SU1072002A1 - Устройство дл позиционного программного управлени с самоконтролем - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЗИЦИОННОГО ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ С САМОКОНТРОЛЕМ , содержащее генерато) импульсов , первый реверсивный счетчик импульсов, первый триггер, подключениый пр мым и инверсньм выходами к первым входам первого и второго элементов И, а первым входст - к выходу первого блока совпадени , первый счетчик импульсов, соединенный выходом с первым входом третьего элемента И, три элемента ИЛИ, второй блок совпадени , отличающеес  тем, что, с целью расширени  его функциональных возможностей путем использовани  абсолютных координат конечной точки траектории и обеспечени  контрол программ торможени  и разгона двигател , в него введены регистр, второй реверсивный счетчик импульсов, в.торой счетчик импульсов, делитель частоты с переменным коэффициентом делени , второй триггер, четвертый элемент ИЛИ, четвертый, п тый и шестой элементы И, Шины Скорость, Координата, Запись, Направление движени , Торможение и элемент НЕ, подключенный входом и выходом соответственно к первым входам четвертого и п того элементов И, соединенных вторыми входами с инверсным выходом второго триггера, ыходс1ми соответственно - с суммирующим и с вычитающим входами первого реверсивного счетчика импульсов и с первым и вторым входами первого элемента ИЛИ, а третьими входамис выходом генератора импульсов и с первым входом шестого элемента И, подключенного вторым входом к управл к цему входу и выходу первого счетчика импульсов, к управл ющему входу регистра, к первому и второму входам соответственно второго и первого триггеров и к установочному входу второго реверсивного счетчика импульсов, а выходом - к входу делител - частоты с переменным коэффициентом делениХ, св занного установочным входом с выходом второго реверсивного счетчика импульсов, подключенного суммирукадим и вычи (Л т:ащацИ1 входами соответственно к выходу второго элемента и, выходу перС вого элемента Инк третьему входу первого элемента ИЛИ, соединенного выходом со счетным входом в торого счетчика импульсов, подключенного сбросовым входом к выходу второго элемента ИЛИ, а выходом - к первому входу первого блока совпадени ,. св занного вторым входом с шиной Скорость, а выходом - со счетным . входом первого счетчика импульсов и :с первьол входом второго элемента ИЛИ, соединенного ЙТОЕ«М входом с установочными входами первого и второго триггеров, со сбросовым входом первого счетчика импульсов ис выходом третьего элемента ИЛИ, подключенного первым входом к выходу третьего элемента И и к первому входу четвертого элемента ИЛИ, св занного вторым бходом с шиной Записа и с вторым входом третьего элемента ИЛИ, выходом - с управл ющие, входом первого реверсивного счетчика импульсов, подключенного выходом к первому входу второго йлока совпадени , а установочным входом - к выходу регистра.

Description

соединенного информационным входом с шиной Координата и с вторым входом второго блока совпадени , подключенного выходом к второму входу второго триггера, св занного пр мым выходом с вторым входом третьего элемента И, причем вторые входы первого и второго элементов И подключены к выходу делител  частоты с пере- менным коэффициентом делени , третий вход второго элемента И и вход элемента НЕ соединены соответственно с шинами Торможение и Направление движени .

Изобретение относитс  к автомати ке и вычислительной технике и может быть } cпoльзoвaнo к позиционных сис темах программного управлени  станками . Известно устройство дл  разгона и замедлени  привода систем програм много управлени  станками, содержащее триггеры/ схемы И, реверсивные счетчики, делитель и вентили переноса СИ. Недостатками устройства  -вл ютс  его сравнительна  сложность и неЯбходимоеть в выборе участка торможени  и разгона двигател  каждый раз заново, что усложн ет програмкшрованне , . Наиболее близким техническим решением к изобретению  вл етс  устройство дл  позиционного программно FO управдеил , содержащее генератор  кшульсов, реверсивный счетчик имиульсов , триггер, подключенный выходами к соответствующим входам эле мента 2И-ИЛИ, а первым входом - к выходу первого блока совпадени , сгчетч«к швцу 1ьсов, второй блок совп де и , элементы ИЛИ, И t.21. Недостатком известного устройства  вл етс  ограниченность применени , т.е. его можно использовать шзь тогда, когда переход s сосед« щю точку записан в виде прирааде«и  по отношению к предаадуадему знач нию, но не в виде абсолютных координат конечной точки траектории. Целью изобретени   вл етс  расши рение фу кциональннх возможностей устройства путем использовани  абсо ) лютных координат конечной точки траектории и обеспечение контрол  программ торможени  и разгона двига те  . Поставленна  цель достигаетс  те что в устройство дл  позиционного программного управлени  с самоконтролем , содержащее гевератор импуль&ор , первый реВерсиннЁ счетчик импульсов, первый триггед, подключенный пр мым и инверсвым выходами к первым входам первого и второго элементов и, а первым входом - к выходу первого блока совпадени . первый счетчик импульсов, соединенный выходом с первым входом третьего элемента И, три элемента 1ШИ, второй блок совпадени , введены регистр , второй реверсивный счетчик импульсов, второй счетчик импульсов, делитель частоты с переменным коэфгфициентом делени , второй триггер, четвертый элемент ИЛИ, четвертый, п тый.и шестой элементы И, шины Скорость, Координата, Запись, Направление движени , Торможение и элемент НЕ, подключенный входом и выходом соответственно к первым входам четвертого и п того элементов 1 соединенных вторы№ входами с инверсным выходом второго триггера , выхода1йн соответственно - с суммирующим и с вычитающим входами первого реверсивного счетчика импульсов и с первым и вторым входами первого элемента ИЛИ, а третьими входами - с выходом генератора импульсов и с первым входом шестого элемента И, подключенного вторым входом к управл ющему входу и выходу первого счетчика импульсов, к управл ющему входу регистра, к первому и второму входам соответственно второго и первого триггеров и к установочному входу второго реверсивного счетчика импульсов, а выходом к входу делител  частоты с переменным коэффициентом делени , св занного установочным входом с выходом второго реверсивного счетчика импульсов , подключенного суммирующим и вычитающим входами соответственно к выходу второго элемента И-, выходу первого элемента И и к третьему входу первого элемента ИЛИ, соединенного выходом со счетным входом BTopof го счетчика импульсов, подклю енного сбросовым входом к выходу второго элемента ИЛИ, а выходом - к первому входу первого блока совпадени , св занного вторым входом с шиной Скорость, а выходом - со счетным входом первого счетчика импульсов и с первым входом второго элемента ИЛИ, соединенного вторым входом с установочными входами первого и второго триггеров, со сбросовьвл входом первого счетчика импульсов и с выходом третьего элемента ИЛИ, подключенного первьом входом к выходу третьего элемента Инк первому входу четвертого элемента ИЛИ, св занного вторым входом с шиной Запись и с вторым входом третьего элемента ИЛИ, а выходом - с управл ивдим входом первого реверсивного счетчика импульсов, подключенного выходом к первому входу второго;бло ка совпадени , а установочным входом - к выходу регистра, соединенного информационным входом с шиной Координата и с вторым входом втор го блока совпадени , подключенного выходом к второму входу, второго триггера, св занного пр мым выходом с вторым входом третьего .элемента И, причем вторые вхрды первого и второго элементовИ под ключены к выходу делител  частоты с переменным коэффициентом делени , третий вход второго элемента И и вход элемента НЕ соединены соответственно с шинами Тормо  ение и .Направление движени  , На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства, на фиг. Z и 3 - диаграммы, по сн ющие его работу. Устройство содержит элемент НЕ 1 генератор 2 импульсов, третий и чет вертьай элементы ИЛИ 3 и 4, четверты п тый и шестой элементы И 5-7, регистр 8, первый реверсивный счет чик 9 импульсов , первый элемент Hffii 10 второй счетчик 11 импульсов, второй элемент ИЛИ 12, делитель 13 частоты с переменным коэффициентом делени , второй реверсивный счетчик 14 ймпул еов, первый и второй блоки cosniajEieни  15 и 16, первый счетчик 17 импульсов , второй триггер 1а, третий элемент И 19, первый триггер 20, пе вый и второй элемент И 21 и 22. Как известно, в диапазоне рабочих скоростей и нагрузок дл  шагово го привода характерно взаимооднозна ное соответствие между количеством и шульсов управлени , поданных на шаговый двигатель, и углом поворота его вала или перемещение узлов с ни св занных посредством кинеглатическо передачи. В режиме разгона частота управл ющих импульсов должна увелич ватьс  от частоты приемистости до требуемого значени . При известной скорости нарастани  частоты управл  щих импульсов, подаваемых на вход блока управлени , можно судить в мо менте достижени  заданной скорости подачи путем подсчета количества им пульсов, поступивших на вход блока управлени  шаговым приводом фиг. 2 Устройство работает следующим образом. Блок программ системы ЧПУ обеспечивает подачу соответствуквдих сигналов по шинам Скорость, Координата , Запись и Направление движени  , необходимымх дл  нормального функционировани  устройства, а также при выхбде исполнительного механизма , приводимого в движение шаговым двигателем, в ТОЧКУ, координаты которой соответствуют началу . участка торможени -подачу сигнала по шине Торможени  дл  перехода в режим замедлени  скорости шагового движени . При выходе нсполйительного устройства в точку, соответствующую концу программа, система ЧПУ вырабатывает сигнал, закрывающий прохождение импульсов с выхода устройства на вход шагового привода, управл ющего шаговым двигателем. -При этом ксжанда на останов шагового двигател  поступает непосредственно в блок шагового привода. По входной Координата на вход блока 16 совпадени  и информационный вход регистра в подаетс  число, соответствующее точке, в которую необходимо осуществить перемещение исполнительного устройства При этом в регистр 8 записаны либо координахы исходной точки движени , лиео координаты точки, в которую осуществл лось перемещение в предыдущем цикле движени . П.оСле этого по ишне Запись подаетс  импульс, сбрасывающий в ноль содержимое счетчиков 11 и 17, устанавливающий триггеры 18 и 20 в исходное состо ние и переписывак ций число, содержащеес  в регистре В пам ти, в реверсивный счетчик 9 СФиг. з). При этом в зависимости от направлени  перемещени  на шину Направление движени  подаетс  уровень, соответствующий логическому нулю или единице . Пусть, дл  счпределенности, это уровень логического нул , как это показано на фиг. 3 Это означает , что координата точки, в которую осуществл лось перемещение в предыдущем кадре программы, больше, чем координата точки, в которую необходимо осуществить перемещение в данном кёшре. При этом импульсы с генератора 2 через элемент И б поступают на вычитающий вход реверсивного счетчика 9, уменьша  его содержимое и, через элемент ИЛИ 10, поступают на Счетный вход счетчика 11, выход которого подключен к первому входу блока 15 совпадени , второй вход которого соединен с шиной Скорость, по которой подаетс  число, соответствующее необходимому участку разгона двигател 

от частоты fi,p, до требуемой. При этом возможны два варианта - когда сумма длин двух участков разгона меньше, чем изменение координаты при перемещении в заданную точку или, когда эта сумма больше, чем это изменение.

Рассмотрим сначала первый случай (фиг. 3).

При этом в момент равенства содержимого счетчика 11 и числа, поданного по ишне Скорость блока 15 совпадени  вырабатывает импульс, поступак ций на вход счетчика 17 и через элемент ИЛИ 12 сбрасывающий в ноль содержимое счетчика 11. Далее процесс повтор етс  до тех пор, пока блока 15 совпадени  не выработает второй импульс, устанавлива  на выходе счетчика 17 высокий уровень, разрешающий прохождение импульсов с выхода генератора 2 через элемент И 7 на вход делител  13 частоты с переменным коэффициентом делени . При этом триггер 18 опрокидываетс , запреща.  прохождение импульсов с генератора 2 на зход реверсивного счетчика 9.

Одновременно передним фонтом этого уровн  осуществл етс  запись числа, поданного по шине Координата в регистр 8, и числа к , соответствующего начальному коэффициенту делени , в реверсивный счетчик 14 При этом

.«« -|- ft№,

где ffT - частота на выходе генератора 2;

fqp - частота приемистости шагового двигател , К - начальный коэффициент делени .

Информаци  о коэффициенте делени  к введена в него посто нно. Это достигаетс  тем, что соответствующие установочные входы реверсивного счетчика 14 посто нно соединены либо с об1ф1М проводом, имитиру  поступление логического нул  на данные входы, либо соединением последних с шиной питани , что соответствует поступлению логической единицы , т.е. число посто нно присутствует на установочных входах реверсивного счетчика 14,

Запись числа k , соотв етствующе го начальному коэффициенту делител  с переменным коэффициентом делени  13, в реверсивный счетчик 14 осществл ет следухшщм образен. Когда блок 15 совпадени  вырабатывает вто рой импульс совпадени , на выходе счетчика 17 устанавливаетс  высокий уровень. При этом передним фронтом этого уровн  осуществл етс  запись информаци  в реверсивный счетчик 14

с его установочных входов, на которых посто нно присутствует.:код, соответствующий коэффициенту делени  Одновременно высокий потенцигш с выхода счетчика 17 поступает на вход элемента И 7, разреша  прохождение импульсов с генератора 2 импульсов на вход делител  с переменным коэффициентом делени .

Начальный коэффициент.делени  К делител  13 с переменным коэффициентом делени  выбираетс  таким образом , что и при подаче импульсов с выхода генератора 2 через элемент И на вход делител  13 с переменным коэффициентом делени  на его выходе по вл етс  импульсна  последовательность с частотой, равной частоте приемистости используемого шагового движени .

Импульсы с выхода делител  13 частоты с переменным коэффициентом делени  поступают на привод шагового двигател  и через элемент И 21 поступают на вход счетчика 11. При этом каждый импульс с выхода элемента И 21 уменьшает на единицу содержимое реверсивного счетчика 14 что приводит к уменьшению периода между импульсами с выхода делител  13 частоты с переменным коэф циентс делени , или к увеличению частоты импульсов управлени 

Х1 - fvM.i-

.c

fему n

К - n

При этом, когда содержимое счетчика 11 вновь станет равным числу, поданному по шине Скорость, на выходе блока 15 совпадени  сформируетс  импульс, опрокидываю ий триггер 20, устанавлива  на его инверсном выходе низкий логический уровень , эакрывг1Я прохождение импульсо через элемент И 21. Далее управлени 1|1аговым приводом осуществл етс  на дссированной частоте до тех пор, поИса по торможени  не будет подан высокий логический уровень , раэрешатций прохождение импульеов с выхода (ели тел  13 частота с П1 ременным коэффициентом делени  через элемент И 22 на суммирующий вход реверсивного счетчика 14. При этом частота следовани  имдульсов на выходе устройства после каждого импульса уменьшаетс 

fr

« t-n

f г .

f вьп г

1

fr .

--f.

It

ПР

После того, как частота управл к цих импульсов станет равной частоте прьимистости fqf шагового привода, происходит отключение привода iio команде от системы ЧПУ.

Рассмотрим теперь работу схемы в том числе, когда сумма длин двух участков разгона больше изменени  координаты при перемещении ((фиг.. В этом случае содержимое реверсивного счетчика 9 станет равным числу , поданному на имну Координата раньше, чем на выходе блока 15 совпадени  вырабатываетс  два импульса . При этом в момент, когда содержимое реверсивного счетчика станет равным числу, поданному по шине Координата на выходе блока 16 совпадени  сформируетс -импульс, который опрокинет триггер 18, в результате чего прекратитс  поступление импульсов через элемент Н 6 на вход реверсивного счетчика 9. Одновременно на выходе элемента И 19 сформируетс  импульс, который через элемент ИЛИ 3 сбросит в исходное состо ние счетчики 17 и 11 и вернет триггер 18 в исходное состо ние . Этот же импульс по шине Кореици  поступает в предлагаемое устройство системы ЧПУ, вследствие чего код скорости в последнем уменьшаетс  на единицу. При этом мен етс  и длительность участка разгона

Cittpeemt

шагового привода, т.е. мен етс  в сторону уменьшени  код числа, подаваемого по шине Скорость на вход блока 15 совпадени . Импульс с выхода элемента И 19 через эле- : i-. мент ИЛИ 4 поступит также на вход записи реверсивного счетчика 9, в результате чего его содержимое станет равнымчислу, записанному в регистре 8 пам ти, после чего процесс анализа длины двух участков разгона и сумматорного требуемого перемещени  будет повторен. Он будет протекать аналогично до тех пор, пока не, будет удовлетвор тьс  условно

Д X 2h, где д X - приращение координаты при

перемещении,

/I - длина участка разгона-торможени .

Таким образом, в предлагаемом устройстве осуществл етс  автомати ческа  коррекци  скорости отработки перемещени  с учетом возможности достижени  на заданном участке перемещени  требуемого значени  скорости , что исключает как субъективные ошибки программиста при составлении программы, так и специальное программирование участков торможени  и разгона , так как предлагаемое устройство осуществл ет автоматический выбор возможного значени  скорости.

la ffitfi

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЗИЦИОННОГО ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ С САМОКОНТРОЛЕМ, содержащее генератор импульсов, первый реверсивный счетчик импульсов, первый триггер, подключенный прямым и инверсным выходами к первым входам первого и второго элементов И, а первым входом - к выходу первого блока совпадения, первый счетчик импульсов, соединенный выходом с первым входом третьего элемента И, три элемента ИЛИ, второй блок совпадения, отличающееся тем, что, с целью расширения его функциональных возможностей путем использования абсолютных координат конечной точки траектории и обеспечения контроля программ торможения и разгона двигателя, в него введены регистр, второй реверсивный счетчик импульсов, второй счетчик импульсов, делитель частоты с переменным коэффициентом деления, второй триггер, четвертый элёмент ИЛИ, четвертый, пятый и шестой элементы И, Шины Скорость, Координата, Запись, Направление движения, Торможение и элемент НЕ, подключенный входом и выходом соответственно к первым входам четвертого и пятого элементов И, соединенных вторыми входами с инверсным выходом второго триггера, выходами соответственно - с суммирующим и с вычитающим входами первого реверсивного счетчика импульсов и с первым и вторым входами первого элемента ИЛИ, а третьими входами с выходом генератора импульсов и с первым входом шестого элемента И, подключенного вторым входом к управляющему входу и выходу первого счетчика импульсов, к управляющему входу регистра, к первому и второму входам соответственно второго и первого триггеров и к установочному входу второго реверсивного счетчика импульсов, а выходом - к входу делителя· частоты с переменным коэффициентом деления;, связанного установочным входом с выходом второго реверсивного счетчика импульсов, подключенного суммирующим и вычитающим входами соответственно к выходу второго элемента И, выходу первого элемента Инк третьему входу первого элемента ИЛИ, соединенного выходом со счетным входом второго счетчика импульсов, подключенного сбросовым входом к выходу второго элемента ИЛИ, а выходом - к первому входу первого блока совпадения,’ связанного вторым входом с шиной Скорость, а выходом - со счетным . входом первого счетчика импульсов и с первым входом второго элемента ИЛИ, соединенного вторым входом с установочными входами первого и второго триггеров, со сбросовым входом первого счетчика импульсов и’с выходом третьего элемента ИЛИ, подключенное го первым входом к выходу третьего . элемента И и к первому входу четвертого элемента ИЛИ, связанного вторых’ Входом с шиной Запись и с вторым входом третьего элемента ИЛИ, выходом - с управляющим входом первого реверсивного счетчика импульсов, подключенного выходом к первому входу второго блока совпадения, а установочным входом - к выходу регистра,

   ΖΙΓΤΤΓε соединенного информационным входом с шиной Координата” и с вторым входом второго блока совпадения, подключенного выходом к второму входу второго Триггера, связанного прямым выходом с вторым входом третьего элемента И, причем вторые входы пер вого и второго элементов И подключены к выходу делителя частоты с nepe^J менным коэффициентом деления, третий вход второго элемента И и вход элемента НЕ соединены соответственно с шинами Торможение и Направление движения.