Устройство для задания циклов в системах числового программного управления Советский патент 1991 года по МПК G05B19/18 

1

(21)4671624/24

(22)27.02.89

(46) 07.01.91. Bran. Ь 1

(72) Э.Т.Горбенко, В.Л.Кошкин,

А.И.Лапандин, А.Д.Катынский

и Р.Г.Иванцов

(53) 621.503.55(088.8)

(56) Авторское свидетельство СССР

W 246157, кл. Г, 05 В 19/18, 1967.

Авторское свидетельство СССР № 1280575, кл. G 05 В 19/18, 1986.

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАДАНИЯ ЦИКЛОВ В СИСТЕМАХ ЧИСЛОВОГО ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ

(57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, а именно к позиционным системам числового программного управления, например для управления станками по сверлению плат печатного монтажа или манипуляторами циклового типа. Цель изобретения - упрощение устройства. Предпо

С&

(««

со to

со со

сылкой для реализации цели является возможность отказа применительно к позиционным системам от запоминания адресов входа в цикл и места возврата в программу и реализация поиска нужных адресов памяти путем записи специальных служебных символов-меток с последующей автоматической регенерацией информации„ Устройство содержит управляемый генератор 1 импульИзобретение относится к автоматике и вычислительной технике, а именно к позиционным системам числового программного управления, например для управления станками по сверле- нию плат печатного монтажа или манипуляторами циклового типа.

Целью изобретения является упрощение устройства.

На фиг. 1 представлена функцио- нальная схема устройства; на фиг„2 - схема управляемого генератора символов кода ИСО; на фиг„ 3 - схема дешифратора символов кода ИСО; на фиг. 4 - схема вычитающего десятичного двухразрядного счетчика; на фиг„5- временные диаграммы работы устройства ,

Устройство (фиг. 1) состоит из двухдиапазонного управляемого генера- тора 1 импульсов, элементов 2 памяти, счетчика 3 адреса, блока 4 выходных ключей, дешифратора 5 символов кода ИСО, сдвигового регистра 6, вычитающего десятичного двухразрядного счетчика 7, дешифратора 8 нулевого состояния счетчика, управляемого генератора 9 символов кода ИСО, первого 10 и второго 11 RS-триггеров, элемента 12 задержки, с первого по вось- мой элементов И 13-20 и трех элементов ИЛИ 21-23.

Управляемый генератор 9 кодов (фиг. 2) состоит из четырех инверторов С ОТКРЫТЫМ КОЛЛеКТОрНЫМ ВЫХОДОМ

24-27.

Дешифратор 5 (фиг, 3) содержит группу из восьми входных инверторов 28, группу 29 из пяти элементов И, элемент И 30, элемент И 31 на два входа и выходные инверторы 32-35.

Десятичный счетчик 7 (фиг. 4) состоит из двух одноразрядных счетчиков 36 и 37.

сов, элемент 2 памяти, счетчик 3 адреса блока 4 выходных ключей, дешифратор 5 символов кода ИСО, сдвиговый

регистр 6, вычитающий двухразрядный счетчик 7, дешифратор 8 нулевого состояния счетчика, генератор 9 символов кода ИСО, два RS-триггера 10, 11, Элемент 12 задержки, элементы И 1320, элементы ИЛИ 21-23. 1 з.п. ф-лы, S ил.

В позиционных системах возможен отказ от запоминания адресов входа в цикл и места возврата в программу и реализации поиска нужных адресов памяти-путем записи специальных служебных символов-меток с последующей автоматической регенерацией информации.

Устройство (фиг. 1) работает следующим образом.

В цикле записи информации работа устройства не имеет особенностей: программа обработки детали в коде ИСО поступает по шине Вход ИСО на информационные входы элементов 2 памяти в сопровождении сигнала Запись ДМ, который через элемент ИЛИ 22 поступает на вход управления записью элементов 2 памяти. Перед записью счетчик 3 адреса сигналом начальной установки НУ через элемент ИЛИ 21 устанавливается в исходное нулевое состояние. Изменение адреса счетчика 3 осуществляется путем подачи сигналов Пуск и Стоп на управляющие входы генератора 1 импульсов, выход которого соединен со счетным входом счетчика 3 адреса. После записи в элементы 2 памяти программа обработк может иметь вид:

L1...EL2...Е...Lij...E%N1... ...LFN2L1JLF...М02.

В данном представлении между символами L и Е заключена информация о циклах (подпрограммах), собственно программа начинается с символа %, команда вызова цикла в основной программе запрограммирована в кадре N2 и имеет вид N2L1JLF, где Lij - номер вызываемого цикла.

Перед передачей информации из элементов 2 памяти в выходную шину Выход ИСО устройство приводится в

исходное состояние путем подачи сигнала НУ, который устанавливает в единичное состояние триггеры 10 и 11, а также через элемент ИЛИ 21 в нулевое состояние счетчик 3 адреса. Сигнал с инверсного выхода триггера 11 поступает на вход управления блока 4 выходных ключей и запирает его. Этот же сигнал, поступив на вход управления выбором диапазона генератора 1, подготавливает его для работы в старшем диапазоне, обеспечивающем считывание информации из элементов памяти 2 на максимально возможной скорости. При поступлении сигнала Пуск на вход управляемого генератора 1 генератор начинает вырабатывать последовательность импульсов высокой частоты (например, 1 мГц). Так как триггер 10 находится в состоянии S, то импульсы с выхода генератора 1 через элементы И 13 и ИЛИ 23 поступают на С2-вход управления сдвигом информации регистра 6. Так как последовательный вход приема информации А. регистра 6 соединен с источником- нулевого потенциала, то при поступлении первых четырех импульсов от генератора 1 происходит запись О во все четыре разряда регистра 6, а при последующих импульсах генератора 1 нулевое состояние регистра подтверждается . Импульсы с выхода генератора 1 поступают также на счетный вход счетчика адреса 3. Так как на вход управления записью элементов 2 памяти с выхода элемента ИЛИ 22 сигналы не поступают, то элементы 2 памяти работают в режиме считывания

Информация, последовательно считанная из ячеек памяти элементов 2, начиная с нулевого адреса, поступает на входы дешифратора 5. Сигналы на выходах дешифратора 5 не изменяют режима работы устройства, так как благодаря тому, что на вход элемента И 20 от триггера 11 поступает запрещающий сигнал и регистр 6 находится в нулевом состоянии„ Процесс продолжается до выработки дешифратором 5 сигнала символа %, который с выхода дешифратора 5 поступает на R-вхо- ды триггеров 10 и 11, при этом прекращается подача импульсов с выхода элемента И 13, а сигнал с выхода триггера 11 подготавливает к работе ключи 4 и элемент И 20, а также переключает генератор 1 на работу в младшем диапазоне, в котором скорость

считывания информации в выходную шину Выход ИСО соответствует быстродействию внешнего приемника (например, 10 кГц). Таким образом, после считывания символа % информация начинает поступать на выход устройства. Процесс продолжается до дешифрации

символа L, сигнал которого с выхода дешифратора 5 поступает на S-вход управления режимом работы регистра 6 и подготавливает его для параллельного приема информации.

5 Стробирсванный импульсом генератора 1 сигнал LC с выхода дешифратора 5 поступает на СЗ-вход управления параллельной записью регпстрг 6 м так как вход первого разряда Л регистра

0 6 соединен с источником единичного потенциала, а остальные входы г источником нулевого потенципга. то в регистр 6 записывается код 1000 (фиг. 5)„ Сигнал L, поступив на вход

5 счетчика 7, не изменяет режима работы устройства. Б соответствии с приведенным представлением команды вызова цикла вслед за символом L от элементов 2 памяти поступает код циф0 ры старшего разряда номера вызываемого цикла, при этом сигнал Признак цифры, стробированный импульсом генератора 1 (фиг. 5), поступает на входы элементов И 15 и 16. Так как регистр 6 находится в состоянии 1000, то сигнал вырабатывается на выходе элемента 15, вследствие чего в старший разряд счетчика 7 записывается код цифры старшего разряда номеQ ра цикла, сигнал с выхода элемента И 15 через элемент ИЛИ 23 поступает также на С2-вход управления сдвигом регистра 6 и по заднему фронту импульсного сигнала регистр 6 принима5 ет состояние 0100 (фиг. 5). Следующая цифра записывается по сигналу с выхода элемента И 16 в младший разряд счетчика 7. Вслед за цифрой младшего разряда номера цикла при считыва0 нии команды вызова цикла постегает код признака конца кадра информации LF, сигнал которого с выхода дешифратора 5 поступает на вход элемента И 17. С выхода элемента И 17 сигнал

е через элемент ИЛИ 22 поступает на вход управления записью элементов 2 памяти. Так как генератор 9 кодов, благодаря сигналу с FЈ-выхода регистра 6, вырабатывает код служебного

5

символа Н, то этот символ записывается в ту ячейку памяти элементов 2, в которой записан код LF. Символ Н представляет собой метку возврата в основную программу после отработки вызванного цикла.

Сигнал с выхода элемента И 17 через элемент 12 задержки и элемент ИЛИ 21 устанавливает в нулевое сое- тояние счетчик 3 адреса, а через элемент ИЛИ 23 вновь сдвигает информацию в регистре 6, и он по заднему фронту этого сигнала принимает состояние 0010 (фиг. 5). Сигнал с выхода элемента 12 задержки поступает также на S-вход триггера 11, вследствие чего ключи 4 запираются, а генератор 1 переключается в старший диапазон. Символы L поступают на вход Вычитание счетчика 7 и при достижении счетчиком 7 нулевого состояния считывается число символов L, соответствующее номеру вызываемого цикла. Нулевое состояние счетчика 7 дешифрируется дешиф ратором 8 и сигнал с его выхода вновь переводит триггер 11 в состояние R, при этом информация считывается в шину Выход ИСО со скоростью, соответствующей младшему диапазону генератора 1.

Процесс продолжается до выработки дешифратором 5 символа Е, являющегося признаком окончания цикла (подпрограммы) . Этот сигнал поступает через эле- мент И 18 на S-вход триггера 11, блок 4 ключей запирается, генератор 1 переключается на работу в старшем диапазоне, на повышенной скорости осуществляется поиск места возврата в про- грамму. Процесс продолжается до момента выработки дешифратором 5 сигнала служебного символа Н, который поступает на вход элемента И 19, а с его выхода через элемент ИЛИ 22 - на вход управления записью элементов 2 памяти. Так как благодаря сигналу с Fa-выхода регистра 6 генератор 9 кодов генерирует в шину Вход ИСО код F, то на место символа Н записывает- ся код LF и происходит восстановление информации. Сигнал 1 с выхода И 19 через элемент ИЛИ 23 производит сдвиг информации в регистре 6 и он принимает состояние 001, вследствие чего следующий импульс с выхода генератора 1 через элемент И 14 переводит триггер 11 в состояние R, блок ключей 4 открывается и информация считывается

в линию Одновременно сигнал с элемента И 14 через элемент ИЛИ 23 производит сдвиг информации в регистре 6 и он принимает исходное состояние 0000. При поступлении новой команды вызова цикла с произвольным номером процесс повторяется.

Генератор 9 кодов (фиг. 2) работает следующим образом.

Если на выходах F и F3 регистра 6 присутствует нулевой потенциал, то инверторы с открытым коллектором 24- 27 закрыты и код символа ИСО в шину Вход ИСГ) не генерируется. Если на F4-выходе единичный потенциал, то на выходах инверторов 25 и 27 присутствует сигнал нулевого потенциала, который передан в цепи третьего и седьмого разрядов восьмиразрядной шины Вход ИСО, что соответствует коду служебного символа И. При единичном потенциале на F3-выходе регистра 6 инверторы 24 и 26 обеспечивают генерирование в шину Вход ИСО сигналов по цепям второго и четвертого разрядов шины Вход ИСО, что соответствует коду символа LF.

Дешифратор 5 (Фиг. 3) работает следующим образом.

Группа из пяти элементов И 29 обеспечивает дешифрацию символов кода ИСО: L; LF; Е; Н; %. Прямые и инверсные сигналы на элемент И 29 поступают с выходов элементов 2 памяти непосредственно или через инверторы 28. Признаком цифры в коде ИСО является наличие сигналов в цепях пятого и шестого разрядов. С помощью элемента И 30 осуществляется дешифрация признака цифры с одновременным стро- бированием сигналом с выхода генератора 1. Инвертор 32 служит для согласования сигнала Ц4С с входными цепями элементов устройства. С помощью элемента И 31 осуществляется стробирова- ние сигналом генератора 1 сигнала L, стробированный сигнал LC положительной полярности передается на С2-вход управления записью регистра 6.

Счетчик 7 (фиг. 4) работает следующим образом.

Информация о цифре поступает по цепям первых четырех разрядов шины Выход ИСО (согласующие инверторы не показаны). В остальном работа счетчика не имеет особенностей.

Устройство позволяет осуществить поиск нужных адресов памяти путем записи специальных служебных символов - меток с последующей автоматической регенерацией информации, что позволяет упростить устройство,

Формула изобретения

Устройство для задания циклов в системах числового программного управления, состоящее из элементов памяти, счетчика адреса, двухдиапазонно- го управляемого генератора импульсов, блока выходных ключей, вычитающего двухразрядного десятичного счетчика сдвигового регистра, двух RS-тригге- ров, восьми элементов И, трех элемен

тов ИЛИ, причем адресные входы элемен-20 нерированием кода Н управляемого гетов памяти соединены с выходами счетчика адреса, вход управления записью элементов памяти соединен с выходом первого элемента ИЛИ, вход установки в О счетчика адреса соединен с выходом второго элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с шиной начальной установки НУ, входы управления Пуск и Стоп являются внешними каналами устройства, о т л и ч а- ю щ е е с„я тем, что, с целью упрощения, устройство содержит управляемый генератор символов кода, дешифратор символов кода, дешифратор нулевого состояния счетчика и элемент задержки, причем информационные входы элементов памяти соединены с входной шиной Вход ИСО, информационные выходы элементов памяти соединены с входами дешифратора символов кода ИСО и информационными входами блока выходных ключей, выходы которого соединены с выходной шиной устройства Выход ИСО, к которой также подсоединены информационные входы вычитающего двухразрядного десятичного счетчика, выходы которого соединены с входами дешифратора нулевого состояния этого счетчика, при этом счетный вход счетчика адреса соедине с тактовым входом дешифратора символов кода ИСО, выходом двухдиапазон- ного управляемого генератора импульсов и с первыми входами первого и .второго элементов И, причем S-вход первого триггера соединен с первым входом первого элемента ИЛИ на два входа, первым S-входом второго триг гера и с шиной начальной установки

0

НУ, R-вход первого триггера соединен с выходом 7 дешифратора символов кода ИСО и первым R-входом второго триггера, прямой выход первого триггера соединен с первым входом первого элемента И, выход первого элемента И соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом второго элемента И и вторым R-входом второго триггера, выход третьего элемента ИЛИ соединен с входом управления сдвигом сдвигового регистра, выход первого разряда которого соединен с первым входом третьего элемента И, выход второго разряда соединен с первыми входами четвертого и пятого элементов И, а также с входом управления ге-

5

0

5

0

5

0

5

нератора символов кода, выход третьего разряда сдвигового регистра соединен с первыми входами шестого и седьмого элементов И и с входом управления генерированием кода LF генератора символов кода, выход четвертого разряда сдвигового регистра соединен с вторым входом второго элемента И, вход управления параллель- .ной записью регистра соединен с выходом восьмого элемента И, первый вход которого соединен с входом управления выбором диапазона двухдиапазон- ного управляемого генератора импульсов, входом управления блоком выходных ключей и инверсным выходом второго триггера, второй вход восьмого элемента И соединен со стробирован- ным LS-выходом дешифратора символов кода, нестробированный L-выход которого соединен с входом управления режимом работы сдвигового регистра и счетным входом вычитающего десятичного двухразрядного счетчика, вход управления записью в старший разряд которого соединен с выходом третьего элемента И и третьим входом третьего элемента ИЛИ, вход управления записью в младший разряд вычитающего десятичного двухразрядного счетчика соединен с выходом четвертого элемента И, второй вход которого соединен с вторым входом третьего элемента И и стробированным выходом признака цифры дешифратора символов кода, выход символа LF которого соединен с вторым входом пятого элемента И, выход которого соединен с входом элемента задержки и первым входом

первого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом седьмого элемента И и четвертым входом третьего элемента ИЛИ, пятый вход которого соединен с выходом элемента задержки, вторым S-входом триггера и вторым входом второго элемента ИЛИ, выход шестого элемента И соединен с третьим S-входом второго триггера, а второй вход седьмого элемента И соединен с Е-выходом дешифратора символов кода, Н-выхсд которого соединен с вторым

входом седьмого элемента И, третий lR-вход второго триггера соединен с выходом дешифратора нулевого состояния счетчика, третий вход первого элемента ИЛИ подключен к внешней цепи Запись да, вход первого разряда А,, сдвигового регистра соединен с источником единичного потенциала, а входы остальных разрядов и последовательный вход АО приема информации сдвигового регистра подключен к источнику нулевого потенциала.

сриг.5