Устройство для контурного программногоуправления

Союз Советских Социалистических Рвспублнк(23) Приоритег -Опубликовано 15,0281, Бюллетень Мо бДата опубликования описания 17 Д 231(5 ЦМ, Кл,О 05 В 19/25 Государственный ноиитет СССР по делан изобретений и открытий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТУРНОГО ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ 10 Изобретение относится к системам автоматического управления, а именно к системам числового программного управления.Известно устройство для контурного программного управления, содержащее интерполятор, приводы подач по координатным осям, датчики перемещения и элементы сравнения, в которых частота тактовых импульсов интерпо" ляторов зависит от отработки по одной иэ координат 1.1). Область применения таких систем ограничена, так как обычно трудно выделить координату, скорость по которой всегда будет больше, чем по другим.Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для контурного программного управления, содержащее интерполятор, соединенный с блоками сравнения, выходы которых через последовательно соединенные координатные приводы.и датчики перемещения подключены к входам соответствующих блоков сравнения, кроме того, выходы блоков сравнения через формирователи подключены ко входам элемента И-ИЛИ, а выход последнего через триггер, один из входов которого подключен к выходу интерполятора, соединен с тактовым входом интерполятора В этом устройстве тактовый импульс интерполятора формируется после отработки задания по обоим координатам, что позволяет получить инвариантность по отношению к возмущающим воздействиям и изменению управляющих сигналов и добиться близкой к оптимальной по быстродействию отработки кривой, заданной интерполятором (23.Однако, если скорости по координатам существенно отличаются, то, следовательно, и время отработки каждого шага по координатам различно и остановка интерполятора может привести к значительному опережению программы отработкой в приводе с большей скоростью. Это ведет к появлению значительного отрицательного рассогласования в приво.те и, следовательно, к возрастанию погрешности на контуре и увеличению, в конечном итоге, ыре" мени .отработки. На фйг.1 а сплсыной линией представлен участок отрабатываемого контура и пунктирно-ломаной- задаваемая интерполятором ( скорость по координате Х значительно превыша805261 ет скорость по координате У) нафнг.1 б - временная диаграмма отработки участка ЬВС известным устройствомПусть в момент времени с на выхо 1дах обоих блоков сравнения существуют сигналы а Ф ау . Поскольку скорость по координате Х выше, чем поУ, то отработка закончится раньше,в момент времени 1 , а по У - в момент времени Ф Интерполятор будет вклю чен только в момент с . Поскольку приводы обладают моментом инерции, тоза время от с до сз приходит несколько импульсов отработки по координате Х и на выходе блока сравненияпоявится отрицательный тормозящийсигнал. В момент сначинается отработка участка АВ и в моментучастка ВС.Цель изобретения - повыиение точности и быстродействия устройства. 20Импульс управления доЛжен выдаваться в соответствующий привод,если,.выполняются следующие соотношения:для разгона и движения с постоянной контурной скоростью 30 Через блок 8 информация с регистра 7 подается на блок 4, а через элементы 10 и 11 производится обнуление регистра 7. Если регистры 7 всех координат установлены в ноль, на выходе элемента ИЛИ-НЕ 9 формируется сигнал, по которому начинает работать тактовый генератор (не показан ) интерполятора, интерполятор записывает в буферный регистр информацию о следующем шаге, Таким образом, при разгоне на наименее быстродействующий(УоП(аК) Мал(аХ)О ОО)О(ь(аи(эч)Ф ыцп (ду) и 00 ,1( для участка торможения ас -2 ьлди (ьх) Пах о)х. км(ах ъ 21 фн (ьх) и ьх с)035(ау 4 -2 зЩп (йч) Пдч О )л хо (ауйъи(ьу)П ауо) где 4,х, ьу - заданные перемещенияпо координатам;а а - рассогласования по кокфчордииатам;И- оценочная функция интерполятора.Диаграмма временного анализа для этого случая представлена иа фиг.1 в.11 45 Отработка участка АВ происходит начиная с момента с и заканчиваетсяйраньше момента с Э . Отработка участка ВС начинается с момента 1. При этом, несмотря на то, что происходит 50 некоторое сглаживание ломаной линии, з адаваемой интерполятором, удаетсяе существенно повысить быстродействи и точность отработки.55Поставленная цель достигается тем, что в устройство .для контурного управления, содержащее иитерполятор и в каждой координате управления блок сравнения, выход которого через последовательно соединенные координат ный привод идатчик перемещения подключен к первому входу блока сравнения, первые и вторые элементы И, пер- выми входами и выходами соединенные соответственно с выходами формирова телей и входами первого элемента ИЛИкаждой координаты управления, а вторыми входами - с первыми выходамиинтерполятора, введены элемент ИЛИ-НЕ и в каждую координату управления регистр, элемент задержки, блок третьих элементов И и второй элементИЛИ, причем в "аждой координате управления входы элемента ИЛИ соединены с выходами блока третьих элементов И и вторыми входами блока сравнения, выход второго элемента ИЛИчерез элемент задержки подключен к нулевому входу регистра, выходы которого соединены с первыми входамиблока третьих элементов И и входамиэлемента ИЛИ-НЕ, выход которого подключен ко входу интерполятора, вторыми выходами соединенного с единичными входами регистра каждой координаты управления. На фиг.2 представлена функциональная схема устройства. Устройство содержит интерполятор 1, выходы которого подключены ко входам блока 2 управления и буфернымрегистрам 3, блоки 4 сравнения, датчики 5 перемещения, координатный привод 6 подач, регистр 7, выходы которого подключены ко входам бпока 8элементов И и через элемент ИЛИ-НЕ9 ко входу включения интерполятора 1, второй элемент ИЛИ 10, выход которого через элемент 11 задержки соединен со входом установки в ноль регистра 7, формирователь 12 импульсов, подающий сигнал, если на выходе блока сравнения нет сигнала, знак которого совпадает со знаком перемещения наданном отрезке, и формирователь 13,выдающий сигнал при величине рассогласования, равной двум шагам и имеющий знак, противоположный знаку перемещения по данной координате, элементы И 14 и 15 и элемент ИЛИ 16,Устройство работает следующим образом,При увеличении скорости покоординате или сохранении ее постоянной, т.е. когда отсутствует торможение, опрос буферного регистра этойкоординаты и выдача импульса в соответствующий привод производится, если выполняется соотношение (11. При этом информация по другой координатеможет быть еще не отработана.нрнвод почти все время подается максимальное управляющее воздействие.После достижения приводом требуемой скорости частота поступления управляющих импульсов с интерполятора определяется уже не свойствами привода, а равна максимальной частоте5 тактового генератора, которая задается программно и определяется из допустимой скорости обработки на данном участке. Здось регистры 7 за иск. лючением времени задержки элемента О 4 обнулены, и.интерполятор все время работает, а инфорМация с его выходов сразу же проходит на блоки сравнения; так как к моменту выдачи сигнала импульс опроса уже присутствует. 5Здесь, так же как и при разгоне, наличие буферных регистров позволяет осуществить ввод в блок 4 информации о новом шаге при отработке предыдущего шага только по данной координа- р те, сохраняя при этом жесткое соотношение между координатами.При необходимости снижения скорости интерполятор выдает сигнал торможеция, поступающий на входы ячеек 15 иснимает сигнал с ячеек 14, В этом случае информация с регистра 7 на входблока 4 подается, если выполняется условие (2). Тогда на выходе блока 4 сравнения наиболее инерционного привода будет постоянно поддер живаться сигнал, обеспечивающий режим торможения. Так происходит до момента достижения рабочим органом минимальной скорости. В этом случае время между импульсами опроса превы сит заданное максимально допустимое и интерполятор выдаст сигнал, передающий информацию с регистров 7 на блоки 4 сравнения, а в регистры 7 запишет информацию о следующем шаге.Следовательно, при движении с минимальной скоростью интерполятор практически напрямую соединен с блоками 4. При этом в отличие от известного устройства значительно уменьшается вероятность опережения в отдельные моменты времени программы отработкой, что снижает контурную погрешность и время отработки.формула изобретенияУстройстьо для контурчого программного управления, содержащее интерполятор и в каждой координатеуправления блок сравнения, выходкоторого через последовательйо соединенные координатный привод и датчик перемещения подключен к первомувХоду блока сравнения, первые и вторые элементы И, первыми входами ивыходами соединенные соответственнос выходами формирователей и входамипервого элемента ИЛИ каждой координаты управления, а вторыми входами -с первыми выходами интерполятора,о к л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью повышения быстродействияи точности устройства, в него введены элемент ИЛИ-НЕ и в каждую координату управления регистр, элемент задержки, блок третьих элементов И ивторой элемент ИЛИ, причем в каждойкоординате управления входЫ элементаИЛИ соединены с выходами блока третьих элементов И и вторыми входамиблока сравнения, выход второго элемента ИЛИ через элемент задержкиподключен к нулевому входу регистра,выходы которого соединены с первымивходами блока третьих элементов И ивходами элемента ИЛИ-НЕ, выход которого подключен ко входу интерполятора, вторыми выходами соединенного сединичными входами регистра каждойкоординаты управления.фИсточники информации,принятые во внИмание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРь 395807, кл. 6 05 В 19/04, 1971.2. Авторское свидетельство СССР9563668, кл. С 05 В 19/24, 1976прототип ).805261 к ВНИИПИ Тираж ППП "Патент",д,ул.Проектная Филг.Уж Заказ 10902/71 Подписное