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

Изобретение относится к автомати ческому управлению, в частности к устройствам, предназначенным для ре гулирования положения в пространстве, и может быть использовано в п зиционных системах программного управления для транспортирования объе та управления в определенной после. довательности от одной рабочей пози ции к другой. Известно устройство для программного управления положением объекта содержащее последовательно соединенные задатчик программы, счетчик, блок сравнения, привод и датчик пол жения, например вращающийся трансформатор, а также генератор импульсов, делитель частоты, формировател напряжения, два фазосдвигающих блока и два формирователя импульсов l . В данном устройстве двигатёль пё ремещаемого объекта и датчик положения связаны механически. При нали чии механической связи неизбежны ка радиальные смещения геометрических осей вала двигателя и датчика положения, так и их угловой перекос. Эт вносит значительную погрешность в установку заданного положения объек и снижает надежность устройства. Наиболее близким к предлагаемому является устройство, содержащее дат чик положения,- телевизионную.систему с подключ;енными к ней блоком для отфильтровывания импульсов стро и пусковых импульсов, блоком напряжения сравнения и компаратором, а также селекторы переключения, задающие программу, выходы которых подключены к входам счетчиков, соединенных выходами с электрической оценочной системой с 64-позиционным регистром смещения. Один из выходов датчика положения соединен со счетчиком, другой - с позиционным регистром смещения. Электрическая оценочная система выполняет функцию дешифраторов информации счетчиков. Выход электрической оценочной системы подключен к. компьютеру, в котором происходит сравнение расшифрован ной информации, поступающей со счетчиков. Выход компьютера подключен к входу блока управления перемещением объекта, выход которого соединен с блоком включения перемещающего устройства. Генератор импульсов одним из выходов подключен к счетчику, а другим - к позиционному регистру смещения. Изображение действительного положения объекта преобразуется в точечную информацию, которая затем преобразуется в цифровую форму. В цифровой форме в устройство поступает также информация, характеризующая положение объекта. В компьютере происходит сравнение действительного и заданного параметра позиционирования и рассчитываются параметры отклонений между ними. Управляющей является информация, характеризующая разность между действительным и требуемым положениями объекта 2 . Ограниченная разрешающая способность датчика положения - телеви.зионной системы вследствие конечного числа разложений на строки огра.ничивает точность позиционирования объекта. При использовании известного устройства в неблагоприятных погодных условиях (снег, дождь, туман и пр.) значительно ухудшается качество изображения, а следовательно, в блоки обработки поступает неточная информация, что резко снижает точность устройства и его надежность. Кроме того, устройство сложно по конструкции. Цель изобретения - повышение точности позиционирования. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для програм: :-;:: много управления позиционированием, содержащее датчик положения, генератор тактовых импульсов, блок набора програьсны, подключенный выходами к входам первого коммутатора, связанного первым и вторым выходами со счетными входами соответственно первого и второго счетчиков импульсов, подключенных выходами через соответственно первый и второй дешифраторы к первому и второму входам блока сравнения, связанного выходом с первым входом второго коммутатора, введены делитель частоты, первый и второй нуль-органы, подключенные к управляющим входам соответственно первого и второго счетчиков импульсов, а входами - к первому и второму выходам датчика положения, соединенного третьим выходом с вторым входом второго коммутатора, подключенного выходом к управляющим входам первого нульоргана и блока набора программ, связанного входами с выходами делителя частоты, подключенного входом к выходу генератора тактовых импульсов . .. Датчик положения выполнен в виде излучателя инфракрасного света и фотореле, подключенного первым, вторым и третьим выходами к соответствующим выходам датчика положения. На чертеже приведена функциональная схема устройства. Устройство содержит генератор 1 тактовых импульсов, делитель 2 частоты, блок 3 набора программы, первый коммутатор 4, первый 5 и второй & счетчики импульсов, первый 7 и второй 8 дешифраторы, блок 9

сравнения, второй коммутатор 10, первый 11 и второй 12 нуль-органы, а также датчик 13 положения, включающий в себя излучатель 14 инфракрасного света и фотореле 15.

Предлагаемое устройство для программного позиционирования объекта в конкретном варианте исполнения прменяется для программного управления перемещением тележки 16 счетчика кубатуры лесоматериалов, которая перемещается вдоль заданных позиций 17. ,

Устройство .работает следующим образом.

При включении устройства позиционируемый объект (тележка 16)начинает перемещаться по направлению к заданным позициям (измерительной платформе 17), а генератор 1 так- . товых импульсов вырабатывает сигнал который поступает на делитель 2 частоты, где делится таким образом, что на вход блока 3 набора программы поступает п сигналов с частотой nf ( где п - целое число). Число и iacTOTa сигналов определяется количеством заданных позиций установки тележки 16. Если ,на измерительной платформе 17 лежит один штабель лесоматериалов, то для измерения его объема необходимо установить тележку 16 строго посредине этого штабеля . Для обеспечения этой операции на вход задатчика 3 программы достаточно подать два ,сигнала с частотой If и 2f. Бели на измерительной платформе 17 лежит три штабеля, то для измерения их объема необходимо устновить тележку 16 в трех положени ях - посредине каждого штабеля. Для обеспечения этой операции необходимо три сигнала частотой if, 3f 6f. Если на измерительной платформе 17- п штабелей, то требуется три сигнала частотой If, nf, 2nf. С блока 3 набора программы на коммутатор подаются два или три сигнала определенной частоты в зависимости от количества штабелей лесоматериалов. Как только тележка 16 переместится настолько, что край штабеля на измерительной платформе 17 затемнит просвет между излучателем 14 инфракрасного света и фотореле 15 датчика 13 положения тележки, частотный сигнал с коммутатора 4 подается н счетный вход счетчика 6. Одновременно прерывается связь между нульорганом 12 и счетчиком 6, с которог снимается обнуление. Счетчики 5 к. 6 выполнены на j К-триггерах по принципу сдвигающих, регистров. Когда тележка достигает противоположного края штабелей лесоматериалов, размещенных на измерительной платформе 17, появляется просвет между

излучателем 14 инфракрасного света и фотореле 15. Фотореле 15 включается,и с коммутатора 4 прекращается подача сигнала частотой If на счетчик 6. Одновременно ;на счетный вход счетчика 5 с коммутатора 4 начинает подаваться сигнал частотой 2rnf (где п - число штабелей на измерительной платформе 17). Однако сигнал в счетчике 5 не накапливает0ся, так как в этом положении происходит обнуление информации, подаваемой на этот счетчик, нуль-органом 11. Одновременно с включением фотореле 15 на коммутатор 10 подается сигнал, содержащий информацию о реверсе двигателя и тележка 16 начинает перемещаться в обратном направлении. Как только край штабеля лесоматериалов на измерительной палтформе 17 попадет в просвет между излучателем

0 14 и фотореле 15, последнее отключается, прерывая связь между счетчиком 5 и нуль-органом 11. В результате со счетчика Ь снимается обнуление, и он начинает накапливать сиг5нал частотой 2 nf.

Г, .

Состояния счетчиков постоянно расшифровываются дешифраторами 7 и 8. Сигналы с этих дешифраторов подают0ся на блок 9 сравнения. При уравнивании состояний счетчиков 5 и 6 с блока сравнения подается сигнал через коммутатор, при котором двигатель тележки 16 отключается. Во время

5 останова тележки измеряется срединное сечение штабеля лесоматериалов. При включении датчика, контролирующего начало работы (не показан), включается связь счетчик 5 - нуль-орган

0 11 и счетчик 5 обнуляется. Одновременно подается сигнал на блок 3 набора программы и с последнего через коммутатор 4 на счетчик 5 начинает поступать сигнал частотой nf вместо сигнала частотой 2nf. Однако в этом

5 положении сигнал не накапливает информацию, так как постоянно обнуляется. При включении датчика, контролирующего конец работы (не показан), сигнал с выхода коммутатора 10 вклю0чает двигатель тележки 16. Одновременно разрывается связь счетчик 5 нуль-орган 11 и последний начинает накапливать сигнал частотой nf. Со.стояния счетчиков 5 и 6 вновь посто5янно расшифровываются дешифраторгиии 7 и 8 и при уравнивании состояний счетчиков 5 и 6 с блока 9 сравнения подается сигнал на коммутатор, по ко торому включается двигатель 10.После

0 этого цикл работы устройства повторяется.

Предлагаемое устройство имеет теоретически неограниченную разрешающую способность, определяемую числом триггеров в счетчиках. При

5

1118965

увеличении числа триггеров на порядоктить количество обслуживающего перраэрешакхцая способность устройствасовала. При применении предлагаемои, следовательно, точность также воз-го устройства в народно) хозяйстве

растают на порядок. В устройстве ис-для измерения штабелей лесоматериал

пользован источник инфракрасного светлов на железнодорожных и автомо

та, поэтому на точность позицио-Г 5бильных платформах вследствие более

нирования не влияют погодные уело-точной установки тележки в заданных

ВИЯ, снижающие види 4ocть, а следо-позициях повышается точностьнзмевательно повышается его надежность.рения штабелей лесоматериалов, что

Простота управления позволяет сокра-дает значительную экономию.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ ПОЗИЦИОНИРОВАНИЕМ, содержащее датчик положения, генерат тор тактовых импульсов, блок набора программы, подключенныйвыходами к входам коммутатора, связанного первым и вторым выходами со счетными входами соответственно первого и второго счетчиков импульсов, подключенных выходами через первый и второй дешифраторы к первому и второму вхоJafaitHtfe т Хвдтагежки е дам блока сравнения, связанного выходом с первым входом второго коммут.атора, отличающееся тем, что, с целью повышения точности позиционирования, в него введены делитель частоты, первый и второй нульорганы, подключенные выходами .к упгравляющим входам соответственно первого и второго счетчиков импульсов, а входами - к первому и второму выходам датчика положения, соединенного третьим выходом с вторым входом второго коммутатора, подключенного выходом к управляющим входам первого нуль-органа и блока набора программ, связанного входами с выходами делителя частоты, подключенного входом к выходу генератора тактовых импульсов 2. Устройство ПОП.1, ОТЛИ-t чающееся тем, что датчик положения выполнен в виде излучателя инфракрасного света и фотореле, подключенного первым, вторым и третьим выходами к соответствующим выходам датчика положения.