PL217790B1 - Sposób sterowania ruchem układu wykonawczego w przestrzeni dwuwymiarowej, zwłaszcza dla znakowarek laserowych i układ do stosowania tego sposobu - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób sterowania ruchem układu wykonawczego w przestrzeni dwuwymiarowej, zwłaszcza dla znakowarek laserowych i układ do stosowania tego sposobu.

Znany jest sposób sterowania ruchem układu wykonawczego w przestrzeni dwuwymiarowej dla znakowarek laserowych, w którym podaje się położenie narzędzia we współrzędnych kartezjańskich w kolejnych chwilach czasu. Współrzędne wejściowe podaje się w postaci cyfrowej jako 16-bitowe słowa magistrali ISA osobno dla osi X i osi Y. Po przetworzeniu tego sygnału na postać analogową wymusza się nim zadaną pozycję układu wykonawczego. Stanem narzędzia steruje się bezpośrednio za pomocą pojedynczego sygnału cyfrowego.

Znany jest układ sterowania ruchem układu wykonawczego w przestrzeni dwuwymiarowej oparty na magistrali ISA, w którym kanały transmisyjne realizowane są przez dwa unikalne adresy w przestrzeni urządzeń we/wy. Dla każdego z kanałów dane zapisywane są w przerzutniku typu zatrzask, którego wyjście podłączone jest na wejście przetwornika C/A. Sygnały wyjściowe sterują układem wykonawczym. Najstarszy bit z zatrzasku osi X zostaje wydzielony w formie sygnału stanu narzędzia przekazywanego do części wykonawczej urządzenia.

Znane rozwiązanie charakteryzuje się niską wydajnością wyrzucania punktów, która wynosi 1 250 000 punktów na sekundę.

Celem wynalazku jest zwiększenie wydajności wyrzucania punktów.

Istota sposobu według wynalazku polega na tym, że podaje się jednostkową zmianę położenia narzędzia w kolejnej chwili czasu, a kierunek ruchu, przy możliwych 8 kierunkach, koduje się na 3-bitach danych, a za pomocą 4-tego bitu opisuje się stan narzędzia. W słowie wejściowym umieszcza się cztery kolejne kroki ruchu i dla każdego kroku wydziela się zmiany współrzędnych osi X i Y, które następnie sumuje się z aktualnym położeniem narzędzia i za pomocą tego wynikowego sygnału po przetworzeniu go na sygnał analogowy wymusza się nową pozycję układu wykonawczego.

Istota układu według wynalazku polega na tym, że przerzutnik typu zatrzask ma na wejściu pojedynczy kanał, a jego wyjście jednym kanałem połączone jest z multiplekserem, który kanałem 4-bitowym połączony jest z dekoderem. Jego wyjście przeniesienia współrzędnej X i wyjście pożyczki współrzędnej X połączone jest z licznikiem osi X, a wyjście przeniesienia współrzędnej Y i wyjście pożyczki współrzędnej Y połączone jest z licznikiem osi Y. Wyjście licznika osi X połączone jest poprzez jeden z przetworników analogowo-cyfrowych z wejściem współrzędnych X układu wykonawczego przesuwu narzędzia. Wyjście licznika osi Y połączone jest poprzez drugi z przetworników analogowo-cyfrowych z wejściem współrzędnych Y układu wykonawczego przesuwu narzędzia. Piąte wyjście dekodera połączone jest z wejściem stanu narzędzia układu wykonawczego.

Rozwiązanie według wynalazku pozwala na ośmiokrotne zwiększenie wydajności wyrzucania punktów.

Wynalazek jest bliżej objaśniony przykładowo na podstawie rysunku, który przedstawia schemat blokowy układu sterowania ruchem układu wykonawczego w przestrzeni dwuwymiarowej dla znakowarek laserowych.

Sposób według wynalazku polega na tym, że podaje się jednostkową zmianę położenia narzędzia w kolejnej chwili czasu. Kierunek ruchu, przy możliwych 8 kierunkach koduje się na 3-bitach danych. Za pomocą 4-tego bitu opisuje się stan narzędzia. W 16-bitowym słowie wejściowym magistrali ISA umieszcza się cztery kolejne kroki ruchu. Dla każdego kroku wydziela się zmiany współrzędnych osi X i Y. Zmiany te sumuje się z aktualnym położeniem narzędzia. Wynik działania przetwarza się na sygnał analogowy i za pomocą niego wymusza się nową pozycję układu wykonawczego.

Układ przedstawiony na rysunku ma na wejściu przerzutnik typu zatrzask (1), na którego wejściu podłączony jest pojedynczy kanał magistrali ISA o szerokości 16-bitów. Wyjście kanałem 16bitowym połączone jest z multiplekserem (2), który kanałem 4-bitowym połączony jest z dekoderem (3). Wyjście przeniesienia współrzędnej X x i wyjście pożyczki współrzędnej X X połączone jest z licznikiem osi X (4), a wyjście przeniesienia współrzędnej Y y i wyjście pożyczki współrzędnej Y y połączone jest z licznikiem osi Y (4'). Wyjście licznika osi X (4) połączone jest poprzez jeden z przetworników analogowo-cyfrowych C/A z wejściem współrzędnych X WSPX układu wykonawczego przesuwu narzędzia. Wyjście licznika osi Y (4') połączone jest poprzez drugi z przetworników analogowocyfrowych C/A z wejściem współrzędnych Y WSPY układu wykonawczego przesuwu narzędzia. Piąte wyjście dekodera (3) połączone jest z wejściem stanu narzędzia LAS układu wykonawczego. Układ synchronizacji (5), który ma wejścia połączone z przerzutnikiem typu zatrzask (1), multiplekserem (2),

PL 217 790 B1 dekoderem (3), licznikami osi (4), (4') i przetwornikami cyfrowo-analogowymi C/A oraz ma wejście zegarowe ZEG.

Na wejście przerzutnika typu zatrzask wprowadzane są dane 16-bitowe określające kierunek ruchu DELTA i stan narzędzia LAS dla czterech kolejnych kroków, zgodnie z poniższą tabelą:

Punkt 1	Punkt 2	Punkt 3	Punkt 4
LAS	DELTA	LAS	DELTA	LAS	DELTA	LAS	DELTA

Słowa 16-bitowe wynikają ze standardowej szerokości kanałów magistrali ISA, wykorzystywanej w wynalazku.

Pojedyncze słowo 16-bitowe w przerzutniku typu zatrzask 1 i multiplekserze 2 zamieniane jest na 4 słowa 4-bitowe. Każde słowo 4-ro bitowe niesie informacje o kierunku ruchu i stanie narzędzia dla jednego kroku. Z uwagi na liniowy sposób ruchu narzędzia: brak skoków, stała prędkość posuwu, z danej współrzędnej pola można poruszyć się tylko w ośmiu kierunkach.

Kierunek ruchu narzędzia kodowany jest zgodnie z poniższą tabelą:

Kierunek	Przykładowe kodowanie
Północ	000
Północny-wschód	001
Wschód	010
południowy-wschód	011
Południe	100
południowy-zachód	101
Zachód	110
Północny-zachód	111

Można zakodować ruch narzędzia, np. promienia laserowego, przy pomocy 3 bitów, co daje 8 możliwości.

Dekoder dokonuje konwersji kodu z tabeli na zmianę współrzędnych w osiach X i Y oraz wydziela bit stanu narzędzia LAS. Bit stanu narzędzia przekazywany jest bezpośrednio do układu wykonawczego, nie pokazanego na rysunku. Zmiany współrzędnych przekazywane są do licznika osi X (4) i licznika osi Y (4') w formie sygnałów pożyczki i przeniesienia. Na sygnał pożyczki licznik reaguje zmniejszeniem swojego stanu o 1, na sygnał przeniesienia licznik reaguje zwiększeniem stanu o 1.

kod	Zmiana X	x'	x	Zmiana Y	y'	y
000	0	0	0	+ 1	0	1
001	+ 1	0	1	+ 1	0	1
010	+ 1	0	1	0	0	0
011	+ 1	0	1	-1	1	0
100	0	0	0	-1	1	0
101	-1	1	0	-1	1	0
110	-1	1	0	0	0	0
111	-1	1	0	1	0	1

Sygnały z wyjścia liczników (4), (4') po przetworzeniu ich na sygnały analogowe sterują współrzędnymi X i Y w układach wykonawczych przesuwu narzędzia.

Claims (3)

1. Sposób sterowania ruchem układu wykonawczego w przestrzeni dwuwymiarowej zwłaszcza dla znakowarek laserowych, w którym podaje się położenie narzędzia we współrzędnych kartezjańskich w kolejnych chwilach czasu osobno dla osi X i osi Y, a po przetworzeniu tego sygnału na postać analogową wymusza się nim zadaną pozycję układu wykonawczego, zaś stanem narzędzia steruje się bezpośrednio za pomocą pojedynczego sygnału cyfrowego, znamienny tym, że podaje się jednostkową zmianę położenia narzędzia w kolejnej chwili czasu, a kierunek ruchu, przy możliwych 8 kierunkach, koduje się na 3-bitach danych, a za pomocą 4-tego bitu opisuje się stan narzędzia, przy czym w słowie wejściowym umieszcza się cztery kolejne kroki ruchu i dla każdego kroku wydziela się zmiany współrzędnych osi X i Y, które następnie sumuje się z aktualnym położeniem narzędzia i za pomocą tego wynikowego sygnału po przetworzeniu go na sygnał analogowy wymusza się nową pozycję układu wykonawczego.

2. Układ sterowania ruchem układu wykonawczego w przestrzeni dwuwymiarowej zwłaszcza dla znakowarek laserowych zawierający przetwornik typu zatrzask oraz przetworniki analogowo-cyfrowe połączone z wejściem współrzędnych X i Y układów wykonawczych przesuwu narzędzia, znamienny tym, że przerzutnik typu zatrzask (1), ma na wejściu pojedynczy kanał, a jego wyjście jednym kanałem połączone jest z multiplekserem (2), ten zaś kanałem 4-bitowym połączony jest z dekoderem (3), którego wyjście przeniesienia współrzędnej X (x) i wyjście pożyczki współrzędnej X (X) połączone jest z licznikiem osi X (4) a wyjście przeniesienia współrzędnej Y (y) i wyjście pożyczki współrzędnej Y (y) połączone jest z licznikiem osi Y (4) zaś wyjście licznika osi X (4) połączone jest poprzez jeden z przetworników analogowo-cyfrowych (C/A) z wejściem współrzędnych X (WSPX) układu wykonawczego przesuwu narzędzia, a wyjście licznika osi Y (4) połączone jest poprzez drugi z przetworników analogowo-cyfrowych (C/A) z wejściem współrzędnych Y WSPY układu wykonawczego przesuwu narzędzia, przy czym piąte wyjście dekodera (3) połączone jest z wejściem stanu narzędzia (LAS) układu wykonawczego.

3. Układ według zastrz. 2, znamienny tym, że ma układ synchronizacji (5), który ma wyjścia połączone z przerzutnikiem typu zatrzask (1), multiplekserem (2), dekoderem (3), licznikami osi (4), (4) i przetwornikami cyfrowo-analogowymi (C/A) oraz ma wejście zegarowe (ZEG).