Устройство для программного управления станком

.503.55 (088,8) пю делам изобретений и открытий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯСТАНКОМ Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах автоматического управления координатными перемещениями исполнительных органов станков.Известно устройство для программного управления, содержащее блок измерения временного интервала, подключенный к блоку ввода программы и преобразователю аналог-код, и время- кодовый преобразователь, соединяемый с арифметическим блоком, подключенным к блоку ввода программы, через регистр и преобразователь код-аналог к приводу и через преобразователь аналог-код к датчику положения 13.Наиболее близкой по технической сущности к изобретению является цифровая система позиционного регулирования, содержащая последовательно соединенные программно-задающее уст" ройство, сумматор, цифро-аналоговый преобразоватепь, блок допускового 2контроля, блок сигнализации отказа,датчик обратной связи, второй блокдопускового контроля и сигнализаторостанова привода 1.23.5К недостаткам известной системы,кроме выше перечисленных, следуетотнести отсутствие контроля правильности считывания информации с программно"задающего устройства и невысокую точность работы, так как послевыполнения исполнительными механизмами каждой позиции сумматор возвращается на нуль и от конечного положенияисполнительного механизма в этой позиции производится отсчет следующегоперемещения, что может привести кнакоплению ошибок, а также большаясложность и низкая надежность систе"мы,20Цель изобретения - повышение надежности устройства.Эта цель достигается тем, что устройство для программного управлениястанком, содержащее последовательно3 930261 соединенные программно-задающий блок, сумматор, блок совпадения кодов, блок управления, исполнительный механизм, датчик положения и первый счетчик, а такие последовательно соединенные датчик момента останова привода, блок сравнения и сигнализатор отклонения, выход которого через блок управления соединен со вторым и третьим входами сумматора, второй выход которого 1 О соединен с третьим входом блока управления, содержит первый делитель частоты и последовательно соединенные триггер, элемент И, второй делитель частоты и второй счетчик, выход ко торого соединен со входом программно- задающего блока, второй вход первого делителя частоты соединен со вторым входом второго счетчика, третий вход которого соединен с третьим выходом блока управления, выходы первого счетчика подключены ко второму входу блока сравнения и второму входу блока совпадения кодов, первый и второй входы триггера соединены соответственно с четвертым выходом блока управления и с третьим выходом сумматора, а второй вход элемента И подключен ко второму выходу блока управления, а четвертый вход сумматора - ко втоЭО рому выходу программно-задающего блока.На фиг, 1 изображена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг, 2 - временные диаграммы его работы.Устройство содержит элемент задания программы 1, сумматор 2 с декадами 2,1 и 2.2, блок 3 совпадениякодов, блок 4 управления, исполнительный механизм 5; датчик 6 положения, первый счетчик 7, триггер 8, элемент И 9, второй делитель 10 частоты, второй счетчик 11, сигнализатор12 отклонения, блок 13 сравнения, датчик 14 момоента останова привода, элемент 15 выбора точки снижения скорости, программно-задающий блок 16 и первый делитель 17 частотыПринцип работы устройства заключается в следующем.50Программа хранится в элементе 1, с выхода которого она поступает в число-импульсном коде, т.е. каждой цифре соответствует одноименное число импульсов, на вход сумматора 2. Сумматор 2 состоит из декад с Фазоимпульсным принципом представления информации, о потенциальном состоянии которых судят по тому, с какойиз десяти импульсных последовательностей (фиг. 2,5) совпадают импульсына ее выходе.Например, если потенциальное состояние декады соответствует трем,тогда импульсы на ее выходе (Фиг.2,)будут совпадать с третьей импульснойпоследовательностью.В сумматоре 2 программа с элемента 1 поразрядно распределяется и записывается в соответствующие декады.В декады 2.1 записывается информацияо величине перемещения исполнительного механизма, а в декады 2.2 - остальная кадровая информация. Послезаписи программы в декады сумматора 2на тактовые входы декад с блока 4 поступают импульсы тактовой частоты(Фиг. 2,с).Таким образом, кадровая информация, считанная с программно-задающегоустройства, хранится в сумматоре 2 вфазо-импульсном коде,Если, например, в какую-либо издекад сумматора 2 с элемента 1 пришлосемь. импульсов тогда третий тактовыйимпульс с блока 4 появится на выходеэтой декады, потому что модуль счетадекады равен десяти, и временное положение импульсов на выходе этой декады будет совпадать с импульсамиседьмой импульсной последовательности (фиг. 2,1,)Далее выходные импульсы декад 2.2объединяются и поочередно поступаютна блок 4, подключая тем самым черезрегистры соответствующие исполнитель-.ные механизмы. Импульсы с выхода декад 2.1, которые хранят информацию о величине перемещения, объединяются и поочередно поступают на один из входов блока 3, на другой вход которой поочередно приходят выходные импульсы фазо-импульсных. декад счетчика 7, на вход которого поступает сигнал с датцика 6 и который измеряет фактическое положение механизма 5. Поразрядный опрос декад счетчика 7 и декад 21 осуществляется синхронно, т,е. если в какой-то момент времени на одном из выходов блока 3 присутствует выходной импульс, например, второй декады декад 2.1, то на другом входе также присутствует импульс второй декады счетчика 7,временно на вход реверсивного счетцика в блоке 13 со счетчика 7 приходят счетные импульсы. Если до начала обработки механизмом 5 следующего кадра реверсивный счетчик блока 13переполнится, что свидетельствует овыходе суппорта за зону допуска, то 5 9302Блок 3 представляет из себя схемусовпадения, соединенную со счетчиком,модуль счета которого равен числуразрядов счетчика 7, или, что то иесмое, числу декад 2,1. Если за цикл 5опроса декад 2.1 и декад счетчика 7временное положение выходных импульсов всех разрядов попарно совпадает,то через элемент совпадения блока 3на вход счетчика блока 3 придет число 10импульсов, равное числу разрядов счетцика 7, и импульс переполнения счетчика блока 3 через блок 4 отключитпривод,Если же за цикл опроса выходные15импульсы хотя бы одного из разрядовсчетчика 7 и декад 2.1 не совпадут,то в счетчике блока 3 импульса переполнения не возникает и в конце циклаопроса, т.е, после опроса последнего 20разряда, счетчик блока 3 сброситсяв нулевое состояние и далее начнетсяследующий цикл опроса.Контроль работы сумматора 2 осуществляется следующим образом. 25После записи информации с элемента 1 в сумматор 2 последняя декадасумматора 2 автоматически устанавливается в состояние, которое бы дополняло сумму циФр числа, записанно" 50го в сумматор 2, до конца кратногодесяти,Выходные импульсы всех декад сумматора 2 объединяются и поразрядноподключаются на вход установки единицы триггера 8, на вход установки нуля которого приходят импульсы с блока 4 (фиг. 2,Ь), период которых определяет время опроса каждой декадысчетчика 2. Таким образом, на выходетриггера 8 формируются временные ворота (фиг. 2,е), которые открываютэлемент И 9, пропусая через негоимпульсы тактовой частоты, идущие сблока 4.Число импульсов. прошедших черезэлемент И 9 в каждый период следования импульсов, поступающих на входустановки нуля триггера 8, соответствует номеру импульсной последова 50тельности, с которой совпадает выходной импульс декады счетчика 2, подключенной в данное время к входу установки единицы триггера 8 (Фиг. 2,).Контроль работы сумматора 2 начи-,нается по окончании записи информации в сумматор 2 с элемента 1 и продолжается до останова привода. Еслиза это время сумматор 2 работает ис" 61 6правно, тогда после окончания каждого цикла опроса всех декад сумматора2 через элемент И 9 на вход делителя17 пройдет количество импульсов кратное десятиа делитель 17 будет находиться в состоянии нуль, Если же какая-либо декада сумматора 2 собьетсяиз-за воздействия помехи, тогда вданном цикле опроса декад сумматора 2на вход делителя 17 придет количество импульсов не кратное десяти, а делитель 17 будет находиться не в нулевом состоянии. В этом случае сигналом с блока 4 информация нужного кадра при помощи счетчика 11 вновь перепишется в сумматор 2 из элемента 1,тем самым работа устройства не будетнарушена,. Если же какая-либо декада суммато-.ра 2 выйдет из строя, тогда послетроекратной перезаписи информации изэлемента 1 в сумматор 2 в сигнализаторе 12 сформируется сигнал, которыйприходит в блок 4 и отключает привод.Для контроля правильности считывания информации с элемента 1 к информации кадого кадра, находящейся вэлементе 1, автоматически записывается дополнительная информация, аналогично тому, как это делалось в сумматоре 2.Если после окончания считыванияинформации с элемента 1 делитель 1 Обудет находиться не в нулевом состоянии, то в сигнализаторе 12 загорится индикатор, показывающий неправильность считывания информации сэлемента 1. В этом случае информациюданного кадра в элементе 1 необходимо переписать.Блок 13 предназначен для контролявыбега суппорта после останова при-.вода. Команда с датчика 14 приходитна блок 13, предназначенный для допускового контроля, который представляет из себя реверсивный счетчик спеременным модулем счета, который"определяется полем допуска. После,останова привода команда с датчи-ка 14 устанавливает счетчик блока13 в исходное состояние, и одно 7 9302в синализаторе 12 сформируется сигнал, который приходит в блок 4 и запрещает обработку механизмам 5 следующего кадра.Элемент 15 предназначен для автоматического снижения скорости в конце перемещения механизма 5, с цельюповышения точности позиционирования,и представляет из себя управляемыйвентиль, через который в определенные 10моменты времени на вход декад 2.1сумматора 2 проходит заданное количество импульсов, Число импульсов определяет величину участка замедления,При включении механизма 5 на вход 15декад 2.1 с выхода 15 приходит, например, 25 импульсов прямого сцета,Тогда информация о велицине перемещения механизма 5, хранившаяся в декадах 2. 1, сместится на 25 единиц.Таким образом, сигнал совпаденияфактического положения исполнительного механизма, определяемого счетчиком 7 и заданного на декадах 2,1,поступит с выхода блока 3 на блок 4раньше на число импульсов, пришедшихс выхода элемента 15 на декады 2.1,Этот сигнал снизит скорость перемещения механизма 5 и одновременно с выхода элемента 15 на декады 2.1 придет такое же количество импульсов,как и в первом случае, но уже импульсов обратного счета, и смещение информации, хранящейся в декадах 2.1,произойдет в другую сторону, т.е. в35декадах 2.1 восстановится первоначальная информация, записанная с элементаПри следующем сигнале с выходаблока 3 привод отключится. Сдвиг информации, хранящейся в декадах 2. 1,происходит путем подачи на вход однойиз них импульса, который или добавляется к тактовым импульсам или запрещает прохождение одного из них, что 45вызывает сдвиг по Фазе выходных импульсов декады в ту или другую сторону.Например, пусть какая-либо из декад сумматора 2 находится в состояниитри (фиг. 2,), тогда поступЛение наее вход импульса, который запретитпрохождение одного из тактовых импульсов (Фиг. 2, 3), вызовет смещениеее выходных импульсов по Фазе на еди 55 ницу, т.е. декада будет находитьсяв состоянии два (фиг. 2,и). При поступлении на вход декады импульса,который добавится к тактовым, ее вы 61 8ходные импульсы сместятся по фазе наединицу в другую сторону и будут совпадать с четвертой импульсной последовательностью,Изменяя количество импульсов с выхода элемента 15, можно перемещать точку снижения скорости.С целью увеличения точности позиционирования системы, можно ввести несколько ступеней снижения скорости. Для этого, после включения первой ступени снижения скорости, с выхода элемента 15 на декады 2,1 нужно подавать не все импульсы, которые подавались первоначально, а только цасть из них, а с включением второй ступени снижения скорости - оставшуюся часть.Хранение информации в элементе 1 системк может осуществляться или на полупровОдниковых элементах или на магнитной ленте, Информация с элемента 1 покадрово считывается в сумматор 2.При помощи счетчика 11 можно пере- записать информацию любого из кадров в элементе 1, причем можно перезаписывать не всю кадровую информацию, а только информацию о величине пере-мещения механизма 5, с целью введения коррекции на систематические погрешности и на износ режущего инструмента. Запись информации в элемент 1 осуществляется в цисло-импульсном коде. Информация записывается оператором с клавиатуры для записи напосредственно с чертежа детали. Применение в устройстве счетчика 7 упрощает ее настройку и позволяет быстро и объективно оценивать информацию и оперативно вмешиваться в работу станков во время обработки.Предлагаемое устройство позволяет значительно сократить количество межсхемных соединений, так как о потенциальном состоянии декад судятпо временному положению импульсов содного выхода, а записьф.и сдвиг информации осуществляются по одномувходу. Это повышает надежность устройства и создает предпосылки для раз.работки устройства управления станками на основе больших интегральныхсхем, так как надежность узлов на интегральных схемах мало зависит отих сложности и, в основном, определяется количеством межсхемных соединений, уменьшение которого позволяет увеличить степень интеграции,1 10элемент И, второй делитель частоты и второй счетчик, выход которого соединен со входом программно"задающего блока, второй вход первого делителя частоты соединен с вторым входом вто" рого счетчика, третий вход которого соединен с третьим выходом блока управления, выходы первого счетчика подключены ко второму входу блока сравнения и второму входу блока совпадения кодов, первйй и второй входМ триггера соединены соответственно с четвертым выходом блока управления и с третьим выходом сумматора, а вто" рой вход элемента И подключен кд второму выходу блока управления, четвертый вход сумматора - ко второму выходу программно"задающего блокаИсточники инФормации, принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР И 549788, нл. С 05 В 19/18, 197 М.2Авторское свидетельство СССР й 557353, кл. С 05 В 19/18, 1975. формула изобретения Устройство для программного управления станком, содержащее последовательно соединенные программно-задающий блок, сумматор, блок совпадения 10 кодов, блок управления, исполнительный механизм, датчик положения и первый счетчик, а также последовательно соединенные датчик момента оста- нова привода, блок сравнения и сигна лизатор отклонения, выход которого через блок управления соединен со вторым и .третьим входами сумматора, второй выход которого соединен с третьим входом блока управления, о т л и -2 в ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности устройства, оно содержит первый делитель частоты и последовательно соединенные триггер,9 93026 снизить потребление мощности, упростить технологию изготовления.. Тираж 908 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушскэя наб , д. ч/5