Устройство для программного управления

(50 4 С 05 В 19/18 ОМИТЕТ СС ТЕНИЙ И ОТНРЫТГОСУДАРСТВЕННЫ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ оборудованием. Целью изобретенияявляется повышение надежности устройства. Цель достигается введениемв устройство сдвигового регистра,шести триггеров, трех элементов ИЛИвосьми элементов И, формирователяи двух индикаторов. Введение новыхэлементов позволяет своевременно об наружить неисправность системыпуска в работу, а также исключрезмерно большие (неограничеперемещения во время работы.ство содержит блок ввода прогдва регистра, два блока заданремещений, блок задания скоросчетчик-распределитель, коммублок управления приводами, блводов, счетчик импульсов, сдврегистр, генератор импульсов,триггеров, девять элементов Иэлемента ИЛИ, формирователь идва индикатора. 3 ил. до еить РОЙС ГО УПОГРАИМ(54) У РАВЛЕН (57) И тике и жет бы числов станка е относитс бре вт и мохни ельнои зовано аммног ычисли испол систе правл огиче ключ,го прогии и дру к им технол К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Авторское свидетельство СССРВ 503211, кл. С 05 В 19/18, 1973.Головенков С.Н. и Сиротин С.В.Основы автоматики и автоматическогорегулирования станков с программнымуправлением. М.: Машиностроение,1980, с.94,112-114,117.51 О 55 1 12Изобре 1 тение относится к автомати-ке и вычислительной технике и можетбыть использовано в системах числового программного управления станками и другим технологическим оборудованием.Цель изобретения - повышение надежности устройства,На фиг. 1 приведена блок-схема устройства, на фиг.2 - схема блока задания перемещений; на фиг.З " схемаблока задания скорости.Устройство (фиг.1) содержит блокввода. программы, первый 2 и второй 3 регистры, первыи 4 и второй 5блоки задания перемещений (соответ-.ственно по координатам Х и У), блок6 задания скорости, счетчик-распределитель 7, коммутатор 8, блок 9управления приводами, блок 10 приводов, счетчик 11 импульсов, сдвиговыйрегистр 12, генератор 13 импульсов,третий ХК-триггер 14, первый КЯ-триггер 15, второй КЯ-триггер 16,второй 17 и первый 18 ХК-триггеры,третий 19 и четвертый 20 КБ-триггеры,третий 21, четвертый 22, пятый 23,второй 24, шестой 25, первый 26,седьмой 27, восьмой 28 и девятый 29элементы И, первый 30, второй 31,третий 32 элементы ИЛИ, формирователь 33, первый 34 и второй 35 инди-,каторы, ключ 36, входы и выходы блоков 37-80 устройства.Блок 4 задания перемещений (фиг.2)содержит первый 81, второй 82, третий 83, четвертый 84, пятый 85, шестой 86, седьмой 37 и восьмой.88 Птриггеры, десятый 89, одиннадцатый90, двенадцатый 91, тринадцатый 92,четырнадцатый 93, пятнадцатый 94,шестнадцатый 95 и семнадцатый 96элементы И, четвертый элемент 97 ИЛИ,делитель 98 (сглаживающий, целитель),восемнадцатый 99 и девятнадцатый100 элементы И, девятый 101 Р-триггер.Блок 6 задания скорости (фиг.З)содержит второй блок 102 заданияперемещений, третий регистр 103, второй счетчик-распределитель 104.Блок 6 задания скорости представляет собой многоразрядный однокоординатный линейный интерполятор наумножителях. Блок 102 задания перемещений аналогичен блоку 4 заданияперемещений.Система работает следующим образом. 559932 Первоначально сигналами предварительной установки (ПУ), которые вырабатываются автоматически при включении питания, обнуляются блоки 2-8,триггер 14 устанавливается в состояние единицы, триггеры 17 и 18 - всостояние нуля, сдвиговый регистр12 - в ноль, после чего включениемключа 36 формируется сигнал "Пуск",который поступает на вход элементаИЛИ 30 и с его выхода на входы элементов ИЛИ 21 и 22, Поскольку триггер 14 находится в состоянии "1",то откроется элемент И 21 и его выходной сигнал устанавливается в нулевое состояние триггеры 16, 19,20и в единичное состояние триггер 17.При этом открываются элементыИ 28 и 29 и включаются индикаторы34 и 35. В результате высокая часто"та генератора 13, пройдя через элемент И 25 и элемент ИЛИ 32, начинает поступать на входы младшегоразряда счетчика-распределителя 7и счетчика 11. Выходные импульсысчетчика-распределителя опрашиваютблоки 4 и 5 задания перемещений, обнуленные сигналом предварительнойустановки, поэтому на их выходахунитарные коды отсутствуют. Так про"должается до тех пор, пока счетчикраспределитель 7 и счетчик 1 1 не переполняется. При нормальной работеобоих счетчиков они переполняютсяодновременно, так как их объемы одинаковы. Сигнал переполнения счетчика11 по входу 8 устанавливает в "1"триггер 20, при этом закрывается элемент И 29 и гаснет индикатор 35. Сигнал переполнения счетчика распределителя 7 по входу Б устанавливает в 40."1" триггер 19, при этом закрываетсяэлемент И 28 и гаснет индикатор 34,и поступает на вход элемента И 23,закрытого по второму входу нулевым 45сигналом с триггера 14.Сигнал переполнения счетчика 11и сигнал переполнения счетчика-распределителя 7 поступают также. навходы элемента ИЛИ 31. Выходной сигнал элемента ИЛИ 31 поступает насинхровход (С) 1 К-триггеров 17 и 18.При этом подтверждается нулевое состояние триггера 18, установленногов "0" сигналом предварительной установки, а триггер 17 сбрасывается в"0" по заднему фронту выходного сигнала элемента ИЛИ 31, В результатезакрывается элемент И 25 и прохож255993 4 тывает элемент И 27 и на его выходепоявляется единичный потенциал, таккак на его третьем входе присутствует 1 О 15 ЗО 35 програжад прекращается, а через эле Омент И 24 поступает на вход элемендится в состоянии "0", то срабатыва ет элемент И 22. Его выходной сигналпо входам С перебрасывает в "0" триггеры 19 и 20, а также поступает назапускающий вход сдвигового регистра 12. Сдвиговый регистр 12 начинаетсдвигать единицу синхронно с тактами частоты генератора 13, в результате чего на выходах сдвигового регистра 12 формируются два управляющих импульса ИУ 1 и ИУ 2. При. этом ИУ 1переписывает код скорости подачии множителя из регистров промежуточной памяти блоков 6 и 8 в регистры 50 55 3дение высокой частоты через элемен 1ИЛИ 32 на входы счетчиков 7 и 11прекращается., Как только оба триггера 19 и 20установятся в состояние "1" срабапотенциал с единичного выхода триггера 14. Формирователь 33 из переднего фронта выходного единичногосигнала элемента И 27 формирует импульс, который устанавливает в "1" по входу Б триггер 16, в "0" по входу К триггер 15, и по входу С сбрасывает в "О" триггер 14. Появление"1" на нулевом выходе триггера 15включает блок 1 ввода программы,Последний начинает вводить программу с носителя и распределяет ее поблокам следующим образом. Информация о перемещении по координате Х заносится поразрядно в запоминающий регистр 2, в особый разряд которогозаносится также знак перемещения.Информация о перемещении по координате У заносится также поразрядно в запоминающий регистр 3, в особый разряд которого заносится знакперемещенияИнформация о, скоростиподачи заносится в память блока 6задания скорости, а информация омножителе (разряде счетчика-распределителя, на который должна быть подана частота) - в промежуточную память коммутатора 8. По окончанииввода кадра сигнал конца кадра Ц.Р)с выхода блока 1 задания программы поступает на Б-вход триггера 15, устанавливая его в "1", при этом ввод та ИЛИ 30. Выходной сигнал элемента ИЛИ 30 поступает на входы элементов И 21 и 22. Так как триггер 14 нахорабочей памяти, коды перемещений и знаки на запоминающих регистров 2 и 3 в блоки 4 и 5 задания перемещений. Импульс ИУ 2 по входу С устанавливает в нулевое состояние триггер 15, при этом включается блок 1 ввода программы и начинает вводить следующий кадр в промежуточную память системы до тех пор, пока конец кадра ЬР не установит триггер 15 в "1". Одновременно триггер 18 по входу Б устанавливается в единичное состояние. При этом открывается элемент И 26 и импульсы с выхода блока 6 задания скорости поступает на вход коммутатора 8. В соответствии с заданным в программе множителем эти импульсы коммутируются. на один из выходов коммутатора 8, с которого и поступают на соответствующие входы счетчика-распределителя 7 и счетчика 11. Счетчики 7 и 11 начинают счи- тать. На младшие входы счетчиков частота поступает через элемент . ИЛИ 32. При этом выходные сигналы счетчика-распределителя 7 поступают на блоки 4 и 5 задания перемещений. Последние отрабатывают координатные перемещения, вырабатывая унитарные коды, которые в соответствии с заданным в программе знаком поступают на входы блока 9 управления приводами по каналам + или в . Блок 9 вырабатывает аналоговые сигналы соответствующего знака, которые поступают навходы блока 10 приводов. Приводы отрабатывают перемещения в соответствии с заданной программой. Так продолжается до тех пор, пока счетчики 7 и 11 не переполняются. В этом случае сигнал переполнения счетчика 11 поступает на вход элемента ИЛИ 31 и на вход Б-триггера 20. Сигнал переполнения счетчика-распределителя 7 поступает на вход элемента И 23, элемента ИЛИ 31, и вход Б-триггера 19. Триггеры 19 и 20 устанавливаются в "1" а триггер 18 выходным7сигналом элемента ИЛИ 31 сбрасывается в "0". тот же сигнал подтверждает "0" триггера 17. Элемент И 26 закрывается. Прохождение частоты с выхода блока 6 задания скорости на вход коммутатора 8 прекращается. Отработка кадра закончена. Так кактриггеры 19 и 20 перебрасываютсяв единичное состояние по переднему фронту до переключения триггера18 в "О", то элементы И 28 и 29 ос255993 Ь 30 строя выходит вторая декада счетчика-распределителя 7, Тогда при подаче на входы счетчиков 7 и 11 1000импульсов, с выхода блоков 4 или 5задания перемещений уйдет 900 импульсов, а 75 не будут отработаны. Следовательно, перемещение доработано небудет. Зарез детали невозможен, авария станка тоже. В случае выхода из40,строя счетчика 7 система продолжает нормальную обработку, так как запуск обработки следующего кадра осуществляется только импульсом переполнения счетчика-распределителя 7, адля останова обработки, т.е, для45сброса в 0 триггера 18, достаточноИ 1 фимпульса переполнения счетчика-распр еделителя 7 . Однако по окончанииобработки программы триггер 2 О остан ется в состоянии "0" и будет гореть индикатор 3 5 . Следовательно ,наладчику необходимо устранить возникшую неисправность , так как еслипри ее наличии возникнет неисправность в счетчике-распределителе 7 ,55то избежать зарез детали или бракане удается. Но включить неисправнуюсистему по окончании обработки вновьнельзя, так как после сигнала ПУ правен.В этом режиме устройство работает следующим образом.Предположим, любой из счетчиков 7 или 11 неисправенТогда после включения питания, после выработки сигнала предварительной установки (ПИ) и включения ключа 36 "Пуск" частота генератора 13 начинает поступать через элемент И 25 и элемент ИЛИ 32 на входы младших разрядов счетчиков 7 и 11. Сигнал переполнения исправного счетчика через элемент ИЛИ 31 переключает триггер 17 в "0" и закрывает элемент И 25, Прохождение импульсов прекратится. При этом тот же из триггеров 19, 20, который устанавливается в "1" по входу Я сигналом переполнения неисправного счетчика, останется в нуле и, следовательно, через элементы И 28 и 29 включится один из индикаторов 34 и 35. Если окажется вклю 1 таются постоянно закрытыми и индикаторы 34 и 35 остаются выключенными. Элемент И 27 остается закрытым нулевым сигналом с выхода триггера 14. Сигнал переполнения счетчика-распределителя 7 пройдет через элемент И 23, открытый ецинйчным потенциалом с выхода триггера 14, и через элемент ИЛИ 30 поступает на вход элемента И 22. Так как этот элемент также открыт единичным потенциалом с триггера 4, то он откроется, и сигнал с его выхода устанавливает в "1" триггеры 19 и 20 и включит сдвиговый регистр 12, Сдвиговый регистр вырабатывает импульсы ИУ 1 и ИУ 2 и включается цикл отработки следующего кадра программы. Так предлагаемое устройство работает в исправном состоянии,Наиболее опасн й неисправностью с точки.зрения возможности брака детали или аварии станка является, выход из строя счетчика-распределителя 7, так как в этом случае перемещение становится бесконечным (до аварии или включение концевиков на станке, выключающих общее питание).Для ликвидации таких аварий в устройстве предусмотрены специальные аварийные режимы. Первый аварийный режим исключает,запуск устройства в случае, еслилюбой из счетчиков 7 или 11 неис 5 10 15 20 25 ченным индикатор 34, неисправен счетчик- распределитель 7, если индикатор 35 - счетчик 11, если включеныоба индикатора - значит неисправныоба счетчика 7 и 11. Но если неисправен хотя бы один из счетчиков 7 и11 и в нуле останется любой иэ триггеров 19 и 20, то не срабатываетИ 27 и, следовательно, отработка пер"вого кадра программы на начнется.Следовательно, при наличии опаснойнеисправности система не включитсяв работу,Второй аварийный режим возникает,когда во время работы выходит изстроя счетчик-распределитель 7 илисчетчик 11. Выход из строя счетчикараспределителя 7 приводит к возможности зареза (брака), однако в предлагаемом устройстве этого не происходит, так как многократного заполнения младших исправных разрядов непроизойдет, ибо импульс переполненияисправного счетчика 11 через элементИЛИ 31 выключает триггер 18. Одновременно включается индикатор 34,АзП р и м е р. Пусть задано перемещение 975. Коммутатор 8 подает импульсы на вход Я, период 1000. А иэФормула изобретения Устройство для программного управления, содержащее генератор импульсов, ключ, первый элемент И, блок ввода программы, подключенный кодовыми выходами к кодовым входам блока задания скорости, к кодовым входам коммутатора и к кодовым вхо дам первого и второго регистров, а также счетчик-распределитель, связанный первыми выходами с первыми кодовыми входами первого и второго блоков задания перемещений, подклю- ЗО чениых вторыми кодовыми входами к кодовым выходам соответственно первого и второго регистров, связанных знаковыми входами соответственно с первьпк и вторым знаковыми выходами блока ввода программы, знаковыми выходами - со знаковыми входами соответственно первого и второго блоков задания перемещений, соединенных выходами с соответствующими 40 входами блока управления приводами, а прямой выход первого 1 К-триггера связан с первым входом первого элемента И, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью. повышения надеж ности устройства, в него введены сдвиговый регистр, три элемента ИЛИ, восемь элементов И, два ХК-триггера, четыре КЯ-триггера, два индикатора и формирователь импульса, подключенный входом к выходу седьмого элемента И, а выходом - к Б-входу второго КБ-триггера, к К-входу первого КБ- триггера и к С-входу третьего ХК- триггера, связанного прямым выходом Ы с первыми входами четвертого и пятого элементов И, а инверсным выходом - с первым входом седьмого элемента 20(Пуск)возникает первый аварийный режим и система не запустится в работу по новой программе.Таким образом, устройство позволяет исключить больше, чем задано5 в программе, перемещений за счет использования дополнительного счетчика и связанных с ним элементов, которые выключают обработку перемещения детали или режущего инструмен О та. Следовательно, исключается брак детали или авария станка (это произойдет в случае выхода из строя счетчика-распределителя, так как в этом случае перемещение становится 15 бесконечным). И и с первым входом третьего элемента И, соединенного вторым входом свторым входом четвертого элементаИ и с выходом первого элемента ИЛИ,связанного первым входом с выходомключа, вторым входом - с выходомвторого элемента И, третьим входом -с выходом пятого элемента И, а выходом - с вторым входом третьегоэлемента И и с вторым входом четвертого элемента И, подключенного выходом к С-входам третьего и четвертого ХК-триггеров и к первому информационному входу сдвигового регистра,соединенного вторым информационным входом с первым входом шестого элемента И, с выходом генератора импульсов и с тактовым входом блока задания скорости, первым выходом - с управляющими входами первого и второго регистров, первого и второго блоков задания перемещений, блока задания скорости и с первым управляющим входом коммутатора, а вторым выходом - с С-входами первого и второго КБ-триггеров и с Б-входом первого 1 К-триггера, подсЬединенного С-входом к С-входу третьегоХК-триггера и к выходу второго элемента ИЛИ, а инверсным выходом - к первым входам восьмого и девятого элементов И, подключенных выходами соответственно к первому и второму индикаторам, а вторыми входами соответственно к прямому выходу третьего КЯ-триггера и к прямому выходу четвертого КЯ-триггера, связанного инверсным выходом с вторым входом седьмого элемента И, соединенного третьим входом с инверсным выходом третьего КЯ-триггера, подключенного К-входом к К-входу четвертого КБ-триггера, к Б-входу третьего 2 Х-триггера, к К-входу второго КБ-триггера и к выходу третьего элемента И, а Я-входом к второмувходу пятого элемента И, к первомувходу второго элемента ИЛИ и к второму выходу счетчика-распределителя,счетный вход которого соединен сосчетным входом счетчика импульсови с выходом третьего элемента ИЛИ,подключенного первым входом к выходупятого элемента И, а вторым входомк управляющему выходу коммутатора,соединенного информационными выходами с информационными входами счетчикаимпульсов и счетчика-распределителя,та И, управляющий выход блока вводапрограмм соединен с Я-входом первогоРБ-триггера и с первым входом второго элемента И, подключенного первымвходом к прямому выходу второго КЯтриггера , прямой выход первого В 5 - триггера соединен свходом блока ввода програм -мы. 9 1255993а вторым управляющим входом - с выходом первого элемента И, соединенного вторым входом с выходом блоказадания скорости, причем выход счетчика импульсов подключен к Я-входу четвертого КБ-триггера и к второму входу второго элемента ИЛИ, инверсный выход третьего ХК-триггера связан с вторым входом шестого элеменоды сбпока 1 Опрубы Гс генератора ЯОУ)Фиг. 7Составитель А. Лишанскнйссей Техред М.Ходанич Корректор В. Бутяг едакт аз 4822/47 Тираж 836 ВНИИПИ Государственног по делам изобретений 113035, Москва, Ж, РаПодпис комитета СС и открытий ская наб.,/5 оизводственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, уп. Проектная