Устройство для управления двухкоординатным шаговым приводом

 

Союз Советскнк

Социалистическими

Республик

ОПИСЛНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (il) 736051

У4 ..у

) ( о ,. ф

1 (6I ) Дополнительное к авт. свил-ву— (22)Заявлено 19.04.77(2l) 2479043ó18 24 (Д(}Щ. (л.

G 05 В 19/40 с присоединением заявки ¹вЂ”

Государственный комитет (23) Приоритет— по делам нзобретеннй н открытий

Опубликовано 25.05.80, Ьюллетень №19 (53} УДК 621.503..55(088.8) Дата опубликования описания 25.05.80 (72) Авторы изобретения

В. Г. Овчинников, Л. В. Борисов, и В. А. Шаповалов (73) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ

ДВУХКООРДИНАТНЫМ ШАГОВЫМ ПРИВОДОМ

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в устройствах программного управления станками, в шаговых графопостроителях и других ycTpoNcreaz,. использующих цифровые линейные интерполяторы.

Известно устройство для управления приводом, построенное на интерполяторе и содержащее генератор, делитель частоты, инверторы, вентили и триггеры (1), о

Наиболее близким техническим решением и предлагаемому изобретению является устройство для управления двухкоординатным шаговым приводом, содержащее синхронизатор импульсов, интерполя- тор и два координатных канала управчения, состоящие из первого элемента И и последовательно соединенных второго> треть3 его элементов И и сдвигового регистра, . второй вход которого соединен с выходом з третьего элемента И, второй вход третьего элемента И соединен со вторым входом второго элемента И и с вых)дом интерполятора данного координатного канала уп2 равления, третьи входы сдвиговых регистров подсоединены к выходу синхронизатора импульсов (21.

Максимальная производительность координатных приводов обеспечивается устройством тогда, когда по каждому сдвиговому импульсу оно выдает шаг по старшей координате. В этом случае все шаги, вырабатываемые устройством по младшей координате входят в состав комбинированных. При равенстве старших разрядов приращений интерполятора устройство са-) мостоятельно комбинированных шагов ие вырабатывает и производительность 2-х координатного шагового механизма за счет их выработки не повышается.

Uezuü изобретения — повышение быстродействия устройства, в том числе при близких значениях координатных приращений.

Пель достигается тем, что в устройство введены элемент задержки, элемент !

ИЛИ и в каждый координатный канал управления первый и. второй элементы НЕ, (а Гр четвертый и пятый элеменгы И и три,-г;::р, причем первый вход второго элемента т-«Е;

СОЕДИНЕН С ПЕРВЫМ ВЫХОДОМ СДВНГОВОГО;. регистра, со вторым входом первогэ элс= мента И и с первым входом пятог0 элемен та И, второй вход которого соедин::н с выходом второго элемента НЕ другого координатного канале управт(ения, третий вход пятого элемента И !!GIII«II!oi(ei! ко вх0 ду синхронизатора импульсов и к В}..(хо;.,у

ЭЛЕМЕНта ЗаДЕРжКИ, СОЕДИНЕННОГО ВХогОМ с выходом интерполятора, четверть(Й вход пятого элемента И саед((цен со втopbi!v;

Входом четвертого элементе И дан(:Огo

K00P!IIIHBTHOI"0 КЯНЯ}т(Я У: (РЯГ }!ОН(!5( выходом триггера другого координаГно.-о канала управления coo!(I(. (Gí(!Gão .:,: дом

С BbKGJ}OM ПятОГO ЭЛЕМЕНтя I я Вктрд !ioi} вого элемснта HE соединен с Выходом первого элементе И и со вторым в.:(Одом третьего элемента И.

Н а. чер теж е представлена б} } ок-с;e м Г устройства.

УСтрОйетВО СОДЕр>КИТ ИНтЕр }ОЛ.. С}г} генератор 2 импульсов, эпеменг И) }И( сдвиговый регистр 4 с разрядами 5 !I 6. пятый элемент И 7, Вторые элеме(1 ь:

И 8 и 9, первые элементь . HE 10 и 1:, третьи элементы HE 12 и 13, первые элементы И 14 и 15«пятый элемент И

Прн«(ЕМ В ГИС (р т .4 I«э}1««МЕН «т 1 У„(}-« обРазУют фоРМНРовате;тт. Iio r áriïIIPG; >IFïûõ ц(агов.,} стройст(30 также содержит а(-««лизатор 18 приращений,. сос-.. м(ций U: . .-- орых элементов ИБ 19 H 2О, четв.—.:ртых элементов И 22 и 23, триггеров 24 и 25 и синхронизатор 26 имгульс.}-,.

Устройство работает следующим образом.

Импульс поступающий с лтобот о коор: динетнОгО BblxopB 1(птерпол}}тора 1. B!!H" сывается в стерший разряд 5 своего po:"1.истра - ф; Gc}ip он «в б;}д 1-, или } .,}Г о ц- . ший разряд 6 регистра, если стара((й разряд занят.

В исходном состоянHH обя регистра свободны, триггеры 24 и 25 онеги BB Ä.:0 ра 18 сброшены H нулевт.}м сигнале .. со старших разрядов 5 регистров 4, элеме .(та И 8 и 9 выключены, Я через элементь

HE 10 И 1 1 Вклют(ены элемрнты 1} 1 4 и 15, поэтому пмпульсь(первого ш:B!"B интерполяции записыва(отся -в стершие разряды регистров 4., Если сначала интерполятором вь па(от==. ся комбинированные шаги, то, запнсывэ-. ясь в старшие разряды регистров --;, 010 через элементы 16 и ",, которые в:(Ii!G-.

«(Р«««.« -. f(H«II!«(Hi«I « t i!BЛОМ C (1}т«!РНЫХ ПЛЕ«1

Tpl!г(.е- }OB 24 и 25 эг(а ц(зяторя 1 8 Hi элемент И(1(И 8 выдают сигнал Запрет пя вход ингерполятора — интерполяция прекращается, Импульс яналцзе с элемента 2 1 зядер2кки, ПОст} пяя HB элементы

}«} ) } а((ЯЛ(Л3«ято«}я 8, Ос (яВ«(яр триггера! 24 и 25 в сброшенном сост оянип, тяк как, cI G прохо(денир HB ycTBHO1;- ;. Вочные т>ходы: этих три(перов запрещено и((верт}(оовапньтми ня элементах HE 19 и 2(3 выход«ЯМН тарших разрядов 5 сдВИгопь!х (13) 1(с Гр Ов 4. . Io кОнцУ- c(!epy!0(l(eFG импуль я аня««изя с !ламент«2 1 3ýд:.pR

1, «т«! 1« . } Н} } «"„Г}о(} (т 3я Ор}р . 6 BblpяоатЫВЯЕТ

«ч и;-...т(л(ьс сдв(((.а регистоов 4, HG котоi

}- Г}«,«-; }- с -т.;Ой-ТР>а В(-!(таре- р -«Лб(нпрОВя-I!,-тй н("-,.-, r; возоб (овл((ется «(нтерполяция, .Пр(1 Вь(да (е ит(терпо(lятором ОдиночнОГО

:.ю шаго, импульс записывается в старший разряд своего регистре 4. H пришедший

С Эпт МЕПТЯ 2 1 ЗЯДЕржКИ ИМтгуЛЬС аНЯЛИ, ° я ««срез Вк}1(та«ч н I!bi(I зле(«(3пт H 22 пли уста..;авливяет в ед(:.. Hi-!Hîå состояние

0}11.П ««3 .Г}я:((I Ерон, -. -.: i: iH 25 ЭНЕЛИЗ(1тора;трк }яе!31!HH, cooTL(TOTÂ "K}ùHÁ тОЛ

i COt i r ". iH BI Tr=:, ПО К ОТОр Ой Прп Ш рЛ HHTOp." поляторй . ir;IpÂûé ОдннО -11 ый шяг. E ди .(ич(=n. oc} Ояпне OBI!GI 0 Iir„3T(ix тригГЕР он«««ОПОЕ }!с ЦЯЕТ Ст«(«Р«щ}тт««0 КООР Ц((н аа У

1 трир.-((це(п(е ) H 1;ьтк;:т(очает Одну !i3 пар эле«е(lтов И «6 и 2 Р или 7 и 23, HpP-.—. -(е}«л:; !I". 3 1 bl этих и ар 1 6 и 7 ОлО«(ируют выра " :игняла "":япрет со стар т "1

Р}

}«цет о разряда Ip3i(!CTpB млад(!ей координяэ}те;«,(е«!(т bl 22 H 23 блокируют ус,, Та«1(Оп(у друГОГО трИГтГЕра ЭНаЛИЗатОра

:1 8,ц:«о к(0}(ца цикла p:.,60òbl интерполяторе:

Теперь сигнал "Запрет" выдается толь}: нРН ;ОДОГЛ} (ЦЯГЯ ПО СТЯГ}1}(Ей КООРДИ

Импульс сдвига„н}рихопящ((й с синс XpOH(«3BTÎprB 26 10 Ко!(И У KBM(IOT G ВТС=рого импульса анализа с элемента 21 задержи(1 и, следовател но, после каждого второго сигнала генератора интер.П}опятopB Осязательно вырабатывается

ПОЗД((ЕЕ ВОЗНИКНОВЕНИЯ В ОДНОМ H3 PC— гистров 4- выходной ситуации. Это происходит потому, .что пс д}вум сигналам., го= нераторя 2 ннтерполатор 1 выработает хотя бы одп(, шBI по старшей KooppHHBTe:

При неравенстве старших разрядов (}рирящений интерполятора старшая коор-дината выделяется пос((е первого же !.IBга интерг(олации и дальнейшая работы устРсйотва ЯНЯЛОГИ«ПГЯ ОПИСаННОй.

Устройство для управления двухкоординатным шаговым прит.одом. содержащее синхронизатор импульсов, интер.полятор и два координатных канала управления, состоящие из первого элемента

И и последовательно соединенных второго, третьего элементов И и сдвигового регистра, второй вход которого соединен с выходом третьего элемента И, второй вход третьего элемента И соединен со вторым входом второго элемента И и с ! выходом интерполятора данного коорди5 73605

Предлагаемое ус ройство позволяет осуществлять сдвиг регистров после каждого шага, приходящего с интерполятора по старшей координате. При этом шаги по младшей координате записываются в свой сдвиговый регистр, не создавая выходной ситуации. Поэтому общее число шагов ц, требующееся предлагаемому устройству на отработку любых приращений

10 равно н = n

1 у где и. — число шагов по старшей коор1 динате.

Одиночные шаги по младшей координате и вводятся устройством в состав

2 комбинированных.

Пример работы предлагаемого устройства при равенстве старших разрядов приращений.

Возьмем приращения интерполятора из примера, т. е. по х — 1100 шагов, по у — 1010 шагов.

Первый шаг с интерполятора выдается ком бинир ов анный, через включенные элементы И 14 и 15 он записывается в z5 старшие разряды регистров 4. Злементы

И 16 и 7 через элемент ИЛИ 3 выдают сигнал Запрет" на вход интерполятора создавая выходную ситуацию интерполяция прекращается. При этом элементы зо

И 22 и 23 анализатора приращений выключены, и триггеры 24 и 25 после выдачи с элемента 21 задержки импульса анализа остаются в сброшенном состоянии. Пришедший с синхронизатора 26 импуль сдвигает код в регистрах, на выходе устройства вырабатывается комбинированный шаг, интерполяция возобновляется.

Вторым с интерполятора приходит одиночный шаг по старшей координате х, 40 он через элементы 16 и 3 выдает на интерполятор сигнал "Запрет", а пришедший вслед за ним импульс с элемента

21 задержки через включенный элемент

И 22 устанавливает триггер 24 анали 45 затора 18 до конца цикла интерполятора. Единичное состояние этого триггера выключает элемент И 7. Теперь со старшего разряда сдвигового регистра 4 координаты + сигнал Запрет выдавать47 l7 50 ся не будет.

Ближайший импульс с синхронизатора

26 сдвигает код в регистрах 4, на выходе устройства появляется одиночный

55 шаг по старшей координате Х- интерполяция возобновляется.

Третьим приходит комбинировaííûé шаг. Работа устройства аналоги4на опи1 6 санной выше, с той разницей, что сигнал

"Запрет"теперь формируется только по опному элементу li 16.

Четвертым прпходит .сдиноч ы шаг по младшей кое,динате У, через weмент И 15 он записывается в старший разряд своего регис"pa не создавая вы— ходной ситуацпп так как элемент И 7 выключен — интерполяция продолжается.

Пятым приходит комбинированный шаг.

Входящий в его состав шаг по младшей координате 1 через включенный элемент

И 13 записыват"я в младгий ра ряд

6 своего регистра (с-.аршин занят), а шаг по старшей координате Х, через включенный элемент И 16 формпрует спгнал "Запрет", создается выходная ситуация.

С приходом сдвигового импульса устройством вырабатывается комбинированный шаг, интерполяция возобновляется, причем в регистрах записан код: 00 (Х) и 10 (Y).

1Пестым приходит одиночный шаг по старшей координате Х . Он записывается в старший разряд своего регистра 4, создает выходную сптуацшо., причем в регистрах 4 записан код 10 (Х) и (1 )р и с приходом сдвпгового импуль сВ устройством выдается комбинированный шаг. Регистры 4 опять свободны v в дальl нейшем устройство работает аналогично.

Предлагаемое устройство повышает производительность оборудования, имеющего 2-х координатные механизмы с шаговым приводом за счет повышения с«оростп отработки приращений координат. Кроме того, улучшается качество вычерчиваемых графиков B графопостроителях и чистога обрабатываемых поверхностей в металлорежуших станках за счет уменьшения ступенчатости в траектории пера (резца).

Формула изобретения натного канала управления, третьи Вхо» ды сдвиговых регистров подсоединены к Bblxo синхронизатора импульсов о т л и ч а к щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия устрой" ства в него введены элемент задержки, элемент ИЛИ и в каждый координатный канал управления первый и второй элементы НЕ, четвертый и пятый элемен-ты И и триггер, причем первый вход второго элемент HE соединен с первым выходом сдвигового регистра, со вторым входом первого элемента И и с первым входом пятого элемента И, второй вход которого соединен с выходом вт рого элемента HE другого координатного канала управления, третий вход пятого элемента И подключен ко входу синхрс-низатора импульсов и к выходу элемента за держки, соединенного входом с выходом ин терполятора, четвертый вход пятого элемента И соединен со вторым входом четвертого элемента И данного координатного канала управления и с выходом триггера другого координатного канала управления, соединенного входом с выходом пятого элемента И, а вход первого элемента HE

10 соединен с выходом первого элемента И и со вторым входом третьего элемента И.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Авторское свидетельство СССР

l5 Ио 302725., кл. 5 06 (л 7/30, 1969.

2. Авторское свидетельство СССР

М 363975, кл. 5 06 F 9/00, 1970 (прототип) .

ЦИИИПИ Заказ 2265/5 Тираж 956 Подписное

Фипиал ППП Патент", г., жгород, ул. Проектная, 4