Устройство для управления позиционированием в ноль исполнительных органов станка

"Поиск",(54) УСТРОЙСТВОЗИЦИОНИРОВА 1111 Е 1ОРГАНОВ СТАНКА 1 ЛЯ У 11 РАВЛЕННН ЛОВ 11 ОЛЬ ИСЛОЛНИТЕЛЬ 11 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБР А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(56) Заявка ЕПВ 11 0067715,кл. С 05 В 19/18, приорите1981.Устройство С 1-33, черт,00,00.000, 117454, 11., ЦНТИ 5) Изобретение относится к автоматике и вычислительнои технике и моаетГнайти применение в станках с:числовым программным управлением, Цель изобретения - сокращение затрат времени на позидиониРование в н 0 н исполнительных органов станков, а следовательно, повышение их производительности. В известное устройство, состоящее из цифроаналогового преобразователя 1, блока управления приводом 2, двигателя привода 3, шариковиитовой пары 4, кулачка 5, двух концевых переключателей 6,7, датчика перемещения 8, первых элементов И и ИЛИ 26,23, двоичного счетчика 14, элемента задер:кки 20, двух кнопок 9,10, двух управляемых делителей 12, 13, управлянемого генератора, ены параллельный амяти 1 б, первый1571549 дополнительно вверегистр 15, элементи второй триггеары 18, 19, два элемента запрета 21,22пять элементов И 27-31, элемент НЕ 32,Формирователь импульсов 33, элементсравнения кодов 17. 4 ил, Изобретение относится к автоматйке ц вычислительной технике и может найти 10 рименение в станках с ЧПУ для автомаической установки в ноль исполнительых органов станка.Целью изобретения является сокрап 1 ение затрат времени на позициониро" 15 вание рабочих органов в ноль, что поВысит производительность станка,На Фиг.1 представлена функциональ 1 ая схема устройства; на Фиг,2 (а,б, в,г) - графики изменения скоростей 20 В различных интервалах нахождения рабочего органа станка, на фиг-.З - приМер решения Формирования 33, на фиг.4 - диаграммы, поясняющие работу Формирования. 25 Устройство (Фиг,1) состоит из цифроаналогового преобразователя 1 следящего привода, блока 2 управления - приводом, двигателя 3, соединенного с 30 Винтом шариковинтовой пары 4, Гайка 1 шариковинтовой пары 4 механически связана с кулачком 5, который при перемещении воздействует на первый 6 и Второй 7 концевые переключатели.С винтом шариковинтовой пары 4 соединен датчик 8 перемещения, имеющий выходы по каналу перемещения "Плюс" и "Минус", а также канал маркера, по которому вырабатывается один импульс за оборот датчика 8 перемещения, используемый для фиксации исходной (нулевой) точки рабочего органа станка. В устройство также входят первая 9 и вторая 10 кнопки, подключенные к шинам сигналов "Начальная установка" и "Пуск" соответственно, управляемый генератор 11 импульсов, первый 12 и Второй 13 управляемые делители, реВерсивный счетчик 14 импульсов, параллельный регистр 15, элемент 16 памяти скорости торможения, элемент 17 сравнения кодов, два КБ-триггера 18, 19, элемент 20 задержки, первый 21 и второй 22 элементы запрета, элементы ИЛИ (на два входа) 23-25, элементы И 26-31 элемент НЕ 32, формирователь 33 импульсов из перепада поТенциала. Формирователь 33 импульсов из перепада потенциала "1" в "О" и "О"в "1" (фиг,З) состоит из инвертора 34,двух диодно-емкостных интегрирующихцепочек 35, 36 и двух элементов Ина два входа 37, 38. Работу схемы поясняет временная диаграмма, из которой видно, что при замыкании контактов концевых переключателей 6 срабатывает элемент И 37, а при размыкании - элемент И 38 (Фиг,4).Устройство работает следующим образом.Нажатием кнопки "НУ" устройствоустанавливается в исходное состояние,при этом сигнал от кнопки 9 через элемент ИЛИ 23 поступает на Н - входрегистра 14, устанавливая его в нулевое состояние, а также на вход "Стоп"управляемого генератора 11, При выходе рабочего органа станка в исходное(нулевое) положение возможны три ситуации, поясняемые Фиг,2.Интервал А,О 1 соответствует максимально возможному перемещению рабочегооргана станка, интервал Г,Оне срабатывания концевого переключателя 6, интервал Т,О- зоне срабатывания переключателя 7, Точка "О"Фиксируется сигналом на выходе маркерного канала датчика 8. Максимальновозможная скорость перемещения рабочего органа Ч, определяется характеристиками станка, как и минимальная"ползучаяц скорость Ч, при которойвозможна остановка движения без перебега,Из Фиг. 2 б видно, что если точкастарта п,сА, К, то максимальнаяскорость перемещения при движениииз точки и 1 В точку О 7 цдкс= 70 а в интервале 1 К, Г(. она до-стигает при разгсне значения, зависящего от величины отрезка и , Г ,т.е. Ч= 5 (п, Г)При нахождении точки: старта в интервале А, Г кулачок 5 не находится в соприкосновении с. Толкателямиконцевых переключателей 6 и 7, в связи с чем сигнал на выходе элемента 22запрета отсутствует, на входе "За-, 15715 прет" элемента 2 1 устанавливается разрешающий потенциал, При нажатии кнопки 10 "Пуск" сигнал от кнопки через элементы ИЛИ 24 и элемент 21 запрета поступает на Я -вход триггера 19,5 вследствие чего на первом входе эле- + мента И 30 устанавливается разрешающий потенциал, Одновременно сигнал с выхода элемента ИЛИ 24 поступает на Б-вход триггера 18, и сигнал с выхода этого триггера устанавливает коэффициент деления управляющего делителя 12, соответствующий максимальной скорости движения ЧО 1, Сигнал с выхода элемента ИЛИ 24 поступает также на вход "Пуск" управляемого генератора 11, вследствие чего последовательность импульсов с выхода генератора 11 через делитель 12 поступает на вход 20 сложения двоичного счетчика 14 и одновременно на вход второго управляемо" го делителя 13. Так как исходное состояние счетчика 14 нулевое, то вследствие суммирования импульсов счетчи ком 14 коэффициент деления управляемого делителя 13 уменьшается, на его выходе частота следования импульсов возрастает, при этом импульсы через элемент 20 задержки поступают на вход 30 вычитания счетчика 14, вследствие чего разгон (увеличение частоты следования) будет происходить до момента равенства частоты на входах сложения и вычитания счетчика 14. С выхода эле-, мента 20 задержки (последовательность импульсов поступает также на входы элементов И 30, 31, и так как на первый вход элемента И 30 от триггера 19поступает разрещающий потенциал, то 40 с выхода элемента И 30 последовательность импульсов поступает на вход управления движения в положительном направлении блока 1 цифроаналогового преобразователя.45Цифроаналоговый преобразователь 1, блок 2, двигатель 3, шариковинтовая пара 4 и датчик 8 образуют известную следящую систему, замккутую по положению, при этом цифроаналоговый пре О образователь 1 вырабатывает разностный сигнал между управляющей число- импульсной последовательностью с выхода элемента И 30 и число-импульсной последовательностью с выхода датчика 8 перемещения, поступающей в данном случае на вход вычитания блока 1.Разностный сигнал преобразуется в стандартный управляющий сигнал 49 60 - : 410 В, который воздействует ча блок 2 управления приводом, силовые выходы которого соединены с входами двигателя 3. Двигатель начинает вращаться с разгоном, вращательное движение подается на датчик 8 перемещения, а с помощью шариковинтовой пары 4 вращение преобразуется в поступательное движение рабочего органа и кулачка 5.При соприкосновении кулачка 5 со штоком концевого переключателя 6 происходит замыкание контактов переключателя 6, и сигнал от переключателя 6, поступив на вход Формирователя 23 импульсов из перепада потенциала, преобразуется в импульс, который воздействует на вход "Запись" регистра 15, вследствие чего код достигнутой скорости Ч , с. выхода счетчика 14максзаписывается в регистр 15. Код с выхода регистра 15 воздействует на адресный вход элемента 16 памяти, и на его выходе устанавливается код скорости, соответствующий началу торможения, При этом, если разгон к моменту включения концевого переключателя 6 завершен (точка п на фиг,2 б), то на выходе элемента 16 памяти код эквивалентен коду на выходе счетчика 14, вследствие чего срабатывает элемент 17 сравнения, сигнал с его выхода через элементы И 29 и ИЛИ 25 поступает на К-вход триггера 18, сигналы с выхода последнего устанавливают коэфФициент деления управляемого делите" ля 12, соответствующий скорости "ползучки" ЧЧастота следования импульсов на выходе. делителя 12 скачкообразно. уменьшается, а так как частота на выходе делителя 13 соответствует максимальной скорости Чо то счетчик 14 начи- нает работать на вычитание, что приводит к плавному уменьшению частоты следования импульсов на выходе делителя 13. Процесс продолжается до равенства частот на входах счетчика 14, что приводит к снижению частоты вращения двигателя 3, При наезде кулачка 5 на шток переключателя 7 сигналс его выхода поступает на вход элемента И 26, что приводит к выработке элементом И 26 импульса при поступлении на его второй вход сигнала "Маркер" от датчика 8. Импульс с выхода элемента И 26 поступает через элемент ИЛИ 23 на вход "Стоп" генератора 11й вход счетчика 14. Если к моменту срабатывания переключателя 6 скоростьЧ, (точка старта п фиг,2 б),то й момент срабатывания концевого переключателя 6 коды на выходах счетчи 5 ка 14 и элемента 16 памяти не эквиваЛентны, процесс разгона будет продолжаться до срабатывания элемента 17 равнения. Таким образом, торможение ачнется позже и закончится к моменту рабатывания концевого переключатеюя 7.Если в момент старта исходная точа находится в интервале ГГ,Т (точа и на фиг.2 в), то на выходе элемена 22 запрета появляется разрешающий фля элемента И 28 сигнал, что привот к срабатыванию элемента И 28 приоступлении на его второй вход сигна-, ла "Пуск" от кнопки 10 через элемент ИЛИ 24,Триггер 19 устанавливается в сос ояние "К" и подключает к выходу элемента 20 задержки элемент И 31, что обеспечивает движение кулачка 5 в "отрицательном" направлении, В остальном работа аналогична описанной выфе, При "сходе" кулачка 5 со штока 1 ереключателя 6 срабатывает формирователь 33 импульсов из перепада потенциала по второму выходу, при этом Сигнал с этого выхода поступает на К-вход регистра,15 и устанавливает его в "0". Адресу "О" элемента 16 памяти соответствует код минимальной35 скорости Ч,Сигнал с выхода формирователя 33 Импульсов через элемент ИЛИ 25 поступает на К-вход тРиггеРа 18, что, как 40 описано вышее, приводит к уменьшению частоты вращения двигателя 3. Замедление продолжается до срабатывания элемента 17 сравнения. Сигнал с его выхода через элемент И 27 поступает на вход элемента И 24, и далее работа устройства идентична описанной выше ,при старте из точки и или точки и в соответствии с фиг;2 б,Если в момент старта исходная точка находится в интервале Т,О(точ 50 ка и на фиг,2 г), то кулачок 5 соприкасается со штоком обоих переключателей 6 и 7, При этом сигнал с выхода переключателя 7 через элемент ИЛИ 25 воздействует на К-вход триггера 18 . и устанавливает его в состояние "К", которое не изменяется при замкнутых контактах концевого переключателя 7,вследствие чего при нажатии кнопки"Пуск" движение будет происходить наминимальной скорости Ч, остановдвижения аналогичен описанному выше,Формула изобретенияУстройство для управления позиционированием в ноль исполнительных органов станка, содержащее следящий привод, образованный последовательно соединенными цифроаналоговым преобразователем, блоком управления приводом, двигателем привода, шариковинтовой парой, датчиком перемещения, .а также кулачком, связанным механически с гайкой шариковинтовой пары, два концевых переключателя, взаимодействующих с кулачком, управляемый генератор импульсов, два управляемых делителя, реверсивный счетчик импульсов, элемент задержки, первый элемент И и первый элемент ИЛИ, причем первый и второй информационные выходы датчика перемещения соединены с входами обратной связи цифроаналогового преобразователя, а его третий информационный выход - с первым входом первого элемента И, второй вход которого соединен с выходом первого концевого переключателя, а выхоц - с первым входом первого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с шиной начальной установки, а выход - с входом установки в "О" реверсивного счетчика импульсов и с входом "Стоп" управляемого генератора импульсов, а выход управляемого генератора импульсов соединен с входами управляемых делителей, выход первого из которых соединен с входом сложения реверсивного счетчика импуль" сов, а выход второго управляемого делителя через элемент задержки соединен с входом вычитания реверсивного счетчика импульсов, о т л и ч а ющ е е с я. тем, что, с целью сокращения затрат времени на позиционирование исполнительных органов в ноль,устройство содержит два К-Я-триггера, два элемента запрета, с второго по шестой элементы И, элемент НЕ, второй элемент ИЛИ, третий элемент ИЛИ, формирователь импульсов из перепада потенциала, параллельный регистр, элемент памяти скорос.ти торможения и элемент сравнения кодов, при этом первый вход второго элемента ИЛИ соединен с шиной "Пуск", второй вход вто15 Т ОБХод осполнищельноеоореадл от-т 3 ока срадатыданияпереклюцателя 6Зона сраЦтыданолереключотеля 7 0тах Грасоик скоростидля старта Ю иютероале меж 7 уточками Аи КГращю скоростидля старта о иютероале мелкдуточками Ги Т Трапик сл оросидля старта оикщероале мемдтачками Ти 0 9 157154 рого элемента ИЛИ соединен с выходом второго элемента И, а выход - с входом "Пуск управляемого генератора импульсов с Б-входом первого К - БУ5 триггера, с информационным входом первого элемента запрета и с первым входом третьего элемента И, второй вход которого соединен с входом "Запрет" второго элемента запрета и10 выходом первого элемента запрета, вход "Запрет" которого подсоединен к выходу второго концевого переключателя и к первому входу третьего элемента ИЛИ, а информационный вход - к выходу первого концевого переключателя, к входу формирователя импульсов из перепада потенциала, гервому входу четвертого элемента И, выход которого соединен с вторым входом 20 третьего элемента ИЛИ, третий вход которого соединен с первым выходом формирователя импульсов из перепада потенциала и с входом установки в "О" параллельного регистра, а выход - 25 с К-входом первого К-Б-триггера, выходы которого соединены с соответствующими входами управления первого 9 10управляемого делителя, при этом информационные выходы параллельного регисФра соединены с адресными входами элемента памяти скорости торможения, второй выход формирователя импульсов изперепада потенциала соединен с входом управления записью параллельногорегистра, его информационные входысоединены с информационными выходамидвоичного счетчика и с первой группойвходов элемента сравнения, вторая группа входов которого соединена с выходами элемента памяти скорости торможения, причем выход первого элементазапрета соединен с Б-входом второгоКБ-триггера, К-вход которого соединенс выходом третьего элемента И, прямой и инверсный выходы второго КБтриггера соответственно подключенык первым входам пятого и шестого элементов И, вторые входы которых соединены между собой и подключены к выходуэлемента задержки, выходы пятого ишестого элементов И соединены соответственно с входами управления по каналам Плюс и Минус цифроаналогового преобразователя,571549 Составитель И.ШвецМаковскаяТехред М.диды Корректор М.Кучерява едак 7 по изобре -35, Рауш иэводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гага 101 йгхпУ ЗЮЧ. выход ЮЩ Заказ 1511 ВНИИПИ Государственно 11303Тираж комитет Москва, Подписноениям и открытиям при ГКНТ СССР ая наб., д, 4/5