Цифровая фотокопировальная следящая система Советский патент 1989 года по МПК G05B19/00 

ления 3. Двигатель 11 перемещает кольцевой массив 2 в опорном направлении 3, координатный двигатель 12 перемещает кольцевой массив 2 в направлении 13, перпендикулярном опорному.

Цифровая фотокопировальная следящая система содержит коммутатор 14 опроса, ключи 15, формирователь 16 сигналов опроса, блок 17 считывания, задатчик 18, измеритель 19 угла, содержащий триггер 20, ключ 21 и счетчик 22, блок 23 управления, координатный распределитель 24, содержащий управляемые инверторы 25, коммутатор 26 логики, блок 27 постоянной памяти и регистры 28 и-29, блок 30 управления приводами, содержащий интерполяторы 31 и 32, коммутаторы 33 и 34 и генератор 35.

Система работает следующим образом.

Оптическое устройство 6 проецирует чертеж 9 с нанесенным на нем- контуром 8 на кольцевой массив 2 из светочувствительных элементов 1,

Изображение чертежа создает на кольцевом массиве 2 освещенную и неосвещенную полуокружности элементов, разделяемые контуром 7 изображения,, Изображение контура 7 располагается на кольцевом массиве 2 под углом б относительно опорного направления 3, проходящего .рез опорный элемент 4 и центр 5 i ,сива.

Величин угла 9, указывающую на необходимое направление следования системыs определяют путем подсчета числа светочувствительных элементов 1 от опорного элемента 4 до светочувствительного элемента 1, располагаемого на границе контура 7 изображенияо Величину угла 0 определяют измерителем 19 угла с помощью двух импульсных сигналов, приходящих на его входы. Первый сигнал приходит с выхода опроса опорного элемента 4 коммутатора 14 опроса, а второй сигнал - с выхода формирователя 16 сигналов опроса, Импульсный сигнал формирователь 16 сигналов опроса создает при опросе коммутатором 14 опроса (через ключи 15) светочувствительных элементов 1, которые изменяют потенциальный сигнал освещенности при переходе границы контура 7.

Импульсный сигнал с выхода опорного элемента 4 через ключ 15 и формирователь 16 сигналов опроса включает триггер 20, открывающий ключ 21, который1 начинает пропускать все им- пульсы опроса, приходящие на его вход с общего выхода коммутатора 14 опроса о

Импульсный сигнал, вырабатываемый при пересечении изображения контура 7 чертежа и приходящей на вход сброса триггера 20 с формирователя 16 сигналов опроса, выключает триггер

20и закрывает прохождение через ключ

21импульсов опроса. Импульсы опро- 5 са, прошедшие на выход ключа 21, попоступают на счетный вход счетчика 22,- который подсчитывая их определяет угол наклона Q .

После окончания опроса всех эле- о ментов 1 коммутатор 14 опроса отключается

о

Двоичный счетчик имеет емкость, равную числу светочувствительных

5 элементов 1. Общее число светочувствительных элементов 1, для лучшей точности измерений, должно быть кратно числу квадрантов полного угла обзора, т.е. должно быть кратным четы0 рем. В этом случае два старших разряда и счетчика 22, поступающие на коммутатор 26 логики показывают номер квадранта угла вн, а младшие разряды показывают величину угла в этом квадрате.

Значения угла б подаются на входы координатного распределителя 240 Координатный распределитель 24 представляет собой специализированный

0 метрический процессор, который выдает на выходах в зависимости от подаваемого на его входы значений угла 0, величины sin & и cos б в двоичном коде, которые являются сигналами управления соответственно для опорной и перпендикулярной координат0

Входящий в состав координатного распределителя 24 блок 27 постоянной памяти содержит запись в двоичном коде одного квадранта (в пределах

5

0

Т.

О - г) синусоидальной функции, значеЈ

ния которой выдаются блоком 27 постоянной памяти в зависимости от подаваемых на его адресные входы значений - младших разрядов угла б „

Коммутатор 26 логики служит для формирования значений функции sin б . и cos 0 во всем диапазоне углов O-2 ii ,

51

используя только запись в блок 27 постоянной памяти одного квадрата синусоидальной функции„

Это производится коммутатором 26 логики на основе использования значений двух старших разрядов угла 0 , приходящих из счетчика 22.

Из двух старших разрядов угла 9 коммутатором 26 логики определяют сигналы знаков для функций sin 9 и cos 0 по алгоритмам:

знак sin 9 М и 5

знак cos 0 Ufn ©tpn, ,

где © - обозначает операцию логического сложения по модулю 2.

Из разряда tfn, коммутатор 26 логики формирует сигналы ветвей подъем и спада для синусоидальной и косину- соидальной функции по алгоритмам:

ветвь (n, ; ветвь cos & цГи-1 о

При значении функций ветвей, равном логическому О, младшие разряды угла должны подаваться на блок 27 постоянной памяти в прямом коде, а при значении, равном логической 1 - в обратном коде о

Изменение прямого кода угла 9 на обратный производится в управляемых инверторах 25 при подаче на их вход управления с выхода ветвей коммутатора 26 логики значений логической 1.

В зависимости от записи угла (на выходах управляемых инверторов 25) в прямом или обратном коде получают на выходе блока 27 постоянной памяти значения для участков подъема или спада синусоидальной и косинусоидальной функций i

Блок 23 управления, инициализирующийся импульсами от коммутатора 14 опроса, выдает на первые управляющие входы координатного распределителя 24 и импульсы управления для формирования значений функций cos 9 и sin 6 , поступающие на коммутатор 26 логики. Импульсы управления, разделенные во времени, коммутируют определяемые в коммутаторе 26 логики сигналы ветвей sin 0 и cos 8 на его первьй выход, управляющий инверторами 25, а сигналы знаков sin б и cos Q - на второй выход Благодаря разделению во времени сигналов уп

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

916

равления на первом и втором выходам коммутатора 26 логики присутствуют сигналы для обеих координат, но в разное время. Сигнал с первого выхода коммутатора 26 логики выявляет во время действия управляющих импульсов на своих входах значения функций sin Q и cos Q на выходах блока

27постоянной памяти.

Значения sin 9 и cos 0 , а также их знаков записываются в регистры

28и 29 короткими импульсами управления с вторых управляющих выходов блока 23 управления, подаваемыми на входы координатного распределителя 24 во время действия широких импульсов управления, проходяших на первые входы координатного распределителя 24 с первых управляющих выходов блока 23 управления.

После записи в регистры 28 и 29 функций угла с выхода сбора блока 23 управления поступает импульс окончания цикла измерения, который сбрасывает показания счетчика 22 и дает разрешение на работу коммутатора 14 опроса. Цикл измерения повторяется о С выходов координатного распределителя 24 значения функций sin б и cos 0 подаются на информационные входы интерполяторов 30 и 31,

Подаваемые на счетные входы интерполяторов 30 и 31 импульсы генератора 35 распределяются по выходам интерполяторов в соответствии со знаками и абсолютными значениями функций, подаваемых на их информационные входы с регистров 28 и 29.

Импульсы с выходов интерполяторов 30 и 31, приходя на коммутаторы 33 и 34, распределяются в них по фазам и проходят на шаговые двигатели 11 и 12, которые совместными движениями перемещают кольцевой массив 2 вдоль контура чертежа 9.

При управлении системы в ручном режиме на задатчике 18 устанавливают необходимый угол направления движения системы.

Информация с задатчика 18 должна управлять движением системы только в случае отсутствия сигналов с кольцевого массива 2.

Записывающие импульсы с выхода коммутатора 14 опроса проходят через блок 17 считывания на вход счетчика 22 только при условии отсутствия сигнала с кольцевого массива 2, информация о котором подается на первый вход блока 17 считывания. Импульсы, приходящие на вход счетчика 22 с блока 17 считывания, считывают с задатчика 18 значения угла в счетчик 22.

Б остальном работа в ручном режиме управления аналогична работе с массивом,

Формула изобретения

1 . Цифровая фотокопировальная следящая система, содержащая оптическое устройство, массив светочувстви- тельных элементов, подключенных к информационным входам ключей, управляющие входы которых соединены с соответствующими выходами коммутатора опроса, а выходы - с входом формиро- вателя сигналов опроса, задатчик угла, подключенный к информационным входам измерителя угла, выходы которого соединены с информационными входами координатного распределите- ля, подключенного своими выходами к информационным входам блока управления приводами, соединенного с координатными двигателями, кинематически связанными с массивом светочувстви- тельных элементов, о т л и ч а ю - щ а я с я тем, что, с целью повышения производительности и точности, система содержит блок управления и блок считывания, причем счетный вход измерителя угла соединен со счетным входом коммутатора опроса и счетным входом блока управления, установочный выход которого соединен с соответствующими входами измерителя угла

и коммутатора опроса, синхронизирующий выход которого соединен с синхронизирующим входом блока считывания, информационный вход которого подключен к выходу формирователя сигналов опроса и к входу останова измерителя угла, вход запуска которого подключен к соответствующему выходу коммутатора опроса, -а вход считывания - к выходу блока считывания, управляющие выходы блока управления соединены с соответствующими входами координатного распределителя

2. Система по п. отличающая с я тем, что координатный распределитель содержит группу управляемых инверторов, коммутатор логики, блок постоянной памяти, первый и второй регистры, причем первые входы управляемых инверторов подключены к информационным входам координатного распределителя, вторые входы соединены с первым выходом коммутатора логики, а выходы подключены к входам блока постоянной памяти, выходы которого соединены соответственно с младшими информационными входами первого и второго регистров, старшие информационные входы которых подключены к второму выходу коммутатора логики, управляющие и информационные входы которого соединены с соответствующими входами координатного распределителя, управляющие входы и информационные выходы первого и второго регистров соединены с соответствующими входами и выходами координатного распределителя.

/3

1478191

Изобретение относится к устройствам управления металлообрабатывающими станками ,в частности, проволочными электроэрозионными, плазменными и лазерными вырезными станками. Программа работы для системы задается на чертеже-копире, с которого с помощью кольцевой фотоматрицы определяются необходимые направления следования системы. Целью изобретения является повышение производительности и точности системы. В состав системы входят коммутатор опроса светочувствительных элементов фотоматрицы, измеритель угла направления следования, координатный распределитель и координатные двигатели. В системе применены цифровой измеритель угла, цифровой SIN-COS координатный распределитель, блок управления и интерполяторы, преобразующие многоразрядные двоичные коды координатного распределителя в унитарные коды для координатных шаговых двигателей. Применение в системе цифровой многоразрядной обработки сигналов позволяет осуществлять дистанционное управление от системы станками, что повышает производительность системы в несколько раз. 2 ил., 1 з.п. ф-лы.

Фил.1

гч

Z