Устройство для разгона и торможения двигателя исполнительного механизма

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистическик

Республик н>960735 (61) Дополнительное к авт. свид-еу (22) Заявлено 2б. 09. 80 (21) 2985733/18-24 (И) М. Кл.з с присоединением заявки ¹

G 05 В 19/18

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет (ЯЗ) УДК 621-503 °.55 (088 ° 8) Опубликовано 2309.82. Бюллетень №35

Дата опубликования описания 23.09.82 (72) Авторы изобретения

Д.М.Лисенков и Л.Д.Бирюков

Центральное конструкторское бюро с опытн производством AH Белорусской ССР, (71 ) 3a яв ит ель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗГОНА И ТОРМОЖЕНИЯ

ДВИГАТЕЛЯ ИСПОЛНИТЕЛЬНОГО МЕХАНИЗМА

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и предназначено для работы в системах программного управления электроприводом, например в графопостроителях, координатографах, станках с числовым программным управлением или промышленных работах.

Известно устройство для автоматического разгона и замедления в системах программного управления станком, содержащее задающий генератор, преобразователь частоты в код, состоя щий из генератора опорных импульсов и счетчика, делитель с переменным коэффициентом деления, делитель частоты, коммутатор и умножитель частоты. Сущность известного устройства основана на умножении частоты импульсов, полученных от датчика угла, расположенного на исполнительном органе на квадрат. этой же частоты, которая получена с помощью управляемого делителя частоты, управление кОторым осуществляется от счетчика 1 .

Недостатком известного устройства является недостаточно высокая линейность разгона-торможения при конечной разрядности счетчика и управляемого делителя! Наличие импульсно,го датчика частоты непосредственно на валу двигателя делает нецелесообразным использование указанного усгройства в разомкнутых приводах, например на шаговых двигателях. Кроме того, программирование скорости разгона и торможения затруднено, так как требует механической перестройки импульсного угла поворота, находящегося на валу исполнительного устройства.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является уст- . ройство для разгона,и торможения исполнительного двигателя станка, содержащее генератор импульсов, под,ключенный ко входу делителя частоты, выходы которого подключены к коммутируемым входам блока ключей, управляющие входы которых соединены с вы-ходами реверсивного счетчика, входы сложения и вычитания которого соединены с выходами блока управления, один из входов которого соединен с выходом суммирующего счетчика, а два других связаны с выходами сигналов

"Разгон" и "Торможение", причем вход суммирующего счетчика подключен к выходу блока вычитания, один вз вы960735 ходов которого подключен к генератору опорных импульсов, а другой к одному из выходов делителя частоты.

Принцип работы известного устройства заключается в изменении коэффицйента деления делителя частоты с 5 переменным коэффициентом деления с помощью реверсивного счетчика, на вход которого подается разность .частот опорного генератора и генератора импульсов Г2 ). 10

Недостатком известного устройства является отсутствие возможности оперативного управления максимальной скоростью и темпом разгона-торможения (ускорения), что необходимо в таких устройствах, как промышленные роботы и чертежные автоматы. Возможность управления максимальной скоростью и ускорением позволяет непосредственно к данному устройству подключать управляющие

ЭВМ, а в" случае использования линейно-кругового интерполятора позволяет значительно упростить .его. Кроме того, в таких устройствах, как графопостроители, где в зависимости от типа пишущего элемента требуется оперативно задать максимальную скорость, известное устройство не позволяет его осуществить.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путем обеспечения возможности программирования максимальной скорости ,и ускорения при разгоне и торможении.

Поставленная цель достигается ЗУ тем, что в устройство, содержащее последовательно соединенные генератор опорной частоты, делитель с переменным коэффициентом деления, первый усреднитель, первый элемент И, ревер-40 сивный счетчик и элемент ИЛИ, выходом соединенный через второй элемент

И с вычитающим входом реверсивного счетчика введены блок совпадения, инвертор, второй делитель частоты с 45 переменным коэффициентом деления и второй усреднитель, причем первая группа входов блока совпадения соединена с первыми входами устройства, вторая группа — с выходами реверсив50 ного счетчика, а выход блока совпадения соединен с вторым входом первого элемента И, третий вход которого подключен к второму входу устройства и через инвертор — к второму входу второго элемента И, третьим входом соединенного с выходом первого усреднителя, выход генератора опорной частоты через последовательно соединенные второй делитель частоты с переменным коэффициентом деления ® и второй усреднитель подключен к выходу устройства, вторые входы второго делителя частоты с переменным коэффициентом деления соединены

<.- выходами реверсивного счетчика,вхо- 65 дами элемента ИЛИ и блока совпадения.

Кроме того, блок совпадения содержит три элемента, ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выходами соединенные через элемент

ИЛИ с выходом блока, входы блока подключены к входам элементов HCKJIIOЧАЮЩЕЕ ИЛИ.

На фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — зависимость-последовательности сигналов на высоте управляемого делителя частоты с переменным коэффициентом деления от двоичного кода на его входах управления.

Устройство содержит генератор 1 опорной частоты, выход которого подключен к тактовым входам делителей

2 и 3 частоты с переменными коэффициентами деления. Выход делителя 3 частоты с переменным коэффициентом целения через усреднитель 4 подключен к выходу устройства, а управляющие входы делителя 3 частоты с переменным коэффициентом деления подключены к выходам реверсивного счетчика 5. Выход делителя. 2 частоты с переменным коэффициентом деления через усреднитель б подключен ко входам элементов И 7 и 8, выходы которых подключены соответственно ко входам вычитания и сложения реверсивного счетчика 5, выходы которого соединены с входами элемента

ИЛИ 9 и с входами блока 10 совпадения, выход которого соединен со вторым входом элемента И 7. Третий вход элемента И 8 соединен со входом инвертора 11, выход которого подключен к третьему входу элемента И 7.

Генератор 1 опорной частоты предназначен для генерирования импульсов, следующих с определенной частотой, и может быть выполнен в зависимости от области применения устройства как кварцованным, так и не кварцованным.

Делители 2 и 3 частоты с переменным коэффициентом деления (например микросхема 155 ИЕ8 бК0.348.006 ТУ11) представляет собой устройство, коэффициент деления которого зависит от кода на его входах управления. Функцию такого делителя в известном устройстве выполняет делитель частоты и блок ключей. Последовательность импульсов на выходе делителя частоты с переменным коэффициентом деления при коэффициентах деления отличных от 2",-где n — натуральное число, имеет непостоянный период следования.

На фиг. 2 представлена зависимость последовательности импульсов при различных коэффициентах деления для

3-разрядного делителя частоты с переменным коэффициентом деленйя, где а — сигнал на тактовом входе делителя частоты с переменным коэффициентом деления; б-з — сигналы на выходе де960735 лителя 2 частоты с переменным коэффициентом деления при различных кодах íà его входах управления.

Усреднители 4 и 6 предназначены для выравнивания периода следования импульсов с 1 елителя частоты с переменнь1м коэффициентом деления и представояют собой суммирующий счетчик.

Блок 10 совпадения предназначен для сравнения двоичного числа A на выходе реверсивного счетчика с двоичным числом В управления максимальной скоростью. На выходе элемента совпадения имеет место логический нуль в том числе, если двочиное число A равно двоичному числу В.

Устройство работает следующим образом.

На входы управления делителя 2 частоты с переменным коэффициентом деления подается двоичный код управления ускорением при разгоне-торможении, на вход инвертора 11 — управляющий сигнал разгона и торможения, а на входы совпадения блока 10 подается код управления максимальной скоростью исполнительного двигателя.

Частота. импульсов на выходе устройства определяется коэффициентом де ления делителя 3 частоты с переменным коэффициентом деления. В перво,начальный момент реверсивный счет-" чик 5 находится в состоянии, когда на всех выходах у него логические нули. При этом коэффициент деления делителя 3 частоты с переменным коэффициентом равен бесконечности и импульсы на выходе отсутствуют.

При подаче на вход инвертора 11 логической единицы, открывается элемент

И 8 и на вход сложения реверсивного счетчика 5 начинают поступать импульсы, частота которых определяется коэффициентогл деления делителя частоты с переменным коэффициентом деления. Чем выше частота на выходе делителя 2 частоты, тем быстрее растет частота на входе делителя 3 частоты и тем больше ускорение. Импульсы на вход сложения реверсивного счетчика 5 будут поступать до тех пор, пока код на его выходах не совпадет с кодом на входах управления величиной максимальной скорости.

При совпадении кодов на выходе блока 10 совпадения вырабатывается сигнал, запирающий элемент И 8 и начиная с этого момента, частота на выходе усреднителя 4 остается постоянной. При подаче на вход инвертора 11 логического нуля, открывается элемент И 7 и импульсы с усреднителя 6 поступают на вычитающий вход реверсивного счетчика 5.

При этом происходит постоянное увеличение козффицие»та деления делителя 3 частоты и уменьшение частоты на выходе устройства с ускоре-, нием, заданным коэффициентом деления делителя 2 частоты. Уменьшение будет происходить до тех пор, пока на всех выходах реверсивного счетчика 5 не будет логических нулей.

В этом случае вырабатынается сигнал логического нуля на выходе элемента

ИЛИ 9 и элемент И 7 закрывается. Таким образом, импульсы на выходе уст- ройства отсутствуют, т.е. Устройст10 во совершило полный цикл: разгон, движение с заданной максимальной скоростью и торможение исполнительного двигателя. Введение н устройство второго делителя частоты с пере15.менным коэффициентом давления, второгого усреднителя и элемента совпадения позволяет расширить функциональные возможности устройства, так как предусмотрена возможность про20 граммирования таких динамических характеристик привода, как величина ускорения при разгоне и торможении и максимальная скорость. Это позволяет непосредственно к предла1аемо25 му устройству подключать ЭВМ, либо другие управляющие устройства.

Формула изобретения

1. Устройство для разгона и торможения двигателя исполнительного механизгла, содержащее последовательно соединенные генератор опорной частоты, делитель с переменным коэффи35 циентом деления, первый усреднитель, первый элемент И, реверсивный счетчик и элемент ИЛИ, выходом соединенный через второй элемент И с вычитающим входом ренерсивного счетчика, о т

40 л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения возможности программирования максимальной скорости и ускорения при разгоне и

45 торможении, н устройство введены блок совпадения, инвертор, второй делитель частоты с переменным коэффициентом деления и второй усреднитель, причем первая группа входов блока совпадения соединена с первыми входами устройства, вторая группа — с выходами реверсивного счетчика, а выход блока совпадения соединен с вторым входом первого элемента И, третий вход которого подключен к нтарому входу устройства и через инвертор — к второму входу второго элемента И, третьим нходом соединен»ого с выходом первого усреднителя, выход генератора опорной частоты .через последовательно соединенные второй делитель частоты с переменным коэффициентом деления и второй усреднитель подключен к выходу устройства, вторые входы второго делителя часто65 ты с переменным коэффициентогл деле960735 ния соединены с выходами реверсивного счетчика, входами элемента ИЛИ и блока совпадения.

2. Устройство по п.1, о т л и— ч а ю щ е.е с я тем, что блок совпадения содержит три элемента ИСКЛЮЧАЮ- 5

ЩЕЕ ИЛИ, выходами соединенные .через элемент ИЛИ с выходом блока, входы блока подключены к входам элементов

ИСКЛЮЧАКМЦЕЕ ИЛИ»

ВНИИПИ Заказ 7277/55

Тираж 914 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9484501, кл. G 05 В 19/18, 1968. !

2. Авторское свидетельство СССР

9506001, кл . G 05 В 19/18р 1973 (прототип).