RU1774309C - Устройство дл автоматического управлени вращением объекта - Google Patents

Abstract

Назначение устройства состоит в том, что оно может быть использовано дл  управлени  вращением инструментальных магазинов многооперационных станков с ЧПУ при поиске инструментов. Сущность устройства заключаетс  в том, что в области применени  определени  кратчайшего направлени  вращени  в устройство ввод тс  мультиплексор и схема сравнени  кодов, а также измен етс  функциональное назначение триггеров и счетчиков, первый определ ет кратчайшее направление вращени , а второй - число шагов перемещени  в исходную позицию, причем коды выходов счетчиков, коммутируемые триггером режимов и мультиплексором, сравниваютс  схемой совпадени  с кодом подлежащей поиску позиции. 3 ил.

Description

СЛ

С

Изобретение относитс  к области автоматического управлени  промышленными механизмами и может быть использовано, например, дл  управлени  вращением инструментальных магазинов многооперационных станков с ЧПУ при поиске инструмента.

Известна счетно-импульсна  система программного управлени , содержаща  генератор импульсов, счетчик импульсов и по- следовательно соединенные датчик перемещени , подключенный к логическому блоку; реверсивный счетчик; блок сравнени , св занный с блоком ввода программы и логическим блоком, который подключен к генератору импульсов, блоку ввода и исполнительному органу.

Недостатком системы  вл етс  сложность структурной реализации и св занный с этим определенный уровень надежности,

Известно устройство дл  управлени  положением объекта, вз тое в качестве прототипа и содержащее блок управлени  объектом, блок задани  программы, генератор пачки импульсов, кольцевой счетчик на сложение, датчик перемещени  объекта, кольцевой счетчик на сложение, датчик перемещени  объекта, кольцевой счетчик на вычитание, два триггера и два ключа.

Недостатком известного устройства  вл етс  невозможность управлени  реверсивным вращающимс  объектом.

Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей, заключающихV|

2

СО О Ч)

с  в формировании сигналов кратчайшего направлени  вращени  ПО или ПРОТИВ часовой стрелки.

Указанна  цель достигаетс  тем, что в устройство ввод тс  мультиплексор и схе- ма совпадени  кодов, а также измен етс  функциональное назначение триггеров и счетчиков, первый определ ет кратчайшее направление вращени , а второй число шагов перемещени  в исходную позицию, причем коды выходов коммутируемые триггером режимов мультиплексором, сравниваютс  схемой совпадени  с кодом подлежащей поиску позиции.

Сопоставительный анализ с прототи- пом, определение числа шагоо в котором осуществл етс  последовательной работой двух генераторов и счетчиков и управл ющим только объектом с однонаправленным вращением, говорит о соответствии за вл - емого технического решени  критерию новизна .

Анализ известных решений и аналогов в области систем управлени  инструментальными магазинами или любыми другими враа ающимис  позиционными объектами, позвол ет сделать вывод об отсутствии в них признаков, сходных с существенными отличительными признаками в за вл емом устройстве, и признать за вл емое реше- ние соответствующим критерию существенные отличи .

На фиг.1 показана блок-схема за вл емого устройства; на фиг.2 - диаграммы работы устройства; на фиг.З - аппликаци  объекта дл  , где код позиции в исходном состо нии N(ncx) 3, код позиции подлежащий поиску 7.

Устройство дл  автоматического управлени  вращением объекта содержит задат- чик 1, формирующий в двоично-дес тичном (ВСД) коде номер позиции объекта, подлежащий поиску и сигнал ПУСК, Обычно это устройство ЧПУ, где код задани  номера инструмента задаетс  по технологическому адресу Т (Т01, Т02. Т04, Т08, Т10, Т20, Т40 и Т80); генератор 2 пачки импульсов ГПИ, генерирующий по сигналу Пуск пачку импульсов , число которых равно N2, где N - число позиций объекта (например, гнезд ин- струментального магазина); кольцевой ВСД-счетчик 3 на сложение объемом равным числу позиций объекта V N и используемый дл  определени  направлени  вращени  по кратчайшему пути; датчик 4 положени  объекта, представл ющий собой контактный или бесконтактный путевой выключатель , генерирующий импульс на каждом шаге вращени  объекта; реверсивный ВСД-счетчик 5 объемом N, предназначенный дл  идентификации кода позиции объекта , наход щегос  в исходном положении; мультиплексор 6, управл емый триггером 8 режимов и коммутирующий выходы счетчиков 3 и 5 на вход схемы 6 совпадени  кодов; схему 7 совпадени  кодов; триггер 8 режимов работы (определени  кратчайшего направлени  вращени  и определени  числа шагов вращени ); логические 9, 10, 11 элементы И (ключи); управл ющий триггер 12; исполнительный орган 13; объект 14 (инструментальный магазин).

Перечисленные элементы устройства в статическом состо нии св заны между собой следующим образом,

ВСД код задатчика 1 (код Т) поступает на первый вход схемы 7 совпадени  кодов, на второй вход которой через мультиплексор 6, управл емый сигналами Р1 (режим 1 - определение кратчайшего направлени  вращени ) и Р2 (режим 2 - Определение числа шагов вращени ) формируемыми триггерами 8 режимов, поступают выходные коды кольцевого в ВСД-счетчика на сложение или реверсивного 5 ВСД-счетчика, выход последнего через схему 9 первого логического элемента И св зан также со вторым входом (начальной установке) кольцевого 3 ВСД-счетчика, на первый вход которого подаетс  пачка N/2 импульсов с генератора 2, выход дл  последнего N/2 импульса генератора 1 управл ет сбросом триггера 8 режимов работы, установка которого осуществл етс  по сигналу Пуск. На первый вход реверсивного 5 кольцевого ВСД-счетчика поступают импульсы датчика 4 положени  объекта, а по второму входу поступают импульсы датчика 4 положени  объекта, а по второму входу счетчика 5 осуществл етс  его первична  установка перед началом работы (заноситс  код позиции объекта наход щийс  в исходном состо нии ), выход схемы 7 совпадени  соединен с первыми входами второго 10 и третьего 11 логических элементов И, на вторые входы которых поступают сигналы Р1 и Р2 с триггеров 8 режимов работы, соответственно. Выход второго 10 логического элемента И включает управл ющий триггер 12, а выход третьего логического элемента И осуществл ет сброс управл ющего триггера 12 и формировани  сигнала остановки. Выходные сигналы устройства ПО - вращение по часовой стрелке, ПРОТИВ - вращение против часовой стрелки, ОСТ - остановка (аналог числа шагов) и ВРАЩ - вращени  поступают соответственно, на первый, второй, третий и четвертый входы исполнительного органа инструментального магазина 14 (объекта).

Устройство работает следующим образом (см.фиг.2):

При включении питани  сигналами начальной установки (НУ) взводитс  триггер 8 режимов работы: Р1 Р2(ВРАЩ) О, а также сбрасываетс  управл ющий триггер; ПО О, ПРОТИВ 1,

Далее оператор при гГомощи устройства преднабора заносит в реверсивный ВСД- счетчик 5 код позиции объекта, наход щегос  в исходной позиции. Устройство готово к автоматической работе.

По команде задатчика 1 формируетс  ВСД - код задани  позиции объекта, подлежащей поиску (код Т) и сигнал Пуск, под действием которого осуществл етс  следующее:

-начальный код реверсивного 5 ВСД - счетчика переписываетс  в кольцевой ВСД- счетчик 3;

-триггер 8 режимов устанавливаетс  (первый раз подтверждаетс ) в состо ние Р1 1, Р2 0, подготавлива  выполнение режима 1 определени  направлени  вращени ;

-запускаетс  генератор 2 пачки N/2 импульсов.

С каждым импульсом содержимое кольцевого 3 ВСД-счетчика увеличиваетс  на единицу и через мультиплексор поступает на схему 7 совпадени  кодов, где сравниваетс  в кодом Т от задатчика 1,

Мультиплексор б реализует логическое управление

ВЫХ МП Код С4(+)-Р1 + Код КА-Р2, где код С4(+) - ВСД-код счетчика 3

код КА - код командоаппарата, идентифицирующего фактическое положение объекта (командоаппаратом  вл етс  датчик 4 положени  объекта и реверсивный 5 ВСД- счетчик.

Поскольку Р1 1, а Р2 0, то

ВЫХМП КОДС4(+)

Схема 7 совпадени  реализует логическое уравнение:

СОВП 1 (Код Т НЕ ВЫХ МП) или в режиме 1:

СОВП 1 Код Т Код С4(3).

Если позици  объекта, подлежащего поиску (см,фиг.З) находитс  в правой половине относительно исходной позиции, то за N/2 импульсов генератора об зательно сформируетс  сигнал СОВП 1 1, выходной сигнал 10 логического элемента И равен единице СОВП Р1-1-1 - 1.

Управл ющий триггер 12 формирует сигнал вращени  по часовой стрелке.

Если же позици  объекта, подлежащего поиску находитс  в левой половине относительно исходной позиции, то за N/2 импульсов сигнал СОВП 1 не формируетс , управл ющий триггер 12 остаетс  в сброшенном состо нии, формиру  сигнал вращени  про- тив часовой стрелки.

Задержанный последний N/2 - импульс пачки сбрасывает триггер 8 режимов работы: Р1 0, Р2 1, формиру  режим 2 - определение числа шагов. При этом:

-снимаетс  сигнал совпадени  СОВП 1

-мультиплексор 6 переключаетс  на передачу кода командоаппарата КА:

- импульс Вращение через исполнительный орган 13 включает движение объекта по выбранному ранее кратчайшему направлению;

-при вращении объекта, с каждым ша- гом, по сигналу датчика 4 положени 

объекта, состо ние реверсивного 5 ВСД- счетчика увеличиваетс  (ПО 1) или уменьшаетс  (ПРОТИВ 1) на единицу.

На каждом шаге осуществл етс  сравнение кода задани  (КОД Т) с кодом фактического положени  объекта (код КА) . СОВП 2 - (Код Т Код КА).

Вращение магазина происходит до тех пор, пока код командозппарата не совпадает с кодом задани , что говорит о том, что нужна  позици  находитс  в исходном положении. При этом логический 11 элемент И формирует сигнал остановки ОСТ СОВП2-Р2.

Магазин останавливаетс , одновременно сбрасываетс  управл ющий триггер 12 и устанавливаетс  триггер 8 режимов работы.

Устройство готово к новому циклу работы .

Все блоки устройства выполнены на типовых известных элементах, принципы построени  которых широко описаны в специальной и учебной литературе. Например , структуры построени  генераторов, счетчиков, мультиплексоров, схем совпадени  кодов, элементов пам ти приведены в таких книгах, как Самофалов К.Г., Корнейчук В.П., Тарасенко В.П.Электронные цифровые вычислительные машины. Высша  школа , 197бг; Будиннский Я. Логические цепи 8 цифровой автоматики. Энерги , 1978; Титце Ч., Шенк К. Полупроводникова  схемотехника , Мир, 1983; Цифровые вычислительные

машины (элементы, узлы и устройства машины )./ Под редакцией Г.Н.Соловьева. Ато- миздат. 1977г,

По этой причине приводить их конкретную реализацию нет необходимости.

Задатчик 1 это может быть наборное поле из контактных (например, тумблеров или галетных выключателей) или бесконтактных элементов выполнени  в ВСД-коде. Дл  станка с ЧПУ - это выходы любого про- мышленного устройства числового программного устройства.

Датчик 10 позици  - это любой промышленный контактный путевой выключатель.

Исполнительный орган 13 выполн етс  индивидуально дл  конкретного исполнени  механической части объекта и его привода , электрического или гидравлического. Дл  предмета изобретени  его реализации значени  не имеет. Схемы управлени  и стыковки промышленных регулируемых электроприводов приведены, например, в книгах: Чернов Е.А., Кузьмин В.П., Синичкин С.Г. Электроприводы подач станков с ЧПУ. Справочное пособие. ВВКИ, 1986; Чернов Е.Л., Кузьмин В.П.Комплектные электроприводы станков с ЧПУ Справочное пособие. ВВКИ, 1989г.

Экономический эффект от внедрени  за вл емого изобретени  по сравнению с прототипом достигаетс  за счет уменьшени  времени позиционировани  объекта в заданную позицию в св зи с вращением по кратчайшему пути. Эффект возрастает с ростом числа позиций вращающегос  объекта. В результате - повышение показателей качества и производительности работы.

Ориентировочна  потребность народного хоз йства в подобных устройствах может составить тыс чи штук в год.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  автоматического управлени  вращением объекта, содержащее за- датчик программы, генератор импульсов, датчик положени  объекта, первый и второй

   счетчики импульсов, триггер режимов и управл ющий триггер, первый и второй элементы И, а также исполнительный орган, о т- личающеес  тем, что, с целью определени  кратчайшего направлени  вращени , оно содержит мультиплексор, схему сравнени  кодов и третий элемент И, причем первый выход задатчика программы соединен с первым входом схемы совпадени  кодов, второй выход- задатчика программы соединен с входом пуска генератора импульсов и с входом установки режимов триггера, первый выход генератора импульсов соединен со счетным входом первого счетчика импульсов , а второй - с входом сброса режимов триггера, выходы первого счетчика импульсов соединены с первой группой информационных входов мультиплексора, а выход второго счетчика импульсов - с второй группой информационных входов мультиплексора и с группой входов первого элемента И, выход которого соединен с установочным входом первого счетчика импульсов , выход схемы сравнени  кодов соединен с первыми входами второго и третьего элементов И, вторые входы которых , а также первый и второй управл ющие входы мультиплексора подключены к пр мому и инверсному выходам триггера режимов соответственно, выход второго элемента И подключен к входу установки управл ющего триггера, а выход третьего элемента И подключен к входу сброса управл ющего триггера, пр мой и инверсный выходы которого соединены с первым и вторым входами задани  режимов исполнительного органа, причем третий и четвертый входы задани  режимов подключены к выходу третьего элемента И и инверсному выходу триггера режимов соответственно.

   МдГ

   Триггер налреб/гени 

   Л0