Устройство для разгона и торможения двигателя исполнительного механизма

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскикСоциалистическикРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 2 б. 09. 80 (21) 2985733/18-24 (51 М. Кл,З с присоединением заявки Мо 6 05 В 19/18 Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытийОпубликовано 2309,82. Бюллетень М 35 Дата опубликования описания 23.09.82(72) Авторы изобретения Д.М.Лисенков и Л.Д.Бирюков Центральное конструкторское бюро с опытн производством АН Белорусской ССР(5 4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗГОНА И ТОРМОЖЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ИСПОЛНИТЕЛЬНОГО МЕХАНИЗМА Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и предназначено для работы в системах программного управления электроприводом, например в графопостроителях, координатографах, станках с числовым программным управлением или промышленных работах.Известно устройство для автоматического разгона и замедления в системах программного управления станком, содержащее задающий генератор, преобразователь частоты в код, состоящий из генератора опорных импульсов и счетчика, делитель с переменным коэффициентом деления, делитель частоты, коммутатор и умножитель частоты. Сущность известного устройства основана на умножении частоты импульсов, полученных от датчика угла, расположенного на исполнительном органе на квадрат. этой же частоты, которая получена с помощью управляемого делителя частоты, управление кОторым осуществляется от счетчика 1.Недостатком известного устройства является недостаточно высокая линейность разгона-торможения при конечной разрядности счетчика и управляемого делителя Наличие импульсно,го датчика частоты непосредственнона валу двигателя делает нецелесооб разным использование указанного усгройства в разомкнутых приводах, например на шаговых двигателях. Крометого, программирование скорости разгона и торможения затруднено, так 10 как требует механической перестройки импульсного угла поворота, находящегося на валу исполнительногоустройства.Наиболее близким техническим решением к изобретению является уст- .ройство для разгона,и торможения исполнительного двигателя станка,содержащее генератор импульсов, под,ключенный ко входу делителя частоты,выходы которого подключены к коммутируемым входам блока ключей, управляющие входы которых соединены с выходами реверсивного счетчика, входысложения и вычитания которого соединены с выходами блока управления,один из входов которого соединен свыходом суммирующего счетчика, а двадругих связаны с выходами сигналов"Разгони и "Торможение", причем входсуммирующего счетчика подключен квыходу блока вычитания, один вз выходов которого подключен к генератору опорных импульсов, а другой к одному из выходов делителя частоты.Принцип работы известного устройства заключается в изменении коэффицйента деления делителя частоты с 5 переменным коэффициентом деления с помощью реверсивного счетчика, на вход которого подается разность .частот опорного генератора и генератора импульсов Г 2 3. 10Недостатком известного устройства является отсутствие возможности оперативного управления максимальной скоростью и темпом разгона-торможения (ускорения), что необходимо 15 в таких устройствах, как промышленные роботы и чертежные автоматы. Возможность управления максимальной скоростью и ускорением позволяет непосредственно к данному устройству подключать управляющие ЭВМ, а в" случае использования линейно-кругового интерполятора позволяет значительно упростить,его. Кроме того, в таких устройствах, как графопостроители, где в зависимости от типа пишущего элемента требуется оперативно задать максимальную скорость, известное устройство не позволяет его осуществить.Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путем обеспечения возможности программирования максимальной скорости ,и ускорения при разгоне и торможении.Поставленная цель достигается 31 тем, что в устройство, содержащее последовательно соединенные генератор опорной частоты, делитель с переменным коэффициентом деления, первый усреднитель, первый элемент И, реверсивный счетчик и элемент И 1 И, выходом соединенный через второй элемент И с вычитающим входом реверсивного счетчика введены блок совпадения, инвертор, второй делитель частоты с 45 переменным коэффициентом деления и второй усреднитель, причем первая группа входов блока совпадения соединена с первыми входами устройства, вторая группа - с выходами реверсив 50 ного счетчика, а выход блока совпадения соединен с вторым входом первого элемента И, третий вход которого подключен к второму входу устройства и через инвертор - к второму входу второго элемента И, третьим входом соединенного с выходом первого усреднителя, выход генератора опорной частоты через последовательно соединенные второй делитель частоты с переменным коэффициентом деления 69 и второй усреднитель подключен к выходу устройства, вторые входывторого делителя частоты с переменным коэффициентом деления соединены - выходами реверсивного счетчика,вхо дами элемента ИЛИ и блока совпадения,Кроме того, блок совпадения содержит три элемента, ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ,выходами соединенные через элементИЛИ с выходом блока, входы блокаподключены к входам элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ.На фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого устройства;на фиг. 2 - зависимость последовательности сигналов на высоте управляемого делителя частоты с переменным коэффициентом деления от двоичного кода на его входах управления.Устройство содержит генератор 1опорной частоты, выход которого подключен к тактовым входам делителей2 и 3 частоты с переменными коэффициентами деления. Выход делителя 3частоты с переменным коэффициентомцеления через усреднитель 4 подключен к выходу устройства, а управляющие входы делителя 3 частотыс переменным коэффициентом деленияподключены к выходам реверсивногосчетчика 5, Выход делителя. 2 частоты с переменным коэффициентом деления через усреднитель б подключенко входам элементов И 7 и 8, выходыкоторых подключены соответственноко входам вычитания и сложения реверсивного счетчика 5, выходы которого соединены с входами элементаИЛИ 9 и с входами блока 10 совпадения, выход которого соединен со вторым входом элемента И 7. Третий входэлемента И 8 соединен со входом инвертора 11, выход которого подключен к третьему входу элемента И 7.Генератор 1 опорной частоты предназначен для генерирования импульсов,следующих с определенной частотой,и может быть выполнен в зависимостиот области применения устройства каккварцованным, так и не кварцованным,Делители 2 и 3 частоты с переменным коэффициентом деления (напримермикросхема 155 ИЕ 8 бК 0.348.006 ТУ 11)представляет собой устройство, коэффициент деления которого зависит откода на его входах управления. Функцию такого делителя в известном устройстве выполняет делитель частотыи блок ключей. Последовательностьимпульсов на выходе делителя частотыс переменным коэффициентом деленияпри коэффициентах деления отличныхот 2 п , где и - натуральное число,имеет непостоянный период следования,На фиг. 2 представлена зависимостьпоследовательности импульсов при различных коэффициентах деления для3-разрядного делителя частоты с переменным коэффициентом деленйя, гдеа - сигнал на тактовом входе делителячастоты с переменным коэффициентомделения; б-з - сигналы на выходе де9 б 0735 лителя 2 частоты с переменным коэффициентом деления при различных кодах на его входах управления,Усреднители 4 и б предназначеныдля выравнивания периода следованияимпульсов с Ьелителя частоты с переменнь 1 м коэффициентом деления и представояют собой суммирующий счетчик.Блок 10 совпадения предназначен длясравнения двоичного числа А на выходе реверсивного счетчика с двоичнымчислом В управления максимальнойскоростью. На выходе элемента совпадения имеет место логический нуль втом числе, если двочиное число АравНо двоичному числу В.Устройство работает следующим образом.На входы управления делителя 2частоты с переменным коэффициентомделения подается двоичный код управления ускорением при разгоне-торможении, на вход инвертора 11 - управляющий сигнал разгона и торможения,а на входы совпадения блока 10 подается код управления максимальнойскоростью исполнительного двигателя.Частота. импульсов на выходе устройства определяется коэффициентом деления делителя 3 частоты с переменным коэффициентом деления. В перво,начальный момент реверсивный счет-"чик 5 находится в состоянии, когдана всех выходах у него логическиенули. При этом коэффициент деленияделителя 3 частоты с переменнымкоэффициентом равен бесконечностии импульсы на выходе отсутствуют.При подаче на вход инвертора 11 логической единицы, открывается элементИ 8 и на вход сложения реверсивногосчетчика 5 начинают поступать импульсы, частота которых определяется коэффициентом деления делителя частоты с переменным коэффициентом деления. Чем выше частота на выходе делителя 2 частоты, тем быстрее растет частота на входе делителя 3 частоты и тем больше ускорение. Импульсы на вход сложения реверсивногосчетчика 5 будут поступать до техпор, пока код на его выходах несовпадет с кодом на входах управления величиной максимальной скорости.При совпадении кодов на выходеблока 10 совпадения вырабатываетсясигнал, запирающий элемент И 8 иначиная с этого момента, частотана выходе усреднителя 4 остаетсяпостоянной. При подаче на вход инвертора 11 логического нуля, открывается элемент И 7 и импульсы сусреднителя б поступают на вычитающий вход реверсивного счетчика 5.При этом происходит постоянноеувеличение коэФФициента деления делителя 3 частоты и уменьшение частоты на выходе устройства с ускоре-,нием, заданным коэффициентом деления делителя 2 частоты. Уменьшениебудет происходить до тех пор, покана всех выходах реверсивного счетчика 5 не будет логических нулей.В этом случае вырабатынается сигналлогического нуля на выходе элементаИЛИ 9 и элемент И 7 закрывается. Таким образом, импульсы на выходе уст-ройства отсутствуют, т.е. устройст 10 во совершило полный цикл: разгон,движение с заданной максимальнойскоростью и торможение исполнительного двигателя. Введение н устройство второго делителя частоты с пере 15 менным коэффициентом давления, второгого усреднителя и элемента совпадения позволяет расширить функциональные возможности устройства, таккак предусмотрена возможность про 20 граммирования таких динамическиххарактеристик привода, как величинаускорения при разгоне и торможениии максимальная скорость. Это позволяет непосредственно к предлагаемо 25 му Устройству подключать ЭВМ, либодругие управляюцие устройства,Формула изобретения 1. Устройство для разгона и торможения двигателя исполнительногомеханизма, содержащее последовательно соединенные генератор опорной частоты, делитель с переменным коэффи циентом деления, первый усреднитель,первый элемент И, реверсивный счетчики элемент ИЛИ, выходом соединенныйчерез второй элемент И с вычитающимвходом ренерсивного счетчика, о т 40 л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения возможности программирования максимальнойскорости и ускорения при разгоне и 45 торможении, н устройство введены блоксовпадения, инвертор, второй делитель частоты с переменным коэффициентом деления и второй усреднитель,причем первая группа входов блокасовпадения соединена с первыми входами устройства, вторая группа - свыходами реверсивного счетчика, авыход блока совпадения соединен свторым входом первого элемента И,третий вход которого подключен к нтарому входу устройства и через инвертор - к второму входу второгоэлемента И, третьим нходом соединенного с выходом первого усреднителя,выход генератора опорной частоты.через последовательно соединенныевторой делитель частоты с переменнымкоэффициентом деления и второй усреднитель подключен к выходу устройства,вторые входы второго делителя часто ты с переменным коэффициентом деле960735 ния соединены с выходами реверсивного счетчика, входами элемента ИЛИ и блока совпадения.2, Устройство по п.1, о т л и - ч а ю щ е.е с я тем, что блок совпадения содержит три элемента ИСКЛЮЧАЮ ЩЕЕ ИЛИ, выходами соединенные .через элемент ИЛИ с выходом блока, входы блока подключены к входам элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ НИИПИ Заказ 7277/55ираж 914 Подписное Филиал ППП "Патент",г. Ужгород, ул. Проектная Источники информации,принятые во внимание при экспертизе