Устройство для задания программы

Сфез Советских Социалистических Реслублик(5,ЦМ, Нл.з 6.05 В 19/405 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАДАНИЯ ПРОГРАММЫ Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и можетбыть использовано в системах числового программного управления станкамии другим технологическим оборудованием,Известно устройство для программного управления, состоящее из перфоленты, читающего устройства, выходы кото рого присоединены к запоминающим устройствам координат и ко входам контрольного делителя и тактового генератора, выход которого подключен ковходу умножителя, параллельные выходыкоторого присоединены к выходам запоминающих устройств координат Х,Х 1, У, У 2, а выход переПолнения через делитель подключен ко, входу пер"вого триггера, выход которого присоединен к первой группе выходных ключей координат, выходы которых черезпервый элемент ИЛИ присоединены ковторому входу контрольного делителя,выход которого подключен к первомувходу индикатора ошибки, второй входкоторого подключен к выходу второгоэлемента ИЛИ, выходы которого присоединены к выходам второго триггера,счетный вход которого присоединен квыходу делителя, а вторая группа клю- З 0 чей присоединена к выходам запоминающих устройств координат, а их попарно объединенные выходы присоединены ко входам сглаживающих делителей координат 111Однако в таком устройстве для контроля правильности отработки перемещений на перфоленте необходимо задавать помимо основной информации дополнительные контрольные коды, что усложняет программирование и исключает возможность использования устройства в системах с коррекцией величин перемещений, эадаваеьых внутри системы, так как каждая коррекция требует изменения корректирующего кода, Кроме того, схема такого устройства достаточно сложна.Известно также устройство для контроля передачи информации в двоично-десятичном коде между блоками цифровой вычислительной машины, содержащее ячейку памяти одного знака, входы которой являются входами устройства, блок формирования сигнала ошибки, выход которого является выходом устройства, триггер, входы которого являются входами устройства, а выход соединен с управляющим входом блока Формирования ошибки, а также двоично-десятичный сумматор, сдвигакюий двоично-десятичный регистр,прийю выходы ячейки памяти одного знака соединены с первой группой входов одноразрядного двоично-десятичного сумматора, выходы которого соединены со входами блока Формирования,сигнала ошибки и со входами младшегоразряда сдвигающего двоично-десятичного регистра, выходы старшего разряда сдвигающего двоично-десятичногорегистра соединены со второй группойвходов одноразрядного.десятично-двоичного сумматора, управляющий входустройства и вход тактовых сигналовустройства соединены с соответствующими входами ячейки памяти одного зна ка и сдвигающего двоично-десятичногорегистра 23 .Недостатком этого устройства является ограниченность его Функциональных возможностей, так как оно способ Оно контролироваТь только передачу двоично-десятичной информацйн по цепямпередачи, в которых не происходитпреобразование ее кодов и изменениеее значений, т.е. переработка. Вследствие этого невозможно использоватьустройство в современных системах числового программного управления.Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому является устройство для программного управления,состоящее из блока ввода программы,выходы которого соединены со входамисчетчика строк, преобразователя кодаи блока памяти, соединенного со входами блока отработки координатных пе- З 5ремещений и контрольного счетчика помодулю О, причем выход блока отработки координатных перемещений соединенсо входом контрольного счетчика,входы элемента И соединены с выходами счетчика строк и преобразователякода, вход дополнительного счетчикапо модулю О соединен с выходом элемента И, а выход - с блоком памяти Г 33.45Недостатком известного устройстваявляется то, что контролируемая информация хотя и может быть преобразована, но не может быть переработана(изменена) в контролируемом каналеустройства. Кроме того, оно может работать только с двоично-десятичнымикодами, что резко сужает функциональные,врзможности устройства и областьего применения, поскольку в современных системах ЧПУ информация програм,мы, Йводимая с перфоленты или другогоносителя в двоично-десятичном коде,как правило, преобразуется, т.е. переводится в двоичный код и изменяетсяна величины коррекций размеров инструмента, и выполняется преобразование координат. Поэтому испольэоватьв современных системах ЧПУ данноеустройство Фактически невозможно безрезкого снижения Функциональных воз- у 5 можностей системы, глубины контроля его точности и, следовательно, таких эксплуатационных характеристик, как время поиска неисправностей.Цель изобретения - расширение области применения устройства за счет обеспечения условий автоматического введения различных по величине,коррекций скоростей подачи или оборотов шпинделя и повышение надежности и точности устройства за счет автоматического исключения превыаения выходной частоты задающего устройства и максимальной частоты, воспринимаемой приводом.Поставленная цель достигается тем,что в устройство для задания программы, содержащее последовательно соединенные блок ввода информации, блок преобразователей кода, блок управления, первый сдвиговый регистр, второй сдвиговый регистр и интерполятор,второй вход блока управления подключен ко второму выходу блока ввода информации, третий вход - ко второму выходу первого сдвигового регистра, вторые выходы - ко вторым входам интерполятора, третий вход - ко вторымвходам первого и второго сдвиговых регистров и к третьему входу интерполятора, а четвертый выход - к третьему входу второго сдвигового регистра, и два канала управления, каждый из которых состоит из контрольного счетчика, соединенного первым входом с первым выходом интерполятора и последовательно соединенных первого и второго регистров памяти, а первые входы первых регистров памяти подключены к четвертым выходам блока управления, введены третий сдвиговой регистр, первый элемент И блок формирования койанд и последовательно соединенные блок элементов задержки, коммутатор, группа ключей, шифратор, первый сумматор, первый элемент ИЛИ, второй элемент И, второй элемент ИЛИ, второй сумматор, третий регистр памяти, и группа инверторов, а в каждый канал управления - последовательно соединенные третий сумматор, третий элемент И, четвертый элемент И и пятый элемент И, выход которого подключен ко входу блока формирования команд, соединенного первым выходом со вторыми входами вторых регистров памяти, вторым выходом - со вторыми входами контрольных счетчиков, третьим выходом - со входом блока ввода информации и с третьим входом интерполятора, а четвертым выходом - со вторыми, входамичетвертых элементов И и с первым входом первого элемента И, второй вход которого подключен ко второму выходу интерполятора, а выход - ко вторым входам пятых элементов И, первый вход третьего сдвигового регистрасоединен со вторым выходом блока элементов задержки, выходы - со вторымивходами группы ключей, а второй вход -со входом блока элементов задержки,со вторым входом третьего регистрапамяти и с третьим выходом блока управления, подключенного пятым выходом к третьему входу третьего регистра памяти, выходы которого соединенысо вторыми входами первого сумматора,подключенного одним из первых входовко второму входу второго элемента И,вторым выходом - ко второму входувторого элемента ИЛИ, а первыми выходами - ко вторым входам второгосумматора, первые и вторые входытретьего сумматора каждого канала управления соединены соответственно свыходами второго регистра памяти иконтрольного счетчика данного каналауправления, выходы группы инверторов соединены со вторыми входами первых регистров памяти, а второй вход 26коммутатора подключен к одному изпервых выходов первого сдниговогорегистра.На чертеже представлена Функциональная схема предлагаемого устрой- д 5ства.Устройство содержит блок 1 вводаинформации, блок 2 преобразователейкода, блок 3 управления, первый 4 ивторой 5 сдниговые регистры, интерполятор 6, коммутатор 7, группу ключей8-13, блок 14 элементов задержки, третий сдвиговый регистр 15, шифратор16, первый 17 и второй 18 сумматоры,третий регистр 19 памяти, первый элемент.ИЛИ 20, второй элемент И 21,второй элемент ИЛИ 22, группы инверторов 23-26, первый 27 и второй 28регистры памяти, третий сумматор 29,третий 30, четвертый 31 и пятый 32элементы И, блок 33 формирования команд, первый 34 и второй 35 регистры.памяти, третий сумматор 36, третий37, четвертый 38, пятый 39 и первый40 элементы И и контрольные счетчики41 и 42.45Устройство работает следующим образом.Информация управляющей программыс перфоленты или другого носителяпоступает на вход блока 1, в которомосуществляется ее контроль на четкость и дешифрирование, После этогодешифрированная инфЬрмация распределяется следующим образом,Информация о геометрических пере-мещениях через блок 2 поступает вблок 3, на другой вход которого поступают дешифриронанные адреса геометрической информации Х Е, У, К в подготовительные (С) функции, определяющиехарактер преобразования в блоке 3, фнапример перевод абсолютных координатв относительные, корректиронание геометрической информации на величиныкоррекций размеров йнструмента, Формирование информации и виде, пригодном для интерполятора, т.е, в приращениях, Конечные результаты, подлежащие высылке н интерполятор 6 для дальнейшей обработки, записываются последовательно младшими разрядами вперед в двадцатишестиразрядный регистр 4. Причем 1-24-е разряды этого регистра хранят цифровую инФормацию, а 25 и 26 отводятся для хранения модифицированного знака, т.е. 00 - плюс, 11 - минус, 0,1 и 10 - запрещенные комбинации.С параллельных выходов 1-24 разрядов регистра 3 информация перепи.сывается в регистр 5, построенный ,таким образом, что в нем информация сдвигается старшими разрядами вперед, что необходимо для выполнения операции нормализации, которая имеет место в интерполяторе 6. Поэтому информация о перемещениях Ь Х, д У переписы,вается из регистра 5 в промежуточную 1 память интерполятора 6 последователь,но старшими разрядами вперед синхронно с тактами Т 1-Т 26. Такты Т 1-И 26, а также сигналы "Запись Х" и "Запись вырабатываются блоком 3 и поступают н интерполятор 6. По окончании отработки предыдущего кадра информация, записанная н промежуточной памяти интерполятора, начинает отрабатываться и н виде унитарных кодов появляется на его выходе по каналам Х и 2, Причем, если н интерполятор 6 были запи" саны величины приращений Х и Е, то за время отработки кадра по каналам Х и Е должно пройти дХ и л Е импульсов. Для контроля соответствия количества отработанных импульсов заданному количеству в момент высылки информации из блока 3 н регистр 4 осуществляется свертка по модулю 9 двоично-кодированной величины дХ или ЬУ.Эта свертка осуществляется следующим образом.Информация с выхода 24-го разряда регистра 4 через коммутатор 7 посту-. пает на параллельно объединенные входы ключей 8-13, причем коммутатор 7 включается синхронно с тактом Т 1-Т 26, но с задержкой на два такта сигналом, поступающим на его управляющий вход с выхода блока 14. Со.второго выхода этого блока сигнал поступает на управляющий вход регистра 15 и разрешает циркуляцию единицы в этом регистре с частотой тактов Т 1-Т 26. Поскольку в исходном состоянии единица находи.лась в младшем разряде регистра 15, а все остальные его разряды бЫли н, нулях, то при последовательном сдниге единицы разрешающие потенциалы появляются поочередно на входах ключей 8-13. Причем за время записи в ре,регистр 4 двадцатичетырехразрядного числа единица в регистре 15 соверша849148 1 Число 1 2 4 8 16 32 64 128 256 512 1024 2048 4096 Остаток 1 2 4 8 7 5 1 2 4 8 7 5 1 ет четыре полных оборота. Работа схемы Формирования контрольного кода двоичного числа по модулю 9 основана на Таким образом, в случае наличияединицы в соответствующем разряде не- робходимо в сумматор контрольного числа по модулю 9 добавить соответствующий этому разряду остаток, что реализуется следующим образом.Единицы, двигаясь в регистре 15поочередно, поступают на ключи 8-13.В случае, если на информационном входе этих ключей в это время также присутствует единица, сигнал появляется на выходе соответствующего ключа.При этом сигнал на выходе ключа 8 фсоответствует остатку 1, на выходеключа 9 - остатку 2, ключа 10 - остатку 4, ключа 11 - остатку 8, ключа 12 - остатку 7 и ключа 13 - остатку 5. Выходные сигналы ключей 8-13, 25поступая на соответствующие входы шифратора 16, вызывают появление на еговыходе двоично-кодированных комбинаций, соответствующих числам 1, 2,4, 8, 7, 5. Эти двоичные числа посту Опают на входы сумматора 17, на входывторого слагаемого - код остаткасвертки по модулю 9, полученного впредыдущем суммировании с выходов регистра 19. Поскольку суммирование не- З 5обходимо осуществлять по модулю 9 вслучае возникновения переноса из старшего разряда сумматора 17, а такжев случае превышения выходной комбинацией этого сумматора числа 8, т.е.двоичной комбинацией 1000 откорректировать эту выходную комбинацию навеличину поправки 0111 (т,е. 7),Это достигается тем, что любая изединиц трех младших разрядов сумматора 17 проходит через элемент ИЛИ 4521 на вход элемента И 21, на второйвход которой подается сигнал с выхода старшего разряда сумматора 17.Выходной сигнал элемента И .21 объединяется элементом ИЛИ 22 с выходным Щсигналом переполнения сумматора 17и поступает на входы трех младшихразрядов сумматора 18, на входе перенОса младшего разряда и на входестаршего разряда второго слагаемогокоторого запаян" сигнал "0", т.е.потенциал земли. Благодаря корректирующему действию цепи: элемент ИЛИ20 - -элемент И 21 - элемент ИЛИ 22на выходе сумматора 18 всегда имеется остаток свертки по модулю 9 сум- омы числа, хранчмого в регистре 19 ичисла, сформированного на выходе шифратора 16. Каждый из тактовых импульсов Т 1-Т 26 своим задним фронтомзаписывает новый код в регистр 19, 5 периодической повторяемости остатковразрядов двоичных чисел.Ряд остатков по модулю 9 имеет вид: что необходимо для надежного установления выходной комбинации на выходесумматбра 18. Для осуществления записи в регистр 19 по заднему фронту регистр построен на Э -К триггерах. Приотсутствии информации на выходах шифратора 16 кодовая комбинация, хранимая в регистре 19, просто подтверждается,По окончании свертки величины дХона из регистра 4 переписывается врегистр 5 по сигналу, поступающемуна синхровход параллельной записи регистра 5 с соответствующего выходаблока 3. Одновременно этот блок вырабатывает сигнал записи контролякоординаты Х, который через инверторы 23-26 переписывает контрольныйкод из регистра 19 в регистр 27 промекуточной памяти контрольного кодакоординаты Х. После этого блок 3 вырабатывает сигнал перезаписи величины дХ из регистра 5 в промежуточнуюпамять интерполятора б и сигнал сброса регистра 19. Затем аналогично совершается цикл работы по определениюи высылке в интерполятор б величиныЬ 2 и ее контрольного числа, котороезаписывается в регистр 34 промежуточйойпамяти кода контроля координаты д 2.После этого по сигналу "Пуск",поступаюЬему из блока 33, величиныдХ и д 2 начинают отрабатываться интерполятором б, одновременно блок 1начинает вводить очередной кадр программы. По сигналу ИУ 1, поступающемуиз блока 23, "сбрасываются" счетчики41 и 42, а по сигналу ИУ И, которыйтакже вырабатывается, блоком 33, после сигнала "Пуск" контрольные кодыприращенИй дХ и д У переписываются врегистры рабрчей памяти контрольныхкодов регистров 28 и 35 соответственно. Выходные импульсы координатныхприращений интерполятора б являютсявыходными сигналами устройства и одновременно поступают на счетные входы счетчиков 41 и 42, работающих помодулю 9. К концу отработки кадра всчетчиках оказываются числа, соответствурщие по сверткам по модулю9 количеству импульсов, отработанныхсоответствующей координатой,Если введенная.в интерполятор бинформация отработана верно, то остаток по модулю 9, записанный в регистре 28 и полученный в счетчике 41, атакже остаток в регистре 35 и в счетчике 42 равны, но в регистрах 28 и35 записаны инверсные коды остатков,Следовательно, на выходах сумматоров29 и 36 должны быть все единицы, таккак сумма прямого и обратного кодоводного и того же числа дает всеединицы. При этом на выходах элементов И 30 и 37 имеются сигналы единицьэ, которые поступают на входы элементов И 31 и 38. Элементы И 31,,38 к 40 в нормальном режиме работыпо второму входу всегда открыты, итолько в наладочном режиме на нихс блока 33 заводится, нулевой сигналфБлокировка". Сигнал "Окончание отработки кадра" с выхода интерполятораб через элемент И 40 поступает на входы элементов И 32 и 39, на вторые входы которых поступают выходные сигналы элементов И 31 и 38.Срабатывая, элемент И 32 формируетсигнал "Координата Х верно", а элемент И 39 - сигнал "Координата 2 нерио". Если сформированы оба эти сигна Ола, то, поступая на блок 33, они запускают отработку следующего кадрапрограммы. В противном случае следующий кадр запущен не будет, и будетвключена соответствующая индикация.Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает контроль отрабатываемых системой перемещений, несмотря на то, что вводимая информациябыла не только переведена из десятич- ЗОной системы в,двоичную, но и изменена в результате пересчета координати введения различных коррекций, чтоявляется основным преимуществом этого устройства, позволяющим использОвать,его в сложных современных системах, в которых имеет место многоступенчатое преобразование информации.Кроме того, использование предлагаемого устройства позволяет значительно улучшить надежность разработанных принципиальных схем в целом,а следовательно, сократить брак какпри выпуске систем, так и при эксплуатации.Формула изобретения. Устройство для задания программы,содержащее последовательно соединенные блок ввода информации, блок преобразователей кода, блок управления,первый сдвиговый регистр, второйсдвиговый регистр и интерполятор, второй вход блока управления подключенко второму выходу блока ввода информации, третий вход - ко второму выходу первого сднигового регистра, вторые выходы - ко вторым входам интерполятора, третий вход - ко вторымвходам первого и второго сдвиговыхрегистров и к третьему входу интерполятора, а четвертый выход - к третьему входу нторого сдвигового регистра, ц)и два канала управления, каждый изкоторых состоит из контрольного счетчика, соединенного первым входом спервым выходом интерполятора и последовательно соединенных первого и вто-рого регистров памяти, а первые входы первых регистров памяти подключены к четвертым выходам блока управления, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью расширения области применения и повышения надежности. устройства, в него введены третий сдвигоной регистр, первый элемент И, блокФормирования команд и последовательно соединенные блок элементОв задержки, коммутатор, группа ключей, шифратор, первый сумматор, первый. элемент ИЛИ, второй элемент И, второйэлемент ИЛИ, второй сумматор, третий регистр памяти, и группа инверторон, а в каждый канал управленияпоследовательно соединенные третийсумматор, третий элемент И, четвертыйэлемент И и пятый элемент И, выходкоторого подключен ко входу блокаформирования команд, соединенногопервым выходом со вторыми входамивторых регистров памяти, вторым выходом - со вторыми входами контрольных счетчиков, третьим выходом - совходом блока ввода информации и стретьим входом интерполятора, а четвертым выходом - со вторыми входамичетвертых элементов И и с первымвходом первого элемента И, второйвход которого подключен ко нторомувыходу интерполятораа выход - ковторым входам пятых элементов И, первый вход третьего сдвигоного регистра соединен со вторым выходом блокаэлементов задержки, выходы - со нторыми входами группы ключей, а второйвход - со входом блока элементов задержки, со вторым входом третьего регистра памяти и с третьим выходомблока управления, подключенного пятымвыходом к третьему входу третьего ре"гистра памяти, выходы.которого соединены со вторыми входами первого сумматора, подключенного одним из первыхвходов ко второму входу второго элемента И, вторым выходом - ко нторомувходу второго элемента ИЛИ, а первыми выходами - ко вторым входам второго сумматора, первые и вторые входытретьего сумматора каждого канала управления соединены соответственно свыходами второго регистра памяти иконтрольного счетчика данного каналауправления, выходы группы инверторовсоединены со вторыми входами первыхрегистров памяти, а второй вход коммутатора подключен к одному из первыхвыходов первого сдвигового регистра.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Вульфсон И.А. и др. Кодированиеинформации управляющих программ. М"Энергия", 1968, с. 76-77.2. Авторское свидетельство СССРР 581471, кл. С 06 Р 11/08, 1975.3, Авторское свидетельство СССРР 397891, кл. С 05 В 19/14, 1971849148 Составитель И. Колокольцеведактор С. Родикова Техред Э,фанта Корректор О. Билак За Патент",город, ул, Проектная, 4 илиал 090/60 ТиражВНИИПИ Государствепо делам иэобре 113035, 11 осква, Ж,940ногоенийРауш Подписимитета СССРоткрытийя наб., д. 4/5