Устройство для программного управления станком

 

О П И С А Н И Е ()930261

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 12.02.79 (21} 2717353/18-24 с присоединением заявки,% (23) Приоритет

Опубликовано 23. 05.82. Бюллетень № 19

Дата опубликования описания 25.05.82 (5) )M. Кл.

G 05 В 19/ I8

9Ьеуаарсжииый комитет

СССР (53) УДК 621, .503 ° 55 (088.8) ию аеиаи изобретений н открытий (72) Авторы изобретения

В.А. Новичихин и В.A. Шмыров (7t) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ

СТАНКОМ

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах автоматического управления координатными перемещениями исполнительных органов станков.

Известно устройство для программного управления, содержащее блок измерения временного интервала, подключенный к блоку ввода программы и преобразователю аналог«код, и времякодовый преобразователь, соединяемый с арифметическим блоком, подключенным к блоку ввода программы, через регистр и преобразователь код-аналог к приводу и через преобразователь аналог-код к датчику положения (1).

Наиболее близкой по технической сущности к изобретению является цифровая система позиционного регулирования, содержащая последовательно соединенные программно-задающее устройство, сумматор, цифро-аналоговый преобразоватепь, блок допускового

Ф контроля, блок сигнализации отказа, датчик обратной связи, второй блок допускового контроля и сигнализатор останова привода )2).

К недостаткам известной системы, кроме выше перечисленных, следует отнести отсутствие контроля правильности считывания информации с программно-задающего устройства и невысокую точность работы, так как после выполнения исполнительными механизмами каждой позиции сумматор возвращается на нуль и от конечного положения исполнительного механизма в этой позиции производится отсчет следующего перемещения, что может привести к накоплению ошибок, а также большая сложность и низкая надежность системы.

Цель изобретения - повышение надежности устройства.

Эта цель достигается тем, что устройство для программного управления станком, содержащее последовательно

3 930261 соединенные программно-задающий блок, сумматор, блок совпадения кодов, блок управления, исполнительный механизм, датчик положения и первый счетчик, а такие последовательно соединенные датчик момента останова привода, блок сравнения и сигнализатор отклонения, выход которого через блок управления соединен со вторым и третьим входами сумматора, второй выход которого 10 соединен с третьим входом блока управления, содержит первый делитель частоты и последовательно соединенные

l три ггер, элемент И, второй делитель частоты и второй счетчик, выход ко- 15 торого соединен со входом программнозадающего блока, второй вход первого делителя частоты соединен со вторым входом второго счетчика, третий вход которого соединен с третьим выходом блока управления, выходы первого счетчика подключены ко второму входу блока сравнения и второму входу блока совпадения кодов, первый и второй входы триггера соединены соответственно с четвертым выходом блока управления и с третьим выходом сумматора, а второй вход элемента И подключен ко второму выходу блока управления, а четвертый вход сумматора - ко вто30 рому выходу программно-задающего блока.

На фиг. 1 изображена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — временные диаграммы его работы.

Устройство содержит элемент задания программы 1, сумматор 2 с декадами 2.1 и 2.2, блок 3 совпадения кодов, блок 4 управления, исполнительный механизм 5; датчик 6 положения, первый счетчик 7, триггер 8, элемент И 9, второй делитель 10 частоты, второй счетчик 11, сигнализатор

12 отклонения, блок 13 сравнения, датчик 14 момоента останова привода, . элемент 15 выбора точки снижения скорости, программно-задающий блок 16 и первый делитель 17 частоты..

Принцип работы устройства заключается в следующем.

Программа хранится в элементе 1, с выхода которого она поступает в число-импульсном коде, т.е. каждой цифре соответствует одноименное число импульсов, на вход сумматора 2.

Сумматор 2 состоит из декад с фазоимпульсным принципом представления информации, о потенциальном состоянии которых судят по тому, с какой из десяти импульсных последовательностей (фиг. 2,5) совпадают импульсы на ее выходе.

Например, если потенциальное состояние декады соответствует трем, тогда импульсы на ее выходе (фиг.2, ) будут совпадать с третьей импульсной последовательностbe.

В сумматоре 2 программа с элемента 1 поразрядно распределяется и записывается в соответствующие декады.

В декады 2.1 записывается информация о величине перемещения исполнительного механизма, а в декады 2.2 — остальная кадровая информация. После записи программы в декады сумматора 2 на тактовые входы декад с блока 4 поступают импульсы тактовой частоты (фиг. 2,с!).

Таким образом, кадровая информация, считанная с программно-задающего устройства, хранится в сумматоре 2 в фазо-импульсном коде.

Если, например, в какую-либо из декад сумматора 2 с элемента 1 пришло семь импульсов,, тогда третий тактовый импульс с блока 4 появится на выходе этой декады, потому что модуль счета декады равен десяти, и временное положение импульсов на выходе этой декады будет совпадать с импульсами седьмой импульсной последовательности (фиг. 2,!.).

Далее выходные импульсы декад 2.2 объединяются и поочередно поступают на блок 4, подключая тем самым через регистры соответствующие исполнитель-. ные механизмы.

Импульсы с выхода декад 2.1, которые хранят информацию о величине перемещения, объединяются и поочередно поступают на один из входов блока 3, на другой вход которой поочередно приходят выходные импульсы фазо-импульсных. декад счетчика 7, на вход которого поступает сигнал с датчика 6 и который измеряет фактическое положение механизма 5. Поразрядный опрос декад счетчика 7 и декад 2 ° 1 осуществляется синхронно, т.е. если в какой-то момент времени на одном из выходов блока 3 присутствует выходной импульс, например, второй декады декад 2.1, то на другом входе также присутствует импульс второй декады счетчика 7. временно на вход реверсивного счетчика в блоке 13 со счетчика 7 приходят счетные импульсы. Если до начала обработки механизмом 5 следующего кадра реверсивный счетчик блока 13 переполнится, что свидетельствует о выходе суппорта за зону допуска, то

5 9302

Блок 3 представляет из себя схему совпадения, соединенную со счетчиком, модуль счета которого равен числу разрядов счетчика 7, или, что то ие смое, числу декад 2.1. Если за цикл опроса декад 2.1 и декад счетчика 7 временное положение выходных импульсов всех разрядов попарно совпадает, то через элемент совпадения блока 3 . на вход счетчика блока 3 придет число 1О импульсов, равное числу разрядов счетчика 7, и импульс переполнения счетчика блока 3 через блок 4 отключит привод.

Если же за цикл опроса выходные 15 импульсы хотя бы одного из разрядов счетчика 7 и декад 2 ° 1 не совпадут, то в счетчике блока 3 импульса переполнения не возникает и в конце цикла опроса, т.е. после опроса последнего 2р разряда, счетчик блока 3 сбросится в нулевое состояние и далее начнется следующий цикл опроса.

Контроль работы сумматора 2 осуществляется следующим образом. 25

После записи информации с элемента 1 в сумматор 2 последняя декада сумматора 2 автоматически устанавливается в состояние, которое бы дополняло сумму циФр числа, записанно- 5В

ro в сумматор 2, до конца кратного десяти.

Выходные импульсы всех декад сумматора 2 объединяются и поразрядно подключаются на вход установки единицы триггера 8, на вход установки нуля которого приходят импульсы с блока 4 (фиг. 2,Ь), период которых определяет время опроса каждой декады счетчика 2. Таким образом, на выходе триггера 8 формируются временные ворота (фиг. 2,e), которые открывают элемент И 9, пропусая через него импульсы тактовой частоты. идущие с блока 4.

Число импульсов. прошедших через элемент И 9 в каждый период следования импульсов, поступающих на вход установки нуля триггера 8, соответствует номеру импульсной последова-.

50 тельности, с которой совпадает выходной импульс декады счетчика 2, подключенной в данное время к входу установки единицы триггера 8 (фиг. 2,W).

Контроль работы сумматора 2 начи-, нается по окончании записи информации в сумматор 2 с элемента 1 и продолжается до останова привода. Если за это время сумматор 2 работает ис"

61 6 правно, тогда после окончания каждого цикла опроса всех декад сумматора

2 через элемент И 9 на -вход делителя

17 пройдет количество импульсов кратное десяти,,а делитель 17 будет находиться в состоянии нуль. Если же какая-либо декада сумматора 2 собьется из-за воздействия помехи, тогда в данном цикле опроса декад сумматора 2 на вход делителя 17 придет количество импульсов не кратное десяти, а де литель 17 будет находиться не в нулевом состоянии. В этом случае сигналом с блока 4 информация нужного кадра при помощи счетчика 11 вновь перепишется в сумматор 2 из элемента 1, тем самым работа устройства не будет нарушена. . Если же какая-либо декада суммато-. ра 2 выйдет из строя, тогда после троекратной перезаписи информации из элемента 1 в сумматор 2 в сигнализаторе 12 сформируется сигнал, который приходит в блок 4 и отключает привод.

Для контроля правильности считывания информации с элемента 1 к информации кадого кадра, находящейся в элементе 1, автоматически записывается дополнительная информация, аналогично тому, как это делалось в сумматоре 2.

Если после окончания считывания информации с элемента 1 делитель 1О будет находиться не в нулевом состоянии, то в сигнализаторе 12 загорится индикатор, показывающий неправильность считывания информации с элемента 1. В этом случае информацию данного кадра в элементе 1 необходимо переписать.

Блок 13 предназначен для контроля выбега суппорта после останова при-. вода. Команда с датчика 14 приходит на блок 13, предназначенный для допускового контроля, который представляет из себя реверсивный счетчик с переменным модулем счета, который" определяется полем допуска. После, останова привода команда с датчи- ка 14 устанавливает счетчик блока

13 в исходное состояние, и одно7 9302 в си нализаторе 12 сформируется сигнал, который приходит в блок 4 и запрещает обработку механизмам 5 следующего кадра.

Элемент 15 предназначен для автоматического снижения скорости в конце перемещения механизма 5, с целью повышения точности позиционирования, и представляет из себя управляемый вентиль, через который в определенные 1О моменты времени на вход декад 2.1 сумматора 2 проходит заданное количество импульсов. Число импульсов определяет величину участка замедления, При включении механизма 5 на вход 15 декад 2.1 с выхода 15 приходит, например, 25 импульсов прямого счета, Тогда информация о величине перемещения механизма 5, хранившаяся в декадах 2. 1, сместится на 25 единиц. gg

Таким образом, сигнал совпадения фактического положения исполнительного механизма, определяемого счетчиком 7 и заданного на декадах 2,1, поступит с выхода блока 3 на блок 4 раньше на число импульсов, пришедших с выхода элемента 15 на декады 2.1.

Этот сигнал снизит скорость перемещения механизма 5 и одновременно с выхода элемента 15 на декады 2.1 придет такое же количество импульсов, как и в первом случае, но уже импульсов обратного счета, и смещение информации, хранящейся в декадах 2.1, произойдет в другую сторону, т.е. в

35 декадах 2. 1 восстановится первоначальная информация, записанная с элемента 1.

При следующем сигнале с выхода блока 3 привод отключится. Сдвиг информации, хранящейся в декадах 2. 1, происходит путем подачи на вход одной из них импульса, который или добавляется к тактовым импульсам или запрещает прохождение одного из них, что 45 вызывает сдвиг по фазе выходных импульсов декады в ту или другую сторону.

Например, пусть какая-либо из декад сумматора 2 находится в состоянии три (фиг. 2,5) тогда поступЛение на ее вход импульса, который запретит прохождение одного из тактовых импульсов (фиг. 2, Э), вызовет смещение ее выходных импульсов по фазе на еди55 ницу, т.е. декада будет находиться в состоянии два (фиг. 2,й). При поступлении на вход декады импульса, который добавится к тактовым, ее вы61 8 ходные импульсы сместятся по фазе на единицу в другую сторону и будут совпадат.ь с четвертой импульсной последовательностью.

Изменяя количество импульсов с выхода элемента 15, можно перемещать точку снижения скорости.

С целью увеличения точности позиционирования системы, можно ввести несколько ступеней снижения скорости.

Для этого, после включения первой ступени снижения скорости, с выхода элемента 15 на декады 2,1 нужно подавать не все импульсы, которые подавались первоначально, а только часть из них, а с включением второй ступени снижения скорости - оставшуюся часть.

Хранение информации в элементе 1 системк может осуществляться или на полупровОдниковых элементах или на магнитной ленте. Информация с элемента l покадрово считывается в сумматор 2.

При помощи счетчика 11 можно перезаписать информацию любого из кадров в элементе l, причем можно перезаписывать не всю кадровую информацию, а только информацию о величине перемещения механизма 5, с целью введения коррекции на систематические погрешности и на износ режущего инструмента. Запись информации в элемент 1 осуществляется в число-импульсном коде.

Информация записывается оператором с клавиатуры для записи напосредственно с чертежа детали.

Применение в устройстве счетчика

7 упрощает ее настройку и позволяет быстро и объективно оценивать информацию и оперативно вмешиваться в работу станков во время обработки.

Предлагаемое устройство позволяет значительно сократить количество межсхемных соединений, так как о потенциальном состоянии декад судят по временному положению импульсов с одного выхода, а запись .и сдвиг информации осуществляются по одному входу. Это повышает надежность устройства и создает предпосылки для разработки устройства управления станками на основе больших интегральных схем, так как надежность узлов на интегральных схемах мало зависит от их сложности и, в основном, определяется количеством межсхемных соединений, уменьшение которого позволяет увеличить степень интеграции, 9 93026 снизить потребление мощности, упростить технологию изготовления.

Формула изобретения

Устройство для программного управления станком, содержащее последовательно соединенные программно-задающий блок, сумматор, блок совпадения в кодов, блок управления, исполнительный механизм, датчик положения и первый счетчик, а также последовательно соединенные датчик момента останова привода, блок сравнения и сигна- 1 лизатор отклонения, выход которого через блок управления соединен со вторым и .третьим входами сумматора, второй выход которого соединен с третьим входом блока управления, о т л и -2 ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности устройства, оно содержит первый делитель частоты и последовательно соединенные триггер, 1 10 элемент И, второй делитель частоты и второй счетчик, выход которого соединен со входом программно"задающего блока, второй вход первого делителя частоты соединен с вторым входом вто" рого счетчика, третий вход которого соединен с третьим выходом блока управления, выходы первого счетчика подключены ко второму входу блока сравнения и второму входу блока совпадения кодов, первйй и второй вхофМ триггера соединены соответственно с четвертым выходом блока управления и с третьим выходом сумматора, а вто" . рой вход элемента И подключен кд второму выходу блока управления, четвертый вход сумматора - ко второму выходу программно"задающего блока.Источники инФормации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

И 549788, нл. G 05 В 19/18, 1974.

2 ° Авторское свидетельство СССР

11 557353, кл. G 05 В 19/18, 1975.

930261

„8"

Фиа 2

Составитель Н. Белинкова

Редактор Н. Лазаренко Техред Л. Пекарь Корректор С. Оекмар

Заказ 34б9/62

„7 и. Тираж 908 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 8-35, Раушская наб, д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г ° Ужгород, ул. Проектная,