CS224869B1

CS224869B1 - Connexion of differentiator for control of spindle in speed and position coupling

Info

Publication number: CS224869B1
Application number: CS592181A
Authority: CS
Inventors: Pravdomil Ing Lang; Vitezslav Ing Blazek; Karel Ing Pecanka; Jaromir Ing Csc Zeleny
Original assignee: Lang Pravdomil; Blazek Vitezslav; Karel Ing Pecanka; Jaromir Ing Csc Zeleny
Priority date: 1981-08-05
Filing date: 1981-08-05
Publication date: 1984-01-16

Description

Vynález se týká zapojení diferenčního členu pro řízení otáček a polohy vřetena obráběcího stroje při číslicovém řízení.The present invention relates to the engagement of a differential member for controlling the speed and spindle position of a machine tool in numerical control.

Jednou ze základních funkcí při číslicovém řízení obráběcích strojů je zastavení vřetena v orientovaném bodě a jeho případné natáčení do dalších žádaných poloh.One of the basic functions in numerical control of machine tools is to stop the spindle at the point of orientation and its possible turning to other desired positions.

Dosud známé způsoby nastavení polohy vřetena do požadované polohy se provádějí buS složitým strojním zařízením a mechanickou aretací nebo dvěma pohony vřetena. Jeden pohon je výkonově dimenzovaný a je určen pro otáčení vřetena v rychlostní vazbě. Druhý pohon je určen pro nastavení vřetena do orientovaného bodu a jeho případné natáčení v polohové vazbě. V tomto případě se oba pohony připojují k vřetenu speciálními převodovými spojkami. Tyto způsoby řízení otáček vřetena mají značné nevýhody. U prvého uvedeného způsobu to je složitý aretační mechanismus, který vyžaduje značně komplikovaný zásah do mechanické konstrukce převodovky a vřeteníku obráběcího stroje. Ovládání ařetačního mechanismu je prováděno složitým řídicím elektronickým obvodem, který musí pomocí odměřovacího čidla nastavit vřeteno pomalým otáčením do velmi těsného okolí orientovaného bodu a vyslat signál ke spuštění aretačního mechanismu.The prior art methods of adjusting the position of the spindle to the desired position are carried out either with complicated machinery and mechanical locking or with two spindle drives. One actuator is power-rated and is designed for spindle rotation in speed coupling. The second drive is designed for setting the spindle to the oriented point and its possible turning in positional coupling. In this case both drives are connected to the spindle by special gear couplings. These methods of spindle speed control have considerable disadvantages. In the first method, it is a complicated locking mechanism which requires a considerably complicated intervention in the mechanical design of the gearbox and the headstock of the machine tool. The actuation of the locking mechanism is performed by a complicated control electronic circuit, which has to use the measuring sensor to adjust the spindle by slow rotation to a very close neighborhood of the oriented point and send a signal to trigger the locking mechanism.

Další nevýhodou tohoto způsobu aretace je, že neumožňuje z principiálních důvodů natáčení vřetena do dalších požadovaných poloh.A further disadvantage of this locking method is that it does not allow the spindle to be rotated to other desired positions for fundamental reasons.

224 869224 869

U druhého uvedeného způsobu je hlavní nevýhodou potřeba druhého regulačního servopohonu a složité převodové spojky s vymezením vůle v převodech. Tímto uspořádáním vznikají náročné zásahy do mechanického uspořádání obráběcího stroje, které znamenají zvýšení ceny stroje. Z hlediska řídicího systému představuje toto uspořádání značné komplikace při přechodu z řízení jednoho pohonu na řízení druhého pohonu.In the latter method, the main drawback is the need for a second regulating actuator and a complex gear clutch with a clearance definition in the gears. This arrangement results in demanding interventions in the mechanical arrangement of the machine tool, which means an increase in the cost of the machine. From the control system point of view, this arrangement constitutes a significant complication when switching from one drive control to the other drive control.

Tyto nevýhody odstraňuje zapojení diferenčního členu pro řízení vřetena v rychlostní a polohové vazbě podle vynálezu. Podstata vynálezu spočívá v tom, že sériový výstup řídicího obvodu je spojen se sériovým vstupem diferenčního členu, jehož nulový výstup je spojen s nulovým vstupem řídicího obvodu. Směrový výstup řídicího obvodu je spojen se směrovým výstupem paměťového výstupu. Mikrointerpolátorový řídicí impulsní vstup řídicího obvodu je spojen s řídicím impulsním výstupem mikrointerpolétoru, jehož znaménkový výstup je spojen s mikrointerpolátorovým znaménkovým vstupem řídicího obvodu. Směrový výstup řídicího obvodu je spojen se směrovým vstupem frekvenčně-anelogového převodníku, jehož frekvenční vstup je spojen s frekvenčním výstupem data frekvenčního převodníku, jehož nastavovací vstup je spojen se součtovým výstupem součtového hradla. První mezní vstup součtového hradla je spojen s mezním výstupem násobícího obvodu, jehož hodnotový vstup je spojen s hodnotovým výstupem diferenčního členu.These disadvantages are avoided by engaging the differential spindle control member in the speed and position coupling of the invention. The essence of the invention is that the serial output of the control circuit is connected to the serial input of the differential member, whose zero output is connected to the zero input of the control circuit. The directional output of the control circuit is coupled to the directional output of the memory output. The microinterpolator control pulse input of the control circuit is coupled to the control pulse output of the microinterpolator, whose sign output is coupled to the microinterpolator sign input of the control circuit. The directional output of the control circuit is coupled to the directional input of the frequency-analog converter, whose frequency input is coupled to the frequency output of the frequency converter data, whose setting input is coupled to the summation output of the summation gate. The first limit gate of the summation gate is coupled to the limit output of the multiplier circuit, whose value input is coupled to the value output of the differential member.

Povelový výstup diferenčního členu je spojen s příkazovým vstupem řadiče, jehož první informační vstup je spojen s prvním informačním výstupem paměťového obvodu, jehož druhý informační výstup je spojen s druhým informačním vstupem řadiče. Řídicí výstup řadiče je spojen s nastavovacím vstupem násobícího obvodu, jehož vynásobený hodnotový výstup je spojen s hodnotovým vstupem data frekvenčního převodníku, jehož hradlovací vstup je spojen s hradlovacím výstupem řadiče. Příkazový výstup řadiče je spojen s příkazovým vstupem děliče, jehož odměřovací impulsní výstup je spojen s odměřovacím impulsním vstupem řídicího obvodu. Plnící vstup řídicího obvodu je spojen s plnícím výstupem plnicího obvodu, jehož blokovací vstup je spojen s hradlovacím výstupem řadiče. Nulovací výstup řadiče je spojen s nulovacím vstupem diferenčního členu. Mezní výstup diferenčního členu je spojen s druhým mezním vstupem součtového hradla. Datový vstup diferenčního členu je spojen s datovým vstupem paměťového obvodu, s datovým vstupem mikrointerpolétoru, s obousměrným datovým vývodem zapojení a s diagnostickým vstupem řadiče. Povelový výstup řadiče je spojen s řídicím vstupem frekvenčně analogového převodníku, jehož analogový výstup je spojen s řídicím vstupem zapojení. Povelový vstup zapojení je spojen s povelovým vstupem diferenčního členu, s povelovým vstupem paměťového obvodu, s povelovým vstupem mikrointerpolátoru, a s povelovým vstupem řadiče. Impulsní vstup řadiče je spojen s odměřovacím vstupem děliče a s odměřovacím vstupem zapojení. Synchronizační vstup zapojení je spojen s odměřovacím synchronizačním vstupem řadiče, jehož blokovací vstup je spojen s blokovacím vstupem zapojení. Hlásiči vstup zapojení je spojen s hlásícím vstupem řadiče, jehož informační výstup je spojen s informačním výstupem zapojení. Adresový vstup zapojení je spojen s adresovým vstupemThe command output of the differential member is coupled to a command input of the controller whose first information input is coupled to the first information output of the memory circuit, the second information output of which is coupled to the second information input of the controller. The control output of the controller is coupled to the set input of the multiplier circuit, whose multiplied value output is coupled to the value input of the frequency converter data, whose gating input is coupled to the gating output of the controller. The command output of the controller is connected to the command input of a divider whose metering pulse output is coupled to the metering pulse input of the control circuit. The charge input of the control circuit is coupled to the charge output of the charge circuit whose blocking input is coupled to the gate output of the controller. The controller's reset output is connected to the differential input reset input. The limit output of the differential member is connected to the second limit gate of the summation gate. The differential input data input is coupled to the memory circuit data input, the microinterpolator data input, the bi-directional wiring data terminal, and the controller's diagnostic input. The command output of the controller is connected to the control input of the frequency / analog converter, whose analog output is connected to the control input of the wiring. The wiring command input is coupled to the differential element command input, the memory circuit command input, the microinterpolator command input, and the controller input. The pulse input of the controller is connected to the metering input of the divider and the metering input of the wiring. The wiring synchronization input is coupled to a metering synchronization input of the controller whose blocking input is connected to the wiring blocking input. The wiring input signal is connected to the controller input signal, whose information output is connected to the wiring information output. The address input of the wiring is connected to the address input

224 869 diferenčního členu, s adresovým vstupem pamělového obvodu, s adresovým vstupem řadiče ε s adresovým vstupem mikrointerpolátoru. Taktovací vstup mikrointerpolátoru je spojen s taktovacím výstupem časové základny, s taktovacím vstupem data frekvenčního převodníku, s taktovacím vstupem plnicího obvodu a s taktovacím vstupem řídicího obvodu.224 869 differential element, with address input of memory circuit, with address input of controller ε with address input of microinterpolator. The clock input of the microinterpolator is coupled to the clock output of the time base, the clock input of the frequency converter data, the clock input of the feed circuit, and the clock input of the control circuit.

Zapojení diferenčního členu pro řízení vřetena v rychlostní a polohové vazbě má řadu výhod, z nichž nejhlavnějěí tkví v tom, že umožňuje řídit otáčky vřetena, jeho zastavení v orientovaném bodě a případné další definované natočení, pouze pomocí jednoho výkonového pohonu, bez dalších pomocných aretačních mechanismů. Úsporou nespolehlivého mechanického aretačního mechanismu a dalšího regulačního pohonu s převodovou spojkou se dosáhne výrazných úspor na materiálu a pracnosti obráběcího stroje. Využití přinese podstatné zvýšení řídicích a regulačních parametrů stroje, jako je možnost zastavení v orientovaném bodě a následné řízení v polohové vazbě při libovolném převodovém stupni, zkrácení doby potřebné pro zastavení v orientovaném bodě a jemnější nastavení polohy při polohovém řízeni. Vzhledem k tomu, že mechanická část potřebné pro zastavení v orientovaném bodě prakticky odpadá a celá problematika se přenáší do vhodně navrženého diferenčního členu realizovaného na elektronických obvodech, stoupá spolehlivost celkového uspořádání a klesají nároky na údržbu, opravy a servis.The connection of a differential member for controlling the spindle in speed and position coupling has a number of advantages, the most important of which is that it allows to control the spindle speed, its stop at an orientation point and possible further defined rotation with only one power drive. . By saving an unreliable mechanical arresting mechanism and another geared clutch control drive, significant savings in material and machine tooling are achieved. The use will bring a significant increase in machine control and regulation parameters, such as the ability to stop at the point of orientation and subsequent control in positional coupling at any gear, shortening the time required to stop at the point of orientation and finer positioning in position control. Since the mechanical part required for stopping at the point of orientation is virtually eliminated and the whole issue is transferred to a suitably designed differential member implemented on electronic circuits, the reliability of the overall arrangement increases and the maintenance, repair and service requirements decrease.

Diferenční člen je řešen přehledným universálním způsobem, což usnadní použití u nejrůznějšich typů obráběcích strojů. Tím vzrůstá sériovost výroby takového členu a klesají jeho výrobní náklady.The differential member is designed in a well-arranged universal way, which makes it easy to use in various types of machine tools. This increases the series production of such a member and reduces its manufacturing costs.

Příklad zapojení diferenčního členu podle vynálezu je znázorněn na výkrese, v blokovém schématu.An example of the connection of a differential member according to the invention is shown in the drawing, in a block diagram.

Jednotlivé bloky je možno charakterizovat takto:Individual blocks can be characterized as follows:

Řídicí obvod 1 je vytvořen z logických prvků kombinačního a sekvenčního charakteru a alouží k vytváření potřebné posloupnosti přičítacích nebo odečítacích impulsů pro řízení diferenčního členu 2. Diferenční člen 2 je tvořen reversibilním čítačem doplněným pomocnými obvody pro zápis a vyslání potřebných informací. Pamětový obvod 3 je vytvořen z klopných obvodů typu D a uchovává zadané pomocné informace; součástí tohoto obvodu je dekoder pro vyhodnocení důležitých informací. Mikrointerpolátor 4 je obvod čítačového typu s pamětí a slouží k převodu zadaných údajů na pulsy, které generuje rovnoměrně v daných časových intervalech. Dělič χ j® realizován čítačem s proměnnou délkou čítání, který dělí vstupní odměřovací impulsy.The control circuit 1 is formed from logic elements of combinational and sequential character and serves to create the necessary sequence of addition or subtraction pulses for controlling the differential member 2. The differential member 2 is formed by a reversible counter supplemented by auxiliary circuits for writing and sending necessary information. The memory circuit 3 is formed from D-type flip-flops and stores input auxiliary information; a part of this circuit is a decoder for evaluation of important information. Microinterpolator 4 is a counter-type memory with a memory and serves to convert the entered data into pulses, which it generates evenly at given time intervals. The divider χ j® is realized by a counter with variable counting length, which divides the input metering pulses.

Plnicí obvod & je tvořen řízeným hradlem přes které se vysílá série impulsů do řídicího obvodu 1. Násobící obvod X slouží k vynásobení vstupního údaje z diferenčního členu 2 koeficientem podle zadání z řadiče 8. Obvodově je realizován logickou sítí vytvořenou pomocí pamětí typu PROM. Řadič 8 řídí vzájemnou činnost jednotlivých obvodů zapojení.The feed circuit is formed by a controlled gate through which a series of pulses is sent to the control circuit 1. The multiplier circuit X is used to multiply the input data from the differential member 2 by a coefficient as specified by the controller 8. The circuit is realized by a logical network created by PROMs. Controller 8 controls the operation of the individual wiring circuits.

Je vytvořen z logických prvků kombinačního a sekvenčního charakteru. Sasové základné 2 je tvořena přesným generátorem impulsů a děliče pro vytvoření všech potřebných frekvencí pro jednotlivé obvody zapojení.It is created from logical elements of combinational and sequential character. The basic circuit 2 consists of a precise pulse generator and a divider to create all the necessary frequencies for each circuit.

224 869224 869

Součtové hradlo 10 je vytvořeno z logického obvodu, které realizuje logickou funkci součet. Frekvenčně analogový převodník lj. převádí vstupní pulsní informsci na analogový signál jehož velikost je úměrná velikosti frekvence vstupních impulsů. Tento převodník je realizován analogovým Integračním článkem. Data frekvenční převodník 12 slouží k převodu vstupní Informace zadané v číslicové paralelní formě na pulsní informsci, jejíž frekvence výstupních impulsů je úměrná hodnotě vstupní číslicové informace. Jednotlivé bloky jsou zapojeny takto: Sériový výetup 108 řídicího obvodu i je spojen se sériovým vstupem 204 diferenčního členu 2· Kulový výstup 207 diferenčního členu 2 je spojen s nulovým vstupem 105 řídicího obvodu 1, jehož směrový výstup 104 je spojen ee směrovým výstupem 304 paměťového obvodu J. Mlkrointerpolátorový řídicí impulsní vstup 101 řídicího obvodu 1 je spojen s řídicím impulsním výstupem 406 mikrointerpolátoru £. Znaménkový výetup 405 mikrointerpolátoru £ je spojen s mikrointerpolétorovým znaménkovým vstupem 103 řídicího obvodu χ. Směrový výstup 109 řídicího obvodu χ je spojen se směrovým vstupem 1102 frekvenčně analogového převodníku 11, jehož frekvenční vstup 1101 je spojen s frekvenčním výstupem data frekvenčního převodníku 12 jehož nastavovací vstup 1203 je spojen se součtovým výstupem 1003 součtového hradla 10.The summing gate 10 is formed from a logic circuit that realizes the logic function sum. Frequency-to-analog converter 1j. converts the input pulse information into an analog signal whose magnitude is proportional to the magnitude of the input pulse frequency. This converter is realized by analog integration cell. The data converter 12 is used to convert the input information entered in digital parallel form into pulse information whose output pulse frequency is proportional to the value of the input digital information. The blocks are connected as follows: The serial output 108 of the control circuit 1 is connected to the serial input 204 of the differential member 2. The spherical output 207 of the differential member 2 is coupled to the zero input 105 of the control circuit 1. J. The microinterpolator control pulse input 101 of control circuit 1 is coupled to the control pulse output 406 of the microinterpolator 6. The sign output 405 of the microinterpolator 6 is coupled to the microinterpolator sign input 103 of the control circuit χ. The directional output 109 of the control circuit χ is coupled to the directional input 1102 of the frequency-to-analog converter 11, whose frequency input 1101 is coupled to the frequency-output data of the frequency converter 12 whose setting input 1203 is coupled to the summation output 1003 of the summation gate 10.

První mezní vstup 1001 hradla 10 je apoJen s mezním výstupem 704 násobícího obvodu 2· Hodnotový vstup 701 násobícího obvodu 2 je spojen s hodnotovým výstupem 206 diferenčního členu 2· Povelový výstup 208 diferenčního členu £ Je spojen s příkazovým vstupem 801 řadiče £. První informační vatup 802 řadiče £ je spojen s prvním informačním výstupem 305 paměťového obvodu £, jehož druhý informační výetup 306 je spojen se druhým informačním vstupem 803 řadiče £. Řídicí výstup 815 řadiče £ je spojen s nastavovacím vstupem 702 násobícího obvodu 2. Vynásobený hodnotový výstup 703 násobícího obvodu 2 Je spojen s hodnotovým vstupem 1202 data frekvenčního převodníku 12. jehož hradlovací vstup 1204 je spojen s hradlovecím výstupem 811 řadiče £. Příkazový výstup řadiče £ je spojen s příkazovým vstupem 502 děliče £. Odměřovací impulsní výstup 503 děliče 5 je spojen s odměřovaoím impulsním vstupem 102 řídicího obvodu 1« Plnicí vstup 106 řídicího obvodu 1 je spojen s plnicím výstupem 603 plnicího obvodu £. Blokovací vstup 602 plnicího obvodu £ je spojen s hradlovecím výstupem 811 řadiče £. Nulovací výstup 809 řadiče 8 je spojen s nulovacím vstupem 205 diferenčního členu £. Mezní výstup 2Ó9 diferenčního členu 2 je spojen se druhým mezním vstupem 1002 součtového hradle 10. Datový vatup 201 diferenčního členu 2 je spojen a datovým vs.tupem 301 paměťového obvodu £, s datovým vstupem 401 mikrointerpolátoru £, s obousměrným datovým vývodem 51 zapojeni a s diagnostickým vstupem 810 řadiče £. Povelový výetup 816 je spojen s řídicím vstupem 1103 frekvenčně analogového převodníku £1, jehož analogový výetup 1104 je spojen s řídicím vstupem £8 zapojení. Povelový vstup 52 zapojení je spojen s povelovým vstupem 202 diferenčního členu 2, s povelovým vstupem 302 paměťového obvodu £, s povelovým vstupem 402 mikrointerpolátoru £, a a povelovým vstupem 804 řadiče £. Impulsní vstup 817 řadiče £ je spo£n s odměřovaoím vstupem 501 děliče £ a s odměřovaoím vstupem ££ zapojeni, jehož synchronizační vstup 55 je spojen a odměřovaoímThe first limit input 1001 of the gate 10 is coupled to the limit output 704 of the multiplier 2. The value input 701 of the multiplier 2 is coupled to the value output 206 of the differential member 2. The command output 208 of the differential member 8 is connected to the command input 801 of the controller. The first information input 802 of the controller 6 is connected to the first information output 305 of the memory circuit 8, the second information output 306 of which is connected to the second information input 803 of the controller 8. Controller output 815 of controller 8 is coupled to multiplier circuit 2 setting input 702. Multiplied multiplier value output 703 of controller 2 is coupled to frequency converter 12 input value 1202 whose gating input 1204 is coupled to controller controller 8 gate output 811. The command output of controller £ is coupled to command input 502 of divider £. The metering pulse output 503 of the divider 5 is coupled to the metering pulse input 102 of the control circuit 1. The feed input 106 of the control circuit 1 is coupled to the feed output 603 of the feed circuit 6. Filling circuit blocking input 602 is coupled to gate controller output 811 of controller. The reset output 809 of the controller 8 is coupled to the reset input 205 of the differential member 6. The limit output 20 of the differential member 2 is coupled to the second limit input 1002 of the summation gate 10. The data input 201 of the differential member 2 is coupled to the data circuit 301 of the memory circuit 6, the data input 401 of the microinterpolator 6, the bi-directional input 810 of controller £. The command output 816 is coupled to the control input 1103 of the frequency-converter A-1, whose analog output 1104 is coupled to the control input 8 of the wiring. The wiring command input 52 is coupled to the differential input 2 command input 202, the memory circuit command input 302, the microinterpolator command input 402, and the controller input 804 input. The pulse input 817 of the controller £ is coupled to the metering input 501 of the divider £ and the metering input £ wiring, whose synchronization input 55 is coupled and metering

224 869 synchronizačním vstupem 806 řadiče 8. Blokovací vstup 807 řadiče g je spojen s blokovacím vstupem j6 zapojení, jehož hlásiči vstup 57 je spojen s hlásicím vstupem 808 řadiče 5· Informační výstup 814 řadiče 8 je spojen e informačním výstupem 59 zapojení. Adresový vstup 53 zapojení je spojen s adresovým vstupem 203. diferenčního členu 2, s adresovým vstupem 303 pamětového obvodu i, s adresovým vstupem 805 řadiče £, ⁰e adresovým vstupem 403 mikrointerpolátoru £. Taktovací vstup 404 mikrointerpolátoru £ je spojen s taktovacím výstupem 901 časové základny 2.» ⁸ taktovacím vstupem 1201 data frekvenčního převodníku 12, s taktovacím vstupem 601 plnicícho obvodu £ a s taktovacím vstupem 107 řídicího obvodu 1.224 869 through controller synchronization input 806 8. Controller blocking input 807 is coupled to wiring blocking input 6, whose detector input 57 is coupled to controller input signal 808. The wiring address input 53 is coupled to the address input 203 of the differential member 2, the address input 303 of the memory circuit 1, the address input 805 of the controller ^50, and the address input 403 of the microinterpolator 6. The clock input 404 of the microinterpolator 6 is coupled to clock output 901 of the time base 2. ^{8 by} clock input 1201 of the frequency converter 12, clock input 601 of feed circuit 6, and clock input 107 of control circuit 1.

Funkce zapojení je popsána pro zajištění tří základních úkonů, a to pro řízení otáček vřetene v rychlostní neboli otáčkové vazbě, pro zastavení vřetena v orientovaném bodě se současným uzavřením polohové vazby a při otáčení vřetena v polohové vazbě.The engagement function is described to provide three basic operations, namely to control the spindle speed in speed or speed coupling, to stop the spindle at an orientation point with simultaneous closing the position coupling, and to rotate the spindle in position coupling.

Při řízení otáček vřetena v rychlostní neboli otáčkové vazbě ee z obousměrného datového vývodu 51 zapojení zadává do datového vstupu 201 diferenčního členu 2, hodnota otáček pohonu vřetena. Tato hodnota se zapíše do diferenčního členu 1 příkazy vyslanými z povelového vstupu 52 zapojení a z adresového vstupu 53 zapojení. Příkazy přichází na povelový vstup 202 diferenčního členu 2 a na adresový vstup 203 diferenčního členu £. Obdobným způsobem se zapíše informace o požadovaném směru točeni a o zařazení převodového stupně. Tato informace přichází z obousměrného datového vývodu 51 zapojení na datový vstup 301 pamětového obvodu £. Příkazy se vyšlou z povelového vstupu 52 a adresového vstupu 53 zapojení na povelový vstup pamětového obvodu a na adresový vstup 303 pamětového obvodu £. Zadaná informace o směru točení se přivádí ze směrového výstupu 304 pamětového obvodu £ na směrový vstup 104 řídicího obvodu 1· Ze směrového výstupu 109 řídicího obvo<|#i 1 se dále vysílá zadaná informace na směrový vstup 1102 frekvenčně analogového převodníku 11. Touto informací se určuje polarita analogového signálu vysílaného z analogového výstupu 1104 frekvenčně analogového převodníku 11 přes řídicí výstup 58 zapojení do otáčkového regulátoru pohonu.When controlling the spindle speed in speed or speed coupling ee from the bidirectional data terminal 51, the wiring enters the data input 201 of the differential member 2, the spindle drive speed value. This value is written to the differential member 1 by commands sent from the wiring command input 52 and the wiring address input 53. The commands come to the command input 202 of the differential member 2 and to the address input 203 of the differential member 2. In a similar way, information about the desired direction of rotation and gear shift is recorded. This information comes from the bi-directional data connection 51 to the data input 301 of the memory circuit 6. The commands are sent from the command input 52 and the wiring address input 53 to the memory circuit command input and the memory circuit address address 303. The entered direction of rotation information is fed from the directional output 304 of the memory circuit 6 to the directional input 104 of the control circuit 1. From the directional output 109 of the control circuit 10, the input information is further transmitted to the directional input 1102 of the frequency analog converter 11. determines the polarity of the analog signal transmitted from the analog output 1104 of the A / D converter 11 via the control output 58 connected to the drive speed controller.

Příkazem z prvního informačního výstupu 305 pamětového obvodu £, který přichází na první informační vstup 802 řadiče 8 se informuje řadič* 8 o požadovaném řízení vřetena v rychlostní neboli otáčkové vazbě. Na základě této informace řadič £ vyšle z řídicího výstupu 815 příkaz na nastavovací vstup 702 násobícího obvodu 2 ^k násobení koeficientem 1.By command from the first information output 305 of the memory circuit 8, which arrives at the first information input 802 of the controller 8, the controller 8 is informed of the desired spindle control in speed or speed coupling. Based on this information, controller 8 sends a command from control output 815 to set input 702 of multiplication circuit 2 ^to multiply by a factor of 1.

**

Příkazem z druhého informačního vstupu 306 pamětového obvodu 2 přicházejícím na druhý informační vstup 803 řadiče £ se informuje řadič 8 o požadovaném převodovém stupni. Signálem z hlásícího vstupu zapojení, který přichází na hlásící vstup 808 řadiče £ ee informuje řadič £ o skutečném zařazeném převodovém stupni. V případě, že řadič £ vyhodnotí, že žádaný převodový stupeň je shodný se skutečně zařazeným převodovým stupněm, potom se data frekvenčním převodníkem 1,2 převádí číslicová hodnota otáček vysílaná z hodnotového výstupu 206 diferenčního členu £ přes násobící obvod 2By command from the second information input 306 of the memory circuit 2 arriving at the second information input 803 of the controller 8, the controller 8 is informed of the desired gear stage. A signal from the wiring input signal that arrives at the controller input signal 808 informs the controller of the actual gear engaged. If the controller evaluates that the desired gear is the same as the actual gear, then the frequency converter 1.2 converts the digital speed value transmitted from the value output 206 of the differential member 6 through the multiplier circuit 2.

224 869 na hodnotový vstup 1202 data frekvenčního převodníku 1£ na odpovídající frekvenci výstupního pulsního signálu. Výstupní pulsní signál z frekvenčního výstupu 1205. data frekvenčního převodníku 12 ee dále vede do frekvenčního vstupu 1101 frekvenčně analogového převodníku 11, ve kterém se převádí ne analogový signál.224 869 to the value input 1202 of the frequency converter 16 at the corresponding frequency of the output pulse signal. The output pulse signal from the frequency output 1205 of the data converter 12e further passes to the frequency input 1101 of the frequency-analog converter 11, in which the non-analog signal is converted.

Maximální možná číselná hodnota zadaná na hodnotový vstup 1202 data frekvenčního převodníku 12 Je 4095. Při tomto zadání se z řídicího výstupu 5,8 zapojení vysílá maximální hodnota analogového signálu a pohon vřetena při tomto buzení dosáhne své maximální otáčky.The maximum possible numerical value entered on the value input 1202 of the frequency converter 12 is 4095. With this input, the maximum value of the analog signal is transmitted from control output 5.8, and the spindle drive reaches its maximum speed during this excitation.

V případě, že řadič £ vyhodnotí, že žádaný převodový stupeň není shodný se skutečně zařazeným převodovým stupněm, potom ee zablokuje příkazem z hradlovacího výstupu 811 řadič £ na hrsdlovací vstup 1204 data frekvenčního převodníku 12 převod číselné hodnoty zadávané na hodnotový vstup 1202 data frekvenčního převodníku 12. Uvedeným příkazem ae v data frekvenčním převodníku 12 nastaví rovněž režim, při kterém se z frekvenčního výstupu 1205 data frekvenčního převodníku 12 vysílá pulsní signál o frekvenci odpovídající tzv. řadicím otáčkám.If the controller 8 determines that the desired gear is not the same as the actual engaged gear, then by command from the gating output 811, the controller 8 blocks the conversion of the numeric value entered to the frequency input 12 value input 1202 of the frequency converter 12. The ae command also sets a mode in which the pulse signal of a frequency corresponding to the so-called shifting speed is transmitted from the frequency output 1205 of the frequency converter 12 in the data of the frequency converter 12.

Po vyhodnocení, že skutečné otáčky, pohonu vřetena odpovídají požadované hodnotě řadicích otáček, zařadí řadicí mechanismus požadovaný převodový stupeň s jeho zařazení hlásí zpětně na hlásiči vstup 808 řadiče £. Řadič £ po následném vyhodnocení souhlasu žádaného převodového stupně sa skutečně zařazeným převodovým stupněm, odblokuje normální přenosovou činnost data frekvenčního převodníku 12.After evaluating that the actual speed of the spindle drive corresponds to the desired value of the shifting speed, the shifting mechanism engages the desired gear and its transmission reports back to the detector an input 808 of the controller. After subsequent evaluation of the desired gear ratio with the actually engaged gear, the controller 8 unblocks the normal transmission activity of the frequency converter data 12.

Příkazem na blokovacím vstupu 56 zapojení, který přechází na blokovací vstup 807 řadiče £ je možno otáčky vřetena zastavit.The spindle speed can be stopped by a command at the blocking input 56 that switches to the blocking input 807 of the controller.

Aby se zajistilo zastavení vřetena v orientovaném bodě a jeho natočení v polohové vazbě, je vřeteno vybaveno půlením snímačem úhlu natočení vřetena. Půlení snimač úhlu natočeni vyšle při Jedné otáčce vřetene n - odměřovecích pulsů a jeden tzv. nulový půle. Funkce zapojení při zastavení v orientovaném bodě je následující:To ensure that the spindle stops at the oriented point and rotates it in the positional relationship, the spindle is equipped with a spindle angle sensor. The half-angle tilt sensor sends n-metering pulses and one so-called zero half at one spindle revolution. The function of the wired stop at the point of orientation is as follows:

Informace o požadovaném zastavení v orientovaném bodě ae zadává přes datový vstup 3.01 do paměťového obvodu £ z ^ehož prvního informačního výstupu 305 se dále tato informace vysílá na první informační vstup 802 řadiče £.The requested stop information at the oriented point ae is input via data input 3.01 to the memory circuit 6 from which the first information output 305 is further transmitted to the first information input 802 of the controller.

Na základě táto Informace se vynuluje diferenční čítač £ a to impulsem vyslaným z nulovseího výstupu 809 řadiče £ na nulovací vstup 205 diferenčního členu £. Současně sa zadá z řídicího výstupu 815 řadiče £ ns nastavovací vstup 702 násobícího obvodu 2 příslušný násobící koeficient pro přísluěný zařazený převodový stupeň. Dále ee z blokovacího výstupu 812 řadiče 8 odblokuje přes blokovací vstup 602 plnicí obvod £, který ze svého plnicího výstupu 603 začne vysílat impulsy na plnicí vstup 106 řadicího obvodu χ. Ze sériového výstupu 108 řídicího obvodu se tyto impulsy přivádějí na sériový vstup 204 diferenčního členu £ ve kterém způsobí postupné zvětšování hodnoty.Based on this information, the differential counter 8 is reset by a pulse sent from the zero output 809 of the controller 6 to the reset input 205 of the differential member 6. At the same time, the setting input 702 of the multiplication circuit 2 is input from the control output 815 of the controller 50 with the appropriate multiplication factor for the associated gear. Furthermore, from the blocking output 812 of the controller 8, the filling circuit 602 is unlocked via the blocking input 602 which, from its filling output 603, begins to send pulses to the filling input 106 of the shift circuit 86. From the serial output 108 of the control circuit, these pulses are applied to the serial input 204 of the differential member 8 in which it causes a gradual increase in value.

224 869224 869

Po dosažení požadované hodnoty plnění v diferenčním členu 2 se vyšle povel z povelového výstupu 208 diferenčního členu 2 na příkazový vstup 801 řadiče 8 k zastavení plnění diferenčního členu 2.When the desired fill value in the differential member 2 has been reached, a command is sent from the differential member 2 command output 208 to the command input 801 of the controller 8 to stop the differential member 2 filling.

V následující fázi vyhodnocuje řadič 8 z odměřovacích impulsů přicházejících z odměřovacího vstupu 54 zapojení na impulsní vstup 817 řadiče 8 stav, který nestane když otáčky vřetena klesnou pod hodnotu přípustnou pro zastavení při jedné otáčce· Nastane-li tento stav čeká řadič 8 dále na příchod prvního nulového pulsu, který se vysílá z synchronizačního vstupu 55 zapojení na odměřovací synchronizační vstup 806 řadiče 8. Po příchodu nulového pulsu vyšle řadič 8 ze svého příkazového výstupu 813 příkaz přes příkazový vstup 502 děliče g k průchodu odměřovacích impulsů z odměřovacího vstupu 54 zapojení přes odměřovací vstup 501 děliče g. Dělič g dělí pulsy předem stanoveným koeficientem a ze svého odměřovacího impulsního výstupu 503 vysílá vydělená odměřovací pulsy na odměřovací Impulsní vstup 102 řídicího obvodu 1.In the next phase, controller 8 of the metering pulses coming from the metering input 54 evaluates the connection to the pulse input 817 of the controller 8, which does not happen when the spindle speed falls below the value allowed to stop at one revolution. After the zero pulse has arrived, the controller 8 sends a command from its command output 813 via the command input 502 of the divider g to pass the metering pulses from the metering input 54 wiring through the metering input 501 divider g. The divider g divides the pulses by a predetermined coefficient and transmits the separated metering pulses from its metering pulse output 503 to the metering pulse input 102 of the control circuit 1.

Tímto přísunem tzv. vydělených odměřovacích pulsů přes řídicí obvod X do diferenčního členu 2 se hodnota diferenčního členu 2 začne postupně zmenšovat.By supplying the so-called split metering pulses via the control circuit X to the differential member 2, the value of the differential member 2 gradually decreases.

fiadič £ Seká nyní na příchod druhého nulového pulsu. Při příchodu tohoto druhého n nulového pulsu je hodnotový výstup 206 diferenčního členu 2 roven hodnotě k - kde s£ je počet odměřovacích impulsů mezi prvním a druhým nulovým puslem, £ je dělicí poměr v děliči £ a £ je výchozí hodnota diferenčního členu 2 pro zastavení v orientovaném bodě. Řadič £ vyěle opět ze svého nulovacího výstupu 809 impuls na nulovací vstup 205 diferenčního členu 2, který se nulovaeím impulsem vynuluje. Současně s vysláním tohoto íthe chopper 8 is now chopping up for the arrival of the second zero pulse. On arrival of this second n zero pulse, the value output 206 of the differential member 2 is equal to k - where s £ is the number of metering pulses between the first and second zero pulses, £ is the dividing ratio in divider £ and £ is the default value of the differential member 2 point. The controller 8 again generates a pulse from its reset output 809 to the reset input 205 of the differential member 2, which is reset with a reset pulse. Simultaneously with the sending of this

nulovacího impulsu vyšle řadič g příkaz na příkazový vstup 502 děliče g k přímému průchodu odměřovacích impulsů z odměřovacího vstupu 54 zapojení no odměřovací impulsní vstup 102 řídicího obvodu χ.of the reset pulse, the controller g sends a command to the command input 502 of the divider g to directly pass the metering pulses from the metering input 54 of the wiring input n to the metering pulse input 102 of the control circuit χ.

Vynulováním diferenčního členu £, a přímým přísunem odměřovacích impulsů na jeho sériový vstup 204 je v podstatě uzavřena polohová vazba. Vřeteno se zastaví v bodě, který ee nazývá orientovaný a je přesně definován vyslaným nulovým impulsem.By resetting the differential member 6, and directly supplying the metering pulses to its serial input 204, the positional coupling is substantially closed. The spindle stops at a point called ee oriented and is precisely defined by the transmitted zero pulse.

Výchozí hodnota £ zaznamenaná v diferenčním členu £ a dělicí poměr £ v děliči g se volí s ohledem na .optimální otáčky vřetene, při kterých je možno spolehlivě po výkonéní jedné otáčky zastavit a uzavřít polohovou vazbu.The initial value zaznamen recorded in the differential member a and the dividing ratio v in the divider g are selected with respect to the optimum spindle speed at which the position coupling can be reliably stopped and closed after one revolution.

Zastavení v orientovaném bodě se současným uzavřením polohová vazby se hlásí řídicí jednotce systému z diagnostického výstupu 810 řadiče g přes obousměrný datový vývod 51 zapojení. Tento stav se rovněž hlásí do řídicích obvodů stroje z informačního výstupu 814 řadiče g přes informační výstup gg zapojení.The stop at the oriented point with the simultaneous closing of the position coupling is reported to the system controller from the diagnostic output 810 of the controller g via the bidirectional data output 51 of the wiring. This state is also reported to the machine control circuits from controller output information 814 via the wiring information output gg.

Po zastavení vřetena v orientovaném bodě a po následném uzavření polohové vazby je možno vřeteno natáčet v polohové vazbě. Funkce zapojení při natáčení vřetena v polohové vazbě je tato:After stopping the spindle at the oriented point and after closing the position coupling, the spindle can be rotated in the position coupling. The engagement function for position spindle rotation is as follows:

224 869224 869

Z obousměrného datového vývodu 51 zapojení se po dobu natáčení vřetene zadává na datový vstup 401 mikrointerpolátoru £ každých 10 ms hodnota o kterou se má vřeteno v intervalu 10 ms pootočit. Mikrointerpolátor 4 na svém řídicím impulsním výstupu 406 generuje tzv. dráhové impulsy, které se přivádějí na mikrointerpolátorový řídicí impulsní vstup 101 řídicího obvodu 1. Ze znaménkového výstupu 405 mikrointerpolátoru 4 se zadává znaménko o směru natáčení na mikrointerpciLátorový znaménkový vstup 103 řídicího obvodu 1. Z nulového výstupu 207 diferenčního členu 2 se na nulový vstup 105 řídicího obvodu 1 hlásí nulová hodnota diferenčního členu jako důležitá informace, při které se může měnit znaménko polohové odchylky, které se při uzavřené polohové vazbě vyhodnocuje diferenčním čítačem. Překročí-li hodnota polohové odchylky v diferenčním členu 2 nebo její vynásobená hodnota v násobícím obvodu 2 danou mez, potom se tento stav hlásí z mezního výstupu 2Qg diferenčního členu 2 nebo z mezního výstupu 704 násobícího obvodu 2 přes součtové hradlo χο na nastavovací vstup 1203 data frekvenčního převodníku X£.From the bidirectional connection data terminal 51, the value by which the spindle is to be rotated at an interval of 10 ms is entered every 10 ms on the micro-interpolator data input 401 during the spindle rotation. The micro-interpolator 4 generates so-called path pulses at its control pulse output 406, which are applied to the micro-interpolator control pulse input 101 of the control circuit 1. From the sign output 405 of the micro interpolator 4 a direction sign is entered at the microinterpolator. In the output 207 of the differential member 2, the zero value of the differential member 2 is reported to the neutral input 105 of the control circuit 1 as important information at which the sign of the position deviation can be changed. If the position deviation value in the differential member 2 or its multiplied value in the multiplier 2 exceeds a given limit, then this condition is reported from the limit output 20g of the differential member 2 or from the limit output 704 of the multiplier 2 via the summation gate χο to data input 1203 frequency converter X £.

tt

Data frekvenční převodník χ2 potom v tomto případě vysílá na svém frekvenčním výstupu 1205 maximální frekvenci.The data converter χ2 then transmits the maximum frequency at its frequency output 1205.

Uzavření polohové vazby se signalizuje z povelového výstupu 816 řadiče £ na řídicí vstup 1103 frekvenčně analogového převodníku za účelem změny zesílení přenosu, které je rozdílné od zesílení pro rychlostní vazbu.Closing the position coupling is signaled from the command output 816 of the controller 8 to the control input 1103 of the frequency-to-analog converter to change the transmission gain, which is different from the gain for the speed binding.

Vynálezu se využije při číslicovém řízení obráběcích nebo jiných strojů.The invention is used in numerical control of machine tools or other machines.

Claims

object of the invention

Connection of a differential member for spindle control in speed and position coupling, characterized in that the serial output (108) of the control circuit (1) is connected to the serial input (204) of the differential member (2), whose zero output (207) is connected to a zero input (105) of the control circuit (1), the directional input (104) of the control circuit (1) being connected to the directional output (304) of the memory circuit (3), and the microinterpolator control pulse input (101) of the control circuit (1) connected to the control pulse output (406) of the microinterpolator (4), the sign output (405) of which is coupled to the microinterpolator sign input (103) of the control circuit (1), whose directional output (109) is coupled to the directional input (1102) an analog converter (11) whose frequency input (1101) is coupled to the frequency output (1205) of the data converter (12), whose setting input (1203) is coupled to the summation m output (1003) of the summation gate (10), the first limit input (10Ů1) of which is connected to the limit output (704) of the multiplier circuit (7), whose value input (701) is connected to the value output (206) of the differential member ), whose command output (208) is connected to a command input (801) of the controller (8), the first information input (802) of which is connected to the first information output (305) of the memory circuit (3), the second information output (306) is connected to the second information input (803) of the controller (8), whose control output (815) is coupled to the setting input (702) of the multiplier circuit (7), whose multiplied value output (703) is coupled to the data value input (1202) a frequency converter (12) whose gating input (1204) is coupled to the gating output (811) of the controller (8), whose command output (813) is coupled to the command input (502) of the divider (5), whose metering pulse output (503) ) is associated with 9 rewards a pulse input (102) of a control circuit (1) whose filling input (10) is connected to a filling output (603) of the filling circuit (6), whose blocking input (602) is connected to the gating output (811) of the controller (8) whose reset output (809) is coupled to the reset input (205) of the differential member (2), the limit output (209) of which is coupled to the second limit gate input (1002). (10), and the data input (201) of the differential member (2) is coupled to the data input (301) of the memory circuit (3), the data input (401) of the microinterpolator (4), the bidirectional data output (51) and the diagnostic an input (SLO) of the controller (8) whose command output (816) is coupled to the control input (1103) of the frequency converter (11), whose analog output (1104) is coupled to the control input (58) of the wiring, 52) is connected to the command input (202) of the differential member (2), the command input (302) of the memory circuit (3), the command input (402) of the microinterpolator (4), and the command input (804) of the controller (8) whose pulse input (817) is coupled to the metering input (501) of the divider (5) and the metering input (54) of the circuit, whose synchronization input (55) is coupled to the metering synchronization input (806) of the controller (8) 807) is coupled to the blocking input (56) of the wiring the reporting input (57) is connected to the reporting input (808) of the controller (8), the information output (814) of which is connected to the

224 869 a wiring output (59) whose address input (53) is coupled to the address input (203) of the differential member (2), the address input (303) of the memory circuit (3), the address input (805) of the controller (8) ) and the address input (403) of the microinterpolator (4), whose clock input (404) is coupled to the clock output (901) of the time base (9), the clock input (1201) of the frequency converter data (12), 601) filling circuit (6) with clock input (107) of control circuit (1) ·