Цифровое устройство числового программного управления

(61) Дополнительное к авт.22) Заявлено 21,07.7121)с присоединением заявки М123) Приоритет М, Кл Я 05 9/18 осударотаенныи комитетСоната Министров СССРпо делан изобретенийи открытий 43) Опубликовано 05.10,7845) Дата опубликования о ДК 681,323: 21,9-503. 55088,8) П. Гупьденбапьк, В. И. Ивченко, Т. И. КазакевиЛ. П. Козлов, В. Г, Копосов, Н, И. Колосова,В, Ф. Мепехин. Л. С. Попандопупои С, Л. Чечурин(72) Авторы изобретени 71) Заявитель 54) ЦИФРОВОЕ УСТРОЙСТВО ЧИСЛОВОГО ПРОГРАММН УПРАВЛЕНИЯ2 гмеет дву- лючи, ссрключей иОбмотки Изобретение относится к области автоматизации правления контурным персмеЦсцисм рс)01 и ОрГ 2 нОВ авт 1)12 тичсских устройств и пред)1 зна)ено )л 51 цсцользо- ВЦИ 5 В Сц" СМХ ЧИС 1 ОВОГО ЦРОГ)Г)1)Ц(Ц 0 Ц) В,1 С)1 Я.И з В с с Г 1 и 1 ц и ф р 1) В ь сс т 1) 1) й с т Вч и сг 10- НОГО ЦРОМЦХ) МПРВЛЕЦИ 51, СОДСРнна ЦЦ)С Г)Г 01 НВ 1)Д Ц 1)ОГ)2 М)1, СОС;ИЦСЦЦЫЙ С ОЛО- к 1)м 11) В.1 с 11 ИЯ ББОдом, Вь:ход кйтОРО 00; КГ Ю" С 51 и ОфЕ Р Ц О МУ Ц 2 КОИ ТЕ: 10, 2 и соотвегству)оцНм выходам буфсрцого цакоциГс я 1 Олс Ое.1 и ноны Оцерати Вныс рс Гистры и Вычцслцтсль, Олок управления прцводамц стацка, управляемый генератор и олок технологических авто 12)тов, причем блок управления вводом, оперативные регистры, выислцтсль и управляемый гс)ератор сосдис и ы тк ек е с 11 . ь тОи р а в 1 е 11 я.Предлагаемое устройство отличается тем,что в него введены блок управления программой, блок управления командой, схема приоритета и схема контроля результатов вычислений, а буферный накопитель, оперативные регистры и вычислитель выполнены В виде единого магнитного матричного накопителя с общими разрядными шинами. При этом группы адресны шин матриц 010 накопителя, соответствующие буферному н- копителю, оперативным регистрам и вь)чцс лителю, через дешифраторы адреса и цмформцровате;)и тока связИы соответствующими выходами блоков, правления командой ц блока уцоавлсц;я ц)О:- раммой, другие выоды которого цодклю); - ны к входам блокаправления Вводом, пульта управления, схемы правленя 1 р, водами станка, схемы контроля резуль - тов вычислений и схемы приорцтста. Вх). .ды блока управления программой сосдинс.соотвстствую 1 цимц Выходами олокГ)р 1 Влеци 51 ком)пой. схемы кОнгр;)л 5 ,)сзультатов вычислений. пульта управления и схемы приоритета. Разрядные шины матри 1- ного накопителя через усилители и клнтчи подсоединены к регистру регенерации, схеме контроля результатов вычислений, управляемому генератору ц блоку тснологическцх автоматов. Кроме того, схема приоритета позиционные и трехпозиццонные дечники регенерации состояния импульсные формирователи токасчгывания двухпозиционных и трехпозпцпонного ключей подсоединены к обмоткам записи сердечников регенерации, в цепь считывания которых включены обмотки записи импульсных формирователей тока и обмотки сброса ключей.Это позволяет уменьшить количество используемой аппаратуры, упростить устройство и повысить его надежность.На фиг. 1 показана функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - схема приоритета.функциональная схема содержит магнитный матричный накопитель 1, состоящий из буферного запоминающего блока 2, оперативного запоминающего блока 3, функциональной части 4; дешифратор 5 адреса буферного запоминаюшего блока, дешифратор 6 адреса оперативного запоминаюшего блока, импульсные формирователи 7 тока, усилители 8 воспроизведения, клочи 9, регистр0 регенерации, схему 1 контроля результатов вычислений, управляемый генератор 12, блок 13 технологических автом- тов, схему 14 приоритета, блок 15 управления вводом, блок 6 управления программой, блок 17 управления командой, репстры 18 и 19 адреса, пул)т 20 упрвлсння, блок 21 управления приводами станка.Схема приоритета включает в себя сердечники 22 и 23 с обмотками 24 и 25, образующие двухпозиционный ключ, сердечники 26 и 27 с обмотками 28 и 29, образуюсцпе второй двухпозиционныйключ, сердечники 30, 31 и 32 с обмотками 33, 34 и 35, образующие трехпозиционный ключ, формироватеги 36 и 37 тока, сердечники 38 - 34 регенерации, диодные узлы 45 и 46, сердечники 47, 48 и 49 выходных формирователей, диодные узлы 50 и 51, выходные формироватегн 52.Устройство работает следующим обраП 3 к производится импульсом тока, наступаоцм из пульта 20 на вход 53 блока 16. Как правило, блок управления начнает функционировать, осушествляя программу передачи информации пз б.ска 2 В блок 3. Эта программа осупес яется В виде послдовтельностн кцчад, взоуждаемых по выходу 54 блока 16, и соответствует каждой кочанде, адресной информации, пс)стх паюшей на вхс ды дешифраторов 6 и 5, регигров 18 и 19, Выполнив Очереду 0 х 031 знду, О.:цк 7 ПО Выход 55 возбуждает си Г)ал окс) нч а н И 51, я вляюцп йся запросом на очередную команду из олока 16. 1 обя из выполняемых кцманд заклочается в возбуждении соответстцуюцх управляющих сигналов с выходов 56 олцка 17. Эти сигналы в виде импульсов тцк;3 обеспечиваот в соответствующие такты возоукдепп;е 31)рс ор 5 (с Ты в 31 е и зашсь лок 2); депнфратора 6 (чптыва 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 нпе и запись блока 3); передачу адреа из регистра 19 пли8 в дешпфртор 6; Вс)збуждение управляющих 3 хцдов формирователей 7, обеспе иваюшпх импульсы различной амплитудь н полярности, в общем случае, одновременно в адресных шинах нескольких ячеек функциональной части 4 накоп птел я.В зависимости от амплитуды и полярности адресного тока в адресной шине ячейки выполняется та или иная логическая операция над всеми разрядами слова, храняшегося в этой ячейке, и с;нва, поступаюцего по разрядным шинам записи. Прн этом в такт считывания функциональной части может быть проведено либо считывание одной ячейки импульсом тока -1, что соответствует появлению сигнала на входе усилителя 8 -го разряда а, (а, - один разряд хранившегося в линейке слова), либо считывание одной ячейки импульсом +1, что соответствует появлению снгна. цв на входе усилителя 1-го разряда а , .ибцИты е одновременно двух, яческ сх 33 -1, чтц сс)твет Вует он влснин 3 г;3. 33 В и Вхц.ге хсилитГ)5 3-го разряда ач 3 -;.- номер считываемой ячейки), либо считывание двух ячеек токмп 3,), чтц соотвсттвует а , ч а либо, наконец, одновремснис 3- тывание одной ячейки гцком -,1, а .1)к 1 -,), что соотве тствус т ВыходнымГи. 3 ч а у а -. Пс)следей 3 з опрани .3 д с Г пцгЬВ 013 ТЬС 51 Г Ь 1 р П Сло В 3 н. 31 3)а 1 па, 0А такт запии в юбой ячспкможет прОВОд 1 тьс 51 1.н Обыная зсп 1 ь с ппс.13. рительныч с п 3,вапх (гпенпеч , тц сцответствуст сцянг 10 рдсчнпка 3-о р;- ряда после записи- значение двцичного разряда слов;3, 333 тунюпего пц разрядным ш)нам зпн 3), .и запсь без предварительно 1 читыв;я, т снГ.ветствует состоянию ердчнк а; ч Ь, илп запись при ус.0133 и адрс 3 Г) к. рВ- ного -1, чтц сот 3 твхт сцтцянию рдечппк послс записи а; л ;. Все псреч - ленные операции в такт запн сцгу 1 Вь. - ПОЛНЯТЬСЯ ЦДНОВРЕ 3 СННЦ 3 ПС)ЦПЗВЦ,ЬНЦ Ч ЧИСГ 1 Е 5 ЧСЕ 1 ПП 11 ПРОИЗВ)1 ЬП 03) СЦ 3)НИ: ЦП- раций в рзлпчьх ячйках. Тскс)3 ке бор л 0 Г и ч ес , н хи с 1) )1 11 31 и 310 ж с 1 0 ь т ь В ы и О, 1с.11 в адресах и В .3, е роцты нкццптеля с кцэфспциентом сслскцпп,;вным 3.И 5133 г 1 ъсы с ны хо;ОВ УсСис,1 51 3)13 ц(г 3(. ни к,31 с)чсЙ 9 кц 1 мх"1 аци )ОГ 1 3.с 13. 51 1 р)зг и 313 1).,033 1р 3 з, 3 ч ыс вхсды цпнцготого жбгцкс. Опи пз ключей, возбуждаемый ОГ блока 7 нц выходу 56 в случае выпо.нс"ия цпср и 3 и сдн 1 Га с 0811 н цди 3 разря В 1 с 133, НК 3 3 ет 330.1 СдппспС Вцкцд Хс - ,1133 сх 1)1 1-Гц рзр 5 да к Вход подГОтс)Вк 1 )с- 1) -10 разр 5 да.Налчпс функционального полно с п.бора логических операций в линейках фх нк 441858 65 15 2 о 25 3 О 35 4 О 45 5 О 1 О 55 циональной части 4, а также операции слвнга при помощи ключа коммутации позволяет выполнять в предлагаемом устройстве любую логическую или вычислительную операцию, выразив алгоритм е. выполнения через элементарные операции. Из возможных операций вычислений в списке команд присутствуют команды сложения, вычитания, прибавления единицы, вычитания единицы, умножения на десять и другие,С целью убыстрения операций типа сложения один из ключей коммутации подключает выходы усилителя к входам считывания разрядов регистра 10 по спаду импульса тока на выходе этого усилителя. Такая коммутация с наличием запуска формирователя записи +Ого разряда от формирователя 1-го разряда в регистр позволяет осуществлять операцию сложения со сквозным переносом между разрядами. Возникаюгцие при запуске друг от друга импульсы формирователей записи записывдот в олпу из ячеек слово, соответствующее переносам в 1-й разряд. Импульс тока в адресной шине этой ячейки имеет ллителыость, превышающую сумму естественных задержекк от разряла к разряду и ллптельностп импульса разрядной записи.Любая из команд выполняется следующим образом. Слово или слова из ячеек блока 2 или 3 переписываются в ячейки функциональной части 4. Адреса этих ячеек предварительно введены с выхода 57 блока 16 в лешифраторы 5 и 6, регистры 18 и 19, Введенная информация преобразуется В функциональной части по алгоритму, соответствующему данной команде и выраженному через упоминавшиеся элементарные операции.Последовательность управляющих сигналов, необходимую для выполнения этого алгоритма, обеспечивает блок 17 по выходу 56.Результат исполнения команды передается блоком 3 или 2 в ячейку результата в соответствии с адресом ячейки, указанным от блока 16.Вьполнив описанным образом программу передачи из блока 2 в блок 3 и выявив при этом характерные особенности последующих программ (по информации фразы, переданной из блока 2), блок 16 обеспечивает настройку схемы 14 приоритета по вхо.,у 58 в 1 жим, соответствующий либо эквил 1 стантн., у, либо безэквидистантному контурному управлению. Кроме того, по выходу 59 блок 16 посылает сигнал пуска программоносителя 60 в блок 15. При этм начало отработки из блока 2 фразы совмещается с вводом в блок 2 очередной фраы.Отработка фразы, ввод слелующей фразы с преобразованием десятичного кода В двоичный и определение коорлинат эквилистантного контура осуществляктся в режиме)1 язделения Врех 1 енп .1 ежлх у кызпнымн пот. реоптелями при помощи схемы. приоритета.На вход 61 схемы приоритета поступают из блока 15 сигналы запросы на выполнение программы передачи очеред.ой строки, принятой от программоносителя, в блок 2.В случае передачи числовой информации, например приращений, передача строк одного и того же слова проводится по программе, обеспечивающей и преооразовднпе лесятичного кода в двоичный. Значение самой передаваемой в блок 2 строки поступает по выходу 62 из блока 15 в результате импульса считывания с выхола 59 олока 16.На вхол 63 схемы приоритета полается от генератора 12 сигнал запроса ня ВВ 11 клнение программы опрелеления коорлннаты, по которой необхолпмо слелать слелуощее элементарное перемещение, т. е. слелую 1 ций шаг. Частота шагов, д слеловательно,линейная скорость перемещения зависитчастоты генератора, тяк кяк появ.1 ен 1 по импульса на входе 64 о,1 ока 21 управления прпволами станков соответствует элементарное перемещение по одной из коорлпнат. По какой именно пз координат нуж 1 к слелдть шаг, опрелеляет спгндл с выхо.а 65 блока 16, я Вля 1 оппйся рез),1 ьтятом выполне: ия программ вычислглий одного шага (в -м числе, например, Вы 1 с.1- нпе оценочных функций).Помимо вычислений оценочны фхнкций, хранящихся в определенных ячейк;х бг 1 ока 3, в этой же программе шага провол 1 тс 1 вычисления теку 1 цего значения корлпндт (определение ячейки, а также контрольнье вычисления по определению конца отработки фразы) по величинам заданных приращений. Частота шагов, она же частоты тенератора 12, определяется чис,ом. прет 3- пающим на вхол генераторы от ус 11 лителя 8 через соответствующий 1.л юч ком и утя ц 11 п во время передачи пнформянп фразы пз блок,1 2 в блок 3. Кроме того, 11 змененге частоты генератора возможно осуществлять воздействием с выхолы 66 пхльты 20. Сигнал с выхода 67 схемы 21 управлчпя прпволами постуг 1 ы. г 11 д привл стяпкя (по соотВетстВуюш 1151 коорлпняты 1), яв качесте сигнала обратной связи на вход генератора с целью стабилизации залаваемой скорости при различных значениях угла наклона обрабатываемого контх ра.Выполнение программы определения эквидистантного контура проводится во все свободные от указанных двух программ промежутки времени, вплоть ло конца разложения радиуса инструмента (К) на лва составляющих вектора. Конец этого разложения соответствуе появлению сигнала сброса программы вычисления эквилистднтного контура, поступающего по вхолу 58 в схему 4 от блока 16. Величина )х-, неФормула изобретения обходимая для контроля конца разлокения К, подается в блок 3 из блока 5 с выхода 62, а в блок 15 поступает с выхода 68пульта 20,Окончание любой из упомянутых программ сопровождается сигналом окончанияпрограммы, проходящим ца Вход 69 схемы14 из блока 16. После поступления сигналана вход 69 схема приоритета в зависц 1 остиот сигналов запроса (входы 61, 63), от установленного приоритета, а также от установленного режима работы (Вход 58) выдает сигнал в блок 16 о начале выполненияодной из программ цо входу 70.РазветвлениЕ внутри программ в зависимости от результатов вычисления осушестляется при помощи контрольной схемы 11.На вход этой схемы поступает информацияс выходов усилителя через соответствующиеключи 9 коммутации. и том числе и информация о значении знакового разряда. Повыходу 71 блок 16 Возбуждает схему 11контроля в случае наличия разветвленияна данном шаге программы. Контрольнаяинформация (В ответ на сигнал с выхода 7)подается на вход 72 блока 16.В функцию схемы управления входиттакже обеспечение выполнения программввода значения )х с пульта 20 в блок 3;Ввода с пульта цисла шагов до конца отработки фразы, соответствующего выдачесигнала, разгоца - торможения до новогозначения скоц 1 сги в конце очередной фразь 1, а также и рогра х 1 л ы а Бари Й по ГО ОтВОла1 цСтруменга в случае возникновения сбоя.Всг этц программы выполняются без уцастця схем. 14 приоритета, так как при испол;ец 1 ц любой цз цих принципиально о 1 сутствует необхолцмость работы по инойцрограм 1 В.В схем приоритега клоч ца сер,1 ечциках 22 и 23 хранит информацию о наличиизапроса на программу передачи строки изблока 15 в блок 2, Запрос поступает в виде импульса тока на входе 73.Клгоч на сердечниках 30, 31 и 32 хранит информацию о режиме работы схемыприоритета. Если наибольшей проводимостью обладает цепь, содеркащая обмотку 33, то требуется вычисление эквидистантного контура. Когда наибольшую проводимость имеет цепь, содержащая обмотку 34,то вычислений эквидистантного контура цетребуется. Если же наибольшая проводимость наблюдается у цепи с обмоткой 35,то схема приоритета находится в нерабочеюсостоянии (сигналы на выходах 74 отсутствуют) . Намагничивание сердечника 32в направлении, соответствующем низкомуимпедансу его обмотки считывания, проводится сигналом конца отработки фразы, а также сигналом начальной установки.Настройка ключа на сердечниках 30, 3и 32 в один из двух рабочих режимов осу 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 ществлястся по настроечным входам 75. И,;пульс тока, проходящий на вход 75 и цаобмотки установки лишь:ердечнико 30,31и 32, соответствует концу разложения радиуса инструмента на два составляюшцх Вектора, после чего вычисления коорлицатэквидистантного контура считываются завершенными,В случае оконцания вьчислителем очередной программы ца вход 76 подготовкиформирователя 36 тока поступает импульстока в нечетном такте. В четном такте формирователь срабатывает, в результате чегоподготавливается формирователь 37 и в соответстьии с сосгояцием сердечников 22 - 32проводится запись в сердецники 38 и 39.В результате импульса тока формирователя 36, проходящего по одному из диодовузла 45 и одному из диодов узла 46,осуществляется запись на олин из сердечников 3841 и на один из серде 1 ников 42, 43и 44.В следующий нечетный такт срабатываетформирователь 37, в регультате чего устанавливаются серлсчццкц 2232 и сертецники 47, 48 и 49 Выхолны; фор 1 ирователей 52. Импульс тока от формирователя 37проходит по одному из четырех диодов узла 50 и одному из трех диодов узла 51.При этом в зависимости от наличия запросов либо цс подготавливается ни один изсердегников 47, 48 и 49, лиоо гглько олииз них. Так как первая оцерельданнойсхеме отдана б.пжу 15, то всегда От; ц 1 мльса формирователя 37 о 1 бесгечцвае 1 с соросключа ца сердечниках 22 и 23. брос ключана сердечниках 26 и 27 ост".1 сстляется лишьв слуае наличия запроса от "е:1 ератора иОтсутствц 5 запроса ог ,.1 ок;5.Так как гычислецця эквилистацногоКОЦТМ 51 а ПРОВОЛ 1 ТС 51,1 И 1 Ь Б СВОООЛЦОЕ ВРЕмя (без запросОВ), то сбр 01. к,1 ю 1 а цалецнцках 30, 31 и 32 может быть Осмцгсствлец лишь импульсом на вхоле 75.В следуюгцем четном такте про:сход 11 тсчитывание по входу 77 выхолшях формирователей, и сигнал о начале очерелцс 1 й программы в блок 16 поступает с выколов 74.Чтобь 1 не потерять запрос (нечетный такт),слуцайно совпадаюший с импульсом формирователя 37, обмотки записи на сердечниках с обмотками 22 - 32 от входов 78, 73и 75 выполнены с преобладанием по МДСпо сравнению с обмотками записи ца этихсердечниках в цепи формирователя 37. 1. Цифровое устройство числового программного управления, содержацее блок ввода программы, соединенный с блоком управления вводом, выход которого полклю чен к буферному накопителю, а к соответ 1115);) Ист в(, опим Выходам буфернГ ник 1:тел я подклочеы Опсративпые рсГистрэ 1 Быислитель, 0 Гок ) правления приводам:стаик 1, управляемый генератор и блок технологи, ких автоматов, причем блок хправления Зо), оперативные регистры, вычислитель :, управляемый генератор соединены с пультом управления, от,)ичающеесс тем, что, с целью экономии оборудования и повышения надежности работы устройства, оно содержит блок управления программой, блок управления командой, схему приоритеты и схему контроля результатов вычислений, а буферный накопитель, оперативные регистры и Вычислитель выполнены в ви;е едицог магнитного матричного накопителя с обпими разрядными шинами, причем гр,(:пы 1)дресныл шиц 31 атричнОГО накОит(Л 51, сО. ответствуюа(ие буферному накопителю, псратиВным реГистрам и Вьислите,.ю черс 3 дсп 5 ф 13 атО ) ы адреса и и 51 пул ь(. Пые фр.,1 и рователи тока связаны с соотвстстцу 01 и ми Выходами ОлокОВ чпр)а)Ве)Р 51 комацдой 5 Олока УП 1)аВлепи 51 ГРОГРБММОЙ РУ "110 еыходы которОГО подключепы к БКГ)за.,1 0,.1- ка управления ВВОдом, 5 льта упр 18,(1:151. схе)1 ы . пра Бс:.:яи)Бда)ц ст нка. схсмь кцтоя )сз) л.; ВтБ Быпс 1 еций и схс) ы и РОР 11 Ч 1; 1 хдь , 1 к 1 Уп )11 Б 1(.1 Пи п 1)(" ГраЙ (1 яза цы (. с 0 Б( т( твмюпп)п 1 выхд сми 0,1 кс 1 прс 1 вле(я ко)нцдои, схеы контроля результатБ Вычислений, пульта управления и схемы риорптста: разрядныс шины матричцог цакятея епсз ) с:ли- ТРЛИ И КЛЮЧИ ПОДСС (И.СЬ( К РЕГИСТРХ Ге)ераци, схсмс к 5 Троя рельта) ОБ Вы. ЧИСЛРНИЙ,ПГ)ав 1511 м СНС,).:1 ГГ.1(, 1 О, км ТЕХНОЛОГИЧССКХ,1 Б ГГ)31 ТБ. 2.сроиств пд и. , От.и)к;д(-(гТЕМ. ЧТО, С 1 ЕЛ Ь 10 ПР 11 СИЦ , СТРОИСТВ; и НОВып 1 епия сГи Гсж(11 схс.1) 11;).(- пигета со "сопт (Вмх( 1 "Гчсд" П 31 ПИОН ЬС .1 К)ч."., С 3 ,("11:П;:1 С, СЦСП рователи тка 00) ОГ(.1 сч тыР;.1;.Ня 11 х.1 ОЗИГПОЦПЯХ : ГРСХ,.):1;111:1 Г( К,)ОЧС : 11 Д веге)евапи.:,. Б 1. ь сч,(.ыь,.-ппяБКЛЮЧ(1 Ы ООМОТК. 3:.:ПС: И 1 Л:СГЫХ,;)- мирова г, - ,еи(,к, 1 О;,; ки ( (;)с;ГЧГ И