Устройство для позиционного программного управления

(19) (И) СОЮЗ СОВЕТСКИХ.СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 3(5 6 05 В 19 18 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Кишиневский орденаЗнак Почета завод счетных машиним. 50-летия СССР(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЗИЦИОННОГО ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ, содержащее первый реверсивный счетчик импульсов, выход каждого разряда которого соединен с первыми входами блока индикации, блок ввода, связанный выходом с установочными входами первого счетчика импульсов, с первым информационным каналом регистра, с Й-входом и с 8-входом перво" го РВ -триггера и с входом дешифратора, подключенного первым выходом к первому В -входу и .к первому-входу первого 3 -триггера и к управляющему входу первого информационного канала регистра, а вторым выходом - к управляющему входу счетчи. ка импульсов, связанного вторым управляющим входом с выходом первого элемента И-НЕ, а выходами разрядов, начиная с.второго, через первый элемент НЕ-И с первыми входами первого элемента И-НЕ и первого элемента И, подключенного выходом к первому входу блока ввода, соедивенного вторым входом с третьим вы. ходом дешифратора и первыми входами второго и третьего элементов И, подключенные вторыми входами к входу формирователя импульсов, связанного выходом со счетным входом счет- чика импульсов, с вторым входом первого элемента И, с й-входом второго яЗ -триггера и с входом первогоисполнительного блока, подключенного выходом через первый датчик положения и к %-входу второго КЭ-триггера, соединенного инверсным выходом с третьими входами второго и третьего элементов И, подключенных выходами соответственно к первому и второму входам привода, соединенного выходом с входом второго датчика положения, от л и ч а ю щ е е с я. тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства за счет возможности отработки позиционирования, заданного в абсолютньи величинах, в него введены четвертый пяФ р тый, шестой и седьмой элементы И, Е второй реверсивнкй счетчик импульсов, третий нЗ -триггер, блок сравнения, первый и второй элементы 2 И-ИЛИ, второй элемент И-НЕ. элемент НЕ, причем четвертый, пятый, шестой и седьмой элементы И соединены первыми входами с выходами второго датчика положения, выхо" ды четвертого и пятого элементов И подключены соответственно к суммирующему и вычитающему входам первого реверсивного счетчика импульсов, а выходы шестого и седьмого элементов И соответственно - к суммирующему и вычитающему входам второго реверсивного счетчика импульсов, соединенного установочным входом с выходом блока ввода, с (-входом и с 8 -вхо" дом третьего З -триггера, выходами каждого разряда - с вторыми входами блока индикации, с вторым и третьим информационными каналами регистра и с установочным входом первого реверсивного счетчика импульсов, подключенного выходами каждого разряда к первым входам блока сравнения, диыамическим управляющим входом - к первым входам первого и второго элемен-, тов 2 И-ИЛИ, к первому управляющемувходу в=орого реверсивного счетчика1% 8895 импульсов, к первому управляющему входу второго информационного канала, к динамическому. управляющему входу третьего информационного канала, к первому входу второго элемента И-НЕ и к прямому входу третьего 1 В-триггера, связанного вторым Я-входом и вторым 6-входом с четвертым выходом дешифратора, а инверсным выходом - с вторыми входами первого и второго элементов 2 И-ИЛИ, с входом обнуления и с динамическим входом обнуления первого реверсивного счетчика импульсов, с первым входом обнуления и с динамическим входом обнуления регистоа, подключенного вте" рым входом обнуления к выходу первого элемента И, а вторым управляющим входом второго информационного канала - к второму входу обнуления пер" вэго реверсивного счетчика импульсов и к динамическому счетному входу счетчика импульсов, соединенного вы кодом первого разряда через эле-мент НЕ с вторым и третьим входами соответственно элемента И-НЕ,и элеИзобретение относится к автомати- кВ и вычислительной технике; в част" ности к устройствам числового позиционного программного управления,Известно устройство позиционного числового программного управления станками, использующее для отсчета перемещений реверсивные счетчики и обеспечивающее индикацию абсолютнбй координаты исполнительного механизма "11,.К недостаткам устройства относятся отсутствие индикации заданной по программе координаты, отсутствие возможности обработки по одному кадру группы отверстий, центры которых .лежат на одной прямой и расстояние между центрами одинаково.Наиболее близким техническим реше.нием к изобретению является устройство, содержащее устройство ввода, выход которого соединен с информационным входом второго счетчика, с инфор-, мационным входом регистра, с входами установки в единицу и в нуль первого триггера и с входом дешифратора, перВый выход которого соединен с первым .Входом устройства ввода, с динамичес" ким входом записи первой группы входов первого счетчика и с первыми вхо ДЖюи первого и второго элементов И, ВТьрые входы которых соединены соот-. ВЕтстВЕННО С ПРЯМЫМ И ИНВЕРСНЫМ ВЫментаИ, подключенного первым входомк второму входу второго элемента И-НЕ, связанного выходом с суммирующим и вычитающим входами второго реверсивного счетчика импульсов,подключенного, вторым управлюацимвходом к управляющему входу первогоинформационного канала регистра,соединенного выходами каждого разряда с третьими входами блока индикации и с в,т,орыми входами блокасравнения, подключенного первым выходом к входу Формирователя. импульсов, а вторым и третьим выходамик вторым входам соответственно четвертого и пятого элементов И и ктретьим в;одам соответственно первого и второго элементов 2 И-ИЛИ,подключенным первыми входами соответственно с прямым и инверсным выходами первого 18 -триггера, а выходами " с четверт щи входами соответственно второго и третьего элементов И и с вторыми входами соответственно шестого и седьмого элементов И,хоАми первого триггера, а третьи .входы - с выходом элемента НЕ-И-НЕи инверсным входом формирователя импульса, выходом соединенного с вычи тающим входом формирователя импульса,выходом соединенного с вычитающимвходом второго счетчика, с вторымвходом третьего элемента И, с первымвходом четвертого элемента И, с вхо 0 дом установки в единицу второго триггера и с входом первого исполнительного механизма, выход которого черезпервый датчик обратной связи соединен с входом установки внуль второ го триггера,. инверсным выходом соединенного с четвертыми входами первогои второго элемента И, выходы которыхсоединены соответственно с первым ивторым входами второго исполнительного механизма, выход которого через 20 второй датчик обратной связи соединен с вычитающнм входом первого, счетчика, выходы которого соединены свходом блока индикации и с входамиэлемента НЕ-И-НЕ, вход разрешениязаписи второй группы входов первогосчетчика соединен с выходом четвертого элемента И, а информационные входы первой и второй групп входовс выходом регистра, вхцц разрешения 30 записи которого соединен с Входами1 разрвшения установки в единицу и внуль первого триггера, с вторымвыхо1068895 3дом дешифратора, и с третьим выхЬдом соединенного с входом разрешения записи второго счетчика, вход разрешения вычитания которого соединен свыходом элемента НЕ и с вторым входом четвертого элемента И, а выхо ды - с входами элемента НЕ-И, выходом связанного с входом элемента ЯЕ и с первым входом третьего элемента И, выход которого соединен с вторым вхщом устройства ввода 21, 10Недостатками известного устройст. эа являются отсутствие воэможности работы в абсолютных координатах, заданной по программе индикации и абсолютной координаты исполнительно го механизма. ния, введены четвертый, пятый, шестой и седьмой элементы И, второйреверсивный счетчик импульсов, тре-.тий КЗ -триггер, блок сравнения, первый ивтооой. элементы 2 И-ИЛИ, второй элемент И- НЕ, элемент НЕ, причемчетвертый, пятый, шестой и седьмойэлементы И соединены первыми входами с выходами второго датчика положения, выходы четвертого и пятогоэлементов И подключены соответственно к суммирующему и вычитающему входам первого реверсивного счетчикаимпульсов; .а эькоды шестого и седьмого элементов И соответственно - ксуммирующему и вычитающему входамвторого реверсивного счетчика импульсов, соединенного установочнымвходом с выходом блока ввода, с1-входом и с 8-входом третьего18 триггера, выходами каждого разряда - с вторыми входами блока индикации, с вторым и третьим информационными каналами регистра и с установочным входом первого реверсивного счетчика импульсов, подключенного выходами каждого разряда к первым входамблока сравнения, динамическим управляющим входом - к первым входам первого и второго элементов 2 И-ИЛИ, кпервому управляющему входу разрешениязаписи второго реверсивного счетчика импульсов, к первому управляющемувходу второго информационного канала,к динамическому управляющему входутретьего информационного канала,к первому входу второго элемента И-НЕи к прямому входу третьего 18 -триггера, связанного вторым -входом ивторым 3-входом с четвертым выходомдешифратора, а инверсным выходом - с.вторыми входами первого и второгоэлементов 2 И-ИЛИ, с входом обнуленияи с динамическим входом обнуленияперв ого рев ерсив ного счетчик а им-,пульсов, с первым входом обнуленияис динамическим входом обнулениярегистра, подключенного вторым входом обнуления к выходу первого элемента И, а вторым управляющим входом второго информационного кана"ла - к второму входу. обнуления первого реверсивного счетчика импульсов и к динамическому счетному вхо"ду счетчика импульсов, соединенноговыходом первого разряда через элемент НЕ с вторым и третьим входамисоответственно элемента И-НЕ и. эле"мента И, подключенного первым входомк второму входу второго элемен. -та И-НЕ, связанного выходом с суммирующим и вычитающим входами второго реверсивного счетчика импульсов,подключенного вторым управляющимвходом к управляющему входу первогоинформационного канала регистра,соединенного выходами каждого разряда с третьими входами блока инднка1068895 10 3ции и с вторыми входами блока сравнения, подключенного первым выходом к входу формирователя импульсов, а вторым и третьим выходами "к вторым чходам соответственно четвертого и пятого элементов И и к 5третьим входам соответственно первого и второго элементов 2 И-ИЛИ, подключенным первыми входами соответственно с прямым и инверсным выходамипервого Л -триггера, а выходами - счетвертыми вх 4 цами соответственновторого и третьего элементов И исвторь 1 ми входами соответственно шестого и седьмого элементов И,На фиг, 1, дана функциональная 15схема предлагаемого устройства 1 наФиг. 2 - 4 - временные диаграммыработы устройства.Устройство содержит первый реверсивный счетчик 1 импульсов, блок 2 20индикации, блок 3 ввода, счетчик 4импульсов, регистр 5, первый РЗ-триггер б, дешифратор 7, первый элемент Й-НЕ 8, элемент НЕ-И 9, первый элемент И 10, второй и третий 25элементы И 11 и 12, формирователь 13импульсов, второй 8 -триггер 14,ксполнительный блок 15, первый дат.чик 16 положения, привод 17, второйдатчик 18 положения, четвертый, пятый, шестой и седьмой элемен"ты И 19-22, второй реверсивный счетчик 23 импульсов, третий триггер 24,блок 25 сравнения, первый и второйэлементы 2 И-ИЛИ 26 и 27, второй эле"мент И-НЕ 28, элемент НЕ 29,гУстройство работает следующимобраэом.В исходном состоянии счетчики 14 и 23, регистр 5,.триггеры б, 14 40и 24 находятся в нулевом состоянии.Нулевое состояние триггера 24 соответствует работе устройства в относительных координатах.По команде оператора устройство 3 45ввода начинает считывание информации.Разряды, определяющие адрес информации, поступают на дешифратор 7, дваразряда определяющие знак геометрической информации, поступают на триггер 6, два разряда, определяющие работу устройства в относительных либо.абсолютных координатах - на триггер 24, а разряды, определяющие чис"ловое значение информации, - на регистр 5 и счетчики 4 и 23. Дешифра"тор 7 дешифрирует адресную частьинформации. При вводе геометрическойинформации на втором выходе дешифратора 7 появляется уровень логической единицы, разрешающий запись 60знака георметрйческой информации втриггер б и числового значения геометрической информации в регистр 5.Если геометрическая информация за"дана со знаком +, то на вход 65 установки в единицу триггера б изустройства 3 ввода поступает уровень лот наческой единицы, а на входустановки в нуль триггера б уровеньлогического нуля и триггер б уста"навливаются в единицу. Уревень логи"ческой единицы с второго выхода дешифратора 7 поступает на первыйвход разрешения записи информациисчетчика 23, но так как в это время триггер 24 находится в нулевомсостоянии, уровень логического нуляс его прямого выхода блокирует запись информации в счетчик 23. Сразуже после записи георметрической инФормации в регистр 5 на инверсномвыходе раченства и первом выходе.неравенства элемента 25 сравнения, выполненной,например, с использованиеммикросхемы К 555 СП 1, устанавливаетсяуровень логической единицы.,Сигналс инверсного выхода равенства элемента 25 сравнения поступает на первые входы элементов И 11 и 12, натретьих входах которых уже присутствует уровень логической единицы.При вводе информации о количестве отверстий в группе дешифратор 7 дешифрирует адрес этой информации и наего втором выходе устанавливаетсяуровень логической единицы, которыйразрешает запись информации о количестве отверстий в группе в счетчик 4. 1 После считывания устройством 3 ввода символа Конец кадра на третьем выходе дешифратора 7 устанавливается уровень логической единицы, который поступает на второй вход блока 3 ввода и останавливает ввод информации. Этот уровень логической единицы на третьем выходе дешифратора 7 сохраняется до начала ввода нового кадра программы, При поступлении этого же сигнала на первые входы элет ментов И 11 и 12 на выходе одного из них появляется уровень логической единицы, который поступает на привод 17 станка и вызывает его перемещение. Направление перемещения при работе устройства в относительных координатах определяется триггером б (знака), Если в триггер 6 записан знак ф+ф, то уровень логической единицы с его прямого выхода проходит через элемент 2 И-ИЛИ 26 и элемент И 11 и вызывает перемещение привода 17 в положительном направлении. Если же в триггер б записан знак -, то уровень логической единицы, установленный на его инверсном выходе, проходит через элемент 2 И-ИЛИ 27 и элемент И 12 ивызывает перемещение привода 17 в отрицательнбм направлении. При движении привода 17 с выхода датчика 18 положения (ОС) начинают поступать импульсы, число которых соответствует количеству дискрет перемещения, пройденных приводом 17. Эти импульсы че,рез элементы И 19 или 20. 21 или 22 поступают на счетчики 1 и 23, Импуль"сы СС прибавляются к содержимому 5 счетчика 1, если содержимое регистра 5 больше содержимого счетчика 1, и вы.итается из него если содержимое регистра 5 меньше содержимого счетчика 1. Суммирование или вычита ние импульсов ОС иэ счетчика 23 определяется направлением перемещения, При движении в положительном йаправлении привода 17 импульсы Сс суммируются с содержимым счетчика 23 и 15 вычитаются из него при движении в отрицательном направлении, Таким образом, после ввода перного кадра, заданного в относительной системе воординат, при движении в положитель.ном направлении счетчики 1 и 23 начинают суммировать импульсы ОС. Когда состояние счетчика 1 станет равным содержимому регистра 5, на ин- версном выходе равенства элемен та,25 сравнения установится уровень логического нуля, который через элементы И 11 или 12 остановит перемещение привода 17, По этому же сигналу с инверсного выхода равенства 30 элемента 25 сравнения на выходе Фор-. мирователя 13 импульса появляется .импульс, Этот импульс поступает на исполнительный механизм 15, который начинает цикл сверления, на триг гер 14, который устанавливается в единичное состояние, блокируя возможность перемещения на время сверления, на элемент И 10, счетчики 1 и 4 и регистр 5. Последний не меняет 40 своего состояния, так как на его вто-. ром входе разрешения записи третьего информационного канала присутствует уровень логического нуля, Если состояние счетчика 4 отлично от нуля, то на выходах элемента НЕ 29 или 45 элемента НЕ-И 9 присутствует уровень логического нуля, который блокирует прохождение импульса с выхода Формирователя 13 импульсов через элемент И 10, а через элемент И-НЕ 8 50 разрешает вычитание единицы из содержимого счетчика 4, Этот же импульс с выхода формиронателя 13 импульсон сбрасывает в нуль счетчик 1, так как на его входе обнуления присутствует уровень логической единицы, Как только счетчик 1 сбрасывается, на инверсном выходе равенства элемента 25 сравнения вновь устанавливается уровень логической единицы. Пос ле завершения исполнительным механизмом 15 цикла сверления с выхода датчика 16 положения выдается импульс, который сбрасывает триггер 14 в нуль. На инверсном выходе 651 триггера 14 появляется уровень логической единицы, который разрешает движение привода 17, С выхода датчика 18 ОС вновь начинают поступать11 импульсы, .которые суммируются в счетчиках 1 и 23Таким образом, при работе устройства н относительных координатах в счетчике 1 хранитсязначение координаты привода 17 относительно предыцущего отверстия, а в счетчике 23 - значение абсопютной координаты привода 17, Когда состояние счетчика 1 станет равным состоянию регистра 5, вновь выдается команда на цикл сверления, счетчик 1 сбросится, а нэ счетчика 4 вычтется единица, и процесс позиционирования и сверления будет повторяться до тех пор, пока состояние счетчика 4 нестанет равным нулю, При этом на выходах элемента НЕ 29 и элемента НЕ-И 9 установятся уровни логической единицы, которые через элемент И-НЕ 8 заблокируют вычитание единицы нз содержимого. счетчика 4 и разрешат прохожцение импульса с выхода формирователя 13 импульса.через элемент И 10. Импульс с выхода элемента И. 10 поступает на вход обнуления второго информационного канала регистра 5 и сбрасывает его, так как на его управляющем входе второго информационного канала регистра в это время присутствует уровень логической единицы, Этот же импульс поступает на первый вход устройства 3 ввода и последнее начи" нает считывание информации очередного кадра. На время его ввода на третьем выходе дешифратора 7 устанавливается уровень логического нуляЕсли новый кадр задается в абсолютных координатах, то устройство 3 ввода считывает подготовительную функцию, задаваемую в начале кадра. Адресная часть этой информации поступает на дешифратор 7, на-вход установки н единицу триггера 24 по". ступает уровень логической единицы, а на Я -вход установки в нуль - уро" вень логического нуля. Дешифратор 7 дешнфрирует адрес подготовительной функции н на его первом выходе появляется уровень логической единицы, разрешающий устанонку триггера 24 в едийичное состояние. По положительному фронту сигнала с прямого выхода триггера 24, поступающего на динамический управляющий вход записи третьего информационного канала регистра 5 и на динамический управляющий вход счетчика 1, осуществляется перепись значения абсолютной координаты последнего просверленного отверстия, хранящейся в счетчике 23, н регистр 5 и счетчик 1. После этогоустройство готово к работе в абсолютных координатахПри вводе кадра запись информации осуществляется аналогично записи при работе в относительной системе координат с той лишь разницей, что в связи с наличием на втором входе разрешения записи информации счетчика 23 уровня логической единицы запись геометрической информации осуществляет-ся как в регистр 5, так и в счет-. - 210 чик 23. После записи геометрической информации на инверсном выходе равенства элемента 25 сравнения устанавливается уровень логической единицы, так как состояние регистра 5 стано вится не равным состоянию счетчика 1, После ввода информации о количестве отверстий в группе по сигналу фХонец кадра начинается перемещение привода 17, Направление перемещения 2 О при работе в абсолютных координатах определяется не триггером 6, а элементом 25 сравнения. Если содержимое регистра 5 больше содержимого счетчика 1, т.е. значение абсолютной ко ординаты следующего отверстия больше значения абсолютной координаты предыдущего отверстия, то на втором выходе элемента 25 сравнения устанавливается уровень логической единицы, который вызывает движение привода 17 в положительном направлении, Если же значение абсолютной координаты нового отверстия меньше значения абсолютной координаты предыдущего отверстия, то уровень логической единицы появляется на третьем выходе элемента 25 сравнения, который через элементы 2 И-ИЛИ 27 и элемент И 12 вызывает движеняе привода 17 в отрицательном направлении, Эти же сигналы с второго и третьего выходов схемы 25 сравнения управляют элементами И 19 и 20, которые направляют импульсы ОС на суммирующий или вычитающий вход счетчика 1. Импульсы ОС 45 поступают также на счетчик 23. Если состояние счетчика 4 больше едини-, цы, то на втором входе элемента И-НЕ 28 установлен уровень логического нуля, а на выходе элемен та И-НЕ 28 - уровень логической единицы, разрешающий поступление импульсов ОС на счетчик 23. К моменту, когда содержимое счетчика 1 станет равным содержимому регистра 5, в 55 счетчике 23 будет находиться значе-. ние координаты, отличающейся от за" писанной по программе на величину перемещения между двумя соседними отверстиями в группе, т.е, координаты следующего отверстия в группе,По сигналу равенства с первого вьхода равенства элемента 25 сравнения осуществляется цикл сверлеиия, вычитание единицы иэ содержимого , 65 счетчика 4 и перепись содержимого счетчика 23 в регистр 5, в котором оказывается записанной координата следующего отверстия в группе. При этом на инверсном выходе равенства элемента 25 сравнения появляется сигнал неравенства и после завершения цикла сверлеиия процесс позициониро- вания повторится.При движении привода 17 к последнему отверстию в группе, т.е. когда значение счетчика 4 равно единице, по сигналу с выхода элемента НЕ-И 9 через элемент И-НЕ 28 блокируется поступление импульсов ОС на счет-, чик 23 и в нем сохраняется значение абсолютной координаты последнего отверстия в группе, что дает воэможность в следующем кадре задавать координаты как в абсолютной, так и в относительной системе координат,После окончания позиционирования последнего отверстия в группе по сигналу с выхода Формирователя 13 через элемент И 10 блок 3 ввода начинает ввод следующего кадра программыеЕсли в очередном кадре содержится подготовительная функция на работу в относительной системе координат, то на первом выходе дешифратора 7 появится уровень логической единицы. На вход установки в нуль триггера 24 поступает уровень логической единицы, по которому триггер 24 устанавливается я нуль. По переднему Фронту сигнала с его инверсного выхода сбрасывается в нуль регистр 5 и счетчик 1 и устройство подготавливается к работе в относительных координатах.Содержимое регистра 5 заданной по программе координаты, счетчика 1 реальной координаты, счетчика 23 абсолютной координаты индицируется на блоке 2 инцикации., давая полную информацию о положении исполнительного механизма 17.Таким образом, введение элементов И 19 - 22, счетчика 23, триггеРа 24, элемента 25 сравнения, элемента 2 И-ИЛИ 26 и 27, элемев" та И-НЕ 28, элемента НЕ 29 в совокупности со.всеми связями позволяет обеспечить работу устройства как в относительной, так и в абсолютной системах координат с иидикацией, заданной по программе, реальной и абсолютной координат исполнительного механизма.Предлагаемое устройство позволяет производить отработку програювй в относительных координатах и обработку по одному кадру группы отверстий, центры которых лежат на одной прямой и расстояние между централа одинаково.Реализованные в предлагаемом устройстве преимущества позволяют повысить производительность труда программистов. Это связано с тем, что отпа" дает необходимость расчета относитель-, ных перемещений в тех случаях, когда 5 на чертежах деталей приведены их абсолютные координаты. Кроме того,наличие индикации, заданной по программе, реальной и абсолютной ко-.ординат станка ускоряет отдадку программы,так как позволяет вести оперативный контроль за соответствием координатотверстий в готовой детали чертежу./быход деииц)ра гбылод дешаррощо Збылод деиаррипщи 7 4 былод деиадврппюро 7мой Выход щриггерпЛ Индерсныйбыл приггера Л/р регистра Яр регистр Зр регистр1 р счетчика 4Яр счетчика Ф форииробавель инберсныи былодпрвггера /9 Дйичик ОС 1 б вод злеиенща ыход тменаа НЕ ОФиг Я1068895 9 сееао 1 ЯР счелчаа 1 Зр счевчика 1 рс еяика гЗ Эсчеоюка Л р счетчика 8 Датчик ОС 6Индеювй йаадвЬезлРФИИУОбррдецвФрйайадмеюаДУс няФеей ЙаодкщбмзкемеидиЯфуйюмя4 жнв йаоУ щмге.Фдюд,вавЬюдааажвбйиЮюеююм б Фиг 4 Подписнкомитета СССРи открытийая наб., д, 4/5 Тираж 046 ПИ Государственн о делам иэобрете Москва, Ж, Ра акаэ 11472/ ВН130 атентород, ул .Про ая илиал Составитель Г,Горбуноваедактор А.Коэориэ Техред А.Бабинец Корректор В