Устройство для контроля систем программного управления станком Советский патент 1990 года по МПК G05B19/18 G05B23/02 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах программного управления станками и другим технологическим оборудованием.

Целью изобретения является повышение надежности работы устройства и сокращение i времени проверки отработки управляющих программ у станка.

На фиг. 1 изображена структурная схема устройства; на фиг. 2 - структурная схема блока ввода программы; на фиг. 3 - структурная схема блока элементов И; на фиг. 4 - структурная схема реверсивного счетчика; на фиг. 5 - структурная схема блока задания перемещения; на фиг. 6 - временная диаграмма сигналов на входе счетчика-распределителя в режиме Проверка ; на фиг. 7 - структурная схема счетчика-распределителя 8; на фиг. 8 - структурная схема преобразователя кодов.

Устройство (фиг. 1) состоит из блока 1 ввода программ, первого 2, второго 3, третьего 4 и четвертого 5 регистров, первого 6 и второго 7 блоков задания перемещений, счетчика-распределителя 8, блока 9 управления приводами, блока приводов 10, первого 11, второго 12, третьего 13, четвертого 14, пятого 15, шестого 16 и седьмого 17 блоков элементов И, блока 18 элементов ИЛИ, первого 19 и второго 20 дешифраторов, элемента 21 задержки, делителя 22 частоты, счетчика 23 импульсов, информационного канала 24, реверсивных счетчиков 25 и 26 и блоков 27 и 28 индикации.

Блок 1 ввода программы (фиг. 2) состоит из запоминающего устройства 29, фотосчи- тывающего устройства 30, элемента ИЛИ 31, первого-тринадцатого элементов И 32ел

00

о со 1чэ

44, генератора 45частоты, первого-шестого триггеров 46-51, элемента ИЛИ 52, лерво- ro-седьмого дешифраторов 53-59 и элемента 60 задержки.

Блок 11 (12-17) элементов И (фиг. 3) состоит из нескольких элементов И 61 и 62, при этом блоки 11 и 12 состоят из четырех элементов И, блоки 13-17 - из восьми элементов И (при восьмиразрядной длине перемещения по координатам и восьмиразрядной длине счетчика-распределителя 8).

Реверсивный счетчик 25 (26) (фиг. 4) состоит из десятичных реверсивных счетчиков 63-65 и элементов ИЛИ 66-69. Количество счетчиков определяется разрядностью максимального перемещения по координатам.

Информация в виде унитарного кода может поступать на вход любого десятичного разряда через элемент ИЛИ. Операция счета ста импульсов со знаком + и 99 импульсов со знаком - может быть заменена счетом одного импульса со знаком + третьим десятичным разрядом и счетом со знаком - последовательно девяти импульсов вторым десятичным разрядом и девяти импульсов первым разрядом.

Таким образом, блок имеет возможность считать импульсы с различными десятичными весовыми коэффициентами.

Блок 6 (7) задания перемещений (фиг. 5) состоит из преобразователя 70 кода 1-2-4- 8 в код 1-2-4-2, регистра 71, блока 72 элементов И, элемента ИЛИ 73, первого 74 и второго 75 элементов И, D-триггера 76.

Счетчик-распределитель 8 (фиг. 7) состоит из первого 77 и вторых 78 и 79 п -х десятичных счетчиков с выходами переполнения, первого 80 и 81 n-го элементов ИЛИ, первого 82, второго 83 и 84 п-го преобразователей кодов.

Устройство (фиг. 1) работает следующим образом,

В режиме Отработка цифровая информация с информационного канала 24 блока 1 ввода программы записывается в регистры 2-4. В регистры 2 и 3 записывается цифровая информация о перемещении, следующая после адресов X и Y соответственно. В регистр 4 записывается число, следующее после адреса F и определяющее разряд поступления частоты блока задания скорости РБЗС на вход счетчика-распределителя 8. Кроме того, в регистры 2 и 3 запи- сывается знак перемещения по координатам X и Y соответственно. По сигналу конца отработки предыдущего кадра, которым является импульс переполнения счетчика 8, информация с регистров 2 и 3 переписывается в блоки 6 и 7 задания перемещений соответственно. Информация из

регистра 4 этим же импульсом переписывается в регистр 5, откуда через блок 11 элементов И, открытый потенциалом режима Отработка, и блок 18 элементов ИЛИ

поступает на вход дешифратора 20 Выход последнего открывает соответствующий элемент И блока 13 элементов И, и частота РБЗС через элемент 21 задержки и открытый элемент И блока 13 элементов И

0 поступает на соответствующий вход счетчика-распределителя 8. При информации F 5 в программе обработки на входе дешифратора 20 имеется число 5, а в блоке 13 разрешающим потенциалом с пятого выхода

5 дешифратора 20 открыт пятый элемент И и частота РБЗС поступает на вход пятого десятичного разряда счетчика-распределителя 8.

Информация с выхода счетчика 8 по0 ступает на соот ветствующие входы блоков 6 и 7. Импульсы частоты РБЗС, поступая с выхода счетчика-распределителя 8 на входы блоков 6 и 7, распределяются в последовательности, соответствующей значениям ве5 личин и знакам перемещений по координатам. Унитарный код с выхода блоков 6 и 7 поступает на соответствующие знаковые входы блока 9 управления приводами, который и управляет приводами 10.

0 Одновременно частота с выхода блоков 6 и 7 поступает в зависимости от наличия перемещения и его знака на соответствующие блоки 14-17 элементов И. Так как блок 12 элементов И оказывается закрытым отсут5 ствием режима Проверка, то нулевая информация на входе дешифратора 19 устанавливает разрешающий потенциал на его нулевом выходе, который открывает первые элементы И 61 блоков 14-17

0 (фиг. 3). При этом частота с выхода блоков 6 и 7 через элементы И 61 блоков 14-17 поступает в зависимости от знаков перемещений на соответствующие входы реверсивных счетчиков 63, 25 и 26, т.е. на их младшие

5 разряды. Реверсивные счетчики 25 и 26 производят счет поступающих импульсов, а блоки 27 и 28 - индикацию их суммарного числа. По окончании отработки кадра, по сигналу переполнения счетчика-распреде0 лителя 8 производится пуск ввода и отработки следующих кадров.

При необходимости ускоренной проверки всей программы, что позволит выявить ошибки программирования, ошибки

5 при изготовлении перфоленты, сбои от плохого качества перфоленты, а также неисправности самого устройства, включается режим Проверка.

При этом выключается режим Отработка, закрывается блок 11 элементов И и

открывается блок 12 элементов И. Частота блока задания скорости РБЗС через элемент 21 задержки поступает через блок 13 элементов И на соответствующий вход счетчика-распределителя 8, и одновременно частота РБЗС поступает на вход делителя 22 частоты на девять.

Девятый импульс с выхода делителя 22 поступает на вычитающий вход счетчика 23, уменьшая его содержимое на единицу. Код с выхода счетчика 23 через открытый блок 12 элементов И поступает на вход дешифратора 19 и через блок 18 элементов ИЛИ на вход дешифратора 20. Таким образом, через каждые девять импульсов код на входе дешифраторов 19 и 20 уменьшается на единицу, и, следовательно, с выходов блока 13 элементов И поступает последовательно на каждый десятичный разряд счетчика-распределителя 8 по девять импульсов. Временная диаграмма следования импульсов на блок 8 в режиме Проверка показана на фиг. 6.

В блоке 1 ввода программ (фиг. 2) после включения фотосчитывающего устройства 30 или включения запоминающего устройства 29 и установки режима Считывание сигнал Пуск через элемент ИЛИ 31 устанавливает в единичное состояние триггер 46, включая фотосчитывающее устройство 30 или подавая частоту считывания с генератора 45 через открытый элемент И 32 на вход запоминающего устройства 29, при этом происходит считывание информации из устройства 29 или 30. При этом дешифратор 53 дешифрирует любую цифровую комбинацию (в коде ISO - наличие пятой и шестой дорожек), дешифратор 54 дешифрирует адрес F, под которым программируется декада подачи частоты блока задания скорости на счетчик-распределитель 8, дешифратор 55 дешифрирует адрес X, дешифратор 56 - адрес Y и дешифратор 57 дешифрирует адрес любой буквы (отсутствие пятой и шестой дорожки в коде ISO), дешифратор 58 дешифрирует знак -, дешифратор 59 - адрес LF (конец кадра). Импульсы частоты считывания (в режиме Считывание) или синхроимпульсы с устройства 30 через элемент ИЛИ 52 при буквенной информации через элемент И 37 устанавливают в нулевое состояние триггера 47-49. При наличии адресов F, X или Y эти же импульсы через элемент 60 задержки устанавливают через элементы И 34-36 соответствующие триггера 47-49 в единичное состояние, При этом, цифровая информация, установившаяся на цифровом выходе блока 1 после адресов F, X и Y, сопровождается соответствующими импульсами записи через элементы И 33,

40,41 и 42. После адреса X или У единичные потенциалы с триггера 48 или 49 разрешают при наличии адреса - прохождение импульса через элементы И 38. 43 и 44 на вход триггеров 50 и 51, устанавливая соответствующие потенциалы на знаковых выходах блока 1. Наличие адреса LF разрешает прохождение импульса через элемент И 39 на сбрасывающий вход триггера 46,

останавливая ввод управляющей программы. По окончании отработки кадра импульс переполнения счетчика-распределителя 8 поступает на вход блока 1 и через элемент ИЛИ 31 производит ввод следующего кадра программы.

В блоке 6 или 7 (фиг. 5) цифровая информация в коде 1-2-4-8 поступает с выхода регистра 2 (для координаты X) на вход преобразователя 70 кода. С его выхода цифровая информация в двоично-десятичном коде 1-2-4-2 поступает на вход регистра 71, куда и переписывается по сигналу окончания отработки предыдущего кадра. Информация с выхода регистра 71 поступает на первый

вход блока 72 элементов И. На второй его вход поступает информация с выхода счетчика-распределителя 8 в форме двоично-десятичного импульсного кода 1-2-4-2, а с выхода блока 72 через элементы И 74 и 75

в зависимости от состояния триггера 76 - на выход блока. Состояние триггера 76 определяется потенциалом на знаковом входе блока 6 (7) в момент окончания отработки предыдущего кадра.

В счетчике-распределителе 8 (фиг. 7)

при подаче на один из выходов частоты происходит счет импульсов счетчиками 77-79. Преобразователи 82-84 кодов преобразуют кодовую комбинацию на выходах счетчиков

с весами 1-2-4-8 в импульсную 1-2-4-2.

Преобразователь 82 (83, 84) кодов (фиг. 8) состоит из элементов НЕ 85-88 +i элементов И 89-92 и работает следующим образом. При поступлении на вход десятичного счетчика десяти импульсов они распределяются по выходам преобразователя 82 следующим образом: пятый - на выход 1, первый и девятый - на выход 2, второй, четвертый, шестой и восьмой - на выход 3,

третий и седьмой - на выход 4, т.е. в импульсный код 1-2-4-2.

У дешифраторов 19 и 20 нулевой и первый выходы (дешифрация нулевого кода и кода единицы) объединены по схеме ИЛИ. Счетчик 23 устанавливается.предварительно в состояние п (п - число десятичных разрядов в счетчике-распределителе 8) и с каждым импульсом уменьшает свое содержимое на единицу.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет провести отработку каждого кадра программы независимо от запрограммированного перемещения за (п, 9+1) импульсов. По сравнению с известным устройством программа объемом в 1000 кадров может быть проверена (при восьмиразрядной длине счетчикй-распре- делителя ) за время, равное 0,073 с.

Столь незначительное время проверки отработки программ позволяет совместить его со временем ввода в запоминающее устройство. Кроме того, режим проверки может быть включен в процесс обработки детали, например, перед врезанием, что позволит также повысить надежность работы станка, уменьшить вероятность брака детали. В этом случае программируется перемещение в двух кадрах с различными знаками. Например,

№ 100 Х- 12481248 Y...LF; Ns 101 - 12482248 Y-...LF.

При этом на привод отработано всего 30 импульсов с разным знаком, но проверены все разряды (включая и старшие) блока задания перемещений.

Формула изобретения Устройство для контроля систем программного управления станком, содержащее блок ввода программ, информационный выход которого соединен с информационными входами первого и второго регистров, а выходы импульсов записи и знака перемещения - с соответствующими входами первого и третьего регистров, информационные выходы которых соединены с соответствующими информационными входами блоков задания перемещений, знаковые выходы - с соответствующими знаковыми входами блоков задания перемещений, а тактовые входы блоков задания перемещений соединены с выходом счетчика-распределителя , выход переполнения которого . соединен с входами записи блоков задания перемещений, выходы которых соединены с соответствующими входами блока управления приводами, выходы которого соединены с соответствующими входами блока приводов, отличающееся тем, что. с целью повышения надежности и сокращения времени проверки отработки управляющих программ у станка, в устройство дополнительно введены третий и четвертый регистры, семь блоков

элементов И, блок элементов ИЛИ, первый и второй дешифраторы, делитель частоты, элемент задержки, счетчик импульсов, два реверсивных счетчика и два блока индикации, причем информационный вход и вход записи третьего регистра соединены с информационным выходом и выходом импульса записи блока ввода программ соответственно, а выход третьего регистра

подключен к информационному входу четвертого регистра, выход которого соединен с первым входом первого блока элементов И, второй вход которого соединен с входом Обработка устройства, а выход - с первым

входом блока элементов ИЛИ, второй вход которого соединен с входом первого дешифратора и выходом второго блока элементов И, а выход - с входом второго дешифратора, выходы которого соединены

с первыми входами третьего блока элементов И, выход которого соединен с информационным входом счетчика-распределителя, а второй вход - с выходом элемента задержки, вход которого соединен с входом тактовой частоты РБЗС устройства и с первым входом делителя частоты, выход которого подключен к информационному входу счетчика импульсов, выход которого подключен к первому входу второго блока элементов И,

второй вход которого подключен к входу Проверка устройства, а вход сброса счетчика импульсов соединен с выходом переполнения счетчика-распределителя, с входом записи четвертого регистра и входом установки блока ввода программ, причем первый вход четвертого блока элементов И соединен с первым информационным выходом второго блока задания перемещений, первый вход пятого блока

элементов И - с вторым информационным выходом второго блока задания перемещений, первый вход шестого блока элементов И - с первым информационным выходом первого блока задания перемещений, первый вход седьмого блока элементов И - с вторым информационным выходом первого блока задания перемещений, а второй вход седьмого блока элементов И соединен с выходом первого дешифратора и вторыми входами четвертого, пятого и шестого блоков элементов И, выходы которых соединены соответственно с входами сложения и вычитания реверсивных счетчиков, выходы которых соединены с соответствующими

входами блоков индикации.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах числового програмного управления станками и другим технологическим оборудованием. цель изобретения - повышение надежности и сокращение времени проверки отработки управляющих программ у станка. Устройство позволяет повысить надежность и производительность станка с ЧПУ за счет возможности проведения режима ускоренной отработки программы непосредственно у станка перед обработкой детали, контроля величины суммарного перемещения по координатам в конце отработки. Решение этой задачи достигается путем введения дополнительных устройств: регистров, блоков элементов И, блока элементов ИЛИ, двух дешифраторов, делителя частоты, элемента задержки, счтчика, двух реверсивных счетчиков и блоков индикации. 8 ил.

Г

1

щн

ФогЛ

с бы хода блокав

Сбыхода. блока 2

Залась

бход знака

Фог5

бход n(cmapuiuu разряд)

6ход1 (младший разр.) II

6ход2 П

1

Лереполнение

JU

Фиг.6

Фие.8