Устройство для программного управления

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