Система для программного управления

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧККИХРЕСПУБЛИК 51 4 9 УДАРСТВЕНКЫЙ КОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИ ОБРЕТЕНИ ДЕТЕЛ СР 8. во1 СССР 1981.СИСТЕМА ДЛЯ ПРОГРАИМНОГО УПРАВ Изобретение и вычислител ыть использодинатно"сверлианками для об(5 ти же ко тносится к автома ной технике и моано для управлени льными станками аботки печатных ения - расширение е. б,801325410 функциональных возможностей за счетавтоматического позиционирования точек, расположенных по окружности.Система для программного управления содержит круговой и линейный ннтерполяторы, регистры, три счетчика импульсов, блоки задания скорости и знаковкоординатных перемещений, блоки управления приводами, блок управленияциклом сверления, генератор импульсов, триггеры, элементы И и ИЛИ,блокудвоения частоты. В данноМ решении,импульсы аргумента угла у кругового интерполятора, имеющие физическийсмысл приращений угла поворота радиуса вектора, подсчитываются счетчиком и используются в дальнейшем дляопределения момента включения тормо"жения. 6 ил.13254Изобретение относится к областиавтоматики и вычислительной техникии может быть использовано для управ-ления координатно-сверлильными стан 5ками и станками для обработки печатных книг,Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет автоматического позиционирования точек, 1 Орасположенных по окружности.На фиг.представлена общая блоксхема устройства; на фиг. 2-4 - графики, поясняющие работу устройства;на фиг. 5 - пример конкретного решения линейного интерполятора по принципу оценочной функции на фиг. 6 -пример выполнения блока управленияциклом.Устройство для программного управления (фиг. 1) состоит из кругового интерполятора 1, построенногона цифровых дифференциальных анализаторах (ПДА), блок 2 задания знакакоординатных . перемещений, блоков 253 - 5 управления приводами, принодон6 - 8, блока 9 задания скорости,линейного интерполятора 10, регистров11 и 12, счетчиков 13 - 15 импульсов,генератора 16 импульсов, триггеров 3017-22, элементов ИЛИ 23 - 27 (умножения на два), блока удвоения частоты28, блока 29 управления циклом сверления, элементов И 30-37,Линейный интерполятор 10 не имеетособенностей, выполнен по известнойсхеме, например по оценочной функции,и состоит из накапливающего сумматора 38, блока 39 элементов ИЛИ, блоков 40 и 4 1 элементов И, элемента НЕ42, элементов И 43 и 44. Работает интерполятор 10 (фиг, 5) как все интерполяторы оценочной функции с поочередной выдачей приращений, распределяя по выходам входные импульсы взависимости от знака оценочной функ 1ции, т.е. от соотношения Ч , к УЧоВ линейном интерполяторе исходные величины заносятся в регистры, но вданном случае в качестве одного изрегистров используется счетчик 13импульса, который предварительно определяет величину У, Так как исЧопользование счетчика вместо регистранехарактерно для линейного интерполятора и определяется всей совокупностью блоков устройства, регистр11 и счетчик 13 вынесеныиз линейного интерполятора 10. Блок 29 управО2пения циклом сверления содержит генератор 45 импульсон, триггер 46,элементы И 47-49, счетчик 50 импульсов, формирователь 5 1 и счетный триггер 52,Перед началом работы информацияраспределяется по блокам устройстваследующим образом, Величины Х . =1=К, т=Т=О,Х=К,у=К(фиг. 2), й также команда СОЗ (илиС 02) интерполяции против (по) часовой стрелки заносится в круговой интерполятор 1, величина Р максимально допустимой скорости подачи в блок9, знаки д Х, 3 У в блок 2,величина ч, - т.е. эквивалент угла 90заносится в регистр 11, причем в зависимости от выбранной единицы угловых измерений это может быть 54001/или 324000", или какое-либо другоечисло в зависимости от выбранной величины для измерения угла: в регистр12 заносится величина углового рас-стояния между отверстиями йу н техже единицах, что и величинано в дополнительном коде;все триггера и счетчики устройства сигналомпредварительной установки (на фиг, 1не показан) сброшены в "0". По сиг"налу "Пуск 1" триггеры 17 и 18 устанавливаются в состояние "1",при этомразрешающий потенциал с выхода триггера 18 поступает на вход элементаИ 3 1, но запрещающий потенциал снулевого выхода триггера .17 запираетэлемент И 3 1 по второму входу так же,как и элементы И 36 и 37. Разрешающий потенциал с единичного выходатриггера 17 открывает элемент И 30,в результате выходная частота Е генератора 16 начинает поступать черезэлемент И 30 на вход счетчика 13импульсов и элемента ИЛИ 23, с выхода которого она поступает на входаргумента кругового интерполятора1. В результате интерполятор 1 начинает отрабатывать окружность радиуса К (фиг, 2), при этом осуществляется поворот радиуса вектора ОА противчасовой стрелки до совпадения сосью У. Как только вектор ОА совпа-.дает с осью У, интерполятор 1 вырабатывает сигнал "Окончание отработки", который поступает на вхоц элемента ИЛИ 24 и нулевой вход триггера 17, Триггер 17 переключается всостояние нуля, причем единичный потенциал с его нулевого выхода откры5410 132 10 15 3вает элементы И 36, 37 и 3 1, при этом частота Г генератора 16 начинает поступать на вход блока 9 задания скорости. Одновременно появление нулевого потенциала на единичном выходе триггера 17 закрывает элемент И 30 и поступление частотына вход элемента ИЛИ 23 и на вход счетчика 13 прекращается. К этому моменту в счетчике 13. оказываетсяовеличина равная углу 90 в единицах, соответствующих угловой цене импульса аргумента интерполятора 1 - Ч; Импульс окончания отработки интерполятора 1 с выхода элемента ИЛИ 24 включает "Разгон" в блоке 9, переписывает величину в Ч в дополнительном коде в счетчиках 14 и 15 и устанавливает в единицу триггер 20.В результате триггер 20 устанавливается в состояние "1", и его выходной потенциал открывает элемент И 33. В это время блок 9 начинает вырабатывать частоту Г, которая после сигнала "Разгон" линейно увеличивается (фиг. 3) и поступает на единичный вход триггера 19. Каждый импульс этой частоты устанавливает в "1" триггер 19, и его выходной потенциал открывает элемент И 32. При этом частота Й с выхода генератора 16 через элемент И 32 начинает поступать на вход аргумента линейного интерполятора 10, для которого рабочими регистрами первой и второй координат,являются соответственно счетчики 13 и регистр 11. Линейный интерполятор 10 начинает, отрабатывать прямую, заданную величинамии д При этом выходные импульсы первой координаты поступают через элемент ИЛИ 23 на вход аргумента кругового интерполятора 1 и на нулевой вход триггера 19, а выходные сигналы второй координаты интерполятора 10 - на входы элементов И 33-35.Поступление импульсов на вход кругового интерполятора 1 заставляет его вновь приступить к отработке дуги окружности. радиуса (фиг. 2), но теперь его выходные сигналы поступают через элементы И 36 и 37 на входы блока 2 задания знака и с его выхода по каналам соответствующего знака на входы блоков 3 и 4 управления приводами, с выхода которых в преобразованном виде - на входы приводов 6 и 7. Так как частота на единичном и нулевом входах триггера 19 равна(при Е ) Г), то разгон (увеличениечастоты) на входе блока 9 приводитк одновременному увеличению частотыи на входе аргумента интерполятора1, а следовательно, на его выходах,т.е. приводы 6 и 7 отрабатывают заданную дугу с возрастающей скоростью (разгоном); Аналогично частотана выходе второй координаты линейного ннтерполятора 10 возрастает,таккак его координаты связаны линейнойзависимостью. Пока в блоке 9 продолжается разгон (фиг. 3), триггер 20 находится в состоянии " 1", и импульсы с выхода второй координаты интерполятора 10 через элементы И 33 иИЛИ 26 поступают на счетный входсчетчика 14, а через блок 28 удвоения частоты и элемент ИЛИ 27 - насчетный вход счетчика 15. На каждом -импульс на входе, схема 28 формирует два на выходе. Так продолжаетсядо тех пор, пока в блоке задание скорости 9 не закончится разгон, и частота на его выходе окажется равнойзаданной (фиг. 3),При этом блок 9вырабатывает сигнал "Окончание разгона". Этот сигнал через элементИЛИ 25 сбрасывает в "0" триггер 20,при этом элемент И 33 закрывается иустанавливает в единицу триггер 2 1,который своим выходным сигналом открывает элемент И 34, с выхода которого выходная частота второй координаты интерполятора 10 через элементыИЛИ 26 и 27 поступает на входы счетчиков 14 и 15 соответственно, Устройство отрабатывает участок движения на постоянной скорости (фиг. 3).Так продолжается до тех пор, покане переполнится счетчик 15. Этотсчетчик переполняется в тот момент,когда пора включать торможение,таккак при разгоне он сосчитывает число импульсов, равное двойному участку разгона, а при линейном законеразгона - торможения участки разгонаи торможения равны. Сигнал переполнения этого счетчика включает торможение в блоке 9 задания скорости,через элемент ИЛИ 25 подтверждаетнулевое состояние триггера 20,сбрасывает в "0" триггер 21 и включаеттриггер 22. В результате частота навыходе блока 9 начинает уменьшатьсяпо линейному закону, элемент И 34закрывается, а элемент И 35 открыва 20 25 30 35 40 45 50 555 132 ется. После этого частота с выхода элемента И 35 начинает через элемент ИЛИ 26 поступать на вход счетчика 14. Одновременно уменьшаются частота на выходе блока 9 и скорость дви.жения приводов 6 и 7, Так продолжается до тех пор, пока не переполнится счетчик 14. Сигнал его переполнения появляется почти одновременно с завершением торможения, когда частота на выходе блока 9 так же, как и ,скорость движения приводов, близка к нулю. Этот сигнал сбрасывает в "0" триггеры 18 и 22 и поступает на вход блока 29.Закрываются элементы И 31 и 35. Частота на входе и выходе блока 9 равна нулю. К этому моменту вектор ОА поворачивается на заданную величину з у и останавливается. Теперь включается в работу блок 29 управления циклом сверления. Управление циклом блока 29 в зависимости от конструкции координаты Е станка или включает однооборотную муфту, которая обеспечивает один ход сверла вниз вверх, или соответствующие последовательности управляющих сигналов, обеспечивающих с помощью блоков 5 и 8 аналогичное движение (+ Д Е) (- ю Е), после чего блок 29 вырабатывает сигнал "Окончание цикла", который поступает в блок центрального управления (не показан). Если следующее отверстие находится на таком же угловом расстоянии Л ,то на вход устройства подается сигнал "Пуск 2", который эквивалентен сигналу "Окончание отработки" интерполятора 1, при этом устройство приступает к позиционированию по дуге,не повторяя вычисление величины Если угловое расстояние до следующего отверстия другое, то новая величина а д заносится в регистр 12 и лишь затем подается сигнал "Пуск 2". Если же необходимо сверлить отверстия, расположенные по другому радиусу, то тогда приходится заносить новую информацию в интерполятор 1 и подать сигнал "Пуск 1". В этом случае., если отверстия расположены близко, т.е. д2 чгде р(т участок разгона до данной скорости (торможения от заданной скорости), то блок 9 задания скорости не вырабатывает сигнал "Конец разгона", а сразу приходит сигнал переполнения счетчика 15, поэтому график выходной5410 6 25 30 35 5 Ю 15 20 частоты задания скорости блока 9 и скорости движения точки А по дуге будет иметь вид кривой, приведенной на фиг, 4.Сигнал "Пуск" с выхода счетчика 14 устанавливает в " 1" триггер 46. Единичный сигнал с выхода триггера 46 открывает элемент И 47, и частота генератора 45 начинает поступать на вход счетчика 50 с коэффициентом пересчета, равным глубине сверления ВЕ, и на входы элементов И 48 и 49. Так как триггер 52 предварительно был установлен в " 1", то его выходным сигналом открыт элемент И 48, поэтому импульсы поступают в блок.5 управления приводом по каналу +2. Так продолжается до тех порпока на вход счетчика 50 импульсов и, следовательно, на выход по каналу +Е,не пройдет Л Е импульсов,при этом счетчик 50 импульсов переполняется, и сигнал переполнения переключает по счетному входу триггер 52 в состояние "0"; Счетчик 50 импульсов продолжает вести отсчет, но теперь открыт элемент И 49, и импульсы поступают в блок 5 управления приводом по каналу -Е, Когда по каналу -Е пройдет л Е импульсов, счетчик 50 импульсов переполняется второй раз, триггер 52 переключается в "1",при этом формирователь 51 из положительного сигнала формирует импульс, кото" рый сбрасывает в "0" триггер 46, выключая тем самым элемент И 47, и поступает на выход блока как сигнал Конец цикла Формула изобретения Система для программного управления, содержащая круговой интерполятор, блок задания знака координатных перемещений, выходы которого соединены с соответствующими входами первого и второго блоков управления приводами, три привода, а также блок задания скорости и третий блок управления приводом, о т л и ч а ю щ а -я с я тем, что, с целью расширения . функциональных возможностей за счет автоматического позиционирования точек, расположенных по окружности, введены линейный интерполятор, генератор импульсов, первый, второй и. третий счетчики импульсов, блок управления циклом сверления,блок удвоения частоты, первый и второй ре 7 13254 гистры, шесть триггеров, восемь элементов И, пять элементов ИЛИ, причем выход генератора импульсов соединен с первыми входами второго,первого и третьего элементов И,второй вход третьего элемента И соединен с прямым выходом первого триггера,выход - с информационным входом первого счетчика импульсов и с первым входом первого элемента ИЛИ,второй О вход которого подключен к первому входу линейного интерполятора и к первому входу второго триггера, а выход - к входу аргумента кругового интерполятора, информационные входы 5 которого соединены с входами системы для программного управления, первый и второй выходы круговогоинтерполятора соединены с первым входом четвертого и пятого элементов И, тре тий выход - с первым входом второго элемента ИЛИ и с установочным входом первого триггера, инверсный выход которого подключен к вторым входам четвертого и пятого. элементов И и к второму входу второго элемента И, соединенного третьим входом с прямым выходом третьего триггера, первый установочный вход которого соединен с вторым установочным вхо- ЗО дом первого триггера и с входом "Пуск 1" системы для программного управления, второй установочный вход третьего триггера соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ, и с входом "Пуск 2" системы, счетный вход - со счетным входом четвертого триггера, а выходом первого счетчика импульсов и с входом блока управле-. ния циклом, выход которого через 40 третий блок управления приводом подключен к входу третьего привода,выход второго элемента И соединен с информационным входом блока задания скорости, вход "Разгон" которого 45 подключен к выходу второго элемента ИЛИ, к первому входу пятого, триггера и к установочным входам первого и 10 8второго счетчиков импульсов,информационные входы которых соединены свыходами первого регистра,а входыобнупения - с выходами соответственнотретьего и четвертого элементов ИЛИ,первый вход третьего и четвертого элементов ИЛИ соединен с выходом четвертого элемента И,выход пятого элементаИ подключен к второму входу третьегоэлемента ИЛИ, третий вход которогосоединен с выходом шестого элементаИ и через блок удвоения - с вторымвходом четвертом элемента ИЛИ, второй выход линейного интерполятораподключен к первому входу четвертого,пятого и шестого элементов И, вторыевходы которых соединены с прямымивыходами соответственно шестого,четвертого и пятого триггеров, второйвход пятого триггера соединен с выходом пятого элемента ИЛИ, первыйвкод которого подключен к выходу"Окончание разгона" блока заданияскорости и к первому входу шестоготриггера, второй вход которого соединен с вторым входом пятого элементаИЛИ, с вторым входом четвертого триггера, с третьим входом блока заданияскорости и с выходом второго счетчика импульса, выход частоты блока задания скорости соединен с вторым входом второго триггера, выход которогосоединен с вторым входом первого элемента И,подключенного выходом к установочному входу линейного интерполятора, первый информационный вход которогосоединен с выходом первого счетчикаимпульсов, второй информационныйвход - с выходом второго регистра,авыходы четвертого и пятого элементовИ соединены соответственно с первыми вторым входами блока задания зна"ков, установочные входы которого подключены к входам задания системы для программного управления , выход которой соединен свторым выходом блока управления циклом1325410 г оставитель И.Швец ехред Л.Сердюкова Е.Папп Пилипенк рект ед аказ 3106/41 тираж 863ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. Подписное