Устройство для программного управления Советский патент 1986 года по МПК G05B19/18 

ИзобреЧ-ение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах числового программного управления станками и другим технологическим оборудованием.

Цель изобретения - повышение надежности устройства.

На фиг.t приведена блок-схема уст ройства на фиг.2 - схема блока задания перемещений; на фиг.З - схема блока задания скорости.

Устройство (фиг.1) содержит блок 1 ввода, программы, первый 2 и второй 3 регистры, первый 4 и второй 5 блоки задания перемещений (соответ-. ственно по координатам X и У), блок 6 задания скорости, счетчик-распределитель 7, коммутатор 8, блок 9 .управления приводами, блок 10 приводов, счетчик 11 импульсов, сдвиговый регистр 12, генератор 13 импульсов, третий lK-триггер 14, первый RS- триггер 15, второй RS-триггер 16, второй 17 и первьй 18 1К-триггеры, третий 19 и четвертый 20 КЗ-триггеры третий 21, четвертьй 22, пятый 23, второй 24, шестой 25, первый 26, седьмой 27, восьмой 28 и девятый 29 элементы И, первый 30, второй 31, третий 32 элементы ИЛИ, формирователь 33, первый 34 и второй 35 индикаторы, ключ 36, входы и выходы блоков 37-80 устройства.

Блок 4 задания перемещений (фиг.2 содержит первьш 81, второй 82, третий 83, четвертый 84, пятый 85, шестой 86, седьмой 87 и восьмой 88 D- триггеры, десятый 89, одиннадцатый 90, двенадцатый 91, тринадцатый 92, четырнадцатьй 93, пятнадцатый 94, шестнадцатьм 95 и семнадцатьй 96 элементы И, четвертый элемент 97 ИЛИ делитель 98 (сглаживающий делитель), восемнадцатый 99 и девятна,ццатый 100 элементы И, девятый 101 D-триг- гер.

Блок 6 задания скорости (фиг.З) содержит второй блок 102 задания перемещений, третий регистр 103, второй счетчик-распределитель 104.

Блок 6 задания скорости представляет собой многоразрядный однокоор- динатный линейный интерполятор на умножителях. Блок 102 задания перемещений аналогичен блоку 4 задания перемещений.

Система работает следующим образом.

5

0

Первоначально сигналами предварительной установки (ПУ), которые вырабатываются автоматически при включении питания, обнуляются блоки 2-8, триггер 14 устанавливается в состояние единицы, триггеры 17 и 18 - в состояние нуля, сдвиговый регистр 12 - в ноль, после чего включением ключа 36 формируется сигнал Пуск, который поступает на вход элемента РШИ 30 и с его выхода на входы элементов ИЛИ 21 и 22. Поскольку триггер 14 находится в состоянии 1, то откроется Элемент И 21 и его выходной сигнал устанавливается в нулевое состояние триггеры 16,19,20 и в единичное состояние триггер 17.

При этом открываются элементы И 28 и 29 и включаются индикаторы 34 и 35. В результате высокая частота генератора 13, пройдя через элемент И 25 и элемент ИЛИ 32, начинает поступать на входы младшего разряда счетчика-распределителя 7

5 и счетчика 11. Выходные импульсы счетчика-распределителя опрашивают блоки 4 и 5 задания перемещений, об- нуленНые сигналом предварительной установки, поэтому на их выходах .

Q унитарные коды отсутствуют. Так продолжается до тех пор, пока счетчик- распределитель 7 и счетчик 11 не переполняется. При нормальной работе обоих счетчиков они переполняются одновременно, так как их объемы одинаковы. Сигнал переполнения счетчика 11 по входу S устанавливает в 1 триггер 20, при этом закрывается элемент И 29 и гаснет индикатор 33. Сигнал переполнения счетчика распределителя 7 по входу S устанавливает в I триггер 19, при этом закрывается элемент И 28 и гаснет индикатор 34, и поступает на вход элемента И 23, закрытого по второму входу нулевым сигналом с триггера 14.

Сигнал переполнения счетчика 11 и сигнал переполнения счетчика-распределителя 7 поступают также, на входы элемента ИЛИ 31. Выходной сигнал элемента ИЛИ 31 поступает на синхровход (С) JK-триггеров 17 и 18. При этом подтверждается нулевое состояние триггера 18, установленного в О сигналом предварительной установки, а триггер 17 сбрасывается в О по заднему фронту выходного сигнала элемента ИЛИ 31. В результате закрывается элемент И 25 и прохож5

0

5

0

5

дение эысокой частоты через элемент ИЛИ 32 на входы счетчиков 7 и 11 прекращается.

, Как только оба триггера 19 и ...20 установятся в состояние Г срабатывает элемент И 27 и на его выходе появляется единичньй потенци.ал, так как на его третьем входе присутству потенциал с единичного выхода триггера 14. Формирователь 33 из переднего фронта выходного единичного сигнала элемента И 27 формирует импульс, который устанавливает в 1 по входу S триггер 16, в О по входу R триггер 15, и по входу С сбрасывает в и триггер 14. Появление 1 на нулевом выходе триггера 15 включает блок 1 ввода программы. Последний начинает вводить программу с носителя и распределяет ее по блокам следующим образом. Информация о перемещении по координате X заносится поразрядно в запоминающий регистр 2, в особый разряд которого заносится также знак перемещения.

Информация о перемещении по координате Y заносится также поразрядно в запоминающий регистр 3, в особый разряд которого заносится знак перемещения. Информация о, скорости подачи заносится в память блока 6 задания скорости, а информация о множителе (разряде счетчика-распределителя, на который должна быть подана частота) - в промежуточную память коммутатора 8. По окончании ввода кадра сигнал конца кадра (LF) с выхода блока 1 задания программы поступает на S-вход триггера 15, ус М

танавливая его в

, при этом ввод

программы прекращается, а через элемент И 24 поступает на вход элемента ИЛИ 30. Выходной сигнал элемента ИЛИ 30 поступает на входы элементов И 21 и 22. Так как триггер 14 находится в состоянии О, то срабатыва- ет элемент И 22. Его выходной сигнал по входам С перебрасывает в О триггеры 19 и 20, а также поступает на запускающий вход сдвигового регистра 12. Сдвиговый регистр 12 начинает сдвигать единицу синхронно с тактами частоты генератора 13, в результате чего на выходах сдвигового регистра 12 формируются два управляющих импульса ИУ1;и ИУ2. При. этом ИУ1 переписьшает код скорости подачи и множителя из регистров промежуточной памяти блоков 6 и 8 в регистры

10

t5

20

25

2559934

рабочей памяти, коды перемещений и

знаки на запоминающих регистров 2 и 3 в блоки 4 и 5 задания перемещений. Импульс ИУ2 по входу С устанавливает в нулевое состояние триггер 15, при этом включается блок 1 ввода программы и начинает вводить следующий кадр в промежуточную память системы до тех пор, пока конец кадра LF не установит триггер 15 в 1. Одновременно триггер 18 по входу S устанавливается в единичное состояние . При этом открывается элемент И 26 и импульсы с выхода блока 6 задания- скорости поступает на вход коммутатора 8, В соответствии с заданным в программе множителем эти импульсы коммутируются, на один из выходов коммутатора 8, с которого и поступают на соответствующие входы счетчика-распределителя 7 и счетчика 11. Счетчики 7 и 11 начинают- считать . На младшие входы счетчиков . частота поступает через элемент . . ИЛИ 32. При этом выходные сигналы счетчика-распределителя 7 поступают на блоки 4 и 5 задания перемещений. Последние отрабатывают координатные перемещения, вырабатывая унитарные коды, которые в соответствии с заданным в программе знаком поступают на входы блока 9 управления приводами по каналам + или -. Блок 9 вырабатывает аналоговые сигналы соответствующего знака, которые поступают на входы блока 10 приводов. Приводы отрабатывают перемещения в соответствии с заданной программой. Так продолжается до тех пор, пока счетчики 7 и 11 не переполняются. В этом случае, сигнал переполнения счетчика 11 поступает на вход элемента ИЛИ 31 „ и на вход S-триггера 20. Сигнал переполнения счетчика-распределителя 7 поступает на вход элемента И 23, элемента ИЛИ 31, и вход S-триггера 19. Триггеры 19 и 20 устанавливаются в 1, а триггер 18 выходным сигналом элемента ИЛИ 31 сбрасывается в О, тот же сигнал подтверждает О триггера 17. Элемент И 26 закрывается. Прохождение частоты с выхода блока 6 задания скорости на вход коммутатора 8 прекращается. Отработка кадра закончена. Так как триггеры 19 и 20 перебрасываются в единичное состояние по переднему фронту до переключения триггера 18 в О, то элементы И 28 и 29 ос30

35

40

50

55

таются постоянно закрытыми и индикаторы 34 и 35 остаются выключенными. Элемент И 27 остается закрытым нулевым сигналом с выхода триггера 14. Сигнал переполнения счетчика-распределителя 7 пройдет через элемент И 23, открытый единичным потенциалом с выхода триггера 14, и через элемент ИЛИ 30 поступает на вход элемента И 22. Так как этот элемент также открыт единичным потенциалом с триггера 14, то он откроется, и сигнал с его выходи устанавливает в 1 триггеры 19 и 20 и включит сдвиговый регистр 12. Сдвиговый регистр вырабатывает импульсы ИУ1 и ИУ2 и включается цикл отработки следующего кадра программы. Так предлагаемое устройство работает в исправном состоянии.

Наиболее опасной неисправностью с точки зрения возможности брака . детали или аварии станка являете выход из строя счетчика-распределителя 7, так как в этом случае перемещение становится бесконечным (до аварии или включение концевиков на станке, выключающих общее питание) .

Для ликвидации таких аварий в устройстве предусмотрены специальные аварийные режимы.

Первый аварийный режим исключает I запуск устройства в случае, если любой из счетчиков 7 или 11 неисправен.

В этом режиме устройство работае следующим образом.

Предположим, любой из счетчиков 7 или 11 неисправен. Тогда после включения питания, после вьгработки сигнала предварительной установки (ПИ) и включения ключа 36 Пуск частота генератора 13 начинает поступать через элемент И 25 и элемент ИЛИ 32 на входы младших разрядов счетчиков 7 и 11. Сигнал переполнения исправного счетчика через элемент ИЛИ 31 переключает триггер 17 в О и закрьшает элемент И 25, Прохождение импульсов прекратится, При этом тот же из триггеров 19, 20, который устанавливается в 1 по входу S сигналом переполнения неисправного счетчика, останется в нуле и, следовательно, через элементы И 28 и 29 включится один из индикаторов 34 и 35. Если окажется вклю

6

ченным цндикатор 34, неисправен счетчик- распределитель 7, если индикатор 35 - счетчик 11, если включены оба индикатора - значит неисправны o6q счетчика 7 и 11. Но если неисправен хотя бы один из счетчиков 7 и 11 и в нуле останется любой из т риг- геров 19 и 20, то не срабатьшает И 27 и, следовательно, отработка первого кадра программы на начнется. Следовательно, при наличии опасной неисправности система не включится в работу.

Второй аварийный режим возникает, )5 когда во время работы выходит из строя счетчик-распределитель или счетчик 11. Выход из строя счетчика- распределителя 7 приводит к возможности зареза (брака), однако в пред- лага.емом устройстве этого не происхо10

20

дит, так как многократного заполнения младших исправных разрядов не произойдет, ибо импульс переполнения исправного счетчика 11 через ;элемент ИЖ 31 выключает триггер 18. Одновременно включается индикатор 34.

Пример. Пусть задано перемещение 975. Коммутатор 8 подает им-; пульсы на вход S, период 1000. А из строя выходит вторая декада счетчика-распределителя 7. Тогда при подаче на входы счетчиков 7 и 11 1000 импульсов, с выхода блоков 4 или 5 задания перемещений уйдет 900 импульсов, а 75 не будут отработаны. Следовательно, перемещение доработано не будет. Зарез детали невозможен, авария станка тоже. В случае выхода из строя счетчика 7 система продолжает нормальную обработку, так как за- ,пуск обработки следующего кадра осуществляется только импульсом переполнения счетчика-распределителя 7, а для останова обработки, т.е. для сброса в О триггера 18, достаточно импульса переполнения счетчика-распределителя 7. Однако по окончании обработки программы триггер 20 останется в состоянии О и будет гореть индикатор 35. Следовательно, наладчику необходимо устранить возникшую неисправность, так как если при ее наличии возникнет неисправность в счетчике-распределителе 7, то избежать зарез детали или брака

не удается. Но включить неисправную систему по окончании обработки вновь нельзя, так как после сигнала ПУ

(Пуск)возникает первый аварийный режим и система не запустится в работу по новой программе.

Таким образом, устройство позволяет исключить больше, чем задано в программе, перемещений за счет использования дополнительного счетчика и связанных с ним элементов, которые выключают обработку перемещения детали или режущего инструмбн та. Следовательно, исключается брак детали или авария станка (это произойдет в случае выхода из строя счетчика-распределителя, так как в этом случае перемещение становится бесконечным).

Формула изобретени

Устройство для программного управления, содержащее генератор им- пульсов, ключ, первый элемент И, , блок ввода программы, подключенный кодовыми выходами к кодовым входам блока задания скорости, к кодовым входам коммутатора и к кодовым вхо- дам первого и второго регистров, а также счетчик-распределитель, связанный первыми выходами с первыми кодовыми входами первого и второго блоков задания перемещений, подклю- ченных вторыми кодовыми входами к кодовым выходам соответственно первого и второго регистров, связанных знаковыми входами соответственно с первым и вторым знаковыми выхода- ми блока ввода программы, знаковыми выходами - со знаковыми входами соответственно первого и второго блоков задания перемещений, соединеных выходами с саответствующими входами блока управления приводами, а прямой выход первого 1К-триггера связан с первым входом первого элемента И, отличающееся тем, что, с целью.повышения надеж- ности устройства, в него введены сдвиговый регистр, три элемента ИЛИ восемь элементов И, два 1К-триггера четыре RS-триггера, два индикатора и формирователь импульса, подключен ный входом к выходу седьмого элемента И, а выходом - к S-входу второго

..

RS-триггера, к R-входу первого RS- триггера и к С-входу третьего 1К- триггера, связанного прямым выходом с первыми входами четвертого и пятого элементов И, а инверсным выходом с первым входом седьмого элемента

И и с первым входом третьего элемента И, соединенного вторым входом-с BTOpbffi входом четвертого элемента И и с выходом первого элемента ИЛИ, связанного первым входом с выходом ключа, вторым входом - с выходом второго элемента И, третьим входом с выходом пятого элемента И, а выходом - с вторым входом третьего элемента И и с вторым входом четвертого элемента И, подключенного выходом к С-входам третьего и четвертого 1К-триггеров и к первому информационному входу сдвигового регистр соединенного вторым информационным входом с первым входом шестого элемента И, с выходом генератора импульсов и с тактовым входом блока задания скорости, первым выходом - с управляющими входами первого и второго регистров, первого и второго блоков задания перемещений, блока задания скорости и с первым управляющим входом коммутатора, а вторым выходом - с С-входами первого и второго RS-триггеров и с S-вхо- дом первого 1К-триггера, подсЬеди- ненного С-входом к С-входу третьего 1К-триггера и к выходу второго элемента ИЛИ, а инверсным выходом - к первым входам восьмого и девятого элементов И, подключенных выходами соответственно к первому и второму индикаторам, а вторыми входа ми соответственно к прямому выходу третьего RS-триггера и к прямому выходу четвертого RS-триггера, связанного инверсным выходом с вторым входом седьмого элемента И, соединенного третьим входом с инверсным выходом третьего RS-триггера, подключенного R-входом к R-входу четвертого RS-триггера, к S-входу третьего 1ТК-триггера, к R-входу второго RS-триггера и к выходу третьего элемента И, а S-входом к второму входу пятого элемента И, к первому входу второго элемента ИЛИ и к второму выходу счетчика-распределителя, счетный вход которого соединен со счетным входом счетчика импульсов и с выходом третьего элемента ИЛИ, подключенного первым входом к выходу пятого элемента И, а вторым входом к управляющему выходу коммутатора, соединенного информационными выходами с информационными входами счетчик

,импульсов и счетчика-распределителя.

а вторым управляющим входом - с выходом перв ого элемента И, соединенного вторым входом с выходом блока задания скорости, причем выход счетчика импульсов подключен к S-входу четвертого RS-триггера и к второму входу второго элемента ИЛИ, инверсный выход третьего 1К-триггера связан с вторьи входом шестого элемен99310

та И, уцравляющий .выход блока ввода программ соединен с S-входом первого RS-триггера и с первым входом второго элемента И, подключенного первым входом к прямому выходу второго RS- триггера , прямой выход первого RS - триггера соединен с входом блока ввода програм - мы.

(г Ч г 1}лю

11 счетчика tff

А/У/

/pi

t t

S

iOb

Фиг. г

102

Выводе a fMCHm

ту и 26

8

1/ г {

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах числового программного управления станками и другим технологическим оборудованием..Целью изобретения является повьшение надежности устройства. Цель достигается введением в устройство сдвигового регистра, шести триггеров, трех элементов ИЛИ, восьми элементов И, формирователя и двух индикаторов. Введение новых элементов позволяет своевременно обнаружить неисправность системы ДО ее пуска в работу, а также исключить чрезмерно большие (неограниченные) перемещения во время работы. Устройство содержит блок ввода программы, два регистра, два блока задания перемещений, блок задания скорости, счетчик-распределитель, коммутатор, блок управления приводами, блок приводов, счетчик импульсов, сдвиговый регистр, генератор импульсов, семь триггеров, девять элементов И, три элемента ИЛИ, формирователь и ключ, |два индикатора. 3 ил. О) N СЛ сл QD СО со