CS214005B1 - Dekódovací zařízení pro numericky řízené pracovní strojeDekódovací zařízení pro numericky řízené pracovní stroje - Google Patents

Description

Předmět vynálezu se týká dekódovacího zařízení pro numericky řízené pracovní stroje, zejména však pro obráběcí stroje se sérioparelelnimi výstupy z řídícího systému.

Jak je známo, u celé řady pracovních strojů, sle dosud převážně u strojů obráběcích, se k ovládání stroje používá numerických řídicích systémů, přičemž korespondence mezi řídicím systémem a pracovním strojem se děje prostřednictvím signálů přípravných funkcí, tj. g-funkce, pomocných funkcí, tj» m, h, t-funkce a řadicích funkcí, tj. s-funkce pro udání velikosti otáček pracovního vřetene, f-funkce pro udání velikosti posuvu.

Výstupy těchto funkcí z řídicího systému stroje jsou kódovány v nějakém váhovém kódu, převážně v kódu binárně dekadickém, jako 2^ . 10°; 2² . 10°; 2^ . 10®; 2® . 10®; 2? . 10^;

2² . ΙΟ¹; 2¹ . 10¹; 2° . 10¹; 2³ . 10²; 2² . ΙΟ²; 2¹ . 10² atd. podle počtu dekád u jednotlivých adres funkcí. Výstupy jsou možné v paralelním provedení, kdy pro jednotlivé adresy funkci jsou vyvedeny samostatně v patřičném počtu tetrád dat, např. funkce m - 8, 4, 2, 1; 80,

40, 20, 10; funkce s - 8, 4, 2, 1 - I. tetráda; 80, 40, 20, 10 - II. tetráda; funkce t - 8,

4, 2, 1 - I. tetráda; 80, 40, 20, 10 - II. tetráda; 800, 400, 200, 100 - III. tetráda apod.

U novějších systémů CNG je používáno výstupů sérioparalelních, kdy po jedné trase jsou vysílány adresy funkcí (m, h, s, g, f, t) kódované v binárním kódu a po druhé trase se vysílají data, tj. číselné údaje pro jednotlivé adresy, kódované v binárně-dekadickém kódu, při214 005

214 005 čemž vlastní přenos se děje postupným, tj. sériovým vysíláním patřičné zakódované adresy a čísla, např. mlO.

Na straně stroje, v přizpůsobovacích obvodech, je potom nutno tyto signály rozkódovat pomocí dekódovacích zařízení - dekodérů - a vybrat potřebné funkce pro činnost stroje, případně některé funkce uložit v paměti v přizpůsobovacích obvodech. V současné době se převážně používá dekodérů reléových, u nichž se rozkódovéní jednotlivých binárních čísel v tetrádách na dekadická čísla provádí sériovým řazením kontaktů dekódovacích relé.

Nevýhodou těchto reléových dekódovacích zařízení je, že většina číslic jedné dekády je dekódována sériovým zapojením čtyř kontaktů. Sériovým řazením jednotlivých dekád ae počet kontaktů účastnících se na dekódování zvětšuje. Například pro dekódování čísla 32, tj. pro dekódováni dvoudekádové funkce, je potřeba sériového zapojení osmi kontaktů. Podobně pro třídekádové funkce je pro rozkodování potřeba zapojit sériově už dvanáct kontaktů a pro rozkódovéní čtyřdekádové funkce je zapotřebí sériového zapojení šestnácti kontaktů apod. Složitost tohoto řešení dekódovacího zařízení, tedy dekodéru, přináší však a sebou i jeho relativně omezenou spolehlivost. Je to způsobeno tím, že každý kontakt má svůj přechodový odpor a jeho materiál potřebuje tedy určité napětí pro spolehlivou činnost kontaktu. Sériové řazení většího počtu kontaktů dekodéru se tedy projevuje nepříznivými důsledky.

U sérioparalelního řešení výstupů z řídicího systému stroje dochází k ještě většímu zhoršování spolehlivosti dekodéru, nebot tu je nutné rozkodovat jednak adresy a jednak data pro jednotlivé adresy, oož znamená vytvořit pro každou adresu samostatný dekodér, případně použít sériového, tj. kaskádového spojení těchto dekodérů. To také znamená nutnost použít pro každou tetrádu čtyř relé pro data a čtyř relé pro dekodér adresy. Jelikož tu jde o sériové předávání informací, je potom nutné tyto rozkódované fúnkce ukládat do paměti v přizpůsobovacích obvodech. Tím roste počet spínacích prvků, tj. relé, čímž opět rostou příčiny poklesu spolehlivosti dekodéru.

Účelem vynálezu je odstranit tyto příčiny poklesu spolehlivosti dosavadních dekódovacích zařízení a vytvořit dekódovací zařízení konstrukčně jednodušší, zabezpečující však všechny funkce dosavadních složitých dekodérů.

Podstata dekódovacího zařízení skládajícího se z dekodéru adres funkcí a z dekodérů jejich dat podle vynálezu, spočívá v tom, že jeho dekodár adres funkcí má na výstupech jednotlivých adres funkcí připojena adresní relé vázaná vodičem, případně společným s druhým vodičem, k němuž jsou připojeny cívky relé výstupů dat z řídicího systému stroje, přičemž jak dekodér jednotlivých adres funkcí, tak i dekodéry jejich dat jsou sestaveny z větví funkcí obsahujících sériové zapojení jednak všem těmto větvím funkcí předřazeného spínacího kontaktu adresního relé funkcí a v jednotlivých těchto větvích fúnkcí předřazeného odporu a cívky relé dekódované funkce, z nichž ke každé větvi funkce jsou mezi jejím předřazeným odporem a cívkou relé dekódované funkce paralelně připojeny diodové jednotky, představující vždy jednu úplnou nebo neúplnou dekádu, tyto jednotlivé diodové jednotky jsou sestaveny z diod připojených na společný vodič přes kontakty relé výstupů, dat z řídicího systému stroje.

Dále je na vynálezu podstatné i to, že diody, tvořící diodové jednotky a připojené paralelně k jednotlivým větvím funkci dekodérů dat jednotlivých fúnkcí, jsou orientovány svou pro3

214 005 pustnostf směrem ke svým sériově přiřazeným kontaktům relé výstupů dat z řídicího systému stroje, přičemž z těchto sériově přiřazených kontaktů jsou kontakty příslušné k relé vstup-

ÍÍÍI15͹ ty· í«t | Staré y?va n tw ření shodná

I i číslem dekódované funkce, kontakty rozpínacími.

Podstatné je u vynálezu i to, že mezi cívkou relé dekódované funkce a diodové jednotky s paralelními diodami dekodérů dat jednotlivých funkcí je vřazena přehrazovací dioda orientovaná' svou propustnosti směrem k cívce relé dekódované funkce, mezi níž a tuto cívku relé je připojena paměťová paralelní větev, v níž je sériově zapojen předřazený odpor, samodržný kontakt relé dekódované funkce a rozpínací kontakt přemosťující diodové jednotky, předřazený odpor i spínací kontakt společný všem větvím příslušné funkce.

Konečně podstatným znakem vynálezu je i to, že kontakty relé výstupů dat z řídicího systé mu stroje jsou svázány s diodami stejných vah binérně-dekadického kódu diodových jednotek- a to jak různých větví funkcí jedné adresy, tak různých větvi funkcí různých adres.

Výhodou dekódovacího zařízení podle těchto podstatných znaků dále podrobněji popsaného vynálezu je především to, že z hlediska spínání jednotlivých dat funkcí u dekodérů dat a adres funkcí u dekodéru adres jsou kontakty relé dat z řídicího systému stroje, připojené jednou stranou na společný vodič, který z hlediska logiky představuje vlastně logickou nulovou hladinu, vlastně kontakty zařazenými paralelně, takže jejich pracovní napětí je stálé a nezávislé na počtu dekódovaných dekád, jak to je u sériového dekodéru. U sérioparalelního výstupu z řídicího systému stroje je pak možno využít kontaktů dat od jednotlivých vah binárně-dekadického kódu opakovaně pro dekódování dat nejen jedné adresy, ale i různých adres. Výhodou je, že u to hoto dekódovacího zařízení se podstatně zmenšil ^očet relé dat oproti sériovým dekódovacím zařízením. Vedle toho poskytuje paralelní řešení dekodérů možnost použít zařazení relé přímo jako paměťových členů pro zapamatováni průběžných funkcí vřazením jejich samodržných kontaktů do paměťových větví. V případě vyvedení přepínacích kontaktů pro váhy dat v binárně-dekadickém kódu z numerického řídicího systému stroje, nemusí být vůbec použito relé dat, nsboť v zapojení se přímo použije kontaktů řídicího systému. Diodové jednotky přiřazené paralelně k jednotlivým větvím funkcí a paměťová relé jsou však i v tomto případě nutná.

Blíže vyniknou tyto výhody z popisu příkladu řešení dekódovacího zařízení podle vynálezu znázorněného na výkresech, kde je na obr. 1 schematické zapojení rozkreslené pouze pro část dekodéru dat jedné funkce, přičemž dekodér adres je znázorněn pouze v blokovém schématu, a na obr. 2 je schéma části dekodéru dat dvou funkcí, z něhož· je patrné využití společných reléových kontaktů pro stejné váhy binárně-dekadického kódu diodových jednotek různých větvi funkcí různých adres.

V souladu s uvedenými podstatnými znaky a výhodami vynálezu je dekódovací zařízení sestaveno jednak z dekodéru adres Da (obr. 1) a z dekodérů jejich dat (obr. 1, 2).

Do dekodéru adres Da přicházejí informace ve formě binárně-dekadické. Ve zjednodušeném znázornění na obr. 1 je to vyjádřeno vstupními větvemi jedné tetrády označenými (δ), (4), (?)»©· Výstupy m, s, Jt, ve zjednodušené formě jen pro funkce m, s, t, jsou vyvedeny na cívky relé jednotlivých adres, tj. na cívku relé Brn funkce m, na cívku relé Bs funkce s a na cívku

- ' — -'-v— r. Ra a R+ innn wšyánv vodišem V2 (obr. l). který může být společný 1 pro cívky relé Bl. B2, B4, B8 ... B80 ... výstupů 11, 12, 14, 18 ...

180 ··· dat přicházejících po těchto výstupech z řídicího systému stroje, tedy s vodičem VI. Tato alternativa, která je běžnější, přichází v úvahu tehdy, když všechna uvedené relé jsou napájena ze společného zdroje. Dekodér adres Pa je analogické konstrukce jako dekodéry dat jednotlivých funkci, které budou v dalším podrobně popsány na příkladu dekodéru dat pro funkci m* Tento dekodér dat je sestaven z větví I, II, III ... dotyčné funkce, které jsou vytvořeny mezi napájecím vodičem Va a společným vodičem Vo. Z hlediska logiky je tento společný vodič Vo· vlastně vodičem představujícím nulovou logickou hladinu, i když nemusí mít z fyzikálního hlediska nulový potenciál. Tyto větve I, II, III ... jedné funkce jsou však mezi oba vodiče Va a Vo zapojeny přee společný spínací kontakt lBm relé Bm, v daném příkladu na obr. 1 adresního relé funkce m. Podle zjednodušeného příkladu znázorněného na obr. 2 tyto větve funkce s a IV funkce t4 reprezentují větve fúnkce s a funkce t jsou opatřeny spínacími kontakty IBs a IBt adresních relé Bs a Bt těchto funkcí. V každé z těchto větví_I, II, III, IV... funkcí jsou dále sériově zapojeny: předřazený odpor Rml (Rm2, Rm3 ... Rsl ... Rt4 ...) a cívka relé Bml (Bm2, Bm3 ... Bsl ... Bt4 ·.·) dekódované funkce. Mezi předřazeným odporem Rml (Rm2, Rm3 ... Rsl... Rt4 ·..) a cívkou relé Bml (Bm2, Bm3 ... Bsl ... Bt4 ...) dekódované funkce jsou paralelně připojeny diodové jednotky Dj, které představují podle potřeby buá celou nebo neúplnou dekádu. Tyto diodové jednotky DJ; jsou sestaveny z diod D připojených na společný vodič Vo přes kontakty Bl.l, Κΰΐ, B2.I, B2.1, B4.1, B4?L, B8.1, B8.1 ... příslušné k relé Bl, B2, B4, B8. ··· βθθ ·»♦ výstupů II, 12, 14, 18 ... 180 ... dat z řídicího systému stroje. Vodiče, které je s těmito kontakty propojují, jsou označeny čísly vyjadřujícími příslušné hodnoty binárnědekadického kódu, tedy čísly 8, 2j 1_, případně 1, £, 4_ (obr. 1, 2). Diody D všech diodových jednotek Dj jsou orientovány svou propustností směrem k těmto jim sériově přiřazeným kontaktům Bl.l, Bl.l, B2.1, B2.1, B4.1, B4.1, 88.1, B8.1 ... , z nichž ty kontakty, které přísluší datům volitelným řídicím systémem stroje, tedy datům, která jsou ve váhovém vyjádření shodná s číslem dekódované funkce, totiž kontakty Bl.l, B2.1, B4.1, B8.1 jsou kontakty rozpínacími.

V případě nutnosti zapamatování určitých funkcí jsou jim příslušné větve I, IV opatřeny ještě přehrazovací diodou Dp (obr. 1, 2), vřazenou mezi diodové jednotky Dj a relé Bml, Bt4 dekódované funkce a orientovanou svou propustností směrem k tomuto relé Bml, Bt4. Mezi tuto přehrazovací diodu Dp a příslušné relé Bml, Bt4 dekódované funkce je připojena pamětové paralelní větev Vg, v níž je sériově zapojen předřazený odpor Rmr (obr. 1), Rt (obr. 2), samodržný kontakt Btal.l, Bt4.1 relé Bml, Bt4 dekódované funkce a rozpínací kontakt Kj příslušný některému (na výkresech neznázorněnému) elektrickému spínacímu prostředku, který registruje dosažení stavu vyvolávaného zapamatovanou funkcí, například dosažení polohy voleného nástroje, tj. funkce t. Při dosažení žádaného stavu způsobuje tento prostředek rozepnutí kontaktu K a tím ruší informaci v paměti, tj. způsobuje odpadnutí příslušného relé Bml, Bt4 dekódované funkce, aby bylo připraveno k přijetí nového signálu ks svému zapnutí. Paralelní paměťová větev Vp je totiž připojena až k napájecímu vodiči Va, takže přemostuje jak diodové jednotky Dj, tak předřazený odpor Rml. Rt4 i spínací kontakt lBm, IBt společný všem větvím 1^ II, IH, IV ... příslušné funkce.

214 005

Výhoda možnosti vícenásobného využití kontaktů od jednotlivýoh vah binárně-dekadického kódu pro dekódování dat je realizována zapojením, které je znázorněno jak na obr. 1 pro různé větve I, II, III funkcí jedné adresy, v tomto případě funkce m, tak i na obr. 2 pro různé vět_Ί ve I, IV funkcí různých adres, v tomto druhém případu funkcí sl a t4. Oba příklady tu ukazují propojení kontaktů Bl.l, Bl.l, B2.1, B2.1, B4.1, B8.1 (obr. 1), případně kontaktů BI.l, Bl.l, B2.1, B4.1, B4.1 a B8.1 (obr. 2), s diodami D stejných vah binérně-dekadického kódu diodových jednotek Dj, přičemž tyto váhy jim příslušných binárně-dekadických kódů jsou vyjádřeny číslicemi 1, 2, 4, 8, .1, 2, 4 nad spojovacími vodiči. Negovanými hodnotami 1, 2, 4 jsou označeny ty váhy binárně-dekadických kódů, které jsou volitelné řídicím systémem stroje, jsou tedy vázány na kontakty rozpínací - v daných případech na kontakty Bl.l, B2.1 a B4.1. Přitom obr. 1 i 2 naznačují možnost spojení těchto společných kontaktů Bl.l, ΒΪ7Ϊ, B2.1, B2.1, B4.1, B4.1, B8.1, B8.1 i s dalšími větvemi jiných funkcí.

Činnost dekódovacího zařízení podle vynálezu je zřejmé ze schémat na obr. 1 a 2, i když dekodér adres Da na obr. 1 není plně rozkreslen a jeho znázornění je omezeno pouze na blokové schéma. Proto vysvětlení funkce tohoto dekódovacího zařízení bude jenom stručné.

Na základě T-nformací z řídicího systému ae nabudí přes dekodér adres Da některé z adresníoh relé Bm, Bs, Bt, např. relé Bm. Kontakt tohoto relé předvolí činnost dekodéru dané adresy, např. u adresy funkce m jsou to kontakty Bml, Bm2, Bm3« Dokud nejpřijdou ze systému informace data, jsou všechny cívky relé tohoto dekodéru přemostěny přes patřičné diody D a kontakty relé vstupních dat, např. Bl.l, B2.1, takže žádné z relé dekódované funkce, např. relé Bml, Bm2, Bm3, se nenabudí. Při příchodu informace data, například čísla 3 z řídicího systému po větvích funkcí II, 12., se nabudí patřičná relé dat, např. relé_Bl, B2. Kontakty Bl.l až B8.1 relé dat přemostí přes patřičné diody D diodové jednotky Dj všechna relé Bml, Bm2 dekódované funkce mimo relé, jehož hodnota se shoduje s čísly ve váhovém vyjádření datových informací z řídicího systému, takže toto relé se nabudí. Např. přes kontakt B2.1 a diodu příslušnou váze binárně-dekadického kódu vyjádřené číslicí 2 se přemostí relé Bml a přes kontakt Bl.l a příslušnou diodu D váhy binárně-dekadického kódu vyjádřenou číslicí 1 se přemostí relé Bm2, takže tato relé se nenabudí. Pouze relé Bm3 není přemostěno žádným kontaktem, takže relé se nabudí přes kontakt (spínací) lBm adresního relé Bm a přes odpor Bm3. Tím je pro vedeno dekódování dané informace z řídicího systému.

Claims (4)

1. Dekódovací zařízení pro numericky řízené pracovní stroje, zejména pro obráběcí stroje se sérioparalelními výstupy z řídicího systému, skládající se z dekodéru adres funkcí a dekodérů jejich dat, vyznačené tím, že jeho dekodér ^Da) adres funkcí má na výstupech (m, s, t ...) jednotlivých adres funkcí připojena adresní relé (Bm, Bs, Bt ...) vázaná vodičem (V2), případně společným s druhým vodičem (VI), k němuž jsou připojeiy cívky relé (Bl, B2,

B 4, BB ... B80 ...) výstupů (II, 12, 14, 18 ... 180 ...) dat z řídicího systému stroje, přičemž jak dekodér (Da) jednotlivých adres funkcí, tak i dekodéry jejich dat jsou sestaveny z větvi (i, II, III, IV ...) funkcí obsahujících sériové zapojení jednak všem těmto větvím (i, II, III, IV ...) funkcí předřazeného spínacího kontaktu (lBm, IBs, IBt ...) ad214 005 resního relé (Ob, Bs, Bt ...) funkcí a v jednotlivých těchto větvích (I, II, III, IV ...) funkcí předřazeného odporu (Rml, Rm2, Rjb3 ... Ral ... Rt4...) a cívky relé (Bml, Bm2, Bm3 ... Bsl ... Bt4 ...) dekódované funkce, z nichž ke každé větvi (I, II, UI, IV ...) funkce jsou mezi jejím předřazeným odporem (Rml, Rm2, Rm3 ... Ral ... Bt4 ...)a cívkou relé (Bml, Bm2, Bm3 ... Bal ... Bt4 ·.·) dekódované funkce paralelně připojeny diodové jednotky (Dj)» představující vždy jednu úplnou nebo neúplnou dekádu, tyto jednotlivé diodové jednotky (DJ) jsou sestaveny z diod (D) připojených na společný vodič (Vo) přes kontakty (Bl.l, Blil, B2.1, B2?í, B4.1, Β4ΪΪ, B8.1, B§a) relé Bl, B2, B4, B8 ... B80 ...) výstupů (II, 12, 14,

18 ... ISO ...) dat z řídicího systému stroje.

2. Dekódovací zařízení podle bodu 1, vyznačené tím, že diody (D), tvořící diodové jednotky (Dj) a připojené paralelně k jednotlivým větvím (I, II, III, IV ...) funkcí dekodérů dat jednotlivých fhnkcí, jsou orientovány svou propustností směrem ke svým sériově přiřazeným kontaktům (Bl.l, Bl.l, B2.1, Β2ΪΪ, B4.1, ΒΰΓ, B8.1, Β8ΪΪ ...) relé (Bl, B2, B4, B8 ... B80 ...) výstupů (II, 12, 14, 18 ... 180 ...) dat z řídicího systému stroje, přičemž z těchto sériově přiřazených kontaktů (Bl.l, Bl.l, B2.I, B2.1, B4.1, B4.1, B8.1, B8.1 ...) jsou kontakty (Bl.l, B2.1, B4.1, B8.1 ...) příslušné k relé (Bl, B2, B4, B8 ... B80 ...) vstupních dat volitelných řídicím systémem stroje, tj. dat, která jsou ve váhovém vyjádření shodná s číslem dekódované funkce, kontakty rozpínacími.

3. Dekódovací zařízení podle bodů 1 a 2, vyznačené tím, že mezi cívkou relé (Bml, Bt4 ...) dekódované funkce a diodové jednotky (Dj) s paralelními diodami (D) dekodérů dat jednotlivých funkcí je vřazena přehrazovací dioda (Dp) orientovaná svou propustností směrem k cívce relé (Bol ... Bt4 ·..); dekódované funkce, mezi níž a tuto cívku relé (Bml ... Bt4 ·..) je připojena paměťová paralelní větev (Vp), v níž je sériově zapojen předřazený odpor (Rm ... Rt ...), samodržný kontakt (Bml.l ... Bt4.1 ...) relé (Bml ... Bt4 ...) dekódované funkce a rozpínací kontakt (X) přemosťující diodové jednotky (Dj), předřazený odpor (Rml ... Rt4 ...) i spínací kontakt (lBm ... IBs ... IBt ...) společný všem větvím (1, II, ΏΙ,, IY...) příslušné funkce.

4. Dekódovací zařízení podle bodů 1 až 3, vyznačené tlm, že kontakty (Bl.l, Bl.l, B2.1, B2.1, B4.1, Β4ΰ, B8.1, B8.I) relé (Bl, B2, B4, B8 ... B80 ...) výstupů (II, 12, 14, 18 ... 180 ...) dat z řídicího systému stroje jsou svázány s diodami (D) stejnýoh vah binárpě-dekadického kódu diodových jednotek (DJ) - a to jak různých větví (I, II, III ...) funkcí jedné adresy, tak různých větvi (I, IV) funkcí různých adres.