Устройство для контроля средств числового программного управления

(я)5 6 05 В 23/ Ен ур. ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ВТО Р С КОйлУ С ВИД ЕТЕЛ Ь СТ(56) Авторское свидетельство СССРВ 963081, кл. 6 09 С 1/29, 1980,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯСРЕДСТВ ЧИСЛОВОГО ПРОГРАММНОГОУПРАВЛЕНИЯ7) Изобретение относится к автоматике ивычислительной технике и может быть использовано для контроля средств управления многоканальными устройствами МЗЗ Г,П. Грикун, В,В. Дорачислового программного управления, Цель изобретения - расширение области применения устройства. Устройство содержит задающий генератор 1, имитаторы 2 движения инструмента, блок 3 формирования координатных данных перемещения, формирователь 4 импульсов подсвета, коммутатор 5, блок 7 управления смещением изображений, сумматоры 8, 9, усилители 10, 11 отклонения и индикатор 12 на запоминающей электронно-лучевой трубке. Устройство обеспечивает имитацию движения инструмента, за счет чего можно производить контроль более широкого класса систем числового программного управления. 6 з,п, ф-лы, 32 ил,Если на выходах первого и второго разрядов первого двоичного счетчика 21 одновременно высокие или низкие логические уровни сигналов, то третий элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 106 устанавливает на своем выходе сигнал низкого логического уровня (фиг. 22), В результате периодического изменения сигналов на входах третьего элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 106 на его информационном выходе будет формироваться последовательность импульсов типа "меандр", по форме соответствующая сигналу Оа 1, в реальном импульсном датчике, Благодаря восьмому элементу НЕ 107 на его выходе формируется сигнал, соответствующий по форме сигналу О реального импульсного датчика, Сигнал второго разряда первого двоичного счетчика 21 соответствует по форме сигналу Оа 2 и поэтому он проходит на выход имитатора 22 импульсного датчика без изменений, Благодаря девятому элементу НЕ 108 на его выходе формируется сигнал, соответствующий сигналу Оа реального импульсного датчика.Для формирования импульсного сигнала маркера в имитаторе 22 импульсного датчика имеется формирователь 109 маркера импульсного датчика. Формирователь 109 маркера импульсного датчика (фиг, 23) позволяет имитировать короткий импульс, соответствующий по длительности импульсу маркера в реальном импульсном датчике, а также инверсный импульс по отношению к основному для повышения достоверности передачи маркерного сигнала, Входы семнадцатого элемента И 110 подключены с пятого по самый старший разряд (двенадцатый разряд). Таким образом, за полный цикл изменения кодов на информационных выходах (что соответствует полному обороту вала импульсного датчика) и и ри установлении одновременно высоких логических уровней сигналов на входах семнадцатого элемента И 110 на выходе семнадцатого элемента И 110 появится высокий логический уровень сигнала О . Благодаря десятому элементу НЕ 111 будет сформировано инверсное значение сигнала Оа что соответствует сигналам маркера реального импульсного датчика.Имитатор 24 амплитудного датчика по двоичному коду на выходе первого двоичного счетчика 21 формирует аналоговый сигнал "ДА", В качестве имитатора 24 амплитудного датчика может послужить цифроаналоговый преобразователь. Для формирования маркерного сигнала схема 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 не отличается от приведенной на фиг. 23 для импульсного датчика. Под действием сигнала "Упр. 1" второй коммутатор 25 подключает тот датчик, с которым работает объект б,Примером исполнения второго коммутатора 25 может послужить фиг, 24. Цепь замыкается в элементе аналоговой коммутации при подаче на вход управления высокого логического уровня сигнала. Поэтому, задавая на один из входов управления "А", "Ф" или "И" сигнал "Упр. 1" высокого логического уровня, будет к объекту 6 подключен соответственно имитатор аналогового 24, фазового 23 или импульсного 22 датчика. Так как количество имитаторов 2 движения инструмента в устройстве соответствует количеству каналов управления, по которым управляет объект 6, то, задавая отдельно сигнал "Упр, 1" на входы "И","Ф" или "А" второго 25 коммутатора, для каждого; имитатора 2 движения. индивидуально можно подобрать любую гамму имитируемых датчиков. Одновременно импульсы частоты в с выходов первого 19 или второго 20 элементов И (в зависимости от логического уровня сигнала "ЗН" на первом выходе эквивалента привода 13) поступают на одноименную по номеру канала информационную группу входов блока 3 формирования координатных данных перемещений,Блок 3 формирования координатных данных перемещений (фиг, 4) содержит каналы 29 формирования координатных данных, количество которых соответствует количеству имитаторов 2 движения, Первый информационный вход каждого канала 29 принимает сигналы с частотой в с выхода первого элемента И 19, Второй информационный вход каждого канала 29 формирования координатных данных принимает сигналы с частотой в с выхода второго элемента И 20. По сигналам частоты в, которые несут информацию о скорости вращения вала двигателя привода, канал 29 формирования координатных данных формирует на своем втором информационном выходе аналоговое напряжение, пропорциональное положению объекта на реальном станке с ЧПУ, под действием которого луч записи запоминающей электронно-лучевой трубки индикатора 12 будет установлен в соответствующее этому напряжению положение. Кроме того, на первом информационном выходе канала 29 формирования координатных данных будут сформированы положительные импульсы, которые через первый элемент ИЛИ 30, формирователь 430 35 40 45 50 импульсов подсвета управляют модулятором луча записи запоминающей трубки индикатора 12.Канал 29 формирования координатных данных(фиг, 5) с помощью второго двоичного счетчика 32 функционирует по сигналам частоты в, несущим информацию об имитируемой скорости вращения вала реального привода. При высоком логическом уровне сигнала "ЗН" на первом выходе эквивалента и ривода 13 сигналы частоты в через первый элемент И 19 поступают на суммирующий вход второго двоичного счетчика 32, когда счетчик осуществляет прямой счет. Если принять во внимание, что на выходе первого разряда второго двоичного счетчика 32 под действием импульсов частоты в на суммирующий вход появляются последовательно во времени высокие или низкие логические уровни сигналов, соответствующие минимальному перемещению, то суммарное количество разрядов второго двоичного счетчика 32 выбирается из максимально возможного перемещения подвижного объекта на реальном станке по конкретной координате. Таким образом, если на выходе первого разряда второго двоичного счетчика 32 уровень сигнала логической единицы будет соответствовать перемещению в один микрон, то для имитации перемещения на 10 м счетчик должен иметь двадцать четыре разряда выходных сигналов, так как 2 равно 162 миллиона дискрет, что выше 100 млн. микрон, составляющих расстояние в 10 м,Если количество разрядов второго 25 двоичного счетчика увеличить.до двадцати семи разрядов, то получим имитацию перемещения подвижного объекта более 100 м(128 м). Так как время счета второго двоичного счетчика 32 постоянно, то при изменении частоты и т.е. скорости) на одном из входов этого счетчика на его выходах будем получать двоичный код, соответствующий пути. При подаче импульсов частоты в на суммирующий вход путь (двоичный код числа) увеличивается, а при подаче импульсов частоты щ на вычитающий вход - уменьшается. Путем подачи сигнала "Упр, 2" можем сразу записать двоичный код с информационных входов, тем самым установить луч запоминающей трубки индикатора 12 в определенную исходную точку. При поступлении сигнала"СОрос" на выходах второго двоич ного счетчика 32 устанавливаются сигналы с низким логическим уровнем, что соответствует нулевому перемещению по данному каналу. Получаемый двоичный код через 5 10 15 20 четвертый 33 коммутатор поступает на цифроаналоговый преобразователь 34,Разрядность цифроаналогового преобразователя 34 выбирают исходя из разрешающей способности запоминающей трубки индикатора 12, При подключении четвертым коммутатором 33 информационных входов цифроаналогового преобразователя 34 к информационным выходам младших разрядов второго двоичного счетчика 32 на экране трубки будут отображены мелкие детали участка общей траектории, имитируемой имитатором 2 движения. При подключении информационных входов цифроаналогового преобразователя 34 к информационным выходам через коммутатор ЗЗ) старших разрядов на экране запоминающей трубки будет отображена полная траектория имитируемого движения подвижного органа, генерируемая имитатором 2 движения без мелких деталей изображения, Переключение информационных выходов второго двоичного счетчика 32 к информационным входам цифроаналогового преобразователя 34 осуществляется по сигналу "Упр, 4" четвертым коммутатором 33, Пример исполнения такого коммутатора показан на фиг. 25.При подаче высокого логического сигнала "Упр, 4" по шине 1 мм с первого 124 по десятый 133 элементы коммутации разрешают прохождение сигналов с первого своего информационного входа на информационный выход. Это происходит благодаря наличию в каждом из них третьего 134, четвертого 135, пятого 136, шестого 137 элементов И-НЕ (фиг. 26), Таким образом, информационный выход первого разряда второго двоичного счетчика 32 будет подключен элементом 124 коммутации к входу первого разряда цифроаналогового преобразователя 34. Информационный выход второго разряда второго двоичного счетчика 32 элементом 125 коммутации будет подключен к информационному входу второго разряда цифроаналогового преобразователя 34, Информационный выход третьего разряда второго двоичного счетчика 32 элементом 126 коммутации будет подключен к информационному входу третьего разряда цифроаналогового преобразователя 34, Остальные информационныее выходы - четвертого - десятого разрядов окажутся подключенными соответственно 127 - 133 элементами коммутации к информационным входам четвертого-десятого разрядов цифроаналогового преобразователя 34.Таким образом, если вес первого разряда соответствует имитируемому перемещению (соответствующему реальному перемещению объекта на станке) в один микрон, то благодаря десятиразрядному цифроаналоговому преобразователю 34 минимальное аналоговое напряжение на выходе его будет соответствовать перемещению луча запоминающей трубки индикаторэ 12 на величину, соответствующую одной тысячной всего поля изображения, а максимальное значение имитации перемещения объекта величиной в один миллиметр будет отображено на все поле экрана (так как 1 мм=100 микрон, а следовательно, 2 =1024 дискреты),При подаче сигнала высокого логического уровня "Упр, 4" по шине "10 мм" элементами коммутации с 124 - 133 к десяти информационным входам цифроаналогового преобразователя будут подключены информационные выходы с пятого по четырнадцатый разряд второго двоичного счетчика 32. Таким образом, на экране запоминающей трубки будет отображена траектория перемещения объекта величиной 16 ммточностью 32 микрона (так как 2 -32, а 2 4=16284), При подаче сигнала "Упр. 4" высоким логическим уровнем по шине "1 М" элементами 124 - 133 коммутации к информационным входам цифроаналогового преобразователя 34 будут соответственно подключены информационные выходы с одиннадцатого по двадцатый разряд второго двоичного счетчика 32, Таким образом, на экране запоминающей трубки будет отображена траектория перемещения объекта на величину более двух метров с точностью два миллиметра (так как 2" 1=2048 мрег, 2 =2048 тыс, дискрет).При подаче сигнала "Упр. 4" высокого логического уровня по шине "10 мм" элементами 124-133 коммутации информационные входы цифроаналогового преобразователя 34 окажутся подключенными соответственно к информационным выходам с пятнадцатого по двадцать четвертый разрядов второго двоичного счетчика 32. Таким образом, на экране запоминающей трубки будет отображена траектория перемещения объекта величиной 16 метров с точностью 32 мм (так как 2-32368 дискреты, а 224=16284 тыс, диск рет). Информационные выходы второго двоичного счетчика 32 могут подключаться к входам четвертого коммутатора 33 и другим образом, подбирая при этом величину 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 и точность отображаемой траектории на экране запоминающей трубки,Для осуществления указанной коммутации в каждом элементе 124-133 коммутации третий 134, четвертый 135, пятый 136, шестой 137 элементы И - НЕ выбраны с открытым коллекторным выходом, что позволяет объединить их выходы. Первые входы элементов И подключаются к информационным выходам второго двоичного счетчика 32, а вторые входы принимают управляющие сигналы "Упр, 4" высокого логического уровня, Тогда при наличии высокого логического уровня сигнала "Упр. 4", например, на третьем элементе И - НЕ 134 позволит последовательности логических уровней сигналов на Вх. 1 сформировать последовательность логических уровней сигналов на выходе третьего элемента И-НЕ 134, а следовательно, и на выходе одиннадцатого элемента НЕ 143,Количество каналов 29 формирования координатных данных определяется количеством имитаторов 2 движения. С выхода первого разряда четвертого коммутатора ЗЗ через первый информационный выход каждого канала 29 формирования координатных данных выдаются импульсные сигналы на первый элемент ИЛИ 30 для формирования импульсов подсвета (импульсов, управляющих модулятором луча записи запоминающей трубки). С второго информационного выхода каждого канала 29 формирования координатных данных поступают аналоговые напряжения, сформированные цифроаналоговым преобразователем 34 на одноименные по номеру информационные входы третьего коммутатора 31, Третий коммутатор 31 позволяет по сигналам "Упр. 6" подключить любой из информационных входов к выходам первого, второго или третьего канала. Третий коммутатор 31 простейшим образом может быть реализован с помощью трех галетных переключателей, имеющих 11 положений на одно направление или на интегральных микросхемах аналоговых коммутаторов по схеме, приведенной в качестве примера исполнения коммутатора на фиг, 27.Информационные входы одиннадцатого 138, двенадцатого 139, тринадцатого 140 элементов коммутации объединены по входам и каждый подключается к второму выходу одноименного по номеру канала 29 формирования координатных данных, Задавая трехразрядный двоичный код сигнала "Упр, 6" на каждый элемент коммутации происходит подключение, например, на элементе 138 коммутации первого входа Вх. 1 с выходом (т.е, с первым каналом), на элементе 139 коммутации - второго входа "Вх. 2" с выходом, на элементе 140 коммутации - третьего входа "Вх. 3" с выходом. Таким образом, для отображения траектории движения имитируемого объекта отобрано три канала. Причем благодаря третьему коммутатору 312 можно отобразить любую комбинацию сигналов, поступающих с каналов 29 формирования координатных данных, а следовательно, отобразить любую траекторию, которую может генерировать объект 6, Далее с выхода первого элемента ИЛИ 30 импульсы модуляции луча записи запоминающей трубки поступают на второй вход формирователя 4 импульсов подсвета, а аналоговое напряжение, несущее информацию о положении имитируемого объекта в пространстве по трем каналам от.блока 3 формирования координатных данных, поступает на информационные входы первого коммутатора 5,На входы первого коммутатора 5 поступают управляющие сигналы с блока 7 для формирования на экране запоминающей трубки индикатора 12 трех проекций изображения траектории движения имитируемого объекта в декартовой системе координат (фиг. 28). Движение объекта в пространстве прослеживается по яркой точке луча записи запоминающей трубки, а траектория движения остается подсвеченной в результате облучения мишени запоминающей трубки рассеянным лучом воспроизводящего прожектора запоминающей трубки.Для формирования изображения, приведенного в качестве примера на фиг, 28, блок 7 управления смещением изображений работает следующим образом, В исходное состояние, когда на информационных выходах нулевые логические уровни, третий двоичный счетчик 35 (фиг, 6) устанавливается по сигналу "Сброс", На счетный вход третьего двоичного счетчика 35 подается последовательность импульсов от задающего генератора 1, Для осуществления перехода луча записи трубки с одной плоскости в другую необходимо обеспечить такую скорость его перемещения, которая обеспечила бы возможность одновременного формирования изображений в трех плоскостях 2 ОУ, 2 ОХ, УОХ без снижения качества. Следовательно, период опроса должен быть равен где Р - разрешающая способность запоминающей трубки, 1/см;Чз - скорость записи запоминающейтрубки, см/с;5 имакс - максимальная частота последовательности импульсОв на выходе имитатора привода, 1/с,Таким образом, с периодом Т, блок 7управления смещением изображений дол 10 жен обеспечивать выдачу сигналов управления через выходы с второго по пятый,Для этого блок 36 выдает пять последовательностей импульсов. С пятого выхода блока Зб поступает последовательность15 импульсов, которая управляет работойформирователя 4 импульсов подсвета. Импульсы с первого по четвертый с информационного выхода блока Зб управляютработой первого коммутатора 5 и через20 четвертый 37, пятый 38, шестой 39, седьмой 40 элементы И - пятым 41 коммутатором, Примером построения блока 36может служить схема, приведенная на фиг.7, Последовательность импульсов с первого25 и второго разрядов третьего двоичного счетчика Зб поступает на соответственно первый и второй информационные входы блока36. В результате на первом выходе блока 36будет присутствовать последовательность30 импульсов, соответствующая последовательности импульсов с информационноговыхода второго разряда третьего двоичногосчетчика 35,При высоком логическом уровне сигна 35 ла на втором и первом входах девятого элемента И 47 на втором информационномвыходе блока Зб будет также появляться высокий логический уровень сигнала. При высоких логических уровнях сигналов нэ40 входах десятого элемента И 48 на третьеминформационном выходе (фиг. 29) будет появляться также высокий логический уровеньсигнала,При высоком логическом уровне сигна 45 ла на выходе десятого 48 или восьмого 46элемента И, на выходе третьего элементаИЛИ 45 появится также высокий логическийуровень сигнала. В результате сначала напервом и втором выходах блока 36 будут50 одновременно присутствовать высокие логические уровни сигналов, потом на первоми четвертом выходах и в конечном итоге натретьем и четвертом информационных выходах, Процесс периодически повтоояет 55 ся, Этого достаточно, чтобы поэлементноформировать три проекции движения имитируемого объекта в пространстве - сначала несколько элементов плоскостипроекций 2 ОУ, потом - ХО 2 и ХОУ и тэкдалее, все время перекоммутируя входные сигналы первым коммутатором на его собственные выходы. Такое управление первым коммутатором 5 осуществляется при наличии высокого логического уровня сиг. нала "Упр, 3".Наличие высокого уровня сигнала "Упр, 3" на вторых входах четвертого 37, пятого 38, шестого 39 и седьмого 40 элементов И позволяет сигналам с первого по четвертый выход поступить на управляющие вхо ды пятого коммутатора 41 и на третий и четвертый входы первого коммутатора 5. Благодаря прохождению сигналов управле. ния на четвертый и пятый выходы блока 7 управления смещением изображений через пятый 38 и шестой 39 элементы И на первый коммутатор 5 (фиг, 8) происходит следующее, Так как в первый момент присутствуют высокие логические уровни сигналов на первом и втором выходах блока 36 управления, а следовательно, и на третьем и четвертом выходах, то первый коммутатор 5 подключает свой второй информационный вхоц к первому выходу, а третий информационный вход - к второму информационному выходу. В результате сигналы, проходчщие по второму каналу блока 3 формирования координатных данных перемещения, будут поступать через аналоговый элемент 51 коммутации на первый сумматор 8, а сигналы, проходящие по третьему каналу через третий аналоговый элемент 52 коммутации фиг, 8), будут поступать нэ первый вход второго сумматора 9 из-за наличия одновременно высоких логических уровней на втором и третьем управляющих входах первого коммутатора 5.Одновременно пятый коммутатор 41 блока 7 управления смещением изображений иэ-за наличия высоких логических уровней сигнала (фиг. 9) на первом и втором входах управления на свои первый и второй информационный выходы выдает постоянное положительное напряжение от внешнего источника для организации через первый 8 и второй 9 сумматоры начального напряжения смешения. В результате, если присвоить наименования первому, второму и третьему каналам, связывающим выходы блока 3 формирования координатных данных перемещения с информационными входами первого ком. мутатора 5 соответственно Х, У, Е, то благо. даря первому 10 и второму 11 усилителям отклонения, формирователю 4 импульсов подсвета и индикатору 12 на запоминаю. щей трубке получим элемент изображения в плоскости ОУ (фиг, 28), В следующий 5 10 15 20 25 30 35 40 момент времени высокие логические уровни сигналов управления будут уже присутствовать на первом и четвертом информационных выходах блока 36, а следовательно, на втором и третьем выходах блока 7 управления смещением изображений, В результате первый коммутатор 5 подключит первый канал Х к первому информационному выходу, а, третий канал Е - к второму информационйо- му выходу, Тогда первый вход первого сумматора 8 окажется подключенным к первому каналу Х, а первый вход второго 9 сумматора - к третьему каналу Л, Одновременно пятый коммутатор 41 к первому выходу подключит внешний источник (+Осп) положительного смещения. а к второму выходу (фиг, 9) - внешний источник отрицательного ( - Оп) смещения, В результате благодаря первому 8 и второму 9 сумматорам, первому 10 и второму 11 усилителям отклонения, индикатору 12 и формирователю 4 импульсов подсвета на экране сформируется элемент изображения в координатах ХОЕ,В третий период времени, когда одновременно на третьем и четвертом информационных выходах блока 36 высокие логические уровни сигналов. на втором и пятом выходах блока 7 управления смещением изображений первый коммутатор 5 подключит первый канал Х первым аналоговым элементом 50 коммутации (фиг, 8) к первому входу первого сумматора 3 и четвертым аналоговым элементом 53 коммутации второй канал У к первому входу второго сумматора 9. Одновременно пятый коммутатор 41 седьмым аналоговым элементом 56 коммутации подключит внешний источник отрицательного смещения к второму входу второго сумматора 9, а восьмым аналоговым элементом 57 коммутации внешний отрицательный источник смещения - к второму входу первого 8 сумматора Благодаря первому 8 и второму 9 сумматорам, первому 10 и второму 11 усилителям отклонения, формирователю 4 импульсов подсвета и индикатору 12 будет сформирован элемент изображения . в координатах ХОУ (фиг, 28), Процесс поэлементного фор мирования повторяется, пока не прекратит ся выдача сигнала на перемещение блоком 3 формирования координатных данных перемещений.Под действием высокого логического уровня сигнала "Упр, 3" коэффициент усиления первого 10 и второго 11 усилителей отклонения уменьшается в двэ раза, При снятии высокого логического уровня сигнала "Упр. 3" коэффициент усиления первого 10 и второго 11 усилителейотклонения восстанавливается, запрещается прохождение импульсов через четвертый 37, пятый 38, шестой 39 и седьмой 40 элементы И, а также через двенадцатый 14 и одиннадцатый 49 элементы И. В результате первый коммутатор 5 постоянно открывает пути прохождения сигналов только первого Х и третьего 2 каналов на первыйвход первого 8 и соответственно второго 9 сумматоров. Импульсы, управляющие формирователем 4 импульсов подсвета, формируются только тринадцатым элементом И 142 и вторым элементом ИЛИ 44. Запрещается пятому коммутатору 41 подключение внешних положительного и отрицательного источников питания к второму входу первого 8 и второго 9 сумматоров, Поэтому на все поле экрана запоминающей трубки индикатора 20 екции траектории в плоскости ХОЕ,Таким образом, с помощью элементов.138, 140 коммутации можно наблюдать любую траекторию, генерируемую любым из 25 30 35 40 45 50 12 будет формироваться изображение проканалов 29 формирования координатных данных, путем их избирательного подключения. Формирователь 4 импульсов посвета содержит элемент И, на первый вход которого поступают импульсы подсвета с блока 3 формирования координатных данных иимпульсы управления с блока 7 управлениясмещением изображений,Формула изобретения1, Устройство для контроля средств числового программного управления, содержащее формирователь импульсов подсвета, индикатор на запоминающей электронно-лучевой трубке, два усилителя отклонения, два сумматора и первый коммутатор, включающий четыре аналоговых элемента коммутации, выход первого усилителя отклонения подключен к входу отклонения луча записи по горизонтали индикатора на запоминающей электроннолучевой трубке, выход второго усилителя отклонения подключен к входу отклонения луча по вертикали индикатора на запоминающей электронно-лучевой трубке, выходы первого и второго сумматоров соединены с информационными входами соответственно первого и второго усилителей отклонения, выход формирователя импульсов подсвета подключен к входу управления модулятором индикатора на запоминающей электронно-лучевой трубке, первый и второй выходы первого коммутатора соединены соответственно с входами слагаемых первого и второго сумматоров, о тл и ч а ю 5 10 15 щ е е с я тем, что, с целью расширения области применения устройства за счет ввода в него средств имитации движения инструмента, введены задающий генератор, группа имитаторов движения инструмента, блок формирования координатных данных перемещения и блок управления смещением изображений, тактирующие входы имитаторов движения инструмента группы подключены к выходу задающего генератора, первый и второй входы управления каждого имитатора движения инструмента группы подключены к соответствующим входам устройства, входы начальной установки - к входу сброса устройства, информационные входы блока формирования координатных данных перемещения, обьединные попарно, соединены с первыми и вторыми информационными выходами имитаторов движения инструмента, первый, второй и третий входы управления блока формирования координатных данных перемещения соединены с соответствующими входами устройства, а вход начальной установки - с входом сброса устройства, первый выход блока формирования координатных данных перемещения подключен к информационному входу формирователя импульсов подсвета, а три выхода каналов отображения перемещения блока формирования координатных данных перемещения подключены к трем информационным входам первого коммутатора, причем выход второго канала отображения перемещения блока формирования координатных данных перемещения связан с четвертым информационным входом первого коммутатора, выход третьего канала отображения подключен к третьему информационному входу первого коммутатора, входы управления приводами устройства соединены с первыми информационными входами соответствующих имитаторов движения инструмента, входы питания датчиков перемещения устройства соединены с вторыми информационными входами соответствующих имитаторов движения инструмента, выходы данных о величине перемещений инструмента устройства подключены к информационным выходам с третьего по восьмой соответствующих имитаторов движения инструмента, тактирующий вход блока управления смещением изображений соединен с выходом задающего генератора, вход начальной установки - с входом сброса устройства, первый управляющий вход блока управления смещением изображений и управляющие входы первого и второго усилителей отклонения связаны с5 10 20 соответствующим входом устройства, входы задания положительного и отрицательного смещения блока управления смещением изображений являются соответствуюшими входами устройства, первый управляющий выход блока управления смещением изображений соединен с управляющим входом формирователя импульсов подсвета, управляющие выходы с второго по пятый - соответственно с первого по четвертый управляющими входами первого коммутатора, шестой и седьмой управляющие выходы - с управляющими входами первого и второго сумматоров.2. Устройство по и, 1, отл ича ю щеес я тем, что каждый имитатор движения инструмента содержит эквивалент привода инструмента, делитель частоты, блок синхронизации импульсов, О-триггер, три элемента И, элемент И - НЕ, счетчик, узлы имитации импульсного. Фазового и амплитудного датчиков и второй коммутатор, информационный вход эквивалента привода инструмента подключен к первому информационному входу имитатора движения инструмента, первый управляющий вход которого соединен с управляющим входом второго коммутатора, вход делителя частоты подключен к тактирующему входу имитатора движения инструмента, вторая группа информационных входов которого подключена к информационным входам блока синхронизации импульсов, тактирующий вход которого связан с выходом делителя частоты, О-вход О-триггера подключен к первому информационному выходу эквивалента привода инструмента, С-вход - к выходу делителя частоты, вход начальной установки имитатора движения инструмента соединен с входом сброса блока синхронизации импульсов и счетчика, суммирующий счетный вход которого подключен к выходу первого элемента И, явля. ющемуся первым информационным выходом имитатора движения инструмента, второй информационный выход которого подключен к выходу второго элемента И, связанному с вычитающим счетным входом счетчика, первые входы первого и второго элементов И подключены к второму информационному выходу эквивалента привода инструмента, второй вход первого элемента И соединен с прямым выходом О-триггера, инверсный выход которого подключен к вто. рому входу второго элемента И, первый вход третьего элемента И подключен к вы. ходу делителя частоты, второй вход - к первому информационному выходу блока синхронизации импульсов, а выход - к первому входу управления узла имитации фа 25 ЗО 40 45 50 55 зового датчика, второй вход управления которого соединен с выходом делителя частоты, третий вход управления - с третьим информационным выходом блока синхронизации импульсов, четвертый вход управления - с вторым входом управления имитатора движения инструмента, а информационные входы- с выходами счетчика, которые также соединены с информацион- ными входами узла имитации импульсного датчика и узла имитации амплитудного датчика, первый, второй и третий выходы которого подключены к одноименным информационным входам второго коммутатора, третий, четвертый и пятый информационные входы, которого соединены соответственно с первым, вторым и третьим выходами узла имитации фазового датчика, с седьмого по двадцатый информационные входы второго коммутатора подключены к с первого по шестой информационным выходам узла имитации импульсного датчика, а с первого по шестой информационные выходи второго коммутатора подключены с третьего по восьмой информационным выходам имитатора движения инструмента,3, Устройство по и, 2, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что эквивалент привода инструмента содержит преобразователь напряжения в частоту, формирователь знака сигнала, блок аналоговой модели регулируемого по скорости электропривода, информационный вход которого подключен к информационному входу эквивалента привода инструмента, тактирующий вход которого соединен с первым входом преобразователя напряжения в частоту, второй вход которого подключен к выходу блока аналоговой модели регулируемого по скорости электропривода, связанному с информационным входом формирователя знака, первый выход которого соединен с третьим входом преобразователя напряжения в частоту, выход которого подключен к второму выходу имитатора привода, первый выход которого соединен с вторым выходом формирователя знака, связанным с четвертым входом преобразователя напряжения в частоту,4. Устройство по и, 1, о т л и ч а ю щее с я тем, что блок Формирования координатных данных перемещений содержит элемент ИЛИ, третий коммутатор и группу каналов Формирования координатных данных, информационные входы каждого канала группы подключены к соответствующей группе входовблока, второй вход управления которого соединен с первым входом управления каждого канала формирования координатных данных группы, второй вход управления каждого канала формирования координатных данных группы связан с первым входом управления блока, вход начальной установки которого соединен с вхо дом начальной установки каждого канала формирования координатных данных группы, входы элемента ИЛИ подключены к первым выходам каналов формирования координатных данных группы, а выход - к 10 первому выходу блока, информационные входы третьего коммутатора подключены к вторым выходам каналов формирования координатных данных группы, первый информационный выход третьего коммутатора 15 подсоединен к первому выходу канала отображения перемещения блока, вгорой информационный выход - к второму выходу канала отображения перемещения блока, третий информационный выход - к третьему 20 выходу канала отображения перемещения блока, входуправления третьего коммутатора связан с третьим входом управления блока,5. Устройство по и. 4, о т л и ч а ю щ е - е с я тем, что каждый канал формирования 25 координатных данных группы содержит цифроаналоговый преобразователь, четвертый коммутатор и двоичный счетчик, счетные входы суммирования и вычитания которого подключены соответственно к пер вому и второму информационным входам канала, вход начальной установки которого подключен к входу начальной установки двоичного счетчика, информационные входы четвертого коммутатора поразрядно 35 подключены к информационным выходам двоичного счетчика, вход управления - к входу управления канала, а информационный выход первого разряда - к первому информационному выходу канала, второй 40 информационный выход которого соединен с выходом цифроаналогового преобразователя, информационные входы которого поразрядно связаны с информационными выходами четвертого коммутатора. 45б, Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что блок управления смещением изображений содержит распределитель импульсов, с четвертого по седьмой элементы И, пятый коммутатор и двоичный счетчик, 50 счетный вход которого подключен к тактирующему входу блока, вход начальной установки - к входу начальной установки блока, первый вход распределителя импульсов подключен к выходу первого раз ряда двоичного счетчика, выход второго разряда которого соединен с вторым входом распределителя импульсов, первый вход четвертого элемента И подключен к первому выходу распределителя импульсов, являющемуся третьим выходом блока, первый вход пятого элемента И подключен к второму выходу распределителя импульсов, первый вход шестого элемента И - к третьему выходу распределителя импульсов, первый вход седьмого элемента И соединен с четвертым выходом распределителя импульсов, связанным с вторым выходом блока, вторые входы четвертого - седьмого элементов И, а также вход управления распределителя импульсов подключены к первому входу управления блока, первый управляющий вход пятого коммутатора подключен к выходу четвертого элемента И, второй управляющий вход - к выходу пятого элемента И, являющемуся четвертым выходом блока, третий управляющий вход - к выходу шестого элемента И, служащему пятым выходом блока, четвертый управляющий вход - к выходу седьмого элемента И, второй вход блока подключен к первому информационному входу пятого коммутатора, а третий вход блока - к второму информационному входу пятого коммутатора, пятый выход распределителя импульсов связан с первым выходом блока, первый выход пятого коммутатора соединен с шестым выходом блока, седьмой выход блока связан с вторым выходом пятого коммутатора,7. Устройство по и. б, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что пятый коммутатор содержит аналоговые элементы коммутации, с пятого по восьмой входы управления пятого и шестого аналоговых элементов коммутации подключены соответственно к первому и второму входам управления пятого коммутатора, информационные входы - к пятому входу пятого коммутатора, информационные входы седьмого и восьмого аналоговых элементов коммутации:оединены с шестым входом пятого коммутатора, входы управления подключены соответственно к третьему и четвертому входам пятого коммутатора, первый выход пятого коммутатора соединен с выходами пятого и седьмого аналоговых элементов коммутации, а второй выход - с выходами шестого и восьмого аналогоьых элементов коммутации.Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для контроля средств управления многоканальными устройствами числового программного управления, формирующих задание на перемещение подвижных органов станка с ЧПУ,Цель изобретения - , расширение области применения устройства за счет ввода в него средств имитации движения инструмента,На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг,2- схемаимитаторадвижения инструмента; на фиг, 3 - схема эквивалента привода инструмента; на фиг, 4 - блок - схема блока формирования 3 координатных даннь 1 х перемещений; на фиг. 5 - блок-схема канала 29 формирования данных; на фиг, 6 - блок-схема блока управления смещением изображений; на фиг. 7 - функциональная схема Распределителя импульсов; на фиг. 8- схема первого коммутатора, на фиг. 9 - схема пятого коммутатора; на фиг. 10 - переходной процесс для регулируемого по скорости электро- привода при воздействии на его вход ступенчатого напряжения; на фиг. 11 принципиальная схема блока аналоговой модели регулируемого по скорости электропривода; на фиг. 12 - временные диаграммы работы имитатора движения инструмента; на фиг, 13 - схема реализации и реобразователя н ап ряжения в частоту, на фиг. 14 - схема формирователя знака; на фиг, 15 - схема интегратора; на фиг, 16 - временные диаграммы работы эквивалента привода инструмента; на фиг, 17 - схема блока синхронизации импульсов; на фиг. 18 - временные диаграммы работы блока синхронизации импульсов, на фиг. 19 - схема узла имитации фазового датчика, на фиг. 20 - схема формирователя маркера фазового датчика; на фиг. 21 - имитатор импульсного датчика; на фиг. 22 - временные диаграммы работы имитатора импульсного датчика, на фиг, 23 - схема Формирователя маркера импульсного датчика; на фиг, 24 - схема второго коммутатора; на фиг. 25 - схема четвертого коммутатора; на фиг. 26пример испол нения элементов коммутации четвертого коммутатора; на фиг, 27 - пример испол. нения третьего коммутатора; на фиг. 28 - изображение трех проекций движения имитируемого объекта в пространстве на экране запоминающей ЭЛТ; на фиг 29 - временные диаграммы работы распределителя импульсов; на фиг, 30-32 возможные схемы формирования управляющих и сбросовых сигналов для имитаторов, 5 10 15 20 25 30 фЭГ 40 4555 На фиг, 1 обозначены задающий генератор 1, имитаторы 2 движения инструмента,блок 3 формирования координатных данных перемещения, формирователь 4 импульсов подсвета, первый коммутатор 5,обаект 6 контроля (проверяемое устройство числового программного управления),блок 7 управления смещением изображений, первыйи второй 9 сумматоры, первый 10 и второй 11 усилители отклонения,индикатор 12 на запоминающей электронно-лучевой трубке,На фиг, 2 обозначены эквивалент привода 13 инструмента, делитель 14 частоты,блок 15 синхронизации импульсов, первый0-триггер 16, третий элемент И 17, первыйэлемент И - НЕ 18, первый 19 и второй 20элементы И, первый счетчик ,двоичный)21, узел 22 имитации (имитатор) импульсного датчика, узел 23 имитации (имитатор) фазового датчика, узел 24 имитации(имитатор) амплитудного датчика, второйкоммутатор 25,На фиг, 3 приведены блок 26 аналоговоймодели регулируемого по скорости электропривода, преобразователь 27 напряжения вчастоту, формирователь 28 знака сигнала.На фиг. 4 изображены каналы 29 формирования координатных данных, первый элемент ИЛИ 30, третий коммутатор 31,На фиг, 5 обозначены второй двоичныйсчетчик 32, четвертый коммутатор ЗЗ, цифроаналоговый преобразователь 34,На фиг, 6 обозначены третий двоичныйсчетчик 35, блок 36 выбора отображенийкоординатной плоскости (распределительимпульсов), четвертый 37, пятый 38, шестой39, седьмой 40 элементы И, пятый коммутатор 41,На фиг. 7 обозначены первый 42 и второй 43 элементы НЕ, второй 44 и третий 45элементы ИЛИ, восьмой 46, девятый 47, десятый 48, одиннадцатый 49 элементы И,На фиг. 8 обозначены первый 50, второй51, третий 52, четвертый 53 аналоговые элементы коммутации.На фиг, 9 обозначены пятый 54, шестой55, седьмой 56, восьмой 57 аналоговые элементы коммутации,На фиг. 11 обозначены первое передаточное звено 58, первый инвертирующийусилитель 59, второе передаточное звено60, суммирующий усилитель 61,На фиг. 13 обозначены второй инвертирующий усилитель 62, девятый аналоговыйэлемент 63 коммутации, десятый аналоговый элемент 64 коммутации, интегратор 65,первый 66 и второй 67 компараторы, первый68 и второй 69 элементы 2 И - ИЛИ, ВБ-триггер 70, второй О-триггер 71, третий О-триг 167585220 Ир -- +А 1 А 21 1- Р+1 - Р+1и ш 2 гер 72, элемент 2 НЕ-И 73, третий элемент одноименный с номером канала (1-М) имиНЕ 74, татор 2 движения, а точнее на вход экеиваНа фиг, 14 обозначены третий компара- лента 13 привода.тор 75, формирователь 76 импульсов, чет- Если бы это напряжение поступило навертый элемент НЕ 77. 5 вход привода станка, то вал двигателя приНа фиг. 17 изображены первый 78 и вода начал бы вращаться, Скорость вращевторой 79 элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ния вала двигателя тем больше, чем большеИЛИ, второй элемент И-НЕ 80, четвертый управляющее напряжение на входе приво 81 и пятый 82 О-триггеры, пятый 83 и да, а направление вращения валадвигателяшестой 84 элементы НЕ, первый 85 и вто привода зависит от полярности приложенрой 86 резисторы, первый конденсатор 87, ного на входе напряжения.седьмой элемент НЕ 88, элемент 89 инди- Передаточную функцию регулируемогопо скорости электропривода, имеющего пеНа фиг, 19 изображены четвертый 90, реходной процесс вида, приведенного напятый 91 и шестой 92 двоичные счетчики, 15 фиг,10,достаточно представитьследующимформирователь 93 маркера фазового датчи- выражениемка, второй конденсатор 94, третий резистор95, третий конденсатор 96, четвертый реэи- К(Т 1 Р+ 1)стор 97, четвертый конденсатор 98, пятыйЧЦр =резистор 99, шестой коммутатор 100,Т 2 Р +ТзР +1На фиг. 20 изображены четыонадцатый101, пятнадцатый 102, шестнадцатый 103К Т 1 Р+1элементы И, седьмой коммутатор 104, чет- . Т 2 а 1 И 2Р+1)( - "Р+1)вертый компаратор 105,Ж 2На фиг, 21 изображены третий элемент 25ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 106, восьмой 107 идевятый 108 элементы НЕ, формирователь МОГО ПО скоРости электропривода;109 маркера импульсного датчика.На фиг, 23 изображены семнадцатыйР - опе ато Лапласаэлемент И 110, десятый элемент НЕ 111, 30 коэффициент пеРедачи электроприНа фиг. 24 изображены с одиннадцатовода;го 112 по двадцать второй 123 аналоговые в 1, в 2 - коРни знаменателЯ пеРедаточэлементы коммутации.На фиг.25 изображены с первого 124 по осле РазложениЯ пеРедаточной функдесятый 133 элементы коммутации. 35 ции р на простые дроби получается, чтоНа фиг, 26 изображены третий 134, четвертый 135, пятый 136 и шестой 137 элементы И - НЕ,На фиг. 27 изображены одиннадцатый138, двенадцатый 139, тринадцатый 140 40элементы коммутации.где А 1, А 2 - коэффициенты.В состав блоков устройства также вхо- ледовательно, переходныи процессдят Двенадцатый элемент И 141, тринадц - Р моделируемого эквивалента привода 13тый элемент И 142, одиннадцатый элемент может бьть представлен как сумма переходНЕ 143, шестой резистор 144, седьмои ре 45 ных процессов двух апериодических звеньзистор 145, первый переключатель 146, ев перого поРядка, передаточнаявосьмой резистор 147, девятый резистор Фуция каждого из которых равна соот 148, второй переключатель 149, десятый ре ветст Ующему слагаемому (фиг. 10), Призистор 150, одиннадцатый резистор 151, мером исполнения блока 26 аналоговойтРетий переключатель 152, первый диод 50 модели регулируемого по скорости элект 153, второй диод 154, двенадцатый рези Ропривода(фиг. 3), входящего в состав эквистор 155, пятый конденсатор 156, третий валента пРивода 13, может послужитьинвертирующий усилитель 157, схема, приведенная на фиг. 11, реализуюустройство работает следующим обра щая указанную передаточную функцию.зом.Для расчета параметров первого переИмпульсы частоты 1 з с задающего ге- Даточного звена 58, фоРмиРУюЩего пеРвУюнератора поступают на вход делителя 14 экспонету(фиг. 10), необходимо, чтобычастоты имитатора 2 движения, Уп равляющие напряжения с каждого канала управ- Я 5 5 1 з А1 В йления объекта 6 контроля поступают на М 1% Й 1 О1675 В 52 1 О диск орректор М. Максимишин актор В. Да Заказ 3002 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открцтиям при ГКНТ С 113035; Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Составитель В. ВоронТехред М,Моргентал Й 2 дисК ОИ дискДля расчета параметров второго передаточного звена 60, формирующего вторую экспоненту (фиг. 10), необходимо, чтобы1 86 В 9, Й 7 С 2 В 9= - , -- = - Рг,В 2 й й 7 811Знак минус возле А 2 получен благодаря наличию в блоке 26 инвертирующего усилителя 59,Благодаря суммирущему усилителю 61 на его выходе получается суммарное выходные напряжение, формируемое первым 58 и вторым 60 передаточными звеньями.Задавая сначала на вход блока 26 аналоговой модели регулируемого по скорости привода ступенчатое напряжение, а потом это же напряжение на вход реального привода, очень легко получить близкие по параметрам передаточные функции. При этом двигатель реального привода должен быть на холостом ходу, при пусках и торможениях токоограничение не работает, в прямом канале усиления реального привода ни один из элементов не насыщается,Так, например, для привода РАМОС при ступенчатом изменении входного сигнала определено Уд = 1500,00012 Р + 0,0235 Р + 1150 500,006 Р+1 0,017 Р+1Откуда Ь 1(т) = 150 (1 - е 0006) т 2 (1) - 50 ( 1 е 0,017) На фиг. 12 приведены временные диаграммы работы эквивалента привода 13, При подаче на вход блока 26 аналоговой модели регулируемого по скорости электропривода ступенчатого напряжения Овх на выходе суммирующего усилителя 61 получаем напряжение Овых, сФормированное первым 58 и вторым 60 передаточными звеньями с учетом их передаточных характеристик, близких к передаточным характеристикам реального электропривода, Далее напряжение Овых поступает на преобразователь 27 напряжения в частоту и одновременно на формирователь 28 знака,Преобразователь 27 (фиг, 3) при подаче на его вход напряжения Овых позволяет на своем выходе получить последовательность импульсов (в), частота которых пропорциональна оборотам вала двигателя реально 1 г Овых,= -- ,Г Овх й,ВС50 55 10 15 20 25 30 35 40 го электропривода, Формирователь 28 знака одновременно выдает на своем выходе высокий или низкий логический уровень сигнала, указывающий на направление имитируемого движения, подобно нап равлению вращения вала двигателя реального электропривода.Основные требования к преобразователю 27 напряжения в частоту - возможность преобразования входных напряжений положительной (от 0 до +10 В) и отрицательной (от 0 до - 10 В) полярности, широкий диапазон выдываемых частот (от 0 до 500 кГц), высокая линейность преобразования для напряжений, близких к нулю (порядка единиц милливольт), так и напряжений, близких к максимальному значению преобразуемого в частоту напряжения (близкого к 10 В). Примером реализации преобразователя 27 напряжения в частоту может послужить фиг, 13. Она представляет второй инвертирующий усилитель 62, которым значение входного напряжения инвертируется и подается на информационный вход ревя- того аналогового элемента 63 коммутации. Одновременно прямое значение входного напряжения прикладывается к информационному входу десятого аналогового элемента 64 коммутации. Выходы девятого 63 и десятого 64 аналоговых элементов коммутации объединены и подключены к входу интегратора 65, Допустим, что в данный момент замкнута цепь с входа на выход в девятом аналоговом элементе 63 коммутации благодаря высокому логическому уровню сигнала на прямом выходе ВЯ- триггера 70. Поэтому инверсное значение Овых. 26 с выхода второго инвертирующегоо усилителя 62 поступает на вход интегратора 65, Напряжение на выходе интегратора (фиг, 15) начинает изменяться согласно вы- ражению Величины В и С выбираются таким образом, чтобы во всем диапазоне изменения напряжения Овх напряжение на выходе интегратора 65 изменялось линейно, Так как с выхода второго инвертирующего усилителя 62 в данный рассматриваемый момент поступает напряжение отрицательной полярности, то на выходеинтегратора 65 будет линейно нарастать выходное напряжение (фиг, 16) положительной полярности.При достижении напряжением на выходеинтегратора 65 величины, равной напряжению +Ооп, приложенному к второму входу второго 67 компаратора, на его выходе усла "ЗН" или инверсного сигнала "ЗН" разрешает прохождение высоких логических уровней выходных сигналов первого 66 или второго 67 компараторов через первый 68 или второй 69 логические элемент.ы 2 И - ИЛИ (фиг. 13),При положительном напряжении на выходе блока 26 аналоговой модели регулируемого по скорости электропривода уровень сигнала "ЗН" будет высоким. Если замкнут девятый аналоговый элемент 63 коммутации, то выходное напряжение блока 26, как указывалось, поступит через второй инвертирующий усилитель 62 на вход интегратора 65. В результате на выходе интегратора 30 35 65 будет линейно нарастать положитель 40 ное напряжение. При достижении уровнем линейно нарастающего напряжения значения, равного+Ом, приложенного на второй вход второго компаратора 67, на его выходе появится высокий уровень логического сигнала. Совпадение двух высоких логических уровней сигналов "ЗН" с выхода второго коммутатора 67 позволяет получить высокий логический уровень сигнала на выходе второго элемента 2 И - ИЛИ 69, а 45 50 следовательно, на К-входе ВЯ-триггера 70, В результате на первом (прямом) выходе ВС-триггера 70 установится нулевой логический уровень сигнала, а на втором (инверсном) выходе - высокий логический уровень 55 сигнала, В результате девятый аналоговый элемент 63 коммутации разомкнется, а десятый 64 аналоговый элемент коммутации замкнет свой информационный выход с информационным входом. Так как уровень вытановится высокий логический уровень сигнала.Одновременно выходное напряжение(Овых) с блока 26 аналоговой модели регулируемого по скорости электропривода по ступает на вход формирователя 28 знака, примером исполнения которого может послужить фиг. 14 (на вход третьего компаратора 75). При положительном уровне напряжения на входе третьего компарато ра 75 формирователя 28 знака на его выходе появится высокий логический уровень сигнала, При отрицательном уровне напряжения на входе третьего компаратора 75 на его выходе появится низкий логиче ский уровень сигнала, Благодаря формирователю 76 импульсов на его выходе будут получены логические уровни сигналов "ЗН", имеющие четкие фронты импульсов ., при переходе нулевого логического уровня 20сигнала в высокий логический уровень и обратно. С помощью четвертого элемента НЕ 77 формируется инверсный сигнал "ЗН", Высокий логический уровень сигнаходного напряжения блока 26 остался положительным, то, будучи приложенным через десятый аналоговый элемент 64 непосредственно к входу интегратора 65, он изменит знак линейно нарастающего напряжения на выходе интегратора 65.В результате сравнения по величине выходного напряжения интегратора 65 и опорного напряжения - Ооп на выходе первого компаратора 66 появится сигнал высокого логического уровня. Так как логический уровень знакового сигнала "ЗН" остался неизменным, то теперь на выходе первого логического элемента 2 И - ИЛИ 68 появится высокий логический уровень сигнала, а следовательно, по Я-входу на первом (прямом) выходе ВЯ-триггера 70 установится высокий логический уровень сигнала, а на втором (инверсном) - низкий, Теперь девятый аналоговый элемент 63 коммутации образует сквозную цепь между своими информационными входом и выходом, а в десятом 64 аналоговом элементе коммутации эта цепь разомкнется. Процесс периодически повторяется. Чем выше выходное напряжение на выходе блока 26 аналоговой модели регулируемого по скорости электропривода, тем быстрее на выходе интегратора 65 напряжение будет достигать величины +Ооп или - Ооп, а следовательно, выше частота импульсов 1 тр, При изменении логического уровня знакового сигнала "ЗН" на низкий инверсный уровень знакового сигнала "ЗН" станет высоким и в элементе 68 второй элемент И, а в элементе 69 первый элемент Ибудут пропускать высокие логические уровни сигналов с выходов первого 66 или второго 67 компараторов, Таким образом, процесс преобразования напряжения в частоту будет продолжаться, Полученная последовательность импульсов 1 тр типа менадр поступит на С-вход второго 71 О-триггера.По каждому положительному фронту импульса последовательности на выходе второго 0-триггера 71 будет устанавливаться низкий логический уровень сигнала с его собственного О-входа, По положительному фронту импульса Г с выхода третьего элемента НЕ 74 низкий логический уровень сигнала с выхода второго 0-триггера 71 будет запомнен третьим О-триггером 72 и на его выходе появится низкий логический уровень сигнала, По низкому логическому уровню сигнала с выхода третьего О-триггера 72 второй О-триггер 71 по Я-входу установит на своем выходе высокий логический уровень сигнала, По ближайшему положительному фронту импульса частоты Р с выхода третьего элемента НЕ 74 высокий логический5 10 15 20 21 =" 1 тр.макс = Мчакс,уровень сигнала на Р-входе третьего Р- триггера 72 будет запомнен этим Р-триггером и на его выходе появится высокий логический уровень сигнала. При наличии одновременно низких логических уровней на вхадахэлемента 2 НЕ - И 73 наего выходе будет высокий логический уровень сиг ала (фиг. 16).При всех друплх комбинациях сигналов на входах элемента 2 НЕ - И 73 на его выходе будет низкий логический уровень сигнала, Этот процесс периодически повторяется. В результате на выходе элемента 2 НЕ - И 73 образуется последовательность импульсов, частота в которых пропорциональна напряжению с выхода блока 26 аналоговой модели регулируелого по скорости электро- привода и синхронизирована импульсами частоты Г с выхода третьего элемента И 17, Из фиг. 16 становится очевидным, что для получения синхронизации должна выполняться условие где 1 тр.макс - максимальная частота импульсов на выходе ВЯ-триггера 70;Е - частота импульсов с выхода третьего элемента И 17,Опорное напряжение+Ооп и -Ооп выбирается из условия инерционности (чувствительности) привода, При малых значениях опорного напряжения на вторых входах первого 66 и второго 67 кампараторав малые значения напряжения на выходе блока 26 на выходе преобразователя 27 напряжения в частоту позволят получить уже значительную частоту, пропорциональную оборотам высокомоментного безынерционного двигателя, При больших значениях напряжения +Ооп и ОоГ 1 даже при сравнительно больших напряжениях на выходе блока 26 аналоговой модели регулируемого по скорости электропривода частота сигнала на выходе преобразователя 27 напряжения в частоту будут небольшой, ч о также пропорционально оборотам инерционного двигателя, Поэтому, задавая на вход реального привода управляющее напряжение и измерив при этом обороты двигатепя в реальном приводе, легко подобрать опорное напряжение +Ооп и - Ооп для моделирования любого привода, Таким образом, на выходе эквивалента привода 13 при подаче на его вход управляющего напряженля будет получена последовательность импульсов с частоой, пропорциональной оборотам двигателя реального привода, а логический уровень сигнала знака "ЗН" будет указывать на на 25 30 35 40 45 50 55 правление вращения вала двигателя реального привода при подключении его к исследуемому проверяемому объекту 6.Блок 16 синхронизации импульсов, примером исполнения которого может послужить схема, представленная на фиг. 17, формирует три последовательности импульсов по импульсам накачки Оопт - Ооп 4, формируемым обьектом 6 для питания статорных обмоток фазовых датчиков. Блок 15 синхронизации, представленный на фиг, 17, работает следующим образом. С обьекта 6 выдаются две (Ооп и Ооп) последовательности импульсов типа меандр для питания статарных обмоток вращающихся трансформаторов и их инверсное значение ОопЗ И Ооп 4 ПРИЧЕМ ОбЫЧНО К ПЕрВОй Статорной обмотке подключаются последовательности импульсов О,п и Оопз, а к второй ОбМОтКЕ - Оопо И Ооп 4, ТОГДа В РатОРНОй обмотке вращающегося трансформатора будет сниматься последовательность импульсов, фаза первой гармоники которой будет нести информацию о угле поворота якоря относительно фазы опорных импульсов,При подаче четырех последовательНаСтвй аПарНЫХ ИМПУЛЬСОВ Ооп - Оопл На блок 15 синхронизации с помощью первого 78 и второго 79 элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, а также второго элемента И-НЕ 80, пятого 83 и седьмого 88 элементов НЕ, резисторов 85 и 86 и конденсатора 87 происходит контроль их наличия, Так как им- ПУЛЬСЫ Оопп И Оопл РаЗНОй ПОЛЯРНОСТИ, та на выходе первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 78 будет установлен высокий логический уровень сигнала. При пропадании импульсов последовательно- СтИ Оопп И Ооп 4 На ВЫХОДЕ ПЕРВОГО ЭЛЕМЕН- та ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 78 установится низкий логический уровень сигнала, Аналогично второй элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 79 контролирует последовательности импульсов Ооп и Оопз. Таким образом, если ВСЕ ИМПУЛЬСЫ Оопп - Ооп 4 ПРИСУтСтВУЮт, та на выходах элементов 78 и 79 будут высокие логические уровни сигналов. В результате на выходе второго элемента И - НЕ 80 будет постоянно низкий логический уровень сигнала, следовательно, на выходе пятого элемента НЕ 83 будет высокий логический уровень сигнала.Особенностью элемента 83 является то, что он выполнен с открытым коллекторным переходом, Величина резистора 86 достигает всего нескольких ом, Величина резистора 85 достигает величины единиц килоом. Таким образом, при высоком логическом уровне сигнала на выходе пятого логический уровень сигнала. По ближайшеэлемента НЕ 83 происходитмедленнозаряд му положительному фронту импульса 1 с конденсатора 87, а следовательно, на вы- выхода делителя 14 частоты низкий логиходеседьмогоэлемента НЕ 88 будетнеко- ческий уровень сигнала установится на торое время установлен низкий 5 первом(прямом)выходепятого О-триггера логический уровень сигнала, а потом высо, Наличие низкого логического уровня кий. Но достаточно оборвать одну из це- на первом выходе пятого О-триггера 82, а пей, передающих сигналы О 0 П 1 - О 0 П 4 от следовательно, на 5-входе четвертого О- объекта 6, на выходе второго 80 элемента триггера 81 позволит установить на выхо- И-НЕ установится высокий логический 10 де четвертого О-триггера 81 высокий уровень сигнала, а следовательно, на вы- логический уровень сигнала,ходе пятого 83 элемента НЕ - низкийлогический уровень сигнала. При низком По положительному фронту следующеуровне логического сигнала на выходе го импульса 1 с выхода делителя 14 частоты пятого элемента НЕ 83 конденсатор 87 15 на выходе пятого О-триггера 82 установит- быстро разряжается из-за малой величи- ся высокий логический уровень сигнала, В ны резистора 86. Зато короткие положи- Результате на первом выходе пятого О- тельные импульсы, возникающие на триггера 82 будет сформирован импульс выходе пятого элемента НЕ 83 при обры- р, а на втором(инверсном) выходе - инверве только сигнала одной последователь сный импульс. Процесс формирования имности опорных частот из ряда О,1 - О 04, пульсов р и ф периодически повторяется не успевают зарядить конденсатор 87 из-по каждому положительному фронту имза сравнительно большой величины рези- пульса последовательности О,п. Импульсы стора 85, Таким образом, на выходе Р с первого выхода блока 14 синхронизаседьмого элемента НЕ 88 будет удержи ции поступают на второй вход третьего элеваться высокийлогический уровень сигна- мента И 17, В результате (фиг, 18) при ла, который по третьему входууправления поступлении импульса с первого выхода запретитработуимитатору 23 фазовыхим- блока 15 синхронизации на второй вход пульсов, третьего элемента И 17 запрещается проЭлемент 89 индикации при появлении 30 хождение импульса 1 с выхода делителя 14высокого логического уровня сигнала на частоты через первый входтретьегоэлеменвыходе седьмого элемента И - Н Е 88 ука- та И 17 на его выход.зывает на отсутствие опорных импульсов Одновременно с второго выхода блока Ооп 1 - Ооп 4 от объекта 6 контроля, В каче синхронизации поступает инверсное стве элемента 89 индикации используется эначе" ие импульса фт на второй вход светодиод, но можно использовать, напри- ерого элемента И - НЕ 18, чем оазоешамер, звуковое сигнализирующее устройство, ется пРохождение одного импульса 1 ц с Одна из последовательностей импульсов первого входа первого элемента И - НЕ 18 Ооп - О 0 п 4, синхронизированных импуль- на его выход. В Результате на выходе персами 1 с выхода делителя 14 частоты, ис- ого элемента И-НЕ 18 сформируется ко 40 впользуется далее для организации работы Роткий импУльс, который поступает наимитатора 23 фазового датчика, первый вход управления имитатора 23 фауВ исходном состоянии по импульс"Сброс", инвертированному шестым э ния имитатора фазового датчика45ментом НЕ 84, на первом(прямом) выходе поступают импульсы 1 с выхода делителя пятого О-триггера 82 установится высокий 14 частоты. На третий вход управления логический уровень сигнала. 0 дновремен- имитатора 23 фазового датчика поступает но на втором (инверсном) выходе пятого импУльс сбРоса с третьего выхода блока 15 О-триггера 82 будет низкий логический синхронизации при отсутствии импульсов уровень сигнала, По переднему (положи- последовательностей Ооп 1 Ооп 4 с объек 50 п лтельнОмУ) фронту импульса последователь- та 6. Последовательность импульсов часности Ооп 2, приходящего от объекта 6, на оты Р с выхода третьего элемента И 17 выходе четвертого О-триггера 81 будет ус У Равляет работой преобразователя 27 тановлен уровень сигнала О-входа этого напРяжения в частоту. Полученные на втотриггера. Так как О-вход О-триггера 81 под-. Ром выходе эквивалента привода 13 им 55ключенкшинеснулевымлогическимпотен- пульсы поступают на первые входы Ниалом, то на выходе этого О-триггера по пероо 19 и второго 20 элементов И. По положительному фронту импульса последо- положительному фронту импульса частоты вательности Ооп 2 будет Установлен низкий 9 на С-входе первого О-триггера 16 (фиг, 2)логический уровень сигнала "ЗН" запоминается этим О-триггером,При высоком логическом уровне сигнала "ЗН" на О-входе первого О-триггера 16 на первом (прямом) его выходе установится высокий логический уровень сигнала, а на втором инверсном выходе - низкий логический уровень сигнала, Таким образом, на втором входе первого элемента И 19 будет присутствовать высокий логический уровень сигнала, а на втором входе второго 20 элемента И - низкий логический уровень сигнала, В результате через первый элемент И 19 на суммирующий вход первого двоичного счетчика 21 будут проходить импульсы частоты и Второй элемент И 20 из-за наличия низкого логического уровня сигнала на втором собственном входе импульсов частоты и с первого входа на выход не выдает. В результате импульсы на вычитающем входе первого двоичного счетчика 21 отсутствуют. В исходное состояние, когда на всех выходах первого счетчика 21 низкие логические уровни, первый счетчик 21 устанавливается сигналом "Сброс".При поступлении импульсов от первого элемента И 19 на информационных выходах первого двоичного счетчика 21 устанавливаются высокие или низкие логические уровни сигнала, Объем (разрядность) счетчика 21 выбирается таким, чтобы двоичный код числа на его выходе равнялся или был больше количества дискрет в шаге фазового датчика, Например, для вращающегося трансформатора типа ВТМГ число дискрет равно 512 и ри полном обороте вала датчика, Для датчика типа ДПФД число дискрет равно 128. Для датчиков типа индуктосин - 2048, Поэтому обьем первого счетчика 21 желательна сразу выбрать равным 2048, Для имитации фазового датчика служит имитатор 23 фазового датчика.Пример исполнения имитатора 23 представлен на фиг. 19. В момент включения устройства первый конденсатор 87 еще не успевает зарядиться, Следовательно, на выходе седьмого элемента НЕ 88 некоторое время удерживается высокий логический уровень сигнала. Наличие высокого логического уровня сигнала на третьем входе управления имитатора фазового датчика, а следовательно, на входах сброса (Р-входах) третьего 90, четвертого 91, пятого 92 двоичных счетчиков, позволяет установить их в исходное состояние, когда на информационных выходах присутствуют низкие логические уровни сигналов. Если объект 6 работает с датчиком типа 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ДПФД, с количеством дискрет 128 вшаге фазового датчика при одном полномповороте вала датчика, то шестой коммутатор 100 под действием сигнала "Уп р. 5" должен замкнуть первый информационныйвход (конденсатор 94 и третий резистор 95)с информационным выходом, Если проверяемый объект 6 работает с датчиком типаВТМ - 1 Г или аналогичным, в которых количество дискрет достигает 512, то шестойкоммутатор 100 под действием сигнала"Упр. 5" должен замкнуть второй информационный вход (третий конденсатор 96 и четвертый резистор 97) синформационнымвыходом.Если проверяемое устройство работаетс фазовым датчиком типа "Индуктосин", вкотором количество дискрет достигает 2048в шаге фазового датчика (изменения фазына 360 ), то под действием сигнала "Упр, 5"шестой коммутатор 100 должен соединитьсвой третий информационный вход (четвертый конденсатор 98 и пятый резистор 99) синформационным выходом при отключенном первом и втором информационных входахОоп Ягде И - общий коэффициент деления счетчиков;1 - частота импульсов с выхода делителя 14 частоты;1 ооп - частота импульсов накачки отодной из последовательностеЙ Ооп 1 - Ооп 4,выдаваемых проверяемым объектом.Объем счетчиков 90-92 соответствуетобъему (разрядности) счетчика 21,При расчете частоты 1 д следует учитывать коэффициент М деления счетчиков90 - 92 относительно информационного выхода (например, первого выхода пятогодвоичного счетчика 92 при работе проверяемого объекта 6 с датчиком ВТМГ илианалогичным, когДа И=512);1, 14 оп ДлЯ каждого типа датчика определяется его конструктивными параметрами. Под действиемимпульсов 1 на выходе шестого компаратора 100 формируются низкие или высокиелогические уровни сигналов, В результатена выходе шестого коммутатора 100 получим импульсы типа "меандр" с частотой,равной частоте опорных импульсовОоп 1 Ооп 4, ЕСЛИ ДВОИЧНЫЙ КОД ЧИСЛа С ВЫхода первого двоичного счетчика 21 равенчислу ноль, то на информационном выходешестого коммутатора 100 импульсы будут снулевым сдвигом па фазе.После записи двоичнога кода числа, отличного от нуля, которое сформированопервым двоичным счетчиком 21 в двоичныесчетчики 90-92 по импульсу Е;, фаза выходных импульсов смещается. Аналогично при записи нового двоичного кода нового числа устанавливается новое значение фазы сигнала "ДФ" на информационномвыходе шестого коммутатора 100. Таким образом, под действием импульсов частотой в с выхода эквивалента привода 13 на выходе имитатора 23 будет изменяться фаза выходного сигнала "ДФ". Используя информацию о пе 5 10 ремещении фазы сигнала "ДФ", объект 6 будет определять имитируемую величину перемещения по заданному управляющему напряжению ЛО. Для этого выход ДФ имитатора 23 вторым коммутатором 25 по сигналу "Упр. 1" подключается к своему 15 20 одноименному по номеру канала измерения (Д 1.Д 1 ч) объекта 6. Конденсаторы 94, 96, 98 и резисторы 95, 97, 99 устраняют постоянную составляющую в логическом сигнале с выходов пятого 91 и шестого 92 двоичных счетчиков.Параллельно сигналу "ДФ" имитатором 23 фазового датчика формируется сигнал маркера "ДМ". Этот сигнал используется в реальных датчиках, устанавливаемых на станках для выхода подвижных органов станка в исходную позицию, Формируется этот сигнал один раз на полный оборот вала датчика, Для датчика ДПФ - 100 Д длительность такого сигнала соответствует 11 поворота вала датчика. Формирователь 93 маркера фазового датчика позволяет имитировать сигнал маркера для фазовых датчиков (например, датчиков ДПФ - 100 Д, ВТМ - 1 Г, индуктосин). Примером реализации узла, формирующего сигналы маркера, "ДМ", может послужить схема, представленная на фиг, 20, Седьмой коммутатор 104 синхронно с шестым коммутатором 100 подключает один тринадцатый 101, или че.тырнадцатый 102, или пятнадцатый 103 элемент И, Входы тринадцатого элемента И 101 для датчика со 128 дискретами подключены к выходам пятого, шестого и седьмого разрядов первого двоичного счетчика 21, Входы четырнадцатого элемента И 102 для датчика с 512 дискретами подключены к выходам седьмого, восьмого и девятого разрядов первого 21 двоичного счетчика. Входы пятнадцатого элемента И 103 для датчика с 2048 дискретами подключены к выходам девятого, десятого, одиннадцатого разрядов первого двоичного счетчика 21,Чем больше младших разрядов подключено к элементам И 101 - 103, тем уже импульс будет сформирован на выходах этих элементов. По импульсу на выходе седьмого коммутатора 104 четвертый компаратор 30 35 40 сформирует импульс "ДМ". При низком логическом уровне сигнала на выходе седьмого коммутатора 104 четвертый компаратор 105 на своем выходе устанавливает отрицательный уровень сигнала, При высоком логическом уровне сигнала на выходе седьмого коммутатора 104 четвертый компаратор 105 на своем выходе устанавливает положительный уровень сигнала, Таким образом, сигнал маркера "ДМ" на выходе четвертого компаратора 105 будет двухполярным, Параллельно сигналу "ДФ" через второй коммутатор 25 подаются сигналы "ДМ" на входы Д 1 - ДИ проверяемого устройства числового программного управления, Таким образом, образована полная имитация привода, который, вращая вал двигателя, перемещает обьект, а также вращает ось фазового датчика путем генерации импульсов сигнала знака "ЗН" и сигналов 1 Д Ф 1Д МЕсли обьект 6 работает только с импульсными датчиками, то опорные импульсы ОопБоп 4 для таких датчиков не генерируются, Импульсные датчики вырабатывают две последовательности импульсов типа "меандр", но сдвинутые относительно друг друга по фазе на 90 О, Для повышения достоверности пЕредачи импульсных сигналов, параллельно основным двум последовательностям импульсных сигналов, передаются еще две дополнительные последовательности сигналов, имеющие инверсные значения логических уровней сигналов по отношению к основным. Информация о перемещении от датчика кодирована кодом Грея. Имитатор 22 импульсного датчика позволяет по двоичному коду, принятому от первого двоичного счетчика 21, сформировать две последовательности импульсов и инверсные им значения импульсов, аналогичные выдаваемым в обычных датчиках, а также сигнал маркера, формируемый для выхода устройства в исходное или заданное состоние. Примером исполнения такого имитдтора 22 импульсного датчика может послужить схема, приведенная на фиг. 21, От первого двоичного счетчика 21 с выходов первого и второго разрядов поступают изменяющиеся по времени логические уровни сигналов, формируемые импульсами частоты в с выхода эквивалента привода 13. Третий элемент ИСКЛЮЧАЮШЕЕ ИЛИ 106 при различных логических уровнях сигналов первого и второго оазрядов на выходе первого двоичного счетчика 21 на своем выходе устанавливает высокий логический уровень сигнала.