Устройство для программного управления

Союз СоветскикСоциапистическикРесттублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ пи 734617. Кл.05 В 19/1 присоелипением заявки Л сударствеиныи комитет СССР 23)Приорите делам изобретений но 15.05.80. Бюллетень Юе 1 з ) УД 621. 503ублик.о крыт Дата опубликования описания 17.05.8(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ Изобретение относити вычислительной техни к автома в ост роизводст много упр нных процессоввления рабочими ля програмрганами стИзвести анков. устройств для программноее последоваго управл тя сод е блок ввода программы, ческий блок и блок тельно соединенньинтерполятор,. логиуправления 1 .Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для программного управления, содержащее последовательно соединенные блок ввода, блок буферной памяти, интерполятор, блок регулирования контурной скорости и силовой шаговый привод, причем интерполятор соединен через генератор импульсов с блоком разгона-торможения подключенным к буферной памяти 2) .Однако эти устройства характеризуются недостаточным быстродействием для управления целой группой специальных станков, на скорость двйжеция исполнительных органов которых накладываются определенные ограничения. К такимстанкам относятся станки для прошивкипостоянных накопителей, производящиеукладку кодовых проводов в специальные 5запоминающие элементы. Для них траектория перемещения исполнительного механизма-каретки состоит из набора чередующихся зон прошивки и промежуточных отрезков. При этом в зоне прошивки осу Оществляется одновременная работа двухисполнительных механизмов; продольноедвижение каретки и поперечное отлонениеиглы. Поэтому в этой зоне для исключсния воэможности цатыкания иглы на сердечник запоминающего элемента скорость движения каретки (рабочая скоростьограничивается в зависимости от скорости перекидывания иглы. На промежуточных же отрезках ограничения на скоростькаретки (скорость холостого хода) отсутствуют. При применении известных устройств для управления данными прошивочными станками.задание движения73461исполнительного органа Вдоль Одногоряда запоминающих элементов производится программированием либо полного перемещения с одной постоянной скоростью, определяемой рабочей скорос 5 тью к.аретки в зоне прошивки, либо отдельных отрезков соответственно с рабочими скоростями и скоростями холостых ходов в обоих случаях снижается быстродействие системы. В первом - на отрезках холостых ходов из-за задания скорости заведомо меньшей максимально возможной), а во втором - из-за потерь времени на разгон и торможение на каждом программируемом отрезке. Кроме того, необходимость программирования во втором случае каждого отрезка отдельной фразой значительно увеличивает длину управляющей перфоленты, которая и без такого способа программирования 20 для прошивочных станков достигаетбольшой величины. Аналогичное снижение быстродействия характерно и для систем программного управления станками, обрабатывающих, например, детали сложной 25 конфигурации, у которых также имеются чередующиеся участки рабочих и холос - тых ходов,Цель изобретения - повьппение быстродействия устройства.Поставленная цель достигается тем, что в устройство для программного управления, содержащее последовательно соединенные ьлок ввода программы, блок буферной памяти, интерполятор, блок регулирования контурной скорости и шаговый привод, а также последовательно соединенные первый блок разгона-торможения и первый генератор импульсов,40 второй вход которого и вход первого блока разгона-торможения подключены к выходу блока буферной памяти, введены последовательно соединенные второй блок разгона-торможения, второй генератор импульсов и блок согласования скоростей, второй вход которого подключен к выходу блока буферной памяти, второму входу второго генератора импульсов и к первому входу второго блока разгона-торможе 50 ния, соединенного вторым и третьим входами соответственно с первым и вторым входами блока согласования скоростей, третий вход которого подключен к выходу первого генератора импульсов, а третий выход и четвертый вход к управляющему входу и выходу интерполятора соответственно, а также тем, что блок согласования сКоростей содержит элемент срав 7 4.ненйя, первый вход которого соединен с третьим входом блока, с первым входом первого элемента задержки и через последовательно включенные первый элемент И и первый одновибратор со вторым входом первого элемента задержки, под - соединенного выходом к третьему выходу блока и к выходу второго элемента И, первый вход которого соединен со вторым входом первого элемента И, с первым входом блока и со вторым входом элемента сравнения, подключенного выходом через последовательно соединенные третий элемент И, первый триггер, второй одновибратор и второй триггер ко второму входу третьего элемента И, четвертый вход блока является входом счетчика, соединенного выходом через последовательно включенные первый дешифратор, группу четвертых элементов И, элемент ИЛИ, первый триггер, второй элемент задержки и пятый элемент И со вторым входом второго триггера и со вторым выходом блока, второй вход блока является входом Второго дешифратора, подключенного выходами ко вторым входам группы четвертых элементов И, выход элемента ИЛИ соединен со вторым входом пятого элемента И, выход первого триггера - со вторым входом второго элемента И, а выход второго одновибратора - с первым выходом блока.На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 - схема блока согласования скоростей.Устройство содержит блок 1 ввода программы, блок 2 буферной памяти, первый блок 3 разгона-торможения, интерполятор 4, блок 5 согласования скоростей, первый 6 и второй 7 генераторы импульсов, второй блок 8 разгона горможения, блок 9 регулирования контурной скорости и шаговый привод 10.Блок согласования скоростей содержит второй дешифратор 11, счетчик 12, первый дешифратор 13, группу четвертых элементов 14 И, элемент 1 5 ИЛИ, первый триггер 16, пятый элемент 17 И, второй элемент 18 задержки, второй одновибратор 19, второй триггер 20, третий элемент 21 И, элемент 22 сравнения, второй 23 и первый 24 элементы И, первый одновибратор 25 и первый элемент 26 задержки. Устройство работает следующим образом. Информация из блока 1 Вводится и запоминается в блок 2, из которого рас734617 5пределяется в первый блок 3 разгона- торможения, интерполятор 4, блок 5 согласования скоростей, генераторы 6 и 7 и второй блок 8 разгона-торможения. Эта информация содержит данные о работе с одной заданной скоростью и работе с участками повышенной скорости.В первом режиме иэ блока 2 в генератор 6 поступает информация о включении генератора на программируемую час О тоту, которая эа счет блока 3 плавно нарастает до номинальной величины и через блок 5 поступает в интерполятор 4, Генератор 7 в этом режиме выключен и частота 1 =О. Импульсы интерполя тора 4 проходят через блок 9, введенный для устранения неравномерности частоты интерполятора, и поступают на шаговый привод 10. Таким образом, движение исполнительного органа станка осущест вляется с заданной скоростью, определяъ емой программированием частоты Т. С целью устранения появления резаных импульсов или вообще потери импульсов при сложении частот ив устройство включена схема разделения импульсов по времени. Она состоит иэ элемента В режиме работы с участками повышенной скорости блок 2 выдает в интерполятор 4 информацию и полном перемещении исполнительного механизма вдоль одного ряда запоминающих элементов, и производится включение генераторов 7 и 6 соответственно на программируемые частотыи . При этом частотаопределяет скорость движения каретки в зоне прошивки, а сумма частот + + - скорость каретки в зоне холостых ходов. Моменты включения и выключения35 частоты 1(с плавным ее нарастанием и снижением) задаются программно. Для этого из блока 2 в дешифратор 11 блока 5 поступает код, соответственно которому подключаются определенные. выходы дешифратора, и тем самым выбираются соответствующие элементы 14 И. Для опредеЛения числа этих элементов вся длина максимально возможного программируемого перемещения, выраженная в числах импульсов, разбивается на отрезки с достаточно малым шагом, причем каждой точке разбиения соответствует элемент 14 И. Таким образом, чем меньше шаг отрезка разбиения, тем больше нужно элементов И и тем точнее можно включать разгон или торможение в необходимой точке траектории, и соответственно получить более высокую производительность станка,55Одновременно с началом работы интерполятора 4, с его выхода поступают сигналы на дешифратор 13 через счетчик 12 блока 5. Дешифратор 13 последовательно 6опрашивает элементы 14 И, и если сигнал с него придет на первый элемент И,на который уже подан разрешающий сигнал с дешифратора 11, то выдается импульс на элемент 15 ИЛИ, перебрасывающий триггер 16 в единичноесостояние,Сигнал с триггера 16 поступает на элемент 17 И через элемент 18 задержки,подготавливая тем самым цепь вКлюченияторможения, на адновибратор 19, включающий блок 8 и одновременно перебрасываюший триггер 20 в единичное состояние для запрета на элементе 21 Ипрохождения сигнала с элемента 22 сравнения при первом совпадении частот и1 и на элемент 23 И, подготавливаяпрохождение частотыБлок 8 разгона-торможения, включаемый одновибратором 19, плавно увеличивает частоту генератора 7, котораяпо входу 4 поступает в блок согласования скоростей 5 на элементы 23 и 24И и элемент 22 сравнения, и так какэлемент 23 И уже подготовлен к работе,то частота 1 проходит на выход, гдескладывается с частотойи через интерполятор 4 и блок Э поступает на шаговый привод 10. Таким образом осуществляется разгон шагового двигателядо повышенной частоты,При дальнейшем последовател ном опросе элементов 14 И сигнал с дешифратора 13 попадает на второй, подготовленный к работе дешифратором 11, элемент И, импульс с выхода которого поступает на элемент ИЛИ 15 и через иго на элемент 17 И, Сигнал с выходаэтого элемента поступает на выход блока 5, включает схему разгона и схемуторможения блока 8 и обнуляет триггер20, который подготавливает к срабатыванию элемент 21 И. Генератор 7 плавно уменьшает свою частоту (т.е. происхаит процесс торможения) и в моментдостижения равенства частот 1 иэлемент 22 сравнения выдает сигнал,который через элемент 21 И обнуляеттриггер 16 и запрещает на элементе 23прохождение частоты 1,. Таким образомна выходе появляется частота , определяющая скорость движения кареткив зоне прошивки. Схема готова к следующему циклу разгона и торможения.7346724 И, на входы которого поступают частотыи 1 , одновибратора 25 и элемента 26, который и задерживает импульс частоты при совпадении его по времени с импульсом частотыВыбором определенных пар элементов 14 И можно задать перемещение исполнительного органа с участками повышенной скорости, при этом первый элемент из каждой пары определяет начало раз гона, а второй - начало торможения,Введение в данное устройство второго блока разгона горможения, второго генератора и блока согласования скоростей выгодно отличает предлагаемое устрой ство от известного, так как позволяет задавать на любом программируемом отрезке зоны с разными скоростями движения исполнительного механизма.В результате существенно повьпцается 20 быстродействие системы за счет высоких скоростей перемещения исполнительного механизма на участках, где на скорость перемещения не накладываются определешые ограничения, и кроме того, сок ращается трудоемкость программирования. Формула изобретенияЗО1. Устройство для программного управления, содержащее последовательно соединенные блок ввода программы, блок буферной памяти, интерполятор, блок регулирования контурной скорости и шаго-З 5 вый привод, а также последовательно соединенные первый блок разгона-торможения, и первый генератор импульсов, второй вход которого и вход первого блока разгона-торможения подключен к выходу блока буферной памяти, о т л и - чаюшееся тем,что,сцелью повышения быстродействия устройства, в него введены последовательно соединенные второй блок разгона-торможения 45 второй генератор импульсов и блок сог- ласования скоростей, второй вход которого подключен к выходу блока буферной памяти, второму входу второго генератора импульсов и к первому входу второго 50 17 8блока разгона торможения, соединенного вторым и третьим входами соответственно с первым и вторым выходами блока согласования скоростей, третий вход которого подключен к выходу первого генератора импульсов, а третий выход и четвертый вход к управляющему входу и вы - ходу интерполятора соответственно,2. Устройство по п. 1,. о т л и ч а - ю щ е е с я тем, что блок согласования скоростей содержит элемент сравнения, первый вход которого соединен с третьим входом блока, с первым входом первого элемента задержки и через последовательно включенные первый элемент И и первый одновибратор со вторым входом первого элемента задержки, подсоединенного выходом к третьему выходу блока и к выходу второго элемента И, первый вход которого соединен со вторым входом первого элемента И, с первым входом блока и со вторым входом элемента сравнения, подключенного выходом через последовательно соединенные третий элемент И, первый триггер, второй одновибратор и второй триггер ко второму входу третьего элемента И, четвертый вход блока является входом счетчика соединенного выходом через последовательно включенные дешифратор, группу четвертых элементов И, элемент ИЛИ, первый триггер, второй элемент задержки и пятый элемент И со вторым входом второго триггера и со вторым выходом блока, второй вход блока являет-. ся входом второго дешифратора, подключенного выходами ко вторым входам группы четвертых элементов И, выход элемента ИЛИ соединен со вторым входом пятого элемента И, выход первого триггера - со вторым входом второго элемента И, а выход второго одновибратора - с первым выходом блока.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР ЬЬ 435670, кл. Я 05 В 19/18, 1971. 2, Авторское свидетельство СССР