Устройство для автоматического разгона и торможения двигателя станка с программным управлением

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК Ю (11) 1 а) С 0 В 19/18 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ГОСУДЮ СТВЕННЫй КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(71) Харьковский политехнический институт им.В,И.Ленина(56) , Авторское свидетельство СССР 9 708304 кл. С 05 В 19718, 1978,2, Авторское свидетельство СССР У 834669, кл, С 05 В 19/18, 3979 (прототип).(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РАЗГОНА И ТОРМОЖЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯ СТАНКА С ПРОГРАИИНЫИ УПРАВЛЕНИЕМ, содержащее последовательно соединенные генератор щюпульсов, блок делителей частоты, первые выходы которого подключены к первым входам первого блока элементов И, соединенного вторыми входами с первыми выходами реверсивного счетчика, входы которого соединены с выходами блдка управления, а вторые выходы - с первыми входами. блока сравнения кодов, нодключенного вторыми входами к выходам регистра скорости, а выходами - к первым входам блока управления, первый вход устройства соединен с входом регистра скорости, а выход первого блока элементов И - с выходом устройства, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью расширения Функциональных возможностей устройства путем введения дополнительно к режиму разгона и торможения по линейному закону режима разгона и торможения по квадратичному закону с уменьшением ускорения во время разгона и торможения, в него введены делитель частоты, триггер управления и последовательно соединенные первый элемент И, регистр ускорения, второй блок элементов И и второй элемент И, выход которого подключен к второму входу блока управления, выход триггера управления подключен к первому .н второму входам первого и второго элементов И соответственно, выход блока делителей частоты подключен к 5-входу триггера управления, Р -вход которого соединен с вторым входом первого элемента И и с первым выходом второго, делителя частоты, вторые выходы которого подключены к вторым входам второго блока элементов И, вход второго делителя частоты соединен с выходом генератора импульсов, третий вход первого элемента И соединен с вторым входом устройства, третий вход которого подключен к второму входу регистра ускорения.1149221,з много управления,Известны устройства для автоматического разгона и торможения двигателя станка с программным управлением 1 1.Устройства используют нелинейный закон измерения скорости, однаков процессе разгона ускорение увеличивается, что может привести к недопустимо большим ошибкам следящейсистемы привода станка.Наиболее близким к предлагаемомуявляется устройство, содержащеепоследовательно соединенные генератор, делитель частоты и накопитель,а также реверсивный счетчик, соединенный .через блок элементов И сделителем частоты, блок сравнениякодов, регистр скорости и блок управления, причем блок сравнения кодовсоединен с реверсивным счетчиком ирегистром, скорости, а блок управления - с блоком сравнения кодов, реверсивным счетчиком и накопителем 21Однако в известном устройстверазгон и торможение можно осуществзлять только по линейному закону,что увеличивает при заданной допустимой ошибке слежения время и путьразгона и торможения.Цель изобретения - расширениефункциональных возможностей устройства путем введения дополнительно крежиму разгона и торможения по линейному закону режима разгона и торможения по квадратичному закону суменьшением ускорения во время разгона и торможения.Указанная цель достигается тем,что в устройство для автоматическогоразгона и торможения двигателя станкас программным управлением, содержащеепоследовательно соединенные генераторимпульсов, блок делителей частоты,первые выходы которого подключенык первым входам первого блока элементов И, соединенного вторыми входами с первыми выходами реверсивногосчетчика, входы которого соединены свыходами блока управления, а вторыевыходы - с первыми входами блокасравнения кодов, подключенного вторыми входами к выходам регистра скорости, а выходами - к первым входамблока управления, первый вход устрой 10 Изобретение относится к программному управлению станками, в частности к системам числового програм ства соединен с входом регистраскорости, а выход первого блокаэлементов И - с выходом устройства,введены делитель частоты, триггеруправления и последовательно соединенные первый элемент И, региструскорения, второй блок элементов Ии второй элемент И, выход которогоподключен к второму входу блокауправления, выход триггера управления подключен к первому и второмувходам первого и второго элементов Исоответственно, выход блока делителей частоты подключен к э-входутриггера управления, Й -вход которогосоединен с вторым входом первого элемента И и с первым выходом второго делителя частоты, вторые выходы которогоподключены к вторым входам второгоблока элементов И,вход второго делителячастоты соединен с выходом генератора импульсов, третий вход первогоэлемента И соединен с вторым вхол мустройства, третий вход которогоподключен к второму входу регистраускорения.На фиг. 1 приведена схема предлагаемого устройства; на фиг, 2 -графики режимов линейного и квадратичного изменения скорости; нафиг. 3 - схема блока управления;на фиг, 4 - временная диаграмма работы устройства в режиме разгона полинейному закону.Устройство соцержит генераторимпульсов, делитель 2, делитель 3частоты, первый блок 4 элементов И,реверсивный счетчик 5 скорости, блокб управления, блоксравнения кодов, регистр 8 скорости, триггер 9управления, первый 10 и второй 11элементы И, регистр-счетчик 12ускорения, второй блок 13 элемента И.делитель 14 частоты, блок 15 делителей частоты.Блок управления (Фиг. 3) содержитэлементы И 16 и 17.Разрядность делителя 3 частоты,реверсивного счетчика 5, блока 7сравнения кодов и регистра 8 скорости определяется диапазоном регулирования скорости, а разрядностьделителя 2, делителя 14 частоты ирегистра-счетчика 12 - диапазономзадаваемых ускорений,Устройство позволяет осуществитьразгон и торможение по линейному иквадратичному законам и работает следующим образомВ режиме разгона по линейному закону генератор 1 вырабатываетимпульсы постоянной частоты Ггенкоторые поступают на вход делителя 2 и второй вход делителя 14 частоты,На выходе делителя 2 вырабатывается час ота ,, где и - целое число, определяемое диапазоном задаваемыхгенускорений. Частота- поступает на 1 Овход делителя 3 частоты, Блок 4 элементов И выдает сигналы частотой"ген Рск15где К - разрядность счетчика 5;Г - число, содержащееся вреверсивном счетчике 5,определяющее в каждый моментвремени величину скорости 20при разгоне-торможении.В регистр 8 скорости заноситсякод числа Г, соответствующий конечной частоте Е, для участковразгона или торможения. Блок 7 25сравнения при ГР С Р вырабатываеткоманду "Разгон", при которой блок буправления обеспечивает прохождениеимпульсов с элемента И 11 на суммирующий вход реверсивного счетчика 5, 30При равенСтве кодов РР= Г блок 6управления запрещает прохождениесигналов на входы реверсивного счетчика. Тип разгона определяется сигналами, поступающими с элемента И 10.На первые входы элементов И 10 и 11от триггера 9 управления поступаетсигнал, разрешающий прохождение импульсов с блока 13. Триггер 9 управления устанавливается в "1" импульса- щми переполнения делителя 3 частоты,генследующими с частотой в в , и сбрасывается в "0" импульсами переполнения второго делителя 14 частоты,екоторый работает синхронно с дели ге телем 2 и выдает частоту50 Таким образом, триггер 9 управления разрешает прохождение сигналов с второго блока элементов И 13 через второй элемент И 11 на блок б управления с момента переполнения делителя 3 час тоты до момента переполнения делителя 14 частоты, т.е,во время заполнения счетчика 5 скорости импульсами с бло ка 6 управления делитель 3 частотыне изменяет своего состояния,Делитель 14 частоты и второй блокэлементов И 13 обеспечивает преобразование параллельного кода ускорения,хранящегося в регистре-счетчике 12ускорения,.в последовательный единичный код на выходе второго блока элементов И 13.Режим разгона зависит от сигнала,на втором входе первого элементаИ 10. При логическом 0" на этомвходе прохождение сигналов черезэлемент 10 запрещено, в регистресчетчике 12 код ускорения, предварительно занесенный от программ, неизменяется, при этом осуществляетсялинейный разгон.В режиме торможения по линейномузакону блок 7 сравнения кодов выдаеткоманду Торможение ,.при этом .блок б управления обеспечивает прохождение импульсов с элемента И 11на вычитающий вход реверсивного счетчика 5, В остальном схема работаетаналогично первому режиму.В режиме разгона по квадратичномузакону на втором входе элемента И 10 логическая "1". Тогда при каждомпереполнении делителя 3 частоты открывается элемент И 10 и в моментпереполнения делителя 4 частотыимпульс переполнения через элемент 1 Опоступает в регистр-счетчик .12 ускорения, уменьшая на единицу его содержимое (регистр-счетчик 12 включенна вычитание). Ускорение в началеучастка максимально и по мере разгона уменьшается. В остальном работаустройства аналогична работе в первом режиме.Режим торможения по квадратичному закону отличается от третьего режима тем, что блок 7 сравнения кодов вырабатывает команду "Торможение" и блок б управления пересылает импульсы от элемента И 11 на вычитающий вход реверсивного счетчика 5По сравнению с известным предлагаемое устройство имеет возможность осуществлять изменение. скорости не только по линейному, но и по квадратичному закону с уменьшающимся во времени ускорением. При этом, как показало моделирование на ЭВИ процессов разгона-торможения следящего привода станка с ЧПУ, динамические ошибки при заданном начальном уско ренин привода уменьшается примернов два раза по. сравнению с линейнымзаконом изменения скорости, Это зна"чит, что при заданной максимальнойошибке слежения возможно сокращениепути и времени перехода на другуюскорость. Особенно эффективно применение устройства с квадратичнымизменением скорости при управленииразомкнутыми приводами с щаговыми 16двигателями, которые достаточношироко используются в станках с ЧПУ,Моделированием на ЭВМ установлено,что для таких приводов путь и времяперехода с одной скорости на другую 15могут быть уменьшены ие менее чемв 2 раза. На фиг. 4 приведена временная диаграмма работы устройства в режиме разгона по линейному закону.Для пояснения принципа принято, что делители 2 и 34 переполняются через четыре импульса, а регистр 8 - через восемь импульсов, в регистре 12 ускорения содержится код двойки, в регистр 8 скорости поступает код четверки,в то время как в реверсивном счетчике 5 находится код единицы, Заданная скорость в этом случае достигается после двухпереполнений делителя 3.По сравнению с используемой аппаратурой на базе устройств УИСи УКПИ это позволит уменьшить время обработки деталей на 2-3 Х.