Устройство для контроля программ на координатографе Советский патент 1985 года по МПК G05B19/18 G05B19/4093 

Изобретение относится к автоматическому управлению и предназначено для использования в системах подготовки программ для графического контроля перфолент к станкам с числовым программным управлением (ЧПУ). Известны чертежные автоматы (ЧА) с автономным управлением, содержащие устройство управления и построитель Однако из-за различия в способах задания входной информации в система ЧПУ станками ЧА контроль программ к станкам с ЧПУ на ЧА требует дополнительно перекодировки входной информации, что снижает эффективность контроля. Известно, что для систем ЧПУ стан ками, в особенности имеющих шаговый привод, например СЧПУ типа Н22-1 м, содержащей узел ввода, узел преобразования, интерполятор, блок задания скорости, шаговый привод, графический контроль Программ можно осуществлять при непосредственном подключении к ним координатографа. Однако из-за несоответствия дискреты перемещений на станке с ЧПУ ( 4 0,01 мм, Л 0,00t мм) и координатографе ( 4 0,1 мм, 4 0,05 м снижается скорость отрисовки програм мы на координатографе. Наиболее близким к изобретению яв ляется устройство для определения момента начала торможения в системе цифрового программного управления, состоящее из последовательно соеди.ненных интерполятора, блока автомати ческого разгона и торможения и элемента И 2j. Недостаток известного устройства низкое быстродействие. Целью изобретения является повышение быстродействия устройства. Поставленная цель достигается тем что в устройстве для контроля про грамм на координатографе, содержащее первый элемент И, подключенный выходом к входу блока разгона-тормож ния соединенного выходом с первым входом интерполятора, введены дешифратор, первый счетчик,второй счетчик , генератор, три вторых элемента И, третий элемент И, три канала, каждый из которых состоит из регистра и четырех четвертых элементов И, и пятый элемент И, подключенный первым входом к выходу генератора, выходом к счетному входу второго счетчика а вторым входом - к первым выходам регистров каналов, подключенных сбро,совыми входами к выходу переполнения |/ второго счетчика, выходам - к первым входам соответствующих четвертых элементов И, старшими информационными разрядами - к соответствующим координатным выходам интерполятора, а младшими информационными разрядами к выходам соответствующих вторых элементов И, связанных первьми входами с информационным входом устройства, входом дешифратора, первым входом первого счетчика и первым входом третьего элемента И, соединенного выходом с вторым входом интерполятора, а вторым входом - с выходом первого счетчика и вторьми входами вторых элементов И, подключенных третьими, входами к первым выходам дешифратора, связанного вторим выходом с входом первого счетчика, причем выход Конец интерполяции интерполятора соединен с первым входом первого элемента И, подключенного вторым входом к тактовому входу устройства, выходы четвертых элементов И каналов подключены соответственно к координатным выходам X, .У и Z устройства, а вторые входы к разрядньЕм выходам второго счетчика, пусковой и остановочный выходы интерпойятора соединены соответственно с пусковым и остановочным выходами устройства. На фиг, 1 представлена блок-схема предлагаемого устройстваj на фиг.2 временные диаграммы работы устройства. Устройство состоит из кс 1мутатора 1, первого элемента И 2, блока 3 автоматического разгоиа и торможения, интерполятора 4 и преобразователя 5. Коммутатор 1 содержит дешифратор 6, первый счетчик 7, три вторых элемента И 8-10 и третий элемент И tt. Преобразователь 5 содержит генератор t2, яятьй элемент И,13, второй с счетчик 14 и три канала (X,У,Z), каждай из которых состоит из регистра 15-, 16,17 и чет1фех четвертых элементов И соответственно 18-21, . 22-25 и 26-29, Инфррмащонсшй вход устройства 30, координатйше выходы устройства (Х,) соответственно 31,32 и 33. Преобразователь 5 собран по схеме двоичного умножителя. Выход . переполнения счетчика 14 соединен с входами сброса регистров 15-17,

31

Устройство работает следуюп им образом.

Перед началом работы в интерполяторе 4, блоке 3 автоматического разгона и торможения, регистрах 15-17 производятся нулевые установки.

При этом закрыты элементы И 2,13 и 8-20. Элемент И 11 открыт.

Работа устройства начинается посигналу Пуск, который поступает от Интерполятора 4 на фотосчитываю.щее устройство (не показано). Фото- считывающее устройство производит построчное считывание информации кадра с перфоленты и вьщает ее с выхо- дов кодовых дорожек на вход коммутатора 1. Сигналы кодовьж дорожек в виде двоично-десятичного кода (код ISO - 7 бит) поступают на ;входы дешифратора 6 и элемента И 11. На элементы И 8, 9, 10 поступают сигналы только с 1-й, 2-й, 3-й и 4-й кодовых дорожек (информационная часть считываемой строки). Одновременно с сигиалами кодовых дорожек на вход счетчика 7 поступают сигналы синхродорожки так, что при считывании каждой строки перфоленты в счетчик 7 прибавляется единица. Каждый раз, когда считывается строка с адресом, детаифра тор. 6 вырабатывает сигнал, который обнуляет содержимое счетчика 7 (фиг. 2,) В результате этого в счетчике формируется двоичньш код числа строк, считанных вслед за стройкой с адресом. Информация, считанная с перфоленты, пропускается открыть1м элементом И 11 на вход интерполятора и не пропускается закрытыми элементами И в регистры 15-17 преобразователя 5.

При считывании 7-й строки после строки с адресом (младшая тетрада числа) в адреса X, У, Z, 1, , К (в случае дуги) и X, У, Z (в случае прямой) счетчик 7 вырабатьшает сигнал переполне1шя, который закрывает элемент И 11 (фиг. 2,7-11) и вырабатывает разрешение на открытие элементо И 8-10 (фиг. 2,,9,10).В результате младшие тетрады перемещений по координатам X, У, Z и начальные координаты дуги Г, J, К не передаются в интерполятор (фиг. 2, 11-4). Прием в интерполятор остальных адресов кадра програ№ ы происходит без изменений,так как в них количество строк следующих за адресом, меньше семи и счетчик 7 не вырабатывает сигнала пе

1492194

реполнения. Таким образом, после

приема кадра в интерполяторе 4 будет задан участок прямой (дуги), размеры которого в 10 раз меньше размеров, е заданных в кадре программы (отделе- ние младшей тетрады числа, представленного двоично-десятичным кодом, равноценно делению его величины на 10)

При заданной скорости интерполяции время обработки введенного кадра интерполятором в результате этого уменшается в 10 раз, что эквивалентно повьшению его быстродействия в 10 раз. Для того,,чтобы не быпо искажения рамеров при отрисовке отрабатываемого участка интерполятором, младшие тетрады перемещений по координатам X, У, Z (адреса X, Y, Z) пропускаются через элементы И 8,9 или 10 на соответствующие регистры 15-17 преобразователя 5. Для этого дешифратор 6 во время приема адресов X, У, Z вьфабатывает разрешающие сигналы на один из элементов И 8,9 и 10 (фиг. 2,6-8, 6-9, 6-10). В результате этого код мпадшей тетрады (кодовые дорожки 1,2,3,4 ФСУ) перемещения по координате X поступает в регистр 15 (. 2,10-15), код младшей тетрады перемещения по координате У - в регистр 16 (фиг. 2,9-16), а код младшей тетрады перемещения по .координате Z в регистр 17 (фиг. 2, v8-17). Как только в один из регистров 15, 16 или 17 поступает код числа, открьшается элемент И 13 (фиг. 2 15-13, 16-13, 17-13) и иа вход счетчика 14 (фаг. 2, 13-14) начинают поступать импульсы генератора 12 (фиг. 2, 12-13). Одновремеино сигналами с выходов тех разрядов этого регистра, которые были установлены в состояние логической 1 при записи в н«го кода числа, открываются соответствующие элементы И 18-29 (фиг. 2, 15-18, 15-19, 15-20, 15-21, 16-22, 16-23, 16-24, 16-25, 17-26, 17-27, 17-28, 17-29, распределение и сигналов на диаграмме приведено дпй случая записи в регистр 15 кода 7, в регистр 16 - кода 8, в регистр 17 кода 9). На вторые входы элементов И 18-29 в процессе работы счетчика 14 с его разрядных выходов поступают импульсы, частота которых пропорциональна весу разряда (фиг. 2, 14-18, 22, 26, 14-19, 23,27, 14-20, 24, 28, 14-21,25,29). Эти импзшьсы через открытые элементы И 18-29 поступают на соответствующие выходы устройства (фиг. 2, Вых. X, Вых. у. Вых. Z). Это процесс продолжается до тех пор, пока счетчик 14 не выработает импуль переполнения, объем счетчика равен 16 входным импульсам (фиг. 2, 14-15, 16,7). При этом с его разрядных выходов выдается 15 импульсов (8 импулсов с выхода 1-го разряда, 4 --с вы- хода 2-го разряда, 2-е выхода 3-го разряда, 1 - с выхода 4-го разряда). Импульс переполнения счетчика 14 производит в регистрах 15-17 нулевые установки, В результате этого исчезают сигналы .на их выходах, что приводит к закрытию элементов И 13 и 18-29. Работа преобразователя 5 прекращается. При этом количество импульсов, вьфаботанных преобразователем 5 на любом из его выходов, равно величине кода числа, записанного в соответствующий регистр 15, 16., 17 То количество импульсов соответствуе остатку деления на десять соответствующего перемещения по координате коммутаторе 1 при вводе кадра в интерполятор.

Импульсы, соответствующие целой части перемещений по координатам X, У, Z,вырабатываются преобразователем 5 в процессе работы интерполятора 4. Работа интерполятора начинается с момента прихода на его вход строки с признаком Конец кадра (Lf). Интерполятор 4 вырабатывает сигнал Стоп на фотосчитывающее устройствои начинает отрабатывать введенный кадр. Скорость отработки введенного кадра задается блоком 3 автоматического разгона и торможения. Вначале скорость отработки кадра увеличивается от минимального значения до заданного и по достижению этого значения остается постоянной.

Как только до конца отработки кадра остается участок, равный участку разгона в начале кадра, блок 3 автоматического разгона и торможения начинает снижать скорость интерполяции, доводя ее к концу отработки кадра до минимального значения. После отработки очередного интерполятор 4 вырабатывает сигнал Пуск на фотосчитывающее устройство. Начинается ввод следующего кадра. Описанный процесс работы устройства повторяется. Во время работы интерполятора 4 с его координатных выходов на соответствующие входы преобразователя поступают импульсы унитарного кода. Каждьш импульс интерполятора 4 в соответствующих регистрах 15-17 преобразователя 5 записывает код числа, равного десяти. Преобразователь 5 преобразует эти коды в соответствующее количество импульсов унитарного кода (десять импульсов) и выдает их на соответствующих выходах.

Запись в регистры 15-17 преобразователя 5 эквивалентного кода, равного десяти, позволяет восстановить истинные размеры отрабатываемого участка,, которые быпи уменьшены в 10 раз коммутатором при вводе кадра в интерполятор 4. Частота импульсов генератора 12 выбирается такой, чтобы время преобразования кодов чисел, записаннь К в регистры 15-17 преобразователя 5, быпо меньше периода импульсов интерполятора, соответствующего максимальной скорости интерполяции. Возникающая неравномерность в следовании импульсов на выходах устройства при изменении скорости интерполяции в моменты разгона и торможения не нарушает работу шаговых двигателей координатографа, так как в координатографе импульсы усредняются делителями блока масштабирования. Неравномерность импульсов возникакнцая при преобразовании кодов чисел, поступающих из конмутатора 1, также не приводит к сбоям в работе щаговых двигателей, так как в это время скорость их вращения снижена до минимальной.

Предлагаемое устройство позволяет за счет увеличения шага интерполяции до величины,. равной дискрете перемещения координатографа, повысить скорость вычерчивания программ в 5-10 раз по сравнению с аналогичными системами ЩУ. Это пошйвает производительность используемого оборудования и сокращает время контроля программ.

:

Ч

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПРОГРАММ НА КООРДИНАТОГРАФЕ, содержащее первый элемент И, подключенный выходом к входу блока разгона-торможения, соединенного выходом с первым входом интерполятора, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, в него введены дешифратор, первый счетчик, второй счетчик, генератор, три вторых элемента И, третий элемент И, три канала, казкдьй из которых состоит из регистра и четырех четвертых элементов И, и пятьй элемент И, подключенный первым входом к выходу тенератора, выходом - к счетному входу второго счетчика, а вторым входом - к первым выходам регистров каналов, подключенных сбросовыми входами к выходу переполнения второго счетчика, выходами - к первым входам соответствующих четвертых элементов И, старшими информационными разрядами - к соответствующим координатным выходам интерполятора, а младшими информационными разрядами - к выходам соответствующих вторых элементов И, связанных первьми входами с информационным входом устройства, входом дешифратора, первьм входом первого счетчика и первым входом третьего элемента И, соединенного выходом с вторым входом интерполятора, а вторым входом - с выходом первого счетчика и вторь1ми i входами вторых элементов И, подключенных третьими входами к первым W выходам деимфратора, связанного втос: рым выходом с входом Первого счетчика, причем выход Конец интерполяции интерполятора соединен с первым входом первого элемента И, подключенного вторым входом к тактовому входу устройства, выходы четвертых элементов И каналов подключены соответственно к координатным выходам X, У и Z устройства, а вторые входы к разрядньм выходам второго счетчика пусковой и остановочный вьтоды интерполятора соединены соответственно с пусковым и остановочн№1 выходами устройства.

м