Устройство для программного управления Советский патент 1981 года по МПК G05B19/18 G05B19/404 

1

Изобретение относится к автоматическому управлению и регулированию, в частности к устройствам программного управления, и предназначено для компенсации динамических ошибок, обусловленных застоем рабочего органа в точках реверса, и ошибок от v мертвого хода кинематической цепи привода.

По основному авт. св. № 744463 описано устройство для программного управления металлорежущими станками с линейным датчиком пути, установленным непосредственно на перемещаемом узле и обеспечивающим компенсацию динамических ошибок, связанных с застоем рабочего органа в точках реверса. Это устройство содержит последовательно соединенные блок задания програм1«л, интерполятор, первый элемент ИЛИ, блок управления, привод, исполнительный механизм и датчик перемещения исполнительного. механизма, подключенный выходом ко второму входу блока управления, третий вход которого через второй элеiMSHT ИЛИ соединен с другим выходом интерполятора, формирователь импульсов, первый и второй триггеры, коммутатор, элемент И, счетчик импульсов, третий элемент ИЛИ и ключевые элементы, первые входы которых соединены с выходами коммутатора, вторые входы - с первым входом элемента И и со входом устройства, а выходы - с другими входами первого и второго элемента ИЛИ, первый вход коммутатора подключен к выходу первого триггера и к первому входу третьего эле10мента ИЛИ, второй вход - к выходу второго триггера и ко второму входу третьего элемента ИЛИ, третьи входы - к другим выходам блока задания программы и ко входам формирователя

15 импульсов, выход которого соединен с первым входом первого триггера/ подключенного вторым входом ко второму входу второго триггера и к выходу счетчика импульсов, вход которого

20 через элемент И подсоединен к выходу третьего элемента ИЛИ 1.

Недостатком такого устройства является отсутствие компенсации влия25ния мертвого хода части кинематической передачи привода подачи, не входящей в замкнутый контур системы, образуемый датчиком, при установке датчи ка пути на один из промежуточ30ных валов механизма привода подачн.

Цель изобретения - повышение точности устройства.

Для достижения этой цели в устройство для программногО управления введен дополните.пьный коммутатор, первый и второй управляющие входы которого подключены к выходам первого и второго триггеров соответственно, а информационные входы и выходы - к выходу и входу соответствующих разрядов счетчика импульсов.

На черетеже представлена функциональная схема устройства.

Устройство содержит блок задания nporpaMMiii 1, интерполятор 2, первый 3 и второй 4 элементы ИЛИ, блок управления 5, привод 6, кинематическую передачу 7, датчик перемещения исполнительного механизма 8, исполнительный механизм 9, формирователь иммульсов 10, первый триггер 11, третий элемент ИЛИ 12, элемент И 13, счетчик импульсов 14, второй триггер 15, коммутатор 16, ключевые элементы 17 и 18 и дополнительный коммутатор 19.

Устройство для программного управления работает следующим образом,

В блок 1 вводится от программы II информация о величине и направлении перемещения механизма 9. Наличие сигнала на одном из выходов блока I зависит от задаваемого на.правленин перемещения. Интерполятор 2 в соответствии с информацией от блока 1 формирует импульсы задания или -fj , которые поступают через элементы ИЛИ 3 или 4 и блок 5 на привод 6. Последний, обрабатывая заданное перемещение, через перездачу 7 обеспечивает необходимое перемещение механизма 9. Контроль обрабатЕлваемого перемещения осуществляется датчиком 8.

При движении механизма 9 в заданном направлении передача 7 постоянно натянута. При этом мертвый ход, обусловленный кинематическими зазорами и упругими деформациями звеньев передачи 7, которые не входят в замкнутый контур системы, образуемый датчиком В, полностью выбран и не оказывает влияния на статическую точность устройства при отработке программы.

При изменении направления движения (реверсе) изменяются сигналы на выходах блока 1. При этом формирователь 10 формирует импульсный сигнал, который переключает триггер 11. Выходной сигнал триггера 11 через элемент ИЛИ 12 поступает на элемент И 13 и разрешает прохождение импульсов ф на вход счетчика 14. Одновременно коммутатор 16 в соответствии с сигналом от триггера 11 выдает разрешающий сигнал на один из элементов 1 или 18. Замыкание одного из них определяется SHciKCM предстоящего направления движения.

При движении в направлении + замыкается элемент 17, в напразлении

- замьпсается элемент 18. Импульсы форсировки f через элемент 17 (или 18), один из элементов ИЛИ 3 (или 4), блок 5 поступает на вход привода 6, Выбор частоты следования этих импульсов, равной или большей частоты fj, соответствуюш,ей ускоренному движению механизма 9, обеспечивает форсировку переходных процессов в приводе 6. Промежуток времени, в течение которого импульсы- ф поступают на вход привода б, определяется емкостью счетчика 14, которая, в сво очередь, зависит от настройки коммутатора 19 при подаче на его вход управляющего сигнала с выхода триггера 11. Настройка счетчика 14 при этом выбирается из условия обеспечения выбора всех зазоров в передаче 7 и трогания механизма 9 с места. Первый импульс переполнения счетчика 14 переключает триггер 11, который через коммутатор 16 запрещает проходение импульсов форсировки ф через элемент 17 (или 18) .

Так как импульсы ф, поступившие на привод 6, при их полной отработке вызывают дополнительное перемещение механизма 9, то для исключения этого на вход привода 6 необходимо подать импульсы нейтрализации fn в противоположном направлении. Количество импул1)Сов нейтрализации nf; , подаваег.«х на вход привода, определяется из условия

nf V. nf ф - д м X ,

где nfф - количество импульсов форсировки, поданных на вход привода 6; . - величина мертвого хода

части передачи 7, неохваченной датчиком 8, измеренного в дискретах. Первый импульс переполнения, постпиви1ий на счетный вход триггера 15 со счетчика 14, переключает его. Б соответствии с сигналом от триггера 15 первый коммутатор 16 замыкает другой элемент 18 (или 17), а коммутатор 19 переключает соединительные цепи между разрядами счетчика 14 таким образом, что его емкость уменьшается на величину мертвого хода д гл.х, В результате на вход привода 6 чере элемент 18 (или 17) поступает импульсов нейтрализации fn меньше на.величину мертвого хода йм., изморенного в дискретах. За счет разницы количества импульсов, поступивщих на вход привода в прямом (импульсы fф) и об.ратном (импульсы €ц) направлениях, .вал приводного двигателя получает дополнительный поворот на угол, необходимый для выбора мертвого хода части кинематической передачи, неохваченного датчиком 8 и раскрывающегося при реверсе механизма 9.

Для исключения потери информгщии о заданном перемещении импульсы f$