Система группового управления станками

(51)4 С 05 ИЗОБРЕТЕНИЯ ОП1Щс ЛЬСТВУ ВТОР СКОМ роСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Ленинградский политехнический институт им, М.И,Калинина (72) В,Г.Колосов, А,М.Коновалов и В.А.Сергеев(56) Авторское свидетельство СССР 9 433450, кл. С 05 В 19/18, 1974.Патент Японии У 54-39557, кл. С 05 В 19/18, 1972.(54) СИСТЕМА ГРУППОВОГО УПРАВЛЕНИЯ СТАНКАИИ(57) Изобретение относится к иерархическим системам числового программного управления группой металлорежу" щих станков отдельных технологических участков. Целью изобретения является повышение надежности и экономичности системы группового управления станками за счет уменьшения количества элементов и линий связи между общим управляющим вычислительнымблоком и термичальными системами управления станками. Система состоитиз управляющего вычислительного блока, интерфейсного блока, содержащегогенераторы импульсов, счетчики, элемент ИЛИ, элемент И, регистры, блокиэлементов И, триггер, генераторы тока, и терминальных систем управления,содержащих блок связи, блок памятиуправляющих программ и устройствочислового программного управления,Указанное выполнение интерфейсногоблока, а также введение в каждую терминальную систему управления станкомблока связи позволяет организоватьасинхронную передачу управляющих пграмм обработки деталей по общемуконтуру связи типа токовой петли,в результате чего повышается надежность и экономичность системы за счетуменьшения количества элементов илиний связи интерфейсного блока.2 з.п. ф-лы, 1 ил.Изобретение относится к иерархичес-"ким системам числового программного управления группой металлопежущих станков отдел,ных технологическихучастков.Целью изобретения является повышение надежности и экономичности системы группового управления станками за счет уменьшения количества элемен тов и линий связи между управляюшим вычислительным блоком и терминальными системами управления станками.Иа чертеже приведена функциональ ная бпок-схема системы.ДСистема группового управления станками содержит обш;.й управляющий вычислительный блок (УВБ) 1, состоя-" щий из процессора 2, оперативного запоминающего устройства (ОЗУ) 3, внешнего запоминающего устройства ;ВЗУ) 4 и устройства ввода-вывода (УВВ) 5, .интерфейсного блока 6 состоящего из первого счетчика 7, первого генератора 8 импульсов, элемента 25 ИПИ 9, первого элемента И 10, триггера 11, второго элемента И 12, первого блока 13 элементов И, блока 14 элементов ИЛИ,регистра 15 сдвига, второго блока. 16 элементов И адресного регистра 17, третьего блока 18 элементов И, первого генератора 19 тока второго счетчика 20, второго генератора 21 тока, третьего элемента И 22 второго генератора 23 им 35 пульсов, терминальных систем управления (ТСУ) 24 станком 25, Кажцая ТСУ 24 содержит устройство 26 число" вого программного управления (УЧПУ), блок 27 памяти управляющих программ (УП) и блок 28 связи. Блок 28 связи любой из ТСУ 24 содержит первый ключевой элемент 29, первый блок 30 элементов И. триггер 31 запроса, блок 32 сравнения, триггер 33 ответа, второй блок 34 элементов И, второй клю 45 чевой элемент 35 элемент, 36 гальваническои развязкир регистр 37 двига, третий блок 38 элементов И, триггер 39 элемент И 40 счетчик 41 генеоатор 42 импульсов 50Последовательно вкгюченные в ециный контур управления и допускающие своими последовательными входами и выхоцами соединение типа токовая петля второй генератор 21 тока ичтерфейсно го блока 6, первые ключевые элементы 29 всех ТСУ 24 образуют токовую петлю 43 запроса системы. Последовательно включенные в единый контур управления и допускающиесвоими последовательными входами и выходами соецинение типа токовая петля регистр 15 сдвига интерфейсного блока 6 и элементь 1 36 гальванической развязки всех ТСУ 24 образуют адресно- информационную токовую петлю 44 системы,Пос,педовательно включенные в единый контур управления и допускающие своими последовательными входами и выходами соединение типа токовая петля первый генератор 19 тока интерфейсного блока 6 и вторые ключевые элементы 35 всех ТСУ 24 образуют токовую петлю 5 ответа системы.Система работает следующим образом,УП обработки деталей вводятся сУВВ 5 в ВЗУ 4. С выхода запросаУ"1 ПУ 26 поступает сигнал запроса наединичный вход триггера 31 запроса.Сигнал с выхода триггера 31 запросапоступает на управляющий вход первого ключевого элемента 29 и на управляюшии вход первого блока 30 элементов И, Последовательный выход и входпервого ключевого элемента 29 включены в токовой петле 43 запроса. В исходном состоянии токовая петля 43 запроса замкнута. В результате подачисигнала с выхода триггера 31 запросана управляющий вход первого ключевогс элемента 29 первая токовая петля 43 запроса оказывается прерванной,что означает наличие запроса. Сигналсостояния токовой петли 43 запроса(наличие или отсутствие тока в петле)поступает с выхода состояния второгогенератора 21 тока на первый управляющий вход третьего блока 18 элементов И и на второй вход первого элемента И 10 интерфейсного блока 6,Для определения адреса ТСУ 24, пославшей запрос на обслуживание, на выходевторого счетчика 20 последовательноформируются коды адресов ТСУ 24 счастотой второго генератора 23 импульсов. Эти адреса через открытыйсигналом запроса третий блок 18 элементов И поступают в адресный регистр 17. Кроме того, адреса ТСУ 24с выхода третьего блока 18 элементовИ поступают на первые входы блока 14элементов ИЛИ. Так как первый блок 13элементов И интерфейсного блока 6 закрыт по угравляюшему входу, то выхо1783 1 Е;1 НОЦ КОД ЗНОИ КОМно-ицф;. рмлп;с цной 1 ЕЛ Л ПЕ ОЕ Г Яви Ое бнч цц 14 тто эгоТОКОНОЦ ПЕТ код л;рс.л цоступягальванической рл:11:я.ткц постедона- ЦЛ ЦН 10 РМ 1 ЦЦОННЪП посту пяют вход регистра 37С 1 н 1 ГЛ е ,Р 11 Е ТОГОпараллельную. поступает через открытъгй третий блок 38 элементов И на информационные входы пенного блока 30элементов И Открытого сигналом запроса. С выходов первК б.:Ока 30элементоВ И кол ядресл цосгуцяет навыходы блока 32 сряннтцця, где сравнивается поступивцй к 1 лтреся иадрес ТСУ 2 й со станк 1 м 25. Б случаесовпадения из блока 3р,1 нцеццяна единичный вход тр 1; рл 33 ответяпоступит сигнал рл 11 с 1,г 1 л . С1,л:1 свыхода триггера 33 .;Сгуцл:т ця уцранляющВ 1 вход вттр. г;Ока 3 л элементов И, открынл 1 ег, и цл ;цранляюды блока 1- элементов ИЗ% Определяются состоянием гго пенных Вколов. Код:адресов ТСУ 24 г. Въгходя блокаэлементов ИЛИ поступают на информаццОнные ходы регистра 15 сдвига. Загрузка кодов адресов ТСУ 2 л н регистр15 сдвига осуществляется под управлением сигнала. поступающего на входразрешения загрузки данных регистра15 сдвига. Этот сигнал Формируют слеДуюоим образом. С выхода второго генератора 23 импульсон импульсы, частота следования которых равна частотегоступления кодов адресов ТСУ 2 л наинформационные Входы регистра 15 сдвига, поступают на второй вход третьегоэлемента И 22, открытого по первомуВходу сигналом с инверсного ныходасостояния первого генератора 19 тока. 20С выхода третьего элемента И 22 импульсы поступают на второй Вход элемента. И 1 И 9. На первый вход элемента ИЛтЛ 9 н даннъъй момент сигналы непоступают, следовательно, выход элемента ЮП 4 9 определяется состояниемего второго выхода, С въгходя элемента ИЛИ 9 импульсь поступа 1 ат напервый вход перного элемента И 10,открытого по второму входу сигналом 30состояния второго генератора 21 тока.Импульсы с выхода первого элементаИ 10 поступают на вход разрешениязагрузки данных регистра 15 сдвига,разрешая тем сямъм загрузку кодов адресов ТСУ 24 н регистр 15 сдвигапо его информационным входам. Крометого, сигнал с выхода первого элемента И 10 поступает на единичный входтриггера 11. Сигнал с выхода триггера 11 поступает на первый вход элемента И 2, разрешая поступление импульсон сдвига с выхода первого генератора 8 импульсов на синхронизирующий вход ре 1 истра 15 сдвига,. Таким 4образом, элементы кодовой комбинации,соответствующей адресу ТСУ 24, последовательно поступают в адресно-информационную токовую петлю 44. Крометого, импульсы сдвига с выхода второго элемента И 12 поступают на входпервого счетчика 7. После отсчета чис"ла импульсов сдвига, равного количеству элементов кодовой комбинации,с выхода первого счетчика 7 поступает сигнал на нулевой вход первоготриггера 11, выходной сигнал которогозакрывает второй элемент И 12, в результате чего прекращается поступлеН 11 Е ГтитУ 1 ЬСРН С,тни 1;1 Ц;1 С 1 Х 1)РНИЗПет ня ядтс л-цнф 1 рмл 1 ц 11 цъе входыб."токов 28 снязц всех ТСУ 2. Элементы кодовой комбццяццц, соответствующей адресу ТСУ 2 А, с ныхо;1,1 э;мента Зб прц поянленгцт первого э: 1 тнтл кодовой комбинации ня Выходе лямента 36 гальванической развязки, поступаетсигнал ня единцчцън Вход триггера 39блока 28 связи, выход.1 ац сцгнлл которого поступает ня второй вход элемента И О, разрешая тем самым поступление импульсон сднцгл с выходагенератора ц 2 импульсов на синхронизируюший вход регцстрл 37 сдвига.Импульсы сдвига упрлнляюг приемомпоследовательной кодовой кэмбцнации,соответствующей адресу ТСУ 2 л. Крометого, импугьсы сдгцгя с гцъхода элемента И 40 поступают на вход счетчика л 1. После отсчета -целя импульсов сдвига, равного количеству элементов н кОдОВОЙ комо 11 нлц,ц 11 с Бьходя счет чика 41 постугягт с:гцлл на нулевой вход триггера 39 и ня управляший вход третьего б:1 окя 38 элементов И, открывая его, Сигнал с выхода триггера 39 поступает на нгороц вход элемента И 40, закрывая его и запрещаясамым поступление импульсов сдВига на сцнхранцзирующцй вход регистра 37 сдвига до начала приема очередной кодовой комбиняц ш. Кодовая ком" бинапия, соответствующая адресу ТСУ 24, преобразованная н рггцстре 37 сдвига из последовательной Формы в14378326 состоянием его первого входа. Стробы с выхода элемента ИЛИ 9 через открытьй первый элемент И 10 поступают на 15 сдвига, разрешая тем самым загрузку кодов УП в регистр 15 сдвига по информационным входам, Кроме того,стробы с выхода первого элемента И 10поступают на единичный вход триггера 11, Далее коды УП обработки детали преобразуются из параллельной формы в последовательную в регистре15 сдвига подобно кодам адресов ТСУ24 и поступают в адресно-информационную токовую петлю 44. По адресно-информационной токовой петле 44 коды УПпоступают на адресно-информационньйвход блока 28 связи, Далее в регистре 37 сдвига. происходит преобразование принятых кодов УП так же, как ив случае приема кодовых комбинаций,соответствующих адресам ТСУ 24. Посформу коды УП поступают через открытый второй блок 34 элементов И в блок 27 памяти, После окончания приема УП с выхода сброса запроса УЧПУ 26 поступает сигнал сброса запроса на нулевые входы триг 1 ера 3"; запроса и триггера 33 ответа. Сигнал с выхода триггера 3 1 запроса поступает на управляющий вход первого ключевого элемента 29, в результате чего снимается запрос от данной ТСУ 24, и третий блок 18 элементов И интерфейсного блока 6 закрывается по второму управляющему входу. Сигнал с выхода триггера 33 ответа закрывает второй блок 34 элементов И, отключая блок 27 памяти от адресно-информационного входа блока 28 связи. Кроме того, сигнал с выхода триггера 33 ответа поступает на управляющий вход второго ключевого элемента 35, в результате чего снимается сигнал ответа и третий блок 18 элементов И интерфейсного блока 6 открывается по первому управляющему входу. Кроме того, в результате изменения выходов состояний первого генератора 19 тока и второго генератора 21 тока и интерфейсного блока 6закрываются по управляющим входам первьй 13 и второй 16 блоки элементов И, по второму входу первый элемент И 10 и открывается третий элемент И 22 интерфейсного блока 6.При поступлении очередного сигнала запроса по токовой петле запроса щий вход второго ключевого элемента 35, Последовательные входы и выходвторого ключевого элемента 35 включенв токовой петле 45 ответа. В ис- вход разрешения загрузки регистра ь5ходном состоянии токовая петля 45ответа замкнута. В результате подачисигнала с выхода триггера 33 токоваяпетля 45 ответа оказывается прерванной, что означает наличие ответа отТСУ 24, адрес которой совпал с переданным кодом адреса. Сигнал состояниятоковой петли 45 ответа поступает спрямого выхода состояния первого генератора 19 тока на управляющие входы 15первого 13 и второго 16 блоков элементов И интерфейсного блока 6, а с инверсного выхода состояния первого генератора 19 тока - на второй управляющий вход третьего блока 18 элементовИ и первый вход третьего элемента И22 интерфейсного блока 6, причем сигнал ответа закрывает третий блок 18элементов И и третий элемент И 22 и ле преобразования в параллельную открывает первый 13 и второй 16 блоки 25элементов И. Таким образом, текущийадрес ТСУ 24 поступает из адресногорегистра 17 через открытый второйблок 16 элементов И в ОЗУ 3, что позволяет УВБ 1 сделать вывод о номереТСУ 24, пославшей запрос на обслуживание. Так как сигнал равенства выработан только в одном блоке связи, тоиз всех блоков связи 28 с УВБ 1 лишьв одном из них второй блок 34 элемен 35тов И разрешает кодам УП поступать изадресно-информационной токовой петли44 в блок 2 памяти УП через адресноинформационный вход блока 28 связи.По номеру ТСУ 24 в ВЗУ 4 отыскивает 40ся нужная УП обработки детали и переписывается в ОЗУ 3.Коды УН обработки детали из ОЗУ 3через открытый первьй блок 13 элементов И поступают на вторые информаци 45онные входы блока 14 элементов ИЛИ.Третий блок 18 элементов И в данньймомент закрыт, следовательно, выходы блока 14 элементов ИЛИ определяются состоянием его вторых выходов.С выходов блока 14 элементов ИЛИ ко 50ды УП поступают на ичформационныевходы регистра 15 сдвига. Выдача кодов УП из ОЗУ 3 сопровождается сигналами на стробирующем выходе УВБ 1 изпроцессора 2. Эти сигналы поступают55на первый вход элемента ИЛИ 9. Таккак третий элемент И 22 закрыт, товыход элемента ИЛИ 9 определяется7 14378 43 УВБ 1 вновь переходит к выявлению адреса ТСУ 24, пославшей запрос на обслуживание.Таким образом, указанное выполнение интерфейсного блока и введение в каждую терминальную систему управления станком блока связи, организующих асинхронную передачу информации управляющих программ от управляющего 1 р вычислительного блока по общему контуру связи типа токовая петля, позволяет обеспечить повышение надежности и экономичности системы группового управления станками за счет умень щения количества элементов связи в интерфейсном блоке (не зависящего от количества станков) и уменьшения количества линий связи (не зависящего от разрядности слов обмена управляющих программ).Формула изобретения1. Система группового управления 25 станками, содержащая управляющий вычислительный блок, интерфейсный блок и терминальные системы управления станками, каждая из которых содержит устройство числового программного уп- О равления станком и блок памяти управляющих программ, при этом устройство числового программного управления первыми управляющими входами и выходами подключено к входам и выходам35блока памяти управляющих программ, стробирующий вход интерфейсного блока подключен к стробирующему выходу управляющего вычислительного блока, информационные входы интерфейсного блока - к информационным выходам управляющего вычислительного блока, адресные выходы интерфейсного блока - к адресным входам управляющего вычислительного блока 0 т л и ч а.ю щ а Я 45 с я тем, что, с целью повышения надежности и экономичности системы за счет уменьшения количества элементов и линий связи между управляющим вычислительным блоком и терминальными сис О темами управления станками, в ка;хдую из них введен блок связи, подключенный первьй и вторым управляющими входами соответственно к выходам запроса и сброса запроса устройства число 55 ваго программного управления станком, информационными выходами - к информационным входам блока памяти управляющих программ, при этом выход за 32 8проса, выход ответа, адресно-информационный выход блока связи каждой терминальной системы управления станком, кроме последней, подключен соответственно к входу запроса, входу ответа и адресно-информационному входу блока связи последующей кроме первой,терминальной системы управления станком, выход запроса, выход ответа и адресно-информационньй выход интерфейсного блока подключены соответственно к входу запроса, входу ответа и адресно-информационному входу блока связи первой терминальной системы управления станком, а вход ответа, вход запроса и адресно-информационный вход интерфейсного блока - соответственно к выходу ответа, выходу запроса и адресно-информационному выходу блока связи последней терминальной системы управления станком,2. Система по п. 1, о т л и - ч а ю щ а я с я тем, что интерфейсный блок содержит первый и второй генераторы импульсов, первый и вто" рой генераторы тока, адресный регистр и регистр сдвига, первый и второй счетчики, первый, второй и тртий блоки элементов И, блок элементов ИЛИ, триггер, первый, второй и третий элементь 1 И и элемент ИЛИ, первьй вход которого является стробирующим входом интерфейсного блока, второй вход подключен к выходу третьего элемента И, а выход - к первому входу первого элемента И, второй вход первого элемента И объединен с первым управляющим входом третьего блока элементов И и подключен к выходу состояния второго генератора тока, при этом прямой выход состояния первого генератора тока соединен с управляющими входами первого и второго блоков элементов И, а инверсный выход состояния - с вторым управляющим входом третьего блока элементов И и первым входом третьего элемента И, второй вход которого подключен К выходу второго генератора импульсов и входу второго счетчика, причем выходы второго счетчика соединены с информаци онными входами третьего блока элементов И, выходы которого подключены к первым входам блока элементов ИЛИ и входам адресного регистра, выходы адресного регистра соединены с информационными входами второго блока элементов И, выходы первого блока эле, ,. ыентсв И подключены к вторым Входам бЛака злерентов Ь 1 ЛИ выходы кстоного В СВОЮ ОЕНЕП 1. СОРЛИНРНЫ Г 11 ЛЙОНМа 111011 ЛЬЧ ВХСЦВМН РЕГИСТРа Сдвигазхол разнещения за-рузки регистрасдвИга объединен с рпиничнчм Входом три: ена и пспключен к Выходу пеона . ;Рь " И -У 7 ррсй В"сц з .ИГ 1 рга псвКЛ 1 очен к ВыхОДУ перэсГО счетчика. а выход -. к первому входу Второгоз,1 темента И нтсрсй Вход каталога е 1 ине с выходом пеэьаГО Генезатора ИМПЛЬСОВ а ЗЬГ(ОД = С СИНХНСНИЗНРУ".,ШИМ ВХОДОМ РЕГИСТРа СДВИГа И ЗХОПОМпервого счртчика при Зтсм 1 лнфсо"."р 1 и"01 ные вхопь 1 песвогс бло(а з р 1 очтов И являются инсОрм;ди 01 лнцмл нхо.,:-, -ми интеоо 1 елснсгс бл 01(а вы(ОД 11 втсп;,". о блока злементов И - адреснымиВЬХОДЯМИ 1 ЛНТЕРфРЛСНОГО ЛаКа ПССЛРдонательньй зхсд и выход регистра сдвига являются ссотнетстненнс адреснс".Инд 10 рма 111 лсннцм Входом и выхопом1 лГгерфе 1(с 1 лс Гс блока последователь "Нце ЗХОПЦ И ВЫХОДЫ ПЕРВОГО И ВТОРОГОГенераторов тока являются ссстнетстзенна нходами и выходами ответа и запроса интено 1 ейс 1 лсго блока. 31.исте 1 ла пс и. ), с т л и . а ю ц а я с я тем что блок связи садер" жит пррзьй ч Втсзсй кпюлевые злемрн " ты, триггеры запроса и ответа злемен т гапьзаничесь(сй оазврзки 11 гге 1Генератар импульссн,. счртчик,. рргистн сдвига. перзьй нтсрсЙ. Тзети 1 лблоки злементсз И блок сравнения излемент И, первьй вход которого пспключен к Выходу генератора иыпульсоз,второ 1 л вход - к выходу триггера, аныхОдк Входу сртчика и синхос низируюшему нхспу регистра сдвига,выход счетчика псдк 11 ючен к управляюде ВХОЦ 17 тврГРгс бО( пе,ен гон 1 А,и нулевому входу Григгепа. еп 1 ичльг 3 ХО П К 0 т 0 Р С Г 0 С 0 Е П 1 Л 1 Е Н ,". ВЬГХ ОЛ С М 3 Л З МРТЯ ГО ПЬВВНИЧР СКО РаРАЗ( 1 1 Л")" мяц 1 лонньпл нхсдсь": нег.ст 1)а р 1 В 1 лга1 ль 1 Фоома 11 иснные ныхсды регистра .-НВ 1 лга падклюены к И 1 лфсрмад 1 ло 11 нцм Входам третьего блока зле 1 Знтсз И, Вцхалы КОТОРОГО В СВОЮ очЕЗ,. ПЬ, Подк Г ЕР 1,1 ЛНфсз 11 аЦ 1 ЛОННЫМ НХОЛРМ ПРЗВСГО ИвтораГО Олсксн Элементов И, пзичр 1упразляюшик нхсд пегнсгс из них созд 1 вен ." Выходом три. Грра запрОса и;празля 1 Гш 1 л 1 Входам Пенн ОГО 1(л.Оче Б О Гс.:-.ВВНР.-1 ия., Выход блока управления сае:;111 Е 1 С ЕДТЛНЯЧНЬ 1 М БХОДО 1 ТОНГ"ЕЭОТ"ЗРТа НУ, Ева; ВХОД (ОтЗС Гс 10 ПКЛЮЧ нулевому вхр ду три,.ера за 1 Г;:, н- ВлзртсЯ ВТСВЬ м УРРВЛц.Облока связи ии 3 том епи 1 ичныи Вход тнигтера запроса является первьиуправлявшим входом блока связи послепавательные входы л:рнзГо, в сорога КЛ ЗЧЕЗХ ЗЛ-"Е 1 ЧТОВ 1 1 00,1 Е; ОЗВ Л 1,ЬйВХОД З,11 Е 11 Е 1..а ГаЛЬВаЛЛЧЗскс.Л СВЗВЯЗ -являются ссствртстзрннс вхсгами З П 1 ОсаТн рта Л .се с Яс -10 ла 1.ннь 1 м Входом блока сзяз."1 поспеловаепьн 1",е ВЬ 1 хсдь 1 . - ,ервсгс и Второго кпючевьг( зпементсз и послрдснательньг 1Выход злемрнта ГальВан 1 лческой 11 азвязЯВЛЯЮ ГСЯ СРСТВРТСТВР ННС Ньг;,СД МЬ 1 запроса, ответа и адрес 1(0-1 л."1 дсдма - дисннь 1 м Выходом блока связи Вьп(ады Второго бпск 1 злдме- ТсзНз Г пю 1 11 ЮО ОмаДИОННЬМИ БЬ 11(опа 1(1 Л О. ОКВ (.ВЯЗИ143 832 Составитель А.АникинТехред Л,Сердюкова Еорректор И.Муска Редактор О.Спесивых Заказ 5891/47 Тираж 866 Подписное В 11 ИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5