Устройство для программного управления
Похожие патенты | МПК / Метки | Текст | Заявка | Код ссылки
Текст
СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 19) (11) 343 А 151) Ф ств идетельство СССР 05 В 19/18, 197 аФ о. Е и ем ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ИСАНИЕ ИЗОБР АвтОрсОму сагид(56) Авторское свидетельство СССРВ 651316, кл. С 05 В 19/02, 1975,Головенков С,Н., Сирагин С.В.Основы автоматики и автоматическогорегулирования станков с программнымуправлением. М.; Машиностроение,1980, с. 128.Авторское свВ 601665, кл. С 6.(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГРАММНОГОУПРАВЛЕНИЯ, содержащее интерполятор,блок задания скорости, последовательно соединенные генератор импульсов,первый триггер и первый элемент И,а также датчик резьбонарезания, второй триггер, элемент задержки, элемент индикации, блок управления приЙодами и приводы, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышенияточности устройства и его упрощения,в него введены первый и второй блокисинхронизации, четыре триггера, девять элементов И и элемент ИЛИ,первый вход которого через второйэлемент И соединен с выходом блоказадания скорости и с первым входомтретьего элемента И, подключенноговторым входом к первому входу четвертого элемента И и к выходу третьего триггера, а выходом - к второмувходу элемента ИЛИ, выход которогосоединен с первым входом интерполятора и с К-входом второго триггера,8-вход которого подключен к входу "Пуск" устройства, а выход - .к первым входам пятого и шестого элементов И, выход шестого. элемента И соединен с Б-входом четвертого триггера, выход которого подключен к второму входу второго элемента И, С-входы четвертого и пятого триггеров подключены к первому выходу интерполятора, второй выход которого соединен с первым входом блока управления привода-ми, третий выход интерполятора - с первыми входами седьмого и восьмого элементов И, выход седьмого элемент И подключен к второму входу блока управления приводами, а выход восьм го элемента И через элемент задержк соединен с К-входом третьего триггера, С-вход которого подключен к второму входу четвертогоэлемента И и через девятый элемент И - к выходу первого блока синхронизации, первый вход которого соединен с выходом пер 4 вого элемента И и с вторьщ входом шестого элемента И, второй вход первого блока синхронизации - с выходом М датчика резьбонарезания, второй вы- . СЬ ход которого через второй блок син- вфЬ хронизации подключен к второму вхо ду пятого элемента И, соединенного .выходом с Я-входом пятого триггера,выход которого подключен к.второму ,входу девятого элемента И, второй вход второго блока синхронизации сое. 3 динен с выходом десятого элемента И и с первым входом блока задания ско.рости, второй вход которого соединен с вторым входом устройства, второй вход первого элемента И и первый вход десятого эл ента И соединены1193643 с выходом генератора импульсов, второй вход десятого элемента И подключен к второму выходу первого триггеИзобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано в устройствах числового программного управления токарными станками и другим 5, технологическим оборудованием, которое реализует операцию резьбонарезания.Целью изобретения является повышение точности нарезания резьб с 1 О большим шагом при одновременном упрощении благодаря использованию интерполятора тока устройства .и его блока задания скорости для равномерного заполнения импульсами промежутка между импульсами датчика резьбонарезания с соответствующей синхронизацией.На фиг. 1 изображена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг, 2 - вариант исполнения схем синхронизации; на фиг. 3 - вариант выполнения блока задания скорости; на фиг, 4 - вариант выполнения интерполятора; на фиг. 5 - временная диа грамма работы устройства.Устройство (фиг. 1) состоит из интерполятора 1, блока 2 задания ско-. рости, блока 3 управления приводами, приводов 4, датчика резьбонарезания 5, блоков 6 и 7 синхронизации,Х-К- триггеров 8-11, К-Я-триггеров 12 и 13, элементов И 14-23, элемента ИЛИ 24, генератора 25 импульсов, элемента 26 иидикации, элемента 27 задержки.35Блок синхронизации (фиг. 2) содержит элемент ИЛИ 28, КБ-триггеры 29 и 30, элемент И 31, элемент АЕ 32. Блок 2 задания скорости (фиг. 3) содержит накапливающий сумматор 33, блок 34 ключей и регистр 35. Интерполятор (фиг. 4) содержит элемент НЕ 36, элементы И 37-40, элемент НЕ 41, накапливающий сумматор 42, блоки ключей 43 и 44, регистры 45 и 46, вычитающие счетчики 47 и 48,ра, а выход четвертого элемента Ичерез пятый триггер соединен с элементом индикации,М Предлагаемое устройство работаетв двух режимах: интерполяции и резь-бонарезания.В режиме интерполяции в устройстве имеется потенциал интерполяции (Ц 33), который вырабатывается центральным устройством управления (не показано). Сигнал предварительной установки сбрасывает в "О" триггеры 8-13. Информация с выхода вводного устройства (не показано) распреде - ляется по блокам следующим образом: в интерполятор 1 заносится код приращения 6 х, Ь г (при линейной интерполяции), в блок 2 задания скоростикод подачи Р. По сигналу Пуск триггер 12 устанавливается в единичное состояние и единичный потенциал с его выхода поступает на входы элементов И 14 и 19. В этом режиме элемент 14 закрыт, так как отсутствует сигнал режима резьбонарезания С 33. На элементе И 19 имеется потенциал режима интерполяции 6 33, поэтому с приходом импульса частоты Е 1 на его третий вход, он открывается и его выходной сигнал устанавливает в "1" триггер 11. Частоты формируются элементами И 22 и 23, сдвинутыми на 180 путем деления с помощью триггера 11 частоты Г генератора 25, Как только триггер 11 устанавливается в состояние " 1", открывается элемент И 18 и импульсы частоты Е соответствующей заИданной скорости подачи с выхода блока 2 задания скорости начинают поступать через элемент ИЛИ 24 на .вход аргумента интерполятора 1Первый же импульс с выхода.элемента ИЛИ 24 сбрасывает в "0" триггер 12, поэтому закрывается элемент И 19 и повторные запускающие сигналы на вход триггера 11 не приходят. Так как элемент И 19 запитан часто;)той Г 1, а блок задания скорости работает на частоте 2 , то в моментпереключения в единицу триггера 11урезания импульса на выходе элементаИ 18 не происходит. Интерполятор 1начинает отрабатывать заданные перемещения и его выходные сигналы покоординате непосредственно, а по координате х через элемент И 20, от-.крытый сигналом С 33, поступают навходы блока 3 управления приводами,который формирует управляющие аналоговые сигналы, которые поступаютна вход приводов 4, Приводы 4 отрабатывают заданнуюпрограмму. Такпродолжается до тех пор, пока заданное перемещение не будет отработанодо койца. Тогда интерполятор 1 формирует сигнал окончания отработки,который поступает на синхроприводтриггера 11, и своим задним фронтомсбрасывает его в "О". Прохождениечастоты через элемент И 18 на входинтерполятора 1 прекращается. Заданный кадр программы отработан. В режиме резьбонареэания устрой ство работает следующим образом.В интерполятор 1 заносится длина ,:резьбы Ь г, шаг резьбы К, а в координату х -, число ( , равное количеству импульсов, формируемых на входе датчика 5 за один оборот шпинделя. В блок 2 задания скорости заносится код подачи, равной подаче, которая будет при нареэании резьбы заданного шага при заданных оборотах. Код подачи вычисляется по формуле; Р = и К 1, где Р - код подачи, и - число оборотов в минуту, К - шаг резьбы мм/оборот. В устройстве присутствует потенциал резьбонарезания С 33 и отсутствует потенциал интерполяции С 33. По сигналу "Пуск" триггер 12 устанавливается в состояние "1". При этом его выходной сигнал открывает по второму входу элемент И 14, по первому входу открытый потенциалом С 33 Импульсы частоты маркера Е, которые вырабатываются один .раз за оборот шпинделя, поступают на вход схемы 6 синхронизации, где синхронизируются частотой Е Первый же после переключения триггера 12 в единицу маркерный импульс проходит через элемент И 14 и устанавливает в "1" триггер 8. Единичный выходной сигнал триггера 8 открывает элемент И 15, Поэтому импульсы частоты датчика через схему 7 синхронизации, где они синхрониэируются .частотой й , и элемент И 15 поступают на синхровход триггера 9 и на вход. элемента И 17. Однако .элемент И 17 закрыт нулевым потенциалом с выхода триггера 9. Триггер 9 переключается в состояние "1" по заднему фронту синхроимпульса. Единичньйпотенциал с выхода .триггера 9 поступает на входы элементов И 16 и 17. Поэтому импульсы частоты Е с выхода блока 2 задания скорости через элемент И 16 и элемент ИЛИ 24 поступают,на вход интерполятора 1 и, крометого, на К-вход триггера 12, причем первый же импульс сбрасывает триггер 12 в "О", что исключает возможность повторных пусков. Интерполятор начинает отработку, при этом импульеы по координате г поступают в блок 3 управления приводом в товремя, как выходные сигналы по коор.динате х - в блок 3 управления приводом не поступают, так как элементИ .20 закрыт ввиду отсутствия потенциала С 33, а открыт элемент И 21,и с его выхода импульсы с координаты х поступают на К-вход триггера9 и сбрасывают его в "О". При норЗо мальной работе устройства в этомрежиме код Р определен правильно,частота Г на выходе блока 2 доставточно высока, то до прихода касинхровход триггера 9 очередного З 5 импульса с выхода датчика, на выходе координаты х интерполяторабудет сформирован импульс, которыйчерез элемент И 21 и элемент задержки 27 сбросит в "О" триггер 9 и, 4 б следовательно, закроет элемент И 16и прекратит поступление импульсовчастоты Йна вход;интерполятора,до тех пор, пока очередной импульсчастоты Гне переключит в единицу 45 триггер 9. Благодаря наличию. такойсвязи выходная частота по координате х оказывается равной частотедатчика Ео, Но,в координату х запи Осан код с числа отсчетов датчика 5зл оборот шпинделя, а в координатуг шаг резьбы, следовательно, покадатчик 5 сделает один оборот, навыходе х интерполятора 1 будет (импульсов, а на выход по координате 55г пройдет К импульсов, что соответствует заданному шагУ. Основнымпреимуществом предлагаемого устройства по сравнению с известным яв.5 11 ляется то, что максимальный нарезаемый шаг в известном устройстве не может быть больше, чем Ч 3, где 3 - цена импульса, а в предлагаемом устройстве шаг может быть значительно больше, так как на вход интерполятора проходят не импульсы Г, а импульсы блока 2 задания скорости, при этом равномерность следования выходных импульсов достаточно высока, так как их частота не случайна, а определенна по приведенной выше формуле, Поясним это примером. Пусть мы имеем датчик с числом отсчетов эа один оборот 1000. Ценз импульса 0 = 0,001 .мм. Тогда максимальный шаг резьбы, которую можно нарезать с помощью известного устройства, составит 1000 х х 0,0011 мм. Положим мы хотим . нарезать резьбу с шагом 5 мм. Тогда, используя предлагаемое устройство, мы должны запрограммировать ( 100, К = 5000, если число оборотов шпинделя и600 об/мин, то Р и К щ6005 3000 /мП р и м е ч а н и е. формула справедлива при интерполяторе, выполненном по схеме с принудительным . шагом по большей координате. В случае использования интерполятора с поочередным шагом формула примет видР =пК+пКЦф93643В этом случае произойдет искажениезаданного шага (шаг будет меньшезаданного), тогда импульс с выходаэлемента И 15 пройдет через элементИ 17 (на фиг, 5 сигнал "Сбой" ) и 10520 25 30 35 установит в "1" триггер 13. При этомвключается индикаторный элемент,Кроме неправильного расчета кода по"дачи сигнал "Сбой" вырабатываетсяи в случае большой девиации частотыкаторая возникает в результатебиения в механической цепи шпиндель - датчик, Наличие ошибки в программировании и недопустимой девиации необходимо контролировать при холостом прогоне детали. Блокировку подачи с помощью сигнала "Сбой" производить не следует, так как в режиме резьбонарезания останов подачиможет привести к поломке инструмента и браку детали, так что меньшей неправильностью будет брак детали из-за меньшего шага резьбы, Синхронизация в цепи маркера служит для того, чтобы резец попал в ту же нитку при последующих проточках, так как стоимость быстродействующего фазоимпульсного преобразователя превышает 500 руб. В то время, как стоимость дополнительных элементов согласно предлагаемого устройства не превышает 15 руб. При годовой програм- ме одного предприятия экономия составит 48500 руб.1Для упрощения понимания изобрете,и - обороты, мин;юЦ - число отсчетов датчика;К - код шага заносимого в ин 19терполятор; 1 тогда Р6000 ф 5 + 6000 ф -5 = 3600 мм/мии.На фиг. 5 приведена временная диаграмма работы устройства для случая, рассмотренного в примере, т.е. когда 9 1000К = 5000 (шаг 5 мм),3 = 0,001 мм интерполятор с принудительным шагом по большей координате. Как видно из фиг. 5, в случае неправильного определения кода подачи Р, возможна ситуация, что следующий импульс частоты (импульс нарисован пунктиром) придет раньше, чем выработан импульс по координате х. 40 4550 55 ния и подтверждения воспроизводимости приведены в варианте принципиальная схема блоков 6 и 7 синхронизации (фиг. 2), блока 2 задания скорости (фиг. 3), интерполятора 1 с принудительным шагом по большей координате (фиг. 4).Как видно из фиг. 2, в блоке синхронизации возможно первоначально сигналом предварительной установки (ПУ) триггер 30 непосредственно, а триггер 29 через элемент ИЛИ 28 сбросить в "0". Командный импульс частоты Гили Г, поступает на С-вход триггера 29 и устанавливает его в "1".Потенциал с единичного выхода триггера 29 поступает на О-вход триг гера 30. С приходом на вход С этого триггера переднего фронта синхрониэирующей частоты 1, который соответствует заднему фронту частоты 2, триггер 30 переключается в состоя7 11936 ние единицы. Поэтому следующий импульс частоты Е пройдет через элемент И 31 на выход схеиы синхронизации и одновременно через элемент ИЛИ 28 сбросит в "0" триггер 29.По переднему фронту следующего иипульса частоты триггер 30 сбросится в "0" так как на его 0-входе будет нулевой потенциал с выхода триггера 29, Следовательно, на один синхрон О ный импульс на С-входе триггера 29 схема форьярует равно один импульс, синхронный с частотой на выходе элемента И 31, что и требуется от схеиы синхронизации. 15Блок 2 задания скорости (фиг. Э) работает следующим образом: в регистр 35 заносится код подачи Р в прямом коде. На выходе иы долл:ны получить частоту Е 1 пропорциональную 20 коду в мм/мин. Тогда каадый импульс на управляющем входе блока ключей 34 обеспечивает перезапись кода Р с выхода регистра 35 в накапливающий суиматор 33, который осуществляет 25 последовательное суммирование кодов. Импульсы переполнения сумматора и яв. ляются выходными сигналами блока, Поясним это примером. Пусть Р.,пг==12000 им/мин,что при цене импульса Зо0,001 имсоответствует частоте 200 кГц. Пусть период накапливающего сумматора 33 равен 20000. Тогда коду 12000 будет соответствовать коэффициент деления К = 12000:20000. Тогда,35 чтобы при коде Р12000 частота на выходе блока была равна 200 кГц, на его входе частота доляна быть20000200= 333 кГц.12000 Интерполятор работает по оценочной функцииГ, ха -Ех,45 где Х, 3 к - координаты конечной точки интерполируеиой прямой.При такой функции при Р0 надо делать шаг по оси х, при этом новоезначение функции равно Р+1 = Р; 1- хк 43 8При Р с 0 надо делать шаг по оси х,при этом новое значение функциис;1+ Х,Поскольку интерполятор, приведенный на фиг. 4, выполнен по схеме спринудительным шагом по большей координате, то в случае, например, ххпосле шага по х необходимо корректи- .ровать функцию на величину г последвойного шага по х и г необходимокорректировать функцию на величинухк .гкПеред началом работы в регистр 45в дополнительном коде заносится величина г, а в регистр 35 в прямомкоде величина хк- гк. В вычитающиесчетчики 48 и 47 заносятся соответственно величины хк г. Сумматор 42сбрасывается с "О , Так как счетчикине в нулях., то нулевой сигнал свыхода элемента И 40.инвертируетсяэлементом НЕ 36 и открывает элемент И 37. Импульсы частоты Е начинают поступать с выхода элемейта И 37на входы. элементов И 38 и 39, на входсчетчика 48 и выход по координате х.Так как в первый момент Р0то в соответствии с приведенныи выше алгоритмом, открывается элементИ 38 его входной сигнал открываетблок ключей 43 и в накапливающийсумматор 42 заносится дополнительныйкод гк, что эквивалентно операции.Знак оценочной функции меняется, и сприходом следующего импульса он нетолькопоступает на вход счетчика 48и выход по координате х, но такие через элемент И 39 поступает на входсчетчика 47, выхоц интерполятора пооси г ивход блокаключей 44, при этомкод хк - гзаноси 1 ся в накапливающийсумматор 42, в результате чего оценочная функция вновь меняет знак.Так, в зависимости от знака оценоч-.ной функции, циклы будут, чередоваться до тех пор, пока оба счетчика 48и 47 не окааутся в нуле и на выходеэлемента И 40 не появится единичныйсигнал, который через элемент НЕ 36.закроет элемент И 37, 11936431193643 Щ л,ф еч ес едактор В. Иван 1 о сно каэ 731 а СССР В крытиия наб.,о 113 т", г, Ужгород ул. Проектная, 4 лиал ППП Составитель И. Ш Техред М. Пароцай Тираж 862Государственного клам изобретений иосква, Ж, Раушс орректор О. Луговая
СмотретьЗаявка
3759084, 25.05.1984
ПРЕДПРИЯТИЕ ПЯ В-2190
ГОРБЕНКО ЭДУАРД ТИХОНОВИЧ, СМИРНОВ ЛЕВ НИКОЛАЕВИЧ, КОШКИН ВЛАДИМИР ЛЬВОВИЧ, ЧУЙКИН СТАНИСЛАВ АЛЕКСАНДРОВИЧ
МПК / Метки
МПК: G05B 19/18
Метки: программного
Опубликовано: 23.11.1985
Код ссылки
<a href="https://patents.su/8-1193643-ustrojjstvo-dlya-programmnogo-upravleniya.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Устройство для программного управления</a>
Предыдущий патент: Устройство для программного управления положением объекта
Следующий патент: Двухкоординатное устройство для программного управления
Случайный патент: Способ эксплуатации опоры турбохолодильника и устройство для его осуществления