Многоканальное устройство для программного управления Советский патент 1980 года по МПК G05B19/42 G05B19/16 

(54) МНОГОКАНАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ

I

Изобретение относится к автоматическому управлению и предназначено для использования в системах числового программного управления (ЧПУ) металлорежупдими станками с записью программы по первой обрабатываемой детали.

Известное устройство записи программы управления станком с использованием копировальной головки и макета обрабатываемой поверхности, в котором сигналы опорного и рабочих каналов записывают на соответствующие дорожки программоносителя, ю позволяет осуществить записи пространственных перемещений одновременно по трем координатам 1.

Такое устройство содержит блоки управления приводами подач станка по координатам, с цепями обратной связи, выполненными из редусина, вращающихся трансформаторов обратной связи, и ручных перемещений, размыкающего контача, вращающегося трансформатора скоростных перемещений, замыкающего контакта и усили-2д теля вращающихся трансформаторов, состоящие из фазового дискриминатора, соединенного через усилитель постоянного тока с соответствующим силовым приводом, генератор эталонного сигнала, связанный с усилителями обратной связи, фазовыми дискриминаторами и одной из записывающих магнитных головок лентопротяжного механизма, другие магнитные головки которого соединены через усилители записи с цепями обратной связи соответствующих блоков управления приводами подачи, и копировальную головку.

Устройство позволяет осуществить запись программы пространственных перемещений одновременно по трем координатам только благодаря наличию копировальной головки и макета обрабатываемой поверхности. Однако наличие копировальной головки и необходимость изготовления макета ограничивает эксплуатационные возможности известного устройства. Кроме того, устройство ограничивает пределы записи программы тремя координатами, не обеспечивает высокого качества записи и не позволяет производить корректировку записанной программы, что в конечном счете, снимает точность обработки.

Перечисленные недостатки ограничивают применение известного устройства.

Наиболее близким техническим решением данному изобретению является устройство для программного управления, содержащее блок записи и считывания программы, последовательно соединенные блок- заданий перемещения исполнительного органа, первый переключатель, привод, подключенный к исполнительному органу, и импульсный датчик перемещений и последовательно соединенные генератор тактовых импульсов, логический запоминающий блок и второй переключатель, подключенный к блоку записи и считывания программы, причем импульсный датчик перемещений через логический за-поминающий блок соединен с первым переключателем 2.

Недостаток устройства - узкая область применения.

Цель изобретения - расширение области применения.

Цель достигается тем, что в многоканальное устройство для программного управления, содержащее генератор эталонного сигнала, в опорном и рабочих каналах записи - первый переключатель и усилитель записи, подсоединенный к соответствующей записывающей магнитной головке, а в опорном и рабочих каналах воспроизведения - блок управления приводом, связанный с задатчиком перемещения, и усилитель воспроизведения, подключенный к воспроизводящей магнитной головке и через второй переключатель - к первому входу декодирующего блока данного рабочего канала воспроизведения, в опорный канал записи введен формирователь синусоидального сигнала, а в каждый рабочий канал записи - фазосдвигающий блок, подключенный первым выходом к задатчику перемещения соответствующего рабочего канала воспроизведения, входом - к выходу формирователя синусоидального сигнала и ко входу кодирующего блока опорного канала записи, а выходом - через соответствующий первый переключатель ко входу кодирующего блока данного рабочего канала записи, а выход каждого кодирующего блока подключен ко входу соответствующего усилителя записи, вход первого переключателя опорного канала записи соединен с выходом генератора эталонного сигнала, а выход - со входом формирователя синусоидального сигнала данного опорного канала записи и в рабочи.х каналах воспроизведения - со вторыми входами вторых переключателей и декодирующих блоков, подключенных выходом ко входу соответствующего блока управления приводом, вторые входы первых переключателей опорного и рабочих каналов записи соединены с выходами усилителей воспроизведения опорного и рабочих каналов соответственно.

представлена блок-схема

На чертеже устройства.

Устройство содержит опорные 1о и рабочие li,li,...,ln каналы записи и воспроизведения, блоки 2i ,2t,...,2n управления приводами 3i,3a,...,3n датчики 4 обратной связи, и задатчики 5 перемещений, а в состав каждого блока 2 входят также усилитель 6 обратной связи, фазовый дискриминатор 7 и усилитель 8 постоянного тока. Кроме того, устройство содержит генератор 9 эталонного сигнала, записывающие магнитные головки 10о ,10t ,...,10ц, усилители 11р ,1 Ij ,...,1 In записи, фазосдвигающие блоки 12) ,122,...,12п, формирователь 13 синусоидального сигнала, кодирующие блоки 14о ,14i,...,, первые переключатели 15о ,15i ,...,15п, воспроизводящие магнитные головки 16o,16f,...,16и, усилители 17о ,17| ,...,17п воспроизведения, вторые переключатели 18| ,18г,...,18п и декодирующие блоки 19| ,19г,...,19п, программоноситель 20.

На чертеже показаны также входы l тактирующей (высокой) частоты. Магнитные стирающие головки на чертеже не показаны.

С целью повыщения точности обработки в описываемом устройстве (как и в приводах современных станков с системами ЧПУ) в качестве датчиков обратной связи применены высокочастотные индуктивные датчики типа индуктосина, запитываемые напряжени м высокой частоты (порядка 10 кГц и выше). Запись же и воспроизведение сигналов с частотой выше 1 кГц в системах ЧПУ затруднительны. Этим объясняется введение в устройство фазосдвигающих блоков 12{,...,12„и декодирующих блоков 191,...,19„, что позволяет произвести частичное разделение сигналов записи и обратной связи, как это выполнено в известных фазоимпульсных системах «Зенти-1п , ФС-2 и др.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом записи все переключатели 15о,...,15п и- 18|,...,18п находятся в первом (изображенном на чертеже) положении. Все магнитные воспроизводящие головки 16о,...,16п при этом отключены, а записывающие головки 10о,...,10п подключены к генератору 9, причем сигнал на первую из них 10(j проходит без фазового сдвига, а на остальные lOi ,10г,...,10п - с фазовым сдвигом, задаваемым блоками 12i ,12г,...,12п. Последние приводятся во вращение рабочим при обработке первой детали по разметке. Одновременно приводятся во вращение заготовки 5( ,5г,...,5г, для ручного перемещения рабочих органов станка. При этом в блоках 19( ,192,,...,19п фазового сдвига тактирующего сигнала не происходит, так как на оба входа каждого из них поступает опорный сигнал.

Таким образом, очевидно, можно производить запись одновременных перемещений лищь в двух координатах, обрабатывая контуры, лежащие в плоскости обрабатываемых координат.

При необходимости записать пространственные перемещения в трех координатах поступают следующим образом. Посредством блоков 12) и 122. обрабатывают по разметке деталь вначале в двух координатах, записывая при этом опорный сигнал и сигналы координатных перемещений на соответствующие дорожки 1о, 1{, 1а программоносителя. Затем возвращают программоноситель в исходное положение, переключатели , 15i, 15i и 18), 184 устанавливают в положение «11 и одновременно с воспроизведением записи указанных сигналов производят их повторную запись (перезапись) на те же дорожки программоносителя. При этом сигналы опорного 1о и рабочих 1|, г. каналов считываются соответствующими головками 16о, 16i, 16i, установленными на пути следования магнитной ленты перед стирающими (на чертеже не показаны) и головками записи, и вновь поступают на запись без изменения. Одновременно эта же информация через переключатели 18i, 18г и блоки 19i, 19г поступает в блоки 2i, 2, приводят Б движение соответствующие органы станка.

Считанный опорный сигнал поступает также через блоки 12з,124,...,12„ на головки 10э,...,10п других каналов 1з,14,...Лц. В результате рабочий, управляющий станком, во время перезаписи сигналов по каналам Ь, 1|, Ц может одновременно производить запись перемещений по дополнительным координатам (в данном примере по 3-й), ведя обработку, например по разметке пространственных кривых с помощью блока 12з. Управление перемещениями по одной координате вместо двух также способствует повышению точности обработки.

Для записи сигналов перемещений по следующей, например четвертой координате, производят очередную перезапись информации по каналам 1о-Ь, в то же время производя запись сигналов по каналу 1+ на соответствующую дорожку магнитной ленты и т. д.

Указанная перезапись информации обеспечивает жесткую привязку сигналов записываемого рабочего канала к ранее записанной информации на общем программоносителе.

При помощи блоков 14о,14 ,...,14п кодирование информации, записываемой на программоноситель, может осуществляться любым из известных способов (например в фазовом или в фазоимпульсном коде). В роли декодирующих элементов, преобразующих считываемую информацию в фазовый сдвиг тактирующего сигнала, применяются сигналы 19,,19г19„.

Характерной особенностью является возможность корректировки записанной программы по отдельным рабочим каналам путем перезаписи. Устройство позволяет с больщой точностью откорректировать программу обработки по образцу, обводя его контуры обрабатывающим инструментом. Более того, представляется возможность производить частичное изменение записанной программы (сопутствующий эффект). В случае частичной коррекции программы переключатели описываемого устройства должны иметь электронное управление и индикацию, дающую возможность рабочему без сбоев по ° ходу обработки производить переход от режима воспроизведения (автоматического режима) к режиму записи (режиму ручного управления) и наоборот.

Это открывает новые возможности для дальнейщего технического совершенствования станков с системами ЧПУ с записью программы по первой обрабатываемой детали. Таким образом, использование изобретения позволяет осуществлять запись программ, содержащих информацию о перемещениях одновременно по любому количеству рабочих координат без копиров и макетов обрабатываемых поверхностей путем последовательного, по мере обработки детали по разметке, наращивания количества приводов, одновременно отрабатывающих перемещения и, следовательно, информации по рабочим каналам на общем программоносителе.

Возможность корректировки записанной программы наряду с уменьщением количесто ва одновременно управляемых координат и частотным разделением сигналов записи и обратной связи позволяет повысить точность обработки деталей.

Экономический эффект достигается за счет исключения копиров и необходимости изготовления макетов обрабатываемых поверхностей, а также за счет повышения точности обработки.

Формула изобретения

Многоканальное устройство для программного управления, содержащее генератор эталонного сигнала, в опорном и рабочих каналах записи - первый переключатель и усилитель записи, подсоединенный к соответствующей записывающей магнитной головке, а в опорном и рабочих каналах воспроизведения - блок управления приводом, связанный с задатчиком перемещения, и усилитель воспроизведения, подключенный к воспроизводящей магнитной головке и через второй переключатель - к первому входу декодирующего блока данного рабочего канала воспроизведения, отличающееся тем, что, с целью расширения области применения устройства, в нем в опорный канал записи введен формирователь синусоидального сигнала, а в каждый рабочий канал записи - фазосдвигающий блок, подключенный первым выходом к задатчику перемещения соответствующего рабочего канала воспроизведения, входом - к выходу формирователя синусоидального сигнала и ко входу кодирующего блока опорного канала записи, а выходом - через соответствующий первый переключатель ко входу кодирующего блока данного рабочего канала записи, а выход каждого кодирующего блока подключен ко входу соответствующего усилителя записи, вход первого переключателя опорного канала записи соединен с выходом генератора эталонного сигнала, а выход - со входом формирователя синусоидального сигнала данного опорного канала записи и в рабочих каналах воспроизведения - со вторыми входами вторых переключателей и декодирующих блоков, подключенных выходом ко входу соответствующего блока управления приводом, вторые входы первых переключателей опорного и рабочих каналов записи соединены соответственно с выходами усилителей воспроизведения опорного и рабочих каналов соответственно.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

№ 541147, кл. G 05 В 19/42, 1972 (прототип).