Устройство для формирования корректирующих сигналов кинематических погрешностей

(7 1) Саратовское специальное конструкторское бюро эщих станков(56) Авторское свидетельство СССР У 822772, кл. С 05 В 19/18, 1978.Авторское свидетельство СССР У 736050, кл. С 05 В 19/26, 1978. убообрабатываю(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯКОРРЕКТИРУЮЩИХ СИГНАЛОВ КИНЕМАТИЧЕСКИХ ПОГРЕШНОСТЕЙ(57) Изобретение относится к областипрограммного управления станками ипредназначено для формирования корректирующих сигналов для компенсациисистематических ошибок положенияконечных звеньев станка, вызванных,например, кинематическими погрешностями передач и т.д. Цель изобретения - упрощение устройства при сохранении его точности, Сигнал текущего положения .в зависимости отнаправления перемещения поступаетна шины +1 или - 1 . При этом сигналы поступают на вход счетчика,изменяя его состояние и. кодированный сигнал на его выходе, каждомуиз которых соответствует определенное положение органа станка. П упит на ф-лыри ра ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ венстве текущего и запомненного в дешифраторе положений кодов с одного из выходов дешифратора положений поступает сигнал на одну из шин блока па - мяти. При этом происходит сброс регистра и триггера блока памяти, а затем запись кодированного сигнала скорости в регистр и знака - в триггер. В этой точке (при импульсе записи) первый счетчик-делитель находится в нулевом положении. Первый импульс -1 через первый элемент И первого коммутатора осуществляет стробирование записи кода с регистра блока памяти в первый счетчикО делитель и сброс второго счетчика- Ж делителя в "0". Далее этот импульс через коммутатор знака проходит на выход + Ь устройства. Следующие им- С пульсы на шине - 1 через первый коммутатор будут вычитаться из содержи- ф мого первого счетчика-делителя и суммироваться во втором счетчике- делителе. При достижении нуля в пер-. вом счетчике-делителе следующий импульс через второй коммутатор опять фф поступит на второй элемент И и обеспечит запись кода скорости из блока памяти и сброс кода во втором счет- Ю чике-делителе. При этом формируется корректирующий импульс, который через коммутатор знака пост выходь устройства. 3 з.п 5 ил 3Изобретение относится к программному управлению станками н предназначено для формирования корректирующих сигналов для компенсации систематических ошибок положения конечныхзвеньев станка, вызванных, например кинематическими погрешностями передач, несоосностью соединений и систематической погрешностью датчиковположения.Целью изобретения является упрощение устройства при сохранении его точности.На фиг, 1 представлена структурная схема устройства, на фиг. 2 - Функциональные схемы дешифратора и блока памяти; на Фиг. 3 - схема коммутатора знака, на Фиг. 4 - пример Формирования приближенного сигнала систематичгской погрешности, на фиг., 5 а - более подробный пример Формирования приближенного сигнала систематической погрешности, на фиг. 56 - временная диаграмма работы устройства.Устройство содержит счетчик положения 1 (Фиг. 1), дешифратор 2, блок памяти 3, первый 4 и второй 5 элементы И, первый б и второй 7 счетчики-делители, Форюрователь 8 импульсов, состоящий иэ первого 9 и второго 10 элементов задержки, первого 11 и второго 12 коммутаторов импульсов, устройство также содержит коммутатор 13 знака. В дешифратор 2 входят элементы И-ИИ 14 1414 элементь 1 2 И-ИЛИ 15( 15 15 Формирователи импульсов 16 и 17. Блок памяти 3 содержит Формирователь импульсов 18, группу элементов ИЛИ 1 З, элементы ИЛИ 20, 21, регистр 22, триггер 23. Коммутатор 13 знака состоит из элемента ИЛИ 24, элементов И 25 и 26.Иа Фиг. 1 обозначены - 1 , "шины входных импульсов, на фиг. 2 я.д - знаковый выход блока 5 памяти, на фиг. 4 н 5 - 1 - сигнал систематической погрешности, о - систематическая погрешность,- положение привода,- участки с постоянной скоростью чзменения погрешности, 1 г., - сигналы перемещения соответствующие одному импульсу ксррекцин ( - точка реверса.Счетчики 1, б и 7 выполняются реверсивными. Время задержки элементов 3 и 10 выбирается не меньше вре. менн переходных процессов в элементах 1-3 и не больше периода максимальной частоты следования импульсов на входах1 или -1. Р при нахождении счетчика 6 (или счетчика 7; в нулевом состоянии на его выходе 11Равенство нулю появляется сигнал (К - сбросовые входы счетчиков).Коммутатор знака 13 работает следующим образом. При высоком уровне сигнала на управляющем входе коммутатора знака сигналы с информационных входов поступают на выход + Л, а при низком уровне сигнала - на вьгод - ЬПодготовку устройства к работе осуществляют следующим образом. Предварительно измеряют и записывают сигнал систематической погрешности, например от кннематической погрешности передачи станка или погрешности измерения положения. По полученчой записи Формируют приближенный сигнал, соответствующий сигналу 1 ь систематической погрешности 3 (фиг.4) относительно заданного или текущего положения у привода. Сигналысоставляют участки 1 с постоянной скоростью изменения погрешности. Запоминают положения ф -ц привода, которые соответствуют границам участкоь 1 . Для сравнения на фиг. 4 показаны также положения д -при 1 г.Ц вода, соответствующие границам участков, составляющих приближенный сигнал, Формируемый устройством-прототипом. Запоминание положений Ч 1- 1, осуществляют для каждого конкретного станка в дешифраторе 2, например, путем соответствующей распайки прямых и инверсных входов элементов 14 - 14 к выходам счетчика 1, Для каждого положенияучастка) запоминают в блоке 3 сигнал скорости и знака коррекции. Это осуществляется, например, распайкой входов элементов 19 и 20 на соответствующие шины 11 с). Формирователи 16 и 17 служат для повышения надежности работы схемы и обеспечивают выдачу информации с дешифратора 2 по скончании переходных процессов в счетчике 1. С помощью элемента 21 и формирователя 18 обеспечивается сброс регистра 22 перед записью в него новой информации. Устройство работает следующим образом.Сигнал текущего положения в зависимости от направления перемещения поступает на шины1, или -1. При12этом сигналы поступают на вход счетчика 1, изменяя его состояние и соответственно кодированный сигнал на выходе. Каждому кодированному сигналу с выхода счетчика 1 соответствует определенное положение органа станка. При равенстве текущего и запомненного в дешифраторе 2 положений с одного из выходов дешифратора 2 поступает сигнал на одну из шин (11) блока 3 памяти. При этом происходит сброс регистра 22 и триггера 23 по входу В через элементы 21 и 18, а затем запись кодированного сигнала скорости в регистре 22 и знака в триггер 23. Сброс осуществляется укороченным импульсом, формируемым формирователем 18 по переднему фронту импульса формирователя 17. Запись осуществляется импульсом с формирователя 17 после окончания импульса формирователя 18, На диаграмме фиг. 5 показан только импульс записи, В этой точке счетчик 6 находится в нулевом положении. Первый импульс -1 (он выделен на диаграмме), задержанный элементом задержки 9, через первый элемент И коммутатора 11 осуществляет стробирование записи кода с регистра 22 в счетчик 6 (фиг. 5 б, сиг" нал строб. И 4 уст. "О" 7) и сброс счетчикапо шине "Уст.О"Далее этот импульс через коммутатор знака проходит на выход е а устройства (И ), Перемещение, соответствующее этому импульсу, условно обозначено на фиг. 5 а. Следующие импульсы на шине -1 через коммутатор 11 (второй элемент И) будут вычитаться из содержимого счетчика 6 и суммироваться в счетчике 7, При достижении нуля в счетчике 6 следующий импульс через верхний элемент И коммутатора опять поступитна вход схемы элемента И 5 и обеспечит запись кода скорости из блока 3 и одновременно обеспечит сброс кода в счетчике 7.При этом формируется корректирующий импульс, который через коммутатор 13 знака поступит на выход + Ь устройства, так как в триггере Т записан знак погрешности "+", который присутствует на управлявцем входе коммутатора 13 знака.Корректирунцие импульсы при обработке рассматриваемого участка с постоянной скоростью будут появлять 24792 4 ся на выходе устройства через г импульсов 17 Б 40 45 50 55 го 15 20 25 ЗО 35 где К - приращение ошибки в единицахдискретности.Для этого код скорости, записываемый в регистр 22, будет меньше 1 с на единицу.В точке ц происходит смена знака приближенного сигнала погрешности и величины кода скорости, так какзафиксирована в дешифраторе 2, аналогично в точке с-, Однако, так как сигнал на управляющем входе коммутатора 13 изменится, то корректирующий импульс появится на выходе - ЬСогласно диаграмме в точке г происходит реверс перемещения. При этом импульсы, присутствующие на шине , вычитаются из счетчика 7 и суммируются в счетчике 6. При равенстве нулю счетчика 7 (это будет в точке Ц ) формируется импульс сброса счетчика 6 и запись кода соседнего участка ( - в регистр 22Б точке 7 осуществляется запись кода скорости и знака соседнего (Ц -( ) участка в регистр 22, Перед этим состояние счетчика будет равно нулю, н задержанный через элемент 10 задержки импульс сбросит счетчик 6 и запишет код скорости из регистра 22 через элемент И 5 по сигналу "строб. И 5" с выхода первого элемента И коммутатора 12. Необходимо отметить, что при использовании устройства в системах ЧПУ, сигналы + Ь и . Ь суммируются с сигналами +1 и - 1 соответственно (не показано). Формула изобретения 1. Устройство для формирования корректирующих сигналов кинематических погрешностей, содержащее счетчик положения, дешифратор, первый счетчик-делитель.и формирователь импульсов, первый выход которого соединен со входом установки нуля первого счетчика-делителя, выходы счетчика положения подключены к группе входов дешифратора, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства при сохранении его точности, оно содержит блок па 1224792мяти, врй счетчик-девектель, два элемента И и коммутатор знака, соединенный управляющим входом сс знаковым выходом блока памяти, который входами соединен с выходами дешифратора а информационными выходами - с информационными входами первого и второго элементов И стробирующие входы которых подключены соэтветственна ко второму и первому выходам Формирователя импульсов, а выхсды - к информационным входам первого и второго счетчиков-целителей соответственно, формирователь импульсов первым выходом соединен с первым информационным входом кокчутатора знака, вторым выходом - сс входом установки нуля второго счетчкка-делителя и вторым информационным входом коммутатора знака, выходы которого являются выходами устройства, Формирователь импульсов третьим выходом подключен к вычитающему входупервого счетчика-делителя и сумми рующему входу второго счетчика-делителя, четвертым выходам - к суммирующему входу первого счетчика-делителя и вычитающему входу второго счетчика-целителя, первый и в 1 арой 30 входы формировгателя импульсов соединены с импульсными вхадамк счетчика положения и дешифратора и являются входами устройства, а третий и четвертый входы Формирователя импульсов подключены к выходам "Равенство нулю" первого и второго счетчиков-делителей соответственно.2. Устройство па г 1. 1, с т л и ч а ю щ е е с я тем, что формкро- що ватель импульсов содержит два элемента задержки и два коммутатора, каждый из которых состоит из двух элементов И, причем первые вхоцы элементов И первого к второго коммутато; рав соединены через соответствующие элементы задержки соответственно с первым к вторым входами Формирователя импульсов, вторые .входы элементсв И - с третьим к четвертым вхацамн Формирователя импульсов, выходь," первых элементов И - со вторым и первым выходами Формирователя импульсов а выходы вторых элементов И - с третьим и четвертым выходами Форгирователя импульсов.3 Устрайстегс пс и 1, с т л и ч а ю щ и е с я тем, чта блок памяти содержит группу элементов ИЛИ, первый и второй элементы ИЛИ формирователь импульсов, регистр и триггер, причем элементы ИЛИ подключены к шинам, соединенным сс входами блока памяти, первггй элемент ИЛИ выходом соединен с Б-входам триггера, вьход которого является знаковым выходом блока памяти второй элемент ИЛИ выходом подключен через Формирователь импульсов к входам установки нуля триггера к регистра, информационные входы которого соединены с выходами группы элементов ИЛИ, а выходы регистра подключены к информационным выходам блока памяти. 4. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что дешифратор содергккт элементы И-ИЛИ элементы2 И-ИЛИ и два формирователя импульсов,причем элеггенты И-ИЛИ подключены кгруппе входов дешифратора, выхоцыэлементов И"ИГГЛ соединены с первымивходами элементов 2 И-ИЛИ, вторые входы которых подключены к выходу первого Формирователя импульсов, третьивходы - к выходу второго Формирователя импуль ов, четвертые входы всехэлементов 2 И-ИЕИ, кроме последнего,соединены с первыми входами последующих элементов 2 И-ИЛИ, а четвертыйвход последнего элемента 2 И-ИЛИ подключен к первому входу первого элемента 2 И-ИЛИ, выходы элементов 2 И-ИГКсоединены с выходамк дешифратора,1224/92 А,Исправниковкало Составитер Н.Слободяник Техред Н,Б Редак рректор М. Пожо аказ дпис но-полиграфическое предприятие г Ужгород, ул. Проектная, 4 Проиэводс 952/48 Тираж 836 ВНИИНИ Государственного по делам изобретений 113035, москва, Ж, Раушомитета ССС 1 открытий кая наб , д