CS256132B1 - Zapojení zajišťující okamžité vyhodnocení chybového stavu servosmyček pohybujících se částí strojů - Google Patents

Abstract

Zapojení se týká číslicového řízení pohybujících se částí strojů a řeší okamžité vyhodnocení chybového stavu servosmyček pohybujících se částí strojů. Blok vyhodnocení odměřené dráhy převádí mechanický pohyb pohybujících se částí strojů na číslicovou hodnotu, udávající velikost ujeté dráhy. Bloky výpočtu skutečné a požadované polohové odchylky provádějí výpočty skutečné a požadované polohové odchylky. Blok porovnání polohových odchylek provádí výpočet absolutní hodnoty rozdílu skutečné a požadované polohové odchylky. Blok vyhodnocení chybového stavu ovládá funkci bloku zadávání dráhových přírůstků a pomocí bloku blokování pohonů způsobí zablokování všech navzájem spolupracujících servopohonů a vydává signál pro signalizaci chybového stavu chybovým kódem. Zapojení se využije zejména při číslicovém řízení např. obráběcích strojů.

Description

Vynález řeší zapojení, které zajišťuje okamžité vyhodnocení chybového stavu servosmyček pohybujících se částí strojů. Jedním ze základních bezpečnostních požadavků číslicového řídicího systému je kontrola správné funkce servosmyček a vyhodnocení chybového stavu, který může být způsobem vadným odměřovacím čidlem, vadným servopohonem, poškozeným kabelem nebo poruchou v mechanické části stroje.

Dosud známé způsoby řeší tento problém speciálními přístrojovými pevně zapojenými bloky, které hlídají překročení pevně nastavené velikosti polohové odchylky. Chybový stav servosmyček pohybujících se částí strojů se vyhlašuje až po překročení této nastavené velikosti polohové odchylky a to má ve většině případů za následek poškození, popř. znehodnocení výrobku nebo nástroje, V případě zadání přírůstků dráhy menšího, než je nastavená velikost polohové odchylky, není chyba vyhodnocena vůbec a stroj se pohybuje až na koncový doraz.

Tyto nevýhody odstraňuje zapojení zajištující okamžité vyhodnocení chybového stavu servosmyček pohybující se částí strojů, jehož podstata spočívá v tom, že snímací vstup zapojeni je spojen se snímacím vstupem bloku vyhodnocení odměřené dráhy, jehož informační výstup je spojen s informačním vstupem bloku výpočtu skutečné polohové odchylky. Zadávací vstup bloku výpočtu skutečné polohové odchylky je spojen s prvním programovým vstupem zapojení a hodnotový výstup bloku výpočtu skutečné polohové odchylky je spojen s prvním hodnotovým vstupem bloku porovnání polohových odchylek. Druhý hodnotový vstup je spojen s hodnotovým výstupem bloku výpočtu požadované polohové odchylky, jehož první zadávací vstup je spojen s druhým programovým vstupem zapojení a druhý zadávací vstup bloku výpočtu požadované polohové odchylky je spojen se třetím programovým vstupem zapojení. Rozdílový výstup bloku porovnání polohových odchylek je spojen s rozdílovým vstupem bloku vyhodnocení chybového stavu, jehož zadávací vstup je spojen se čtvrtým programovým vstupem zapojení a hlásiči výstup bloku vyhodnocení chybového stavu je spojen s informačním výstupem zapojení. První blokovací výstup bloku vyhodnocení chybového stavu je spojen s blokovacím vstupem bloku zadávání dráhových přírůstků, jehož zadávací vstup je spojen s pátým programovým vstupem zapojení a řídicí výstup bloku zadávání dráhových přírůstků je spojen s řídicím výstupem zapojení. Druhý blokovací výstup bloku vyhodnocení chybového stavu je spojen s blokovacím vstupem bloku blokování pohonů, jehož ovládací výstup je spojen s ovládacím výstupem zapojení.

Zapojení zajišťující okamžité vyhodnocení chybového stavu servosmyček pohybujících se částí strojů neustále provádí porovnání okamžité skutečné a okamžité požadované odchylky. Chybový stav se vyhlásí v tom případe, že absolutní hodnota rozdílu těchto odchylek je vetší než programově zadaná tolerance. Tím je zajištěna stálá kontrola stavu servosmyčky a v případě výskytu poruchy v servosmyčce dojde k okamžitému zastavení pohybujících se částí stroje a k vyhlášení kódu chyby na ovládacím panelu. Zapojení tedy podstatně snižuje možnost poškození, popř. znehodnocení výrobků a nástrojů nebo poškození stroje při výskytu chyby v servosmyčkách. Zároveň se zlepší diagnostika vyhlášení kódu chyby, což má za následek rychlejší odstranění závad.

Příklad zapojení zajišťující okamžité vyhodnocení chybového stavu servosmyček pohybujících se částí strojů podle vynálezu je znázorněn v blokovém schématu na připojeném výkresu.

Jednotlivé bloky zapojení lze charakterizovat takto:

Blok _1 vyhodnocení odměřené dráhy tvoří elektromechanický převodník, převádějící mechanický pohyb odměřované pohybující se části stroje na elektrické signály a sekvenční a kombinační logická síť, převádějící tyto signály na číslicovou hodnotu, která udává velikost ujeté dráhy.

Blok 2 výpočtu skutečné polohové odchylky a blok 2 výpočtu požadované polohové odchylky jsou vytvořeny z logických prvků kombinačního a sekvenčního charakteru. V bloku 2_ výpočtu skutečné polohové odchylky se z velikosti ujeté dráhy a z velikosti programované dráhy vypočte skutečná polohová odchylka. V bloku 2 výpočtu požadované polohové odchylky se z okamžité zadané rychlosti a ze zadané strojní konstanty vypočte požadovaná polohová odchylka.

Blok 2 porovnání odchylek tvoří sekvenční a kombinační logická sít, která provádí rozdíl skutečné polohové odchylky a požadované polohové odchylky a absolutní hodnotu tohoto rozdílu vyšle do bloku 2 vyhodnocení chybového stavu.

Blok 2 vyhodnocení chybového stavu tvoří prvky kombinačního a sekvenčního charakteru.

V tomto bloku se porovná absolutní hodnota rozdílu polohových odchylek s programově zadanou tolerancí a výsledný signál ovládá funkci bloku 2 zadávání dráhových přírůstku a bloku 2 blokování pohonů.

Blok 2 zadávání dráhových přírůstků tvoří kombinační a sekvenční logická síť, která, pokud není signálem z bloku 2 vyhodnocení chybového stavu blokována, vysílá velikost programované dráhy.

Blok 7 blokování pohonů tvoří prvky kombinačního a sekvenčního charakteru. V tomto bloku se vytváří signál, který způsobí zablokování pohonů v případě vyhodnocení chybového stavu.

Jednotlivé bloky jsou zapojeny takto:

Snímací vstup 81 zapojení je spojen se snímacím vstupem 11 bloku 2 vyhodnocení odměřené dráhy, jehož informační výstup 12 je spojen s informačním vstupem 21 bloku 2 výpočtu skutečné polohové odchylky. Zadávací vstup 22 bloku 2 výpočtu skutečné polohové odchylky je spojen s prvním programovým vstupem 82 zapojení a hodnotový výstup 23 bloku 2 výpočtu skutečné polohové odchylky je spojen s prvním hodnotovým vstupem 41 bloku 2 porovnání polohových odchylek, jehož druhý hodnotový vstup 42 je spojen s hodnotovým výstupem 33 bloku 2 výpočtu požadované polohové odchylky, jehož první zadávací vstup 31 je spojen s druhým programovým vstupem 83 zapojení, druhý zadávací vstup 32 bloku 3 výpočtu požadované polohové odchylky je spojen se třetím programovým vstupem 84 zapojení.

Rozdílový výstup 43 bloku 2 porovnání polohových odchylek je spojen s rozdílovým vstupem 52 bloku 2 vyhodnocení chybového stavu, jehož zadávací vstup 53 je spojen se čtvrtým programovým vstupem 85 zapojení a hlásící výstup 54 bloku 2 vyhodnocení chybového stavu je spojen s informačním výstupem 86 zapojení. První blokovací výstup 51 bloku 2 vyhodnocení chybového stavu je spojen s blokovacím vstupem 62 bloku 2 zadávání dráhových přírůstků, jehož zadávací vstup 63 je spojen s pátým programovým vstupem 87 zapojení a řídicí výstup 61 bloku 2 zadávání dráhových přírůstků je spojen s řídicím výstupem 88 zapojení. Druhý blokovací výstup 55 bloku 2 vyhodnocení chybového stavu je spojen s blokovacím vstupem 72 bloku 2 blokování pohonů, jehož ovládací výstup 71 je spojen s ovládacím výstupem 89 zapojení.

Funkci zapojení lze charakterizovat takto:

Mechanický pohyb pohybující se části stroje, např. souřadnice obráběcího stroje, je přenášen ze snímacího vstupu 81 zapojení na snímací vstup 11 bloku 2 vyhodnocení odměřené dráhy, kde se vyhodnotí velikost ujeté dráhy a směr pohybu. Informace o velikosti ujeté dráhy a znaménku pohybu je z informačního výstupu 12 bloku 2 vyhodnocení odměřené dráhy vyslána na informační vstup 21 bloku 2 výpočtu skutečné polohové odchylky, kam je na zadávací vstup zadán z prvního programového vstupu 82 zapojení údaj o požadované dráze, která se má ujet v daném pevném časovém intervalu. Rozdíl mezi dráhou ujetou v daném pevném časovém intervalu a dráhou požadovanou je skutečná polohová odchylka, jejíž velikost je z hodnotového výstupu bloku 2 výpočtu skutečné polohové odchylky přivedena na první hodnotový vstup 41 bloku porovnání odchylek, na jehož druhý hodnotový vstup 42 je přiveden údaj o velikosti požadované polohové odchylky z hodnotového výstupu 33 bloku 3_ výpočtu požadované polohové odchylky. Velikost této polohové odchylky se v bloku 2 výpočtu požadované polohové odchylky vypočte ze zadaných konstant stroje, přivedených z druhého programového vstupu 83 zapojení na první zadávací vstup 31 bloku 2 výpočtu požadované polohové odchylky a z velikosti požadované rychlosti, přivedené ze třetího programového vstupu 84 zapojení na druhý zadávací vstup 32 bloku 2 výpočtu požadované polohové odchylky. V bloku 4_ porovnání polohových odchylek se vyhodnotí rozdíl skutečné polohové odchylky a požadované polohové odchylky. Absolutní hodnota tohoto rozdílu se vyšle z rozdílového výstupu 43 bloku _4 porovnání polohových odchylek na rozdílový vstup 52 bloku 2 vyhodnocení chybového stavu, na jehož zadávací vstup 53 je ze čtvrtého programového vstupu 85 zapojení přivedena velikost povolené tolerance. V případě, že absolutní hodnota rozdílu polohových odchylek je větší než povolená tolerance, je zablokován řídicí výstup 61 bloku 2 zadávání dráhových přírůstků a ovládací výstup 71 bloku Ί. blokování pohonů. Zároveň hlásiči výstup 54 bloku 2 vyhodnocení chybového stavu vyšle na informační výstup 86 zapojení kód chyby. Blokovací signál je vyslán·z prvního blokovací výstupu 51 bloku 2 vyhodnocení chybového stavu na blokovací vstup 62 bloku 6 zadávaní'dráhových přírůstků, který zablokuje řídicí výstup 61 spojený s řídicím výstupem 88 zapojení.

Současně se tento blokovací signál vyšle z druhého blokovacího výstupu 55 bloku 5 vyhodnocení chybového stavu na blokovací vstup 72 bloku Ί. blokování pohonů, který zablokuje ovládací výstup 71, spojený s ovládacím výstupem _89 zapojení. Tím je okamžitě zastaveno zadávání dráhových přírůstků z pátého programového vstupu 87 zapojení do zadávacího vstupu 63 bloku 6 zadávání dráhových přírůstků a zároveň jsou zablokovány všechny servopohony. Je-li absolutní hodnota rozdílu polohových odchylek menší nebo rovna povolené toleranci, vyšle první blokovací výstup 51 a druhý blokovací výstup 55 bloku 2 vyhodnocení chybového stavu signál, který povoluje zadávání dráhových přírůstků do zadávacího vstupu 63 bloku 2 zadávání dráhových přírůstků, uvolňuje řídicí výstup 62 a ovládací výstup 71 bloku 2 blokování pohonů.

Zapojení zajištuje okamžité vyhodnocení chybového stavu servosmyček pohybujících se částí strojů lze s výhodou využít při číslicovém řízení např. obráběcích strojů.

Claims (1)

1. Zapojení zajištující okamžité vyhodnocení chybového stavu servosmyček pohybujících se částí strojů, vyznačující se tím, že snímací vstup (81) zapojení je spojen se snímacím vstupem (11) bloku (1) vyhodnoceni odměřené dráhy, jehož informační výstup (12) je spojen ε informačním vstupem (21) bloku (2) výpočtu skutečné polohové odchylky, jehož zadávací vstup (22) je spojen s prvním programovým vstupem (82) zapojení, přičemž hodnotový výstup (23) bloku (2) skutečné polohové odchylky je spojen s prvním hodnotovým vstupem (41) bloku (4) porovnání polohových odchylek, jehož druhý hodnotový vstup (42) je spojen s hodnotovým výstupem (33) bloku (3) výpočtu požadované polohové odchylky, jehož první zadávací vstup (31) je spojen s druhým programovým vstupem (83) zapojení a druhý zadávací vstup (32) je spojen se třetím programovým vstupem (84) zapojení, zatímco rozdílový výstup (43) bloku (4) porovnání polohových odchylek je spojen s rozdílovým vstupem (52) bloku (5) vyhodnocení chybového stavu, jehož zadávací vstup (53) je spojen se čtvrtým programovým vstupem (85) zapojení a hlásiči výstup (54) je spojen s informačním výstupem (86) zapojení, přičemž první blokovací výstup (51) bloku (5) vyhodnocení chybového stavu je spojen s blokovacím vstupem (62) bloku (6) zadávání dráhových přírůstků, jehož zadávací vstup (63) je spojen s pátým programovým vstupem (87) zapojení a řídicí výstup (61) je spojen s řídicím výstupem (88) zapojení, zatímco druhý blokovací výstup (55) bloku (5) vyhodnocení chybového stavu je spojen s blokovacím vstupem (72) bloku (7) blokování pohonů, jehož ovládací výstup (71) je spojen s ovládacím výstupem (89) zapojení.