Устройство для программного управлениястанком

,8 ЗОЗО 7 Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(23) Приоритеттооударственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(54)УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ СТАНКОМ Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и предназначено для использования в устройствах числового программного управления (УЧПУ) технологическим оборудованием (металлорежущими станками, кузнечно-прессовым оборудованием, автоматическими манипуляторами и т.п.) работающих в условиях высокого уровня .сетевых помех.0 Известны УЧПУ Н 22, в которых защита от уменьшения или увеличения питающего напряжения, выходящего за установленные пределы, на первичной или вторичной стороне источника питания осуществляется путем прерывания программы с сохранением информации или без сохранения информации отрабатываемого кадра программы. Та-. ;кие устройства содержат блоки интер-. поляции, управления и.преобразования, ввода, задания скорости, управления шаговым приводом, питания 1 Ц. 2Известны также УЧПУ типа Н 55, со" держащие арифметико-логический блокоперативно-запоминающий блок,бльк .управления, блок памяти микрокомайд,вво да программы считывания программыт управления приводом связи со станком питания, пульт оператора, источник питания имеет на вторичной,стороне схему защиты, которая отключает питание УЧПУ при длительном уменьшении или увеличении выходного напряжения за установленные пределы 121.Однако в данных устройствах выполнение программы прерывается, про; изводится отвод инструмента, а информация текущего кадра теряется.Известно также устройство типа 2 У 32, реализующее систем ЧПУ на базе микро-ЭВМ Электроника НЦ-ОЗТ, содержащем микро-ЭВМ "Электроника НЦ-ОЗТ", блок интерфейсный, фото- считывающий блок, блок управления приводами подач, аппаратуру злектропитания, пульты оператора и техноло07 3 8303 гический, обеспечивается защита источника питания от длительных пере напряжений и сохранение информации в оперативном запоминающем устройстве (ОЗУ при аварийном отключении питающей сети с помощью аккумуляторной батареи. В этих случаях выполнение текущей программы прерывается и начинается отвод инструмента, информация текущего кадра переписывает ся в ОЗУ и может быть повторно использована в режиме "Возврат на траекторию" 3;Изв естны также устройства, где для защиты от воздействия длительных 15 помех из сети питания провалов напряжения) применяется резервирование первичного или вторичного питания. В этом устройстве описаны также регистра; торы и анализаторы импульсных помех, 20 но не приводятся примеры устройств, использующих эти анализаторы для активной помехозащиты 141.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является уст ройство ЧПУ 2 М 43 на базе микро-ЭВМ "Электроника", которое содержит процессор, запоминающий блок и набор внешних устройств, связанных шиной передачи адреса данных, за блок управления прерываниями внешних устройств, подключенный к третьему входу управления процессором, основной источник питания и резервный источник питания(буферную аккумуля торную батарею), подключенный к запоминающему блоку через блок согласования параллельно основному источнику питания. Первичное и вторичное напряжения источника питания под ключены к первому и второму входам управ. пения прерываниями процессора. При длительном превышении напряжениями установленны значений выполнение программы приостанавливается. 45 При длительных провалах напряжений также приостанавливается выполнение текущей программы, запоминающий блок подключается к резервному. источнику питания, в связи с чем сохраняется 50 информация о состоянии программы в момент ос та нов а 5 3 Однако в устройствах Г 1-51 отсутствует защита от импульсных помех, превышающих по амплитуде установленный пороговый помехозащи 1 ный уровень и прогнозирование аварийных ситуаций, связанных с увеличением числа импульсных помех и вольт-секундной площади этих помех в сети, от кото - рой работает устройство ЧПУ, что существенно снижает надежность устройств ЧПУ, работающих в цехах промышленных предприятий в условияхвозцействия сетевых импульсных помех значительного уровня, так как применяемые меры борьбы с помехами обеспечивают достаточную помехозащиту только для определенного порогового уровня, В результате увеличивается количество индикатируемых и неиндикатируемых сбоев устройства ЧПУ. В первом случае происходит останов программы по аварийному прерыванию от одного из внешних устройств. Наиболее тяжелым случаем является неиндикатируемый сбой, когда вследствие искажения программы появляется брак детали, а обработка продолжается.Таким образом, известные устройства характеризуются малой надежностью, обусловленной недостаточной помехоустойчивостью.при повышенном уровне сетевых импульсных помех.Цель изобретения - повышение помехоустойчивости устройства. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для программно" го управления станком, содержащее последовательно соединенные блок управления, первый блок прерывания и вычислитель, второй вход которого подключен к выходу первого источника напряжения и к первому входу блока согласования, соединенного вторым и третьим входами с выходами второго источника напряжения и переключателя соответственно, а выходом - со входом блока памяти, подключенного к шиче адреса, соединенной с блоком управления и вычислителем, третий вход которого подключен ко входу первого источника напряжения и к шине питания, введены последовательно соединенные первый счетчик и последовательно соединенные второй амплитудный селектор, первый амплитудный селектор, временной селектор и второй счетчик, а также второй блок прерывания, первый выход которого подключен ко входу переключателя, второй выход - ко второму входу первого блока прерывания, а первый и второй входы - ко вторым выходам соответственно временного селектора и первого5 830307 6амплитудного селектора, соединенного сшиной питания, вход второго амплитудного селектора подключен к выходупервого источника напряжения, а первыйи второй счетчики соединены с шинойадреса.На,фиг. 1 представлена схема устройства; на фиг, 2 - временные диаграммы его работы.Устройство содержит вычислитель 1, 10блок 2 памяти, блок 3 управления (внешние устройства), первый блок 4 прерывания, первый 5 и второй 6 источники напряжения, блок 7 согласованияпервый амплитудный селектор .8, первый счетчик 9, второй амплитудныйселектор 10, временной селектор 11,второй счетчик 12, второй блок 13прерывания, шину 14 адреса, переключатель 15, Селектор 8 содержит 20фильтр 16 и пороговые блоки 17 и 18,селектор 10 - фильтр 19 и пороговыеб,цоки 20-22, селектор 11 - блоки 2325, а счетчики 9 и 12 соответственно содержат двоичные счетчики 26,28 25регистры 27,29.Устройство работает следующим образом.Вычислитель 1 выполняет основнуюпрограмму обработки, хранящуюся в 30блоке 3, передавая команды и данные. на внешние устройства блока 3, непоссредственно управляющие механизмами. Питание вычислителя 1 и блока 2осуществляется от источника 5. Напряжение импульсной помехи по первичной.цепи питания поступает.на вход фильтра 16, подавляющего напряжение промьппленной частоты. Выходное напряжение импульсной помехи с этогофильтра подается на блоки 17 и 18,выделяющие импульсы помехи, амплитуда которых превьппает нижний безопасный пороговый уровень Оц и.безусловно опасный пороговый уровень 045ифиг. 2 а), Импульсные помехи, пре-,высившие по амплитуде заданные пороговые уровни, формируются в прямоугольные импульсы и поступают навыход селектора 8.50 40 Если импульсная помеха в моментй 6 . по первичному: напряжению превышает нижний безопасный пОРОГОВый уроВень 01 селектора 8 55 (фиг. 2 11, то на одном выходе этого селектора возникают импульсы, которые подсчитываются счетчиком 9 (фиг, 2 б В ходе выполнения диагностической программы вычислительзапрашиваетинформацию об уровне помех со счетчика 9, в котором накапливаетсяинформация о количестве помех, превышающих нижний безопасный пороговыйуровень,Ол и в то же время меньшихбезусловно опасного порогового уровня 11 . Если число таких помех превышает допустимый статистическийуровень,то вычисжтель 1,выводитсообщение об этом, прогнозируя опаснуюситуацию. Если помеха в момент Г 4.превьппает безусловно опасный и поооговый уровень 08, то блок 13 прерывает программу обработки (фиг. 2 в)иподает сигнал на переключатель 15для отключения источника 5 от блока 2и подключения блока 2, к источнику 6,причем вычислитель 1 переходит к выполнению диагностической программы.Если диагностическая программа обнаруживает сбой, то он - индикатируемый. Если сбой не обн.руживается, топо окончании диагностической программы процессор продолжает выполнение рабочей программы,Принцип селектирования помехи ис" пользуется и при анализе вторичного напряжения источника, где селектирование по амплитупе дополнено селектированием по длительности.Напряжение импульсной помехи во вторичной цепи питания поступает на вход фильтра 19, блоки 20-22 превращают приходящие импульсные помехи в прямоугольные импульсы с длительностью, равной длительности .импульсной помехи на заданном пороговом уровне. Отформированные импульсы в зависимости от амплитуды поступают на один из трех блоков 23-25. Если импульсная помеха в момент времениЬимеет амплитуду 0 т причем Ус ( О,Оо (фиг. 2 г), в этом случае импульс с выхода блока 21 поступает на вход блока 24, а если длительность импульса Т меньше ь, установленного на блокЕ 24, то он не поступает на выходы селектора 11, если в моментФ длительность импульсащ Ь, (ТЪЮ- " ОдМ 1 то он поступает на одпн выход селектора 11 и подсчитывается счетчиком 12 (фиг. 2 д) как потенциально, но не безусловно опасный. Наконец, если в момент Ь длительность импульса Т 31 установленного для блоха 24, то импульс поступает через другой выход селектора 11 на блох 13 и783030вызывает прерывание рабочей программы (Фнг. 2 е), переключение наисточник 6 и запуск диагностическойпрограммы,Таким образом, введение дополнительных узлов и соединение согласноизобретению позволяет выявлять и индикатировать собой УШУ от импульсныхпомех, превышающих безусловно опасныйпороговый уровень, а также прогноэировать опасные ситуации путем анализачисла и длительности помех, превышающих безопасный пороговый уровеньи близких к опасному пороговомууровню. Это повышает надежность и 15помехоустойчивость УЧПУ, устраняетнеиндикатируемые сбои, вызванвые сетевыми импульсньсш помехами,20 формула изобретения Устройство для программного управления станком, содержащее последова тельно соединенные блок управления, первый блок прерывания и вычислитель второй вход которого подключен к выходу первого источника напряжения и к первому входу блока соглас(вязания, 30 соединенного вторым и третьим входами с выходами второго источника напряжения и переключателя соответственно, а выходом - со входом блока памяти, подключенного к шине адреса, 35 соединенной с блоком управления и вычицтителем, третий вход которого подключен ко входу первого источника напряжения и к шине питания, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью 40 7 8повышения помехоустойчивости .устройства, в него введены последовательно соединенныепервый амплитудный селектор,первый счетчик и последовательно соединенные второй амплитудный селектор,временной селектор и второй счетчик,а также второй блок прерывания,первый выход которого подключен ковходу первого блока преырвания, апервый и второй входы - ко вторым.выходам переключателя, второй выход -ко второму соответственно временногоселектора и первого амплитудного селектора, соединенного с шиной питания, вход второго амплитудного селектора, соединенного с шиной питания,вход второго амплитудного селектораподключен к выходу первого источниканапряжения, а первый и второй счетчики соединены с шиной адреса.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Устройство числового программного управления Н 22-1 М. Руководство.по эксплуатауии В/О Станкоимпорт"СССР. М 1973.2. Устройство числового программного управления типа Н 55. Руководство по эксплуатации, Альбом У 1,М., 1975.3. Устройство числового программного управления 2 У 32.-61. М ЭНИМС..,1 978.4. Гурвич И. С. Защита электронныхвычислительных машин от внешних помех. М., "Энергия", 1975 с. 17-55,1.48-152.5. Устройство ЧПУ 2 М 43 на базеМЭВМ "Электроника" Л., ЛЭМЗ, 1978830307 г.,Составитель Н. Беленко Редактор М. Погориляк Техред И.Асталош КорректоР Н, Швьщк Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4 Заказ 3200/4 ВНИИПИ по дел 113035, ударственног изобретений сква, Ж, 940 Подкомитета СССРоткрытийушская наб., д, 4/