Способ определения направления вращения инструментального магазина и устройство для его осуществления

/О 5)5 В 2 ОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН, К АВТОРСКО СВИДЕТЕЛЬСТ АПРАВЛЕАЛЬНОГО ЕГО ОСУктроавтоа именно тчайшему в обрабаства; на фиг. 6 - опреде- инстру - то же,устрои сть; на ойства я 24-х иг. 7 О, Т 80 - номера воич оват(71) Горьковское стан костроительное п роизводственное объединение(56) Авторское свидетельство СССРМг 1609616, кл. В 23 0 13/00, 1986.(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ННИЯ ВРАЩЕНИЯ ИНСТРУМЕНТМАГАЗИНА И УСТРОЙСТВО ДЛЯЩЕСТВЛ ЕНИЯ(57) Изобретение относится к элематике промышленных магазинов,к управлению вращением по крапути инструментальных магаэино Изобретение относится к электроавто; матике промышленных механизмов, а именно к управлению вращением по кратчайшему пути инструментальных магазинов обрабатывающих центров и ГП-модулей.Целью изобретения является повышение точности и надежности устройства в работе и расширение его технологических возможностей за счет обеспечения враще-, ния инструментального магазина с произвольным числом инструментальных гнезд по кратчайшему пути,На фиг. 1 изображены аппликации и кодирование "квазидвоичным кодом" 24-х инструментального магазина; на фиг. 2 - то же 17-ти инструментального магазина, на фиг. 3 - то же 12-и инструментального магатывающих центров и ГП-модулей. Целью изобретения является повышение точности и надежности устройства в работе и расширение его технологических возможностей за счет обеспечения вращения инструментального магазина с произвольным числом инструментальных гнезд по кратчайшему пути, Способ заключается в кодировании гнезд магазина, определении позиции каждого инструмента или гнезда в любой отрезок времени и подачи нужного инструмента для смены. Устройство собрано на известной элементарной базе (релейно-контактных и интегральных схемах, программируемых, контроллерах, микроЭВМ) и представляет обой логическую схему, на выходе дающуюигнал поворота магазина по или противасовой стрелки. 2 с.п.ф-лы, 7 ил,зина; на фиг. 4 - блок-схема фиг. 5 - то же, логическая ча принципиальная схема устр ления направления вращени ментального магазина; на ф логическая часть.Для описания принимаем сл условные обозначения:Т 01, Т 02, Т 04, Т 08, Т 10, Т 20, Т двоично-десятичный код задания инструмента от устройства 4 ПУ;Т( - ), Т - ), Т) - ква21222 з ный код задания на выходе преобр ля кодов;,Ц 1 . (МсКА ( ), ( -), К А -) кваэидво 212223ичный код кпмандоэппарата, контролирующего фактическое положениеинс 1 румен т лльного магазина.В качесгве примера для вывода общихзаконо 1 ерностей рассмотрим магазин сконкретным числом инструментов, например КОпределим разряды квазидвоичного колаИ/2 . 24/2 -- 12; Г 4/2 =-.24/4=6,М /2 24/8 3; М /2 =24/16=1,5.2;М/2- 24/32-0,75. - . 1,Итак, нге гнезда магазина можно закодировать пятью разрядами 12-6-3 - 2-1,Аппликация магазина с числом инструментов 24 и принцип кодирования гнездприведены на фиг. 1.Врагцая аппликацию магазина относигельно исходной позиции и производя логический анализ различных его положений,определяем условия вращения по кратчайшему пути, например для случая по часовойстрелке Здесь могут быть две ситуации, касающиеся старших разрядов.Ситуация 1. Старшие разряды задания иисполнения равны между собой Т 12=-КА 12,В этом случае вращение по часовой стрелкев соответствии с фиг,1 должно выполняться,если следующий по старшинству в сторонууменьшения разряд задания больше разряда исполнения, т.е. ТбКА 6; или если и этиразряды равны, то при условии большинства следующего разряда, т,е, при (Тб=КАб)(ТЗКАЗ); или если и эти разряды равны, товновь при большинстве следующего разряда, т.е. (Тб - КАб) (ТЗ=КАЗ) (Т 2КА 2) и т,д.Ситуация 31, Старшие разряды заданияи исполнения не равны между собой Т 12КА 12, В этом случае вращение по часовой 40стрелке должно выполняться, если следующий по старшинству в сторону уменьшенияразряд задания меньше разряда исполнения, т,е, при Тб КАб; или если эти разрядыравны, то при меньшинстве следующего постаршинству разряда задания, т.е, при(Тб=КАб) (ТЗКАЗ), и т.д.Таким образом, общее условие вращения по часовой стрелке можно записать так:ПО=(Т 12=КА 12) Тб КА 6) + (Т 6=КА 6) (ТЗКАЗ) + (Тб= - КАб) (ТЗ-КАЗ) (Т 2 КА 2) +(ТЗ=КАЗ) (Т 2=КА 21 (Т 1 КА 1) иПРОТИВ = ПО 55Аналогично для магазина с числом инструментов, равным 17, аппликация которого показана на фиг, 2. Кваэидвоичный код 9 .5- 3- 2- 1, Логические уравненияПО =- (Т 9-:КА 9) Т 5 КА 5) + (Т 5=КА 5) (ТЗКАЗ) + (Т 5= - КА 5) ф (ТЗ=КАЗ) (Т 2 КА 2)+(Т 5=-КА 5) (ТЗдКАЗ) (Т 2=-КА 2) (Т 1 КА 1) + (Т 9 фКА 9) (Т 5 КА 5) + (Т 5 фКА 5) (ТЗКАЗ) + (Т 5=.КА 5)(ТЗ=КАЗ) (Т 2 КА 2) + +(Т 5=КА 5) (ТЗ=КАЗ) (Т 2=КА 2) (Т 1 КА 1) иПРОТИВ = ПОПо аппликации магазина с 12-тью инструментами, показанного на фиг. 3, легко видеть, что рассмотренные закономерности сохраняются,Это дает возможность говорить об универсальном способе определения кратчайшего пути, алгоритм которой общий для любого числа инструментов в магазине, т.е,ПО = (Т й/2 =- КА И/21 ИТ М/4 КАй/4) + (Т М/4.= КА М/4)(Т И/8КА М /8)+/8КА 1/8) + (Т /4: - КА /4) (Т 1/8. - .- .= КА М/8) (Т М+/16КА И/16)+иПРОТИВ =- ПО,Блок-схема обобщенного устройства, реализующего заявляемый способ, приведена на фиг. 4,5. В ее состав входят устройство ЧПУ 1, выдающее двоично-десятичный код задания инструмента, подлежащего поиску; преобразователь 2 ВСД-кода устройства ЧПУ в квазидвоичный код;командоаппарат 3, определяющий номер гнезда, фактически находящегося в исходной позиции (в общем случае командоаппарат может выполняться в любом коде, но в этом случае его следует преобразователь в квазидвоичный); схемы равнозначности 4 и неравнозначности 5 старших разрядов кода задания Т Гч/2 и исполнения КА М/2; схемы равнозначности б, 7, 8 (9, 10, 11). следующих по старшинству в сторону уменьшения разрядов задания и исполнения й/4, й/8, И/16, й/32 .и т,д. в зависимости от числа инструментов; схемы сравнения 12, 13, 14на большее значение кодов задания М/4, М/8, й/16 , и т.д схемы сравнения 15, 16, 17 , на меньшее значение кодов задания И/4, М/8, М+/16 . и т,д.; схемы совпадения составляющей из двух групп и элементов И 18, 1920, 2122, 23; схемы ИЛИ 24, 25, 26; схема инвертора 27,Преобразователь 2 двоична-десятичнрого ВСД-кода в специальный кваэидвоичный индивидуален для каждого конкретного числа инструментов и выполняется по классическому принципу,Связи взаимное расположение в статическом состоянии элементов блок-схемы(фиг. 4, 5), определяющей сущность способа, следующие.Двоично-десятичный код (ВСД) задания по адресу Т из устройства ЧПУ 1 поступает в преобразователь 2 ВСД-кода в специальный кваэидвоичный код. 5Выходные ВСД-коды преобразователя 2 и командоаппарата 3, определяющего фактическое положение магазина относительно исходной позиции, поступают в схему логической части 427, которая 10 обрабатывает полученную информацию в соответствии с логическими уравнениями ПО = 1 (Тл, КА) и ПРОТИВ = ПО. Старшие разряды выходов преобразователя 2 и командоаппарата 3 соединены со схемами 15 равнозначности 4 и неравноэначности 5; следующие по старшинству (в сторону уменьшения) разряды соединены со схемами равнозначности 6 и 7, сравнения на большее значение 12, на меньшее значение 15; 20 следующие разряды - со схемами равнозначности 8 и т.д., сравнения на большее значение 13, на меньшее значение 16; самые младшие разряды (в данном примере) - со схемами сравнения на большее значе ние 14 и меньшее значение 17, Выход схемы 4 равнозначности старших разрядов соединен с выходной схемой И 22 первой группы; схемы 5 неравнозначности старших разрядов - с выходной схемой И 23 второй груп пы; схемы 6 равнозначности вторых по старшинству разрядов - со схемами И 18 и 20 соответственно первой и второй групп; схемы 7 равнозначности вторых по старшинству разрядов - со схемами И 19 и 21 35 соответственно первой и второй групп; схемы 8 равнозначности третьих по старшинству разрядов - со схемами И 19 и 21. Выходы схемы 12 сравнения на большее значение, схемы И 18 и 19 соединены с первой схемой 40 ИЛИ 24; а выходы схемы 15 сравнения на меньшее значение, схем И 20 и 21 соединены со второй схемой ИЛИ 25. Выход первой схемы ИЛИ 24 соединен с выходной схемой И 22 первой группы, а выход второй схемы 45 ИЛИ 25 - с выходной схемой И 23 второй группы. В свою очередь, выходы схемы И 22 и 23 соединены с третьей схемой ИЛИ 26, выход которой формирует выходной сигнал ПО вращения магазина по часовой стрелке. 50 Выход третьей схемы ИЛИ 26 соединен с инвертором 27, формирующим выходной сигнал "ПРОТИВ" вращения магазина против часовой стрелки.Практическую реализацию предлагае мого способа покажем, например, для магазина с числом инструментов й, логические уравнения для которого выведены ранее. Логические функции равнозначности, неравнозначности, сравнения на большее или меньшее значение, используемые в формулах, являются типовыми логическими функциями, т.е.(ТКА)=Т КАС учетом этого на фиг. 6, 7 показан релейно-контактный алгоритм логической части для И=24, пригодный для программирования программируемого контроллера или реализации на релейно-контактных аппаратах. Легко выполняется приведениелогическихуравнений,реализующих фиг. 5, к другой элементной базе, например бесконтактной.Связи и взаимное расположение в статическом состоянии элементов устройства (фиг. 6, 7), показывающего пример реализации способа, следующие.Выходы ВСД-кода задания из УЧПУ 1 связаны с преобразователем 2, формирующим сигналы включения реле 28-32 кодов задания Т 1, Т 2, ТЗ, Т 6, Т 12.Выходы ВСД-кода командоаппарата 3 включают реле 33 - 37 кодов исполнения КА 1, КА 2, КАЗ, КА 6, КА 12, Контакты реле 28 - 32 и 33 - 37 образуют логическую часть схемы устройства, где схема 38 равнозначности старших разрядов (Т 12, КА 12) соединена с первой схемой сравнения 39 (схемой неравнозначности) на большее значение и второй схемой 40 равнозначности следующих по старшинству разрядов (Т 6, КА 6); вторая схема 40 равнозначности соединена со второй схемой 41 сравнения на большее значение и третьей схемой 42 равнозначности следующих по старшинству разрядов (ТЗ, КАЗ), а третья схема 42 равнозначности соединена с третьей схемой 43 сравнения на большее значение и четвертой схемой 44 равнозначности следующих по старшинству разрядов (Т 2, КА 2); четвертая схема 44 равнозначности соединена с четвертой схемой 45 сравнения на большее значение младших разрядов (Т 1, КА 1), образуя общую параллельную цепь, соединенную с выходным реле 46,Схема 47 неравнозначности старших разрядов соединена с первой схемой 48 сравнения на меньшее значение и пятой схемой 49 равнозначности. Схема 49 равнозначности соединена со второй схемой 50 сравнения на меньшее значение и шестой схемой 51 равнозначности; шестая схема 51 равнозначности соединена с третьей схемой 52 сравнения на меньшее значение и седьмой схемой 53 равнозначности. Седь 1703265мая схема 53 равнозначности соединена с четвертой схемой 54 сравнения на меньшее значение, образуя общую параллельную цепь, также соединенную с выходным реле 46, образующим признак Г 10 врашения магазина по часовой стрелке,Размыкающий контакт 55 реле 46 включает выходное реле 56 ПРОТИВ, формирующее си нэл вращения против часовой стрелки,Устроиство работает следующим образом,Код инструмента, подлежащего поиску, выдается в дооично-десятичном коде (ТО 1, Т 02, Т 04, Т 08, Т 10, Т 20) от устройства ЧПУ 1. Преобразователь 2, выполненный по классической схеме, преобразует двоично-десятичный код УЧПУ в специальный квдзидвоичный код Т 1, Т 2, ТЗ, Тб, Т 12. Каждому разряду этого кода соответствует выходное реле преобразователя 28-32 соответсгвенно. Фактическое положение инструментального магазина относительно исходной позиции, отмечено на фиг, 1 знаком "реугольник", определяется командоаппдратом КА, разряды которого КА 1, КА 2, КА 6, КА 12 выполнены в том же квазидвоичном коде. Каждому разряду командоаппарата соответствуют выходные реле 33 - 37 соответственно,Логическая часть схемы, имеющая два выходных реле вращения ПО 46 и ПРОТИВ 56, построена на контактах реле 28-37 в соответствии с логическими уравнениями, реализующими предлагаемый способ определения кратчайшего пути, и содержит схемы равнозначности 38 и неравнозндчности 47 старших разрядов "12", по две схемы равнозначности рдзрядов "6"(40,49), разрядов "3" (42 и 51), разрядов "2" (44 и 53), а также схемы неравенства разрядов "6" (39 и 48), рдзрядов "3" (41 и 50), разрядов "2" (43 и 52) и разрядов "1" (45 и 54).Предположим, что в исходной позиции находится гнездо Г ь 1, как показано на фиг, 1,определяемого кодом КА 1, КА 2, КАЗ, КА 6, КА 12 д поиску подлежит инструмент, находящийся в гнезде М 11 и задаваемый от УЧПУ кодом Т 11=-Т 1 Т 2 ТЗ 16.Т 12. Так как равны стдршие коды (Т 12==КА 12), то зэмыкаег":хема 38 равнозначности, и так как следуюгций по старшинству код задания Тб больше кода КАб, то замыкается схема нердвнозначности 39, анализ следующих разрядов не имеет значения, по цепи 38-39 включается реле 46 вращения по часовой стрелке, реле 56 выключается, Аналогично для других инструментов,Если поиску подлежит инструмент Р 24, задаваемый кодом Т 24 =Т 12 Тб ТЗ Т 2 Т 1,5 10 15 20 25 ЗО 35 40 45 50 55 то из-за неравенства кодов старших разрядов (Т 12:-КА 12) схема 38 равнозначности имеет разрыв цепи, и дальнейшие цепи 39 - 45 можно не рассматривать, Цепочка неравнозначности 47 замкнута, однако разомкнуты цепи неравенства 48 разрядов "б" и равнозначности 49, Общая цепь реле 46 обесточена, следовательно, включается реле 56 вращения против часовой стрелки, Аналогично для остальных инструментов, кодируемых кодами Т 13 - Т 24.Формула изобретения 1, Способ определения направления вращения инструментального магазина, заключающийся в сравнении кодов задания инструмента, подлежащего поиску, с кодом недда инструмента, фактически находящегося в исходной позиции, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширения технологических возможностей, формируют специальный квазидвоичный код, образуемый при делении числа гнезу в магазине Й на двоичный ряд 2, 2, 2, 2 , (2" М) с округлением до большего целого числа и оканчивающийся единицей, причем сравнение начинается со старших разрядов квази- двоичных кодов задания и фактического положения, и в зависимости от их равенства или неравенства кратчайшее направление вращения определяется по сравнению на большее или меньшее значение следующих по старшинству в сторону уменьшения разрядов, а при их равенстве по сравнению на большее или меньшее значение третьих по старшинству разрядов и так далее, до самых младших разрядов.2. Устройство определения направления вращения инструментального магазина по кратчайшему пути, состоящее из цепей задания номера инструмента, цепей выходных реле задания, цепей командоаппарата. подключенных к входу логической части, о тличающееся тем,что,сцелью повышения точности и надежности в работе, устройство снабжено преобразователем двоично-десятичного кода задания в специальный квазидвоичный код, к входам которого подключены выходы цепей задания от УЧПУ, а к выходам - входы логической части, а логическая часть принципиальной схемы снабжена одной схемой равнозначности и одной схемой неравнозначности старших разрядов, схемами равнозначности следующих по старшинству в сторону уменьшения разрядов задания и исполнения, схемами сравнения на большее значение кодов задания и исполнения, схемами сравнения на меньшее значение кодов задания и исполнения, двумя группами элементов И и тремя элементами ИЛИ, причем старшие разрядывыходов преобразователя и командоаппарата подключены к входам схем равнозначности и неравнозначности старших разрядов, а последующие разряды - к входам соответствующих схем равнозначности 5 последующих разрядов и схем сравнения на большее и на меньшее значение кодов задания и исполнения, выход схемы равнозначности старших разрядов соединен с выхвыходным элементом И первой групп, 10ход схемы неравнозначности старших разрядов соединен с выходным элементом И второй группы, к второму входу которого подключен выход второго элемента ИЛИ, к первому входу которого подключена первая 15 схема сравнения на меньшее значенвто омчение, корому - выход первой схемы И из второй группы, к одному из входов которой подклюслечен выход первой схемы равнозначно стидующих по старшинству разрядов. а к 20 другому - вторая схема сравнения на меньшее значение и к последующим входам второго элемента ИЛИ подключены выходы последующих элементов И второй группы к125 входам которых подключены выходы схем равнозначности последующих разрядов, соответствующих этому элементу и выход по следующей схемы сравнения на меньшее значение, а ко второму входу выходного элемента И первой группы подключен выход первого элемента ИЛИ, к первому входу которого подключена первая схема сравнения на большее значение, ко второму - выход первой схемы И из первой группы, к одному из входов которой подключен выход первой схемы равнозначности следующих по старшинству разрядов, а к другому - вторая схема сравнения на большее значение, и к последующим входам первого элемента ИЛИ по кд лючены выходы последующих элементов И первой группы, к входам которых подключены выходы схем равнозначности последующих разрядов соответствующих этому элементу и выход последующей схемы сравнения на большее значение, а выходные элементы И первой и второй групп подключены к входам третьего элемента ИЛИ,1703265 ЛГат РМ 2 Корректор О, Ципле едактор Г. каз 19 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 изводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 1 Составитель В. ЖиганоТехред М,Моргентал дар