Устройство для программного управления Советский патент 1980 года по МПК G05B19/18 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к автоматике производственных процессов для программного управления рабочими органами станков. Известно устройство для программного управления, содержащее последовательно соединенные блок ввода программы интерполятор, логический блок и блок управления 1. Наиболее близким по технической сущ ности к изобретению является устройство для программного управления, содержащее последовательно соединенные блок ввода, блок буферной памяти, интерполятор, блок регулирования контурной скорости и силовой шаговый привод, причем интерполятор соединен через генератор импуль сов с блоком разгона-торможения, подключенным к буферной памяти 2. Однако эти устройства характеризуются недостаточным бысггродействием для управления целой группой специальных станков, на скорость движения исполнительньЕх органов которых Накладываются определенные ограничения. К таким станкам относятся станки для прошивки постоянных накопителей, производящие укладку кодовых проводов в специальные запоминающие элементы. Для них траектория перемещения исполнительного механизма-каретки состоит из набора чередующихся зон прошивки и промежуточных отрезков. При этом в зоне прощивки осуществляется одновременная работа двух исполнительных механизмов: продольное движение каретки и поперечное отлонение иглы. Поэтому в этой зоне для исключения возможности натыкания иглы на сердечник запоминающего элемента скорость движения каретки (рабочая скорость) ограничивается в зависимости от скорости перекидывания иглы. На промежуточных же отрезках ограниче1шя на скорость каретки (скорость холостого хода) отсут- . ствуют. При применении известных устройств для управле){ия да1шыми прошивочными станками .задание двиэкения исполнительного органа вдоль одного ряда запоминающих элементов производится программированием либо полного перемещения с одной постоянной скоростью, определяемой- рабочей скоростью каретки в зоне прощивки, либо отдельных отрезков соответстве1шо с рабочими скоростями и скоростями холостых ходов в обоих случаях снижается быстродействие системы. В первом - на отрезках холостых ходов ( задания скорости заведомо меньшей максимально возможной), а во - из-за потерь времени на разгон и торможение на каждом программируемом отрезке. Кроме того необходимость программирования во втором случае каждого отрезка отдельной фразой значительно увеличивает длину управляющей перфоленты, которая и без такого способа программирования для прощивочных станков достигает большой величины. Аналогичное снижегоге быстродействия характерно и для систем программного управления станками, обра батывающих, например, детали сложной конфигурации, у которых также имеются чередующиеся участки рабочих и холостых ходов. Цель изобретения - повышещ1е быстродействия устройства. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для програмкшого упра ления, содержащее aocлeдoвaтeлыio соединенные Ьлок ввода программы, блок буферной памяти, интерполяггор, блок регулирования контурной скорости и шаговый привод, а также последовательно соединенные первый блок разгона-тормо жения и первый генератор импульсов, BTqpou вход которого и вход первого блока разгона-торможения подключены к выходу блока буферной памяти, введен последовательно соединенные второй бло разгона-торможения, второй генератор импульсов и блок согласования скоросте Вход которого подключен к выхо блока буферной памяти, вторюму входу втсфого генератора импульсов и к перво входу второго блока разгона-торможения, соединенного вторым и третьим вхо дами соответственно с первым и вторым входами блока согласования скоростей, третий вход которого подключен к выхо первого генератора импульсов, а третий выход и четвертый вход к управляющем входу и выходу интерполятора соответственно, а также тем, что блок согласо сКоростей содержит элемент срав ения, первый вход которогх) соединен третьим входом блока, с первым входом ервого элемента задержки и через послеовательно включенные первый элемент и первый одновибратор со вторым ходом первого элемента задержки, под оединенного выходом к третьему выходу блока и к выходу второго элемента И, первый вход которого соединен со вторым входом первого элемента И, с первым Входом блока и со вторым входом элемента сравне1шя, подключешюго выходом через последовательно соединенные третий элемент И, первый триггер, второй одновибратор и второй триггер ко второму Входу третьего элемента И, четвертый Вход блока является входом счетчика, соединенного выходом через последовательно включенные первый дешифратор, группу четвертых элементов И, элемент ИЛИ, первый триггер, второй элемент задержки и пятый элемент И со вторым входом Второго триггера и со вторым выходом блока, второй вход блока является входом Второго дешифратора, подключенного выходами ко вторым входам группы четвертых элементов И, выход элемента ИЛИ соединен со вторым входом пятого элемента И, выход первого триггера - со вторым входом второго элемента И, а выход второго одновибратора - с первым выходом блока. На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 - схема блока согласования скоростей. Устройство содержит блок 1 ввода программы, блок 2 буферной памяти, первый блок 3 разгона-торможения, интерполятор 4, блок 5 согласования скоростей, первый 6 и второй 7 генераторы импульсов, второй блок 8 разгона-торможения, блок 9 регулирования контурной скорости и шаговый привод Ю. Блок согласования скоростей содержит второй дешифратор 11, счетчик 12, первый дешифратор 13, группу четвертых элементов 14 И, элемент 15 ИЛИ, первый триггер 16, пятый элемент 17 И, второй элемент 18 задержки, второй одновибра- тор 19, вторсй триггер 2О, третий элемент 21 И, элемент 22 сравнения, второй 23 и первый 24 элементы И, первый одновибратор 25 и первый элемент 26 задержки. Устройство работает следующим обрааом. Информация из блока 1 вводится и запоминается в блок 2, из которогх) рас- пределяется в первый блок 3 раогонаторможония, интерполятор 4, блок 5 сог ласования скоростей, генераторы 6 и 7 и второй блок 8 разгона-торможения. Эта информация содержит данные о рабо те с одной заданной скоростью и работе с участками повышенной скорости. В первом режиме из блока 2 в генератор 6 поступает информация о включении генератора на программируемую частоту , которая за счет блока 3 плавно нарастает до номинальной величины и через блок 5 поступает в интерполятор 4. Генератор 7 в этом режиме выключен и частота О. Импульсы интерполятора 4 проходят через блок 9, введенны для устранения неравномерности частоты интерполятора, и поступают на шаговый привод Ю. Таким образом, движение исполнительного органа станка осуществляется с заданной скоростью, определяемой программированием частоты . В режиме работы с участками повы- шеннои скорости блок 2 выдает в интер. , полятор 4 информацию и полном перемещении исполнительного механизма вдол одного ряда запоминающих элементов, и производится включение генераторов 7 и 6 соответственно на программируемые . При этом частота частоты ± о J определяет скорость движения каретк в зоне прошивки, а сумма частот , -f f 2. скорость каретки в зоне холостых ходов. Моменты включения и выключения частоты f 2 tc плавным ее нарастанием и снижением) задаются программно. Для этого из блока 2 в дешифратор 11 блока 5 поступает код, соответственно котором подключаются определенные, выходы дешифратора, и тем самым выбираются соответствующие элементы 14 И. Для опре деления числа этих элементов вся длина максимально возможного программируемого перемещения, выраженная в числах импульсов, разбивается на отрезки с достаточно малым шагом, причем каждой точке разбиения соответствует элемент 14 И. Таким образом, чем меньше шаг отрезка разбиения, там больше нужно элементов И и тем точнее можно включать разгон или торможение в необходимой точке траектории, и соответственно получить более высокую производительность станка. Одновременно с началом работы интер полятора 4, с его выхода поступают сигналы на дешифратор 13 через счетчик 12 блока 5. Дешифратор 13 последовательно опрашивает элементы 14 И, и если сигнал с него придет на первый элемент И, на который уже подан разрешающий сигнал с дешифратора 11, уо выдается импульс на элемент 15 ИЛИ, перебрасывакьшлй триггер 16 в едишгчноесостояние. Сигнал с триггера 16 поступает на элемент 17 И чероэ элемент 18 задержки, подготавливая тем самым цепь включения торможе1шя, на сдновибратор 19, включающий блок 8 и одновременно перебрасывающий триггер 20 в единичное состо- я1С1е для запрета на элементе 21 И прохождения сигнала с элемента 22 сравнения при первом совпадении частот f,и f 2. н элемент 23 И, подготавливая прохождение частоты -fj Блок 8 разгона-торможе1шя, включаемый одновибратором 3.9, плавно уве- личивает частоту генератора 7, которая ло входу 4 поступает в блок согласования скоростей 5 на элементы 23 и 24 И и элемент 22 сравнения, и так как элемент 23 И уже подготовлен к работе, г то частота In проходит на выход, где складывается с частотой J. и через интерполятор 4 и блок 9 поступает на ща- говый привод 1О. Таким образом осуществляется разгон шагового двигателя до повышенной частоты. При дальней1ием последовательном опросе элементов 14 И сигнал с дешифратора 13 попадает на второй, подготовле1шый к работе дешифратором 11, элемент И, импульс с выхода которого поступает на элемент ИЛИ 15 и через него на элемент 17 И. Сигнал с выхода этого элемента поступает на выход блока 5, включает схему разгона и схему торможения блока 8 и обнуляет триггер 20, который подготавливает к срабатыванию элемент 21 И. Генератор 7 плавно уменьшает свою частоту (т.е. происходит процесс торможения) и в момент достижения равенства частот и 5. элемент 22 сравнения вьщает сигнал, который через элемент 21 И обнуляет триггер 16 и запрещает на элементе 23 прохождение частоты in. Таким образом на выходе появляется частота , определяющая скорость движения каретки в зоне прошивки. Схема готошл к следующему циклу разгона и торможения. С целью устранения появления резаных импульсов или вообще потери импульсов при сложении частот { , и -Е устройство включена схема разделения импульсов по времени. Она состоит из элеме}гга 24 И, на входы ксггорого поступают частоты и 12. одновибратора 25 и элемента 26, который и задерживает импульс частоты совпадении его по времени с импульсом частоты f Выбором определенных пар элементов 14 И можно задать перемещение исполнительного органа с участками повышенной скорости, при этом первый элемент из каждой пары определяет начало разгона, а второй - начало торможения. Введение в данное устройство второго блока разгона-торможения., второго генератора и блока согласования скоростей выгодно отличает предлагаемое устройство от известного, так как позволяет задавать на любом программируемом отрезке зоны с разными скоростями движения исполнительного механизма. В результате существе1шо повышается быстродействие системы за счет высоких скоростей перемещения испол штельного механизма на участках, где на скорость перемещения не накладываются определенные ограничения, и кроме того, сокращается трудоемкость программирования Формула изобретения 1. Устройство для программного упра ления, содержащее последовательно сое диненные блок ввода программы, блок буферной памяти,- ииггерполятор, блок регулирования контурной скорости и шаг вый привод, а также последовательно соединенные первый блок разгона-торможения, и первый генератор импульсов, второй вход которого и вход первого бло ка разгона-торможения подключен к вых ду блока буферной памяти, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, в него введены последовательно соединенные второй блок разгона-торможения второй генератор импульсов и блок согласованИя скоростей, второй вход которо го подключен к выходу блока буферной памяти, второму входу второго генерато импульсов и к первому входу второго блока разгона- орможе}шя, соединенного вторым и третьим входами соответственно с первым и вторым выходами блока согласоваш1я скоростей, третий вход которого подключен к выходу первого генератора импульсов, а третий выход и четвертый вход к управляющему входу и выходу интерполятора соответственно, 2. Устройство по п. 1,. отличающееся тем, что блок согласования скоростей содержит элемент сравнения, первый вход которого соединен с третьим входом блока, с первым входом первого элемента задержки и через последовательно включенные первый элемент И и первый одновибратор со вторым входом первого элемента задержки, подсоединэнного выходом к третьему выходу блока и к выходу второго элемента И, первый вход которого соединен со вторым входом первого элемента И, с первым входом блока и со вторым входом элемента сравнения, подключенного выходом через последовательно соединенные третий элемент И, первый триггер, второй одновибратор и второй триггер ко второму входу третьего элемента И, четвертый вход блока является входом счетчика, соединенного выходом через последовательно включенные дешифратор, группу четвертых элементов И, элемент ИЛИ, первый триггер, второй элемент задержки и пятый элемент И со вторым входом второго триггера и со вторым выходом блока, второй вход блока являет-. ся входом второго дешифратора, подключенного выходами ко вторым входам группы четвертых элементов И, выход элемента ИЛИ соединен со вторым входом ПИТОГО элемента И, выход первого триггера - со вторым входом второго элемента И, а выход второго одновибратора с первым выходом блока. Источники информации, принятые во взшмание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 435670, кл. G О5 В 19/18, 1971. 2.Авторское свидетельство СССР N9 485419, К.П. Q 05 В 19/18, 1978 (прототип).