Устройство для формирования управляющих программ

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ спуБл ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙИЗОБРЕТЕН ЕТЕЛЬСТВУ СА ВТОРСНС У 34В,А.ЛаЯкушкин,в и В.М.8.8)3306471,1964.тельствоВ 19/42 ин,Н,Н,Аниидоров СССР 197 ЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ(54) УСТРОЙСТВО Д РАВЛЯЮЩИХ ПРОГРАММ (57) Изобретение о автоматики и может для программного у ми, в частности дл хами с ЧПУ и робот носится к области быть использовано равления объекта- управления станми. ми-манипуля(50 4 С 05 В 19/415 1 Цель изобретения - повышение быстродействия устройства. Устройство содержит блок задания перемещения, коммутатор, интерполятор, элемент ИЛИ, привод, генератор тактовых импульсов, первый, второй и третий элементы И, первый и второй блоки сравнения, датчик перемещения исполнительного элемента, блок управления, блок записи и воспроизведения. Введение первого и второго блоков сравнения, блока управления, элемента ИЛИ и элемента И позволяет автоматически исключить из программы все ошибочные и непроизводительные действия оператора и тем сФ самым повысить точность формирования программ и сократить время разработки управляющих программ, 2 з.п. ф-лы, 4 ил1 1256Изобретение относится к автоматикеи может быть использовано для программного управления объектами, в частности для управления станками с ЧПУ ироботами-минипуляторами. 5Цель изобретения - повышение быстродействия и точности устроиства,На Фиг,1 представлена блок-схемапредлагаемого устройства, на Фиг.2функциональная схема блока управления,10на фиг,З - Функциональная схема блокасравнения, на фиг.4 - функциональнаясхема блока записи и воспроизведения,Устройство содержит (Фиг,1) блок 1задания перемещения, коммутатор 2, 15интерполятор 3, первый элемент ИЛИ 4,привод 5, исполнительный элемент (инструмент) б, генератор 7 тактовых импульсов, лервый, третий, второй элементы И 8-10, второй и первый блоки 20сравнения 11 и 12, датчик 13 перемещения исполнительного элемента, блок14 управления и блок 15 записи и воспроизведения,Блок 14 управления содержит 25(Фиг.2) пульт 16 управления, пятыйэлемент И 1, четвертый триггер 18,третий элемент ИЛИ 19, распределитель20 импульсов, шестой элемент И 2 1,второй элемент ИЛИ 22, третий триггер 23, седьмой элемент И 24 третийФормирователь 25 импульсов, первыйтриггер 26, четвертый элемент И 27,второй триггер 28, счетчик 29 импульсов, второй Формирователь ЗО импульсов и первый Формирователь 31 импульсов.Блок 11 (12) сравнения содержит. элемент 41 согласования, перфоратор42, Фотосчитыватель 43, преобразователь 44 код - код, счетчик 45 воспроизведения и дешифратор 46,Устройство работает следующим образом.Оператор с блока 14 управления переводит систему в режим обучения. Приэтом коммутатор 2 подключает к входуинтерполятора 3 блок 1 задания перемещения. Затем с помощью блока 1 задания перемещения задается величинаперемещения исполнительного органа 16 2по координатным осям, Оператор на пульте 16 управления блока 14 управления нажимает кнопку "Пуск, Блок 14 управления Формирует разрешающий сигнал (" Пуск" ) на элемент И 8, и импульсы с генератора 7 тактовых импульсов поступают на интерполятор 3, Интерполятор 3 распределяет импульсы по координатным осям в соответствии с величинами перемещений, заданных с блока 1 задания перемещения, Эти импульсы через элемент ИЛИ 4 поступают на привод 5, который перемещает исполнительный элемент 6, и одновременно регистрируются датчиком 13 перемещений и двумя сравнивающими блоками 11 и 12 сравнения. Первоначально блоки сравнения запоминают исходную точку исполнительного элемента и вырабатывают сигналы отклонения исполнительного элемента от этой точки ("+",или "0"), После отработки перемещения интерполятор 3 вырабатывает сигнал "Стоп" на блок 14 управления, который снимает разрешающий сигнал с элемента И 8, и прекращается подача тактовых импульсов с генератора 7 на интерполятор 3. Оператор нажимает на кнопку "Фиксация" на блоке 14 управления, и второй блок 12 сравнения запоминает конечную точку перемещения исполнительного элемента б (команда"Фиксация" ), Затем оператор с помощью блока 1 задания перемещения отводит исполнительный элемент (цнструмент) и производит контроль конечной точки траектории движения исполнительного элемента (размер детали), Если траектория движения ошибочна, то оператор нажимает на11 3 блоке 14 управления кнопку Ошибка Блок 14 управления выдает разрешающий сигнал на элемент И 9 (ошибка) и привод 5 по импульсам с генератора 7 через элемент И 9 и элемент ИЛИ 4 посигналам отклонения ("+", "-") с блока 11 сравнения производит перемещение исполнительного элемента в начальную точку траектории движения инструмента. При возврате в начальную точку блок 11 сравнения формирует сигнал ("=0") в блок 14 управления и последний снимает разрешающий сигнал(ошибка) с элемента И 9,и при этомперекрывается подача импульсов на привод 5. Затем оператор с учетом необходимой коррекции осуществляет при помощи блока 1 задания перемещения3 12576 повторное перемещение исполнительного элемента.Если траектория движения исполнительнрго элемента правильна, оператор на блоке 14 управления нажимает кнопку "Правильно", ц блок 14 управления формирует разрешающий сигнал ("Правильно"), поступающий на вход элемента И 10, и по сигналам с блока 12 сравнения ("+" или -") привод 5 10 возвращает исполнительный элемент б в конечную точку (зафиксированную блоком 12 сравнения). При возврате в конечную точку блок 12 сравнения вырабатывает сигнал ("=0"), по которому 15 блок 14 управления снимает разрешающий сигнал с элемента И 10, формирует сигнал записи информации с датчика 13 перемещений исполнительного элемента в блок 15 записи и воспроиз ведения программ, Формирует сигнал на блок 11 сравнения (" Установка" ) для запоминания установленного положения исполнительного органа в каче - стве начальной точки новой траектории 25 и осуществляет сброс датчика 13 перемещений в нулевое положение (сигналы . управления приводом задаются в приращениях),1Для перевода системы в режим Про- З 0 грамма" оператор нажимает ца блоке 14 управления кнопку Программа", и по команде с блока 14 управления коммутатор 2 к входу интерполятора 3 подключает блок 15 запи сц и воспроизведения программ. Затем оператор нажимает на блоке 14 управления кнопку "Пуск" и блок 14 управления формирует сигнал запуска на блок 15 записи и воспроизведения про грамм (" Пуск ФСУ"). После подготовки информации блок 15 записи и воспроизведения программ выдает сигнал в блок14 управления (" Стоп ФСУ"), который формирует разрешающий сигнал на эле мент совпадения 8 (" Пуск" ), и происходит управление приводом 5 по тактовым импульсам генератора 7 и информации с блока 15 записи и воспроизведения программ при помощи интерполятора 50 3. После отработки перемещения интерполятор 3 формирует сигнал (цСтоп") на блок 14 управления, который снимает разрешающий сигнал с элемента 8 совпадения и Формирует сигнал запуска 55(" Пуск ФСУ") блока 15 записи и воспроизведения программ для подготовки новой информации на интерполятор 3. 16Блоки сравнения Функционируют следующим образом (Фпг,З),1 а установочные входы реверсивногосчетчика 32 постоянцо подан сигналлогической единицы, Прц подаче сигнала с блока 14 управления "Установка"триггер 34 устанавливается в нулевоеположение, а реверсивцый счетчик 32 -в положение, прц котором во всех разрядах счетчика 32 устанавливаетсясигнал логической единицы, и элементИ 33 Формирует на выходе сигнал "=О",поступающий ца блок 14 управления, аэлемент НЕ 35 снимает разрешающийсигнал с элементов И Зб ц 37. Прц пода;е ца привод 5 импульсов по положительному каналу реверсцвный счетчик32 импульсов переполняется первым иустанавливается в нулевое положение,переключая триггер 34, В этом случаеэлемент И 33 снимает сигнал "=0" сблока 14 управления, элемент НЕ 35Формирует разрешающий сигнал ц элемент И Зб Формирует сигнал "+", инФормирующий о положительном перемещении исполнительного элемента 6 относительно зафиксированной точки. Привозврате в исходную точку реверсивныйсчетчик 32 устанавливается в исходноеположение (во всех разрядах счетчикасигнал логической ециницы) ц элементИ 33 Формирует сигнал "=О" в блок 14управления, а элемент НЕ 35 перекрывает выход сигналов "+" и "-" с элементов И Зб и 37, Если на привод 5поступают импульсы по отрицательномуканалу, то реверсивный счетчик 32уменьшает свои показания. При этомтриггер 34 це срабатывает, элемент И33 снимает сигнал "=О", а элемент И 37выдает сигнал "-", информирующий оботрицательном перемещении исполнительного элемента 6 относительно зафиксированной точки. Емкость реверсивногосчетчика 32 импульсов определяетсявеличиной максимального перемещенияисполнительного элемента 6.В устройстве применено два цифровых блока сравнения,ф Блок 11 сравнения запоминает начальную точку траектории исполинтельцого элемента 6 (начальную точку обрабатываемой поверхности), а блок 12 сравнения - конечную. При правильной траектории движения исполнительного элемента и возврате в конечную точку траектории движения блок 11 сравнения запоминает эту точку в качестве начальнои для5 12576новой траектории, Для возврата исполнительного элемента в точку, зафиксированную блоком 11 сравнения при присутствии сигнала "+", импульсы напривод 5 подаются по отрицательномуканалу, а при присутствии сигнала"-" - по положительному,Блок 4 управления работает следующим образом (фиг.2).При нажатии кнопки "Обучение" на 10пульте 16 управления срабатывает распределитель 20 импульсов, который выдает разрешающий сигнал на элемент И17 и команду на перевод коммутатора 2в режим обучения, 15При нажатии на пульте 16 управления кнопки "Пуск" срабатывает триггер18 под действием сигнала, поступающего с выхода элемента И 17, и черезэлемент ИЛИ 19 Формируется разрешающий сигнал "Пуск" на элемент И 8, который подключает генератортактовыхимпульсов к интерполятору 3. Послеотработки перемещения интерполятор 3Формирует сигнал "Стоп" и сбрасывает 25триггер 18 (запуска) в нулевое положение, Триггер 18 снимает разрешающий сигнал с элемента И 8 через элемент ИЛИ 19,При нажатии кнопки "Фиксация На 30пульте 16 Формируется сигнал "Фиксация" на блок 12 сравнения, который запоминает конечную точку траектории исполнительного элемента (конечная точ"ка обрабатываемой поверхности).35При нажатии кнопки "Ошибка" напульте 16 срабатывает триггер 23 иформируется разрешающий сигнал в элемент И 9, который по сигналам с блока11 сравнения ("+" или "-") по импульсам с генератора 7 тактовых импульсовосуществляет возврат исполнительногоэлемента б в точку, зафиксированнуюблоком 11 сравнения. После возвратав начальную точку траектории испол"нительного элемента б блок 11 сравнегия формирует сигнал "=О" и сбрасывает триггер 23 в нулевое положение,который снимает разрешающий сигнал сэлемента И 950При нажатии на пульте 16 управления кноггки "Правильно" срабатывает триггер 26 и формируется сигнал в элемент И 27 и в элемент И 10, который по сигналам с блока 12 сравнения ("+" или "-") по импульсам с генератора 7 тактовых импульсов осуществляет возврат исполнительного элемента 6 16в конечную точку траектории движения исполнительного элемента. После возврата исполнительного элемента (инструмента) б и появления сигнала "=О" с выхода блока 12 сравнения импульсы с генератора 7 через элемент И 17 поступают на триггер 28, который Формирует через формирователи 30 и 3 1 импульсов сигналы "Запись" в блок 15 записи и воспроизведения программ, необходимые для записи информации с датчика 13 перемещений исполнительного элемента б, Одновременно запускается счетчик 29 импульсов, который определяет объем записываемой информации с датчика 13 перемещений. После записи всей информации счетчик 29 импульсов (тактов) сбрасывает триггер 26 и через Формирователь 25 импульсов "Установка" Формирует сигнал сброса датчика 13 перемещения в нулевое положение и сигнал "Установка" в блок 11 сравнения, который запоминает исходную точку в качестве начальной для новой траектории исполнительного элемента 6. При нажатии кнопки "Программа" на пульте 16 управления распределитель 20 импульсов снимает разрешающий сигнал с элемента И 17, выдает разрешающий сигнал на элементы И 21 и 24 и переводит коммутатор 2 в режим "Программа".При нажатии кнопки Пуск" на пульте 16 управления через элементы И 21 и ИЛИ 22 Формируется команда запуска Фотосчитывателя 43 "Пуск ФСУ" в блок 15 записи и воспроизведения программ, который подготавливает информацию для интерполятора 3. После подготовки инФормации блоком 15 записи и воспроизведения программ формируется сигнал останова фотосчитывателя 43 "Стоп ФСУ", который через элемент ИЛИ 19 Формирует разрешающий сигнал "Пуск" на элемент И 8, и импульсы от генератора 7 тактовых импульсов начинают поступать на интерполятор 3, После отработки перемещения интерполятор 3 Формирует сигнал Стоп" на элемент И 24, который через элемент ИЛИ 22 формирует сигнал "Пуск ФСУ" в блок 15 записи и воспроизведения программ для подготовки новой информации на интерполятор 3. Блок 15 записи и воспроизведения программ снимает сигнал "Стоп ФСУ" с элемента ИЛИ 19 и разрешающий сигнал "Пуск" с элемента И 8.7 12576После подготовки информации приходитсигнал "Стоп ФСУ" на элемент ИЛИ 19и работа схемы повторяется до тех пор,пока не будет воспроизведена вся программа.С целью упрощения связей на Фиг,2не показана схема, запрещающая прохождение сигнала "Стоп ФСУ" на элемент ИЛИ 19 в режиме обучения, а также схема первоначальной установки Овсех триггеров и счетчиков в исходноеположение и схема формирования символа "Конец программы" для остановкиустройства после отработки всей программы. 15Распределитель 20 импульсов представляет собой триггер, управляемыйот пульта 16 управления, В качествеформирователей 25, 30 и 31 импульсовмогут быть использованы одновибраторы, запускающиеся положительным Фронтом сигнала.Датчик 13 перемещений представляетсобой реверсивный двоично-десятичныйсчетчик, выдающий информацию в приращениях на блок 15 записи и воспроизведения программы,Пример конкретного выполнения блока 15 записи и воспроизведения программ приведен на фиг,4, 30 Буферный регистр 38 соединен с датчиком 13 перемещений, а выход старшего двоично-десятичного разряда - с элементом 41 согласования.35Запись информации осуществляется по сигналам "Запись" и "Сдвиг" с блока 14 управления. При поступлении первого сигнала "Вапись" на счетчик 39 дешифратор 40 формирует сигнал "Запись" в буферный регистр 38 и сигнал "Пуск" в элемент 41 согласования. По первому сигналу "Запись" осуществляется запись информации с датчика 13 перемещений в буферный регистр 38, по сигналу Пуск - запись информациии45 в двоично-десятичном разряде буферного регистра 38 на перфоленту при помощи перфоратора 42 через элемент 41 согласования с перфоратором по син 50 хроимпульсам последнего, Затем с блока 14 управления приходит сигнал "Сдвиг" и осуществляется сдвиг на один двоично-десятичный разряд в буФерном регистре 38. При этом в старший двоично-десятичный разряд буферного регистра 38 сдвигается следующая по старшинству информация, По второму сигналу "Запись" с блока 14 управле-16 8,ния дешифратором 40 Формируется следующая команда "Пуск" в элемент 41 согласования и инФормация набивается на перфоленту при помощи перфоратора 42. Так продолжается до тех пор, пока вся информация не набьется на перфоленту. После этого дешифратор 40 сформирует сигнал "Сброс" на счетчик 39 записи и счетчик установится в нулевое положение,При воспроизведении программы на фотосчитыватель 43 с блока 14 управления поступает команда запуска фотосчитывателя "Пуск ФСУ", по которой включается фотосчитыватель 43, и информация с перфоленты заносится впре" образователь 44 код - код (последовательного кода в параллельный). Одновременно счетчик воспроизведения Фиксирует объем введенной информации, Преобразователь 44 код - код последовательного кода в параллельный представляет собой одноразрядные дэоичнодесятичные регистры, информационные входы которых соединены с фотосчитывателем 43, а разрешающий вход записи - с дешифратором 46, который определяет номер регистра, в который заносится информация, При снятии всей информации одного кадра дешифратор 46 Формирует сигнал останова Фотосчитывателя 43 "Стоп ФСУ" на блок 14 управления, останавливает фотосчитыватель 43 и сбрасывает счетчик 45 воспроизведения.формула изобретения1. Устройство для Формирования управляющих программ, содержащее блок задания перемещения, подключенный выходом к первому информационному входу коммутатора, генератор тактовых импульсов, подключенный выходом к первому входу первого элемента И, привод, датчик перемещения исполнительного элемента, блок записи и воспроизведения программ, второй элемент И, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия и точности устройства, в него введены первый и второй блоки сравнения, интерполятор, третий элемент И, первый элемент ИЛИ и блок управления, подключенный первым, вторым и третьим выходами соответственно к входам "Запись", "Сдвиг" и "Пуск" блока записи и воспроизведения программ, четвертым1257616 20 25 30 35 40 и пятым выходами соответственно кпервому входу второго элемента И и квторому входу первого элемента И, шестым и седьмым выходами - к первымвходам соответственно первого и второго блоков сравнения, восьмым выходом - к первому входу третьего элемента И, а девятыми выходами - к управляющим входам коммутатора, связанного вторым информационным входом синформационным выходом блока записи ивоспроизведения программ, а выходом -с информационным входом интерполятора, подключенного синхронизирующимвходом к выходу первого элемента И,стоповым выходом - к первому входублока управления, а информационнымвыходом - к первому входу первого элемента ИЛИ, соединенного вторым и третьим входами с выходами соответственно третьего и второго элементов И, авыходом - с входом привода, с вторымивходами первого и второго блоков сравнения и с входом датчика перемещенияисполнительного элемента, подключенного сбросовым входом к десятому выходу блока управления, а выходом - кинформационному входу блока записи ивоспроизведения программ, соединенного стоповым выходом с вторым входомблока управления, подключенного третьим входом к вторым входам первого ивторого элементов И, а также к выходугенератора тактовых импульсов, а четвертым и пятым входами - к информационным выходам соответственно первогои второго блоков сравнения, соединенных знаковыми выходами с третьимивходами соответственно второго и третьего элементов И, а третьими входами - с соответствующими установочнымишинами устройства. 2. Устройство по п.1, о т л и ч а" ю щ е е с я тем, что блок управления . содержит пульт управления, четыре триггера, распределитель импульсов, три формирователя импульсов, счетчик импульсов, четыре элемента И, два элемента ИЛИ, причем первый и второй входы четвертого элемента И.являются третьим и четвертым входами блока управления, третий вход подключен к выходу первоготриггера,а выход в квходу второго триггера, связанного инверсным выходом с вхоцом первого формирователя импульсов, а прямым выходом " с входом второго формирователя импульсов и со счетным входом счетчика импульсов, подключенного выходом переполнения к входу третьего формирователя импульсов, к седьмому выходу блока управления и к нулевому входу первого триггера, соединенного единичпым входом с первым выходом пультауправления, подключенного вторым выходом к единичному входу третьего.триггера, третьим выходом - к первым10 входам пятого и шестого элементов И,четвертым выходом - к шестому выходублока управления, а пятым выходам -к входу распределителя импульсов,связанного первым выходом с вторым входом пятого элемента И и с соответствующим девятым выходом блока управления, а вторым выходом - с вторым входом шестого элемента И, с соответствующим девятым выходом блока управления и с первым входом седьмого элемента И, подключенного выходом к первому входу второго элемента ИЛИ, авторым входом - к первому входу блокауправления и к нулевому входу четвертого триггера, связанного единичнымвходом с выходом пятого элемента И,а выходом - с первым входом третьегоэлемента ИЛИ, подключенного вторымвходом к второму входу блока управления, а выходом - к четвертому выходу блока управления, причем нулевой входтретьего триггера соединен с пятымвходом блока управления, а выходом -с восьмым выходом блока управления,выход первого и второго формирователей импульсов подключены соответственно к второму и к первому выходамблока управления, выход третьего формирователя импульсов - к десятому и седьмому выходам блока управления, второй вход второго элемента ИЛИ - к выходу шестого элемента И, связанного выходом с третьим выходом блока управления,3, Устройство по п.1, о т л и ч а- .ю щ е е с я тем, что блок сравнениясодержит реверсивный счетчик импульсов, подключенный установочным вхо дом к третьему входу блока сравнения,разрядными выходами - к входам восьмого элемента И, счетным входом - квторому входу блока сравнения, управляющим входом - к первому входу блока 55 сравнения и к нулевому входу пятого триггера, соединенного единичным входом с выходом переполнения реверсивного счетчика импульсов, прямым и ин.11 1257616 12версным выходами - с первыми входами ка сравнения, а вторыми входами - к соответственно девятого и десятого выходу элемента НЕ, связанного входом элементов И, подключенных выходами к с выходом восьмого элемента И и с инсоответствующим знаковым выходам бло- формационным выходом блока сравнения./Г юмн татар Составитель И. ГорбуноТехред М.ХоданичРедактор А.Лежнина Коррект ешетни каэ 4455/46 о писно изводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород роектная, 4 Оат. лфпс О Тираж 836 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж"35, Раушская наб д, Фсую Атаггууар. Ф