Система программного управления станками

Союз Советских Социалистических Республик(45) Дата опубликования описания О,От 1,1 Яб 05 В 19/18 Государственный квинтет Совета Мнннстроа СССР оо делам нзооретеннй н открытий(54) СИСТЕМА ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ СТАНКАМИ 1Изобретение касается систем числового про.граммного управления (ЧПУ) технологическимоборудованием,Известны системы, в которых одна электронная вычислительная машина (ЭВМ) управляет работой группы станков с ЧПУ, причемкроме ЭВМ в системе имеются средства, осуществляющие некоторые функции числовогопрограммного управления, например интерполяторы 1,2.Основным режимом работы ЭВМ в такихсистемах является режим прерывания по запросам на управляющую информацию от интерполяторов, Существуют потери времени ЭВМ,связанные с сохранением и восстановлениемсодержимого программно-доступных регистровпри обработке прерываний. Особенно ощутимытакие потери в системах с большим количеством управляемых станков и малымвременем отработки кадров управляющей информации интерполяторами, что имеет местопри использовании в системах линейных илималоразрядных интерполяторов.Наиболее близким техническим решением кпредложенной является система программногоуправления станками, содержащая ЭВМ и почислу управляемых станков последовательносоединенные интерполяторы, входы которых 25 2подключены к ЭВМ, и устройства станочногоуправления 3.Однако для этой системы характерно недостаточное быстродействие.Целью изобретения является значительное снижение потерь машинного времени вычислительной машины, связанных с обработкой прерываний, за счет сокращения количества прерываний процессора, т. е. повышение быстродействия системы. Это достигается тем, что предложенная система содержит по числу управляемых станков устройства задержки прерываний, входы которых подключены к входам и выходам интерполяторов, опрашивающие выходы которых соединены с электронной вычислительной машиной, подключенной к выходам устройств задержки прерываний.Устройство задержки прерываний может содержать элемент задержки, вход которого подключен к единичному входу триггера и является входом устройства. другим входом которого является нулевой вход триггера, выход элемента задержки соединен со входом элемента совпадения, другой вход которого подключен к единичному выходу триггера, а выход является выходом устройства.Устройство задержки прерываний может также содержать дополнительный элемент совпадения, входы которого подключены ко входу устройства и единичному выходу триггера, а выход - ко входу элемента задержки, управляющий вход которого. соединен с нулевым входом триггера.На фиг. 1 представлены структурная схема системы и устройство задержки прерываний, вход которого подключен к опрашиваюшему выходу интерполятора; на фиг, 2 - структурная схема системы и устройство задержки прерываний, вход которого подключен к управляюшему выходу интерполятора,Система содержит ЭВМ 1, состоящую из запоминающего устройства 2, устройства 3 ввода-вывода и процессора 4, устройства 5 задержки прерываний, состоящие из элемента совпадения 6, элемента задержки 7 и триггера 8, интерполятора 9, устройства 10 станочного управления, причем процессор 4 имеет входы 11 и 12.Устройство 5 содержит дополнительный 13 элемент совпадения. Элемент задержки выполнен в виде счетчика, счетный вход которого соединен с выходом дополнительного элемента 13 совпадения, а установочный вход - со входом устройства 5, связанным с выходом ЭВМ 1.Система программного управления станками, показанная на фиг. 1, работает следующим образом,Сигнал запроса на управляющую информацию следующего кадра, формируемый в момент начала отработки текущего кадра интерполятором 9, поступает в ЭВМ.1 на программно- обслуживаемый вход 11 процессора 4, не прерывая работы процессора. Одновременно сигнал поступает в устройство задержки 5 прерываний на вход элемента 7 задержки (счетчик) и на единичный вход триггера 8, устанавливая его в положение, при котором элемент 6 открыт,Процессор 4 реализует программы группового управления, периодически опрашивая вход 11. При наличии на входе 11 запроса от интерполятора 9 процессор 4 выдает управляюшую информацию следующего кадра, храняшу юся в запоминающем устройстве 2, после ввода ее с устройства 3 ввода-вывода, на интерполятор 9 и одновременно сигнал сброса на нулевой вход триггера 8.Если за время задержки, осуществляемой элементом 7 задержки, процессор 4 не успевает опросить вход 11 и выдать на интерполятор 9 управляющую информацию, сигнал запроса с выхода элемента 7 задержки через открытый элемент 6 поступает на прерывающий вход 12 процессора 4 и прерывает работу процессора 4 и немедленную выдачу управляющей информации на интерполятор 9. Интерполированные данные с интерполятора 9 поступают на устройство 10 станочного управления.Время задержки (1,), определяемое элементом 7 задержки, рассчитывается по формуле кмин б тгде Ф . - минимальное время отработкиинтерполятором кадра управляющей информации;- время выдачи управляющей информации на интерполятор из ЭВМ.Система программного управления станками, показанная на фиг. 2, работает следуюшим образом,Сигнал запроса на управляющую информацию следующего кадра, формируемый в моментначала отработки текущего кадра интерполятором 9, поступает в ЭВМ 1 на программно-обслуживаемый вход 11 процессора 4, непрерывая работы процессора, и на единичныйвход триггера 8 (прерывания), устанавливая15 его в положение, при котором элементы 6 и13 открыты. Импульсы, управляющие движением исполнительных органов устройства 10,с выхода интерполятора 9 поступают черезоткрытый элемент 13 на вход предварительноустанавливаемого счетчика 7. В счетчике установлена величина задержки прерывающего сигнала Х, определяемая по формуле11 = Х, - Ы, . + К,где М - емкость счетчика;Х- количество импульсов, необхог 5 димое для отработки максимальной координаты;К - величина упреждения возникновения прерывающего сигнала по отношению к моменту окончания отработки максимальной 30координаты, необходимое для обслуживания интерполятора по прерыванию и выраженное в количестве импульсов.Величину упреждения можно рассчитать поформуле35 1 с 60 1 Оф)где Ь - скорость подачи, мм/мин;- время, необходимое ЭВМ дляобслуживания интерполятора по прерыванию, мксек;с 1 - дискретность привода станка (ве О личина перемещения на один импульс), мм;- обозначение целой части числа,Процессор 4 реализует программы группового управления, периодически опрашивая вход 11. При наличии на входе 11 запроса от ин терполятора 9 процессор 4 выдает информациюследующего кадра, хранящуюся в запоминающем устройстве 2, после ввода ее с устройства 3 ввода-вывода на интерполятор 9, устанавливает триггер 8 в положение, при котором элементы 6 и 13 закрыты, рассчитывает и вы дает на предварительно устанавливаемый счетчик 7 величину задержки прерывающего сигнала.Если за время, требующееся для заполнения счетчика 7, процессор 4 не успевает опросить вход 11 и выдать на интерполятор 9 управляюшую информацию, сигнал переполнения с выхода счетчика 7 через открытый элемент 6 поступает на прерывающий вход 12 процессора 4, вызывает прерывание работы процессора 4 и немедленную выдачу управляющей информа ции на интерполятор 9.603953 10 Формула изобретения Составитель Н, БелинковаТехред О. Луговая Корректор А. Грицен Тираж 1033 Подписное Редактор Заказ 20 Гончуко39 ого комитета Совета изобретений и откр Ж, Раушская наул Государствепо делам 35, Москва Министртий д. 4/5 Проектная, ППП Патент, г. Ужгород,илиа Предложенная система управления группой станков позволяет значительно уменьшить потери машинного времени ЭВМ, связанные с обработкой прерываний, так как задержка прерываюшего сигнала осуществляется в зависимости от величины отрабатываемой интерполятором координаты и скорости отработки. Это позволяет увеличить время, отводимое на опрос программно-обслуживаемого входа. 1. Система программного управления станками, содержащая электронную вычислительную машину и по числу управляемых станков последовательно соединенные интерполяторы,15 входы которых подключены к электронной вычислительной машине, и устройства станочного управления, отличающаяся тем, что, с целью повышения быстродействия системы, в нее введены по числу управляемых станков 20 устройства задержки прерываний, входы которых подключены к входам и выходам интерполяторов, опрашивающие выходы которых соединены с электронной вычислительной машиной, подключенной к выходам устройств задержки прерываний.2 2. Система по и, 1, отличающаяся тем, что устройство задержки прерываний содержит элемент задержки, вход которого подключен к единичному входу триггера и является входом устройства, другим Входом которого является нулевой вход триггера, выход элемента задержки соединен со входом элемента совпадения, другой вход которого подключен к единичному выходу триггера, а выход является выходом устройства.3, Система по п. 2, отличающаяся тем, что устройство задержки прерываний содержит дополнительный элемент совпадения, входы которого подключены ко входу устройства и единичному выходу триггера, а выход - ко входу элемента задержки, управляющий вход которого соединен с нулевым входом триггера,Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:. Патент Великобритании1322128, кл. Сг 3 Х, 1969.2. Гусев А. П Евгенев Г. Б. и Раппопорт Г. Н. Групповое управление станками от ЦВМ, М., Машиностроение, 1974, с. 10 б.3. Авторское свидетельство СССР433450, М. кл, 6 05 В 19/18, 1972.