SU1069975A1 - Формирователь управл ющих сигналов дл копировальных станков - Google Patents

Description

2.Формирователь по п. 1, о т ли .чающийс  тем, что, с целью повышени  надежности в работе,анализатор входных воздействий содержит в каждом канале последовательно соединенные пороговый элемент и элемент И-НЕ, выход которого соединен с вторым входом элемента И-НЕ другого канал а, входы пороговых элементов подключены к соответству ощим входам анализатора входных воздействий-..

3. Формирователь по п. 1, отличаю щ-ги и с   тем, что анализатор экстремальных значений содержит в каждом канале пороговый элемент, через одновибратор подключенный к выходу анализатора экстремальных значений, входы пороговых элементов соединены с соответствующими входами анализатора экстремальных значений . .

Изобретение относитс  к система автоматизации производственных про цессов и может быть использовано в системах управлени  технологичес кими процессами, управл емыми от .одного входного воздействи , напри мер, при кoпиpofeaнии замкнутого контура на станке с программным управлением., Известна двухканальна  след ща  система, содержаща  измеритель рассогласовани , датчик обратной, св зи, сумматоры, пороговый элемент , датчик рассогласовани , компенсирующий блок, формирователь скоростного корректирующего сигнала и запоминающий блок til. Однако в указанной след щей системе сигнал, пропорциональный заданной ошибке слежени , запоминаетс  блоком пам ти на все врем  слежени  независимо от величины входного воздействи .Это сужает область применени  системы, так ка в процессе слежени  за входным воздействием возникает необходимос запоминать его изменени  на неогра ниченное врем , например при слежении за входным воздействием в процессе копировани , Наиболее близким техническим решением к предлагаемому  вл етс  запоминающее устройство, содержащее автогенератор, соединенный выходом с накопительным конденсатором , пороговым устройством и эмиттерным повторителем, соединенным с вторым входом порогового устройства и выходным конденсатором, напр жение на котором Определ ет порог срабатывани  порогового устрой ства, а оно, в свою очередь,- ограничивает амплитуду напр жени  на накопительном конденсаторе. Поэтому при определенном соотношеНИИ напр жений на этих конденсаторах (почти равенстве / устройство находитс  в -равновесии и снимаемое с выходного конденсатора напр жение поступает на регулирующий элемент. Изменение напр жени  на выходе производитс  путем уменьшени  входного сопротивлени  по одному из двух управл ющих входов Меньше или Больше порогового устройства. При уменьшении входного сопротивлени  по входу Меньше выходной конденсатор начинает разр жатьс , а напр жение с|)абатывани  порогового ус ройства-падать. При уменьшении входного сопротивлени  по входу Больше напр жение срабатывани  порогового устройства возрастает в результате увеличени  амплитуды напр жени  автогенератора на накопительном конденсаторе и увеличении тока подэар да выходного конденсатора через эмиттерный повторитель. Если оба управл ющих входа порогового устройства будут иметь высокое входное сопротивление, изменение напр жени  на выходном конденсаторе , прекращаетс  и запоминающее устройство будет поддерживать его неизменным 2. Недостаток известного устройства обусловлен узкой областью применени , (осуществл етс  только запоминание положени  регул тора ). Цель изобретени  - расширение области применени  формировател  путем запоминани  на неограниченное врем  параметра регулировани  объектом в области, ограниченной заданным режимом, и автоматического переключени  режима работы объекта управлени  при выходе параметра регулировани  за область ограничени . Поставленна  цель достигаетс  тем, что в формирователь управл ющих сигналов дл  копировальных станков. Содержащий автогенератор напр жени , первый выход которого через эмиттерный повторитель соединен с первым вьшодом первого накопительного конденсатора; подключенным к выходу nopijroBofo элемента , второй выход - с первым выводом второго накопительного конденсатора , подключенным к первому входу порогового элемента, вторые . 5 выводы первого и второго накопительных конденсаторюв соединены с нулевой шиной, введены анализатор входных воздействий, первый ключ и последовательно соединенные за- 10 датчик эталонных напр жений, анализатор экстремальных значений, второй ключ, реверсивный счетчик и дешифратор, первый выход которого соединен с управл ющими входами 5 первого и второго ключей, а второй, выход -/с выходом формировател , второй выход задатчика эталонных напр жений, соединен с входом анализатора входных воздействий, выходы 2п которого через первый ключ соединены с вторыми входами порогового элемента,

С целью повышени  надежности формировател  в работе анализатор jc входных воздействий содержит в каждом канале последовательно соединенные пороговый элемент и элемент И-НЕ, выход которого соединен с вторым входом элемента И-НЕ другого канала, входы пороговых эле- ментов подключены к соответствующим входам анализатора входных воздействий .

Кроме того, анализатор экстремальных значений содержит в каждом 35 канале пороговый элемент, через од- новибратор подключенный к выходу анализатора экстремальных значений, входы -пороговых элементов соединены с соответствующими входами анали- 40 затора экстремальных значений.

На фиг. 1 изображена структурна  схема формировател  управл кнцйх сигналов дл  копировальных станкову на фиг. 2 - структурна  схема след - 45 ей системы управлени  станком с программным управлением, работаюим в режиме копировани  с подклю- -, ченным к ней формирователем управ ющих сигналов; на фиг. 3 - схема CQ Ьбхода контура детали;.на фиг. 4 схема анализатора входных воздействий; на фиг. 5 - схема анализатора

экст ремальных значений.

. -. . . , . - .

Формироддтель содержит анализатор 55 i входных воздействий, первый ключ 2, запоминающий блок 3, содержащий автогенетатор 4, второй накопительный конденсатор 5, пороговый элемент 6, эмиттерный повторитель 7 и первый Q накопительный конденсатор 8, анализатор 9 экстремальных значений, второй ключ 10, реверсивный счетчик 11, дешифратор 12 и задатчик 13 этгшонных напр жений.-Формирователь подключен (фиг. 2j к системе управлени  станком с программным управлением 14, содержащей блок 15 задани  скорости, электронный коммутатор 16, блок 17 импульснфазовых преобразователей, блок 18 тиристорных преобразователей, приводы 19 подач станка и копировальный прибор 20.

Анализатор 1 входных воздействи  (фиг. 4 / содержит пороговые эл;ёмент 21 и 22, выполненные, например, по схеме триггера йЫитта, и элементы И-НЕ 23 И. 24.

Анализатор 9 экстремальных значений (фиг, 5) содержит пороговые элементы 25 и 26 и одновибраторы 27 и 28.

На фиг. 1, 2, 4 и 5 обозначены напр жение U входного воздействи  jпосто нного тока, напр жени  ,Ug g 14 Д4 посто нного тока от задатчика, определ ющие точность слежени  за входным воздействием, напр жени  Ц max -эпчп: посто нного тока от задатчика, ограничивающие область экстремальных значений контролируемого параметра, напр жение 1/ц посто нного тока на запоминающего устройства, сигнал N на переключение режима работы формировател  и объекта.управлени , которым , например, может служить станок с программным управлением 14, работающим в режиме копировани  и содержащим блок 15 задани  скорости электронный коммутатор 16, блок 17 импульсно-фазовых преобразователей, блок 18 тиристорных преобразователей , приводы 19 подач и копировальный прибор 20.

Принцип работы формировател  управл ющих сигналов при использовании его в след щей системе управлени  станком с программным управлением , работающим в режиме копировани .

В процессе .копировани  изменение наклона поверхности копира контролируетс  электроразр дным датчиком копировального прибора 20, выходное напр жение которого, пропорциональное величине электроразр дного промежутка между датчиком и копиром, поступает в анализатор 1 где сравниваетс  по величине на пороговых элементах 21 и 22 (фиг.4) с заданным по точности копировани  йS напр жени  Ug д, и Ug g . По результатам сравнени  указанных напр жений На выходе анализатора 1 вырабатываетс  сигнал Больше или Меньше в виде низкого выходного сопротивлени  по соответствующему входу Б или М запоминактего блока 3, в результате чего измен етс  величина выходного напр жени  U ,

 вл ющегос  функцией искомого угла. копировани  (ij .

При копировании поверхности с постёййным углом копировани Ьх (позици  а на фиг.З ) все узлы форйй|;бв атбЯЯ управл к цих сигналов наход тс  в устойчивом состо нии,

при этом ошибка слежени  €доп напр жение Up..tK.U g , на выходах Б., и М анализатора 1 высокий потенциал , соответствующий высокому выходному сопротивлению, напр жение ufi пропорционально величине угла oL и находитс  в пределах иэт,, выходах + и - анализатора 9 счетные импульсы отсутствуют а -состо ние реверсивного счетчика 11 и дешифратора 12 соответствуют режиму работы след щей системы в четвертом квадранте плоскости XY. Напр жение U воздействует на вход аналого-цифрового преобразовател  блока 15 задани  скорости, на выходе которого частота F,к импульсов унитарного кода по координатам X, Y пропорциональна текущему .углу копировани  ot, . Импульсы унитарного кода, проход  через коммутатор 16, поступают на вычитающие входы импульснофазовых преобразователей блока 17 кординат X, У,,величина и направлени фазового сдвига которых определ ют скорость и направление перемещени  приводов 19 подач станка, управл емых через блок 18 тиристорных преобразователей .

В позиции 01 крутиз 1а поверхност имеет экстремальную точку, в которой направление перемещени  по координате S измен етс  на положительное , соответствующее работе в третьем квадранте плоскости XY. Уменьшение обц при обкатке угла вызывает увеличение ошибки вследствие запаздывани - след щей системы. Рассто ние между датчиком копировального прибора 20 и -копиром увеличиваетс  пропорционально ему увеличиваетс  напр жение , и при U Ug g срабатывает пороговый элемент 21, который высоким потенциалом на выходе переводит выход элемента И-НЕ 23 в нулевое состо ние. Обусловленное этим низкое сопротивление по входу Б запоминающего блока 3 включает через размыкающие контакты ключа 2 пороговый элемент 6, который повышает напр жение порога срабатывани  путем увеличени  амплитуды напр жени  автогенератора 4 на накопительном конденсаторе 5. В результате увеличиваетс  ток подзар дки накопительного конденсатора 8 «ерез эмиттерный повторитель 7, повышаетс  напр жение УН . Изменение напр жени  UK воздействует через блок 15 задани  скорости и коммутатор 16 на входы блока 17 импульснофазовых преобразователей, у которых величина угла фазового сдвига по координате .Х увеличиваетс , а по координатеУуменьшаетс . Пропорционально фазовому сдвигу измен ютс  скоростиприводов 19 подач станка. Увеличение скорости по X и уменьшение по Y измен ет направление вектора результирующей скорости в сторону уменьшени  рассто ни  между датчиком копировального прибора 20 копиром. Ошибка слежени  уменьшаетс , уменьшаетс  напр жение 0 , которое npnU..(Lgприводит к выключению порогового элемента 21, низкий выходной потенциал которого переводит выход элемента И-НЕ 23 в единичное состо ние. Его высокое выходное сопротивление выключает пороговый элемент б, который запоминает уровень выходного напр жени  и на конденсаторе 8 как уровен его порогового напр жени . Аналогична  картина происходит до тех пор, пока датчик копировального прибора 20 не выйдет в экстремальную точку Ъ , в которой скорость по координате Y станет равной нулю а напр жение U близким к напр жению Uj |j,j,,y. Дальнейшее перемещение на экстремальную точку увеличивает рассто ние между датчиком копировального П5)ибора 20 и копиром так.как наклон поверхности копира измен етс  в обратную сторону. Напр жение Ujv увеличиваетс  и при и : Up g срабатывает пороговый элемент 21, который приводит к понижению сопротивлени  по входу Б запоминающего блока 3. Пороговый элемент 6 срабатывает по входу 5 и увеличивает напр жение к , которое приводит к срабатыванию порого го элемента 25, выходной потенциал которого передним фронтом запускает одновибратар 27. Сформированный им импульс поступает через размыкаквдие контакты ключа 10 на Вычитающий счетный вход счетчика 11, состо ние которого уменьшаетс  на единицу, и на выходе дешифратора 12 формируетс  команда N коммутатору 16 на переключение входа импульсно-фазового преобразовател  блока 17 по координате Y с вычитакмдегб на суммирующий. Направление фазового сдвигастановитс  положительным , и перемещение по координате происходит в положительном направлении -fY . Одновременно дешифратор 12 формирует команду на включение ключей 2 и 10. Ключ 2 через замыкающие контакты подключает выход Б анализатора 1 к входу М порогового элемента 6 и выход М к вхду Б . Ключ 10 через размыкающие контакты подключает выход - анализатора 9 к входу + счетчика11 а выход + к входу -. Низкое сопротивление по входу /И порогового устройства 6 уменьшает напр жение UK , которое при U(Jj| выключает пороговый элемент 25 и уменьшает величину фазового сдвига а следовательно, и скорость по координате X и увеличивает по координате Y . Рассто ние между датчиком копировального прибора 20 и копиром уменьшаетс ,.уменьшаетс  напр жение U , и при выключаетс  пороговый элемент 21, который низким потенциалом на выходе , переводит выход элемента И-НЕ 23 в единичное состо ние. Высокое сопротивление по входу Л выключает пороговый элемент 6, которое запоминает напр жение U .как функцию текущего угла df( и сохран ет его неизменным до изменени  наклона копируемой поверхности.

В позиции С поверхность копира имеет экстремальную точку, копирование из которой производитс  в четвертом квадранте плоскости XY . В экстремальной точке скорость по координате Y равна нулю, а напр жение и близко к УЗ . Дальнейшее перемещение за экстремальную точку уменьшает рассто ние между датчиком копировального прибора 20 и копиром. Напр жение сГ уменьшаетс , и ерабатывает пороговый элемент 22, который переводит выход элемента И-НЕ 24 в нулевое состо ние. Низкое сопротивление по входу Б включает пороговый элемент 6, в результате чего напр жение Uj. увеличиваетс  и прии,и .срабатывает пороговый элемент 25, который запускает одновибратор 27. Сформированный импульс проход  через замыкающие контакты ключа 10, поступает на суммирующий вход счетчика 11. Состо ние счетчика 11 увеличиваетс  на единицу, и на выходе дешифратора 12 формируетс  команда N коммутатору 16 на переключение направлени  сдвига фазы по координате Y . Направление перемещени  по координате Y производитс  в сторону-Y . Одновременно дешифратор 12 формирует команду на

выключение ключей 2 и 10 и выходы анализаторов 1 и 9 подключаютс  к соответствующим входам блока 3 и счетчика 11. Низкое сопротивление по входу М порогового элемента 6 5 уменьшает напр жение U , которое npHUj Uj.j,c«x выключает пороговый элемент 25 и уменьшает фазовый сдвиг а соответственно, и скорость подачи по координате X и увеличивает по

0 координате Y . Рассто ние между датчиком копировального прибора 20 и копиром увеличиваетс , напр жение иJ. увеличиваетс , и П1 Uj)i.it пороговый элемент 22 выключаетс , пере5 вод  выход элемента И-НЕ 24 в единичное состо ние. Высокое сопротивление по входу М выключает пороговый элемент 6, которое запоминает величину напр жени  ц как функцию

Q текущего угла копировани  оС, до

следующего изменени  наклона поверхности .

Дл  повышени  надежности работы устройства выход элемента И-НЕ 23

подключен к первому входу элемента И-НЕ 24, выход которого соединен с вторым входом элемента И-НЕ 23. Это позвол ет исключить одновременное включение управл ющих входов Б и W

порогового, элемента 6.

Предлагаемое устройство позвол ет осуществл ть управление процессом копировани  замкнутых контуров с заданной точностью от одного входного воздействи  путем запоминани  на неограниченное врем  найденного текущего угла копировани  и автоматически переключать режим работы станка при выходе контролируемого

параметра за заданную область ограничени . Это расшир ет область применени  формировател , а именно позвол ет упростить копировальную систему , что дает повышение надежности

системы в работе и увеличение точности копировани , вли ющих на качество изготовлени  деталей.

Использование предлагаемого устройства позвол ет изготавливать детали с шаблона, эталона, макета до получени  программы. В результате сокращаютс  простои станка и увеличиваетс  коэффициент его загрузки.

хЧ/

Claims (3)

1. (37) 1. ФОРМИРОВАТЕЛЬ УПРАВЛЯЮЩИХ СИГНАЛОВ ДЛЯ КОПИРОВАЛЬНЫХ СТАНКОВ, содержащий автогенератор напряжения, первый выход которого через эмйттерный повторитель соединен с первым выводом первого накопительного конденсатора, подключенным к выходу порогового элемента, второй выход - с первым выводом второго накопительного конденсатора, подключенным к первому входу порогового элемента, вторые выводы первого и второго накопительных конденсаторов соединены с нулевой шиной, от л ичающийся тем, что, с целью расширения области применения в него введены анализатор входных воэдейI ствий, первый ключ и последовательно соединенные задатчик эталонных напряжений, анализатор экстремальных значений, второй ключ, реверсивный счётчик и дешифратор, первый выход которого соединен с управляющими входами первого и второго ключей, а второй выход - с выходом формирователя, второй выход задатчика эталонных напряжений соединен с входом анализатора входных воздейст- § вий, выходы которого через первый ключ соединены с вторыми входами порогового элемента.

   (11) ·
2. 2.Формирователь по π. 1, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности в работе,анализатор входных воздействий содержит в каждом канале последовательно соединенные пороговый элемент и элемент И-НЕ, выход которого соединен с вторым входом элемента И-НЕ другого канала, входы пороговых элементов подключены к соответствующим входам анализатора входных воздействий-..
3. 3. Формирователь по π. 1, отличаю щ-и й с я тем, что анализатор экстремальных значений содержит в каждом канале пороговый элемент, через одновибратор подключенный к выходу анализатора экстре-, мальных значений, входы пороговых элементов соединены ветствующими входами затора экстремальных с соот— анапизначений.