CS207828B1

CS207828B1 - Connection of the single-purpose control automaton

Info

Publication number: CS207828B1
Application number: CS919678A
Authority: CS
Inventors: Milan Klauz; Jan Straka
Original assignee: Milan Klauz; Jan Straka
Priority date: 1978-12-29
Filing date: 1978-12-29
Publication date: 1981-08-31

Description

Vynález se týká zapojení jednoúčelového řídicího automatu s pevným programem a možností předvolby některých funkcí, vhodného pro řízení činnosti strojů, u nichž se jednoduchý pracovní postup jednou až nkrát opakuje.The invention relates to a single-purpose fixed-program control machine with the possibility of preselection of certain functions suitable for controlling the operation of machines in which the simple operation is repeated one or more times.

V současné době je známa celá řada elektronických řídicích automatů, určených pro řízení činnosti strojů a zařízení. Jsou to jednak jednoúčelové řídicí automaty pro ovládání zcela konkrétních typů strojů, zejména číslicově řízených obráběcích strojů, jednak univerzální programovatelné automaty pro nejširší použití. Existuje však skupina strojů, např. stroje na broušení skleněných kamenů, vrtačky, soustruhy, atd., u kterých se jednoduchý pracovní postup přetržitě opakuje v n cyklech podle tohoto schématu: upnout obrobek — nastavit výchozí vzájemnou polohu mezi obrobkem a nástrojem — obrábět, tj. spustit pracovní posuv — nastavit novou vzájemnou polohu mezi obrobkem a nástrojem — obrábět — ... — nastavit konečnou polohu — odepnout obrobek. Tak je tomu např. u strojů na broušení skleněných kamenů, např. lustrových, kde se přípravek s kameny upne, natočí do výchozí polohy, spustí na brus, zvedne, natočí do další polohy, spustí na brus, atd., až se zvedne a uvolní brousící přípravek, po vybroušení n ploch kamene. Pro tuto sku2 pinu strojů nelze stávající řídicí automaty použít buď vůbec s ohledem na jejich přílišnou jednoúčelovost, nebo za cenu vysokých pořizovacích nákladů a složitosti při použití univerzálního programovatelného řídicího automatu. Pro výše zmíněné stroje s jednoduchým, opakujícím se pracovním postupem, kde obrábění je řízeno časově nebo koncovými spínači stroje, je zbytečné používat univerzální programovatelné automaty s možnostmi záznamu programu na děrnou pásku nebo do polovodičové paměti.At present, a number of electronic control machines are known for controlling the operation of machines and equipment. They are both single-purpose controllers for controlling specific types of machines, especially numerically controlled machine tools, and universal programmable controllers for the widest use. However, there is a group of machines, eg glass grinding machines, drilling machines, lathes, etc., in which a simple workflow is repeated continuously in n cycles according to the following scheme: clamp workpiece - set the initial relative position between the workpiece and the tool; Start working feed - Set a new relative position between the workpiece and the tool - Machining - ... - Set the final position - Unclip the workpiece. This is the case, for example, with glass stone grinding machines, eg chandelier, where the stone fixture is clamped, rotated to the starting position, lowered to the cut, lifted, rotated to the next position, lowered to the cut, etc. until it is lifted and releases the grinding tool after grinding n surfaces of the stone. For this group of machines, the existing controllers cannot be used either at all due to their excessive single purpose or at the cost of high cost and complexity using a universal programmable controllers. For the above-mentioned machines with a simple, repetitive workflow, where machining is controlled by the time or limit switches of the machine, it is unnecessary to use universal programmable logic controllers with the ability to record a program on punched tape or in semiconductor memory.

Výše uvedené nedostatky řídicích automatů při řízení činnosti strojů s jednoduchým, opakujícím se pracovním postupem jsou odstraněny u jednoúčelového řídicího automatu v zapojení podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že výstup prvního zdroje hodinových impulsů je připojen na hodinový vstup prvního čítače, jehož výstup je připojen na první vstup číslicového komparátoru, jehož výstup je napojen na první vstup prvního bistabilního obvodu, jehož výstup je připojen jednak na nulovací vstup prvního čítače, jednak na nulovací vstup posuvného registru a jednak na vstup ovládání druhého výkonového spínacího obvodu, přičemž výstupy posuvného registru jsou připojeny na vstup prvního hradlovacího obvodu, na vstup ovládání prvního výkonového spínacího obvodu buď přímo, nebo přes druhý bistabilní obvod, dále na hodinový vstup čtvrtého čítače a jednak na druhý vstup prvního bistabilního obvodu, na jehož další vstupy je připojena svorka nastavení programu, svorka nulování programu, která je dále připojena na další nulovací vstup prvního čítače, přičemž další svorka externích hodinových impulsů je připojena na jeden vstup druhého hradlovacího obvodu, na jehož další vstupy jsou připojeny výstup třetího hradlovacího obvodu a výstup prvního hradlovacího obvodu, který je současně připojen na ovládací vstup třetího výkonového spínacího obvodu, zatímco další vstupy prvního hradlovacího obvodu jsou připojeny na ovládací prvek a číslicový výstup nula druhého čítače a přičemž vstupy třetího hradlovacího obvodu jsou připojeny jednak na výstup druhého zdroje hodinových impulsů, a jednak na ovládací vstup prvního výkonového spínacího obvodu, zatímco výstupy druhého čítače jsou připojeny přes propojovací obvod na druhý vstup číslicového komparátoru.The aforementioned drawbacks of controllers in controlling the operation of machines with a simple, repetitive workflow are eliminated in a dedicated control machine in the circuit according to the invention, which is characterized in that the output of the first clock source is connected to the clock input of the first counter whose output is connected to the first input of the digital comparator, the output of which is connected to the first input of the first bistable circuit, the output of which is connected both to the reset input of the first counter, the reset input of the shift register and connected to the input of the first gating circuit, to the input of the control of the first power switching circuit either directly or via the second bistable circuit, to the clock input of the fourth counter and to the second input of the first bistable circuit A program reset terminal is connected to the other inputs of the first counter, and an external clock pulse terminal is connected to one input of the second gating circuit, the other inputs of which are connected to the third input. a second gate circuit output which is simultaneously connected to the control input of the third power switching circuit, while the other inputs of the first gate circuit are connected to the control element and the digital counter zero of the second counter, and the third gate circuit inputs are connected to the second source output clock pulses, and on the other hand to the control input of the first power switching circuit, while the outputs of the second counter are connected via a link circuit to the second input of the digital comparator.

Tím, že řídicí automat podle vynálezu používá pevně zabudovaný program, daný zapojením jednotlivých obvodů, není třeba programovatelných pamětí, např. děrného pásku, či polovodičové paměti, což má velmi příznivý vliv na složitost, spolehlivost a pořizovací náklady řídicího automatu. Přitom řídicí automat podle vynálezu zcela umožňuje řízení činnosti jednoduchých strojů s již výše popsaným algoritmem pracovního postupu. Umožňuje řídit stroje jak časově, tak se zpětnou vazbou od stroje, koncové spínače na stroji, či různá čidla, či jejich kombinací. Systém předvolby dále umožňuje nastavit doby obrábění, při časovém způsobu obrábění, pro jednotlivé probíhající cykly. Při použití číslicových integrovaných obvodů je sestavení řídicího automatu jednoduchou záležitostí a tím zejména vhodnou pro individuální použití, např. při mechanizaci a automatizaci starších výrobních strojů a zařízení.The use of the controller according to the invention by a fixed program, given by the connection of individual circuits, does not require programmable memories, such as punched tape or semiconductor memory, which has a very beneficial effect on the complexity, reliability and acquisition costs of the controller. The control system according to the invention makes it possible to control the operation of simple machines with the above-described workflow algorithm. It enables to control machines both in time and with feedback from the machine, limit switches on the machine, or various sensors or their combinations. In addition, the presetting system allows you to set the machining times for the individual machining cycles in the machining mode. With the use of digital integrated circuits, the assembly of the PLC is a simple matter and thus particularly suitable for individual use, for example in the mechanization and automation of older production machines and equipment.

Na výkrese je blokově znázorněno zapojení jednoúčelového řídicího automatu podle vynálezu, kde na výstup prvního zdroje hodinových impulsů 100 je připojen hodinový vstup prvního čítače 200, jehož výstup je napojen na první vstup prvního bistabilního obvodu 300, jehož výstup je připojen jednak na nulovací vstup prvního čítače 200, jednak na nulovací vstup posuvného registru 400 a dále na ovládací vstup čtvrtého výkonového spínacího obvodu 620, přičemž výstupy 402 posuvného registru 400 jsou připojeny jednak na vstup prvního hradlovacího obvodu 1000, jednak buď přímo, nebo přes druhý bistabilní obvod 500 na ovládací vstup prvního a druhého výkonového spí4 nacího obvodu 600, 610, dále na hodinový vstup druhého čítače 700, přičemž poslední použitý výstup posuvného registru 400 je připojen druhý vstup prvního bistabilního obvodu 300, na jehož další vstupy jsou připojeny svorka 2 nastavení programu a svorka 3 nulování programu, která je dále připojena na další nulovací vstup 203 prvního čítače 200, zatímco další svorka 1 externích hodinových impulsů je připojena na jeden vstup druhého hradlovacího obvodu 800, na jehož další vstupy je připojen výstup třetího hradlovacího obvodu 1 200 a výstup prvního hradlovacího obvodu 1 000, přičemž výstup druhého hradlovacího obvodu 800 je připojen na hodinový vstup posuvného registru 400, zatímco výstup prvního hradlovacího obvodu 1000 je dále připojen na ovládací vstup třetího výkonového spínacího obvodu 630, přičemž další vstupy prvního hradlovacího obvodu 1000 jsou připojeny jednak na ovládací prvek 1100, např. tlačítko, jednak na číslicový výstup nula 0 druhého čítače 700, a přičemž další vstupy třetího hradlovacího obvodu 1 200 jsou připojeny jednak na výstup druhého zdroje hodinových impulsů 900, jednak na ovládací vstup prvního hradlovacího obvodu 600, zatímco výstupy druhého čítače 700 jsou připojeny přes propojovací obvod 1400 s druhým vstupem číslicového komparátoru 1300.The drawing shows a block diagram of a dedicated controller according to the present invention wherein the output of the first clock source 100 is connected to the clock input of the first counter 200, the output of which is connected to the first input of the first bistable circuit 300. 200, to both the shift register reset input 400 and the control input of the fourth power switching circuit 620, wherein the shift register outputs 402 are connected to the input of the first gating circuit 1000, either directly or via the second bistable circuit 500 to the control input of the first and a second power switch circuit 600, 610, further to the clock input of the second counter 700, the last used shift register output 400 being connected to the second input of the first bistable circuit 300, to the other inputs of which the program setting terminal 2 is connected. a program reset sample 3, which is further connected to the next reset input 203 of the first counter 200, while the other external clock pulse terminal 1 is connected to one input of the second gating circuit 800, to the other inputs of the output of the third gating circuit 1200 and the output of the first the gate circuit 1000, the output of the second gate circuit 800 is connected to the clock input of the shift register 400, while the output of the first gate circuit 1000 is further connected to the control input of the third power switching circuit 630, an element 1100, e.g. a pushbutton, on the digital output zero 0 of the second counter 700, and wherein the other inputs of the third gating circuit 1200 are connected both to the output of the second clock source 900 and to the control input of the first gating circuit 600, while the outputs of the second counter 700 are coupled through a link circuit 1400 to the second input of the digital comparator 1300.

Funkci jednoúčelového řídicího automatu zapojeného podle výkresu lze vysvětlit v návaznosti na řízený obráběcí stroj, např. stojanovou vrtačku s otočným vrtacím přípravkem pro vrtání např. osmi otvorů po obvodě obrobku. V klidovém stavu, kdy je obrobek odepnut, vřeteno vrtačky zvednuto je první bistabilní obvod 300 překlopen do polohy, v níž je první čítač 200 nulován, zatímco nulovací vstup posuvného registru 400 je uvolněn a na ovládacím vstupu čtvrtého výkonového spínacího obvodu 620 při zvedání a spouštění vřetena vrtačky není signál — spínací obvod není sepnutý, vřeteno vrtačky je zvednuto, nástroj se neotáčí. Druhý čítač je ve stavu nula a má předvolený rozsah čítání odpovídající počtu vrtaných otvorů. Přesto, že posuvný registr 400 je vynulovaný, je zablokovaný v poloze, v níž je příslušný výstup posuvného registru 400 připojen na vstup prvního hradlovacího obvodu 1 000, jehož výstup je ve stavu, který udržuje druhý hradlovací obvod 800 v zablokovaném stavu a tím na hodinový vstup posuvného registru 400 nemohou přicházet hodinové impulsy. Současně je třetí výkonový spínací obvod 030 rozepnut, tj. kdy je upínání obrobku uvolněno. Jestliže se ovládacím prvkem 1100, např. tlačítkem, podmínka pro hradlování prvního hradlovacího obvodu 1000 dočasně zruší, potom se změní výstup tohoto obvodu, třetí výkonový spínací obvod 630 sepne, obrobek se upne, současně se uvolní druhý hradlovací obvod 800 a tím se posuvný registr 400 začne posouvat do další polohy. Tím se dále zcela zruší podmínka pro hradlování prvního hradlovacího obvodu 1 000 a tím i dalšího obvodu 800, přičemž stav ovládacího prvku 1100 již nemůže nadále ovlivnit funkci právě spuštěného řídicího automatu. Během dalšího posuvu posuvného registru 400 se postupně zapne a vypne první a druhý výkonový spínací obvod 600, BIO, vrtací přípravek se natočí do výchozí polohy, druhý čítač 700 obdrží impuls, čímž naskočí do stavu jedna a nakonec signál z posledního používaného výstupu posuvného registru 400 překlopí první bistabilní obvod 300 do opačné polohy, tzn., že posuvný registr 400 je nulován, čítač 200 uvolněn a čtvrtý výkonový spínací obvod 620 sepnut, vřeteno vrtačky s otáčejícím se nástrojem klesá dolů — začíná vlastní vrtání prvního otvoru. První čítač 200 se plní impulsy z prvního zdroje hodinových impulsů 100, dokud nenastane koincidence stavu tohoto čítače s předvoleným časem obrábění pro první pracovní cyklus, pro první otvor. Potom výstup číslicového komparátoru 1 300 překlopí první bistabilní obvod 300 opět do opačné polohy, kdy je první čítač 200 nulován, posuvný registr 400 uvolněn a čtvrtý výkonový spínací obvod 620 rozepnut, vřeteno vrtačky zvednuto — neobrábí se. Posuvný registr se posouvá, postupně zapne a vypne první a druhý výkonový spínací obvod 600, 610 vrtací přípravek se natáčí do další polohy, dodá druhému čítači 700 impuls a nakonec překlopí první bistabilní obvod 300 do opačné polohy. Druhý čítač je ve stavu dvě, vrtá se druhý otvor. Celý postup se opakuje tak dlouho, dokud se druhý čítač 700 samočinně nevynuluje po dosažení předvoleného stavu, v našem případě osm. Potom, po opětovném překlopení prvního bistabilního obvodu 300, se posuvný registr 400 posouvá jen do té polohy, v níž je příslušný výstup 402 připojen na vstup prvního hradlovacího obvodu 1 OSO. Protože je splněna podmínka pro hradlování tohoto obvodu, čítač 700 je ve βThe function of a single-purpose control unit connected according to the drawing can be explained in connection with a controlled machine tool, eg a stand drill with a rotary drill jig for drilling, for example, eight holes along the circumference of the workpiece. In the idle state, when the workpiece is unfastened, the drill spindle is raised, the first bistable circuit 300 is tipped to the position where the first counter 200 is reset, while the reset input of the shift register 400 is released and on the control input of the fourth power switch circuit 620 drilling spindle no signal - switching circuit is not closed, drilling spindle raised, tool does not rotate. The second counter is in the zero state and has a preset counting range corresponding to the number of holes drilled. Although the shift register 400 is zeroed, it is locked in a position in which the respective output of the shift register 400 is connected to the input of the first gate circuit 1000, the output of which is in a state that keeps the second gate circuit 800 in locked state and hence input of shift register 400 cannot receive clock pulses. At the same time, the third power switching circuit 030 is open, i.e. when the workpiece clamping is released. If, by means of a control element 1100, e.g. a pushbutton, the gating condition of the first gating circuit 1000 is temporarily canceled, then the output of that circuit is changed, the third power switching circuit 630 closes, the workpiece is clamped. The 400 starts moving to the next position. This further abolishes the gating condition of the first gating circuit 1000, and hence of the other circuit 800, whereby the state of the control element 1100 can no longer affect the operation of the controller being started. During the next shift of the shift register 400, the first and second power switching circuit 600, BIO is turned on and off successively, the drill jig is rotated to the starting position, the second counter 700 receives a pulse to jump to state one and finally the signal from the last shift register output 400 used. it turns the first bistable circuit 300 into the opposite position, i.e. the shift register 400 is reset, the counter 200 is released and the fourth power switch circuit 620 is closed, the spindle of the drill with the rotating tool drops down - the actual drilling of the first hole begins. The first counter 200 is filled with pulses from the first clock source 100 until the counter condition coincides with the preset machining time for the first duty cycle, for the first opening. Then, the output of the digital comparator 1300 flips the first bistable circuit 300 back to the opposite position where the first counter 200 is reset, the shift register 400 is released, and the fourth power switch circuit 620 is open, the drill spindle raised - not machined. The shift register moves, turns on and off sequentially the first and second power switching circuits 600, 610, the drill jig rotates to the next position, impulses the second counter 700, and finally flips the first bistable circuit 300 to the opposite position. The second counter is in the two state, the second hole is drilled. The whole procedure is repeated until the second counter 700 automatically resets after reaching the preset state, in our case eight. Then, upon re-flipping of the first bistable circuit 300, the shift register 400 only moves to the position in which the respective output 402 is connected to the input of the first gating circuit 110. Since the gating condition of this circuit is met, the counter 700 is in β

stavu nula a posuvný registr 400 je v příslušné poloze, změní se výstup tohoto obvodu, zablokuje se druhý hradlovací obvod 800 a tím i posuvný registr 400, třetí výkonový spínací obvod 630 se rozepne, tj. upínání obrobku je uvolněno. Řídicí automat ukončil svoji činnost.zero and the shift register 400 is in the appropriate position, the output of this circuit changes, the second gating circuit 800 is locked, and thus the shift register 400, the third power switching circuit 630 opens, i.e. the workpiece clamping is released. Controller has stopped its activity.

V případě připojení ovládacího vstupu prvního nebo druhého výkonového spínacího obvodu 600, 610 na vstup třetího hradlovacího obvodu 1200, zablokuje se tento hradlovací obvod a tím i posuvný registr 400 po sepnutí prvního nebo druhého výkonového spínacího obvodu 800, 610, Další posuv posuvného registru 400 a tím i ukončení operace ovládané prvním nebo druhým výkonovým spínacím obvodem 600, 610, tj. natáčení vrtacího přípravku je možný pouze přiváděním externích hodinových impulsů na svorku 1. Tím je umožněno externí ovládání prvního nebo druhého výkonového spínacího obvodu 600, 610 zpětnou vazbou ze stroje, např. koncovými spínači. Další externí ovládání činnosti řídicího automatu, a sice průběh činnosti čtvrtého výkonového spínacího obvodu 620, tj. spouštění a zvedání vřetene vrtačky a vlastní obrábění je možné přivedením signálu na svorku 2 nastavení programu, čímž se okamžitě překlopí první bistabilní obvod 300, bez ohledu na stav prvního čítače 200. Tím lze vlastní obrábění ovládat nikoliv časově, ale zpětnou vazbou na stroj, kdy koncové spínače signalizují provrtání otvoru. Konečně lze signálem přivedeným na svorku 3 nulování programu kdykoliv uvést řídicí automat do výchozího stavu, první bistabilní klopný obvod 300 se překlopí a současně se vynuluje druhý čítač 700. Propojovací obvod 1400 slouží k předvolbě stavu čítání prvního čítače 200 v závislosti na stavu druhého čítače 700, čili k předvolbě dob obrábění vzhledem k probíhajícímu cyklu obrábění v případě, že se tyto doby různí.If the control input of the first or second power switching circuit 600, 610 is connected to the input of the third gating circuit 1200, this gating circuit and thereby the shift register 400 are blocked after the first or second power switching circuit 800, 610, thereby terminating the operation controlled by the first or second power switching circuit 600, 610, i.e. rotating the drill jig is only possible by applying external clock pulses to terminal 1. This allows external control of the first or second power switching circuit 600, 610 by feedback from the machine, eg limit switches. Further external control of the operation of the controller, namely the operation of the fourth power switching circuit 620, i.e. lowering and lifting of the drill spindle and actual machining is possible by applying a signal to the program setting terminal 2, thereby immediately flipping the first bistable circuit 300 Thus, the actual machining can be controlled not by time, but by feedback to the machine, where the limit switches signal a hole drilling. Finally, a signal applied to the program reset terminal 3 can be used to reset the controller at any time, the first bistable flip-flop 300 flips and the second counter 700 is reset. The interconnector 1400 serves to preset the counting state of the first counter 200 depending on the state of the second counter 700 , or to preselect machining times relative to the ongoing machining cycle if these times vary.

Výše popsané zapojení jednoúčelového řídicího automatu se v současné době využívá u elektronických zařízení ovládajících chod strojů na broušení skleněných kamenů, např. bižuterníeh.The above-described connection of a dedicated control machine is currently used in electronic devices controlling the operation of glass stone grinding machines, such as jewelery.

Claims

Subject

Connection of a single-purpose control program with a fixed program and the possibility of preselection of functions suitable for controlling the operation of machines in time and feedback, in which the simple operation repeats one or more times, characterized in that the output of the first clock source (100) input of a first counter (200), the output of which is connected to the first input of the digital comparators (1 300), whose output is connected to the first input of the first bistable circuit [300], whose output is connected to the first reset input of the first counter (200) on the one hand to the control input of the fourth power switching circuit (620) and on the other hand to the reset input of the shift register (400j) whose outputs (402) are connected both to the input of the first gating circuit (1000) and either directly or via the second bistable circuit (500). ) to the control input of the first and second power switching circuits (600, 610), and the poison to the clock input of the second counter (700) and to the second input of the first bistable circuit (300), to the other inputs of which the program setting terminal (2) and the program reset terminal (3j) are connected. counter (200), while the external clock pulse terminal (1j) is connected to the input of the second gating circuit (800), to the other inputs of which the output of the third gating circuit (1200) and the output of the first gating circuit (1000) are connected; connected to the control input of the third power switching circuit (630), while the output of the second gate circuit (800) is connected to the clock input of the shift register (400), the other inputs of the first gate circuit (1000) being connected to the control element (1100) for example, a button and, on the other hand, the digital output zero (Oj of the second counter (700)), and where the other inputs of the cl The third gate circuit (1200) is connected both to the output of the second clock source (900) and to the control input of the first power switching circuit (600), while the outputs of the second counter (700) are connected via the interconnecting circuit (1400) to the second digital input. comparators (1 300).