ШАГОВЫЙ ГРАФОПОСТРОИТЕЛЬ Советский патент 1970 года по МПК G06K3/00 

Изобретение относится к автоматике. Графопостроитель предназначен для устройств управления дискретными перемещениями головки с инструментом относительно планшета с носителем или поверхности обработки.

Известны шаговые графопостроители, содержащие устройство ввода-управления, щаговые двигатели, датчики, блок управления, интернолятор, разделительные схемы, триггеры, счетчики и линии задержки.

ГТредлагаемое устройство отличается от нзвестных тем, что в нем выходы кодовых щин датчиков положения через вентили и разделительные схемы подключены к установочным входам реверсивных счетчиков, выходы нулевых шин которых через первые вентили подключены к шинам нулевых кодов датчиков положения, а через вторые вентили, инверторы и линии задержки - к тем же.шинам нулевых кодов датчиков полол ;ения. Выходы вторых вентилей подключены к управляющим входам третьих вентилей, импульсные входы которых подключены к генерато2у импульсов, а выходы через разделительные схемы и вентили распределения, соединенные с соответствующими выходами триггеров знаков «оординат перемещений, подключены к соответствующим входам блоков управления приводом, а также через разделительную схему - к нулевому входу триггера пуска, единичный выход которого через вентиль, соединенный с генератором импульсов, подключен ко входу интерполятора. Единичный вход триггера пуска через разделительную схему нодключен к выходам первых вентилей, а также ко входам четвертых вентилей, другие входы которых нодключены к соответствующим выходам триггеров знаков, а выходы - к импульсным входам вентилей передачи донолнительных кодов в соответствующие циклические счетчики, входы {+) и (-) которых через линии задержки нодключены к соответствующим входам блоков управления. Это позволяет устранить погрешность нривода и повысить точность работы графоностроителя.

Схема устройства представлена на чертеже. Выходы устройства ввода-управления / соединены со входамн интерполятора 2, триггеров 3 и 4, знака перемещений но осям х и

у и через сборку 5 - с единичным входом триггера пуска б, а через сборку 7 - с нулевымн. Единичный выход триггера пуска 6 соединен с управляющими потенциальными выходами вентилей 8-12, импульсные входы

которых соединены с вы.чодом генератора имнульсов 13. Вторые входы вентилей 11, 12, 9 и 10 соедииены с выходами вентилей 14-17 неремещсний но осям х и у.

йределёнйя импульсов по входам (+), (-) блоков 18 и 19 управления шаговыми двигателями. К импульсным -входам вентилей подключены выходы сборок 20-23, соответстfeenHO ко входам этих сборок подключены выходы интерполятора, через ключи 24 - выход генератора единичных импульсов 25, а также выходы вентилей 26 и 27, импульсные выходы которых соединены с выходом генератора 13, а потенциальные управляющие входы - с выходами схем «И 28 .и 29. Эти же выходы соединены со сборкой 30, выход которой подключен к формирователю 31. Выход последнего соединен со вторым входом сборки 7.

Ко входам схемы «И 28 подключены выходы шины нулевого кода счетчика 32(X), а через линию задержки 55 и инвертор 34 - выход нулевой шины датчика положения 35(X). Кроме того, выходы нулевых шин счетчика X и датчика X соединены со входами схем «И 36, выход которой подключен ко входу сборки 57, ко .второму входу которой подключен выход схемы «И 38, входы которой соединены с выходными шинами нулевых кодов датчика положения 39(Y) и счетчика 40 (АУ). Нулевой выход датчика 39 через линию задержки 41 и инвертор 42 соединен со входом схемы «И 29, второй вход которой соединен с выходом Р1улевой шины счетчика 40, а выход - со входом сборки 30. Выход сборки 57 соединен чере: сборку 5 с единичным входом триггера 6. Датчики положения 55 и 39 соединены цри помощи кинематических звеньев 43 и 44 с шаговыми двигателями 45 и 46.

Выходы кодовых шии датчиков 55 и 39 через группы вентилей 47 и 50 передачи прямого и обратного кодов соединены со входами разделительных схем 48 ,и 49, выходы которых соединены со входами триггеров счетчиков 32 и 40. К импульсным входам вентилей 47 и 50 подключен выход блока / ввода-управления. Нулевой выход триггера 5 подсоединен ко входу схемы «И 51, второй вход которой соедипен с выходом схемы «И 36. Выход схемы 51 .соединен с импульсным входом вентилей передачи обратного кода 47. Нулевой выход Триггера 4 .соединен со входом «И 52, второй Вход которой соединен с выходом схемы «И 38. Выход последней подсоединен к импульсным входам вентиля 50 передачи обратного кода.

Работает устройство следующим образом. Сигналом «пуск с устройства ввода-управления / через сборку 5 устанавливается в единичное состояние триггер 6, разрешая поступление импульсов от генератора 13 в интерполятор 2, распределяющий импульсы на соответствующий входы (-J-) и (-) блоков 18 и 19 управления шаговыми двигателями 45 и 46. Эти импульсы проходят через сборки 20--23 на импульсные входы вентилей 14-17. При наличии единичного кода на триггере знака 5 (перемещение -|-А) открывается вентиль 14, сигнал с нулевого выхода того же триггера открывает вентиль 15 (-X), сигнал с единичного выхода триггера знака 4 (+У) открывает вентиль 16, сигнал с пулевого (-У) - вентиль 17.

Выходной код триггеров 5 и определяется 5 сигналом с блока / па соответствующих их входах.

Поступление импульсов на шаговые двигатели 45 и 46 определяет координатные перемещения псполнительпого органа, фиксируемые 10 датчиками положения 35(Х) и 39(Y).

Датчики циклические. Они имеют форму дисков с кодировочными пазами, через которые - на фотодатчики попадает свет от лампочки подсветки. Минимальный ход равен нулю, 15 максимальный определяет собой число элементарных шагов, которое должно быть меньше среднестатического числа щагов, после отработки которых возмол на утеря импульса па входе шагового двигателя, или равно ему. 0 Это число определяет число разрядов циклических реверсивных счетчиков 32 и 40. В рассматриваемОлМ примере коды от О до 9 следуют в порядке О, 1, 2, 3,..., 9 и число разрядов их равно четырем.

5 В начале обработки, если головка с инструментом находится в некотором промежуточном положении, сигнал «Пуск, поступающий на сборку 5, одновременно попадает иа импульсные входы вентилей передачи 47 и 50, 0 разрешая ввод и счетчики 32 и 40 через разделительпые схемы 48 и 49 кодов датчиков 35 и 39. Сигнал с единичного выхода триггера 6 открывает вентиль 8, разрещая поступление импульсов -от 13 в интерполятор. Этот 5 же сигнал открывает вентили 11, 12, 8-10, разрешая поступление импульсов от интерполятора на входы (+) или (-). счетчиков 32 и 40, при движении вперед - на входы (+), назад - на входы (-). Если после заверше0 кия одного цикла формируется нулевой код счетчика 32, но отсутствует задержанный линией задержки 55 сигнал, который через схему «НЕ 34 поступает на схему «И 28, то сигнал с выхода последней через сборку 30 и 5 формирователь 31 поступает на сборку 7, с выхода которой он устанавливает в «нуль триггер 6, запрещая поступление импульсов от генератора 13 па вход интерполятора. Нмпульсы с выходов вентилей .14 и 15 через вен0 тили 11 и 12 попадают на входы (+) или (-) счетчика 32. Одновременно сигнал с выхода Схемы «И 28 открывает вентиль 26, пропуская импульс от генератора 13 на входы сборок 20 и 21 импульсов, поступающих с выхо5 дов этих сборок на входы вентилей 14 и 15.

Если в состоянии «единица находится триггер 3, сигнал через вентиль 14 проходит па вход (+) блока 18 управления щаговым двигателем 45, разрещая перемещение голов0 ки на один элементарный шаг по оси X вперед. Если в состоянии «единица триггер 4, открыт вентиль 15, разрешающий прохождение импульса на вход (-) блока 18. Как только на выходе схемы «И 55 выработается сиг-. нал совпадения нулевых кодов счетчика и чйка, через сборку 37, формирователь 55 и рку 5 этим сигналом устанавливается в яичное состояние триггер б, разрешая ьнейшую работу интерполятора по обычпрограмме. налогично корректируется погрешность оси У. десь при наличии сигнала рассогласования выходе схемы «И 29, на входы которой гупают сигналы с выхода нулевой шины гчика 40 и через линию задержки 41 и схе«НЕ 42 с выхода нулевой шины датчика, aл со схемы «И 29 через сборку SO, Мирователь 31 и сборку 7 устанавливает в ль триггер пуска 6, запрещает работу ерполятора и через вентиль 27, управляеi выходом схемы «И 29, сборки 22, 23 и гили 16 и 17, управляемые единичным и евым выходами триггера знака 4 (ось У), гупление на входы (+) или (-) блока авления 19 шаговым двигателем 46 сигнаединичного перемещ,ения в том или ином равлении. После появления сигнала на вы3 схемы «И 38, на входы которой посту)Т сигналы с выходов шины нулевого кода :чика 40 и датчика 39, последним через эку 37, формирователь 53 и сборку 5 усталивается в единицу триггер 6 и разрешаI работа интерполятора по программе. ри сравнении кодов только с нулевых шин ла работает согласно описанному ранее реly. Однако, если в некоторых случаях корл;ия должна производиться и на некоторых межуточных значениях цикла, возникает ютветствие в связи с тем, что после нуле кода при движении вперед коды датчика (етчика совпадают: Датчик О 1239 Счетчик О 1239 )и движении назад датчик формирует код, олнительный к коду счетчика: Датчик О 987 .... I Счетчик О 1239 ля устранения неоднозначности в данном име используются дополнительно группы гилей передачи дополнительного кода и la «И 51, объединяющая выходы (-) тера знака 3 и схемы «И 36 совпадения гвых кодов датчика и счетчика X, и таксхема «И 52, объединяющая нулевые выа триггера знака 4 и схемы «И 38 совзния нулевых кодов датчика у и счетчиАУ. ри наличии сигнала на выходе схемы «И ми 52 (по окончании обработки цикла) ерез вентили 47 и 50 передачи дополни ных кодов устанавливает на соответствующих счетчиках код, дополнительный до полного кода датчика, и сигналы поступают на входы (-) счетчиков. Таким образом, кодм датчика и счетчика совпадают: и можно производить сравнения для коррекции кодов любых шин по аналогии с нулевыми. Для этого достаточно установить на входы схем 33, 28, 36, 41, 38 и 29 дополнительно схемы «ИЛИ, объединяющие шины всех кодов, после которых должна производиться коррекция. устройство ввода-управления, интерполятор, триггеры, вентили, блок управления, шаговые двигатели, датчики, разделительные схемы, счетчики, линии задержки, отличающийся тем, что, с целью устранения погрешности привода и повышения точности работы устройства, в нем выходы кодовых шин датчиков положения через вентили и разделительные схемы подключены к установочным входам реверсивных счетчиков, выходы нулевых шин которых через первые вентили подключены к шинам нулевых кодов датчиков положения, а через вторые вентили, инверторы и линии задержки - к шинам нулевых кодов датчиков положения, выходы вторых вентилей подключены к управляющим входам третьих вентилей, импульсные входы которых подключены к генератору импульсов, а выходы через разделительные схемы и вентили распределения, соединенные с соответствующими выходами триггеров знаков координат перемещений, подключены к соответствующим входам блоков управления приводом, а также через разделительную схему подключены к нулевому входу триггера пуска, единичный выход которого через вен тиль, соединенный с генератором импульсов, подключен ко входу интерполятора, единичный вход триггера пуска через разделительную схему подключен к выхоаам первых вентилей, а также ко входам четвертых вентилей, другие входы которых подключены к соответствующим выходам триггеров знаков, а выходы - к импульсным входам вентилей передачи дополнительных кодов в соответствующие циклические счетчики, входы ( + ) и (-) которых через линии задержки подключены к соответствующим входам блоков управления. О 9871 О 987I Предмет изобретения Шаговый графопостроитель, содержащий