Устройство для программного управления

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоеетскинСоциепистическикреспубпик(51)Й, Кл. 6 05 8 1918 с присоединением заявки РЙ Ъвударвтввнный квинтвт СССР(23) йриоритет на аннам нзобрвтвннй н атнрытнй(088. 8) Дата опубликования описания 15. 04. 82 А,Л,Белогорский, В.Н.Тычиник, Е,Э.Байраки Р.З,Бураканов 72) Авторы изобретения(71) Заявите 54) УСТРОЙС ся к автоматехнике, вции производя позиционноИзобретение ике и вычисличастности к ав но льн атиз ения рабочидля програм ржащее после блок ввода, интерполятор полятор соепульсов П 3. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является.ус 1 ройст во для программного управления, содержащее генератор импульсов, датчики изменения нагрузки, выт ходами соединенные с коммутаторами, а также последовательно соединенные блок ввода программы, блок декодирования и интерполятор, а,также первый и второй блоки управления шаговыми двигателями 2. ст венных процессов д го программного управ ми органами станков.Извест но устройст в много управления, сод дова 1 ельно соединенны блок буферной памяти, и привод, причем инте динен с генератором и ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИ Известные уст ройс 1 ва позволяютобрабатывать запрограммированныеотрезки с заранее заданными скоростями движения исполнительногомеханизма. При этом величина скорости движения определяется частотой управляющих импульсов, поступающих на шаговые двигатели. Однако врежиме работы шагового двигателяпод нагрузкой значение его частотыприемистости определяется характеристиками нагрузки: моментом на"грузки, моментом инерции нагрузки ит.п. Отсюда следует, что любые из" 5менения в процессе работы например, подключение или отключениевспомогательных механизмов приводят к существенному изменению и значению частоты приемистости шагового двигателя. В известных устройствах данное изменение частоты приемистости учитывается только лишьпрограммным заданием часто 1 ы управляющих импульсов отдельно длякаждого отрезка. Кроме того, этиустройства не позволяют независимоот программы осуществить в процессе работы изменение величины скорости движения исполнительного механизма (по обеим или одной из двухкоордина), необходимые для проведения различного рода наладочныхопераций, Таким образом, известныеустройства обладают недостаточными 10функциональными возможнос 1 ями.Цель изобретения - расширениеобласти применения,Цель достигается тем, ч 1 о в устройство для программного управления, дсодержащее генератор импульсов,датчики нагрузки, выходами соединенные с коммута 1 орами, вторые входыкоторых подключены к выходам пульта управления и последовательно 20соединенные блок ввода программы,блок декодирования и интерполят ор,а также первый и второй блоки управления щаговыми двига 1 елями, введены первый и второй блоки регулирования частоты и логический блок,первыми входами соединенный с первыми выходами интерполятора, вторымивходами - с первыми выходами первого и второго блоков регулирования З 0час 1 оты, вторые выходы которых подключены соответственно ко входампервого и второго блоков управленияшаговыми двигателями, первые выходылогического блока соединены с первыми входами первого и второго блоковрегулирования частоты, второй выход логического блока подключен кпервым входам интерполятора и ко входу блока ввода программы, вторыевходы первого и второго блоков регулирования частоты соединены со вторыми выходами интерполятора, атретьи входы - с выходами коммутатора. 45Блок регулирования частоты содержит первый элемент задержки, последовательно соединенные первый элемент И, элемент ИЛИ, второй элемент И, второй элемент задержки, счетчик им" пульсов и первый триггер, а также последова 1 ельно соединенные тре 1 ий элемент И, третий элемент задержки, второй триггер и четвертый элемент И, выходом соединенные со вторым выходом блока, выход элемента ИЛИ подключен к первому входу тре 1 ьего элемента И, второй вход которого соединен с первым выходом второго триггера, второй выход которого подключен ко второму входу второго элемента И, выход которого соединен со вторым входом первого триггера, выходом подключенного к первому выходу блока, второй вход счет чика импульсов соединен с первым входом блока, а второй выход счетчика импульсов - со вторым входом элемента ИЛИ, выход третьего элемента И через первый элемен задержки подключен ко второму входу второго триггера, первый и второй входы перваго элемента И соединены соответственно с первыми входами блока.Кроме того, логический блок содержит последовательно соединенные триггер и элемент И, а также последовательно соединенные элемен ИЛИ, элемент И и элемент задержки, выходом подключенный к первому входу 1 риггера, второй выход которого соединен с первым выходом блока, первый вход элемента ИЛИ соединен с первым входом блока и вторым входом триггера, второй и третий входы - со вторыми входами блока, а второй и третий входы второго элемента И подключены ко вторым входам блока, выход второго элемента И соединен с вы-. ходом блока.На фиг, 1 представлена блок- схема устройства; на фиг,2 - схемы координатного блока регулирования частоты и блока связиУстройство содержит блока ввода программы 1, блок декодирования 2, интерполятор 3, включающий координатные блоки буферной памяти 4, блоки 5 оперативной памяти и блок 6 делителей часто 1 ы,генера 1 ор 7 импульсов,блоки 8 регулирования час 1 оты, логи" ческий 9 блок, блоки 10 управления щаговыми двигателями, шаговые двигатели 11, коммутаторы 12,датчики изменения 13 нагрузки ипульт 14. Блок регулирования частотысодержит фиг,2) элемент И 15, элемент ИЛИ 16, второй 17 и третий 18элементы И, первый элемент задержки19, первый триггер 20, регулируемый элемент задержки 21, четвертый элемент И 22, второй элемент задержки23, счетчик импульсов 24 и второй триггер 25. Логический блок содержит триггер 26, элемент ИЛИ 27,первый элемент И 28, элемент задержки 29 и второй элемент И 30.920637 35 40 45 50 55 Устройство работает следующим образом,Информация из блока ввода программы 1 поступает в блок декодирования 2 и затем записывается в блоки 4 буферной памяти интерполятора 3. После обработки исполнительным механизмом предыдущего перемещения с выхода 1 блока 9 выдается сигнал "Конец полной отработки", по которому информация с блока 4 поступает в блоки 5 и вновь подключается блок ввода программы 1, Генератор импульсов 7 выдает импульсы на блок 6, который опрашивает блоки 5. Выходные сигналы данных. блоков через блоки 8 поступают на блоки 10 управления шаговыми двигателями и двигатели 11,отрабатывают заданное перемещение, по окончании отработки которого блок 9 вновь выдает сигнал "Конец полной отработки", В процессе выполнения заданного перемещения блоки 8 производят автоматическую регулировку частоты управляющих импульсов, поступающих на блоки 10 управления шаговыми двига-: телями. Для этого импульсы, поступающие на блоки 8 с блоков 5, черезо элемен 1 И 15, открытый сигналом с инверсного выхода триггера 26 логического блока, подаются на элемент ИЛИ 16. Частота импульсов задается равной максимальному возможному значению частоты приемистости шагового двигателя (или даже может быть больше этой час 1 оты). Первый импульс с элемента ИЛИ 16 через элемент И 17, открытый сигналом с инверсного выхода триггера 20, проходит для отработки на блок 10, Этот же импульс через элемент И 18 и элемент задержки 19 (причем задержки импульса) переключает триггер 20, запрещая 1 ем самым прохождение следующих импульсов через элементы И 17 и 18, а через регулируемый элемент задержки 21, управляемый через коммутаторы 12 датчиками изменения нагрузки 13, обнуляем затем этот триггер, возвращая схему в исходное состояние. Если время включенно" го состояния (от начального момента обнуления) триггера 20 меньше периода следования импульсов с блоков 5, то следующий импульс через элемент 17 вновь проходит на отработку и снова переключает триггер 20. 1 аким образом, на выход блоков 8(выход 1) проходит час 1 ота, поступающая на входы этих блоков. В конце отработки заданного отрезкаблок делителей частоты 6 вырабатывает сигнал, который через элементы ИЛИ 27 и 28, открытый инверсныйвыходом триггера 25, поступает наблок ввода программы 1 и блоки бу ферной памяти, производя смену информации. Включение и обнулениетриггера 26 в этом случае несущественно. Если же в процессе о 1 работкипроисходит изменение (увеличениенагрузки), то датчики 13 через комму"таторы 12 увеличивают время задержки сигнала элементами 21, т.е, и время включенного состояния триггеров20. Когда это время становится боль ше периода следования импульсов сблоков 5, все импульсы, поступающиес элемента ИЛИ 16 в момент включенного состояния 1 риггера 20, не проходят через закрытые элементы И 17и 18, а через открытый прямым выходом триггера 20 элемент И 22 и.эле-.мент задержки 23 подаются в счетчик импульсов 24, При этом первыйже из таких импульсов переключает 30 триггер 25, запрещая прохождениесигнала с блока делителей частотычерез элемент И 28. Таким образом на выход блоков 8 . поступаю только те импульсы, которые подаются с элемента ИЛИ 16 в моменты выключенного состояния 1 риггеров 20, а все остальные импульсы запоминаются в счетчиках импульсов 24. Когда на входы блоков 8 поступят все импульсы, число которых со" ответствует заданному перемещению, блок делителей частоты 6 выдает сигнал, прохождение которого через элемент И 28 запрещено триггером 25 Этот же сигнал переключает триггер 26, запрещая прохождение импульсов с блока 5 через элемент И 15 и разрешая поступление частоты с генератора импульсов 7 на счетчик 24 (через элемент И 30). Счетчик 24 через эле" мент ИЛИ 16 начинает выдавать импульсы на элемент И 17, 18 и 22, т.е, схема работает аналогично случаю прохождения импульсов с блоков оперативной памяти. При этом импульсы, поступающие со счетчика в момент включенного состояния триггера 20,вновь запоминается в этом счетчике(элемент задержки 23 исключает возможность состязаний).При последующей отработке всехимпульсов, заполненных в счетчике,он вырабатывает сигнал нулевогосостояния, который обнуляет триггер25 и через элементы ИЛИ 27 и И 28поступает как сигнал "Конец полнойотработкин на блок ввода программыи блоки буферной памяти. Этот жесигнал обнуляет триггер 26 ( черезэлемент задержки 29), возвращая блоки 8 и 9 в исходное состояние. Приэтом если по одной координате отработка всех запомненных. импульсовпроизошла, а по другой еще не закончена, то сигнал нКонец полной отработкин появится на выходе блока 9только в конце отработки второйкоординаты.Таким образом частота на выходеблоков 8 определяется только величиной.нагрузки т.е. частотой приемистости шагового двигателя), и так какчастота с блоков 5 задает ся равноймаксимально возможному значению частоты приемистост и, а опрос счет чиковпроизводится частотой генератора импульсов, то частота управляющих импульсов на блоки 10 соответствуетмаксимальному текущему значениючастоты приемистости. Точность позиционирования при этом сохраняетсЪтак как на выход блоков 8 выдается такое же количество импульсов,которое поступило на входы этих блоков,При необходимости ручного задания частоты управляющих импульсов,управление регулируемыми элементами задержки 21 производится с пульта 14,Введение координатных блоков регулирования частоты, логическогоблока позволяет при изменениях нагрузки повысить быстродействие устройства при полном исключении потери точности позиционирования, атакже расширить его область применения за счет изменения частоты управляющих импульсов ( по одной илипо обеим сразу координатам) с пульта ручного управления для проведенияразличного рода наладочных работ.Формула изобретения1. Устройство для программного управления, содержащее генераторимпульсов, дачики нагрузки, выходами соединенные с коммутаторами,управляющие входы которых подключены к выходам пульта управления, и последовательно соединенные блок ввода программы. блок декодирования и интерполятор, а также первый и второй блоки управления шаговымидвигателями, о т л и ч а ю щ е е 10 с я тем, что, с целью расширения области применения устройства, в 15 20 25 30 35 50 него введены первый и второй блоки регулирования частоты и логический блок, певыми входами соединенный с первыми выходами интерполятора, вторыми входами - с первыми выходами первого и второго блоков регулирования частоты, вторые выходы которых подключены соответственно к входам первого и второго блоков управления шаговыми двигателями, первые выходы логического блока соединены с .первыми входами первого и второго блоков регулирования частоты, второй выход логического блока подключен к первым входам интерполятора и к входу блока вводапрограммы, вторые входы первого и второго блоков регулирования частоты соединены с вторыми выходами интерполятора, а третьи входы - с выходами коммутатора.2. Уст ройство по и, 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что блок регулирования частоты содержит первый элемент задержки, последовательно соединенные первый элемент И, элемент ИЛИ, второй элемент И, второй элемент задержки, счетчик импульсов и первый триггер, а также последовательно соединенные третий элемент И, третий элемент задержки, второй триг. гер и четвертый элемент И, выходом соединенный с вторым выходом блока, выход элемента ИЛИ подключен к первому входу третьего элемента И, второй вход которого соединен с первым выходом второго триггера, второй выход которого подключен к второму входу второго элемента И, выход которого соединен с вторым входом первого триггера, выходом подключенного к первому выходу блока, второй вход счетчика импульсов соединен с первым входом 5блока, а второй выход счетчика им- .пульсов - с вторым входом элемента ИЛИ, выход третьего элемента И через первый элемент задержки подключен к второму входу второго триг 920637 10гера, первый и второй входы первогоэлемента И соединены соотве ственно с первыми входами блока,3. Устройство по и. 1, ол ич а ю щ е е с я тем, что логический блок содержит последовательносоединенные триггер и элемент И,а также последовательно соединенныеэлемент ИЛИ, элемент И и элементзадержки, выходом подключенный кпервому входу триггера, второй выход которого соединен с первым выходом блока, первый вход элемен-.та ИЛИ соединен с первым входом блока и вторым входом триггера, второй и третий входы - с вторыми входами блока, а второй и третий вхо" ды второго элемента И подключены к вторым входам блока, выход второго элемента И соединен с выходом блокаИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе1 О 1. Авторское свидетельство СССРй Й 85 Й 19, кл,05 В 19/18, 1973.2. Авторское свидетельство СССРМ 513921,кл. 6 05 В 19/18,1975 про-тотипТираж 908 Государственно елам изобретен сква, Ж, Ра Подписноо комитета ССй и открытийшская наб., д каз 2339/52ВНИИПИпо"/5 г. Ужгород, ул ктна Филиал ППП "Пате дактор М.Товт ктор ф. Макаренко