Устройство для управления следящим приводом Советский патент 1986 года по МПК G05B19/18 G05B11/01 

25

Изобретение относится к автоматика и предназначено для использования в системах числового программного управления станками.

Целью изобретения является упро- 5 щение устройства для управления следящим приводом и повьшение его быстродействия .

На фиг.1 изображена функциональная схема устройства; на фиг,2 - 10 пример выполнения формирователя импульсов и строба; на фиг.З - временная диаграмма работы формирователя импульсов и строба, на фиг.4 - пример выполнения первого делителя 15 частоты; на фиг.5 - временная диаграмма формирования выходных сигналов первого делителя частоты.

Устройство для управления следящим приводом содержит генераторы 1-8 20 одиночных импульсов, генератор 9 импульсов, делители 10-14 частоты, усилитель 15 мощности, дискриминаторы 16-19, элементы 2И-2ИЛИ 20-23, формирователь 24 импульсов и строба, содержащий формирователи 25 и 26 импульсов, элемент НЕ 27, триггеры 28 и 29, элементы И-НЕ 30 и 31,счетчик 32 импульсов, элемент 2И-ЗИЛИ 33, делитель 10 частоты содерзшт дели- 30 тель 34 и D-триггер 35.

Устройство работает следующим образом.

Импульсы с генератора 9 импульсов поступают на вход делителя 10 час- 35 тоты, на выходе которого образуются две имп льсные последовательности одинаковой частоты со скважностью равной двум, но сдвинутые друг относительно друга на четверть периода. 40 Дпя формирования этих последовательностей на выходе делителя 34 установлен D-триггер 35, D-вход которого подается сигнал, поступающий на первый выход делителя часто- 45 ты. На С-вход D-триггёра 35 поступает сигнал удвоенной частоты.Прямой выход D-триггера 35 является вторым выходом делителя 10 частоты (фиг.5).50

Эти последовательности усиливаются усилителем 15 мощности и через первый и второй выходы устройства подаются на входные обмотки четырех датчиков перемещения координат. С 55 выходов датчиков перемещений импульсные сигналы, фазы которых -определяются положением исполнительного меха5

5

0 0

5 0 5 0

5

низма каждой координаты, поступают через первую группу входов устройст- ва на первые входы дискриминаторов соответствующих координат. Дискриминатор 16, делитель 11 частоты, элемент 2И-2ИЛИ 20 и генераторы 1 и 2 одиночных импульсов образуют преобразователь координаты X. Генераторы . 3 и 4 одиночных импульсов, элемент 2И-2ИЛИ 21, делитель 12 частоты с дискриминатором 17 образуют преобразователь координаты Y. Генераторы 5 и 6 одиночных импульсов, элемент 2И-2ИЛИ 22, делитель 13 частоты с дискриминатором 18 образуют преобразователь координаты Z. Генераторы 7 и 8 одиночных импульсов, элемент 2И-2ИЛИ 23, делитель 14 частоты и дискриминатор 19 образуют преобразователь координаты С. Генераторы 1,3,5 и 7 одиночных импульсов формируют на выходе положительные импульсы, а генераторы 2,4,6 и 8 - отрицательные импульсы.

Импульсы с выхода генератора 9 импульсов поступают на пятый вход формирователя 24 импульсов и строба, на первом и втором выходах которого формируются две импульсные последовательности., сдвинутые друг относительно друга на полпериода, частота которых совпадает с частотой импульсов генератора. При отсутствии импульсов на входах генераторов одиночных импульсов импульсы с второго выхода формирователя 24 импульсов и строба через элементы 2И-2ИЛИ 20- 23 поступают на входы делителей 11- 14 частоты. С выхода последних импульсы, частота следования которых совпадает с частотой следования импульсов с датчиков перемещений, поступают на вторые входы соответствующих дискриминаторов. На выходе каждого дискриминатора формируются импульсные последовательности, управ- лякшще привадами соответствующих координат и стремящиеся привести их в положение,, когда сигналы, поступающие на первый и второй входы каждого ,цискриминатора, сдвинуты друг относительно друга на полпериода. При этом скважность сигналов на выходах дискриминаторов 16-19 становится равной двум, что соответствует неподвижному состоянию приводов. В это состояние устройство и устанав

ливается после завершения переходного процесса, вызванного включением.

При работе устройства управления следящим приводом совместно с устройством числового программного управления на входы генераторов одиночных импульсов могут поступать импульсы интерполяторов +Х или -X, +Y или -Y, +Z или -Z, +С или -С. Любой из этих импульсов синхронизи- руется в интерполяторе импульсами скорости. Поэтому по каждому син- хронизирующему импульсу (СИ), поступающему на первый вход формирователя 24 импульсов и строба, на его третьем выходе формируется строб. Передний фронт этого строба совпадает с задним фронтом импульса на втором выходе формирователя 24 импульсов и строба, следующего напое- редственно за СИ. Длительность строба в зависимости от масштаба перемещения (масштаб может выбираться из ряда 1,2,4) равна одному,двум или четырем периодам следования импульсов на втором выходе формирователя 24 импульсов и строба. Этот строб поступает на вторые входы все генераторов 1-8 одиночных импульсов на первые входы которых поступают импульсы перемещения интерполятора. Причем импульсы, соответствующие положительным направлениям перемещений +Х, +Y, +Z и +С, поступают на нечетные гене- раторы 1, 3, 5 и 7 одиночных импульсов соответствующих преобразователей, а импульсы, соответствующие отрицательным направлениям перемещений -X, -Y, -Z и -С, - на четные генераторы 2,4,6 и 8 одиночных импульсов соответствующих преобразователей. Поскольку работа всех четьфех преобразователей идентична, рассмотрим их работу при поступлении импуль сов интерполятора на примере преобразователя координаты X. При поступлении на первый вход генератора 1 одиночных импульсов импульса интерполятора +Х на его выходе появляется импульс, разрешающий прохождение через элемент 2И-2ИЛИ 20 одного, двух или четырех (в зависимости от масштаба) импульсов, поступающих на его первый вход, на вход делителя 11 час тоты,Эти импульсы добавляются в последовательность импульсов,поступающих на третий вход элемента 2И-2ШШ 20,

5

5 О 5 0

и изменяют фазу импульсной последовательности на выходе делителя 11 частоты соответственно на одну,две или четыре дискреты в положительном направлении.

При поступлении импульса интерполятора -X на первый вход генератбра 2 одиночных импульсов на его выходе появляется отрицательный импульс, блокирующий в зависимости от масштаба перемещений один, два или четыре импульса, поступающих на вход делителя 11 частоты через третий вход элемента 2И-2ИЛИ 20 с второго выхода фррмирователя 24 импульсов и строба. При этом фаза импульсной последовательности на выходе делителя 11 частоты изменяется на одну, две или четыре дискреты в отрицательном направлении.

Изменение фазы импульсной последовательности на втором входе дискриминатора 16 приводит к тому, что скважность импульсов на его выходе становится отличной от двух. Изменение скважности сигналов, поступающих на привод, вызывает его движение в соответствующем направлении до тех пор, пока фаза сигнала с выхода датчика перемещений, поступакяцего на первый вход дискриминатора 16, не из меняется на величину, равную сдвигу фазы.на его.втором входе. При этом

скважность импульсной последовательности на выходе дискриминатора 16 вновь становится равной двум, и движение исполнительного механизма прекращается.

Частота следования импульсов программы с интерполятора в данном случае ограничена величиной, равной 1/2, 1/3 или 1/5 (в зависимости от масштаба перемещения) частоты импульсов генератора 9 импульсов, что выше максимально допустимой частоты импульсов интерполятора для известного устройства, которая независимо от масштаба перемещения не может быть больше чем 1/16 частоты генератора 9 импульсов.

Формирователь 24 импульсов и строба работает следующим образом (фиг.2 и 3).

Импульсы с генератора 9 импульсов через пятый вход формирователя 24 импульсов и строба поступают на формирователь 25 импульсов, а через элемент НЕ 27 на формирователь 26

51278810

импульсов . Импульсы, частота которых совпадает с частотой импульсов генератора 9 импульсов и сдвинутые друг относительно друга на полпёриощите

да, поступают на первьй и второй вы- j сов, первый делитель частоты и усили ходы формирователя 24 имщ льсов и тел ь мощности, первый и второй выхо- строба.СИ, поступающие на динамический вход установки в единицу триггеRa 28, запоминаются на нем до приды которого являются соответственно первым и вторым выходами устройства, восемь генераторов одиночных импуль- хода очередного импульса с формиро- to сов, первые входы которых являются вателя 25 импульсов. Задним фронтом первой группой входов устройства для последнего через элемент И-НЕ 30 устанавливается в единицу триггер 29,

управления следящим приводом, вторая группа входов которого соединена с первым входом соответствующих дисуправления следящим приводом, втора группа входов которого соединена с первым входом соответствующих дисСигналом с инверсного выхода послед- него сбрасывается в нуль триггер 28. 15 криминаторов, вторые входь которых Сигнал с прямого выхода триггера 29 разрешает прохождение импульсов через элемент И-НЕ 31 на сч.етньм вход счетчдка 32 импульсов, который сбрасывается по заднему фронту следующего импульса с выхода формирователя 25 импульсов. В зависимости от масштаба перемещения по заднему фронту очередного импульса с выхода

подключены к выходам вторых делителей частоты, а выходы - к третьим выходам устройства для управления следящим приводом, отлича ющ 20 е с я тем, что, с целью упрощения и повьшения быстродействия, в него введены формирователь импульсов и строба, первый, второй, третий и че вертый элементы 2И-2ИЛИ, первые вхо

элемента И-НЕ 31 сигналом с первого, 25 ды которых подключены к первому вы- второго или третьего выходов счетчи- ходу формирователя импульсов и стро 32

ка JZ импульсов через элемент 2И-ЗШ1И 33 сбрасываются в нуль триггер 29 и счетчик 32 импульсов,чем формируется задний фронт строба на третьем выходе формирователя 24 импульсов и строба.

Таким образом, введение элемен6а, вторые входы - к второму выходу формирователя имп льсов и строба, третий и четвертые: входы - к выхо- 30 дам соответствующих генераторов оди ночных импульсов, а выходы - к входам вторых делителей частоты, выход генератора импульсов соединен с пер вым входом формирователя импульсов

тов 2И-2ИЛИ и формирователя импуль- jи строба, вторые входы - с третьей

сов и строба позволяют упроститьгруппой входов устройства для управуст ройство для управления следящимления следящим приводом, а третий

Г1риводо 1 и повысить его быстродейст-выход - с вторыми входами генератоgjjg ров одиночных имп:/льсов.

Формула изобретения Устройство для управления следящим приводом:, содержащее последовательно соединенные генератор импульды которого являются соответственно первым и вторым выходами устройства, восемь генераторов одиночных импуль- сов, первые входы которых являются первой группой входов устройства для

управления следящим приводом, вторая группа входов которого соединена с первым входом соответствующих дискриминаторов, вторые входь которых

криминаторов, вторые входь которых

подключены к выходам вторых делителей частоты, а выходы - к третьим выходам устройства для управления следящим приводом, отлича юще- е с я тем, что, с целью упрощения и повьшения быстродействия, в него введены формирователь импульсов и строба, первый, второй, третий и четвертый элементы 2И-2ИЛИ, первые входы которых подключены к первому вы- ходу формирователя импульсов и стро

6а, вторые входы - к второму выходу формирователя имп льсов и строба, третий и четвертые: входы - к выхо- дам соответствующих генераторов одиночных импульсов, а выходы - к входам вторых делителей частоты, выход генератора импульсов соединен с первым входом формирователя импульсов

Изобретение относится к области автоматики и предназначено для использования в системах числового программного управления станками. Целью изобретения является упрощение и повышение быстродействия устройства. Устройство для управления следящим приводом содержит генераторы одиночных импульсов, генератор импульсов, делители частоты, дискри- минаторы, усилитель мощности, элементы 2И-ШШ и формирователь импульсов и строба, который из импульсов . генератора формирует две последовательности коротких импульсов той же частоты и сдвинутые друг относительно друга на полпериода, и строб, который в зависимости от масштаба перемещения имеет разную длительность и формируется по каждому импульсу, синхронизирукадему импульсы программы, поступающие из интерполятора. При поступлении из интерполятора импул| сов программы в зависимости от направления перемещения и координаты с помощью строба из импульсной последовательности, поступающей на входы второго, третьего, четвертого или пятого делителей частоты, вычеркивается или добавляется один, два или четыре (в зависимости от масштаба перемещения) импульса. 5 ил. W С to 00 00

,, : Вход элемента

т2

Фиг 2

D-6xod mpi zzepa 35 :

триггера 35

Выход триггера 35

Редактор О. Юрковецкая

Составитель И. Швец

Техред М.Ходанич Корректор Л. Патай

6835/45

Тираж 836 Подписное ВНИЖШ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород,, ул. Проектная,4

Фиг.ЦФиг. 5