Система числового программногоуправления “tpacca-кп

Сфюз Сфеетскик Сеиайистическик Республик(51)М. Кл.з С 05 8 19/403 с присоединением заявки Нов Государственныя комитет СССР по дмаи нзобретений н открытая(088.8) Дата опубликования описания 150381(54) СИСТЕМА ЧИСЛОВОГО ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ ТРАССА - КП" Изобретение относится к автомати-. зации монтажно-сборочных работ в производстве радиоаппаратуры на специальном технологическом оборудовании (СТО) с шаговым приводом с числовым программным управлением (ЧПУ) и может быть использовано в радиопромышленности производства средств связи для монтажа объемных проводников на платы с навесными радиоэлементами в условиях серийного производстваИзвестно вычислительное устройство для систем программного управления двухкоординатнымк перемещениями, содержащее генератор тактовых импуль сов, блок ввода программы с трансмиттером,линейный реверсивный интерполятор с реверсивным двоично-десятичным счетчиком, декадные переключатели, схемы совпадения, триггер 26 переключения каналов, блок индикации и блок питания; а также задатчик скорости и узел стабилизации скорости перемещения координатного стола относительно сварочного электрода, И узел работы и отвода координатного стола 1 .Недостатки этого устройства состоят в необходимости задания контурной скорости на каждом участке отрабаты ваемой программы, сложности обеспечения постоянства заданной контурной скорости и аппаратной сложности линейного реверсивного ннтерполятора. Кроме того, устройство имеет ограниченное применение, так как не обеспечивает автоматически остановку после отработки заданного участка в момент перехода к обработке следующего участка.Известна также система числового программного управления металлорежущими станками "Контур 2 ПТ", са- держащая блок задания скорости, выходом соединенный со входами интег- раторов, устройство ввода программы, выход которого подключен ко входу устройства памяти, первым выходом соединенного с блоком технологических команд, и по каждой координате управления последовательно соединенные блок управления, шаговый привод, датчик положения и блок сравнения, выход которого соединен с управляющим входом блока управления 21 .Однако эта система ЧПУ обладает существенными недостатками, так как необходимо программировать скорость подачи на каждом участке отрабатываемой программы, т.е. вводить813371 СОставитель И.щвен едактор И.Касарда Техред СИигунова Корректор С.ШекмарЭаказ 7 Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная,71/59 ВНИИПИ ГосУ по дела 13035, Москвав программу код номера генератора блока задания скорости и код коэффициента деления частоты выбранного генератора с целью обеспечения одной из 32 скоростей подачи. Сложность поддержания равномерности и постоянства скорости подачи рабочего органа по ведущей координате, обусловленная наличием многочисленных счетчиков - делителей, триггеров,осуществ- ляющих память, схем введения различных коэффициентов, потенциально-импульсных элементов задержки и др.йппаратурная сложность линейного интегратора, собранного на двоична-десятичных умножнтелях,содержащего блоки определения декад, декадные счетчики и потенциально-импульсные эле менты памяти отбора, а также большое количество структурных единиц системы значительно усложняет систему ЧПУ и понижает в свою очередь надежность работы СТО.Цель изобретения - упрощение и повышение надежности системы ЧПУ.Поставленная цель достигается тем, что в систему введены последовательно соединенные общие блок сравнения, комм;татор и сумматор и по каждой координате управления - делитель частоты, выход которого подключен ко второму входу блока управления, информационный вход - к выходу интегратора, а управляющий вход - к выходу общего сумматора, первые и вторые входы общих блока сравнения и коммутатора соединены со вторым и третьим выходами устройства памяти соответственно.На фиг.1 изображена схема системы ЧПУ;, на, фиг.2 - схема делителя частоты, на фиг.3 - временная диаграмма работы делителя частоты на Фиг.4 - схема общего блока сравнения, на фиг,5 - схема коммутатора, на Фиг. 6 - схема сумматора на Фиг.7 и 8 - алгоритм работы системы ЧПУ СТО; на Фиг, Ф - траектория перемещения рабочего органа СТО.Система ЧПУ СТО включает устройство 1 ввода программы, содержащее программоноситель 2, блок 3 ввода, пульт 4 управления с блоком 5 циф" ровой индикации и выносной пульт 6 управления, устройство 7 памяти, содержащее регистры 8 и 9 рабочей памяти, блок 10 задания скорости, преобразователи 11 двоична-десятичных кодов, интеграторы 12 по каждой координате, общие блок 13 сравнения, коммутатор 14 и сумматор 15, делители 16 частоты импульсов унитарных кодов интеграторов 12, блоки 17 управления перемещений по осям х и у, приводы 18 перемещения рабочего органа 19 с шаговым электродвигателем, блок 20 технологических команд, исполнительные элементы 21 СТО, вычитающие 22 и реверсивные 23 двоична 2 ЗО 35 40 45 0 55 60 б 5 десятичные счетчики, блоки питания(на фиг. не показаны а также фотоэлектрические импульсные датчики 24обратной связи, установленные на валах шаговых электродвигателей приводов 18, и контактирующие с рабочиморганом 19 датчики 25 исходного положения: и датчики 26 положения абсолютного начала координат, установ-ленные на станине СТО на пути пере-мещения рабочего органа 19/ Делитель16 импульсов унитарного кода интегратора 12 содержит (фиг.2) счетчикделительчастоты входных импульсов,включающий и ступеней 27 деления,причем выход в"ной ступени 27 подключен к первому входу .в+1-ой ступени 27 деления. Вторые информационные входы каждой ступени 27 подключены к соответствующим первым входамделителя 16 частоты. Третий установочный вход каждой .ступени 27 подключен к выходу и-ой ступени 27, а первый счетный вход первой ступени 27 и выход последней ступени 27 подключены ко второму входу и к выходу делителя 16 частоты соответственно.При этом каждая ступень 27 счетчика-делителя 16 частоты включает триггер 28 два двухвходных элемента И-НЕ 29 и двухвходной элемент И 30.Блок 13 сравнения содержит (фиг.4) и блоков 31 равнозначности и о-входной элемент И-НЕ 32, причем первый и второй входы каждого блока 31 равнозначности подключены к соответствующим входам блока 13 сравнения, третий вход в-ого блока 31 подключен к первому выходу щ-ого блока 31 равнозначности, вторые выходы блоков 31 Подключены к входам элемента И-НЕ 32, выход которого подключен к выходу блока 13 сравнения. К третьему входу последнего и блока 31 равнозначности постоянно подключена логическая "1", При этом каждый блок 31 равнозначности, кроме первого, содержит два элемента НЕ 33, три элемента И-НЕ 34 и элемент И-НЕ 35.Коммутатор 14 содержит (Фиг,5) элемент НЕ 36 и и блоков 37 переключений; причем первый и второй входы каждого блока 37 подключены к соответствующим входам коммутатора 14, третий вход - непосредственно, а четвертый вход - через элемент НЕ 36 - к третьему входу коммутатора 14, Выход каждого блока 37 переключения подключен к соответствующим выходам коммутатора 14. При этом каждый блок 37 переключений включает три элемента И-НЕ 38.Сумматор 15 содержит (Фиг.6) элемент НЕ 39 и иблоков 40 сложения, причем вход элемента НЕ 39 и первый вход каждопо блока 40 подключены к соответствующим входам сумматора 15. Первый выход а-ого блока 40 соедннеьсо вторым входом в+1-ого блока 40сложения, а второй вход первого блока 40 подключен к входу элемента НЕ 39, выход которого и вторые выходы блока 40 подключены к соответствующим выходам сумматора 15. При этом каждый блок 40 сложения включает по два элемента НЕ 41 и по три двухвходных элемента И-НЕ 42.Предлагаемая система ЧПУ предназначена для задания перемещений рабочему органу 19 СТО (координатному столу, на котором закреплена монтаж ная плата) относительно головки сварочного автомата СТО. Траектория движения рабочего органа 19 - прямой отрезок, соединяющий две контактные токопроводящие площадки монтажной И платы. Координаты контактных площадок различных плат заранее предопределены. В отличие от известных систем, величины координатных перемещений рабочего органа по осям Х и У ;Я задают в каждом кадре программы не числом импульсов, определяемых в соответствии с ценой импульса, а числом шагов координатной прямоугольной сетки. В предлагаемой системе ЧПУ СТО программа работы записывается на программоносителе 2 двоичнодесятичным кодом в виде отдельных кадров. В кадре программы величины координатных перемещений задают числом шагов координатной сетки, определяемых в соответствии с размером шага координатной сетки по Формулам:. где хц уф- величины координатных перемещений рабочего органа19 по осям х и у соответственно, выраженные числом 40шагов координатной сетки;х,у - величины координатных перемещений рабочего органа19 по осям х и у соответственно, мм; 45- шаг прямоугольной координатной сетки, мм.Блок 3 осуществляет последовательное считывание с программоиосителя 2 каждого кадра программы кодированной информации о перемещениях рабочего органа 19, усиливает и Формирует фотоскгналы, считанные фотосчитывателем, и направляет их в соответствующие запоминающие элементы регистров 8 рабочей памяти "Перемещение по оси х" и "Перемещение по оси у ф, проверяет правильность составления и правильность считывания кадра, контролирует правильность ввода информации. С выхода регистров 8 информа- Щ ции в двоична-десятичном коде поступает непосредственно на информационные входы вычитающих счетчиков 22. В счетчиках 22 производится запись информации о перемещениях рабочего д органа 19 по соответствующим коорди-"натным осям. Одновременно с выходоврегистров 8 информация о координатных перемещениях поступает в преобразователи 11. Преобразованная информация в двоичном коде поступает насоответствующие интеграторы 12. Надругой вход каждого интегратора 12 поступают импульсы от одного и того же генератора рабочих подач блока 10. Интегратор 12 преобразует соответствующую кодированную информацию, выраженную числом шагов координатной сетки в двоичном коде,в распределенную по времени последовательность командных импульсов. При этом частота их следования (по каждой координате) пропорциональна величинам перемещений по соответствующим координатным осям.Преобразованная информация с выхода преобразователей 11 кода также поступает на первый и второй входы блока 13. Блок 13 сравниэает информацию, поступившую на первый вход, с информацией, поступившей на второй вход, следующим образом (Фиг.4). На первый и второй входы каждого блока 31 равнозначности подаются логические "О" или," 1" в соответствии со з начениями двоичных чисел, выражающих перемещение рабочего органа 19 по осям х и у числом шагов координатной сетки. Сравнение чисел осуществляется поразрядно, начиная со старшего и-го разряда Если х ; - 1 и у = О, то с выхода элемента И-НЕ 35 и-ого блока 31 равнозначности на вход элемента И-НЕ 32 поступает логический ,"О". В этом случае на выходе блока 13 появляется логическая "1. В противном случае, при хи,у , с выхода элемента И-НЕ 35 и-ого блока 31 равнозначности на вход элемента И-НЕ 32 и на третий вход и-ого блока 31 равнозначности поступает логическая "1". В и-ом блоке 31 равнозначности сравнивается и-ый разряд двоичных чисел таким же образом. Аналогично сравниваются последующие разряды двоичных чисел В результате на выходе блока 13 при большем числе шагов перемещения по оси хг. появляетсялогическая "1", а в противном случае - логический "0". Преобразованная информация о перемещениях органа 19 с выхода преобразователей 11 поступает на первый ивторой -входы коммутатора 14, на выходе которого образуется информацияо перемещении по приоритетной координате следующим образом (Фиг.5).На первый и второй входы блока 37подаются логические "О" или "11 всоответствии со значениями двоичныхчисел, выражающих перемещение поосям х и у числом шагов координатной сетки, а на третий и четвертыйвходы каждого блока 37 подаются ло 813371гические "0" или "1" с выхода блока 13 в зависимости от величин переме-щений рабочего органа 19 по осям х и у, Если число шагов перемещений по оси х больше числа шагов перемещений по оси у , т.е. если хну , то с выхода блока 13 на третий вход каждого блока 37 поступает логическая "1", а на четвертый вход логический "О". В этом случае на выходе коммутатора 14 записывается число в двоичном коде, соответствующееперемещению рабочего органа 19 пооси х. В противном случае, т.е, еслиху, то с выхода блока 13 на третийвход каждого блока 37 поступает ло. -гический "0", а на четвертый входлогическая "1". В этом случае на выходе коммутатора 14 записывается число в двоичном коде, соответствующееперемещению рабочего органа 19 пооси у . Таким образом, на выходекоммутатора 14 всегда образуется информация о перемещении рабочего органа 19 по приоритетной координате.С выхода коммутатора 14 информация кода приоритетной координаты поступает на входсумматора 15, который прибавляет к двоичному коду и разрядное двоичное число 11111 следующим образом (фиг.6), К каждому разряду прибавляют единицу и единицу переноса, если она возникает при прибавлении единицы к младшему разряду, Это обеспечивается для первого разряда элементом НЕ 39, а для следующих разрядов - блоками 40 сложений.С выхода сумматора 15 информация,выраженная числом шагов координатной сетки наибольшего координатного перемещения, уменьшенная на единицу в двоичном коде, поступает на первыеинформационные входы делителя 16 частоты, на вторые управляющие входыкоторых поступают от соответствующихинтеграторов 12, распределенные повремени последовательности командных импульсов, частота которых пропорциональна величинам перемещений по соответствующим координатным осям, Делитель 16 делит частоту командных импульсов, поступающих с интеграторов 12 на число, которое подано с выхода сумматора 15 следующим образом (фиг.2). Элемент И 30 каждой ступени 27 деления обеспечивает подсчет входных импульсов в обратном порядке. Когда очередной входной командный импульс на втором входе де" лителя 16 должен перевести его из ЗО 35 40 45 55 50выходной импульс с последней ступени27 деления поступает на третий входкаждой ступени 27 деления и вновьустанавливает делитель 16 в состояние, соответствующее информации, поступающей на первые входы делителя16 частоты, При этом коэффициент десостояния 0000 в состояние 11111 ления составляет значение, которое на единицу больше числа, поступающего на первые входы делителя 16.Триггер 28 каждой ступени 27 деления обеспечивает деление частоты командных импульсов на два, а элементы И-НЕ 29 обеспечивают запись в делитель 16 информации, поступающей на его первые входы. В результате многократного деления частоты импульсов, поступающих с выхода интегратора 12, которые распределены по времени неравномерно, на выходе делителя 16 неравномерность частоты импульсов ничтожно мала и не обнаруживается при перемещениях рабочего органа 19. На фиг.3 приведены временны диаграммы работы делителя 16, На диаграмме а показаны входные импульсы, поступающие с выхода интегратора 12. Частота импульсов условно показана равномерной. На диаграммах б,в,к в качестве примера показаны импульсы, выделенные на выходе делителя 16 при подаче логической "1" на первые входы делителя 16 соответствующим значимым разрядом чисел 1,2,3,9 в двоичном коде соответственно.В результате деления частоты командных импульсов с выхода делителя 16 частоты по приоритетной координате на вход соответствующего блока 17 управления приводом перемещения рабочего органа 19 поступают импульсы унитарного кода, частота которых рав-. на частоте приемистости шагового электродвигателя, не зависящая от величины перемещения,по приоритетной координате, А в результате деления частоты командных импульсов с входа делителя 16 по другой координате на вход блока 17 перемещения рабочего органа 19 поступают импульсы, частота которых меньше частоты приемистости шагового электродвигателя во столько раз, во сколько величина перемещения по ведущей координате больше величины перемещения по ведомой координате, т.е. пропорциональна тангенсу угла наклона отрабатываемого отрезка прямой к приоритетной координате, Таким образом, на вход блоков 17 поступают равномерно распределенные по времени командные импульсы, частоты которых связаны соотношением:Р Х Х уО у где Г,Г - частота импульсов соответствующих унитарных кодов, Гц.Причем, частота импульсов унитарного кода по приоритетной координате равна частоте приемистости привода, т.е.если х)у, то Г= 1 и Г сто, (3) если хну, то Г 4 1 и Гу-. , (4)где Гв - частота приемистости привода, Гц.Блок 17 осуществляет формирование и усиление управляющих сигналов, предназначенных для исполнительных в-фазных шаговых электродвигателей, рабо тающих по 2 в-тактной системе коммутации Фаз. Управляющие сигналы с выхода блока 17 поступают на приводы 18. Вращение вала шагового электродвигателя посредством передаточного .19 механизма (планетарного редуктора) и шариковой винтовой передачи преобразуется в поступательное перемещение рабочего органа 19 по каждой координатной оси.После перемещения рабочего органа 19 по одной из координатных осей на величину, равную одному шагу координатной сетки, с выхода датчика 24 на счетный вход соответствующего счетчика 22 поступает импульс, кото рый уменьшает записанную в нем ранее информацию на единицу. При отработке рабочим органом 19 заданного перемещения счетчик 22 обнуляется. Одно-: временно с этим с выхода счетчика 22 на блок 17 поступает сигнал, запрещающий вход импульсов унитарного кода с выхода делителя 1 б. Таким образом, обеспечивается приход рабочего органа 19 в заданную тоЧку без ошиб- у ки с точностью шага квантования,т,е. величины перемещения, соответствующей одному импульсу.С выхода счетчика 22 информация о перемещениях рабочего органа 19, выраженная числом шагов координатной сетки в двоично-десятичном коде, в относительной системе отсчета по соответствующей координатной оси поступает на первый вход блока 5 пульта 4. С выхода датчика 24 на счетный. 40 вход соответствующего счетчика 23 также поступают командные импульсы после перемещения рабочего органа 19 по данной коордийатной,оси на величину, равную одному шагу координатной 5 сетки. Если орган 19 перемещается в направлении, совпадающем с положительным направлением координатной оси, то ранее записанная в счетчике 23 информация увеличивается, При проти- яО воположном направлении перемещения - уменьшается. Причем счет импульсов счетчик 23 начинает только по команде с датчика 26 после прохождения рабочим органом 19 абсолютного на,чало координат по данной оси, С вы;хода счетчика 23 информация о пере,мещениях органа 19, выраженная числом шагов координатной сетки в двоично-десятичном коде в абсолютной системе отсчета, по соответствующей 0 координатной оси поступает на второй вход блока 5 пульта 4.Запись команды в кадре технологи.ческого процесса управляющей программы на программоносителе 2 осуществля ется в виде символа названия) адреса и номера команды. Считанная с програм, моносителя 2 блоком 3 команда технологического процесса записывается в регистры 9. После отработки органом 19 перемещений по осям х или у на величины, записанные в данном кадре, программоносителя 2 с пульта 4 в блок 20 поступает команда на выполнение технологических команд. Информация о командах технологического процесса с выхода регистров 9 поступает на соответствующие входы блока 20. Маломощные сигналы регистров 9 усиливаются в блоке 20 и поступают непосредственно на исполнительныЕ элементы: промежуточные реле, пускатели и т.п. Контакты исполнительных элементов включают требуемые по технологическому процессу исполнительные механизмы, аппараты, устройства и т.п- электромагнитные муфты, электродвигатели, ультразвуковой сварочный генератор и пр. Технологические команды систеьы ЧПУ, подаваемые в цепи управления цикловой автоматикой СТО, выполняют следующие функции: поворот головки сварочного аппарата в направлении укладки объемного монтажного проводника;, подачу конца объемного монтажного проводника в рабочую зону головки сварочного аппарата,. подвод и отвод головки сварочного аппарата от контактных площадок монтажной платы включение и выключение ультразвукового сварочного генератора; отрезку объемного монтажного проводника, после приварки второго конца проводника; снятие монтажной платы после окончания объемного монтажа проводников и установку следующей монтажной платы на координатный стол.Во время выполнения технологических команд с пульта 4 поступает команда на блок 3 на считывание следующего кадра программы кодирования информации о перемещениях рабочего органа 19, После выполнения всех технологических команд с пульта 4 поступает команда в блок 17 на отработку считанной с программоносителя 2 команды. Одновременно в блок 3 с пульта 4 поступает команда на считывание следующего кадра программы кодированной информации о командах технологического процесса. Автоматический цикл работы системы ЧПУ повторяется.После окончания объемного монтажа в блок 17 поступает считанная с программоносителя 2 команда о перемещении органа 19 в исходное положение. При достижении органом 19 исходного положения по одной из координатных осей срабатывает соответствующий датчик 25 и подает командный импульс "Стоп" иа вход соответствующего блока 17.По другой координатной оси рабочий орган 19 перемещается до срабатываниядатчика 25. После прихода рабочего органа 19 в исходное положение поступает команда на автооператор, который производит снятие готовой монтажной платы и установку следующей платы на координатный стол. По окончании ра-ботй автооператора с пульта 4 на блок 3 поступает команда о начале .нового цикла работы системы ЧПУ СТО.На Фиг,7 приведена формульная схе-, ма цифровой части системы ЧПУ СТО. На первый вход каждого интегратора 12 от генератора рабочих подач блока 10поступают импульсы, частота которых равна:о 5)где 1 - частота импульсов генератора рабочих подач, Гц;и - число ступеней деления,счетчика интегратора 12; , З)Ф - частота приемистости привода, Гц.На вторые входы интеграторов 12 от преобразователей 11 поступает инФормация о координатных перемещениях, выраженная числом шагов координатной сетки в двоичном коде:Х =й х +2 х +.+2 ьх+Ух +2 х+й хо,фгде х 0, у" - величины координатныхперемещений рабочегооргана 19 по осям х иу соответственно, вы" 35раженные числом шаговкоординатной сетки;х;, у - цифры двоичного кода,где= 0,1,2о принимают значения 0 ,10или 1.Интегратор 12 преобразовывает соответствующую кодированную информацию в распределенную по времени последовательность командных импульсов, частота следования которых рав ф наЕ =Е: - =ЯР - =ХЕ,2 пХ о х 2 о оо оу оо У ф :.-"-2 У -фК "Ч У,2 К Я о 2 о оо где Ф, Г - выходная частота командных импульсов соответ-ствующих интеграторов,ГцТаким образом, выходная частота командных импульсов интеграторов 12 прямо пропорциональна величинам перемещений по соответствующим коорди- Щ) натным осям.Информация о координатных перемещениях также поступает на соответствующие входы блока 13, который срав нивает поразрядно информацию, посту- дпившую на один из входов, с информацией, поступившей на другой вход. Навыходе блока 13 образуется логическая "1" или логический "0" по следующему алгоритму: о 1 всхйХ И р, Ц у,р й 4с о о ХьслиХЯф ЗюаафеслиХ 6 Ф Информация о величине приоритетной координаты с выхода коммутатора 14 поступает на вход сумматора 15. В сумматоре 15 к величине приоритетйой координаты в двоичном коде прибавляется о-разрядное двоичное число 1111. На выходе сумматора 15 образуется информация о величине приоритетной координаты, уменьшенной на единицу по следующему алгоритму: оо 1,Х,емц Хо)7 о1 п 1 о,х 1 цо Хо о (12) Информация о величине приоритет,ной координаты, уменьшенной на единицу, с выхода сумматора 15 одновременно поступает на информационные входы обоих делителей 16, на вторые входы которых поступают командные импульсы с выходов соответствующих интеграторов 12. Делитель 16 делит частоту командных импульсов интегра-, .торов 12 на число, соответствующее числу шагов приоритетной координаты. Частота импульсов унитарного кода на выходе делителей 16 частоты соответственно равна: Хо Р хе Засох оо 1,4 ьсли Хоу (И) Одновременно информация о координатных перемещениях поступает на соответствующие входы коммутатора 14. На другой вход коммутатора 14 поступает информация с блока 13 в виде .потенциального сигнала логической "1 ф или логического "О", в соответствии .Впгоритму 10. На выходе коммутато. ра 14 образуется информация о величи,не приоритетной координаты по следующему алгоритмугде пщв - скорость вращения валаШЭД, об/с;й, - число импульсов на одиноборот вала ШЭД; 35 ;%ИМ) - частота командных.импульсов, Гц.Скорость вращенйя ходового винта ШВП равнаи У 401 п -4 = - , - (16)цвп 1й,где пш 6 - скорость вращения ходовоговинта ШВП, об/с;- передаточное число переда"точного механизма.Линейная скорость перемещения рабочего органа 19 по координатной оси равна юОЧ.фе 1 . - ,у.(17)6 ЯЩВП 1 Ы,1.где Ч - линейная скорость перемеще 1ния рабочего органа по однойиз координатных осей, мм/с;3 - шаг ШВП, мм. ЫКонтурная скорость перемещениярабочего органа 19 равна й %Чй ЧМ УММ )(18), р где у - контурная скорость, мм/сУ,Ч - линейные скорости перемещения рабочего оргаыапо соответствующим коор где х,Еу - частота импульсов унитарного кода на выходесоответствующего делителя 16, Гц,Таким образом, частота импульсовунитарного кода .по приоритетной (ведущей) координате равна частоте приемистости привода, а частота импульсов унитарного кода по ведомой координате меньше частоты приемистостипривода и пропорциональна тангенсуугна наклона отрабатываемого отрезкапрямой к приоритетной координате.На фиг.8 приведен алгоритм работы:системы по одной из координатныхосей. В аналоговой части можно выде,лить два основных алгоритма: 1%1) Преобразование частоты импульсов унитарного кода в скорость перемещения рабочего органа.2) Преобразование числа импульсовунитарного кода в величину перемеще" Щния рабочего органа.Аналоговая часть системы ЧПУ СТО )включает шаговый злектродвигатель(ШЭД) 43, передаточный механизм (пла-.нетарный редуктор) 44 и шариковуювинтовую передачу ФВП) 45,1Скорость .вращения вала ШЭД 43 пря-мо пропорциойальна частоте импульсовунитарного кода.-У (И) ч =-(2 б) 1й М тй Величина контурной скорости перемещения. рабочего органа 19 зависит от величин координатных перемещений рабочего органа 19 по осям х и у и пропорциональна частоте импульсов унитарного коданри ху Ч" ч фч = - ,Гф= 1 ф о/ хфй х умЬф/ (21) при, хну Непостоянство контурной скоростиперемещения рабочего органа 19 нецревышает (7 при х= О (у = 0) теН о (23)ч "- .Рч =. г Я.-Ж ч.ма, ь ъп (24) при х= У где У;, - наименьшая контурная скорость, равная линейной скорости перемещения только по приоритетной координате, мм/с,У, - наибольшая контурная скорость при перемещении рабочего органа на одинаковые величины по обеим координатным осям, мм/с.При подаче на обмотки управления ШЭД 43 командных импульсов унитарного кода его вал делает число оборотов, определяемое соотношением К =и/й ар1 ю(25) где М,цВ - число оборотов ШЭД; И - число импульсов .унитарного кода. При этом ходовой винт ШВП 45 совершает число оборотов, равноеМ "-И /ь М/1 й,(26) где- величина перемещения рабочего органа по одной из координатных осей, мм. где Б - число оборотов ходовоговинта ШВП.Величина перемещения рабочего органа 19 по одной из координатных осей пропорциональна числу импульсов унитарного вода и равнаТаким образом, аналоговая часть системы ЧПУ СТО преобразует циФровую информацию - частоту и количество импульсов унитарного кода, соответственно, в скорость и величину перемещения рабочего органа 19. Причем, скорость перемещения рабочего органа 19 пропорциональна частоте импульсрв унитарного кода, а величина перемещения - количеству импульсов унитарного кодаНа фиг.9 приведена в качестве примера теоретическая траектория перемещения рабочего органа 19 на семь и пять шагов координатной сетки по осям х и у соответственно (х = 7,Ь уф= 5), При подаче на первые входы интеграторов 2 и импульсов от генератора блока 10 с выхода интеграторов 12 на вход делителей 16 поступают соответственно, Ь И, = 7 импульсов и д й = 5 импульсов, с частотойследованйя, соответственно, 1 = 75 и Г = 5 ГО . После поступления наи о первые входы интеграторов йе 2 хМ 2" 7 импульсов от генератора блока 10 с выхода соответствующих делителей 16 на вход блоков 17 поступают соответственно М = й дйу = 7 йе импульсов и й = й дй= 5 йимпульсов с частотой следования, соответствен,но,х " 4 и Е =у уо . Значение коэф-йфициента йо определяется по формулеЯ,. (9о(28) где йо - число импульсов на один шагперемещения по координатной сетке;0 - шаг прямоугольной координатной сетки, мм;Ч - шаг квантования (цена импульса), т.е. величина пе"ремещения рабочего органа,соответствующая одному импульсу, мм.Например, при ц = 0,1 мм и 0 = =2,5 мм, имеем Мр = 25 импульсов, ,й= 7 йе= 175 импульсов и Му =5 М=125 импульсов. При этом за один и тот же промежуток времени с выхода делителей 16 частоты выдаются 7 импульсов по координате х и 5 импульсов по координате у,При отработке первого импульса унитарных кодов рабочий орган 19 перемещается по осям х и у на величину шага квантования Ч = 0,1 мм. При поступлении 7 импульсов по координате х рабочий орган 19 по осиперемещается на величинудх =ех = ;0,7 мм,одновременно с этим по коордийате у поступает 5 импульсов и .рабочий орган 19 по оси у перемещается на величину ду =уо= 0,5 мм (фиг.9). Цикл укаэанных перемещений повторяется Мз= 25 раз. По.окончании отработки унитарных кодов рабочий орган 19 перемещается по оси х на величину х =М Ьх= 25 ф 0,7 = 17,5 мм, чтосоответствует заданным 7 шагам координатной сетки (Я = 2,5 мм), а пооси у - на величину у =Ма Ьу = 25 0,5=:12,5 мм, что соответствует заданным5 шагам координатной сетки. Такимобразом, рабочий орган 1 перемещается по отрабатываемому отрезку прямойОА и приходит в заданную точку А безошибки. Причем погрешность отработкитраектории не зависит от величины задаваемых координатных перемещений,выраженных числом шагов координатнойсетки, и не превышает 5 ц, так какпогрешность по каждой оси всегда меньше Ч шага квантования (цены импуль са) .Возможен вариант исполнения системы ЧПУ СТО, по которому величинаприоритетной координаты, уменьшеннаяна единицу, выраженная числом шагов 2 О координатной сетки, в двоично-десятичном коде записывается на программоноситель 2Считанная блоком 3 этаинформация записывается в региструстройства 7 памяти. С выхода блока7 через преобразователь двоично-десятичного кода в соответствующийдвоичный код информация о величине. приоритетной координаты поступает одновременно на информационные входыобоих делителей 16. В этом случае фо упрощается структура системы ЧПУ, таккак исключаются общие блок 13 сравнения, коммутатор 14 и сумматор 15. Однако при этом несколько усложняетсяматематическая подготовка программы, З 5 наносимой на программоноситель 2.По другому варианту в программоноситель 2 записывается в кодированномвиде значение коэФФициента делениячастоты импульсов генератора блока 40 10 задания скорости, КоэФФициентуменьшения частоты генератора назначается в зависимости от угла наклонатраектории отрабатываемого участкак приоритетной координате. Считанная 45 блоком 3 ввода информация о коэффициенте уменьшения частоты генераторазаписывается в регистр устройства 7памяти. С выхода устройства 7 памятиинформация поступает на вход блока 10 ур задания скорости. Введенный методопределения угла наклона обеспечивает высокую точность поддержания величины постоянства контурной скоростипорядка 5. В основном варианте исполнения системы ЧПУ непостоянство величины контурной скорости - порядка41. Однако реализация его связана ссущественным усложнением схемы генератора блока 10 задания скорости,поэтому этот вариант исполнения может быть рекомендован лишь при повышенных требованиях к постоянству контурной скорости.По классификационным признакам предлагаемая система ЧПУ СТО является контурной, импульсно-шаговой, замКнутой, со встроенным линейным интерполятором.Предлагаемая система ЧПУ СТО аппаратурно и схемно проста, обеспечивает равномерное распределение командных импульсов унитарного кода по времени, обеспечивает удобство получения импульса окончания цикла интерполирования, обеспечивает приход рабочего органа в заданную точку без ошибки, при этом погрешность отработки прямой не превышает У цены импульса. Кроме того, непосредственно обеспечивается равенство. частоты командных импульсов унитарного кода по приоритетной координате частоте приемистости привода, Аппаратурная и еэ схемная простота этой системы ЧПУ совместно с системой обратной связи повышает надежность работы специального технологического оборудования.формула изобретенияСистема числового программного управления "Трасса-КП", содержащая блок задания скорости, выходом соединенный со входами интеграторов, устройство ввода программы, выход которого подключен ко входу устройства памяти, первым выходом .соединенного с блоком технологических команд, З и по каждой координате управленияпоследовательно соединенные блок управления, шаговый привод, датчик положения и первый блок сравнения,выход которого соединен с управляющимвходом блока управления, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с цельюупрощения и повышения надежности системы, в нее введены последовательносоединенные общие блок сравнения,коммутатор и сумматор и по каждойкоординате управления - делительчастоты, выход которого подключен ковторому входу блока управления, информационный вход - к выходу интегратора, а управляющий вход - к выходуОбщего сумматора, первые и вторыевходы общих блока сравнения и коммутатора соединены со вторым и третьим выходами устройства памятисоответственнО.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРВ 223465, кл. 6 06 Г 9/00, 1967,2. Кузнецов Ю.В., Боровков В.И.Устройство числового программногоуправления металлорежущими станкамимодель Контур 2 ПТф.ЛДНТП. Мехаlнизация и автоматизация производственных процессов и установок, 1975