Устройство для управления двухкоординатным шаговым приводом Советский патент 1980 года по МПК G05B19/40 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в устройствах программного управления станками, в шаговых графопостроителях и других устройствах, использующих цифровые линейные интерполяторы. Известно устройство для управления приводом, построенное на интерполяторе и содержащее генератор, делитель частоты, инверторы, вентили и триггеры Наиболее близким техническим решением н предлагаемому изобретению является устройство для управления двух- координатным шаговым приводом, содержа щее синхронизатор импульсов, интерполятор и два координатных канала управ.чення состоящие из первого элемента И и последовательно соединенных второго треть его элементов И и сдвигового регистра, . второй вход которого соединен с выходом третьего элемента И, второй вход третьего элемента И соединен со вторым входом второго элемента И и с выходом интерполятора данного координатного канала управления, третьи входы сдвиговых регистров подсоединены к выхо.ду синхронизатора импульсов 2. Максимальная производительность коорди натных приводов обеспечивается устройством тогда, когда по каждому сдви- товок-гу импульсу оно выдает шаг по старшей координате. В этом случае все шаги/ вырабатываемые устройством по младшей координате входят в состав комбинированных. При равенстве старших разрядов приращений интерполятора устройство ca-i мостоятепьно комбинированных шагов не вырабатывает и производительность 2-х координатного шагового механизма за счет их выработки не повышается. Цель изобретения - повышение быстродействия устройства, в том числе при близких значениях координатных приращений. Цель достигается тем, что в устройство введены элемент задержки элемент ИЛИ и в каждый координатный канал управления первьй и. второй элементы НЕ,

3736

четвертый и пятый элементы И н триггер, причем первый вход второго элемента НЕ соединен с первым выходом сдвигоп ого ;; регистра, со вторым входом первого элемента И и с первым входом пятого эпемента И второй вход которого соединен с выходом второго элемента НЕ другого координатного канала управления, третий вход пятого элемента И подключен ко входу синхронизатора импульсов и к элемента задержки,соединенного входом с выходом интерполятора, четвертый вход пятого элемента И соединен со вторь(м входом четвертого элемента И датпюго координатного канала упрйБпени51 к с

выходом триггера другого коордилагного канала управ-ления соэдииенногю аходом с выходом пятого элемента И, а вхо/. псуового элемента НЕ соединен с выходом :первого элемента И и со вторым в:содом третьего элемента И.

На. чертеже представлена бпох-схема устройства.

Устройство содержит интер)юлитор J.: генератор 2 импульсов, элемент И.ГШ 3. сдвиговый регистр 4 с разрядами 5 м 6. пятый элемент И 7, вторые элеменгь: И 8 и 9, первые элементы НЕ 10 в 1.1, третьи элементы НЕ 12 и 13, первые ;элементы И 14 и 15, пяты.й элемент И l6, причем регистрь- 4 к элементы 7-16 образуют формирователь комбынирсаакт-тых; шагов. Устройство также содержит ВЕ-Л-:лизатор 18 приращений, состоящий из вторых элементов НЕ ,1.9 к 20, четвертых элементов И 22 и 23, триггероз 24 и 25 и синхронизатор 26 импул.ьсо-:.

Устройство работает слесгуюш.игл образом.

Импульс поступающий с любого координатного выхода интерполятора 1. эапи-сывается в старший разряд 5 своего регистра 4,- если он свободеЕ, или в мкаЗ;-ший разр5Зд 6 регистра, если стартчй разряд ааняг,

В исходном состоянии оба. регистра свободны, триггеры 24 и 25 анализа гора 18 сброшены н нулевым смгналсм со .старших разрядов .5 регистров 4, элемента И 8 и 9 выключены, а через элемет НЕ 10 и 11 включены элементы И 14 и 15, поэтому импульсы первого шага кнтерполяц.йи ааписывагагся в старнгне разряды регистров 4,

Если скачала интерполятором выдеют- ся комбинированные шаги., то, ааписыва-ясь в старшие разряды регистров 4, от-п через элементы 16 и 7, которые B:-OTIO.

-юны ояин 1чньум сигналом с гчулевых плеч триггеров 24 и 23 онализатора 18 и элемент ИЛИ 3 выдают сигнал Запрет на вход интерполятора 1 нтерполяцкя

прекращается. Импульс анализа с элемента 21 задержки, поступая на элементы И 2:2ii 23 анализатора 18, оставляет триггеры 24 п 25 в сброшенном сос- ояШ1И, гак .ка.к его прохожден-1е на устано1 ночные входы ; этих триггеров запрещено инверп-фованными на элементах НЕ 19 и 20 выходами старших разрядов 5 сдвиговых регистров 4. .1о конп следующего импул са анализа с элемента 21 задержки, но сипхроиизаторе 26 вырабатывает ся импульс сдвига регистров 4, по которому с устройства вы.дается комбинированный iijsr Ff возобновляется пнтерполяция. - При выдаче интерполятором одииоч.ного

шага, записывается в старший разряд своего регистра 4. и прише.дший с элемента 21 задернски ан1али-за ч:орез в.кл.юченны.й элемент- И 22 или 73 устагавлиаает в единичное состояние

из .;:рнггероБ 24 или 25 анализатора лркрагценьгй, соответствующий той координате, по которой пришел с интерполятора первый одиночный шаг. Единич.коа сое-гояш-е одного кх этих

геров О1.1ре..п.еляет старшую коор.динату (приращенке) и Е.ык,;почает- из пар элемет;тов И 1.6 и 22 яли 7 и 23, причем апалШнты этих пар 16 и 7 блокируют .1зыда;Гу сигнала Запрет со старшето разряда регистра Vfлaf ц eй коорд -1наты, а элементы 22 и 23 блокируют .овуу другого триггера анализатора 18 до конца цикла работы интерполятора. Теперь Запрет вы.дается тольso с трк:к.одом шага по старшей .коорди- .нате.

Импульс сдвига, )триходяцшй с синxpoHiraaTopa 26 по кслгиу каж.дого вто.рого импульса анализа с элемента 21 задержки и, следовательно, после каж.дого второго сигнала генератора интер:полятора обязательно вырабатывается позднее Бозяикновени.я в одном из регистров 4 выходной ситуации. Это происходит потому, что по двум сигналам, генератора 2 интерполятор 1 выработаетхотя бы один шаг по старшей координате. При неравенстве старших разрядов

приращений интерполятора старшая коор- даната выделяется после первого же г.ча га интерполяции и да.пьнейшая работа устройства аналогична описанной. 57 Предлагаемое устройство позволяет осуществлять сдвиг регистров после каж дого шага, приходящего с интерполятора по старшей кооршшате. При этом шаги по младшей координате записываются в свой сдвиговый регистр, не создавая вы ходной ситуации. Поэтому общее число шагов п. , требующееся предлагаемому уст ройству на отработк/любых приращений равно fi п где гг - число шагов по старшей координате. Одиночные шаги по младшей координате п вводятся устройством в состав комбинированных. Пример работы предлагаемого устрой ства при равенстве старших разрядов приращений. Возьмем приращения интерполятора из примера, т. е. по х 1100 шагов, по у - 1О1О шагов. Первый шаг с интерполятора выдается комбинированный, через включенные элементы И 14 и 15 он записьгеается в старшие разряды регистров 4. Элементы И 16 и 7 через элемент ИЛИ 3 выдают сигнал Запрет на вход интерполятора создавая выходную ситуацию интерполяция прекращается. При этом элементы И 22 и 23 анализатора приращений вььключены, и триггеры 24 и 25 после вы дачи с элемента 21 задержки импульса анализа остаются в сброшенном состоянии. Пришедший с синхронизатора 26 им пуль сдвигает код в регистрах, на вьпсод устройства вырабатывается комбинирован ный шаг, интерполяция возобновляется. Вторым с интерполятора приходят одиноч ный шаг по старшей координате х он через элементы 16 и 3 выдает на интерполятор сигнал Запрет, а пришедший вслед за ним импульс с элемент 21 задержки через включенный элемент И 22 устанавливает триггер 24 анали затора 18 до конца цикла интерполятора. Единичное состояние этого триггера выключает элемент И 7. Теперь со стар шего разряда сдвигового регистра 4 координаты Xl сигнал Запрет выдавать ся не будет. Ближайший импульс с синхронизатора 26 сдвигает код в регистрах 4, на выходе устройства появляется одиночньш шаг по старшей координате Х- интерполяция возобновляется. Третьим приходит комбт нированный шаг. Работа устройства аналоги }на опи- 16 санной выше, с той разницей, что сигнал Запрет теперь фор лнруется только по одгному элементу И 16. Четвертым приходит .одиночный шаг по младшей Y , через элемент И 15 он записьтается п старший разряд своего регистра не создавая выходной ситуашгп так как элемент И 7 выключен интерполяция продолжается. Пятым приходлт комби П1рованный шаг. Входящий в его состав шаг по младшей координате V через включенный элемент И 13 записываете. в младший разряд 6 своего регистра (старший занят), а шаг по старшей коордннате X , через включенный элемент М 16 формирует сигнал Запрет , создается выходная ситуация. С приходом сдвигового импульса устройством вырабатывается комбинированный шаг, интерполяция возобновляется, причем в регистрах записан код: ОО (X) и 10 (Y). . Шестым прпходчт одиночный шаг по старшей коордннате X .-Он записывается в старший разряд своего регистра 4, создает выходную ситуацию., причем в регистрах 4 записан код 10 (X) и 10 (Y), и с приходок сдаигового импульса устройством выдается комбинированный шаг. Регистры 4 опять свободны н в дальнейшек устройство работает аналогично. Предлагаемое устройство повышает производительность оборудования, имеющего 2-X координатные механизмы с шаговым приводом за счет повышения скорости отработки приращений координат. Кроме того, улучтиается качество вычерчиваемых графиков в графопостроителях и чистота обрабатываемых поверхностей в ме таллорежудшх станках за счет уменьшения ступенчатости в траектории пера (резца). Формула изобретения Устройство для управлентгя двухкоор- динатным шаговым приводом, содержа- синхронизатор импульсов, интер- полятор и ,два координатных канала управ- ления: состоящие из первого элемента И и последовательно соединенных второго, третьего элементов И и сдвигового регистра, второй вход которого соединен с выходом третьего элемента И, второй вход третьего элемента И соедпнон со Iвторым входом второго элемента И и с выходом интерполятора данного координатного канала упраышиия, третьи вхо™ ды сдвиговых регистров подсоеда}юны к выходу синхронизатора импульсов , отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия устрой- ства в него введены элемент задержки элемент ИЛИ и в каждый координатный канал управления первый и второй элементы НЕ, четвертый и п.я1ый элемен--ты И и триггер, причем первый вход второго элемент НЕ соединен с первым выходом сдвигового регистра, со вторым входом первого элемента И и с первым входом пятого элемента И, н-торой вход которого соединен с выходом зто рого элемента НЕ другого координатного канала управления, третий вход пятого элемента И подключен ко входу синхронизатора импульсов и к выходу элемента задержки, соединенного входом с выходом интерполятора, четвертый вход пятого элемента И соединен со вторым входом четвертого элемента И данного координатного канала управления и с выходом триггера другого координатного канала управления, соединенного входом с выходом пятого элемента И, а вход первого элемента НЕ соединен с выходом первого элемента И и со вторым входом третьего элемента И

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР №302725, кл. G 06 G 7/30, 1969.

2.Авторское свидетельство СССР

М 3639.75, кл. Q 06 F 9/00, 1970 (прототип).