Устройство для программного управления

СОЮЗ СОВЕТСКИСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИН 9 4 С 05 В 19/18 ОБРЕТЕН ПИСА ВТОРСКО ССР78.Р198 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ ВИДЕТЕЛЬСТВ У(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для управления координатно-сверлильными станками и станками для обработки печатных плат. Целью изобретения является обеспечение режима автоматического позиционирования точек обработки, расположенных по окружности. Устройство состоит из кругового интерполятора, выполненного на цифровых дифференциальных анализаторах, блока задания скорости, блока задания знакакоординатных перемещений, блоков управления координатными приводами,координатных приводов, счетчика с переменным коэффициентом деления, трехсчетчиков импульсов, блока управленияциклом сверлений, пяти триггеров,элементов И,элементов ИЛИ, блока умножения и генератора импульсов. Преимуществом предлагаемого устройстваперед аналогичными является обеспечение режима автоматического позиционирования точек, расположенных поокружности, при максимальном быстродействии, обеспечиваемом круговым интерполятором на цифровых дифференциальных анализаторах, при значителвном упрощении программирования процесса обработки детали и сокращенииобъема запоминающих устройств напрограмму. 5 ил.13Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для управления координатно-сверлильными станками и станками для обработки печатных плат,Целью изобретения является обеспечение режима автоматического позиционирования точек, расположенных по окружности.На фиг. 1 показана схема предлагаемого устройства для программного управления; на фиг. 2-4 - диаграммы, поясняющие работу устройства, на фиг, 5 - вариант выполнения блока управления циклом.Устройство для программного управления (фиг. 1) состоит из кругового интерполятора 1, блока 2 задания знака координатных перемещений, первого 3, второго 4, третьего 5 блоков управления координатными приводами, первого 6, второго 7, третьего 8 координатных приводов, блока 9 задания скорости, второго 10, первого 11, третьего 12, четвертого 13 пятого 14 триггеров, счетчика 15 импульсов с переменным коэффициентом, первого 16, второго 17, третьего 18 счетчиков импульсов, блока 19 управления циклом сверления, блока 20 умножения, первого 21, второго 22, третьего 23 четвертого 24, пятого 25, шестого 26, седьмого 27, восьмого 28 и девятого 29 элементов И, первого 30, второго 31, третьего 32, четвертого 33, пятого 34, шестого 35 элементов ИЛИ, генератора импульсов 36.Вариант выполнения блока 19 управления циклом сверления (фиг. 5) состоит из генератора 37 импульсов, элемента И 38, триггера 39, счетчика 40 импульсов, счетного триггера 41 элементов И 42 и 43, формирователя 44 сигнала "Конец цикла 1. Блок 9 задания скорости особенностей не имеет и может быть выполнен по любой известной схеме,Перед началом работы информация распределяется по блокам устройства следующим образом. Величины Т = Х811=У=ОХ =ДХ=4 КУ =ДУ - 4 К (где К - радиус окружности позиционирования ) заносятся в круговой интерполятор 1, а значение С 02 или СОЗ определяет направление движения по интерполируемой окружности. Знаки координат Х и У заносятся в блок 2 задания знака координатных перемеще 17399 2ний, код подачи Г заносится в блок 9.задания скорости, код числа И отверстий заносится в счетчик 5 импульсов с переменным коэффициентом деле ния, остальные счетчики и триггерасбрасываются в ноль.Сигнал нСпуск" устанавливает вединицу первыйи второй 10 триг- О гера. При этом открываются первый 21и второй 22 элементы И и частотагенератора 36 импульсов через этиэлементы поступает на входы первого 30и четвертого 33 элементов ИЛИ. С вы ход первого элемента ИЛИ 30 частотаГ поступает на вход аргумента кругового интерполятора 1, а с выходачетвертого элемента ИЛИ 33 - на счетный вход счетчика 15 импульсов с пе ременным коэффициентом деления, сигнал переполнения которого через восьмой элемент И 28, открытый единичным потенциалом с единичного выходавторого триггера 1 О, поступает на 25 счетный вход первого счетчика 16 импульсов. Круговой интерполятор 1 отрабатывает на максимально возможнойскорости полную окружность радиусаК, но при этом его выходные сигналы 30 по координатам Х и У не проходят впривода, так как шестой 26 и седьмой 27 элементы И закрыты нулевым потенциалом с выхода нулевого плечавторого трйггера 10. Так продолжает ся до тех пор, пока радиус-вектор ОА(фиг, 2) не совершит полный оборот,при этом на вход счетчика 15 импуль- сов поступает число импульсов, соответствующее 360 , а в первом счетчи ке 16 импульсов окажется числоу вобратном коде, соответствующее угловому расстоянию между любыми отверстиями из заданного числа И в единицах приращения угла аргумента кру гового интерполятора. Как толькополный оборот закончен, круговой интерполятор 1 вырабатывает сигнал"Окончание расчета", который сбрасывает второй триггер О в ноль и че рез второй элемент ИЛИ 31 переписывает величинус выхода счетчика 16импульсов во второй 17 и третий 18счетчики импульсов, включает разгонв блоке 9 задания скорости и уста-навливает в единицу третий триггер 12,На выходе "Выходная частота" блока 9задания скорости появляется частотаГ, которая начинает линейно возрастать. Она поступает на вторые входы5 10 15 20 25 ЗО 3 131 третьего 23, четвертого 24 и пятого 25, элементов И, но так как уровень логической единицы имеется только на выходе третьего триггера 12, (четвертый 13 и пятый 14 триггера в нуле), то эта частота проходит через третий элемент И 23 и пятый элемент ИЛИ 34 на счетный вход второго счетчика 17 импульсов, а через первый элемент ИЛИ 30 - на вход аргумента кругового интерполятора 1, а через блок 20 умножения.и шестой элемент КПИ 35 - на счетный вход третьего счетчика 18 импульсов, На каждый входной импульс блок 20 умножения формирует два импульса на выходе.Круговой интерполятор 1 вновь начинает отрабатывать заданную окружность, при этом его выходные сигналы черезшестой 26 и седьмой 27 элементы И, открытые единичным сигналом с нулевого выхода второго триггера 10, поступают на входы блока 2 задания знака координатных перемещений, а с 1его выхода по соответствующим каналам - на вход первого 3 и второго 4 блоков управления приводами, с выхода которых в преобразованном виде поступают на входы первого 6 и второго 7 приводов.Пока частота Г на выходе блока 9 задания скорости возрастает увеличивается и скорость движения по дуге радиуса К точки А (фиг. 2 и 3). Так продолжается до тех пор, пока частота на выходе блока 9 задания скорости не окажется равной заданному коду подачи Г. При этом на выходе Окончание разгона" этого блока вырабатывается сигнал, который поступает через третий элемент ИЛИ 32 на К-вход триггера 12 и сбрасывает его в ноль, а также устанавливает в единицу четвертый триггер 13. В результате открывается четвертый элемент И 24, а третий элемент И 23 закрывается. Теперь постоянная частота Г с выхода блока 9 задания скорости проходит через четвертый элемент И 24 и шестой элемент ИЛИ 35 на счетный вход третьего счетчика 18 импульсов, через пятый элемент ИЛИ 34 - на счетный вход второго счетчика 17 импульсов, и через первый элемент ИЛИ 30 - на вход аргумента кругового интерполятора. Круговой интерполятор 1 продолжает отрабатывать дугу на постоянной скорости. Так продолжается до 7399 4 тех пор, пока не переполнится третийсчетчик 8 импульсов и сигнал на еговыходе переполнения включает торможение в блоке 9 задания скорости, подтверждает через третий элемент ИЛИ 32нулевое состояние третьего триггера 12, сбрасывает в ноль четвертыйтриггер 13 и устанавливает в единицу пятый триггер 14 Частота й на выходе блока 9 задания скорости начинает линейно уменьшаться и поступать через пятый элемент И 25 и пятый элемент ИЛИ 34 на счетный вход второго счетчика 17 импульсов и через первый элемент ИЛИ 30 - на вход аргумента кругового интерполятора 1. Круговой интерполятор продолжает отрабатыватьдугу с замедлением скорости. Так продолжается до тех пор, пока не переполнится второй счетчик 17 импульсови к этому моменту 1О. Сигнал навыходе переполнения этого счетчикасбрасывает в ноль пятый триггер 14,и пятый элемент И 25 закрывается. Движение по дуге прекращается. Одновременно тот же сигнал запускает блок 19управления циклом сверления. Блок 19 управления циклом сверления в зависимости от конструкции координаты Е конкретного станка или включаетпривод однооборотной муфты, которая обеспечивает один ход сверла 35вниз-вверх или инициирует соответствующие последовательности управляющих сигналов, обеспечивающих с помощью третьего блока 5 управленияприводом и третьего привода 8 аналогичные движения +52 и -йЕ, после чегоблок 19 управления циклом сверлениявырабатывает сигнал "Конец цикла",который поступает на входы второго 31и четвертого 33 элементов ИЛИ. Этот 45 сигнал, пройдя через четвертый элемент ИЛИ 33, подсчитывается счетчи-,ком 15 импульсов с переменным коэффициентом деления, а, пройдя черезвторой элемент ИЛИ 31, запускаетцикл перемещения к следующему отверстию. Так продолжается до тех пор,пока не будет просверлено последнееотверстие, при этом переполняетсясчетчик 15 импульсов с переменным коэффициентом деления и его выходнойсигнал, пройдя через девятый элемент И 29, открытый потенциалом с нулевого выхода второго триггера 10,сбросит в ноль первый триггер 11, 1317399выключая тем самым первый элемент И 21и поступит на выход "Окончание отработки" .системы. Прохождение частотыгенератора 36 импульсов на блоке устройства прекращается. В том случае,если отверстий много или мал радиусокружностей, расстояние между отверстиями мало и имеет место условиедс 2 Чг, где ч- участок разгонадо заанной скорости (торможение отзаданной скорости), то блок 9 задания скорости не вырабатывает сигнал"Окончание разгона", а сразу приходитсигнал переполнения третьего счетчи. ка 18 импульсов, поэтому график выходной частоты блока 9 задания скорости движения точки А по дуге имеетвид, изображенный на фиг, 4,Блок 19 управления циклом сверления (вариант) работает следующим образом. Сигнал "Пуск" с выхода переполнения счетчика 17 импульсов устанавливает в единицу триггер 39. Единичный сигнал с выхода этого триггера открывает элемент И 38, и частота генератора импульсов 37 начинает поступать на вход счетчика 40, имеющего коэффициент пересчета, равный глубине сверления ьЕ, а также на входы элементов И 43 и 42. Так как счетный триггер 41 предварительно был установлен в единицу, то сигналом с его единичного выхода открыт элемент И 42, поэтому импульсы частоты поступают в третий блок 5 управления приводом по каналу +Е. Так продолжается до тех пор, пока на вход счетчика 40 импульсов и, следовательно, на выход по каналу +Е, не пройдет д Е импульсов, при этом счетчик 40 переполняется, и его сигнал переполнения переключает счетный триггер 41 в состояние нуля. Счетчик 40 импульсов продолжает вести отсчет, но теперь открыт элемент И 43, и импульсы частоты поступают в третий блок 5 управления приводом по каналу -Е. Когда по каналу - 2 пройдет д Е импуль - сов, счетчик 40 импульсов переполняется второй раз, счетный триггер 41 переключается в единицу, а формирователь 44 из положительного перепада формирует импульс, который сбрасывает в ноль триггер 39, выключая тем самым элемент И 38, и поступает на выход блока как сигнал "Конец цикла", У51015 Устройство для программного управления, содержащее круговой интерполятор, последовательно соединенный блок задания знака координатных перемещений, первый и второй блоки управления приводами, первый и второй координатные приводы, а также блок задания скорости, о т л и ч а - ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения режима автоматического позиционирования точек, расположенных по окружности, дополнительно введены последовательно соединенные блок управления циклом сверления, третий блок управления координатным приводом и третий координатный привод, а также.Фпервый, второй, третий, четвертый и пятый триггеры, счетчик импульсов с. переменным коэффициентом деления, первый, второй и третий счетчики импульсов, блок умножения, с первого по девятый элементы И, с первого по шестой элементы ИЛИ и генератор импульсов, причем выход первого элемента ИЛИ соединен с входом аргумента кругового интерполятора, входы Я первого и второго триггеров объединены и подключены к входу Пуск" устрой - ства, выход генератора импульсов под - ключен к первому входу первого элемента И, второй вход которого соединен с выходом первого триггера, а входы - с входом задающей частоты блока задания скорости и с первым входом второго элемента И, выход которого подключен к первым входам первого и четвертого элементов ИЛИ, единичный выход второго триггера соединен с вторым входом второго и первым входом восьмого элементов И, а нуле 20 25 30 35 40 45 50 55 Преимуществом предлагаемого устройства для программного управления заключается в обеспечении режима автоматического позиционирования точек обработки, расположенных по окружности (осуществление .автоматического разгона и торможения при движении по окружности), при максимальном быстродействии, обеспечиваемом круговым интерполятором на цифровых дифференциальных анализаторах, а также в значительном упрощении программирования процесса обработки деталей и сокращении объема запоминающих устройств на программу. Формула изобретения7 )3739 Ъой выход - с первыми входами шестого, седьмого, девятого элементов И, причем вторые входы шестого и седьмого элементов И соединены соответственно с выходами координаты Х и У кругового интерполятора, а их выходы - с входами блока задания знака координатных перемещений, причем выход "Окончание расчета" кругового интерполятора подключен к входу К вто- ф 0 рого триггера и первому входу второго элемента ИЛИ, вторые входы второго и четвертого элементов ИЛИ соединены с выходом "Конец цикла" блока управления циклом сверления, вход ко торого объединен с выходом переполнения второго счетчика импульсов и К входом пятого триггера, выход второго элемента ИЛИ подключен к входу Б третьего триггера, а также к запус - 20 кающему входу блока задания скорости и управляющим входам второго и третьего счетчиков импульсов,информационные входы которых объединены и подключены к информационным выходам первого счетчика импульсов, К-вход третьего триггера соединен с выходом третьего элемента ИЛИ,а его выход - с первым входом третьего элемента И, выходы четвертого и пятого триггеров соединены с первым входом четвертого и пятого элементов И соответственно, вторые входы третьего, четвертого и пятого элементов И подключены к выходу "Выходная частота" блока задания ско 9 8рости, выход Окончание разгона" которого подключен к первому входу третьего элемента ИЛИ и Б-входу четвертого триггера, К-вход которого объединен с Б-входом пятого триггера, вторым входом третьего элемента ИЛИ, входом "Торможение" блока задания скорости и подключен к выходу пеР реполнеия третьего счетчика импуль- сов, выход третьего элемента И со-, единен с входом блока умножения и с первым входом пятого элемента ИЛИ, выход четвертого элемента И соединен с вторым входом пятого и пеовым вхо-, дом шестого элементов ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу бло-, ка умножения, а выход - к счетному входу третьего счетчика импульсов, выход пятого элемента И соединен с третьим входом пятого элемента ИЛИ, выход которого подключен к счетному входу второго счетчика импульсов и второму входу первого элемента ИЛИ, выход четвертого элемента ИЛИ подключен к счетному входу счетчика с переменным коэффициентом деления, информационные входы которого подключены к входу Число точек позиционирования" устройства, а выход подключен к вторым входам восьмого и девятого элементов И, выход первого из которых соединен со счетным входом первого счетчика импульсов, а выход второго - с К-входом первого триггера и выходом Окончание отработки" устройства./йжсцСоставитель А. Аникиидактор Т. Парфенова Техред Л.Олийнык ректор С. Шекмар аказ 2422/42ВН Подписн Ти ИИПИ Государст по делам изоб 13035, Москва, Ж митета СССРоткрытий и енного етени5 Р