Шаговый графопостроитель

Союз Советских Социалистических РеспубликЗависимое от авт. свидетельстваЗаявлено 13,Ч 1.1968 ( 1247740/18-24) Кл. 42 гп 6 присоединением заявкиКомитет по делам зобретений и открытий при Совете Министров СССРф, Г. Мильнер ститут технической явитель АГОВЫЙ ГРАФО ОИТЕ п раИзобретение относится к автоматике. Графопостроитель предназначен для устройств управления дискретными перемещениями головки с инструментом относительно планшета с носителем или поверхности обработки.Известны шаговые графопостроители, содержащие устройство ввода-управления, шаговые двигатели, датчики, блок управления, интерполятор, разделительные схемы, триггеры, счетчики и линии задержки.Предлагаемое устройство отличается от известных тем, что в нем выходы кодовых шин датчиков положения через вентили и разделительные схемы подключены к установочным входам реверсивных счетчиков, выходы нулезых шин которых через первые вентили подключены к шинам нулевых кодов датчиков положения, а через вторые вентили, инверторы и линии задержки - к тем же.шинам нулевых кодов датчиков положения. Выходы вторых вентилей подключены к управляющим входам третьих вентилей, импульсные входы которых подключены к генератору импульсов, а выходы через разделительные схемы и вентили распределения, соединенные с соответствующими выходами триггеров знаков координат перемещений, подключены к соответствующим входам блоков управления приводом, а также через разделительную схему - к нулевому входу триггера пуска, единичный выход которого через вентиль, соединенныи с генератором импульсов, подключен ко входу интерполятора. Единичный вход триггера пуска через разделительную схему подключен к вы ходам первых вентилей, а также ко входамчетвертых вентилей. другие входы которых подключены к соответствующим выходам триггеров знаков, а выходы - к импульсным входам вентилей передачи дополнитель пых кодов в соответствующие циклическиесчетчики, входы (+) и ( - ) которых через линии задержки подключены к соответствующим входам олоков управления. Это позволяет устранить погрешность привода и повы сить точность работы графопостроителя.Схема устройства представлена на чертеже.Выходы устройства ввода-управления 1соединены со входами интерполятора 2, триггеров 3 и 4, знака перемещений по осям х и 20 у и через сборку 5 в с единичным входомтриггера пуска 6, а через сборку 7 - с нулевыми, Единичный выход триггера пуска 6 соединен с управляющими потенциальными выходами вентилей 8 - 12, импульсные входы 25 которых соединены с выходом генератора импульсов И. Вторые входы вентилей 11, 12, 9 и 10 соединены с выходами вентилей 14 - 17 перемещений по осям х и у.Выходы триггеров знака соединены с о тснциальными входами вентилей 14 - 17 с 3пределения импульсов по входам (+), ( - ) блоков 18 и 19 управления шаговыми двигателями. К импульсным входам вентилей подключены выходы сборок 20 - 23, соответст;венно ко входам этих сборок подключены выходы интерполятора, через ключи 24 - выход генератора единичных импульсов 25, а также выходы вентилей 26 и 27, импульсные выходы которых соединены с выходом генератора 13, а потенциальные управляющие входы - с выходами схем И 28 и 29, Эти же выходы соединены со сборкой 30, выход которой подключен к формирователю 31. Выход последнего соединен со вторым входом сборки 7.Ко входам схемы И 28 подключены выхо.ды шины нулевого кода счетчика 32(Х), а через линию задержки 33 и инвертор 34 - выход нулевой шины датчика положения 35(Х). Кроме того, выходы нулевых шин счетчика Х и датчика Х соединены со входами схем И 36, выход которой подключен ко входу сборки 37, ко второму входу которой подключен выход схемы И 38, входы которой соединены с выходными шинами нулевых кодов датчика положения 39(У) и счетчика 40 (ЛУ). Нулевой выход датчика 39 через линию задержки 41 и инвертор 42 соединен со входом схемы И 29, второй вход которой соединен с выходом нулевой шины счетчика 40, а выход - со входом сборки 30. Выход сборки 37 соединен через сборку 5 с единичным входом триггера б,Датчики положения 35 и 39 соединены цри помощи кинематических звеньев 43 и 44 с щаговыми двигателями 45 и 46.Выходы кодовых шин датчиков 35 и 39 через группы вентилей 47 и 50 передачи прямого и обратного кодов соединены со входами разделительных схем 48,и 49, выходы которых соединены со входами триггеров счетчиков 32 и 40. К импульсным входам вентилей 47 и 50 подключен выход блока 1 ввода-управления. Нулевой выход триггера 3 подсоединен ко входу схемы И 51, второй вход которой соединен с выходом схемы И Зб. Выход схемы 51 соединен с импульсным входом вентилей передачи обратного кода 47. Нулевой выход триггера 4 соединен со входом И 52, второй вход которой соединен с выходом схемы И 38. Выход последней подсоединен к импульсным входам вентиля 50 передачи обратного кода,Работает устройство следующим образом.Сигналом пуск с устройства ввода-управления 1 через сборку 5 устанавливается в единичное состояние триггер 6, разрешая поступление импульсов от генератора 13 в интерполятор 2, распределяющий импульсы на соответствующий входы (+) и ( - ) блоков 18 и 19 управления щаговыми двигателями 45 и 46. Эти импульсы проходят через сборки 20 - 23 иа импульсные входы вентилей 14 17. При наличии единичного кода на триггере знака 3 (перемещение +Х) открывается вентиль 14, сигнал с нулевого выхода того же триггера открывает вентиль 15 ( - Х), сигнал с единич 22691 ного выхода триггера знака 4 (+У) открывает вентиль 16, сигнал с нулевого ( - У) - вентиль 17.Выходной код триггеров 3 и 4 определяется сигналом с блока 1 на соответствующих их входах.Поступление импульсов па шаговые двигатели 45 и 46 определяет координатные перемещения исполнительного органа, фиксируемые датчиками положения 35(Х) и 39(У),10 Датчики циклические. Они имеют форму дисков с кодировочными пазами, через которые на фотодатчики попадает свет от лампочки подсветки. Минимальный ход равен нулю,максимальный определяет собой число элементарных шагов, которое должно быть меньше среднестатического числа шагов, после отработки которых возможна утеря импульса па входе шагового двигателя, или равно ему, Это число определяет число разрядов цикли 20 ческих реверсивных счетчиков 32 и 40. В рассматриваемом примере коды от О до 9 следуют в порядке О, 1, 2, 3 9 и число разрядов их равно четырем.В начале обраоотки, если головка с инструментом находится в некотором промежуточном положении, сигнал Пуск, поступающий на сборку 5, одновременно попадает на импульсные входы вентилей передачи 47 и 50, з 0 разрешая ввод и счетчики 32 и 40 через разделительные схемы 48 и 49 кодов датчиков 35 и 39. Сигнал с единичного выхода триггера б открывает вентиль 8, разрешая поступление импульсов от И в интерполятор. Этот же сигнал открывает вентили 11, 12, 8 - 10, разрешая поступление импульсов от интерполятора на входы (+) или ( - ) счетчиков 32 и 40, при движении, вперед - на входы (+), назад - на входы ( - ), Если после заверше ния одного цикла формируется нулевой кодсчетчика 32, но отсутствует задержанный линией задержки 33 сигнал, который через схему НЕ 34 поступает на схему И 28, то сигнал с выхода последней через сборку 30 и 45 формирователь 31 поступает на сборку 7, свыхода которой он устанавливает в нуль триггер 6, запрещая поступление импульсов от генератора 13 на вход интерполятора. Импульсы с выходов вентилей 14 и 15 через вен тили П и 12 попадают на входы (+) или ( - )счетчика 32. Одновременно сигнал с выхода схемы И 28 открывает вентиль 26, пропуская импульс от генератора И на входы сборок 20 и 21 импульсов, поступающих с выхо дов этих сборок на входы вентилей 14 и 15.Если в состоянии единица находитсятриггер 3, сигнал через вентиль 14 проходит на вход (+) блока 18 управления шаговым двигателем 45, разрешая перемещение голов ки на один элементарный шаг по оси Х вперед. Если в состоянии единица триггер 4, открыт вентиль 15, разрешающий прохождение импульса на вход ( - ) блока 18. Как только на выходе схемы И Зб выработается сиг нал совпадения нулевых кодов счетчика ичика, через сборку 37, формирователь 53 и рку 5 этим сигналом устанавливается в ничное состоячие триггер б, разрешая ьнейшую работу интерполятора по обычпрограмме.налогично корректируется погрешность оси У.десь при наличии сигнала рассогласования выходе схемы И 29, на входы которой гупают сигналы с выхода нулевой шины чика 40 и через линию задержки 41 и схе- НЕ 42 с выхода нулевой шины датчика, ал со схемы И 29 через сборку 30, мирователь 31 и сборку 7 устанавливает в ль триггер пуска б, запрещает работу ерполятора и через вентиль 27, управляе выходом схемы И 29, сборки 22, 23 и гили 1 б и 17, управляемые единичным и евым выходами триггера знака 4 (ось У), гупление на входы (+) или ( - ) блока авления 19 шаговым двигателем 4 б сигнаединичного перемещения в том или ином равлении. После появления сигнала на вые схемы И 38, на входы которой постут сигналы с выходов шины нулевого кода .чика 40 и датчика 39, последним через рку 37, формирователь 53 и сборку б усталивается в единицу триггер б и разреша-работа интерполятора по программе..ри сравнении кодов только с нулевых шин ла работает согласно описанному ранее реюу. Однако, если в некоторых случаях кор:1 ия должна производиться и на некоторых межуточных значениях цикла, возникает тответствие в связи с тем, что после нуле- ) кода при движении вперед коды датчика етчика совпадают;Датчик О 123, 9 Счетчик О 123 9 )и движении назад датчик формирует код, олнительный к коду счетчика:Датчик О 987 1 Счетчик О 123 9 ля устранения неоднозначности в данном име используются дополнительно группы .илей передачи дополнительного кода и а И 51, объединяющая выходы ( - ) гера знака 3 и схемы И Зб совпадения звых кодов датчика и счетчика Х, и таксхема И Б 2, объединяющая нулевые выл триггера знака 4 и схемы И 38 сов.ния нулевых кодов датчика у и счетчи- ЛУ.ри наличии сигнала на выходе схемы И ли б 2 (по окончании обработки цикла) через вентили 47 и б 0 передачи дополниных кодов устанавливает на соответствующих счетчиках код, дополнительный до полного кода датчика, и сигналы поступают на входы ( - ) счетчиков. Таким образом, кол, датчика и счетчика совпадают:О 987 , . . . . . 1О 987и можно производить сравнения для коррекции кодов любых шин по аналогии с нулевыми. Для этого достаточно установить на входы схем 33, 28, 36, 41, 38 и 29 дополнительно схемы ИЛИ, объединяющие шины всех кодов, после которых должна производиться коррекция.15Предмет изобретенияШаговый графопостроитель, содержащийустройство ввода-управления, интерполятор, триггеры, вентили, блок управления, шаговые двигатели, датчики, разделительные схемы, счетчики, линии задержки, отличающийся тем, что, с целью устранения погрешности привода и повышения точности работы устройства, в нем выходы кодовых шин датчиков положения через вентили и разделительные схемы подключены к установочным входам реверсивных счетчиков, выходы нулевых шин которых через первые вентили подключены к шинам нулевых кодов датчиков положения, а через вторые вентили, инверторы и линии задержки - к шинам нулевых кодов датчиков положения, выходы вторых вентилей чодключены к управляющим входам третьих вентилей, импульсные входы которых подключены к генератору импульсов, а выходы через разделительные схемы и вентили распределения, соединенные с соответствующими выходами триггеров зна ков координат перемещений, подключены ксоответствующим входам блоков управления приводом, а также через разделительную схему подключены к нулевому влоду триггера пуска, единичный выход которого через вен 45 тиль, соединенный с генератором импульсовподключен ко входу интерполятора, единия.ный вход триггера пуска через разделитель.ную схему подключен к выходам первых вентилей, а также ко входам четвертых венти 50 лей, другие входы которых подключены к соответствующим выходам триггеров знаков, а выходы - к импульсным входам вентилей передачи дополнительных кодов в соответствующие циклические счетчики, входы (+) и 55 ( - ) которых через линии задержки подключены к соответствующим входам блоков управления.272691 И. ИванееваКуклина, Корректор Н. С, Сударенков ставитель хр едактор В. ф. Полещук аказ 2243/10 ЦНИИПИ Комитета по делам Москв