Устройство для программного управления

1 1083Изобретение относится к автомати-зации и вычислительной технике и может быть использовано, например, -длянезависимого управления работой груп.пы манипуляторов по различным про-граммам,Известно устройство для программного управления манипулятором, содержащее блок запоминания, включающийзапоминающее устройство для хранения Опрограмм, и счетчик команд, блок управления, преобразующий команды всигналы управления приводами манипулятора, а также принимающий сигналы от датчиков манипулятора, атакже счетчик кадров, сумматор адреса, регистр отработки звеньев, чтодает возможность отработки кадра,т.е. выполнения параллельных участков программ, содержащихся по од Оной команде 1 1.Однако если в.параллельных участках содержится более одной команды,то укаэанная система реализовать подобный алгоритм управления не может. 25Таким образом, к недостаткам указанной системы управления следуетотнести невозможность параллельногоуправления несколькими единицами обо"р 1 дования, ЗОНаиболее близким к предлагаемомуявляется система централизованногопрограммного управления группойобъекта, содержащая блок программ ипо каждому каналу управления элемент35задержки и последовательно соединенные первый блок сравнения, блок совпадения, один из входов которогоподключен к выходу блока программ,первый блок памятиу исполнительный 4механизм и преобразователь, подклюоченный к первому бЛоку памяти, атакже задающий генератор, коммутатор этапов программы и коммутаторпрограмм, подключенный к блоку программ, другой вход которого подсоединен к выходу коммутатора этапов. программы, и по каждому каналу управления вторые блоки памяти,и сравнения и блок сравнения, один извходов которого связан с выходом комяутатора программ, и блок совпаде.ния 1 2 1.К недостаткам известной системыотносятся ограниченные функциональ 55ные возможности, поскольку количество программ и количество. этапов вних определено структурой системы,а также сложность системы, так как-159 2система содержит на каждый управляе мый объект два блока сравнения, дваблока памяти, преобразователь, элемент задержки, блок совпадения.Цель изобретения - расширениефункциональных возможностей устрой"ства за счет обеспечения параллельной отработки произвольного числаучастков программы и упрощение устройства..Поставленная цель достигаетсятем, что устройство для программногоуправления, содержащее генератор тактовых импульсов, счетчик импульсов,подключенный выходом к адресному входу блока программ, соединенного первьвинформационным выходом с информацион- .ным входом блока управления, блокпамяти, содержит формирователь команд,9 -триггер и дешифратор, подключенный адресными входами к вторым информационным выходам блока программ, первым выходом " к управляющему входусчетчика импульсов, синхронизирующим входом - к выходу блока памяти и-входу у -триггера, а вторым выходом - к первому синхрониэирующемувзоду блока управления, связанноговторым синхронизирующнм входом с первым выходом генератора тактовых импульсов, подключенного вторым, третьимчетвертым и пятым выходами соответственно к сннхронизирующему входу1) "триггера, к первому управляющемувходу блбка памяти, к первому входуформирователя команд, к счетному входу счетчика импульсов, соединенногоустановочным входом с информационным входом блока управления, подключенного выходом к второму входу формирователя команд, связанного третьими четвертым входами соответственно стретьим информационным выходом блйапрограмм и с выходом 3 -триггера, авыходом - с вторым управляющим входом .блока памяти,На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства; на фиг. 2 -схема формирователя метки команд;на фиг. 3 в . схема управляющего блока (для одной степени свободы манипулятора),Устройство для программного управления параллельными процессами содержит генератор 1 тактовых импульсов,.,Счетчик 2 импульсов, блок 3 программ,блок 4 управления, блок 5 памяти,9 "триггер 6, дешифратор 7, формирователь 8.команд, содержащий два1083 зК=триггера 9 и 10, два элементаИ-ИЛИ 11 и 12.Исполнение управляющего блоказависит от конкретного применения.Например, для управления манипулятором (несколькими манипуляторами) схе"ма блока управления содержит дешифратор 13, регистр 14, два элемента И 15и 16, схему 17 совпадения, элементЛ-НЕ 18,. симисторы 19." 10Блок 3 программ представляет собойполупостоянное запоминающее устройство для хранения программы работы манипулятора и сопряженного оборудования. Программа хранится в видедвоичных слов. Запоминающее устрой-ство может быть реализовано, например, на микросхемах К 573 РФ 1 илиК 558 РЕ 1, количество которых определяется исходя из необходимого объе" 20ма памяти;При выдаче команды движения оставшиеся разряды кодируют: номер точки позиционирования и направлениедвижения (выходы этих разрядов соединены с входами регистра 14; номерстепени свободы (выходы этих разрядов соединены с адресными входамидешифратора 13).При выдаче команды безусловногоперехода оставшиеся разряды кодируютномер следующей команды (выходы этихразрядов соединены с 2 -входами счетчика 2). Один разряд команды определяет признак совмещения, Под сов 35мещением понимается одновременноевыполнение нескольких команд, которыезаписаны в блоке программ последова"тельно. Кроме указанных тинов команд для работы системы необходимы л 4другие команды: условного переходадля задания программы, технологичес-кая команда, часть разрядов которойопределяет номер канала, по которомувыдается команда на сопряженное оборудование. Выходные сигналы технологических команд Формируются .специаль-ным блоком технологических команд(не показан),Устройство работает. следующим -50образом,1,Счетчик 2 задает адрес ячейке бло-.ка 3 программ, в которой хранитсядвоичное слов текущей команды и адрес ячейКи оперативного запоминающего устройства 5, в которой хранится бит информации, называемый в дальнейшем меткой. Каждой команде соот 159ветствует своя метка. После выдачи импульса (Т 5) на пятом выходе генератора 1 к содержимому счетчика прибавляется единица и выбирается очередная команда; если значение метки равно "0", на всех выходах дешифратора 7, а значит и дешифратора 13 присутствует "0". Управляющий блок не меняет своего состояния. Если же значение метки "1" и исполняемая команда - команда движения, то на первом выходе дешифратора 7 появится " 1" и импульс Т 1, формируемый на первом выходе генератора 1, проходитна выход дешифратора 13, номер кото"рого определяется состоянием разрядов команды, поступающих от блока 3 программ на адресные входы дешифратора 13 и определяющих номер степени свободы. Импульс с выхода дешифратора 13 разрешает запись в регистр 14 кода номера точек позиционирования и направления движения, поступающих от блока 3 программ, Если значение метки равно "1", а исполняемая команда - команда безусловного перехода "1" появляется на втором выход дешифратора 7. При этом в счетчик 2 переписывается код, соответствующий номеру следующей команды, указанной в исполняемой команде безусловного перехода. Таким образом, исполняются только те команды, метки которых равны "1",При окончании команды ее метка снимается и устанавливается метка команды, которая должна следовать за оконченной комардой.При исполнении команды безусловного перехода метка присваивается команде, номер которой указан в команде безусловного перехода. Снятие и установка метки производится с помощью Формирователя 8 команд метки, который обладает четырьмя устойчивыми состояниями,формируемыми триггерами 9 и 10. Триггер 6 предназначен для временного хранения значения метки в момент изменения состояния блока памяти. Формирователь 8 команд работает следующим образом (фиг, 2).Исходное соСтояние "00". Если при исполнении текущей команды метки Ь: равна "1", но сигнала об окончании команды К нет, т.е. п К=1, формирователь 8 команд вырабатывает выходной сигнал М равный "1" и этот сигнал переписывается вновь в ячей-,10831ку блока 5 памяти, т.е, состояниеметки не изменяется. Если же К=1, таМ=О и по поступлении импульса ТЗна третьем выходе генератора 1 метки с текущей команды снимается, Приэтом, если признак совмещения 5 равен "0", то формирователь 8 командпо поступлении импульса Т 4 на четвертом выходе генератора 1 переходитв состояние "10", в котором М 1 Онезависимо от входных сигналов.Счетчик 2 переходит в следующеесостояние: по поступлении импульсана пятом выходе Т 5 генератора 1 выбирается,ячейка блока 5 памяти, соответствующая следующей команде, ипо импульсу ТЗ генератора 1 в этуячейку записывается единица. Попоступлении импульса Т 4 генератора1 формирователь 8 команд воэвращается в исходное состояние, так какЭ 1. Таким образом, происходит передача метки следующей команде приокончании текущей,При необходимости организации кад ра (одновременно отработки несколькихкоманд) эти команды записываются впоследовательности ячейки блока 3программ, причем у всех этих команд,кроме последней, при программированииЗОзаписывается признак совмещения 9=1.При исполнении программ после окончания команды, предыдущей кадру, метка присваивается всем командам кадра.По мере исполнения метки, соответствующие командам кадра, снимаются сразу после их окончания. После окончания всех команд кадра метка передается команде, следующей эа кадром.Происходит это следующим образом. ,дПри окончании текущей командыформирователь 8 команд переходитв состояние "О" и остается в немдо тех пор, пока признак совмещенияне станет равен нулю при выборке 4последней команды кадра. В этом состоянии присваивается метка всемкомандам кадра, так как в этом состоянии М=1. После этого формирователь8 команд возвращается в исходное сос-бтояние. Снимаются метки команд кадрав состоянии "00", Передача метки после исполнения кадра происходит следующим образом.По окончании команды с меткой исовмещением формирователь 8 командпереходит в состояние "11". Еслив кадре появляется неоконченная команда, блок формирования метки пере 59, 6ходит в состояние "01", из которого возвращается в исходное при выборке последней команды кадра. Если первая команда кадра не окончена, то формирователь 8 команд подает в состояние "01" непосредственно из состоя-ния "00". И только в том случае, если все команды кадра уже без метки (окончены), формирователь 8 метки остается в состоянии "11", если последняя команда кадра окончена нли с нее .снята метка ранее, формирователь 8 команд переходит в состояние "10.", в котором передается метка.Если в процессе отработки программы системой возникла необходимость после исполнения текущей команды начать исполнение нескольких команд, являющихся началами параллельных участков, делается это с помощью кадра распараллеливания, состоящего из команд безусловного перехода. При исполнении этого кадра метка присваивается всем командам, которым передается управление командами безусловного перехода, входящими в кадр. Таким образом, появляется возможность например, независимо управления работой нескольких манипуляторов, для чего достаточно в начале программы, записать кадр распараллеливания, в котором указать в командах безусловного перехода этого кадра адреса начал программ работы манипулятора. После исполнения кадра начинают исполняться одновременно все программы работы манипуляторов. При необходимости возможно в программе работы каждого манипулятора распараллеливание. Например, при работе манипулятора совместно с кассетным накопителем, когда после выборки очередной детали из накопителя необходимо в очередной последовательности включить его приводы для того, чтобы накопитель выдал очередную деталь. В этом случае после выборки детали в программе записывается кадр распараллеливания иа две ветвипродолжение работы манипулятора и управление накопителем, последняя из которых записывается в произвольном свободном месте памяти. Блок управления работает следующим образом.При записи в регистр 14 кода номера точки, не совпадающего с номером точки, в которой находится мани10837пулятор, на выходе схемы 17 совпаде- ния появляется "1", и в зависимости .от направления движения "1." появляется на выходе одного из элементов И 15 или 16 и включается один из симисторов 19, включают 1 привод манипулятора, начинается движение. При совпадении номера заданной и .текущей точки на выходе схемы 17 совпадения появляется "О", привоц выключается, 1 О а на выходе элемента И-НЕ 18 появля" ется "1", свидетельствующая об окончании движения.В зависимости от конкретного применения схема и количество управляющих блоков может отличаться от предлагаемого. Если количество управляющих блоков более одного, каждыйиэ них должен оснащаться регистрами для хранения информации, полученной щ 1598от команды. Разрешение на работу других блоков поступает от остальных выходов дешифратора 7.Применение предлагаемого устройст. ва обеспечивает возможность независнмого управления одновременно несколькими устройствами, например манипуляторами; возможность управления не только манипуляторами, но и другим технологическим оборудованием. сопряженным с манипулятором, например накопителями, транспортерами, станками и т.п. Указанные преимущества позволяют управлять роботизированной позицией от одного устройства, не прибегая к дополнительным средствам управления, Это поз- воляет снизить стоимость проектирования, монтажа, а также внедрения роботизированной позиции.Тираж 842Государственного комитета СССам изобретений и открытийосква, Ж, Раушская над., д