Устройство для программного управления положением объекта Советский патент 1984 года по МПК G05B19/18 

Изобретение относится к автомати™ зации технологических процессов и мо жет быть.использовано в позиционньк системах управления, например,в робо тотехнике. Известно устройство, содержащее два вычитающих счетчика для ввода адресов фактического и требуемого положений объекта, ключи, выходы которых соединены со счетными входами счетчиков, ключи для установки в счетчики числовых величин адресов, выходы счетчиков соединены с входами командного устройства изменения скорости, счетчик фактического положения объекта, информационные выходы которого соединены с ключами установки-первого счетчика, генератор импульсов под действием которого про исходит вычитание содержимого двух вычитающих счетчиков до тех пор, пока одна числовая величина не станет равной нулю, импульсный датчик перемещений объекта, который со динен со счетчиком фактического адреса- объекта и с вычитающим счетчиком, содержимое которого к концу счета не равно нулю ij . Недостатком известного устройства является невозможность управления объектом со случайным характером ад ресации, каждая позиция которого им ет строго определенный адрес напри мер, сборка узлов электроарматуры, положение детали в сверлильном стан ке и т.п.) , потому что- в устройстве не определяется направление пере мещения объекта в зависимости от его первоначального положения, кроме того, из-за инерционности; процесса сравнения кодов адресов, устройство имеет ограниченное быстр действие. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для программного управления положением объекта, содержаще импульсныйдатчик перемещения объек та, блок управления исполнительным механизмом, вычитающий счетчик, вых которого через первый блок ключей соединен с установочным входом первого суммирующего счетчика, подключенного счетным входом к выходу первого ключа, а выходом - к счетному входу первого триггера, второй суммирующий счетчик, счетный вход которого соединен с выходом второго ключа, выход - со счетным входом вт рого тригг.ера, а установочный входс выходом второго блока ключей, под соединенного соответствующим входом к одному из входов первого блока ключей .и к установочному входу устройства, генератор импульсов, выход которого подключен к информацио ному входу третьего ключа, первый и второй элементы VI, прямые выходы Первого и второго триггеров сои.тдане- ны с управляющими входами пет-вого и второго ключей соответственно и через первый элемент И - с управляющим входом третьего ключа, инверсные выходы первого и второго триггеров подсоединены соответственно к первому и второму входам, а через второй элемент И и к третьему входам блока управления исполнительHbLM механизмом, выходы импульсного датчика перемещения объекта и третьего ключа соединены с информационными входами первого и второго ключей, счетный вход вычитающего счетчика подсоединен к выходу второго ключа, а вход установки в нуль - к запускающему входу устройства и к входам установки в единицу первого и второго триггеров 2 . К недостаткам известного устройства относятся неопределенность состояния счетчика фактического адреса пгри неопределенном, случайном положении объекта, обусловленного наличием импульсного датчика перемещения, учитывающего пройденный за этап выполнения программы путь объекта с априори известным его первоначальным положением, что сужает функциональные возможности устройства, и низкое быстродействие в работе, что обусловлено последовательностью ввода кода исходных данных. Целью изобретения вляется расширение функциональных возможностей устройства за счет определения устройством исходного адреса объекта и повышение быстродействия его в работе за счет Параллельного ввода и сравнения данных. Указанная цель достигается тем, что н устройство, содержащее группу первых элементов И, два триггера, единичные выходы которых подключены к входам блока управления исполнитед§1ными механизмами, и последо.вательно соединенные генератор импульсов, первый ключ, суммирующий счетчик и ируппу вторых элементов И, третий и четвертый элементы И, первый и второй входы которого подключены к первым входам второго и третьего ключей, а выход через второй и третий ключи подключен к первому входу четвертого и пятого ключей, а также шестой и седьмой ключи, введены два регистра оперативной памяти, элемент ИСКДОЧАЮЩЕЕ ИЛИ, элемент задержки, группа пятых элементов и и третий Триггер, а в каждый г.шадший разряд регистра - первый и второй элементы ИЛИ, первые входы jKOTopHX соединены с выходом первого и второго ключей соответственно, вТорые. входы - с выходом соответственно пятого и четвертого ключей, а выходычерез шестой и седьмой ключи - с входами элементов ИЛИ следующего разряда регистра, выход генератора импульсов подключен к вторым входам групп первых и вторых элементов И, к нулевым входам первого, второго и третьего триггеров и к обнуляющему входу суммирующего счетчика, а через элемент задержки - к обнуляющим входам первого и второго регистров оперативной памяти и к первым входам группы пятых элементов И, вторые входы первго и второго регистров оперативной памяти соединены с выходами групп первых и вторых элементов И, выхода младших разрядов регистров - с вторыми входами четвертых и ПЯТЕЛХ ключей, а выходы старших разрядов с входами третьего элемента И, входы четвертого элемента И подключены к вторым входам первого и второго элементов ИЛИ, а выход - к вторым входам шестого и седьмого -ключей, входы элемента ИСКЛЮЧАЮЩИЕ ИЛИ соединены с выходами первого и второго элементов ИЛИ младшего разряда регистpa, а выход - с управляющими входами шестого и седьмого ключей того же разряда, единичный выход третьего триггера соединен с третьим входом блока управления исполнительными механизмами, а вторые входы всех триггеров подключены к выходам группы пятых элементов и.

На чертеже изображена блок-схема предлагаемого устройства для программного управления положением объекта.

Устройство содержит генератор 1 .импульсов, первый ключ 2, соединенны информационным входом с входной шиной фактического адреса объекта, а входом управления - с выходом генератора импулБСов, суммирующий счетчик 3 импульсов, соединенный, : счетным входом с выходом ключа 2, а входом обнуления - с выходом генератора 1 импульсов, группу вторых элементов И 4, группу первых элеменгтов И 5, первый регистр 6 оперативной памяти, второй регистр 7 оперативной памяти) в каждом младшем разряде регистра ключ. 8, соединенный информационным входом с выходом одноименного разряда регистра б, в каждом разряде регистра ключ 9, соединенный информационным входом с выходом одноименного разряда регистра 7, в каждом младшем разряде первый элемент ИЛИ 10, второй элемент ИЛИ 11, четвертый элемент И 12, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ,13, соединенный входами с выходами элементов .ИЛИ 10 и ИЛИ 11 младшего разряда регистра, шестой ключ 14, седьмой ключ 15, элемент 16 задержки, соединенный входом с выходом генератора 1

1мпульсов, а выходом - с входами обнуления регистров б- и 7, элемент И 17, элемент И 18, элемент И 19, соединенный одним входом с выходом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 13, а другим входом - с выходом элемента 16 задержки, первый триггер 20,соединеный нулевым входом с выходом генератора 1, а единичным входом - с выходом элемента И 17, второй триггер 2 соединенный нулевым входом с выходо генератора 1, а единичным входом с выходом элемента И 18, третий тригер 22, блок 23 управления исполнительными механизмами.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии устройства счетчик 3, регистры 6 и 7, триггеры 20 и 21 обнулены, на выходах счетчика 3, регистров б и 7, ключей 8 и 9, элементов ИЛИ 10, ИЛИ 11 и И 12 - низкие потенциалы, на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 13 высокий потенциал, на выходах ключей 14 и 15 низкие потенциалы, ключ 2 периодически импульсами генератора 1 на короткие промежутки времени закрывается, ключи 8,9,14 и 15 открыты, отсутствие информации на входе ключа 2 соответствует отсутствию исходного адреса объекта в пространстве его первоначального и/или последующего возможного пребывания в зоне действия устройства, а отсутствие информации на входах элементов И 5 соответствует отсутствию адреса конечного -положения объекта. При появлении объекта в зоне его обслуживания устройством информация от частотного датчика текущего положения объекта -(не показан)через открытый ключ 2 поступает на счетный вход счетчика 3, где за промежуток времени между очередными импульсами с выхода генератора 1 фиксируется число, пропорциональное текущему адресу объекта. Каждый импульс генератора 1 закрывает ключ 2, переписывает текущий адрес объекта, т.е. содержимое счетчика 3 через элементы И.4 в регистр 6, через элементы И 5 конечный адрес объекта в регистр 7, обнуляет триггеры 20-22, а с задержкой во .времени через элемент 16 задержки, и через один из элементов И 17,18 или 19 переводит один из триггеров 20, 21 или 22 в единичное состояние. При наличии о текущем и конечном адресах объекта в устройстве осуществляется сравнение содержимого регистров 6 и 7, причем если в старшем разряде регистров б и 7 записана единица, то высоким потенциалом с выхода стар.шего разряда регистров б и 7 ключи 8 и 9 данного разряда через элемент И 12 этого же разряда закрываются, и на их выходе остается низкий потенциал, если Б старшем разряде записаны нули, то на выходе элемента И 12 этого разряда низкий потенциал, ключи 14 и, 15 открыты, но так как на их информацисиных входах низкие потенциалы, то и на выходах этих ключей низкие потенциалы. Если в следующем, а порядке убывания разрядов, разряде записаны единицы, то высокий потенциал с выходов регистров 6 и 7 этого разряда через открытые ключи 8 и 9 поступает на входы элементов ИЛИ 10, ИЛИ 11 и И 12, а высоким потенциалом с.выхода элемента И 1.2 ключи 14 и 15 Э.ТОГО регистра закрываются, на их выходах остается низкий потенциал, если же в разряде записаны нули, то на выходах ключей 8 и 9 элементов ИЛИ 10,.ИЛИ 11 К 12 и ключей 14 и 15 остаются низкие потенциалы, и так может продолжаться до младшего разряда. В младше разряде при равенстве содержимого регистра 6 содержимому регистра 7 равные потенциалы на выходах элементов ИЛИ 10 и ИЛИ 11 младшего разряда обеспечивают высокий потенциал на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 13, что приводит к закрыванию ключей 14 и 15 младшего разряда, и незвисимо от потенциала, на входах ключей 14 и 15 на их выходах устанавливется низкий потенциал. При Рс1венстве содержимого регистров 6 и 7 высокий потенциал с выхода старшего разряда, с которого обнаруживается неравенство, через открытый ключ 8 или 9 и элемент ИЛИ 10 или ИЛИ 11, а также через открытые ключи 14 или 15 соответственно поступает на управляющие входы ключей 8 или 9 соответственно младших разрядов, ключи 8 или 9, на входах управления которы $ высокий потенциал, закрываются независимо от содержимого младших разрядов регистров б и 7, при содержимом регистра б меньше содержимого регистра 7. На выходе ключа 14 младшего разряда устанавливается высокий потенциал, а на выходах элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 13 и ключа 15 младшего разряда-низкий потенциал, и наоборот. Таким образом, всегда, равенство содержимого регистров б и 7 приводит к высокому потенциалу на выходе элемента исключающее ИЛИ 13 и к низкому потенциалу на выходах ключей 14 и 15 младшего разряда, а неравенство содержимого регистров 6-и 7 - к высокому потенциалу на выходе ключа 14 или 15 младшего разряда и к низкому потенциалу на выходах элемента исключающее ИЛИ 13 и ключа 15 или 14 младшего разряда соответственно. Задержанный во времени импульс с выхода элемента 16 задержки поступает на входы элементов И17 - И 19 и входы обнуления регистров б и 7, этот импульс через элемент И 17 И 18 или И 19, на другом входе которого уже имеется высокий потенциал, поступает на единичный вход триггера 20, 21 или 22 соответственно и переводит последний в единичное состояние. Высокий потенциал с выхода триггера 20 через блок управления исполнительным f механизмом 23 приводит к перемещению объекта в одну сторону, с выхода триггера 21 - в другую, а сигнал с выхода триггера 22 отключает использованный механизм и фиксирует объект в заданной точке.

Устройство для программного управления положения объекта обеспечивает расширение функциональных возможностей работы манипулятора за счет возможности управлением положения объекта из любого его первоначального случайного положения, кроме того, повышается быстродействие в работе, что вместе взятое повышает производительность автомата.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГрАГ4МНОГО УПРАВЛЕНИЯ ПОЛОЖЕНИЕМ ОБЪЕКТА, содержащее группу первых элементов И, два триггера, единичные выходы которых подключены к входам блока управления исполнительными механизмами, и последовательно соединен-, ные генератор импульсов, первый ключ, суглмирующий счетчик и группу вторых элементов tl, третий и четвертый элементы И, первый и второй входы которого подключены к первым входам второгоИ третьего ключей, а выход через второй и третий ключи подключен к первому входу четвертого и пятого ключей,а также шестой и седьмой ключи,.отличаю адеес я тем, что, с целью повышения быстродейс,твия устройства, в него введены два регистра оперативной памяти, элемент ИСК ЛОМАЮЩЕЕ ИЛИ, элемент задержки, группа пятых эле- ментов И и третий триггер, а в каждый младший разряд регистра - первый и второй элементы ИЛИ, первые входы которых соединены с выходом первого Ба, и второго ключей соответственно, вторые входы - с выходом соответственно пятого и четвертого ключей/ а выходы через шестой и седьмой ключи - с входами элементов ИЛИ следующего разряда регистра, выход генератора импульсов подключен к вторым входам группы первых и вторых элементов И, к нулевым входам первого второго и третьего триггеров и к Ьбнуляющему входу суглмирующего счетчика, а через элемент задержки к обнуляющим входам первого и второго регистров оперативной памяти и к первым.входам группы пятых элементов И, вторые Входы первого и второго регистров оперативной памяти соединены И с выходами групп первых и вторых эле (Л ментов И, выходы младших разрядов регистров - с вторыми входами четвертых и пятых ключей, а выходы старших разрядов - с входами третьего элемента И, входы четвертого элемен- я та И подключены к вторым входам первого и второго элементов ИЛИ, а выход - к вторым входам шестого и сёдь мого ключей, входы элемента ИСКЛЮ а :д ЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединены с выходами пер вого и второго элементов ИЛИ младшего разряда регистра, а выход - с . hO управлякяцими входами шестого д седьмо:о :п го ключей того же разряда, единичный выход третьего триггера соединен с третьим входом блока управления исполнительными механизмами, а вторые входы всех триггеров подключены к выходам группы гятых элементов И,