Устройство для программного управления намоточным станком Советский патент 1989 года по МПК G05B19/18 

1

Изобретение относится к автоматике, конкретнее к устройствам программного управления намоточным технологическим оборудованием.

Цель изобретения - расширение области применения устройства и повышение надежности его работы.

На фиг,1 изображена функциональная схема устройства; на фиг.2 и 3 - временные диаграммы и блок-схема . алгоритма его работы; на фиг.4 - функциональная схема и временные диаграммы распределителя импульсов; на фиг,5 - функциональная схема корректора скорости.

Устройство содержит первый счетчик 1 витков, мультиплексор 2, первый элемент ИЛИ 3, первый элемент И 4, одновибратор 5, второй элемент И 6, таймер 7, счетчик 8 адреса, индикатор 9, блок 10 памяти с двумя зонами хранения информации, дешифратор 11, электропривод 12 шпинделя, электропривод 13 раскладчика, электроприводы 14 и 15 механизмов вспомогательных движений, триггер 16, второй элемент ИЛИ 17, задатчик

18 данных, задатчик 19 адреса, задатчик 20 кратности, распределитель 21 импульсов, счетчик 22 кратности, корректор 23 скорости, эле- 5 мент НЕ 24 и блок 25 шинных формирователей.

Распределитель 21 импульсов (см, фиг.4) содержит генератор 26 импульсов, триггер 27, элемент ИЛИ 28, 0 одновибратор 29, элементы И 30 и 31,

Корректор 23 скорости состоит из первого задатчика 32 изменения скорости, второго счетчика 33 витков, второго задатчика 34 изменения. 5 скорости, первой 35 и второй 36 схем сравнения, третьего элемента ИЛИ 37 и второго триггера 38.

Устройство работает следующим обQ разом.

Начальная установка устройства осуществляется импульсным сигналом, который через первый элемент ИЛИ 3 подается на входы сброса счетчиков

5 витков 1, адреса 8 и кратности 22, триггера 16 и корректора 23 скорости, при этом с пятого выхоца устройства вьщается сигнал Исходное.

Программа управления циклом работы намоточного станка записывается в блок 10 памяти, выполненный на базе интегральных оперативных запоминающих устройств с энергонезависимым питанием. В зону II записывается последовательность кодов команд на вьшолнение технологических операций, а в зону I - последовательность числовых уставок (количество витков), подлежащих отработке при выполнении соответствующих команд.

Запись команды или группы команд осуществляется следующим образом. Код команды и уставка набираются на задатчике 18 данных, кратность их отработки - на задатчике 20 кратности, начальный адрес занесения в память - на задатчике 19 адреса. В качестве задатчиков могут использоваться программные переключатели со встроенными преобразователями десятичного кода, в котором набирается информация, например, в двоично-десятичный, а в задатчике 19, кроме того, преобразователи двоично-десятичного ко да в двоичный, в котором работает счетчик 8 адреса и осуществляется адресация блока 10 памяти. При поступлении на вход устройства потенциального сигнала Пуск 1 для блока 10 памяти устанавливается режим записи информации, для блока 25 шинных формирователей - режим ввода информации в память, а распределитель 21 импульсов запускается в работу. Первый импульс распределителя 21, поступающий по линии связи В, осуществляет запись начального адреса в счетчик 8 адреса и кратности данных в счетчик 22 кратности. Импульс, поступающий по линии связи С, обеспечивает запись информации, набранной с помощью задатчика 18, через бл,ок 25 шинных формирователей в блок 10 памяти по адресу, указанному в счетчике 8 адреса. Импульс, поступающий по линии связи D, увеличивает на единицу содержимое сче тчика 8 адреса и уменьшает на единицу содержимое счетчика 22 кратности. Затем вновь распределитель 21 поочередно формирует импульсы на выходах С и D, при этом осуществляется запись набранных данных по следующему адресу, и так до тех пор, пока число в счетчике 22 не станет равным нулю. В этом случае счетчик 22 кратности по линии свя

зи Л запретит работу распределителю 2 1.

Аналогичным образом осуществляется запись всех команд программы.

Пример программы приведен в таблице.

Шифр команды соответствует коду, поступающему на адресный вход мультиплексора 2, который в зависимости от шифра (О или 1, 2,...,9) коммутирует на выход сигналы, поступающие соответственно на первый или один из вторых его информационных входов.

После записи программы сигнал Пуск 1 снимается, а сигнал Начальная установка возвращает устройство в исходное состояние. С помощью корректора 23 скорости устанавливается количество витков, нама- тьшаемых на малой скорости в начале и в конце каждого слоя катушки. При поступлении на вход устройства импульсного сигнала Пуск 2 первый триггер 16 устанавливается в еди0

5

0

первый элемент И 4 подготавливается к срабатыванию, для блока 10 памяти устанавливается режим чтения информации, а для блока 25 шинных формирователей - режим вывода информации из памяти. Блок 25 содержит две группы шинных формирователей, первая из которых передает на информационные входы счетчика 1 витков числовую установку из I зоны блока 10 памяти, а вторая - на адресные входы мультиплексора 2 и первые входы дешифратора 11 код команды из II зоны блока 10 памяти. Код, поступающий в этом случае на адресные входы мультиплексора 2, обеспечивает прохождение сигнала с нулевого выхода первого счетчика 1 витков че5 рез первый информационный вход мультиплексора 2 и элемент И 4 и запусти одновибратора Ь. Импульс, сформировавшийся на первом выходе одновибратора 5, передним фронтом обеспечиQ вает прибавление единицы к содержимому счетчика 8 адреса и разрешает запись числа в первый счетчик 1 витков, что приводит к чтению из блока 10 памяти информации, хранящейся

g по его первому адресу, и занесению в первый счетчик 1 витков записанного в I зоне данного адреса (число- вой уставки). Длительность импульса оцновибратора 5 выбрана большей.

чем суммарное время, приходящееся .на переходные процессы при изменении состояния счетчика 8 адреса и занесении информации в первый счетчик 1 витков, но меньшей,чем время срабатывания управляемых механизмов н датчиков. Часть слова, читаемого из II зоны блока 10 памяти - код команды, поступает через блок 25 шинных формирователей на адресный вход мультиплексора 2, переключая его на обслуживание вторых информационных входов, и в дешифра14516486

вторых входов мультиплексора 2 и пеовый элемент И 4 поступает на вход одновибратора 5 и далее через второй элемент ИЛИ 17 на счетный вход 5 счетчика 8 адреса, что приводит к увеличению его содержимого на единицу. В результате этого происходит чтение слова, хранящегося по следующему адресу блока 10 памяти. Дальнейшая работа устройства аналогична описанной.

Таймер 7 осуществляет задержку переднего фронта импульса, посту10

ИГИ4 1- | С1 Л - ju ik4-«( J . f -x-f -

тор 11, на второй и третий входы ко- пающего на его вход, обеспечивая

... тт ттоГЧа-ТПЛ t3t. f ТЮТОРТТРО

торого поступают прямой и инвертированный сигналы с нулевого выхода первого счетчика 1 витков. Если в первый счетчик 1 витков записано число, то дешифратор 11 преобразует поступивший код в команду или команды на управление электроприводом 12 шпинделя и/или электроприводом 13 раскладчика. По мере вращения шпинделя сигналы от датчика счета витков, встроенного в электропривод 12 шпинделя, поступают на счетные входы первого счетчика 1 витков, в котором осуществляется отсчет числа импульсов от величины заданной уставки, и корректора 23 скорости. Последний сравнивает заданное количество витков, наматываемых на малой скорости, с текущим количеством и при достижении равенства выдает сигнал на разгрн электропривода 12 шпинделя до. номинальной скорости.Перед окончанием намотки каждого слоя катушки количество оставшихся витков в первом счетчике 1 витков сравнивается корректором 23 скорости с заданным и при достижении равенства „ выдается сигнал перехода электропривода .12 шпинделя на малую скорость. Электропривод 12 формирует сигнал, пропорциональные скорости вращения, и посылает их на электропривод 13 раскладчика витков.

После намотки заданного количества витков состояние нулевого выхода первого счетчика 1 витков изменяется на нулевое, в результате чего дешифратор 11 преобразует поступивший из II зоны блока 10 памяти код в команду управления одним из электроприводов 14 или 15 вспомогательных движений. При срабатывании механизма вспомогательного движения сигнал от встроенного в него датчика положения через один из

20

30

автоматическую вьщачу с четвертого выхода устройства сигнала Задержка цикла, если длительность отработки одного из этапов цикла станет больше установленной на таймере величины временной задержки, которая выбирается несколько большей длительности самого протяженного этапа цикла. На вход таймера 7 через второй вход второго элемента И 6, если на первом его входе присутствует сигнал с выхода триггера 16, поступает импульс, по длительности равный паузе между импульсами на пер вом выходе одновибратора 5. Сигнгш на выходе таймера 7 образуется лишь в случае, когда пауза превысит ус- тановленн (заданную) величину. Сигнал Задержка цикла может быть использован как справочный обслужи- персоналом отдельно стоящего намоточного станка и как блокировоч- ньй при работе намоточного станка в составе роботизированного техноло- гическс го комплекса. В качестве таймера 7 может быть использована, например, схема, включающая генератор, счетчик импульсов и триггер. При наличии сигнала 1 на входе схе мы счетчик импульсов и триггер по

45 своим входам сброса устанавливаются в нулевое состояние. При изменении сигнала на выходе элемента И 6

с 1 на О,начинается отсчет импульсов генератора, поступающих на

50 счетный вход счетчика импульсов. Если длительность паузы на выходе одновибратора 3, а следовательно, и сигнала на выходе второго элемента И 6 не превьш1ает заданной величины

55 (выбранной емкости счетчика импульсов) , то сигнал переполнения на выходе счетчика импульсов не появляется, а сигнал 1 с выхода второго элемента И 6 вновь устанавливает в

35

40

пающего на его вход, обеспечивая

тт ттоГЧа-ТПЛ t3t. f ТЮТОРТТРО

0

0

автоматическую вьщачу с четвертого выхода устройства сигнала Задержка цикла, если длительность отработки одного из этапов цикла станет больше установленной на таймере величины временной задержки, которая выбирается несколько большей длительности самого протяженного этапа цикла. На вход таймера 7 через второй вход второго элемента И 6, если на первом его входе присутствует сигнал с выхода триггера 16, поступает импульс, по длительности равный паузе между импульсами на первом выходе одновибратора 5. Сигнгш на выходе таймера 7 образуется лишь в случае, когда пауза превысит ус- тановленн (заданную) величину. Сигнал Задержка цикла может быть использован как справочный обслужи- персоналом отдельно стоящего намоточного станка и как блокировоч- ньй при работе намоточного станка в составе роботизированного техноло- гическс го комплекса. В качестве таймера 7 может быть использована, например, схема, включающая генератор, счетчик импульсов и триггер. При наличии сигнала 1 на входе схемы счетчик импульсов и триггер по

45 своим входам сброса устанавливаются в нулевое состояние. При изменении сигнала на выходе элемента И 6

с 1 на О,начинается отсчет импульсов генератора, поступающих на

50 счетный вход счетчика импульсов. Если длительность паузы на выходе одновибратора 3, а следовательно, и сигнала на выходе второго элемента И 6 не превьш1ает заданной величины

55 (выбранной емкости счетчика импульсов) , то сигнал переполнения на выходе счетчика импульсов не появляется, а сигнал 1 с выхода второго элемента И 6 вновь устанавливает в

35

40

нулевое состояние счетчик импульсов и подтверждает нулевое состояние триггера. Если длительность паузы превьшает установленную величину, на выходе счетчика импульсов появляется сигнал переполнения, устанавливающий в единичное состояние триггер, что приводит к вьщаче схемой выходного сигнала Задержка цикла. Сигнал Задержка цикла снимается при очередном запуска одновибрато- ра и не может появиться при включении устройства до подачи команды Пуск 2.

В конце программы управления ЦИКЛОМ работы намоточного станка записывается команда Конец цикла которая через второй вход первого элемента ИЛИ 3 устанавливает устройство в исходное состояние. Нулевой выход счетчика 8 адреса используется для вьщачи сигнала Исходное который может быть использован как информационный и как блокировочный. Индикатор 9 является вспомогательным элементом и предназначен для использования при откладке устройства и управляемого оборудования и поиска неисправностей в них. На индикаторе отображаются следующие данные: номер строки программы (адрес блока 10 памяти), команда и количество витков, подлежащих намотке при отработке данной команды, кратность данных, которую осталось записать в блок 10 памяти при вводе данных, количество витков, которые осталось намотать при отработке уставки.

На фиг.2 слева от линии ЗР показана диаграмма работы устройства при записи программы работы в память устройства, а справа от линии ЗР - при ее отработке.

Корректор 23 скорости (фиг.5) предназначен для формирования команды увеличения скорости вращения электропривода 12 шпинделя. На первом 32 и втором 34 задатчиках изме- нения скорости устанавливается количеством витков, подлежащих намотке на малой скорости соответственно в начале и в конце каждого слоя катушки. При поступлении по входу сброса (входу Е) сигнал второй счетчик 33 витков и второй триггер 38 устанавливаются в исходное состояние. При отсутствии сигнала на входе Е и поступлении сигналов +1 по счетному входу блока второй счетчик

10

15

20

5

D

5

0

5

0

5

33 витков увеличивает свое содержимое, которое сравнивается первой схемой 35 сравнения с числом, набранным на первом задатчике 32. Схема 35 сравнения, также как и схема 36 сравнения, содержит группу элементов РАВНОЗНАЧНОСТЬ, количество которых определяется разрядностью контролируемых чисел. Каждый элемент РАВНОЗНАЧНОСТЬ одним входом подключен к одному из информационных выходов счетчика витков, а другим - к Соответствующему выходу задатчика изменения скорости. Выходы всех элементов РАВНОЗНАЧНОСТЬ подключены к входам элемента И, выход которого является выходом схемы сравнения. При совпадении чисел на входах первой схемы 35 сравнения на ее выходе возникает сигнал, устанавливающий второй триггер 38 в единичное состояние. С выхода триггера 38 выдается команда на переключение электропривода 12 шпинделя с малой скорости на большую рабочую скорость, на которой наматьшается основная часть каждого слоя катушки. На второй схеме 36 сравнения происходит сравнение содержимого первого счетчика 1 витков, подключенного к ней шинами Е, с числом, набранным на втором задатчике 34. При совпадении этих чисел схема 36 сравнения вьщает сигнал, который проходит через элемент ИЛИ 37 и возвращает триггер 36 в нулевое состояние, обеспечивая выдачу корректором скорости команды переключения электропривода 12 шпинделя с большей скорости на меньшую.

Формула изобретения

1. Устройство для программного управления намоточным станком, содержащее электропривод шпинделя и электропривод раскладчика, первый счетчик витков, дешифратор, первый выход которого соединен с входом электропривода шпинделя, соединенного первым выходом со счетным входом первого счетчика витков и первым выходом устройства, второй выход дешифратора подключен к входу электропривода раскладчика, выход которого является вторым выходом устройства, блок- памяти, счетчик адреса, электроприводы механизмов вспомогательных движений, мультиплексор, первый элемент ИЛИ, первый и второй элементы

И, одновибратор, таймер и индикатор, вход начальной установки устройства подключен к первому входу первого элемента ШШ, выход которого соединен с входами сброса первого счетчика витков и счетчика адреса, информационные выходы первого счетчика витков подключены к первым, входам индикатора, а нулевой вькод первого счетчика витков соединен с первым информационным входом мультиплексора, выход которого подключен к второму входу первого элемента И, соединенного выходом с входом одновибра- тора, первый выход одновибратора соединен с управляющим входом первого счетчика витков, информационные вькоды счетчика адреса подключены к вторым входам индикатора и адресным входам блока памяти, адресные входы мультиплексора соединены с первыми входами дешифратора, третьи выходы которого подключены к входам электроприводов вспомогательных движений, выходы которых являются третьими выходами устройства и соединены с вторыми информационными входами мультиплексора, четвертый выход дешифратора подключен к второму входу первого элемента ИЛИ, второй инверсный выход одновибратора соединен с вторым входом второго эле- элемента И, подключенного инверсньм выходом к входу таймера, выход которого является четвертым выходом устройства, пятым выходом которого является нулевой выход счетчика адреса, отличаюш;ееся тем, что, с целью расширения области применения и повьшения надежности устройства, в него введены задатчик дан20

ных, задатчик адреса и задатчик кратности, распределитель импульсов,счетчик кратности, корректор скорости.

мирователей, соединенный с nepi управляющим входом блока памяти, подключен к входам первого, второго элементов И и выходу первого триг- гера, установочный вход которого

подключен к входу второго пуска устройства, вход первого пуска устройства подключен к вторым управляющим входам блока шинных формирователей и блока памяти и первому входу рас- педелителя импульсов, первый выход которого соединен с управляющими входами счетчика адреса и счетчика кратности, информационные входы которого подключены к выходам задатчи- ка кратности, а информационные входы счетчика адреса подключены к выходам задатчика адреса, второй выход распределителя импульсов соединен с третьим управляющим входом памяти, третий выход распределителя импульсов соединен со сче тным входом счетчика кратности и с вто- -g рым входом второго элемента ИЛИ, первый вход соединен с выходом одновибратора, а выход - со счетным входом счетчика адреса, нулевой выход счетчика кратности подключен к второму входу распределителя импульсов, информационные выходы счетчика кратности соединены с четвертыми входами индикатора, вход сброса счетчика кратности соединен с выходом первого элемента ИЛИ, входом сброса первого триггера и входом сброса корректора скорости, информационные входы которого подключены к информационным выходам первого счетчика витков, а счетный вход корректора скорости - к первому выходу электропривода шпинделя, второй выход которого соединен с вторым вхо30

35

40

дом электропривода раскладчика, ход корректора скорости соединен

выЧИК кии 1 Ни 1 Г1 i 1 г7,,,..

элемент НЕ, второй элемент ИЛИ, пер- 45 вторым входом электропривода шпин- элемеп HL,, „„„„„, 1,,тггог г й nv-ivnn прпвого

ВЫЙ триггер и блок шинных формирователей, первые информационные выходы которого подключены к информационным входам первого счетчика витков, а вторые информационные выходы - к первым входам дешифратора, информационные входы блока шинных формирователей соединены с выходами задатчика данных, а информационные

50

деля, причем нулевой выход первого счетчика витков соединен с вторым входом дешифратора и через элемент НЕ с третьим входом дешифратора.

2. Устройство по п.1, о т л и - чающееся тем, что корректор скорости содержит первый и второй задатчики изменения ркорости, первую и вторую схемы сравнения, тре ходы-вьпсо ды блока шинньпс формирова- 55 тий элемент ИЛИ, второй триггер и телей соединены с информационными второй счетчик витков, вход сброса

которого соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ и является входом сброса корректора скорости,входами-выходами блока памяти и третьими входами индикатора, первый управляющий вход блока шинных фор20

мирователей, соединенный с nepi управляющим входом блока памяти, подключен к входам первого, второго элементов И и выходу первого триг- гера, установочный вход которого

подключен к входу второго пуска устройства, вход первого пуска устройства подключен к вторым управляющим входам блока шинных формирователей и блока памяти и первому входу рас- педелителя импульсов, первый выход которого соединен с управляющими входами счетчика адреса и счетчика кратности, информационные входы которого подключены к выходам задатчи- ка кратности, а информационные входы счетчика адреса подключены к выходам задатчика адреса, второй выход распределителя импульсов соединен с третьим управляющим входом памяти, третий выход распределителя импульсов соединен со сче тным входом счетчика кратности и с вто- -g рым входом второго элемента ИЛИ, первый вход соединен с выходом одновибратора, а выход - со счетным входом счетчика адреса, нулевой выход счетчика кратности подключен к второму входу распределителя импульсов, информационные выходы счетчика кратности соединены с четвертыми входами индикатора, вход сброса счетчика кратности соединен с выходом первого элемента ИЛИ, входом сброса первого триггера и входом сброса корректора скорости, информационные входы которого подключены к информационным выходам первого счетчика витков, а счетный вход корректора скорости - к первому выходу электропривода шпинделя, второй выход которого соединен с вторым вхо30

35

40

дом электропривода раскладчика, ход корректора скорости соединен

вы,,,..

вторым входом электропривода шпин- „„„„„, 1,,тггог г й nv-ivnn прпвого

деля, причем нулевой выход первого счетчика витков соединен с вторым входом дешифратора и через элемент НЕ с третьим входом дешифратора.

2. Устройство по п.1, о т л и - чающееся тем, что коррек11

счетный вход которого соединен с счетным входом счетчика витков, а информационные выходы второго счетчика витков подключены к первым входам первой схемы сравнения, вторые входы которой соединены с выходом первого задатчика изменения скорости, а выход первой схемы сравнения подключен к установочному входу вто рого триггера, выход которого являПрограмма управления намоточного с

1451648

12

ется выходом корректора скорости, а вход сброса второго триггера подклю- . чен к выходу третьего элемента ШШ, второй вход которого соединен с выходом второй схемы сравнения, первые входы которой подключены к выходам второго задатчика изменения скорости, вторые входы второй схемы сравнения являются информационными входами блока.

Изобретение относится к области автоматики, а более конкретно - к устройствам программного управления намоточным технологическим оборудованием. Целью изобретения является расширение области применения устройства и повьш1ение надежности его работы. Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены задатчики данных 18., адреса 19 и кратности 20, распределитель 21 импульсов,счетчик 22 кратности, корректор 23 ско

002 0110

051

0080

01

20

0080

02

070 0080 01 071 0080

00 000

64 70

01 01

072 073

приводы шпинделя и раскладчика,

намотать 110 витков после чего

осуществить реверс раскладчика

Включить электроприводы шпинделя и раскладчика, намотать 80 витков, «. после чего осуществить реверс

01раскладчика

02Включить электроприводы шпинделя

и раскладчика, намотать 80 витков, после чего включить тормозные муфты электроприводов шпинделя и раскладчика

64 Включить механизм отрезки провода

70 Конец цикла

.

N СЧ1 ; CS4

N СЧ4

HP

IttI

i |li

«Ib

t .

B

ЧЧ

fill

nil

«

1

It

« 1

1

А них -адрес быбора итрорнвционногобхова нулыпип/гексоро;

Т -белииино временноО задежки./юнтролируеной тайнерон; HIleHBi-содержимоеi-u строкипербоиибторой мнпамяти

Н соответстбенно; Н -номер строки А , в котирую записана мнанао

,Коней и,ихла . DCtuDCi -оыхайы дешидзра/пора, nodir/ ovfHHbfe i Р бооон

хладных 1/ бспоноготемнй/х diuitfeHtti соо/пое/пстбент. Фие.З

..Пуск1

го

Фиг. 31про1олжение}

«UinnnJL

Фиа5