Устройство для управления графопостроителем Советский патент 1982 года по МПК G06K15/22 

(54) УСТРОЙСТВО для УПРАВЛЕНИЯ ГРАФОПОСТРОИТЕЛЕМ

Изобретение относится к автомати- ке и вычислительной технике и может быть использовано для управления шаговыми двигателями програкмных графопостроителей при вычерчивании линий под различными углами к осям координат.

Известно устройство для управления координатографом, содержащее вычитающий двоичный счетчик, дешифраторы, ключи, логический элемент ИЛИ, генератор импульсов, блок управления и шаговые двигатели 13 .

Недостатком этого устройства является сложность схемного решения, что требует большого количества оборудования и снижает надежность рабйты устройства.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для управления графопостроителем, содержащее делитель частоты, элементы И, ИЛИ, управляющие триггеры , задающий блок, выходы которого подключены к одним из входов блока элементов И, генератор импульсов, коммутатор, выходы которого подключены к выходам управления шаговыми двигателями устройства 21.

Недостатком известного устройства является ограниченная область применения, обусловленная теМ, что оно обеспечивает ограниченное число направлений движения чертежного элемента графопостроителя при вычерчивании линий.

Цель изобретения - расширение оОласти применения устрюйства за сиет увеличения числа возможных напра ений движения чертежного элемента графопостроителя.

Поставленная цель достигается тем, что устройство содержит счетчик с переменньм коэффициентом пересчета, задающие входы которого подключены к одним из выходов блока элементов И, другие выходы которых соединец ы с первыми входами коммутатора, выход

20 гене1}атора импульсов подключен к первым входам первого и второго элементов И, второй вход второго элемента И соединен с шиной ПУСК устройства, а выход - со счетным входом первого

25 управляющего триггера, нулевой выход которого подключен к третьему входу второго элемента И, а.единич ный выход - ко второму входу первого элемента И, выход которого соединен

30 с первыми входами третьего и четвертого элементов И, выход третьего элемента И подключен к одному из входов элемента ИЛИ и к счетному входу второго управляющего триггера, нулевой выход которого соединен со вторым входом третьего элемента И, а единичный выход - q управляющим входом задающего блока и со вторым вхоUAOH четвертого элемента И, выход которого подключен ко входу делителя частоты и к одному из входов пятого элемента И, другой вход которого соединен с соответствукндим выходом за.дающего блока, а выход - со счетным входом счетчика с переменным коэффициентом пересчета, выход которого подключен ко второму входу коммутатора и второму входу ИЛИ, выход которого соединен с другими входами группы элементов И, шина СТОП устройства подключена к установочным входам первого и второго управлякидих триггеров, а выход делителя частоты соединен с третьим входом коммутатора.

Кроме того, коммутатор содержит элементы И, ИЛИ и управляющие триггеры , одни из установочных входов третьего, четвертого и пятого управляющих триггеров подключены к шине СТОП коммутатора, другие - к первым входам коммутатора, нулевой выход третьего управлякяцего триггера соединен с одним из входов шестого и седьмого элементов И, а единичный - с одним из входов восьмого и девятого элементов И, другие входы седьмого и девятого элементов И подключены ко второму входу коммутатора, третий вход которого соединен с другими входами шестого и восьмого элементов И, выходы шестого и восьмого элементов И подключены через первый элемент ИЛИ коммутатора к одним из входов десятого и одиннадцатого элементов И, выходы седьмого и восьмого элементов И подключены через второй элемент ИЛИ колшутатора к одним из входов двенадцатого и тринадцатого элементов И, выходы четвертого управлякмцего триггера соединены с другими входами десятого и одиннадцатого элементов И, выходы пятого управляющего триггера подключены к другим входам двенадцатого и тринадцатого элементов И, а выходы десятого, одиннадцатого, двенадцатого и тринадцатого элементов . И соединены с выходами коммутатора.

На чертеже представлена схема устройства.

Устройство для управления шаговыми двигателями графопостроителя содержит коммутатор 1, выполненный на триггерах , элементах К Т-3 и элементах ИЛИ 4-4, делитель 5 частоты, счетчик 6 с.переменным коэффициентом пересчета, блок 7, состоящий из элементов И 8 -В , задающий блок 9, генератор 10 импульсов, первый управляющий триггер 11 (пуска) , второй управляющий триггер 12 (работы), элементы И 13-13 и элемент ИЛИ 14, шину 15 ПУСК, шину 16 СТОП, выходы 17-20 на управление двигателями графопостроителя, , Выход генератора 10 импульсов соединен с первыми входами первого и второго элементов И 13 и 13, второй вход второго элемента И 13 подключен к шине 15 ПУСК, а выход соединен со счетным входом первого

триггера 11, нулевой выход которого подключен к третьему входу второго элемента И 13, а единичный выход соединен со вторым входом первого элемента И 13, выход которого подключен

5 к первым входам третьего и четвертого элементов И 13 и 13, выход третьего элемента И 13 соединен с одним из входов элемента ИЛИ и со счетным входом второго управляющего триггера 12, нулевой выход которого подключен ко второму входу третьего элемента И 13, а единичный выход соединен с управляющим входом задающего блока 9 и со вторым входом четвертого элемента И 13, выход которого подключен ко входу делителя 5 частоты и к одному из входов пятого элемента И 13, выход которого соединен со входом счетчика 6 с перемен ньм коэффициентом пересчета, (п-1)

выходы задающего блока 9 подключены к первым входам соответствующих элементов И , а п-ый выход соединен со вторым входом пятого элемента И 13 , выход делителя 5 частоты под5 ключей к первым входам шестого и восьмого элементов И 3 и 3 (коммутатора 1) , а выход счетчика б с переменным коэффициентом пересчета соединен с первыми входами седьмого и девятого элементов И 3 (коммутатора 1) и со вторым входом элемента ИЛИ 14, выход которого подключен ко вторым входам элементов И 8-8 , выходы которых подключены соответственно к усС тановочным входам счетчика 6 с переменным коэффициентом пересчета и к S входам управляющих триггеров 2-2 (выбора, реверса X и реверса У) коммутатора 1, в котором нулевой выход

« триггера 2 выбора соединен со вторыми входами шестого и седьмого элементов И 3 и З, а единичный выход подключен ко вторым входам восьмого и девятого элементов И 3 и 3, выходы элементов И 3 и 3 подключены

5 ко входам первого элемента ИЛИ 4 коммутатора 1, а выходы элементов И 3 и 3 подключены ко входам второго элемента ИЛИ 4 коммутатора 1, выход первого элемента ИЛИ 4 соединен с первыми входами десятого и

одиннадцатого элементов И 3 и 3 , а выход второго элемента ИЛИ 4 коммутатора подключен к первым входам двенадцатого и тринадцатого элементов И з и 3, нулевой выход триггера 21(реверса Х) соединен со вторым входом десятого элемента И 3, а единичный выход подключен ко второму входу одиннадцатого элемента И 3, нулевой выход триггера 2(реверса у) соединен со вторым входом двенс1дцатого элемента И 3, а единичный выход подключен ко второму входу тринадцатого элемента И з, шина 16 СТОП подключена R входам триггеров 2-2 коммутатора 1 и триггеров 11 и 12 пуска и работы, а также ко входам сброса делителя 5 частоты и счетчика 6 с переменным коэффициентом пересчета.

Устройство работает следукнцим образом.

Перед началом работы предлагаемого устройства оно приводится в исходное состояние, в результате чего делитель 5 частоты, счетчик 6 с переменным коэффициентом пересчета, триггеры 2-2 коммутатора 1, триггер 11 и триггер 12 устанавливаются в нулевое, исходное состояние. При этом триггер 11 и триггер 12 запрещают прохождение на делитель 5 частоты и счетчик б с переменным коэффициентом пересчета сигналов, поступающих с генератора 10 импульсов, а триггеры 2 и 2 коммутатора 1 подключают выход делителя 5 частоты к выходу 17 устройства для прохождения сигналов, частота следования которых равна максимальной входной частоте шагового привода графопостроителя, обеспечиваюБШХ движение чертежного элемента графопостроителя по координате X в прямом направлении, а триггеры 2 и 2 коммутатора 1 подключают выход счетчика б с переменным коэффициентом пересчета к выходу 19 устройства для прохождения сигналов, частота следования которых может меняться от максимальной частоты для шагового привода графопостроителя до минимальной частоты, необходимой для вычерчивания минимального угла наклона вычерчиваемого отрезка, обеспечиBsaaoftx движение чертежного элемента графопостроителя по координате У в прямом направлении. Затем осуществляется запись в задающий блок 9 п заданных информационных слов для вычерчивания чертежным элементом графопостроителя п зсъданных отрезков, под заданными углами наклона. Каждое информационное слово по выходам (п-1) задающего блока 9 содержит информацию для счетчика б с переменным коэффициентом пересчета и триггеров выбора реверса X и реверса У ко№лутатора 1. Информация для счетчика б с переменным коэффициентом пересчета поступает в дополнительном коде через группу 7 элементов И 8 данных на установочные входы для получения на его выходе сигналов с заданной частотой

следования, необходимой для обеспечения движения чертежного элемента графопостроителя под згщанным углом наклона. Информация для триггеров 2-2 коммутатора 1 поступает , через элементы И 8 на входы S триггеров 2 -2, обеспечивая на одном из выходов 17 - 19, или 20 устройства получение частоты следования импульсов равной максимальной частод те для шагового привода, а на другом

из выбранных выходов 17-19 или 20 устройства получение заданной частоты следования импульсов, поступающей с выхода счетчика б с переменным коэффициентом пересчета,

5 которая обеспечивает движение чертежного элемента графопострюителя под заданным углом наклона для вычерчивания заданного отрезка. Информация с п-ого выхода зевающего блока 9 необходима только при вычерчивании отрезков под заданным углом наклона. В случае движения чертежного элемента графопостроителя вдоль одной из выбранных координат X или

5 У разраоающий сигнгш с п-ого выхода задающего блока 9 отсутствует и, следовательно, запрещается работа пятого элемента И 13, который прекращает поступление сигнгтов с выхода

n генератора 10 импульсов на вход счетчика 6 с переменным коэффициентом пересчета. Таким образом, с выходов задающего блока 9 на входы блока 7 элементов И 8 поступает первое инфор. мационное слово, которое обеспечивает вычерчивание первого заданного отрезка под заманньм углом наклона. С выхода генератора 10 импульсов на первые входы первого и второго элементов И 13 и 13 поступают им0 пульсал с частотой следования на порядок и более выше, чем максимальная входная частота шагового привода, графопостроителя. Однако на выходах первого и второго элементов И

5 13 и 13. сигналы отсутствуют, так как по вторым входам они закрыты. В моьюнт прихода на ишну 15 с источника пусковых сигнсьпов (на схеме не показан) положительного сигнала, равQ ного по длительности больше чем период следования сигналов, с генератора 10 импульсов, второй элемент И подготавливается к работе. Первый сигнал, поступающий в данный момент времени с генератора 10 импульсов, проходя через второй элемент И 13, поступает на счетный вход триггера 11 и по заднему фронту сигнала переключает триггер 11 в единичное состояние, запрещая работу второго

0 элемента И 13 и подготавливая к работе первый элемент И 13 . Если передний фронт сигнала пуска пришелся на конец сигнала, поступающего с генератора 10 импульсов, и он настолько мал, что,проходя через второй элемент И 13,он не в состоянии переключить триггер 11 в единичное состояние , то он переключается слемую&шм сигналом, поступающим с выхода генератора 10 импульсов. Триггер 11 пуска подготавливает к работе первый элемент И 13 и запрещает работу второго элемента И 13. Последующий выходной сигнал с генератора 10 импульсов и все остальные, проходя через первый элемент И IS, поступают на первые входы третьего и четвертого элементов И 13 и 13. Сигнал с выхода третьего элемента И 13 череэ элемент ИЛИ 14 поступает на вторые входы элементов И , на первые входы которых с задающего блока 9 . поступает первое информационное слово, которое задает направление и угол наклона первого вычерчиваемого отрезка. Эта инфсп мация с выходов элементов И ° поступает на установочные входы счетчика б с переменным коэффициентом пересчета и S входы триггеров 2-2 коммутатора 1. Пусть первый заданный отрезок вычерчивается под углом 45 к началу осей координат. Тогда на установочные входы счетчика 6 с переменным коэффициентом пересчета с эадакхцего блока 9 через элементы И 8-8 поступает дополнительный код, обеспечивающий на выходе счетчика 9 с переменным коэффициентом пеЕ есчета частоту, равную максимальной входной частоте шагового привода графопостроителя , а на входы S триггеров выбора, реверса X, реверса У информация с задающего блока 9 отсутствует , что обеспечивает подключение выхода делителя 5 частоты через элементы И 3 , ИЛИ 4 и И 3 к выходу 17 устройства для обеспечения движения чертежного элемента графопостроителя вдоль оси координат X в прямом направлении, и подключение выхода счетчика 6 с переменным коэффициентом пересчета через элементы И 3, ИЛИ 4 и И 3 к выходу 19 устройства для обеспечения движения чертежного механизма графопостроителя вдоль оси координат У в прямом направлении.

Сигнал с выхода третьего элемента И 13 поступает также на счетный вход управляющего триггера 12 и по заднему фронту переключает его в единичное состояние. Триггер 12 подготавливает к работе четвертый -элемент И 13 и запрердает работу третьего элемента И 13. Последующие сигналы с генератора 10 импульсов, проходя через первый и четвертый элементы И 13 и 13, поступают на вход делителя 5 частоты и один из входов пятого элемента И второй вход которого поступает разрешающий сигНс1л с п-го выхода задающего блока 9, так как первый заданный отрезок

вычерчивается под углом 45°. Делитель 5 частоты и счетчик 6 с переменным коэффициентом пересчета начинают заполняться сигналами, поступакздими с генератора 10 импульсов, формируя на своих выходах частоту, равную максимальной входной частоте шагового привода графопостроителя. Эти сигналы поступают на выходы 17 и 19 устройства, обеспечивая движение чертежного элемента графопостроителя под углом 45 к началу координат. Выходные сигналы со счетчика 6 с переменным коэффициентом пересчета поступают также на один из входов элемента ИЛИ 14, осуществляя каждый раз уставку дополнительного кода в счетчик 6 с переменным коэффициентом пересчета для обеспечения на его выходе заданной частоты, равной максимальной входной частоте шагового привода графопостроителя, и подтверждает заданное состояние триггеров 2 -2 выбора, реверса X и реверса У. Процесс вычерчивания зданного отрезка продолжается до момента прихода на шину 16 стопового сигнала, по которому триггеры 11 и 12 переключаются в нулевое состояни прекращая работу устройства, а по :заднему фронту сигнала,поступающего с единичного выхода триггера 12 работы на управляющий вход задающего блока 9, т.е. после переключения триггера 12 работы в нулевое состояние, задающий блок 9 вьщает второе информационное слово на вычерчивани второго заданного отрезка. Делитель 5 частоты, счетчик 6 с переменным коэффициентом пересчета, а также триггера 2-2 выбора, реверса X и реверса У по сигналу СТОП устанавливаются в исходное, нулевое состояни

Процесс вычерчивания второго заданного отрезка аналогичен ранее описанному циклу и начинается с прихода на вход 15 устройства сигнала ПУСК. Величина дополнительного кода вводимого с задающего блока 9 в счечик б с переменнь1М коэффициентом пересчета, определяет частоту следования сигналов, поступающих с его выхода для обеспечения заданного угла наклона вычерчиваемого отрезка. С помощью триггеров 2-2 выбора, реверса X и реверса У коммутатора 1 определяется направление движения чертежного элемента графопостроителя. Процесс вычерчивания заданного второго отрезка продолжается до момента прихода на вход 16 устройства стопового сигнала. Далее процесс аналогичен. В результате этого на выходах задающего блока 9 появляется третье информационное слово на вычерчивание третьего заданного отрезка и так далее.

Использование предлагаемого устройства позволяет расширить область применения устройства, так как предлагаемое устройство обеспечивает практически любое направление движения чертежного элемента гра«1юпостроителя за счет того, что в устройст ве используется генератор импульсов с частотой следования импульсов на порядок и выше, чем максимальная частота шагового привода графопостроителя и делитель частоты, обеспечивающий максимальную входную частоту для шагового привода графопострои теля, а также счетчик с переменным коэффициентом пересчета, обеспечиваю щий на выходе частоту следования сигналов от максимгьпьной входной час тоты для шагового привода до минимальной частоты, необходимой для вычерчивания минимального угла наклона заданного отрезка. Формула изобретения 1. Устройство для управления графопостроителем, содержсццее делитель частоты, элементы И, ИЛИ, управляющи триггеры, задающий блок, выходы кото рого подключены к одним из входов блока элементов И, генератор импульс коммутатор, выходы которого подключе к выходам управления шаговыми двигат лями устройства, отличающее с я тем, что, с целью расширения области применения устройства за счет увеличения числа возможных направлений движения чертежного элемента гра фопостроителя , оно содержит счетчик переменным коэффициентом пересчета, задающие входы которого подключены к одним из выходов блока элементов И, другие выходы которых соединены с первыми входами коммутатора, выход генератора импульсов подключен к пер вым входам первого и второго элементов И, второй вход второго элемента И соединен с шиной ПУСК устройства, а выход - со счетным входом первого управляющего триггера, нулевой выход которого подключен к третьему входу второго элемента И, а единичный выход - ко второму входу первого элемента И, выход которого соединен с первыми входами третьего и четвертого элементов И, выход третьего элемента И подключен к одному из входов элемента ИЛИ и к счетному входу второго управляющего триггера, нулевой выход которого соединен со вторым вх дом третьего элемента И, а единичный выход - с управляющим входом задаюсцего блока и со вторым входом четвертого элемента И, выход которого подключен ко входу делителя частоты и к одному из входов пятого элемента И, другой вход которого соединен с соответствующим выходом задающего блока, а выход - со счетным входом счетчика с переменным коэффициентом пересчета, выход которого подключен ко второму входу коммутатора и второму входу элемента ИЛИ, выход которого соединен с другими входами группы элементов И, шина СТОП устройства подключена к установочным входам первого и второго управляющих триггеров, а выход делителя частоты соединен с третьим входом коквлутатора. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что коммутатор содержит элементы И, ИЛИ и управляющие триггеры, одни из установочных входов третьего,четвертого и пятого управляющих триггеров подключены к шине СТОП кслмутатора, другие - к первым входам коммутатора, нулевой выход третьего управляющего триггера соединен с одним иэ входов шестого и седьмого элементов И, а единичный - с одним иэ входов восьмого и девятого элементов И, другие входы седьмого и девятого элементов И подключены ко второму входу коммутатора, третий вход которого соединен с другими входакш шестого и восьмого элементов И, выходы шестого и восьмого элементов И подключены через первый элемент ИЛИ коммутатора к одним из входов десятого и одиннадцатого элементов И, выходы седьмого и восьмого элементов И подключены через второй элемент ИЛИ коммутатора к одним из входов двенадцатого и тринадцатого элементов И, выходы четвертого управляющего триггера соединены с другими входами десятого и одиннадцатого элементов И, выходы пятого управляющего триггера подключены к другим входам двенадцатого и тринадцатого элементов И, а выходы десятого, одиннадцатого,двенадцатого и тринадцатого элементов И соединены с выходами коммутатора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 389532, кл. G Об К 15/22, 1971. 2.Авторское свидетельство СССР № 392527, кл. G 06 К 15/22, 1972 (прототип).

/7/