Функциональный интерполятор Советский патент 1985 года по МПК G05B19/4103 

Изобретение относится к числовому программному управлению и может найти применение в автоматических системах резьбонарезных эубообрабатывающих и намоточных станков, а также роботов, обслуживающих кон-вейеры и поточные линии.

Цель изобретения - упрощение интерполятора. , .

На фиг. 1 изображена структурная схема предлагаемого интерполятора; на фиг. 2 - временные диаграммы на фиг. 3-5-принципиальные схемы вариантов исполнения отдельных блоков узла управления.

Функциональный интерполятор (фиг. 1) содержит генератор 1 импульсов, делитель 2 частоты, пер- . вый счетчик 3 ведущей координаты, Триггеры 4j первые элементы И 5, счетчики 6 ведомой координаты, вторые счетчики 7 ведущей координаты, второй элемент И 8 и узел 9 управления , включающий в себя счетчик 10 кадров, пульт 11 управления, блок 12 памяти и элемент 13 задержки.

Элемент 13 задержки (фиг. 3) содержит диод 14, резистор 15, кЬнденсатор 16 и элемент И 17, узел управления - элемент НЕ 18, пульт 11 управления (фиг. 3) - кнопку 19 и резисторы 20 и 21; блок 12 памяти (фиг. 3) - дешифраторы 22-24 и группы элементов НЕ 25-27.

Генератор 1 импульсов (фиг. 4) содержит элемент И-НЕ 28-30, элемент И 31, конденсатор 32, резистор 33 и элемент НЕ 34J делитель 2 частоты (фиг. 4) - двоичный счетчик 35, элемент И-НЕ 36, элемент НЕ 37, диод 38, конденсатор 39,

элемент ИЛИ-НЕ 40 и элемент НЕ 4 Г, первьш счетчик 3 ведущей координаты (фиг. 4) - резистор 42, элементы НЕ 43 и 44, элемент ИЛИ-НЕ. 45, двоичный счетчик 46, элемент И-НЕ

47, D-триггер 48, дешифратор 49. I

Триггеры 4 (фиг. 5) содержат элемент ИЛИ-НЕ 50, элемент НЕ 51, резистор 52, D-триггер 53-, счетчики 6 ведомой координаты (фиг. 5) элемент НЕ 54, резистор 55, двоичны счетчик 56, дешифратор 57, элемент НЕ 58i вторые счетчики 7 ведущей координаты (фиг. 5) - элемент ИЛИ 59, элемент ИЛИ-НЕ 60, .резистор 61,

элемент НЕ 62, двоичный счетчик 63, дешифратор 64, элемент НЕ 65.

Основные функции, выполняемые блоками устройства, определяются спецификой управляемого объекта технологической установки с ведущей (Z) и ведомыми (X, У, ...) координатами, совершающими программные Перемещения в пространстве. Задание на ведущие координату Z поступает с выхода делителя 2 частоты в виде последовательности унитарных импульсов, частота которых обычно соответствует частоте приемистости ведущего привода. При необходимости изменения этой частоты делитель 2 может быть выполнен управляемым. Число импульсов, поступающих на ведущую координату, контролируется счетчиком 3 ведущей координаты. Ведомые координаты X, У управляются импульсными последовательностями с выходов вторых счетчиков 7 ведущей координаты в функции задания на ведзпцую координату. Интерполятор одновременно задает скорости, пропорциональные частоте унитарного кода, и величину приращений ЛХ, ДУ, ..., Л Z по координатам. Программа управления , хранящаяся в узле 9 управления, содержит информацию об этих приращениях в каждом кадре. Кадры программы поочередно вводятся в счетчики 3, 6 и 7, а подаваемые на координаты импульсы задания уменьшают содержимое счетчиков до их обнуйения. Импульсы обнуления служат выходными сигналами счетчиков, вызывающими обновление их информации. Соотношение приращений по координатам X, У, Z в каждом кадре может быть произвольном, а том числе допутимы нули по ведомым координатам, соответствующие стоянке. Признаком конца кадра является сигнал обнуления счетчика 3 ведзпцей координаты, а признаком конца программы сигнал.

При отработке двух кадров (фиг, 2), в первом из которых соотношение между перемещениями по координатам 4Х: ЛУ; /sZ 3:4:5, а во втором дХ: дУ: Z 8:0:5,.в первом кадре максимальное перемещение имеет координата Z, она же является ведущей, во втором кадре максимальное перемещение имеет координата X, по У запрограммирована стоянка.

но Z по-прежнему остается ведущей оординатой.

В исходном состоянии контакт Пуск узла 9 управления разомкнут, и сигнал Сброс установлен на вхоах сброса всех элементов устройства.

При нажатии кнопки Пуск на пульте 11 управления узла 9 управления снимается сигнал Сброс, В счетчики 3 и 7 ведущей координаты по инфорационной щине заносится код ЛZ нулевого кадра, в счетчики 6 ведомых координат - коды л X, л У, ... нулевого кадра.

Импульсная последовательность генератора 1 импульсов (строка 1), поделенная в делителе 2 частоты (строка 2), поступает на управление ведущей координатой Z, на вычитающий вход первого счетчика 3 ведущей координаты и на установки в 1 триггеров 4. С приходом каждого импульса от делителя 2 частоты триггер 4 устанавливается в 1 (строка 4), открьшая первьй элемент И 5. Импульсная последовательность генератора 1 импульсов проходит через первьй элемент И 5 (строки 5) на вычитающие входы счетчиков 6 и 7. Периодически возникающие сигналы обнуления счетчика 6 каждой ведомой координаты (строки 6) устанавливают триггер.4 в О по входу установки в О, прекращая поток импульсов генератора 1 через элемент И 5 данной координаты до прихода следующего импульса поделенной последовательности на вход установки в 1 триггера 4. Когда триггер 4 находится в нулевом состоянии, на его инверсном выходе присутствует сигнал логической единицы (строка 4), который поступает на первый вход второго элемента И 8. При этом разрешается перезапись кода приращения ЛХ,(лУ, ...) по информационным входам счетчика 6 из узла 9 управления.

В свою очередь периодически возникающие сигналы обнуления вторых , счетчиков 7 ведущей координаты поступают на управление ведомыми координатами X, У, ... (строки 7) и разрешают перезапись кода AZ из узла 9 управления по информационным входам.

Сигнал обнуления первого счетчика 3 ведущей координаты поступает на второй вход второго элемента И 8j и после поступления на первые входы этого элемента сигналов с инверсных выходов триггеров 4 от обнуления всех счетчиков 6 элемент И 8 открывается (строка 8). Сигнал с выхода второго элемента И 8, свидетельствующий о завершении отработки кадра, отключает генератор 1 импульсов и увеличивает на единицу число в счетчике 10 кадров узла 9 управления. Код номера следующего кадра

со счетЧ1жа 10 кадров поступает в качестве адреса в блок 12 памяти узла 9. На шинах 4Х, лУ, uZ узла 9 появляется информация следующего кадра. Коды АХ, ДУ переписьшаются

в счетчики 6, находящиеся в этот момент в состоянии нуля. Через время задержки, необходимое для смены информации на шинах ЛХ, 2Sy, уэла 9, на первый выход этого узла

приходит импульс, разрешающий считьшание нового кода AZ в первый счетчик, 3 и вторые счетчики 7 ведущей координаты. С переходом счетчика 3 в нулевое состояние снимается

запрет с генератора 1 импульсов, а с приходом очередного импульса на входы установки в 1 триггеров 4 начинается отработка следующего кадра.

Когда последний кадр программы

завершен, в блоке 12 памяти узла 9 управления остается нулевая информация по ДХ, ЛУ, ..., uZ.

Считыванием кода и Z О в первый счетчик 3 ведущей координаты запрещаются работа генератора 1 импульсов и переход к следующему кадру. Отпустив кнопку Пуск пульта 11

управления узла 9, оператор €меет возможность установить сигнал Сброс на всех элементах схемы. АХ-АУ-Л2 3-- -5A}(-A AZ 8-0--5

/ HIilllllllHHIIII

Фиг.1

1. ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ИНТЕРПОЛЯТОР, содержащий генератор импульсов, -выход которого подключен для каждой верхней координаты через первьй элемент И к вычитающему входу счетчика ведомой координаты, а также второй элемент И, подключенный выходом к входам генератора импульсов, и узел управления, отличающийся тем, что, с целью упрощения интерполятора, он содержит первый счетчик ведущей координаты, делитель частоты и для каждой ведомой координаты триггер и второй счетчик ведущей координаты, вычитающий вход которого соединен с выходом первого элемента И, а нулевой выход - с выходом ведомой координаты интерполятора, причем входы установки в 1 триггеров подключены к выходу делителя частоты, соединенному также с вычитающим входом первого счетчика ведущей координаты и с выходом ведущей координаты интерполятора, для каждой аедомой координаты первый вход установки в О триггера соединен с нулевым выходом счетчика ведомой координаты, единичньй выход триггера - с вторым входом первого элемента И и входом записи счетчика ведомой координаты, входы второго элемента И соединены с нулевыми выходами триггеров и первого счетчика ведущей координаты, выход записи узла управления подключен к входам записи первого и вторых счетчиков ведущей координаты, выход сброса узла управления подключен к входам сброса первого и вторых счетчиков ведущей координаты, к входам сброса счетчиков ведомых координат и к входам установки в О триггеров, (Л а информационные выходы узла управления - к информационным входам первого и вторых счетчиков ведущей координаты и счетчиков ведомых координат . . Интерполятор по п. 1, отличающийся тем, что узел Од управления содержит пульт управлеСХ) ния, счетчик кадров, блок памяти ;о и элемент задержки, выход которого является выходом записи узла, а вход соединен с входом счетчийа кадров и является входом узла, выход пульта управления связан с входом сброса счетчика кадров и является выходом сброса узла управления, выходы счетчика кадров подключены к адресным входам блока памяти, информационные выходы которого являются информационньми выхо, дами узла управления, а вход делителя частоты соединен с выходом генератора импульсов.

Фг/г.-г

Запись

С§л8

12

14 й

Фие.З

CSn.e

gfy.4

Запись

На Jiod SMKO 8