CS225430B1 - Zapojení interpolační jednotky pro řízení souřadnic po lineární a kruhové dráze - Google Patents

Abstract

Vynález se týká číslicového řízení obráběcích strojů a řeší zapojení interpolačnl jed nátky pro řízení souřadnic po lineární a kruhové dráze. Vstupní pamět uchovává vstupní informace a data. Řídicí blok dekóduje vstupní informace. Řadiče lineární a kruhové interpolace a řadič závitování řídí činnost jednotlivých bloků zapojení. Paměl instrukcí uchovává instrukce pro řešení aritmeticko logických výpočtů. Řídicí jednotka provádí aritmeticko logické výpočty. Mikrointerpolátorová pamět uchovává vypočtené dráhové přírůstky a mikrointerolátor převádí zadané údaje na pulsy, asová základna vytváří potřebné frekvence pro všechny obvody zapojení. Integrační blok převádí pulsnl informaci na číslicovou paralelní informaoi. Zapjenl řídi výpočet interpolačních algoritmů pro řízení souřadnic po lineární a kruhové dráze a pro řezáni závitů. Využije se při řízeni obráběcích strojů. Vynález je definován jednou větou. Vynález se týká zapojení interpolačnl jednotky pro řízení souřadnic obráběcího stroje po lineární a kruhové dráze při číslicovém řízení.

Description

(54) Zapojení interpolační jednotky pro řízení souřadnic po lineární a kruhové dráze

Vynález se týká číslicového řízení obráběcích strojů a řeší zapojení interpolačnl jed nátky pro řízení souřadnic po lineární a kruhové dráze. Vstupní pamět uchovává vstupní informace a data. Řídicí blok dekóduje vstupní informace. Řadiče lineární a kruhové interpolace a řadič závitování řídí činnost jednotlivých bloků zapojení. Paměl instrukcí uchovává instrukce pro řešení aritmeticko logických výpočtů. Řídicí jednotka provádí aritmeticko logické výpočty. Mikrointerpolátorová pamět uchovává vypočtené dráhové přírůstky a mikrointerolátor převádí zadané údaje na pulsy, asová základna vytváří potřebné frekvence pro všechny obvody zapojení. Integrační blok převádí pulsnl informaci na číslicovou paralelní informaoi.

Zapjenl řídi výpočet interpolačních algoritmů pro řízení souřadnic po lineární a kruhové dráze a pro řezáni závitů.

Využije se při řízeni obráběcích strojů. Vynález je definován jednou větou. Vynález se týká zapojení interpolačnl jednotky pro řízení souřadnic obráběcího stroje po lineární a kruhové dráze při číslicovém řízení.

225 430

225 430

-2225 430

Jednou ze základních funkcí pří číslicovém řízení obráběcích strojů. Je iízaní jednotlivých posuvavých souřadnic po lineární a kruhové dráze a řezáni, závitů· dosud známá zařízení řeší tento problém. bu3 speciálními přístrojovými pevně zapojenými interpolátory nebo pomocí procesoru vybaveným speciálním interpolačním programem. Toto řízení souřadnic po lineární nebo kruhové dráze má značné nevýhody.

V prvním, případě Je to složitý pevně zapojený interpolátor, který značně zvětšuje, přístrojové vybavení minipočítačového nebo mikropočítačového systému. Navíc není u tohoto typu ínterpolátoru možno v případě potřeby měnit nebo rozšiřovat Jeho funkce.

U druhého uvedeného případu Jsou hlavní, nevýhodou značné časové nároky na provádění Jednotlivých výpočtů interpolačních algoritmů, centrálním minipočítačem nebo mikropočítačem,, které mají za následek speciální paralelní řešení procesoru. Uýpočet složitého interpolačního algoritmu a požadavek na Jeho provedení v omezeném časovém intervalu vede rovněž k značnému, zvětšení kapacity operační paměti a ke zvýšeným nárokům na tuto paměi i co do její rychlosti.

Tyto nevýhody odstraňuje zapojení Interpolační Jednotky pro řízení souřadnic po lineární a kruhové dráze podle vynálezu. Jeho podstata spočívá v tom, že dotazovací výstup řídícího bloku interpolací Je spojen s Informačním vstupem vstupní paměti, jejíž obousměrný datový vývod Je spojen s obousměrným datovým vývodem řídicího bloku interpolací.

- 3 225 430 □bousměrný informační vývod řídicího bloku Je spájen s obousměrným informačním vývodem řadiče lineární interpolace, s obousměrným informačním vývodem řadiče, kruhové interpolace, s obousměrným informačním, vývodem řadiče závitováni a s obousměrným informačním vývodem řídící Jednotky. Mýběrový výstup řídící Jednotky Je spojen s výběrovým vstupem paměti instrukcí,. jejíž instrukční výstup Je spojen s instrukčním vstupem řídící Jednotky. Řídící výstup řídicí Jednotky Je spojen s řídicím vstupem řadiče lineární interpolace, s řídícím vstupem řadiče kruhové interpolace a s řídícím vstupem řadiče závitování. Příkazový výstup řadiče závitování Je spojen s. příkazovým výstupem řadiče kruhové interpolace, s příkazovým vstupem řídicí Jednotky a s příkazovým výstupem řadiče lineární interpolace. Hlásící výstup řadiče lineární interpolace Je spojen s. hlásícím, výstupem řadiče kruhové interpolace, s. hlásícím vstupem řídicího bloku interpolací a s hlásícím výstupem řadiče závitování. Přepisový výstup řadiče závitování Je spojen s přepisovým vstupem integračního bloku, jehož hodnotový výstup je spojen s. hodnotovým vstupem řadiče závitování. Povelový vstup řadiče závitování Je spojen s povelovým vstupem řadiče kruhové interpolace, s povelovým vstupem řadiče lineární interpolace a s povelovým, výstupem řídícího bloku interpolací. Zápisový výstup řídícího bloku interpolací je spojen se zápisovým vstupem mikrointerpalátorové paměti,, jejíž hodnotový vstup je. spojen s hodnotovým výstupem řídicího bloku interpolací. Spouštěcí vstup řídicího bloku interpolací Je spojen se spouštěcím výstupem časové

225 430 základny, jejíž přepisový výstup Je spojen, s přepisovým vstupem mikrointerpolátoru. Taktovací vstup mikrointerpolátoru je spojen, s takt ovacím výstupem časové základny a s taktovacím vstupem integračního, bloku., jehož odměřovaci vstup Je spojen s odměřovacím vstupem.zapojení. Impulsní výstup zapojení Je spojen s impulsním výstupem mikrointerpolátoru, jehož přírůstkový vstup Je spojen s přírůstkovým, výstupem mikrointerpolátorové paměti a povelový vstup zapojení Je spojen, s povelovým vstupem vstupní paměti.

Zapojení interpolační jednotky pro řízení souřadnic po lineární a kruhové dráze rna řadu. výhod,, z nichž nejhlav.nější tkví v tom, že umožňuje řešit příslušné algoritmy lineární a kruhové interpolace a řezání závitů bez zvětšení nároků na funkce základního procesoru. Interpolační jednotka znamená jen nepatrný přístrojový doplněk k centrální řídící jednotce, který však zvětší užitnou hodnotu této řídící jednotky několikanásobně. Využití přinese podstatné zvýšení řídících a regulačních parametrů jako je např. řízený rozjezd a dojezd, plynulé navazování Jednotlivých intexpolačních bloků afpod.

Zapojení interpolační jednotky je. řešeno přehledným, universálním způsobem pomocí sítě pamětí typu, PRQňt, v. kterých jsou naprogramovány přenosové funkce Jednotlivých, bloků zapojení. Toto řešení usnadní použití u nejrůznějších typů obráběcích strojů,, čímž vzrůstá seriovost výroby takovéto interpolační Jednotky a klesají její výrobní nákladný.

-5225 430

Přiklad, zapojení ínterpolační Jednotky pro řízení souřadnic po lineární a kruhové dráze, podle v.ynálezu. Je znázorněn v blokovém schématu na výkresuJednotlivé bloky Je možno, charakterisovat takto:

Vstupní paměl 1 Je vytvořena z pamětí typu RAflQ, které umožňují zápis a čtení uložených informací a slouží k uchování vstupních informací a dat potřebných pro řešení jednotlivých interpolačních algoritmů. Řídící blok 2 interpolací je tvořen dekoderem, multiplexerem, a logickou sítí pamětí typu PRlilíi. Řídicí blok 2. interpolací dekóduje vstupní informace ze vstupní paměti 1 a na základě vyhodnocených údajů předává řízení příslušnému řadiči lineární nebo kruhové interpolace nebo řadiči závitování. Současně zprostředkovává přenos dat mezi vstupní pamětí 1 a řídicí jednotkou 7 a zpětný přenos interpolačních přírůstků mezi řídicí jednotkou. 7 a mikroínterpolátorovou. pamětí εΐ·

Řadič £ lineární interpolace, řadič 4, kruhové interpolace a řadič 5 závitování jsou vytvořeny z. logických prvků kombinačního. a sekvenčního charakteru a logické sítě pamětí typu PROL.

Tyto tři řadiče vytvářejí potřebné řídící informace, pro činnost řídicí jednotky 7 při řešení algoritmu lineární nebo kruhové interpolace nebo řezání závitů. Pamel 6 instrukcí je tvořena pamětmi typu PRO a logickou sítí pro přenos příslušných instrukcí uložených v paměti d instrukcí do řídicí jednotky 7.

Řídicí jednotka 7 je tvořena aritmeticko logickou

225 430 jednotkou, s příslušnými registry, akumulátory a rychlou operační paměti’typu RAlib Bilkrolnterpalátarová parně! ,8 je vytvořena z klopných obvodů typu D a uchovává jako mezipamě! vypočtené dráhové přírůstky pro přepis do raikroínterpolátoru 9> ÍMikrointerpolátor .9 je obvod čítačového typu s pamětí a slouží k převodu zadaným údajů na pulsy, které generuje rovnoměrně v daných časových intervalech· Časová základna IQ. je tvořena přesným, generátorem impulsů a děliče· Slouží k vytvoření všech potřebných frekvenci pro jednotlivé obvody zapojení. Integrační blok 11 je tvořen čítačem, nárazovou pamětí a logickými obvody pro řízení čítání a přepisu do řadiče 5 závitování· Integrační blok 11 integruje odměřovací impulsy z čidla natočení vřetena v daných časových intervalech·

Jednotlivé bloky jsou zapojeny takto:

Dotazovací výstup 202 řídicího bloku 2 Interpolací Je spojen s informačním vstupem 102 vstupní paměti 1. Obousměrný datový vývod 101 Vstupní paměti 1 Je spojen s obousměrným datovým vývodem 2Q1 řídicího bloku 2 interpolací· Obousměrný informační vývod 205 řídicího bloku X interpolací Je spojen s obousměrným informačním vývodem 305 řadiče 3. lineární interpolace, s obousměrným informačním vývodem. 405. řadiče 4 kruhové Interpolace, s obousměrným informačním vývodem 505 řadiče £ závitování a s obousměrným informačním vývodem 705 řídící jednotky 2· Výběrový výstup 703 řídicí Jednotky 2 J^e spojen s výběrovým vstupem 502 paměti 6. instrukcí. Instrukční výstup 601 pamětí Instrukcí je spojen s instrukčním, vstupem 704 řídicí jednotky 7· Řídící výstup 701 řídicí jednotky 7 J,e spojen

-Ί ~

225 430 s řídícím vstupem 301 řadiče 3 lineární interpolace, s řídicím vstupem 401 řadiče 4 kruhové interpolace a s. řídícím vstupem 501 řadiče 5 závitování. Příkazový výstup 502 řadiče 5 závitování je spojen s příkazovým výstupem 402 řadiče 4 kruhové interpolace, s příkazovým vstupem 702 řídící jednotky 7 a s příkazovým výstupem 302 řadiče 2 lineární Interpolace. Hlásící výstup 303 řadiče 2 lineární interpolace je spojen s hlásícím výstupem 403 řadiče 4 kruhové interpolace, s hlásícím vstupem 203 řídícího bloku 2 interpolací a s hlásícím výstupem 503 řadiče 5 závitování. Přepisový výstup. 507 řadiče 5 závitování je spojen a přepisovým vstupem 1102 integračního bloku 11. Hodnotový výstup 1101 integračního bloku 11 je spojen s hodnotovým vstupem 506 řadiče 5 závitování. Povelový vstup 504 řadiče 5 závitování je spojen s. povelovým vstupem 404 řadiče 4 kruhové interpolace, s povelovým vstupem 304 řadiče 3. lineární interpolace a s povelovým výs,tupem 204. řídícího bloku 2 interpolací. Zápisový výstup 207 řídicího bloku 2 interpolací je spojen se zápisovým vstupem SOI mikrointerpolátorové paměti j3. Hodnotový vstup 802 mikrointerpolátorové paměti 6 je spojen s hodnotovým výstupem 206 řídícího bloku 2 interpolací.

Spouštěcí vstup 206 řídícího bloku 2 interpolací je spojen se spouštěcím výstupem 1001 časové základny 10. Přepisový výstup 1002 časové základny 10 je spojen s přepisovým vstupem 902 mikrointerpolétoru 9. Taktovací vstup 901 mikrointerpolátoru 9 je spojen s taktovacím výstupem 1003. časové základny 10 a s taktovacím vstupem 1103 intergračního bloku 11.

Qdměřovací vstup 1104 integračního bloku 11 je spojen s odmě225 430 řovacim vstupem 52 zapojení. Impulsní výstup 51 zapojení je spojen s impulsním, výstupem 904. mikrointerpolátoru 9. Přírůstkový vstup 903 mlkrointerpolátoru 9, je spojen s přírůstkovým výstupem 8Q3. mikrointerpalátorové paměti B, Povelový vstup 53 zapojení je spojen s povelovým, vstupem 103 vstupní paměti 1.

Zapojení pracuje taktu: Při požadovaném řízení souřadnic po lineární nebo kruhové dráze nebo řezání závitů, se v centrální procesorové části řídicího systému, který není na výkresW znázorněn, vypočítávají všechny potřebné vstupní údaje a zapíší z povelového vstupu. 53 zapojení do povelového vstupu. 103. vstupní paměti JL. Na základě periodicky vysílaných příkazů ze spouštěcího výstupu 1001 časové základny 10 do spouštěcího vstupu, 205 řídicího bloku 2 interpolací se povelem z dotazovacího výstupu 202 řídicího bloku 2 interpolací do informačního vstupu 102 vstupní paměti 1 testuje obsah informací uložených v této paměti.

Vyhodnotí-li se požadavek na provedení lineární interpolace, potom se potřebné informace z obousměrného datového, vývodu 101 vstupní paměti 1. přepíší do obousměrného datového vývodu 201 řídicího bloku 2 interpolací· Řídicí blok 2 interpolací přepíše v tomto případě Informace z obousměrného, informačního vývodu 205 do obousměrného informačního vývodu 305 řadiče £ lineární interpolace. Příkazem z povelového výstupu 204 řídicího bloku 2, interpolací do povelového vstupu 304. řadiče 3. lineární interpolace se nastartuje činnost řadiče £ lineární interpolace. Řadič £ lineární Interpolace přepíše v první

225 430 fázi. své činnosti nejprve potřebné datové údaje z obousměrného informačního vývodu 305 do obousměrného informačního vývodu 705 řídicí jednotky 7. Ve druhé fázi dá. řadič, 3, Lineární interpolace povel ze. svého, příkazového výstupu. 302 do příkazového vstupu 702 řídicí jednotky 7 k provedení iýednoho interpolačního výpočtu pří lineární interpolaci. Jedním interpolačním výpočtem se rozumí výpočet ujeté dráhy v daných, souřadnicích a směru pro přesně definovaný časový interval. Tento interval je v, konkrétním případě IQ ms. Příslušný interpolační výpočet provede, řídicí jednotka 7 na základě přijaté posloupnosti instrukcí pro daný typ interpolace, přicházejících z instrukčního výstupu SOI paměti 6 instrukcí do jejího instrukčního vstupu 704.. Požadovaná posloupnost instrukcí pro jednotlivé typy interpolací nebo řezání závitů se volí adresací z výběrového výstupu 703 řídicí jednotky 7 do výběrového vstupu 602 paměti 6. Instrukcí.

Provedení jednoho interpolačního výpočtu pro lineární interpolaci se hlásí příkazem z řídícího výstupu 701 řídicí jednotky 7 do řídicího, vstupu 301 řadiče lineární interpolace. Údaj o vypočtených: dráhových přírůstcích pra jednotlivé souřadnice se. na základě příkazu z hlásícího vstupu 303 řadiče 3 lineární interpolace do hlásícího vstupu 203 řídícího bloku interpolací 2 přepíše z obousměrného informačního vývodu 705 řídicí jednotky 7 do obousměrného informačního, vývodu 205. řídicího bloku £ interpolací. Příkazem ze zápisového výstupu. 207 tohoto bloku do zápisového vstupu SOI mikrointerpolátorové pamětí J3 se údaj o vypočteném dráhovém pří-Ί3225 430 rustku přepíše dále z hodnotového výstupu 208 do hodnotového vstupu 802 mikrolnterpolátorové paměti 8. Přepisovým pulsem z přepisového výstupu 1002 časové základny 10 se hodnota přírůstků přepíše z přírůstkového výstupu 8Q3 do přírůstkového vstupu 903 mikrointerpolátoru 9,» kde se převede na sekvenci dráhových' impulsů rovnoměrně rozdělených do příslušného časového intervalu a vyšle se z impulsního výstupu 51 zapojení· Taktovacími impulsy z taktovacíh.o výstupu 1003. časové základny do taktovacíha. vstupu 901 mikrointerpolátoru 9, se řídí Jeho činnost pro převod vstupní datové informace na sekvebúi dráhových pulsů. Vyhodnotí-li se při testování z datazovacíha. výstupu 202 řídicího bloku £ interpolací požadavek kruhové interpolace nebo řezání závitů., přepíše se informace z obousměrného informačního vývodu 205 do obousměrného informačního vývodu 505 řadiče 5 závitování. Příkazem z povelového výstupu 204 do povelového vstupu 404 řadiče 4 kruhové interpolace nebo do povelového vstupu 504. řadiče 5 závitování se nastartuje činnost těchto řadičů. Funkce těchto řadičů a vzájemné přenášení informací a povelů mezi nimi a řídící Jednotkou 7 a řadícím blokem £ interpolací Je obdobná Jako funkce řadiče 2 lineární interpolace. Vzájemná vazba mezi posuvem souřadnice a úhlem natočení vřetena při řezání závitů se zabezpečuje pomocí integračního bloku 11. Integrační blok 11 čítá v daném časovém intervalu určeném impulsy přicházejícími do Jeho taktovacího vstupu 1103 odměřovací impulsy přicházející z odměřovacího. čidla přes odměřovací vstup 52 zapojení do odměřovacího vstupu 1104 integračního bloku 11. Příkazem

- 11 225 430 z přepisového vvs-tupu 507 řadiče 5, závitování do přepisového vstupu 1102 integračního bloku IX se periodický přepisují načítané hodnoty z. hodnotového výstupu 1101 integračního bloku do hodnotového vstupu 506 řadiče 5. závitování·

Vynálezu se využije při číslicovém řízení obráběcích nebo Jiných pracovních strojů·

Claims (1)

1. IZPředmět vynálezu

   225 430

   Zapojeni interpolační Jednotky pro řízeni souřadnic po lineární a kruhové dráze, vyznačující a© tím, že dotazovací výstup /202/ řídicího bloku /2/ interpolací Je spojen s informačním, vstupem /102/ vstupní pamětí /1/, jejíž obousměrný datový vývod /101/ Je spojen s obousměrným datovým vývodem /201/ řídicího bloku /2/ interpolací, Jehož obousměrný Informační vývod /205/ Je spojen a obousměrným informačním vývodem /305/ řadiče /3/ lineární interpolace s obousměrným. informačním vývodem /405/ řadiče /4/ kruhové interpolace, a. obousměrným informačním vývodem /505/ řadiče /5/ závitování s obousměrným informačním vývodem /705/ řídicí Jednotky /7/, jejíž výběrový výstup /703/ Je spojen s výběrovým vstupem /602/ pamětí /6/ instrukcí, jejíž instrukční výstup /601/ Je spojen s instrukčním vstupem /704/ řídicí jednotky /7/, jejíž řídicí výstup /701/ Je spojen s řídícím vstupem /301/ řadiče /3/ lineární interpolace, s řídícím vstupem /401/ řadiče /4/ kruhové interpolace a s. řídicím, vstupem /501/ řadiče /5/ závitování, Jehož příkazový výstup /502/ je spojen s příkazovým výstupem /402/ řadiče /4/' kruhové interpolace, s příkazovým vstupem /702/ řídící jednotky /7/ a s příkazovým výstupem /302/ řadiče /3/ lineární interpolace, Jehož hlásící výstup /303/ Je spojen s hlásícím výstupem /403/ řadiče /4/ kruhové interpolace, s hlásícím vstupem /203/ řídicího bloku /2/ interpolací a s hlásícím výstupem /503/ řadiče /5/ závitováni, Jehož přepisový výstup /507/ Je spojen, s přepisovým vstupem /1102/ integračního

   225 430 bloku /11/, Jehož hodnotový výstup /1101/ Je spojen a hodnotovým vstupem /506/ řadiče /5/ závitování, Jehož povelový vstup /504/ Je spojen s. povelovým vstupem /404/ řadiče /4/ kruhové interpolace, a povelovým vstupem /304/ řadiče /3/ lineární interpolace a a povelovým výstupem /204/ řídicího bloku /2/ interpolací,, Jehož zápisový výatup /207/ Je spojen se. zápisovým vatupem /801/ mikrointerpolátorová paměti /8/, jejíž hodnotový vstup /802/ Je spojen a hodnotovým výstupem /208/ řídicího bloku /2/ interpolací, Jehož, spouštěcí vstup /206/ Je. spojen se spouštěcím výstupem /1001/ časové základny /10/, jejíž přepisový výstup /1002/ Je spojen, a přepisovým vatupem /902/ mikrointerpolátoxu /9/, Jehož taktovací vstup /901/ Je spojen s taktovacím výstupem /1003/ časové základny /10/ a s taktovacim vstupem /1103/ integračního bloku /11/, Jehož odměřovací vstup /1104/ Je spojen a odměřovacím vstupem /82/ zapojení, Jehož impulsní výstup /81/ Je spojen s impulsním. výstupem /904/ mikrointerpolátoru /9/, Jehož přírůstkový vstup /903/ Je spojen s přírůstkovým, výstupem /803/ mikrointerpolátorové paměti /8/, a povelový vstup /83/ zapojení Je spojen s povelovým vstupem /103/ vstupní paměti /1/·

   225 430