Устройство для задания скорости в системах числового программного управления

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(51) М, Кл. 6 05 В 19/18 Государственный комитет Совета Министров СССР по делам изобретенийи открытий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАДАНИЯ СКОРОСТИ В СИСТЕМАХ ЧИСЛОВОГО ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ Устройство для задания скорости относится к технике автоматизированного управления производственными процессами и может быть использовано в системах числового программного управления металлорежущими станками,Это устройство является частью цифрового интерполятора для преобразования данных о перемещениях и скорости подачи в частотно- импульсные сигналы, причем число импульсов, подаваемых на исполнительные органы, определяет величину перемещения, а их частота - скорость подачи рабочих органов станка.Известно устройство для получения заданной скорости подачи режущего инструмента в системах цифрового программного управления, содержащее регистр времени, импульсный дешифратор, генератор тактовых импульсов, двоичные и десятичные счетчики и вспомогательные элементы (элементы сборки, совпадения, линии задержки) 1.Недостатком такого устройства является необходимость предварительного расчета времени отработки участка, что усложняет подготовку программы, а также его аипаратуриая сложность и низкая точность.Известно устройство задания скорости, построенное на аналоговых счетно-решающих блоках 2. И это устройство характеризуется низкой точностью и аппаратурной сложностью. Наиболее близким техническим решением кизобретению является устройство для задания скорости в системах цифрового программного управления 3, содержащее линейный интер полятор, первый вход которого подключен кгенератору тактовых импульсов, второй и третин входы - к блоку задания программ, первый и второй входы - соответственно к входам исполнительных органов по осям Х и 1.10 Недостатком такого устройства являетсясложность и сравнительно невысокая точность.Это объясняется необходимостью преобразования информации, входящей в следящую систему, выделяя при этом как порядок, так и 15 мантиссу, что приводит к необходимости введения грубой компенсации скорости.Целью изобретения является упрощениеустройства и повышение точности,Поставленная цель достигается тем, что 20 устройство задания скорости в системах числового программного управления содержит двоичный умножитель, блок выделения нуля и синусно-коси нусный преобразователь, первый и второй входы которого подключены к 25 соответствующим выходам линейного интерполятора, выход - к входу блока выделения нуля, второй выход - к первому входу двоичного умножителя, второй вход которого соединен с третьим выходом блока задания про грамм, а выход двоичного умножителя под 5411465 10 1520 25 30 35 40 45 50 55 60 65 Яключен к четвертому входу линейного интерполятора.Синусно-косинусный преобразователь содержит элемент И, элементы И в И, счетчик, регистр координаты К, регистр координаты Х, выход которого подключен к первому входу первого элемента И в И и первому входу элемента И, второй вход элемента И подключен к первому выходу счетчика, второй выход которого подключен к второму входу первого элемента И - ИЛИ и первому входу второго элемента И - ИЛИ, выход первого элемента И - ИЛИ подключен к входу регистра координаты У, выход которого подключен к второму входу второго элемента И - ИЛИ, выход второго элемента И - ИЛИ - к входу регистра координаты Х, а выход элемента И подключен к входу счетчика.Функциональная блок-схема устройства для задания скорости в системах ЧПУ приведена на чертеже. Это устройство содержит генератор тактовых импульсов 1, исполнительные органы по координатам Х и У 2 и 3, блок задания программ 4, линейный интерполятор 5, два входа которого каналами 6 и 7 подключены к выходам блока 4, и третий вход каналом 8 - к первому выходу генератора тактовых импульсов 1, блок выделения нуля 9, синусно-косинусный преобразователь 10, содержащий элемент И 11, два элемента И - ИЛИ 12 и 13, регистры координат Х и У 14 и 15 и счетчик 16.Выход регистра координаты Х 14 каналом 17 подключен к первому входу элемента И - ИЛИ 12 и к первому входу элемента И 11. Выход счетчика 16 каналом 17 подключен к второму входу элемента 12 и к первому входу элемента 13; выход регистра 15 каналом 18 подключен к второму входу элемента 13 и к входу блока 9, выход элемента 12 посредством канала 19 подключен к первому входу регистра 16, а выход элемента 13 каналом 20 - к первому входу регистра 14. Выход 21 линейного интерполятора 5 подключен к входу исполнительного органа 2 и к второму входу регистра 14, а выход 22 - к входу исполнительного органа 3 и к второму входу регистра 15.Устройство содержит также двоичный умножитель 23, содержащий регистр задания уставки скорости 24, счетчик 25 и элемент И - ИЛИ 26, первый вход которого подключен каналом 27 к выходу регистра 24, а второй вход каналом 28 - к выходу счетчика 25. Вход регистра 24 каналом 29 подключен к третьему входу блока 4, выход элемента 26 каналом 30 - к четвертому входу линейного пнтерполятора 5. Первый вход счетчика 16 каналом 31 подключен к второму выходу генератора тактовых импульсов 1, а второй выход счетчика 16 каналом 32 - к второму входу элемента 11 и к входу счетчика 25. Выход элемента 11 каналом 33 подключен к второму входу счетчика 16.Устройство работает следующим образом,В регистр 24 йо каналу 29 из блока 4 поступает величина уставки скорости с заданной точностью. Пусть разрядность представления чисел в интерполяторе 5 - и. Тогда после задания в интерполятор координатных приращений ЬХ и ЬУ, которые следует отработать в данном кадре, содержимое й старших разрядов (где Й(п) параллельным или, при подключении тактовых импульсов от генератора 1 по каналу 8 к входу интерполятора 5, последовательным кодом переносится по каналам 21 и 22 в регистры 14 и 15, после чего канал 8 отключается,При этом число Й определяется точностью задания скорости, затем каналы 21 и 22 отключаются от входов регистров 14 и 15 и подключаются к исполнительным органам 2 и 3, и тактовые импульсы начинают по каналу 31 поступать на вход счетчика 16. Происходит работа синусно-косинусного преобразователя до обнуления регистра 15. Чтобы не усложнять схему и не делать регистры 14 и 15 реверсивными, вход регистра 14 по каналу 20 включен на сложение, а регистр 15 по каналу 19 - на вычитание. 11 оэтому синуснокосинусный преобразователь работает всегда в одну сторону. Если же по быстродействию устройство не удовлетворяет, то необходимо строить регистры 14 и 15 реверсивными и включать один из них на сложение, а другой на вычитание по каналам 19 и 20 в зависимости от того, ЬХ больше ЬУ или меньше, чтобы вычитание в регистре проходило от меньшей величины.В момент обнуления косинусного регистра 15 в регистре 14 возникает модуль абсолютной величины приращения, заданного в данном кадре. Момент обнуления регистрирует блок выделения нуля 9, после чего каналы 19 и 20 отключаются, а каналы 32 и ЗЗ подключаются, Блок, включающий в себя регистр 14, счетчик 16 и элемент 11, представляет собой двоичный делитель, на выходе которого возникает последовательность импульсов, частота которых обратно пропорциональна модулю абсолютного приращения, записанного в регистре 14. Этот поток, умножаясь в двоичном умножителе 23, на величину уставки скорости записанной в регистре 24, дает по каналу 30 на четвертый вход интерполятора 5 поток импульсов искомой частоты. Выходы линейного интерполятора 5 каналами 21 и 22 подключены к исполнительным органам 2 и 3, которые осуществляют перемещение со скоростью, задаваемой уставкой скорости на величину, задаваемую координатными приращениями ЬХ и ЬУ.Технико-экономический эффект изобретения состоит в получении любой, наперед заданной точности задания скорости интерполирования, зависящей практически лишь от числа разр- дов синусно-косинусного преобразователя и двоичного умножителя. Применение унифицированных блоков цифровых интеграторов, например, двоичных умножителей, раскрывает541146 Составитель В. ЗемцовТекред А, Камышникова Редактор С, Заика Корректор Л. Денискина Заказ 2885/4 Изд. Кв 1894 Тираж 1029 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Типография, пр. Сапунова, 2 возможности для автоматизации производства, позволяет существенно (на 30 - 50%) сократить оборудование, избавиться от преобразователей цифра в анал, код в часто, элемента сравнения и некоторых других элементов, также вносящих дополнительную погрешность. Формула изобретения1. Устройство для задания скорости в системах числового программного управления, содержащее линейный интерполятор, первый вход которого подключен к генератору тактовых импульсов, второй и третий входы - к блоку задания программ, первый и второй входы - соответственно - к входам исполнительных органов по осям Х и У, отл ич аю щ е е с я тем, что, с целью упрощения и повышения точности устройства, оно содержит двоичный умножитель, блок выделения нуля и синусно-косинусиый преобразователь, первый и второй входы которого подключены к соответствующим выходам линейного интерполятора, первый выход - к входу блока выделения нуля, второй выход - к первому входу двоичного умножителя, второй вход которого соединен с третьим выходом блока задания программ, а выход двоичного умножителя подключен к четвертому входу линейного интерполятора.2. Устройство по и. 1, отличающеесятем, что синусно-косинусный преобразователь содержит элемент И, элементы И - ИЛИ, счетчик, регистр координаты У, регистр координаты Х, выход которого подключен к первому входу первого элемента И - ИЛИ и первому 10 входу элемента И, второй вход элемента Иподключен к первому выходу счетчика, второй выход которого подключен к второму входу первого элемента И в И и первому входу второго элемента И в И, выход первого 15 элемента И в И подключен к входу регистра координаты У, выход которого подключен к второму входу второго элемента И - ИЛИ, выход второго элемента И - 1 ЛЛИ - к входу регистра координаты Х, а выход эле мента И подкгпочен к входу счетчика.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Авт. св. Мв 145430, кл, б 05 В 19/18, 19 бО.2. Авт.св. Ма 343253, кл. 6 05 В 19/18, 1969.25 3, Авт. св. Мо 22 б 271, кл. 6 05 В 19/18, 1967