PL73459B2 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo 03.09.1971 (P. 150334) Zgloszenie ogloszono: 30.05.1973 Opis patentowy opublikowano: 10.02.1975 73459 KI. 49m,17/18 MKP B23q 17/18 Twórca wynalazku: Jerzy Franczak Uprawniony z patentu tymczasowego: Centralne Biuro Konstrukcyjne Obrabiarek, Pruszków (Polska) Sposób programowego sterowania predkosci przesuniec czesci ruchomych precyzyjnych przyrzadów i maszyn zwlaszcza obrabiarek, oraz uklad do stosowania tego sposobu Przedmiotem wynalazku jest sposób programo¬ wego sterowania predkosci przesuniec czesci ru¬ chomych precyzyjnych przyrzadów i maszyn, zwlaszcza obrabiarek, w systemach ciaglego ste¬ rowania ruchu. Wynalazek stanowi ponadto uklad przeznaczony do realizacji wspomnianego sposobu.Dotychczasowe sposoby sterowania predkosci ru¬ chu w systemach programowego sterowania ciagle¬ go, w szczególnosci obrabiarek, opieraja sie na wyznaczaniu i wprowadzaniu do bloku informacji wejsciowej wartosci liczby posuwowej, lub war¬ tosci wprost proporcjonalnej do predkosci ruchu po torze. Urzadzenia realizujace ten sposób ste¬ rowania generuja przyrosty drogi, aproksymujace programowany tor ruchu, ze stala dla danego od¬ cinka toru czestotliwoscia, której wartosc okresla jeden z wymienionych parametrów slowa pred¬ kosci zawarty w kazdym bloku informacji wej¬ sciowej.Urzadzenia do sterowania predkosci ruchu we¬ dlug znanych sposobów skladaja sie z generatora czestotliwosci wzorcowej (zegara) i dzielnika o pro¬ gramowanej wartosci stosunku podzialu czestotli¬ wosci wzorcowej, którego wyjscie jest dolaczone do ukladu generacji programowanego odcinka to¬ ru. Wartosc stosunku podzialu tego dzielnika jest programowana i zapisana w slowie predkosci blo¬ ku informacji wejsciowej np. jako wartosc liczby posuwowej. 15 20 25 30 Znane sposoby i uklady programowego sterowa¬ nia ciaglego ruchu umozliwiaja wprowadzanie je¬ dynie skokowych zmian predkosci ruchu, przeno¬ szonych przez uklady wykonawcze z uchybem predkosci i polozenia zaleznym od amplitudy tego skoku. W przypadku sterowania ciaglego obrabia¬ rek wplywa to niekorzystnie na dokladnosc obrób¬ ki, powoduje odksztalcenia i szybsze zuzycie me¬ chanizmów obrabiarki, jak równiez przyspiesza zuzycie narzedzi skrawajacych.Minimalizacje niepozadanych skutków skokowe¬ go zadawania zmian predkosci ruchu, przepro¬ wadzane dotychczas w taki sposób, ze zamiast zmiany predkosci o wzglednie duzej wartosci, np. podyktowanej wzgledami technologii procesu, wprowadzano dodatkowy podzial toru ruchu na pododcinki, tylko po to, by na kazdym pododcinku dokonac zmiany predkosci o odpowiednio mniej¬ szej wartosci skoku. W opisanej metodzie zacho¬ dzi potrzeba wykonania wielu dodatkowych obli¬ czen co utrudnia przygotowanie programu stero¬ wania i wydluza czas jego przygotowania. Poza tym stosowanie tej metody powoduje znaczne po¬ wiekszenie ilosci danych i ilosci bloków informa¬ cji wejsciowej niezbednych do sterowania ruchu, a to z kolei powieksza rozmiary fizyczne nosnika informacji wejsciowej do zapisu programu, np. dlugosc tasmy dalekopisowej lub magnetycznej i wymaga stosowania szybkich urzadzen czytaja¬ cych program. 73 45973 3 Celem wynalazku jest usuniecie opisanych wad i niedogodnosci znanych metod przez uproszczenie i udoskonalenie sposobu programowania predkosci w systemach sterowania ciaglego ruchu i realiza¬ cja ukladu, wykorzystujacego ten sposób, umozli¬ wiajacego minimalizacje bledów dynamicznych ste¬ rowania ruchu, a przez to powiekszenie doklad¬ nosci odwzorowania programowanego toru i pred¬ kosci ruchu po torze w ukladach wykonawczych.Istota sposobu wedlug wynalazku polega na tym, ze wartosc predkosci koncowej i przyspieszenia lub opóznienia programowanego ruchu, po dowolnym, zdefiniowanym odcinku toru, okresla sie za po¬ moca danych liczbowych i wprowadza do bloku informacji wejsciowej do sterowania tego ruchu.Do realizacji tego sposobu sluzy uklad wedlug wynalazku charakteryzujacy sie tym, ze posiada cyfrowy integrator przyspieszenia, lub opóznienia z wyjsciem polaczonym z wejsciem cyfrowego in¬ tegratora predkosci biezacej oraz komparator z przylaczonymi wyjsciami rejestrów programo¬ wanej predkosci koncowej i funkcji podcalkowej integratora predkosci biezacej. Jedno z wyjsc tego komparatora jest dolaczone do wejscia bramki ste¬ rujacej integrator przyspieszenia, lub opóznienia, a pozostale wyjscia sa dolaczone do wyjscia inte¬ gratora przyspieszenia lub opóznienia, lub do wej¬ scia integratora predkosci biezacej, którego wyjscie jest polaczone z wejsciem urzadzenia generacji programowanych odcinków toru lub interpolatora drogi.Sposób sterowania predkosci ruchu i uklad we¬ dlug wynalazku upraszczaja programowanie zmian predkosci ruchu sterowanego, zwlaszcza obrabia¬ rek, bowiem w tym przypadku wystarcza wyzna¬ czenie wartosci liczbowych predkosci koncowych dla programowanych odcinków i okreslenie szyb¬ kosci zmian predkosci biezacych w przedzialach od wartosci predkosci poczatkowych, identycznych z koncowymi z odpowiednich odcinków poprze¬ dzajacych — do programowanych predkosci kon¬ cowych dla nastepujacych po nich odcinków, a wiec podanie wartosci bezwzglednych przyspie¬ szen i opóznien ruchu. W porównaniu z metodami dotychczas przyjetymi staje sie tu zbedne wyko¬ nanie wielu operacji podzialu odcinków toru na pododcinki, wedlug przyjetej metody stopniowa¬ nia wartosci skoków predkosci dla kolejnych pod- odcinków toru w celu przyspieszenia lub zwolnie¬ nia ruchu obiektu sterowanego. Dzieki temu spo¬ sób wedlug wynalazku pozwala dosc znacznie zmniejszyc ilosc obliczen niezbednych do przygo¬ towania programu sterowania, zmniejszyc ilosc da¬ nych wejsciowych, w tym równiez ilosc bloków informacji wejsciowej, a przez to zmniejszyc roz¬ miary fizyczne nosnika informacji wejsciowej do zapisu programów sterowania. Poza tym sposób i uklad wedlug wynalazku zapewniaja powieksze¬ nie dokladnosci odwzorowania toru ruchu stero¬ wanego przez uklad wykonawczy na skutek wy¬ eliminowania skoków predkosci, które serwome¬ chanizm wykonawczy przenosi zawsze z bledem predkosci, i polozenia. W przypadku sterowania liczbowego ciaglego obrabiarek, pozwala to osiag¬ nac wieksze dokladnosci obróbki, przy jednocze- 459 4 snym minimalizowaniu niekorzystnych skutków stanów przejsciowych, wystepujacych w ukladach wykonawczych przy naglych zmianach predkosci posuwu, a objawiajacych (sie np. w postaci od- 5 ksztalcen i szybszego zuzycia mechanizmów obra¬ biarki i narzedzi. Programowanie wartosci szyb¬ kosci zmian predkosci posuwów tj. w naszym przypadku wartosci przyspieszenia lub opóznienia ruchu pozwala wplywac na przebieg tego rpocesu 10 przejsciowego i dostosowac go do mozliwosci wy¬ konawczych danej obrabiarki, jej serwomechaniz¬ mu napedowego oraz cech fizycznych i konfigu¬ racji obrabianego przedmiotu.Schemat blokowy ukladu wedlug wynalazku, slu- 15 zacy do realizacji sposobu programowego stero¬ wania predkosci ruchu jest przedstawiony w przy¬ kladowym wykonaniu na rysunku jako fig. 1. Na fig 2 przedstawiono strukture slowa roboczego.Jak uwidoczniono na rysunku (fig. 1) uklad skla- 20 da sie z czterech zasadniczych podzespolów cyfro¬ wych sprzegnietych ze soba — integratora 1 przy¬ spieszenia lub opóznienia, integratora 2 predkosci biezacej, komparatora 3 i rejestru 4 programowa¬ nej predkosci koncowej. Wyjscie rejestru 4 jest 25 dolaczone do komparatora 3 za posrednictwem je¬ go wejscia 5, a wyjscie rejestru funkcji podcal¬ kowej integratora 2 z wejsciem 6 tego kompara¬ tora. Wyjscia 7, 8 i 9 steruja odpowiednio: inte¬ grator 1, za posrednictwem bramki 10* i wejscie 30 integratora 2. Wyjscie 11 integratora 2 predkosci biezacej jest podane na wejscie urzadzenia 12 ge¬ neracji programowanego odcinka toru bezposred¬ nio, lub za posrednictwem dzielnika skali 13. Ka¬ nal informacyjny 14 laczy integrator 1 z wejsciem 35 integratora 2.Sposób bedacy przedmiotem wynalazku zostanie blizej wyjasniony na przykladzie dzialania opisa¬ nego ukladu. Uklad ten jest programowany za po¬ srednictwem urzadzenia wejsciowego zadajacego 40 program 15 i pulpitu sterujacego 16. Wartosc licz¬ bowa proporcjonalna do predkosci koncowej ru¬ chu jest wprowadzana do rejestru 4 kanalem 17, za posrednictwem bramki 18, sterowanej sygna¬ lem 19. Liczba proporcjonalna do wartosci bez- 45 • wzglednej przyspieszenia, lub opóznienia ruchu jest dostarczana do ukladu kanalami 20 lub 21, odpowiednio na wejscia bramek 22 lub 23 stero¬ wanych sygnalami 24 i 25, i za posrednictwem bramki 26 podana na wejscie 27 rejestru funkcji 50 podcalkowej integratora 1. Praca ukladu jest ste¬ rowana sygnalami taktujacymi z urzadzenia 28 sterowania czasowego, lub zegara. Sygnal taktu¬ jacy 29 jest rozkazem wykonania cyklu iteracyj- nego calkowania przez integrator 2. Integrator 2 55 zawiera w rejestrze funkcji podcalkowej wartosc liczbowa wprost proporcjonalna do predkosci bie¬ zacej sterowanego ruchu. W trakcie pracy urza¬ dzenia integrator 2 generuje na wyjsciu 11 przy¬ rosty wartosci calki, które moga byc wykorzystane 60 bezposrednio lub w dowolnej programowanej ska¬ li, za posrednictwem dzielnika 13 jako przyrosty drogi, przez urzadzenie 12 generacji programo¬ wanego odcinka toru, lub interpolator drogi. W czasie kazdego cyklu pracy integratora 2 zawar- 65 tosc jego rejestru funkcji podcalkowej z wyjscia5 73 450 6 6 jest porównywana w komparatorze 3 z zawar¬ toscia rejestru 4 z jego wyjscia 5. W wyniku ope¬ racji porównywania tych dwóch liczb w kompa* ratorze 3 sa tworzone i zapamietywane przez okres czasu trwania nastepnego cyklu pracy urzadzenia — sygnaly logiczne 7, 8 i 9. Jesli zawartosc reje¬ stru 4 i rejestru funkcji podcalkowej integratora 2 sa niejednakowe wówczas sygnal 7 przyjmuje wartosc logiczna np. „1", co otwiera w kolej¬ nym cyklu, bramke 10 dla sygnalów 30 z wyjscia dzielnika 31, które pojawiaja sie w kanale 32 jako rozkazy wykonania operacji calkowania przez integrator 1. Na skutek tego w nastepnym cyklu zegarowym integrator 1 wykona operacje itera- cyjnego calkowania. Integratory 1 i 2 sa sprzegniete ze soba w taki sposób, ze przyrosty wartosci calki generowane na wyjsciu 14 integra¬ tora 1 sa akumulowane w rejestrze funkcji pod¬ calkowej integratora 2. Znak przyrostów okreslaja wartosci logiczne sygnalów 8 i '9. Przykladowo zalózmy, ze liczba pamietana w rejestrze 4 jest mniejsza co do wartosci niz liczba znajdujaca sie w rejestrze funkcji podcalkowej integratora 2 i, ze w tym przypadku komparator 3 produkuje sy¬ gnal 9 o wartosci logicznej ,1" i sygnal 8 o war¬ tosci logicznej „0". Spowoduje to, ze przyrost ge¬ nerowany w kolejnym cyklu przez integrator 1 na wyjsciu 14, zostanie odjety od poprzedniej za¬ wartosci rejestru funkcji podcalkowej integratora 2, na skutek czego zmniejszy sie wartosc liczbowa pamietana w tym rejestrze. Jesli liczba z rejestru 4 jest nie mniejsza co do wartosci od liczby znaj¬ dujacej sie w rejestrze funkcji podcalkowej in¬ tegratora 2, to sygnal 8 z komparatora przyjmie na czas trwania nastepnego cyklu wartosc logicz¬ na „1", a sygnal 9 — wartosc „0". Spowoduje to, ze kolejny przyrost z integratora 1 zostanie do¬ dany do poprzedniej zawartosci rejestru funkcji podcalkowej integratora 2, wskutek czego zwiek¬ szy sie wartosc liczbowa przechowywana w tym rejestrze. Takie oddzialywanie sygnalów 7, 8 i 9 na uklad z rysunku fig. 1, przy zalozeniu nie zerowej wartosci rejestru funkcji podcalkowej in¬ tegratora 1 powoduje, ze kazda róznica zawartosci rejestrów 4 i integratora 2, a wiec wartosci licz¬ bowych wprost proporcjonalnych odpowiednio do programowanej predkosci koncowej i predkosci biezacej ruchu, jest niwelowana w taki sposób, ze wartosc liczbowa z rejestru funkcji podcalko¬ wej integratora 2 jest zmieniana w sposób ciagly, równomiernie w czasie, z programowana szybkos¬ cia, zblizajac sie do wartosci proporcjonalnej do programowanej predkosci koncowej. Przy zaloze¬ niu stalosci czestotliwosci sygnalów taktujacych z urzadzenia sterowania czasowego 28 szybkosc zmian predkosci biezacej zalezy od programowa¬ nej wartosci proporcjonalnej do przyspieszenia lub opóznienia ruchu z rejestru funkcji podcalkowej integratora 1 i stosunku podzialu programowane¬ go dzielnika 31. W takcie zegarowym, w którym nastepuje zrównanie sie wartosci liczbowych pro¬ porcjonalnych do predkosci biezacej i koncowej, co jest wykrywane i pamietane przez komparator 3, sygnal 7 przyjmuje wartosc logiczna „0" blo¬ kujac bramke 10 dla sygnalów rozkazu wykonania operacji calkowania przez integrator 1. Wskutek tego integrator 1 przestaje generowac przyrosty, a zawartosc rejestru funkcji podcalkowej inte¬ gratora 2 nie ulega zmianie, az do momentu wy¬ krycia przez komparator 3 róznicy predkosci na skutek wprowadzenia przez urzadzenie wejsciowe zadajace program 15 nowej wartosci predkosci koncowej, róznej od poprzedniej.Zastosowana w urzadzeniu struktura slowa ro¬ boczego wedlug której czesc mniej znaczaca slo¬ wa 33 z rysunku (fig. 2) stanowi slowo integra¬ tora 1, a bardziej znaczaca 34 — slowo integra¬ tora 2, pozwala zminimalizowac uklad urzadzenia i budowac integratory 1 i 2 na wspólnych podze¬ spolach, a przez to zmniejszyc koszt budowy urza¬ dzenia sterujacego. PL PL

Claims (6)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób programowego sterowania predkosci przesuniec czesci ruchomych precyzyjnych przy¬ rzadów i maszyn, zwlaszcza obrabiarek, znamien¬ ny tym, ze wartosc predkosci koncowej i przy¬ spieszenia lub opóznienia programowanego ruchu, po dowolnym, zdefiniowanym odcinku toru, okresla sie za pomoca danych liczbowych i wprowadza do bloku informacji wejsciowej do sterowania te¬ go ruchu.

2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze generacje przyrostów drogi w ukladzie generacji (12) programowanego odcinka toru, przeprowadza sie w integratorze cyfrowym (2), którego rejestr funkcji podcalkowej zawiera liczbe wprost pro¬ porcjonalna do predkosci biezacej ruchu, mody¬ fikowana przez wartosci przyrostów generowanych przez integrator cyfrowy (1) z rejestrem funkcji podcalkowej, zawierajacym liczbe wprost propor¬ cjonalna do programowanego przyspieszenia lub opóznienia ruchu.

3. Sposób wedlug zastrz. 1 i 2, znamienny tym, . ze modyfikacja wartosci liczbowej, proporcjonal¬ nej do predkosci biezacej ruchu, przebiega w ko¬ lejnych cyklach urzadzenia (28) sterowania czaso¬ wego i ma miejsce tylko w przypadkach wysta¬ pienia róznicy miedzy wartosciami liczbowymi proporcjonalnymi do predkosci biezacej z integra¬ tora (2) i programowanej predkosci koncowej z re¬ jestru (4), przy czym przyrosty z integratora (1) modyfikujace zawartosc rejestru funkcji podcal¬ kowej integratora (2) maja znak róznicy liczb pa¬ mietanych odpowiednio w rejestrze (4) progra¬ mowanej predkosci koncowej i rejestrze funkcji podcalkowej integratora (2).

4. Sposób wedlug zastrz. 1, 2 i 3, znamienny tym, ze z urzadzenia sterowania czasowego (28) podaje sie sygnal rozkazu operacji calkowania, który za posrednictwem nastawianego lub programowanego dzielnika skali (31) i bramki (10) steruje wejsciem (29) integratora (2) i wejsciem (32) integratora (1).

5. Sposób wedlug zastrz. 1, 2, 3 i 4, znamienny tym, ze z czesci (33) mniej znaczacej, dajacej im¬ puls z integratora (1) i czesci (34) bardziej zna¬ czacej dajacej impuls z integratora (2) tworzy sie strukture slowa roboczego. 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 6073 459

6. Uklad do stosowania sposobu wedlug zastrz. 1, 2, 3, 4 i 5, znamienny tym, ze ma cyfrowy in¬ tegrator (1) przyspieszenia lub opóznienia z wyj¬ sciem polaczonym z wejsciem cyfrowego integrato¬ ra (2) predkosci biezacej, oraz komparator (3) z dolaczonymi wyjsciami rejestru (4) programowa¬ nej predkosci koncowej i rejestru funkcji podcal¬ kowej integratora (2), przy czym jedno z wyjsc te- 8 go komparatora jest dolaczone do wejscia bramki (10) sterujacej integrator (1) a pozostale wyjscia sa dolaczone do wyjscia integratora (1) lub wejscia integratora (2), którego wyjscie jest polaczone z wejsciem urzadzenia (12) generacji programowa¬ nych odcinków toru lub interpolatora drogi bez¬ posrednio lub za posrednictwem programowanego dzielnika (13). 31 T I l 29 SP 28 I 26 16 2 r 13 \— ¦ZJ ZS~ 15 Fig. 1 Jl_ 35 Fig 2 Cena 10 zl W.D.Kart. C/1266/74, 115+15, A4 PL PL