Устройство коррекции люфта в системах цифрового управления Советский патент 1982 года по МПК G05B11/01 

(54) УСТРОЙСТВО КОРРЕЦИИ ЛЮФТА В СИСТЕМАХ ЦИФРОВОРО УПРАВЛЕНИЯ

1

Изобретение относится, к системам цифрового программного управления и может найти применение в системах цифровых устройств, имеющих подшгасную механическую часть и датчик с преобразоватеттем угла поворота вала в последовательность импульсов.

Известен способ коррекции люфта, Закпючакшшйся в том, что путем преобразования выходной величины корректируемого устройства (|)ормирук Т сигнал коррекции люфта, величина которого соответствует заяе люфта прт данном зяачешш выходного сигнала и который суммируют с сигналом згправления с уче(Тсш его зиака прт перемене знака скорости входаого Сигнала в течение времени, необходимого для отработки ij.

Однако известный способ применим к системам следящего привода с аналоговым управлением, что ограничивает его пряменение.

Наиболее близким к предлагаемому является схема компенсации люфта для

станков с цифровым управлением с шаговым двигателем, содержащая переключатель способа коррекции люфта, пятиразрядный двоично-десятичный реверсивньзй счетчик, переключатель установки нуля, трехдекадный переключатель, три логические схемы И, шесть логических схем И-НЕ, схему ИЛИ; две схелФ1 ИЛИ-НЕ, два особых вентиля ИЛИ и один инвертор. Известная схема исполь10зуется для механизма с числовым управлением, в котором имеется свободный ход или люфт меящу деталью и шаговым ДЕИгатепем. Шаговый двигатель дает возможность выделить .нескомпенсирован15ный люфт. В схеме используется счетчик, который прибавляет или вычитает движение бсетьшее, чем действительный люфт 2 . Однако использование известной схемзл применимо только для управления

20 шаговым двигателем, что ограничивает ее применение.

Цель изобретения - расширение области применения.

Поставленная цепь достигается тем, что устройство, содержащее реверсивный счетчик, переключатеиь, два элемента И, три элемента И-НЕ и инвертор, содерJMBtT деапифратор, входы которого соединены с выходами реверсивного счетчика а выходы через лерекзйочатель соединены с первым входом первого элемента И-НЕ втсчой вход которого соедЕОяен через инвфтор с первым входом второго элемента И-НЕ, входом направления реверса реверсивного счетчика и первым входом устройства, вьЕход первого элемента И соединен с счетным входом реверсивного счетчика, выход первого элемента И-НЕ соединен с первыми входами первого элемента И и третьего элемента И-НЕ, выход второго элемента И-НЕ соединен с вторыми входами первого элемента И и третьего элемента И-НЕ, выход которого соединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого соединен с третьим входом первого элемента И и вторым входом устройства, выход - с выходом устройства, третий вход устройства соединен с сбросовым входом реверсивного счетчика, а второй вход второго элемента И-НЕ соединен непосредственно с дешифратором.

На чертеже приведена функциональная схема предлагаемого) устройства.

Устройство содержит вход 1 направления счета, вход 2 счетных импульсов, вход 3 сброса счетчика, первый элемент 4 И, реверсивный счетчик 5, дешифратор 6, переключатель 7, первый элемент S И-НЕ, инвертор 9, второй элемент 10 И-НЕ, третий элемент 11 И-НЕ и второй элемент 12 И,

При перемещении подвижного объекта в заданном направлении {сигнал направления V/ поступает иа вход 1 устройства) на вход 2 поступают импульсы счета N , выработанные в системе lonJ OBoro управления. Если перемещение производится в направлении W О, то с К-го выхода дешифратора 6 через переключатель 7 иа первый вход первого элемента 8 И-НЕ поступает единица. На второй вход первого элемента 8 И-НЕ с выхода инвертора 9 также поступает единица. С выхода первого элемента 8 И-НЕ на первые входы первого элемента 4 И и третьего элемента 11 И-НЕ поступает нуль. Наличие нуля на первом входе первого элемента 4 И запрещает прохоокдение счетных импульсов на счетный вход реверсивного счетчика 5, а на первом входе Третьего элемента 11 И-НЕ образует иа

его рыходе и на первом входе второго элемента -12 И единицу, что $шляется рвзрешеавем для прохождения счетных импульсов на выход устройства через i Еггорой элемент 12 И. Состояние реверсзшного счетчика 5 и дешифратора 6 остается неизменным.

При изменении направления скорости перемещаемого объекта, устройство коррекшш люфта исключает необходимое число импульсов из последовательности счетных импульсов N . Число импульсов которое необходимо исключить, определяется следующим образом:

и--fa-,

где (i - математическое ожидание распределения ошибок, связанных с направлением подхода к позиционирования (с люфтом);

ДС1 - единица дискретности счета ситемы цифрового управления. В зависимосш от значегаш И , выбирается положение переключателя 7.

В случае изменения направления ско- рорги, сигнал направления W становится jpaBHbiM единице. С выхода инвертора 9 на второй вход первого элемента 8 И-НЕ поступает нуль. С выхода первого элеМ€ нта 8 И-НЕ на первые входы первого элемента 4 И и третьего элемента 11 И-НЕ поступает единица. Поступающий с нулевой щины дешифратора 6 на второй вход второго элемента 1О И-НЕ нуль образует на выходе его и на вторых входах первого элемента 4 И и третьего элемента 11 И-41Е единицу. Наличие единиц на первом и втором входах треть го элемента 11 И-НЕ образует на его выходе и первом входе второго элемента 12 И нуль, который запрещает прохождение счетных импульсов N , поступающих на второй вход второго элемента 12 И, на выход устройства. Поступающие единицы на первый и второй входы первого элемента 4 И ра ещают прохождение счетных импульсов N , поступающих на третий вход этого элемента, на счетный вход реверсивного счетчика 5. При Ч(/ 1 реверсивный счетчик 5 работает в режиме вычитания. Вычитание счетных импутльсов в реверсивном счетчике 5 происходит до тех пор, пока состояние его выходов не станет равным числу, соответствующего в естественной форме числу О. В этом случае с выхода де1ии4ратора 6 по нулевой шине на второй вход второго элемента 10 И-НЕ поступает единица. Образованный на вы ходе второго элемента 1О И-НЕ нуль, запрещает прохождение счетных импульсов через первый элемент 4. И на вход реверсзнвного счетчтш 5 и разрешает прохождение счетных импульсов на выход устройства через второй элемент 12 И. В случае изменения направления ско рости, когда сигнал направления W становится равным нулю, реверсивный счетчик 5 рабогаег в режиме сложения. Устройство каррекакк люфта производит исключение необходимого числа импульсов до тех пор, пока состояние его выходов не соответствует в естественной форме числу К, где К VI . Третий вход устройства предназначен для установки реверсивного счетчика 5 в исходное состояние перед началом работы. Формула изобретения Устройство коррекции люфта в системах пифрового управления, содержащее ревррсивный счетчтс, переключатель, два элемента И, три элемента И-НЕ и инвертор, отличающееся тем, что, с целью расширения области пртие394HeifflH, устройство содержвст дешифратор. входы которого соединены с выходами реверсивного счетчика, а выходы через переключатель соединены с первым входом первого элемента И-НЕ, второй вход которого соединен через инвертор с первым входом второго элемента И-НЕ, входом направления реверса реверсявно го счетчика и первым входом устройства, выход первого элемента И соединен со счетным входом реверсзтного счетч ка, выход первого элемента И-НЕ соединен с первыми входами первого элемента И и третьего элемента И-НЕ, выход второго элемента И-НЕ аоерзхкен с вторыми входами первого элемента И и третьего элеме1гга И-НЕ, выход которого соединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого соединен с третьим входом первого элемен. та И и вторым входом устройства, выход - с выходом устройства, третий вход устройства соединен с сбросовым входом реверсивного счетчика, а второй вход второго элемента И-НЕ соединен непосредственно с дешифратором. Источншш информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 392452, кл. GO5 В 19/18, 1971. 2.Патент США N9 3766461, кл. G05 В 11/01, опубпик. 1973 (прототип).