжения питания резисторного делителя на параллельный код соответствующих счетчиков 4 и 7, управляюших ключами этих. преобразователей, Выходное напряжение преобразователя 6 равно произведению кода счетчика 4 на выходное напряжение преобразователя 5, орое равно: 0 = Oо „, т,е. 4ь= Рб = 4 и о ч

Подставив (2) в (1) получаем:

ЭК, о, =К,"о<

А = д, - . (4) Таким образ м, код счетчика 4 пропорционален корню квадратному из кода счетчика 7, выходное напряжение преобразователя 5, являющееся сигналом управления электродвигателя 1 1, пропорционально корню кеадратному иэ величины перемешения. Под воздействием этого напряжения 0 электродвигатель 11 приходит в движение. Импульсы с датчика 12 вычи6 изобретения6>CI

Форм ула

5 734 таются из установленного в счетчике 7 кода величины перемещения, последний уменьшается и электродвигатель 11 отрабатывает эту величину перемещения с постоянным темпом замедления в соответствии с законом управления,(5) .

В позиционных приводах требуется обеспечить отработку заданной величины перемещения на заданной скорости, В данном устройстве это осушествляется за счет блока 14, блока 13 сравнения и элемента 15. Блок 13 работает так, что на его выходе всегда обеспечивается логическая 1 при коде счетчика 4 "меньшем кода заданной скорости Ч, устанавливаемого с помощью блока 14. При сравне-, нии этих кодов на выходе блока 13 появляется логический О, который блокирует элемент 15 И, и элемент 2 разомкнут несмотря на то, что сигнал с выхода щ преобразователя 8 больше сигнала с выхода преобразователя 6. Код в счетчике

4 не меняется, оставаясь равным коду заданной скорости. По мере отработки заданной величины перемещения сигнал с преобразователя 8 уменьшается и при

Ц (О нуль орган 9 переключается и замйкает элемент 3. Код счетчика 4 умен шается, а электродвигатель 11 тормозит ся с заданным законом (5). зо

Предлагаемое устройство применяется при разработке автономных следящих алектроприводов для станков с числовым программным управлением. Его использование позволяет просчъпчи средствами реализм вать оптимальный закон регулирования в позиционных следяших системах и повысить точность и производительность обработки.

При использовании данного решения, например, в сверлильных станках нри кз- ф» готовлении печатных плат производительность при перемещениях до 1-2 мм повышается на 30%.

Устройство для программного управления, содержащее блок задания скорости и последовательно соединенные генератор импульсов, блок ключевых элементов, первый реверсивный счетчик, первый цифроаналоговый преобразователь, усилитель, электродвигатель, датчик перемещения исполнительного органа, второй реверсивный счетчик, вторые входы которого подключены к выходам блока задания программы, и второй цифроаналоговый преобразователь, о т л ичаю ще еся тем, что, с цельюрасширения функциональных возможностей устройства, оно содержит блок сравнения и последовательно соединенные третий цифроаналоговый преобразователь, нуль-орган и элемент И, другой аход которого соединен с выходом блока сравнения, подключенного первыми входами к выходам блока задания скорости, вторыми входами — к другим выходам первого реверсивного счетчика, второй вход блока ключевых элементов соединен с выходом элемента И, третий аход — с выходом нуль-органа, другой вход. которого подключен к выходу второго цифроаналогового преобразователя, а первый и второй входы третьего цифроаналогового преобразователя соединены соотвев=твенно с выходом первого реверсивного счетчика и с выходом первого цифроаналогового преобразователя.

Ис точ ники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Бай P. О. и др. Управление следящими электроприводами с применением цифровых устройств. М., Энергия,1968.

2. Труды ВИНИТИ, серия Автоматизированный электропривод. Электротехнология, электроснабжение, силовая преобразовательная техника 1975, ¹ 31, с.2228 (прототип).