Устройство для программного управления

Номер патента: 1215089

Авторы: Водовозов, Заяц, Тимофеев

ZIP архив

Текст

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН ц игала 19) 1) 4 О 05 В 19/1 Ь. ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИК АВТОРСКОМ, СВИДЕТЕЛЬСТВУ ПРОГРАММНОГО УПОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Ленинградский ордена Ленинаэлектротехнический институтим. В.И.Ульянова (Ленина)(57)Изобретение относится к области автоматики и может найти применение в системах программного управления производственных машин, например металлорежущих станков, сварочных агрегатов, роботов, Решается задача автоматической коррекции отклонений фактической траектории от программной вследствие воздействия случайных факторов, после чего устройство возвращается к выполнению программ. Этим достигается повышение помехоэащищенности устройства, При пуске иЭ блока д- е1215089 0 20 ЗО 1 управления в счетчик 3 кадров заносится "1". В соответствии с заданнымадресом на первых выходах блока 5 памяти устанавливается код длительностикадра и код времени, необходимого дляотработки максимальной ошибки, а навторых выходах - код задания по координате и величина максимальной ошибки, По мере отработки задания импульсы с датчика положения блока 2 исполнительных механизмов поступают наблок 6 коррекции, где формируется кодтекущей ошибки, который сравниваетсяс кодом максимально допустимой ошибИзобретение относится к области автоматики и может найти применение в системах программного управления производственными машинами, например, металлорежущих станков, сварочных агрегатов, роботов.Цель изобретения - повьппение помехозащищенности устройства путем исключения остановок, вызванных ошибками отдельных исполнительных механизмов.На фиг. 1 представлена структурная схема устройства для программного управления; нафиг. 2, 3 - соответственно принципиальная схема блока управления и блока коррекции данного устройства (для одной координаты). Устройство для программного управления содержит блок 1 управления,блок 2 исполнительных механизмов,счетчик 3 кадров, таймер 4, блок 5памяти, блок б коррекции.Блок 1 управления содержит кнопки 7 "Пуск" и 8 "Стоп", резисторы 9,элемент И-НЕ 10, элемент И 11, элемент НЕ 12, элемент И 13, триггер14, группу 15 элементов НЕ, времязадающую цепь 16, элементы И-НЕ 1719, элемент НЕ 20, элемент ИЛИ 21,элемент ИЛИ-НЕ 22, элемент И-НЕ 23,элемент 24 задержки, элемент И-НЕ25 элемент НЕ 26, элемент ИЛИ 27,элемент 28 задержки,ки. Конец кадра фиксируется таймером4, по сигналу с которого блоком 1управления производится анализ кодас управляющих выходов блока 6 коррекции, Если какой-либо привод блока2 исполнительных механизмов не отработал своего задания, то код ошибкииз блока б по сигналу с блока 1 переписывается в регистр блока 2 и привод отрабатывает ошибку. После чегоувеличивается код счетчика 3 кадрови задание на новый кадр переписывается из блока 5 памяти в блок б коррекции. 3 ил,Блок 6 коррекции содержит элемент НЕ 29, счетчик 30, группу 31 элементов РАВНОЗНАЧНОСТЬ, сумматор 32, элемент 4-2 И-ИЛИ-НЕ 33, схему 34 сравнения кодов, элементы И-НЕ 35, 36.Данное устройство относится к системам координатно-параметрического типа, так как условием перехода с одного кадра программы,на другой является выполнение программы предыдущего кадра как по величине перемещений, так и по времени. Рассмотрим работу его на примере отработки программы, состоящей из четырех кадров, В исходном состоянии при нажатой кнопке "Стоп" (отпущенной кнопке "Пуск" ) на нервом и третьем выходах блока 1 управления присутствует сигнал, соответствующий "1", Этим запрещена работа блока 2 исполнительных механизмов от программы, но не запрещена установка рабочих органов в исходную точкус помощью кнопок ручного управления в блоке 2 (на фиг. 1 не показаны), Счетчик 3 кадров и блок б коррекции сброшены в ноль, На втором выходе блока 1 управления в исходном состоянии присутствует сигнал "0". Блок 5 памяти содержит задание по кадрам для всех координат, код длительности кадра д 1 , код до полнительного времени на отработку ошибки ь 1 и код максимально допус"тимой ошибки Ь. В ячейках памяти с адресом 0000 блока 5 памяти содержится код 0000 по всем указанным параметрам. На первом выходе таймера 4 присутствует сигнал "0", С второго выхода таймера 4 поступает в блок 2 исполнительных механизмов тактовая последовательность Г /Б, определяющая контурную скорость обработки и обеспечивающая готовность к запуску привода любой координаты в ручном режиме или от программы.При нажатии кнопки "Пуск" на втором выходе блока 1 управления формируется управляющий импульс и спустя времядлительности управляющего импульса, первый выход блока 1 управления переходит в "0", При этом заносится "1" в счетчик 3 кадров. В соответствии с адресом (номером кадра) на первых выходаМ блока 5 памяти устанавливается код длительности кадра ЬС и код времени Ь С необходимого для отработки максимально возможной ошибки Ь , при заданной контурной скорости обработки,Код задания на отработку в кадре по данной координате ХУ) и величина максимальной ошибки Ьс блока 5 памяти записываются по импульсу с второго выхода блока 1 управления в блок 6 коррекции. Появление кода задания Х(У) на информационных выходах блока 6 коррекции при наличии на управляющем входе блока 2 управляющего сигнала "1" в течение позволяет записать задание в регистр блока 2 исполнительных механизмов. Начало его отработки соответствует моменту "перехода в "0" сигнала на первом выходе блока 1 управления. Таймер 4 начнет отсчет времени: на его первом выходе установится "1",По мере отработки задания импульсы с датчика положения блока 2 поступают в зависимости от направления движения на суммирующий или вычитающий входы блока б коррекции. В процессе отработки кадра в блоке 6 Формируется код текущей ошибки, который подается на информационные выходы, а также сравнивается с кодом максимально допустимой ошибки Ь , В зависимости от результата сравнения блок 6 формирует на управляющих выходах код, который может принимать три значения: "00", еслиьх ьУ 0"О" если ЬХ ч ЬЧЬдсхесли ь Х чьУ 3 Ь 111 11Ф щает отсчет времени и вновь формирует импульс "0", Если ошибка по всем координатам теперь равна нулю, то блок 1 управления сформирует управляющие импульсы на первом и втором выходах, тем самым разрешая пег реход к следующему кадру. Код счетчика 3 кадров увеличивается на единицу. Задание на новый кадр иэ блока5 памяти переписывается в блок 6коррекции и в блок 2 исполнительных 40 механизмов и т,д, Если за время С= ЬС+ ЬС ошибкавсе-таки не отработана, то на первом выходе блокауправления появится "1 ", запрещающая работу блока 2 исполнительных механизмов до устранения аварийной ситуации, Аналогичная остановка может возникнуть также, если ошибкабольше допустимой, В этом случаеостановка произойдет сразу же пооконЧании кадра. Для возобновленияработы вначале надо выключить устройство кнопкой "Стоп", затем устранить причину возникновения аварийной ситуации и после этого повторным нажатием кнопки "Пуск" запустить систему в работу. 50 55 По окончании кадра на первом выходе таймера 4 формируется управляюшдй сигнал "0". По этому сигналублок 1 управления анализирует кодс управляющих выходов блока 6 коррекции, Если код "00", т,е. ошибкиЬХ, ЬУ = О, то на первом и второмвыходах блока управления формируется импульс, который увеличивает кодсчетчика 3 кадров на 1, переписывает задание на следующий кадр изблока 5 памяти в блок 6 коррекциии затем в блок 2 исполнительных механизмов.Если в процессе отработки кадраза время ЬС один иэ приводов иливсе приводы не отработают своего задания, то по сигналу с таймера 4об окончании кадра блок 1 управления формирует импульс на первом выходе, по которому код ошибки иэ блока 6 будет переписан в .регистр бло-ка 2. Так как на втором выходе блока1 импульс по окончании кадра не появился, то таймер 4 продолжает отсчет времени до С = ЬС+ ЬС . Привод отрабатывает ошибку, В моментвремени С= ЬС+ ЬС таймер 4 прекра 1215089Нажатие кнопки Стоп приводит к сбросу в ноль счетчика 3 кадров, блока 6 коррекции и запрету работы блока 2 исполнительных механизмов от программы.Блок управления 1 возвращает в исходное состояние счетчик блока 6 коррекции и счетчик 3 кадров, управляет записью задания на следующий 1 О кадр из блока 5 памяти в блок 6 коррекции и блок 2 исполнительных меха" низмов, а также перезаписью кода ошибки в конце кадра (если она меньше ь ,х, ) из блока 6 коррекции в15 блок 2; запускает таймер 4 в начале каждого кадра, запрещает работу устройства, если ошибка в момент времени С= ЬС или С= йС+ ЬС больше допустимой или не устранена за вре мя С= ЬС+ ЬС ; разрешает работу блока исполнительных механизмов 2 от программы только при нажатой кнопке "Пуск".При нажатой кнопке "Пуск" с помощью схемы задержки на элементе 10 и элементе 1 формируется импульс, который, пройдя через элемент ИЛИ 21, появляется на втором выходе блока 1 и записывает "1" в счетчик кадров. З 0 Этот же импульс, пройдя через элементы 22, 23, 27 и элемент задержки 28, появляется на первом выходе блока 1 управления, Импульс с элемента ИЛИ 21, пройдя через элемент 35 НЕ 22 и элемент 24 задержки, подтверждает исходную установку триггера 14:"1" на прямом выходе, На элементах И-НЕ 17, 18, 19, 25 реализован дешифратор, анализирующий код 40 с блока 6 коррекции в момент появления импульса с таймера 4. Так, если код с блока 6 в конце кадра 1 С= ЬС) равен "00", то при нажатой кнопке "Пуск" на входе элемента 17 устанав ливаются четыре "1", поэтому на ее выходе установится "0", что приведет к появлению управляющего импульса на втором и с задержкой на первом выхо-, дах блока 1 управления и к переходу 50 на следующий кадр.На входе элементов 18, 19, 25 в этот момент совпадение отсутствует и на их выходах останется "1. Триггер 14 в исходном состоянии через задержку на элементе И-НЕ 10 и элемент И 13 установлен в "1" на прямом выходе. Приходящий при С = 6 С с таймера 4 импульс задним фронтом (переход из "О" в "1) опрокинет триггер14 в "0". Если кадр отработан сошибкой по одной из координат, то стаймера 4 придет повторный импульспри С= ЬС + ьС и задним фронтом возвратит триггер в состояние 1 . Таким образом, триггер 14 в каждомкадре считает число импульсов с таймера 4,Совпадение четырех 1 на входеэлемента 18 наступит при С = ьС,если по одной из координат приводотработал задание с ошибкойКУч 66 6 т,е, код на вторыхвходах равен "10", При этом на первом выходе блока 1 управления появляется импульс, который перепишетиз блока 6 коррекции в блок 2 исполнительных механизмов код ошибки.На втором выходе блока 1 управляющий сигнал отсутствует, что исключает смену кадра.Элемент И-НЕ 19 при совпадениина входе й Х ч Ь У ) Ьпереходит вЩаХ"0" и запрещает работу блока 2 отпрограммы до устранения аварийнойситуации. Аналогично деиствует и%элемент 25; если за время С= ьС+ 6 Сошибка полностью на отработана, тона выходе элемента 25 установится"О", а на первом выходе блока 1"1", что также запрещает работу блока 2 от программы до устранения причины сбоя. Сигнал " на третьемвыходе блока 1 управления появляетсяпри нажатой кнопке "Стоп". Он сбрасывает н ноль счетчик 3 кадров иреверсивный счетчик 30 блока 6 коррекции. Элемент 24 задержки не позволяет сформировать на втором выходе импульс достаточной длительностии исключить неопределенность в работе триггера 14. Элемент 28 задержки на фиг. 3 позволяет сформироватьуправляющий импульс на первом выходе блока 1 управления с задержкойпо отношению к импульсу с второговыхода блока 1. Благодаря задержкеимпульс записи на входе блока 2появится после того, как сменитсяномер кадра и задание на кадр будетзаписано в блок 6 коррекции.Блок 6 коррекции выявляет ошибкув отработке задания по каждой координате в каждом кадре, анализируяошибки всех координат и в зависимос 1215089ти от результата анализа формирует на управляющих выходах соответствующий код. Задание на текущий. кадр поступает с блока памяти на 3 -входы реверсивного счетчика 30. Наличие на С-входе счетчика 0" позволяет записать информацию в счетчик, откуда она поступает на информационные выходы для записи в блок 2 исполнительных механизмов и в схему 34 сравнения кодов. По мере отработки задания с датчика обратной связи блока 2 на суммирующий (+1) или вычитающий (-1) входы ечетчика 30 поступают импульсы, уменьшая содержимое счетчика 30, Схема 34 сравнивает код со счетчика 30 с кодом максимально допустимой ошибки Ьс блока 5 памяти и, если ошибка по координате больше Ь щ , то на выходе А ) Б схемы 34 появится "0", а на выходе элемента И-НЕ 36 - "1", Элемент 14-2 И-ИЛИ-НЕ 33 фиксирует точную отработку задания, т.е. если на всех выходах счетчика 30 будут нули, то на выходе элемента 33 появится "1" и соответственно на выходе элемента И-НЕ 35 появится "О"Группа 31 элементов РАВНОЗНАЧНОСТЬ и ее сумматор 32 осуществляют анализ куда со счетчика 30 и, если он окажется дополнительным (ошибка отрицательна), то преобразуют его в прямой для сравнения его модуля с кодом ошибки ЬлбахФормула и э о б р е т е н и я Устройство для программного управления, содержащее блок управления,блок исполнительных механизмов, счетчик кадров, а также блок памяти итаймер, управляющий вход которогосоединен с вторым выходом блока уп равления, первый вход которого подключен к первому выходу таймера, аинформационные входы последнего соединены с первыми выходами блока памяти, о т л и ч а ю щ е е с я тем, 15 что, с целью повышения помехозащищенности устройства, оно содержит блоккоррекции, суммирующий и вычитающийвходы которого соединены с одноименными выходами блока исполнительных 20 механизмов, информационные входыс вторыми выходами блока памяти, информационные выходы - с одноименными входами блока исполнительных механизмов, управляющие выходы - свторыми входами блока управления,вход записи блока коррекции объединен с управляющим входом таймера исчетным входом счетчика кадров, авход сброса - с одноименным входом 30 счетчика кадров и третьим выходомблока управления, первый выход которого подключен к управляющему входублока исполнительных механизмов, тактовый вход которого соединен с вторым выходом таймера, информационныевыходы счетчика кадров подключенык адресным входам блока памяти.Заказ 905/55 Тираж 837 Подписно ал ППП 1215089 тент", г.ужгород, ул.Проек

Смотреть

Заявка

3706132, 28.02.1984

ЛЕНИНГРАДСКИЙ ОРДЕНА ЛЕНИНА ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ ИМ. В. И. УЛЬЯНОВА

ЗАЯЦ НИКОЛАЙ ДЕНИСОВИЧ, ВОДОВОЗОВ ВАЛЕРИЙ МИХАЙЛОВИЧ, ТИМОФЕЕВ АНДРЕЙ АНАТОЛЬЕВИЧ

МПК / Метки

МПК: G05B 19/18

Метки: программного

Опубликовано: 28.02.1986

Код ссылки

<a href="https://patents.su/7-1215089-ustrojjstvo-dlya-programmnogo-upravleniya.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Устройство для программного управления</a>

Похожие патенты