Устройство для программного управления станком

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН А 1 594 С 05 В 19/ ОПИ ИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ аст тем лени обрых и упм эле ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(56) Авторское свидетельство ССУ 467326, кл. С 05 В 11/54,С 05 В 19/34, 1970.Авторское свидетельство СССРУ 924673, кл. С 05 В 19/18, 198(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГРАМИНОГУПРАВЛЕНИЯ СТАНКОМ(57) Изобретение относится к обавтоматики и вычислительной техи может быть использовано в сисавтоматического числового управкоординатными перемещениями исптельных органов станка. Цель изтения - расширение функциональнвозможностей за счет возможностравления механизмами с различнь ментарным шагом перемещения, Устроиство для программного управления станком содержит блок ввода программ, блок управления, блоки управления координатными приводами, блок управления приводом шпинделя, коммутатор, регистр знака, логический блок, счетчик импульсов, счетчики-регистры, блок оперативной памяти, регистр знака, задатчики угла поворота системы координат, задатчик элементарного шага перемещения, датчики обратной связи. Кроме того, даны примеры конкретного выполнения на логических элементах блоков управления, коммутатора, логического блока ввода программы, Устф ройство позволяет управлять различными механизмами, имеющими разный элементарный шаг перемещения от управляющих программ с одинаковым представ- С лением величины перемещения. 1 з.п. ф-лы, 7 ил.рственного обретений Ж, Ра Швецк комитета СС открытий ская набИзобретение относится к автоматикеи вычислительной технике и может бытьиспользовано в системах автоматического числового управления координат 5ными перемещениями исполнительныхорганов станка.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет возможности управления механизмами с 1 Оразличным элементарным шагом перемещения,На Фиг. 1 показала структурнаясхема устройства для программного управления станком; на фиг. 2 - принци, пиальная схема логического узла; нафиг, 3 - принципиальная схема блокауправления координатным приводом; нафиг. 4 - принципиальная схема блокаввода программы; на фиг. 5 - принципиальная схема коммутатора; на фиг,6 -принципиальная схема блока управленияприводом шпинделя; на фиг. 7 - принципиальная схема блока управления,Устройство содержит задатчик 1 25угла поворота системы координат, логический блок 2, блок 3 ввода программы, коммутатор 4, регистр 5 знака, блоки 6, 7 управления координатнйми приводами, исполнительные органы 308, 9 координатных приводов, датчики10, 11 обратной связи, блок 12 управления приводом шпинделя, исполнительный орган 13 привода шпинделя,датчик 14 обратной связи, блок 15оперативной памяти, первый счетчикрегистр 16, блок 17 управления, второй счетчик-регистр 18, задатчик 19величины элементарного шага перемещения и счетчик 20 импульсов. Логический блок 2 содержит (фиг. 2) элементы И 2 1-36, элементы ИЛИ 37-42. Блоки 6, 7 управления координатными приводами состоят (фиг. 3) из формирователей 43 сигналов датчиков обратной связи, счетчиков 44 импульсов,сопротивлений 45, 46, оптронов 47,48, сопротивлений 49, 50, тиристоров51, 52, Блок 3 ввода программ содержит (фиг. 4) элемент 53 ввода информации, триггер 54, регистр 55, формирователь 56, элемент 57 контроля попаритету, дешифратор 58, триггеры59-61, Коммутатор 4 содержит (фиг.5)элементы ИЛИ 62,63, ИЛИ-НЕ 64, триггер 65, группы элементов И 66, 67,элементы И 68, 69, И-ИЛИ 70, 7 1,И 72, 73, И-НЕ 74-77, формирователь78, триггер 79, элементы ИЛИ 80, И 81,триггер 82, Блок 12 управления приводом шпинделя содержит (фиг, 6) сопротивление 83, оптрон 84, сопротивление 85, тиристор 86, Формирователь87. Блок 17 управления содержит элементы ИЛИ 88, 89, счетчик 90 адреса,элемент И 91, распределитель 92 импульсов, генератор 93 импульсов,элемент И 94, триггер 95, дешифратор 96,триггеры 97, 98, Формирователь 99импульса, элемент ИЛИ 100, формйрователь 101 импульсов и элементыИЛИ 102, И 103.Выполнение логического блока 2,блока 3 ввода программы, коммутатора4, блоков 6 и 7 управления координатными приводами, блока 12 управленияприводом шпинделя и узла 17 управления в описании приведено как одиниз вариантов исполнения.Устройство работает следующим образомПеред началом работы на все блоки(Фиг, 1) содержащие счетчики, регистры и триггеры, по шине "Сброс" поступает сигнал, обнуляющий их, а всчетчик-регистр 18 записывается значение элементарного шага перемещения,Задатчик 1 угла поворота системы координат подает на первый вход логического блока 2 сигнал .угла поворота,при помоши которого логический блок2 настраивается на один из четырехуглов поворота системы координат,Откнопки "Пуск" с пульта управления вблок 3 ввода программы поступаетсигнал на ввод информации, Из перфоленты считывается первая строка, содержащая координаты Х, по которой изблока 3 ввода программы в логическийблок 2 по линии Х поступает единичный потенциал,Далее считывается строка, содержащая код "+" или "-" (в зависимости от знака координаты), и по линии"+" или "-" в логический блок из блока3 ввода программы поступает единичныйимпульс, В случае, если от задатчика1 угла поворота системы координатпоступает сигнал О , то в логическомоблоке 2 будут подготовлены к работеэлементы И 21, 25, 29, 33, а с выходаэлемента УШИ 37 в коммутатор 4 поступает сигнал "0"180, управляющийраспределением числовой информации,в блоки 6 или 7 управления координатными приводами (фиг, 2). Таким образом если знак координаты + то с10 15 20 25 30 35 40 45 5055 3 135выхода элемента И 21 через элементИЛИ 39 в регистр 5 знака поступаетимпульс Х+,Следующие строки на перфоленте со"держат код цифровой информации р величине перемещения, которая из блока3 ввода программы поступает на информационный вход блока 15 оперативнойпамяти. Каждую цифровую строку сопровождает импульс "Признак цифры", который с выхода дешифратора 58 в блоке3 ввода программы (фиг, 4) поступаетна вход элемента ИЛИ 88 в блоке 17управления (фиг. 7). Этот импульс через элемент ИЛИ 89 поступает на управляющий вход блока 15 оперативнойпамяти и производит запись цифровогокода с информационного входа по начальному адресу счетчика 90 адреса,кроме того импульс "Признак цифры"поступает на суммирующий вход счетчика 90 адреса, По заднему фронтуэтого импульса счетчик переводится вследующее состояние.Таким же образом записываются остальные цифры величины перемещения.координаты Х, В счетчике 90 адресапосле записи последней цифры хранится адрес памяти, по которому она записана,Следующая строка на перфолентесодержит код координаты У, которыйзапоминается регистром 55 в блоке 3ввода программы, дешифруется и записывается триггером 59, с выходакоторого единичный потенциал по линииУ поступает в логический блок 2,Крометого, с выхода дешифратора 58 в блок17 управления поступает импульс У,который через элемент ИЛИ 88 (фиг.7)и ИЛИ 89 записывает в блок 15 опера 1:тивной памяти код координаты У из регистра 55, а также увеличивает содержимое счетчика 90 адреса на единицу,:Далее из перфоленты поступает кодзнака "+" или "-" (в зависимости отзнака координаты), по которому изблока 3 ввода программы в логическийблок 2 поступает единичный импульс.Например, если знак координаты У "+",то с выхода элемента И 29 через элемент ИЛИ 41 в регистр 5 знака поступает импульс У+ (фиг, 2) . Далее изблока 3 ввода программы на информационный вход блока 15 оперативнойпамяти поступает числовая информацияо величине перемещения по координатеУ которая сопровождается импульсом 24584"Признак цифры" с выхода дешифратора 58 в блоке 3 ввода программы в блок 17 управления. Запись этой информации 5производится аналогично записи цифровой информации для координаты Х. Следующая строка перфоленты содержит код"Конец кадра", по которому с выхода дешифратора 58 в блоке 3 ввода программы вырабатывается импульс "Конец кадра", Этот импульс устанавливает . в нулевое состояние триггер 54, засчет чего останавливается движениеперфоленты в элементе 53 ввода информации, кроме того, импульс "Конецкадра" поступает в блок 17 управления, в котором (фиг. 7) устанавливаетв единичное состояние триггер 95.Потенциал с выхода триггера 95 черезэлемент ИЛИ 102 производит сброссчетчика 20, а через элемент И 9 1 разрешает прохождение импульсов с выходагенератора 93 на вход элемента ИЛИ 89и на линию "Импульс разрешения чтения, Наличие импульса с выхода элемента ИЛИ 89 и на линии "Импульс раз,решения чтения" позволяет считыватьинформацию из блока 15 оперативнойпамяти, на информационный вход счетчика-регистра 16 поступает двоичныйкод цифры. Импульс с выхода элементаИ 91 поступает на вход распределителя 92 импульсов, с выхода которого на вход записи информации счетчика- регистра 16 поступают импульсы, кото" рые записывают двоичный код цифры с информационного входа этого счетчика- регистра. Импульс с выхода элемента И 91 также поступает на вычитающий вход счетчика 90 адреса, по заднему фронту этого импульса содержимое счетчика 90 адреса уменьшается на . единицу, Чтение цифровой информации из узла оперативной памяти продолжается до тех пор, пока не считается код координаты У, который дешифруется дешифратором 96, и импульс с его выхода установит триггер 95 в ну" левое состояние, нулевой потенциал с выхода которого блокирует выдачу импульсов с выхода элемента И 91, и устанавливает распределитель импульсов 92 в исходное состояние. Импульс с выхода дешифратора 96 также устанавливает в единичное состояние триггер 97, единичный потенциал с выхода которого разрешает прохождение импульсов с генератора 93 черезэлемент И 94 на вычитающие входы5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 счетчиков-регистров 16 и 18, В счетчике-регистре 16 находится значениевеличины перемещения по координате .У, а в,счетчике-регистре 18 - значение величины элементарного шагаперемещения, причем содержимое счетчика-регистра 16 всегда больше содержимого счетчика-регистра 18. Каждыйимпульс с выхода элемента И 94 уменьшает содержимое счетчиков-регистров16 и 18 на единицу. При достижениив счетчике-регистре 18 значения нуляна его выходе вырабатывается импульспереноса, который поступает на суммирующий вход счетчика 20 импульсови прибавляет к его содержимому единицу (т.е. один элементарный шаг перемещения), а также через элемент ИЛИ100 и формирователь 101 записывает всчетчик-регистр 18 значение величиныэлементарного шага перемещения, иследующим импульсом с выхода элемента И 94 описанный цикл работы уст-.ройства продолжается до тех пор,покас выхода счетчика-регистра 16 в блок17 управления не поступит импульспереноса,1В блоке 17 управления (фиг. 7)этот импульс устанавливает в нулевоесостояние триггер 97 и тем самымблокирует прохождение импульсов генератора 93 на выход элемента И 94,Импульс переноса счетчика-регистра 16поступает также в коммутатор 4, где(фиг. 5) через входы элементов И 72и 73 при наличии разрешающих потенциалов на вторых входах этих элементов производит запись информации овеличине перемещения в блоке 6 или 7управления координатными приводами.Разрешающие потенциалы на вторыхвходах элементов И 72, 73 вырабатываются схемами И-ИЛИ 70, 71 при нао оличин из блока 2 сигналов 0 ч 180(90 Ч 270 ), а также потенциалов Хили У с выходов триггера 98 в блоке7 управления. В описываемом случаео оприсутствует сигнал 0 ч 180 и единичный потенциал У с инверсного выхода триггера 98, при этом на выходеэлемента И-ИЛИ 70 присутствует разрешающий потенциал. Этот потенциал разрешает через элемент И 68 и группуэлементов И 66 поступление информациио величине перемещения по координатеУ с выхода счетчика 20 на информационный вход счетчика-регистра 44(фиг, 3) в блоке 7 управления координатным приводом, а через элементИ 72 поступление импульса "Записьинформации на соответствующий входэтого же счетчика, таким образом,осуществляется запись информации овеличине перемещения в элементарныхшагах по координате У. Импульс переноса счетчика-регистра 16 в блок 17управления устанавливает (фиг, 7)триггер 95 в единичное состояние,апо счетному входу триггера 98 переводит его также в единичное состояние,подготовив коммутатор 4 к передачеинформации в блок 6 управления координатным привоцом, Единичное состояние триггера 95 дает разрешение наработу устройства в цикле чтения информации о величине перемещения покоординате Х из узла оперативной памяти и записи ее в счетчик-регистр16. Цикл прекращается по импульсу переноса из счетчика 90 адреса, которыйсбрасывает в нулевое состояние триггер 95 и устанавливает в единичноетриггер 97. Последний разрешает работу устройств в цикле пересчета величины перемещения по координате Х вколичестве элементарных шагов перемещения, заданных задатчиком 19, Устройство производит пересчет величиныперемещения по координате Х аналогично описанному для координаты У. Вконце пересчета счетчик-регистр 16вырабатывает импульс переноса, кото-,рый устанавливает триггер 97 в нулевое состояние, импульсы с генератора93 не проходят через схему И 94 навычитающие входы счетчиков-регистров16 и 18. Так как триггер 98 находитсяв единичном состоянии, в коммутаторе4 разрешающий потенциал присутствуетна выходе элемента И-ИЛИ 71, Информация с выхода счетчика 20 поступаетчерез группы элементов И 67 в блок6 управления координатным приводомна информационный вход счетчика-регистра 44. Импульс переноса счетчикарегистра 16 через элемент И 73 производит запись этой информации в счет-.чик-регистр 44,Поскольку триггер 98 находится в единичном состоянии, импульс переноса счетчика-регистра 16 на вход установки в единичное состояние триггера 95 через элемент И 103 не пройдет и триггер 95 останется в нулевом состоянии, т.,е. цикл чтения информации из узла 15 оперативной памяти не выполняется. По заднему фронту импульса пепереноса счетчика 16 триггер 98 переходит в нулевое состояние (таким образом, он подготовлен к новому циклу пересчета координат Х и У), на выходе формирователя 99 импульса вырабатывается импульс Конец пересчета.Этот импульс поступает в коммутатор 4 на вход установки в единичное состояние триггера 65, Триггер 65 устанавливается в единичное состояние, при этом он блокирует элементы И 68, 69, 81 и дает разрешающий потенциал на входы элементов И-НЕ 74-77. В зависимости 15 от состояния триггеров регистра 5 с их выходов в блоки 6 и 7 управления координатными приводами поступают управляющие потенциалы "+" или "-", В блоках б и 7.управления координатными 20 приводами включаются соответствующие оптроны 47, 48, которые запускают тиристоры 51, 52. Срабатывают исполнительные органы 8, 9 координатных приводов, происходит координатное пере мещение. С датчиков 10, 11 обратной связи на входы формирователей 43 поступают импульсы, С выхода формирователя 43 импульсы поступают на вычитающие входы счетчиков 44, 30По окончании отработки величины перемещения по координатам с выходов счетчиков 44 в блоках 6, 7 управления координатными приводами в регистр.5 поступают импульсы "0 счетчика",в котором они устанавливают соответствующие триггеры в нулевое состояние. С выходов элементов И-,НЕ 74-77 исчезают управляющие потенциалы, Тиристоры 51, 52 через оптроны 47, 48 выключаются, происходит остановка испол нительных органов 8, 9 координатных приводов. Потенциалы с выходов триггеров регистра 5 через элементы ИЛИ 62, 63 и ИЛИ-НЕ 64 устанавливают45 триггер 65 в нулевое состояние, Если с выходов формирователей 43 на входы схемы ИЛИ 80 поступает импульс (т.е, произошло самопроизвольное перемещение), то через элемент И 81 триггер 82 устанавливается в единичное состояние, блокирует триггер 65 и выдает сигнал "Сбой станка" на индикацию (на схеме не показана), По заднему фронту импульса с выхода триггера 65 формирователь 78 вырабатывает импульс, устанавливающий триггер 79 в единичное состояние, с нулевого выхода кото. рого в блок 12 управления приводом подачи шпинделя поступает управляющий потенциал. Через оптрон 84 включается тиристор 86 и срабатывает исполнительный орган 13 привода шпинделя. Датчик 14 обратной связи подает на вход формирователя 87 импульс, по которому с выхода последнего в коммутатор 4 на вход установки в нулевое сос тояние триггера 79 поступает импульс "Конец сверления, Управляющий потенциал с выхода триггера 79 снимается, тиристор 86 через оптрон 84 выключается. Происходит остановка исполнительного органа 13 привода шпинделя, Импульс Конец сверления" поступает 1также в блок 3 ввода программы на вход установки в единичное состояние триггера 54. Триггер 54 устанавливается в единичное состояние,и в элемент 53 ввода информации поступает управляющий потенциал. Начинается продвижение перфоленты, Если при вводе информации происходит неправильная запись ее в регистр 55, то с выхода схемы 57 контроля по паритету на вход триггера 60 поступает импульс, триггер 60 устанавливается в единичное состояние и переводит триггер 54 в нулевое состояние. Управляющий сигнал в устройство 53 ввода информации снимается и происходит останов движения перфоленты,Если же информация вводится правильно, то работа устройства продолжается аналогично описанной до появления на входе дешифратора 58 кода "Конец программы", По этому коду с выхода дешифратора 58 на вход установки в единичное состояние триггера 61 поступает импульс, триггер 61 устанавливается и сбрасывает триггер 54, Продвижение перфоленты прекращается. Повторный запуск работы производится аналогично начальному запуску,т,е, необходимо нажать кнопку "Сброс", а после этого кнопку "Пуск".Таким образом, устройство для программного управления станком позволяет управлять различными механизмами, имеющими разный элементарный шаг перемещения от управляющих программ, а одинаковым представлением величины перемещения, что позволит использовать для подготовки управляющих программ одно и то же оборудование для автоматизированной подготовки перфолент, удешевит техническое обслуживание оборудования с ЧПУ, 1352458уменьшит до минимума простои оборудования из-за сбоев и отказов УЧПУ,уменьшит стоимость самих устройствЧПУ. Формула изобретения 55 1. Устройство для программного управления станком, содержащее блок 10 ввода программы, коммутатор, датчик обратной связи, первый и второй блоки управления координатными приводами, логический блок и задатчик угла поворота системы координат, о т л и ч а - 15 ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения возможности упранления механизмами с различным элементарным шагом перемещения, введены 20 блок управления, первый и второй счетчики-регистры, задатчик элементарного шага перемещения, регистр знака, блок 1оперативной памяти и счетчик импульсон, информационные выходы которого 25 соединены с первыми входами коммутатора, подключенного управляющим входом к .первому выходу блока управления, второй выход которого соединен свычитающими входами первого и нто рого счетчиков-регистров, третий и четвертый выходы - соответственно с входами записи первого и второгосчетчиков-регистров пятые выходы - с адресными входами блока оперативной памяти, шестые выходы - с командными входами блока оперативной памяти, информационные выходы которого подключены к соответствующим входам первого счетчика-регистра и к первым входам блока управления, второй выход которого соединен с задающим входом блока ввода программы, третий вход - с выходом переполнения второго счетчика-регистра и со счетным входом счетчика импульсов, четвертый вход - с выходом переполнения первого счетчика-регистра и с входом импульса переноса коммутатора, информационные входы второго счетчика-регистра подключены к выходам задатчика элементарного шага перемещения,второй информационный вход коммутатора соединен с выходом регистра знака, информационные ныходы коммутатора подключены к входам соответствующих блоков управления координатными приводами, задающие входы и первые выходы управления которых соединены с соответствующими выходами и входами коммутатора, второй выход управления которого подключен к входу блока управления приводом шпинделя, вход сброса которого соединен с входом сброса устройства для программного управления станком, а выход - с входом установки коммутатора и с управляющим входом блока ввода программы, задающие выходы которого подключены к соответствующим первым входам, зада" ния логического блока, второй вход задания которого соединен с выходом задатчика угла поворота системы координат, а выход - с информационным входом регистра знака, сбросовый вход которого соединен с входом сброса устройства для программного управления станком, а установочные входы - с выходом соответствующих блоков управления координатными приводами.2. Устройство по п.1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что блок управления содержит генератор импульсов, счетчик адреса, распределитель импульсон, дешифратор, три триггера, элемент задержки, формирователь импульсон, группу элементов И и ИЛИ, выход генератора импульсов соединен с первым входом первого и второго элементов И, вторые входы которых соединены с первым входом распределителя импуль. сов и с прямыми выходами первого и второго триггероз, прямой ныход третьего триггера подключен к первому входу третьего элемента И, к первому выходу управления и через элемент задержки - к второму выходу управления, инверсный выход - к третьему выходу управления, выход первого элемента И соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, с информационным входом распределителя импульсов, с выходом разрешения чтения блока управления и с первым входом счетчика адреса, второй вход которого подключен к второму входу первого элемента ИЛИ и к выходу второго элемента ИЛИ,- входы которого соединены с входами блока управления, вход сброса которого соединен с входами сброса триггеров, с входом сброса счетчика адреса, первый выход которого .соединен с установочными входами первого и второго триггеров, а вторые выходы - с пятыми выходами блока управления, шестые выходы которого соединены с выходами первого элемента ИЛИ и элемента И, третьи выходы - свыходами распределителя импульсов,1;овторой выход - с выходом второго элемента И, четвертый выход через формирователь.импульсов - с выходом третьего элемента ИЛИ, первый вход крторого соединен с входом сброса блока управления, второй вход - с третьим входом блока управления, второй вход которого подключен к третьему входу первого триггера, четвертый вход которого соединен с третьим входом второго триггера и через дешифратор - с первым входом блока управления, пятый вход - с выходом третьего элемента И, 5второй вход которого подключен к четвертому входу второго триггера, к второму входу третьего триггера и к четвертому входу блока управления, седьмой вход которого через чет вертый элемент ИЛИ соединен спрямьм выходом первого тригге ра.