Система для программного управления Советский патент 1987 года по МПК G05B19/18 G05B19/401 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для управления координат но-сверлильными станками и станками для обработки печатных плат.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет автоматического позиционирования точек, расположенных по окружности, и упрощение устройства„

На фиг. 1 представлена структурная схема системы для программного управления; .на фиг. 2 - расположение отверстий по окружности радиуса R; на фиг. 3 - структурная схема цифрового формирователя сигнала инерции; на фиг. 4-- выходной сигнал цифрового формирователя сигнала инерции; на фиг. 5 - вариант структурной схемы блока управления циклом.

Система (фиг. 1) содержит круговой интерполятор 1, блок 2 задания знака координатных перемещений, блоки 3-5 управления приводами, приводы 6-8, блок 9 задания скорости, генератор 10 блок 11 управления циклом сверления, цифровой формирователь 12 сигнала инерции,счетчик 13 с переменным коэффициентом деления, счетчики 14 и 15, тр-иггеры 16-18, элементы ИЛИ 19-21 и элементы И 22-28.

Цифровой формирователь 12 сигнала инерции (фиг. 3) содержит генератор 29 высокой частоты, счетчик-распределитель 30, блок 31 элементов И-ИПИ, реверсивный счетчик 32 и узел 33 совпадения на нуль.

Блок 11 управления циклом (фиг,5) содержит генератор 34, элементы И 35 и 36, триггер 37, счетчик 38, счетный .триггер 39, элементы И 40 и 41 и формирователь 42, I

Система работает следующим обра- зом.

Пусть необходимо просверлить N отверстий, расположенных на равном угловом расстоянии по окружности радиуса R. Тогда исходная информация распределяется по блокам системы следующим образом. В круговой интерполятор 1, построенный по принципу Ц.ЦА (цифрового дифференциального анализатора), заносятся величины (фиг. 2): 1 R; координаты начальной точ

н

ки дуги Х, 1 R; У, I 0; величины импульсов приращений координат ЛХ X 4R, Д Y 4R и ко

5

5

0 c,

0

5

манда круговой интерполяции G02 - обход по часовой стрелке.

В блок 9 задания заносится величина F, равная максимальной допустимой угловой скорости дв1жения по окружности радиз са R; в счетчик 13 заносится коэффициент деления N, равный числу отверстий, которое необходимо просверлить; счетчики 14 и 15, а также все триггеры 16-18 сброшены в нуль; в блок 2 задания знака занесены знаки координатных перемещений ЗНХ, ЗНУ.

По сигналу Пуск триггеры 16 и 17 устанавливаются в состояние единицы, при этом открываются элементы И 22 и 25, и импульсы высокой частоты генератора 10 через элемент ИЛР 19 начинают поступать на вход аргумента интерполятора 1, а через элемент Ш1И 21 - на вход счетчика 13 переменным коэффициентом деления. Импульсы выходной частоты блока 9 задания скорости поступают на вход элемента И 26, закрытого по второму входу нулевым потенциалом с единичного выхода триггера 18„ Интерполятор 1 начинает отрабатывать окружность радиуса R по часовой стрелке, причем импульсы аргумента , которые для круговых интерполяторов, построенных на ЦДА, имеют физический смысл приращений угла поворота радиуса-вектора ОА, одновременно делятся cчeтчикo i 13 на N и с его выхода через элемент И 28, открь тый единичным потенциалом с единичного выхода триггера 16, поступают на вход счетчика 14, которым подсчитываются. Так продолжается до тех пор, пока радиус-вектор ОА не совершит полный оборот. При этом интерполятор 1 вырабатывает сигнал Окончание отработки, который сбрасывает в нуль триггер 16 и поступает на вход элемента ИЛИ 20. Элемент И 22 закрывается. К этому моменту с его выхода на вход интерполятора 1 через элемент ИЛИ 19 и на вход счетчика 13 через элемент ИЛИ 21 пройдет количество импульсов, соответствующее 360 , ас выхода счетчика 13 на вход счетчика 14 через элемент И 28 поступит количество импульсов, равное : N, т.е. равное угловому расстоянию t между двумя отверстиями. В случае, если число

отверстий кратно четырем, можно отрабатывать только четверть окружности, но при этом в счетчик 13 надо заносить соответственно не N, а N : 4.

.Выходной сигнал с элемента ИЛИ 20 поступает на вход записи счетчика 15 и переписывает в него величину д углового расстояния с выходов счетчика 14, кроме того, устанавливают в единицу триггер 18, в,результате чего открывается элемент И 26 и с его выхода импульсы выходной частоты блока

9 задания скорости начинают поступать Q деляется конструкцией привода координа счетный вход счетчика 15 и на вход блока 12 цифровой инерции, с выхода которого эти импульсы через элемент ИЛИ 19 поступают на вход аргумента интерполятора 1, который вновь начи- нает отрабатывать окружность радиуса R,

При подаче на вход блока 12 цифровой инерции (фиг. 3) некоторой частоты скачком частота на его выходе возрастает плавно по экспоненциальному закону, а при мгновенном прекращении подачи частоты на его вход частота на его выходе уменьшается до нуля также плано по экспоненциальному закону, причем количество импульсов, пришедших на вход блока 12 цифровой инерции, точно равно количеству импульсов,которое пройдет с его выхода. Таким образом, блок 12 является для унитар- .ных кодов тем же, чем RC-цепочка для ..аналоговых сигналов, поэтому информация с выхода интерполятора 1 на входы блоков 2 и 4 управления приводами будет поступать через элементы И 23 и 24 в блок 2 задания знака не рывком, а с плавным разгоном от нуля до заданной скорости подачи.

При этом приводы 6 и 7 будут с плавным разгоном отрабатывать заданную дугу. Так будет продолжаться до тех пор, пока счетчик 15 не придет в состояние нуля.

К этому моменту на его вход и на вход блока 12 поступит количество им15

20

наты Z конкретного сверлильного станка. Так, в случае использования в качестве привода 8 по оси Z однооборот- ной ьгуфты блок 5 превращается в релейное устройство, а блок 11 - в синхронизирующее устройство. В случае,если привод Z - следящая координата, то- блок 5 - тиристорный привод, а формирователь 11 - позиционер, возможная схема которого приведена на фиг. 5. По окончании цикла сверления ,блок 11 вырабатывает сигнал Конец цикла, который поступает через элемент ИЛИ 21 на вход счетчика 13 и через элемент 25 ИЛИ 20 на единичный вход триггера 18 и вход записи счетчика 15. Триггер 18 устанавливается в единицу, открывает элемент И 26. Частота с его выхода начинает поступать на вход формирователя 12 и счетчика 15. В результате осуществляются перемещение на Д V и сверление следующего отверстия.Так продолжается до тех пор, пока после очередного N-ro цикла сверления не появится сигнал на выходе счетчика 13, свиедельствующий о том, что просверлено последнее N-e отверстие. Этот сигнал через элемент И 27 проходит на нулевой вход триггера 17 и сбрасывает его в нуль. Отработка цикла сверления N отверстий, расположенных по окружности радиуса R, закончена.

Формирователь 12 работает следующим

30

35

40

50

пульсов, равное л. Сигнал нуля счет- 45 об-разом.

чика 15 включает триггер 18 и посту- исходном состоянии реверсивный пает на вход блока 11 как сигнал разрешения пуска цикла сверления. Поступление частоты на вход блока 12 и счетчика 15 через элемент И 26 прекращается, однако движение приводов продолжается, так как частота на. выходе блока 12 уменьшается плавно а не мгновенно (фиг. 4). При этом осуществляется плавное торможение. Когда частота на выходе блока 12 окажется равной пулю, приводы останавливаются, сигнал Нуль инерции с выхода блока 12 поступает на вход бло55

счетчик 32 сброшен в нуль, поэтому все элементы И блока 31 закрыты, и частота выхода равна нулю.

При подаче частоты на суммируюпщй вход реверсивного счетчика 32 он начинает считать в плюс, при этом на выходе блока 31 начинает возрастать пропорционально коду в счетчике 32 частота, причем она поступает на вычитающий вход реверсивного счетчика 32. Возрастание частоты на выходе блока 31 продолжается до тех пор,пока частоты на входах плюс и минус

ка 11 и запускает цикл сверления.Блок 11 вырабатывает сигналы цикла сверле- ния, которые поступают на вход блока 5 и с его выхода на привод 8. В результате сверло совершает движение вниз и вверх по координате на постоянную величину и сверлит отверстие. Конструкция блоков 5, 11 и 8 опре5

0

наты Z конкретного сверлильного станка. Так, в случае использования в качестве привода 8 по оси Z однооборот- ной ьгуфты блок 5 превращается в релейное устройство, а блок 11 - в синхронизирующее устройство. В случае,если привод Z - следящая координата, то- блок 5 - тиристорный привод, а формирователь 11 - позиционер, возможная схема которого приведена на фиг. 5. По окончании цикла сверления ,блок 11 вырабатывает сигнал Конец цикла, который поступает через элемент ИЛИ 21 на вход счетчика 13 и через элемент 5 ИЛИ 20 на единичный вход триггера 18 и вход записи счетчика 15. Триггер 18 устанавливается в единицу, открывает элемент И 26. Частота с его выхода начинает поступать на вход формирователя 12 и счетчика 15. В результате осуществляются перемещение на Д V и сверление следующего отверстия.Так продолжается до тех пор, пока после очередного N-ro цикла сверления не появится сигнал на выходе счетчика 13, свиедельствующий о том, что просверлено последнее N-e отверстие. Этот сигнал через элемент И 27 проходит на нулевой вход триггера 17 и сбрасывает его в нуль. Отработка цикла сверления N отверстий, расположенных по окружности радиуса R, закончена.

Формирователь 12 работает следующим

0

5

0

0

исходном состоянии реверсивный

5

счетчик 32 сброшен в нуль, поэтому все элементы И блока 31 закрыты, и частота выхода равна нулю.

При подаче частоты на суммируюпщй вход реверсивного счетчика 32 он начинает считать в плюс, при этом на выходе блока 31 начинает возрастать пропорционально коду в счетчике 32 частота, причем она поступает на вычитающий вход реверсивного счетчика 32. Возрастание частоты на выходе блока 31 продолжается до тех пор,пока частоты на входах плюс и минус

51327063

реверсивного счетчика не уравняются (фиг. 4). При этом на выходе блока 12 частота будет постоянной до тех пор, пока на входе имеется частота

f.. . Когда частота на входе исчез- &у

нет, выходная частота за счет действия обратной связи будет уменьшаться до появления нуля в реверсивном счетчике 32. При этом частота на выходе оказывается равной, нулю., что фнксиру- 10 ется узлом 33, и на ее выходе появляется сигнал Нуль инерции.

Блок. 11 управления циклом работает следующим образом.

При наличии на входе элемента И 36 J5 первому входу первого элемента И, Сигнала разрешения с выхода счетчика выход которого подключен к первым

привод, отличающаяся т что, с целью расширения функционал ных возможностей за счет автоматич кого позиционирования точек, распо женных по окружности, и упрощения ройства, в него введены генератор блок управления циклом сверления,ц ровой формирователь сигнала-инерци счетчик с переменным коэффициентом деления, первый и второй счетчики

вьм, второй и третий триггеры, пер вый, второй и третий элементы ИЩ с первого по седьмой элементы И, п чем выход генератора присоединен к

20

liS сигнал Пуск с вьгхода формирователя 12 проходит через элемент И 36 и устанавливает в единицу триггер 37. Единичный сигнал с выхода триггера 37 открывает элемент И 35, и частота генератора 34 начинает поступать на йход счетчика 38 с коэффициентом п&ресчета, равным глубине сверления dZ, и на входы элементов И 40 и 41. Так как триггер 39 предварительно был установлен в единицу, то его выходным сигналом открыт элемент И 40, поэтому импульсы поступают в блок 5 по каналу +Z. Так продолжается до перепол- 30 Яения счетчика 38, выходной сигнал ко- которого переключает триггер 38 в

входам первого и третьего элементо ИЛИ, выход первого элемента ИЛИ пр соединен к входу аргумента интерпо тора, первый и второй выходы котор подключены к первым входам второго третьего элементов И, а третий вых к первому входу второго элемента И и к нулевому входу первого триггер единичный вход которого объединен с единичным входом второго триггер и является входом запуска системы единичный выход первого триггера п ключен к второму входу первого эл I

мента Ник первому входу седьмог элемента И, а нулевой выход - к в рым входам второго и третьего эле тов И и к первому входу шестого э мента И, причем выходы второго и третьего элементов И присоединены входам блока задания знака коорди ных перемещений, а выход шестого мента И - к нулевому входу второг триггера и является выходом оконч ния отработки системы, единичный ход второго триггера подключен к вому входу четвертого элемента И, рой вход которого присоединен к в ду блока задания скорости, а выход

нуль. Когда по каналу -Z пройдет AZ импульсов, счетчик 38 переполняется Второй раз, триггер 39 переключается в единицу, а формирователь 42 из положительного перепада формирует импульс, который сбрасывает в нуль триггер 37, выключая тем самым элемент И 35, и поступает на вход блока как сигнал Конец цикла. I

Изобретение обеспечивает автоматическое позиционирование точек, расположенных по окружности на печатной плате, и упрощение устройства.

Фор-мул а изобретения

к первому входу пятого элемента И, выход второго э.пемента ИЛИ подключен к единичному входу третьего триггера и входу записи первого счетчика,еди- Q ничный выход третьего триггера подключен к втopo гy входу пятого элемента И, выход которого присоединен к входу цифрового формирователя сигнала инерции и счетному входу первоСистема для программного управления, содержащая круговой интерполятор на цифровых дифференциальных анализаторах и последовательно соединенные блок задания знака координатных перемещений, первый и второй блоки управ- 55 ° счетчика, кодовые входы которого ления приводами, первый и второй при- подключены к выходам второго счетчика, воды, а также блок задания скорости выход - к входу разрешения блока и последовательно соединенные третий управления циклом сверления и нулево- блок управления приводом и третий му входу третьего триггера, выходы

первому входу первого элемента И, выход которого подключен к первым

привод, отличающаяся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет автоматического позиционирования точек, расположенных по окружности, и упрощения устройства, в него введены генератор, блок управления циклом сверления,цифровой формирователь сигнала-инерции, счетчик с переменным коэффициентом деления, первый и второй счетчики,первьм, второй и третий триггеры, первый, второй и третий элементы ИЩ, с первого по седьмой элементы И, причем выход генератора присоединен к

0

0

входам первого и третьего элементов ИЛИ, выход первого элемента ИЛИ присоединен к входу аргумента интерполятора, первый и второй выходы которого подключены к первым входам второго и третьего элементов И, а третий выход - к первому входу второго элемента ИЛИ и к нулевому входу первого триггера, единичный вход которого объединен с единичным входом второго триггера и является входом запуска системы, единичный выход первого триггера подключен к второму входу первого эле- I

мента Ник первому входу седьмого элемента И, а нулевой выход - к вторым входам второго и третьего элементов И и к первому входу шестого элемента И, причем выходы второго и третьего элементов И присоединены к входам блока задания знака координатных перемещений, а выход шестого элемента И - к нулевому входу второго триггера и является выходом окончания отработки системы, единичный выход второго триггера подключен к первому входу четвертого элемента И,второй вход которого присоединен к выходу блока задания скорости, а выход к первому входу пятого элемента И, выход второго э.пемента ИЛИ подключен к единичному входу третьего триггера и входу записи первого счетчика,еди- Q ничный выход третьего триггера подключен к втopo гy входу пятого элемента И, выход которого присоединен к входу цифрового формирователя сигнала инерции и счетному входу перво5

0

5

5 ° счетчика, кодовые входы которого подключены к выходам второго счетчика, выход - к входу разрешения блока управления циклом сверления и нулево- му входу третьего триггера, выходы

блока управления циклом сверления подключены к входам третьего блока управления приводами, а выход Конец цикла блока управления циклом сверления подключен к вторым входам вто- j рого и третьего элементов ИЛИ, причем выход третьего элемента ИЖ подключен, к входу счетчика с переменным коэффициентом деления, выход котор го присоединен к вторым входам шестого и седьмого элементов И, выход которого подключен к счетному входу второго счетчика, первый выход цифрового формирователя сигнала инерции присоединен к второму входу первого элемента ИЛИ, а второй выход - к пусковому входу блока управления циклом сверления.

Изобретение относится,к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для управления ко- ординатно-сверлильными станками и станками для обработки печатных плат. Целью изобретения явялется расширение функциональных возможностей за счет обеспечения автоматического позиционирования точек, расположенных по. окружности, и упрощение устройства. Б устройство введены генератор 10, блок 11 управления циклом сверления, цифровой формирователь 12 сигнала инерции, счетчик 13 с переменным коэффициентом деления, счетчики импульсов 14 и 15, триггеры 16, 17, 18, элементы ИЛИ 19, 20, 21, элементы И 22-28; Импульсы аргумента интерполятора 1 (имеющие физический смысл приращений угла поворота радиуса-вектора) одновременно делятся счетчиком 13 на N, т.е. получается угловое расстояние лЧ между двумя отверстиями. 5 ил.. ipufi

Фиг. 2

ill . йыхОд

33

Нуль

инерции

LiL 3Фиг.З

/А.

/Игнат

Vw

fltftaw ,

«Э t

I /

|s:

cj

r

l§

tr

«u

MJ т

till