SU1124251A1 - Устройство дл числового программного управлени - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЧИСЛОВОГО ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ, содержащее генератор импульсов, блок задани  скорости, первый элемент И, двухразр дный регистр и последовательно соединенные блок ввода программы, ;: дискретный интерпол тор, первый блок элементов И и коммутатор, первые выходы двухразр дного регистра подключены к входам первого элемента И, выход которого соединен с вторым входом дискретного интерпол тора, второй выход которого подключен к первому входу двухразр дного регистра, третий выход - к первому входу блока ввода программы, второй выход которого Соединен с первым входом блока заДани  скорости, с вторым входом которого соединен выход генератора импульсов , отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности работы устройства, в него введены первый элемент ИЛИ, схема сложени  по модулю два,Р -триггер, инвертор и последовательно соединенные второй регистр, второй блок элементов И, П-разр дный счетчик, второй элемент ИЛИ, второй элемент И и третий блок элементов И, второй вход которого соединен с выходом блока задани  скорости , первый выход - с вторым входом двухразр дного регистра, второй выход - с вторым входом h -разр дного счетчика импульсов и с первым входом i первого элемента иЛИ, соединенного выходом с вторым входом первого (Л блока элементов И, а вторым входом с вторым выходом двухразр дного регистра , выход второго элемента ИЛИ через инвертор подключен к управл ющему входу второго блока элементов И, а непосредственно - к С-входу, 1)-триггера,Б-вход которого соединен с первым выходом дискретного интерпол тора и с первым входом сложени  по модулю два, выход которой соединен с вторым входом второго элемента И, второй вход подключен к выходу) -триггера, R и 5 - установочные входы Которого  вл ютс  входами устройства, выход генератора импульсов Соединен с третьим входом второго блока элементов И, вькод коммутатора  вл етс  выходом устройства.

Description

Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в устройствах дл  :программного управлени  металлорежущими станками. Известно устройство дл  программного управлени , содержащее последовательно соединенные генератор импульсов, счетчик импульсов, блок управлени , первый элемент И, блок ввода программы, блок буферной пап ти , блок рабочей пам ти и интерпол тор , последовательно соединенные блок коррекции, блок перезаписи информации и первый логический блок, is выходы которого соединены с вторыми входами блока рабочей пам ти, последовательно соединенные блок анализа координат, блок триггеров коррекции и второй элемент И, выходом подключенный к второму входу блока перезаписи информации, а также третий элемент И, первым входом соединенный с вторым входом блока триггеров коррекции, вторым входом - с вторым выходом блока управлени , а выходом с вторым входбмблока буферной пам ти , четвертый и п тый элементы И, блок шестых элементов И и второй логический блок, который первым входом через четвертый элемент И сое динен с вторыми входами блока анализа координат, первыми входами блока шестых элементов И и выходами блока буферной пам ти, второй вход четвертого элемента И соединен с вторым входом блока управлени , третий выход которого соединен с вторыми входами блока рабочей пам ти, четвертый выход - с первым входом п тог элемента И, вторым входом соединенного с вторьпу входом второго логического блока, третьи входы которого подключены к выходам блока рабочей пам ти, а выходы - к второму входу интерпол тора, выходы блока шестых элементов И соединены с четвертыми входами блока рабочей пам ти Щ. Недостатками описанного устройств  вл ютс  невысока  надежность вследствие большой конструктивной сложности , а также невысока  точность из-з отсутстви  возможности коррекции люфтов приводов подач станка в начале автоматической работы вследстви отсутстви  информации о знаках перем щени  приводов подач в наладочном режиме работы. 1 Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  .устройство дл  числового программного управлени , содержащее генератор импульсов, блок задани  скорости, элемент И, коммутатор, последовательно соединенные блок ввода программы, дискретный интерпол тор, регистр, вентиль, выходами подключенный к входам коммутатора, а вторым входом - к второму выкрду дискретного интерпол тора, второй вход которого соединен с выходом элемента И, а третий выход - с входом блока ввода программы, подключенный вторым выходом к первому входу блока задани  скорости, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов, а выход - с вторым входом регистра, вторым и третьим выходами подключенного к входам элемента И. Устройство работает следующим образом . Программа обработки, записанна  на перфоленту и состо ща  из отдельных кадров, считываетс  блоком ввода программы, с которого в двоичном коде поступает на интерпол тор и содержит числовую информацию о величинах перемещени , знаки приращений , координаты перемещени  и вид интерпол ции (линейна , кругова ), а также - на блок задани  скорости, определ   частоту следовани  его выходных импульсов, соответствующих заданной скорости подачи приводов. В режиме интерпол ции сигналы на отработку перемещений (переносы) с дискретного интерпол тора поступают на вход регистра, где накапливаютс  шаги, считываемые импульсами блока задани  скорости. Импульсы с выхода регистра подаютс  на вход вентил , где в зависимости от знаков приращени , поступающих в течение времени реализации алгоритма интерпол ции отрабатываемого кадра с триггера знаков (Тл+ ) интерпол тора, распредел ютс  по выходам + или - и подаютс  на соответствующие входы соммутатора. Коммутатор распредел ет импульсы по фазам шагового двигател . а привод подач при этом производит перемещени  по координате согласно знаку приращени  и числовой информации , поступающей с интерпол тора. Выходна  частота интерпол тора значительно больше программируемой. Перевод работы интерпол тора в истинный масштаб времени осуществл етс  с

31

помощью элемента И, на котором вырабатываетс  сигнал, блокирующш интерпол тор при накоплении двухразр дным регистром двух единиц. Интерпол тор ждет импульс с выхода блока задани  скорости, считывающего один импульс из регистра. Таким образом, скорость перемещени  приводов подач определ етс  частотой следовани  импульсов с выхода блока 3 задани  скорости.

По окончании отработки кадра интерпол тором формируетс  в блок ввода программы сигнал Конец отработки кадра, по которому блоком ввода программы производитс  считывание последующего кадра.

До начала интерполировани  последующего кадра после вьщачи в блок ввода программы сигнала Конец отработки кадра знак последующего перемещени  записываетс  в триггере знаков интерпол тора, где хранитс  в течение реализации алгоритма интерпол ции 2 .

Недостатком известного устройства  вл етс  его низка  точность из-за погрешности, возникающей в результате люфтов приводов подач при смене направлени  перемещени .

Цель изобретени  - повьппение точности путем коррекции погрещностей приводов подач.

. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  числового программного управлени , содержащее генератор импульсов, блок задани  скорости, первый элемент И, двухразр дный регистр и последовательно соединенные блок ввода программы, дискретный интерпол тор, первый блок элементов И и коммутатор, первые выходы двухразр дного регистра подключены к входам первого элемент И, выход которого соединен с вторым входом дискретного интерпол тора, второй выход которого подключен к первому входу двухразр дного регистра , третий выход - к первому входу блока ввода программы, второй выход которого соединен с первым входом блока задани  скорости, с вторым входом которого соединен выход генератора импульсов, введены первый элемент ИЛИ, схема сложени  по модулю два,С -триггер, инвертор и последовательно соединенные второй регистр , второй блок элементов И,

4251

h-разр дный счетчик, второй элемент ИЛИ, второй элемент И и третий блок элементов И, второй вход которого соединен с выходом блока задани  5 скорости, первый выход - с вторым входом двухрйзр дного регистра, второй выход - с вторым входом и-разр дного счетчика импульсов и с первым входом первого элемента ИЛИ, соеди10 ненного выходом с вторым входом первого блока элементов И, а вторым входом - с вторым выходом двухразр дного регистра, выход второго элемента ИЛИ через инвертор подключен

5 к управл ющему входу второго блока элементов И, а непосредственно к С-входу D-триггера,)-вход которого соединен с первым выходом дискретного интерпол тора и с первым

0 входом схемы Сложени  по модулю два, выход которой соединен с вторым входом второго элемента И, второй вхол; поключен к выходу D-триггера, R и .5- установочные входы которого  вл 5 ютс  входами устройства, выход генератора импульсов соединен с третьим входом второго блока элементов И, выход коммутатора  вл етс  выходом устройства.

0 На фиг. 1 представлена функциональна  схема устройства; на фиг. 2 временные диаграммы, по сн ющие работу устройства.

Устройство содержит блок 1 ввода пpoгpa iмы, дискретный интерпол тор 2, блок 3 задани  скорости, генератор 4 импульсов, первый регистр 5, первый элемент И6, коммутатор 7, блок элементов И 8, 9, 10, второй элемент И 11, двоичный П-разр дный счетчик 12 импульсов,Р -триггер 13, схему 14 сложени  по модулю два, второй ре- ; гистр 15, первый и второй элементы ИЛИ 16, 17 и инвертор 18.

t

На эпюрах фиг. 2 изображены сигналы: 19 - выходные импульсы блока 3 задани -скорости; 20 - сигнал на выходе триггера знаков дискретного интерпол тора 2; 21 - сигнал Конец коррекции на выходе элемента ИЛИ 17;

22- сигнал на выходе)-триггера 13;

23- сигнал Разность знаков на выходе схемы 14 сложени  по модулю два

24- корректирующие импульсы на втором выходе вентил , поступаюп1ие на первый вход-элемента ИЛИ 16; 25 - импульсы истинных размерных перемещений

на выходе регистра 5, поступающие на второй вход элемента ИЛИ 16.

Счетчик 12 реализует операцию счета сигналов (импульсов), поступающих на его вход. По способу;кодировани  счетчик относитс  к позиционному классу (двоичному) кодировани , по назначению - к вычитающему. Емкость счетчика п определ етс  максимальным числом сигналов, которое может быть зафиксировано на счетчике, и зависит от числа каскадов (разр дов ) счетчика.

На П разр дах счетчика возможна предварительна  запись двоичного код числа. Например, можно реализовать счетчик 12 на.nD -триггерах. Инверс ный выход 3)-триггеров соедин етс  со своим)-входом, образу  таким образо И счетных триггеров, а пр мой выход предыдущего триггера подключаетс  к синхронизирующему С-входу последующего . R -входыD-триггеров используютс  дл  предварительной записи двоичного кода числа. Пр мые выходы D-триггеров  вл ютс  выходами счет-, чика 12. Устройство работает следующим образом. После включени  устройство устанавливаетс  в исходное состо ние, причем разр ды счетчика 12 импульсов устанавливаютс  в нулевые состо ни , по которым с выхода П-входного элемента ИЛИ 17 формируетс  сигнал Конец коррекции, уровень которого соответствует уровню логического О и который пройд  через инвертор 18, разрешает на врем  одного такта импульсов генератора 4 проход двоичного кода с И-разр дного регистра 1i через вентиль 10 на входы вычитающего двоичного счетчика 12 импульсов . В регистре 15 хранитс  корректи рующий код, значение которого пр мо пропорционально величине люфта привода подач. Корректирующий двоичный код записываетс  на разр ды счетчика 12 импульсов. В случае нулевого кода на регистре 15 на выходе элемента ИЛИ 17 посто нно присутствует сигнал Конец коррекции, по которому с частотой импульсов генератора 4 производитс  перезапись нулевого код в счетчик 12 импульсов и блокировка прохождени  сигнала ,РазностЬ( знаков с выхода схемы П сложени  по модулю два через элемент И 11 на

вход вентил  9. В случае записи кода, отличного от нул , в счетчик12 импульсов с выхода элемента ИЛИ 17 сигнал Конец коррекции снимаетс  и в этот момент (по переднему фронту сн ти  сигнала Конец коррекции) на триггер 13 поD -входу записываетс  знак приращени  с триггера знаков (Т) интерпол тора 2 (фиг. 2, эпюры 20, 2, 22).

Автоматическому режиму работы устройства предшествует наладочный режим, по которому производ тс  перемещени  приводов подач от станка с целью выхода на исходную точку начала отработки программы обработки со знаками + или - , которые записываютс  на триггер 13 по входам R и 5 соответственно. В автоматическом режиме работы предлагаемого устройства считывание программы блоком 1 ввода программы и запись информации в интерпол тор 2, блок 3 задани  скорости производ тс  аналогично работе известного устройства Y|. В случае ра-зности знаков преды- .; дущего и последующего перемещений, хран щихс  в триггере 13 и триггере знаков () интерпол тора 2 соответственно , на выходе, схемы 14 сложени  по моду1по два формируетс  сигнал Разность знаков, который, пройд  через элемент И 11 при условии отсутстви  сигнала Конец коррекции (т.е. записи ненулевогб кода на счетчик 12 импульсов) с выхода элемента ИЛИ 17, переключает импульсы блока 3 задани  скорости с входа вентил  9 на его второй выход, откуда импульсы поступают на первый вход элемента ИЛИ 16 и на вь1читающий вход счетчика 12 импульсов (фиг. 2, эпюры 20-24). В то же врем  импульсы блока 3 задани  скорости с первого выхода вентил  9 не подаютс  на вход регистра 5, и при накоплении последним двух единиц (шагов интерпол тора ) элемент И 6 вырабатывает сигнал, блокирующий дискретный интерпол тор 2. Начало реализации алгоритма интерпол ции на врем  действи  сигнала Разность знаков с выхода схемы 14 сложени  по модулю два задерживаетс , следовательно, с выхода регистра 5 импульсы не поступают на второй вход элемента ИЛИ 16. Импульсами блока 3 задани  скорости с второго выхода вентил  9 считываетс  двоичны код корректирующего значени  погрешности со счетчика 12 импульсов. Счет чик 12 импульсов досчитывает до нуле вого содержани  в п разр дах, и элемент ИЛИ 17 формирует сигнал Конец коррекции, по которому переписываетс  корректирующий код с регистра 15 на разр ды счетчика 12 импульсов через вентиль 10. С выхода элемента ИЛИ 17 при отсутствии нулевого кода в разр дах счетчика Т2 импульсов снимаетс  сигнал Конец коррекции, в момент сн ти  которого с синхронизирующего входа триггера 13 noD-вхо ду записываетс  знак предсто щего размерного перемещени  с триггера знаков (124) интерпол тора 2 в триггере 13, в результате чего с выхода схемы 14 сложени  по модулю два снимаетс  сигнал Разнйсть знаков, отсутствие которого переключает импульсы блока 3 задани  скорости с входа вентил  9 на первьй его выход. Поступление импульсов с втор го выхода вентил  9 на первый вход элемента ИЛИ 16 и на вычитающий вхо счетчика 12 импульсов прекращаетс  (фиг. 2, эпюры 19-24). Количество импульсов, прошедших через элемент ИЛИ 16 с первого входа на выход, пр мо пропорционально двоичному коду корректирующего значени  погре ности, хран щемус  в регистре 15. С поступлением импульсов блока 3 задани  скорости с первого выхода вентил  9 на регистр 5 начинаетс  реализаци  алгоритма интерпол ции и осуществление перевода работы интерпол тора 2 в истинный масштаб времени аналогично работе известного устройства 2j Импульсы свыхода регистра 5 подаютс  на второй вход элемента ИЛИ 16 (фиг. 2, эпюр 25). Корректирующие импульсы, поступающие на пер вый вход, и импульсы истинных размерных перемещений поступающие на второй вход элемента ИЛИ 1 6 (фиг.2, эпюры 24, 25) проход т на его выход и подаютс  на вход вентил  8. Распределение импульсов на вентиле 8 и коммутаторе 7 производитс  аналогично работе прототипа. Следовательно, приводом подач производитс  отработка корректирующей величины люфта в случае смены энака направлени  перемещени  и истинного размерного перемещени  по координате в соответствии со знаком перемещени  и числовой информацией , считываемыми блоком 1 ввода программы с перфоленты, и значением корректирующего кода, хран щегос  в регистре 15. В случае совпадени  знаков предыдущего и последующего перемещений на выходе схемы 14 сложени  по модулю два сигнал Разность знаков не формируетс , чем разрешаетс  проход импульсов блока 3 задани  скорости с входа вентил  9 на его первый выход. Импульсы подаютс  на вход регистра 5 и считывают шаги интерпол тора 2 с регистра 5 на второй вход элемента ИЛИ 16, в то врем  как на второй выход вентил  9 не проход т импульсы блока 3 задани  скорости, т.е. считывание корректирующего кода со счетчика 12 импульсов не производитс , В качестве базового объекта иожет быть выбрана система числового i программного управлени  НЗЗ-1М. Корректирующие величины поправок на радиус и длину инструмента, начальное смещение и т.д. ввод тс  с помощью программы обработки, по которой производитс  опрос соответствзпощей корректирующей линейки, где записано значение корректирующего кода. Нар ду с необходимостью коррекции длины и радиуса инструмента необходимо учитывать погрешность, вносимую люфтами кинематических систем станков , значительно вли ющими на точность обработки деталей. В системе компенсировать погрешность на люфт возможно в процессе редактировани  программ. А поскольку в процессе эксплуатации величина погрешности непосто нна , то возникает необходимость пересоставлени  программ с учетом нового значени  погрешности. Предлагаемое устройство обеспечивает коррекцию погрешности на люфт. Значение погрешности предварительно замер етс  и заноситс  в ц разр ды второго регистра. Таким образом, применение предлагаемого устройство позвол ет сущест венно снизить погрешность обработки, завис щую от люфтов приводов подач, повысить производительность труда на металлорежущих станках с ЧПУ за счет ускорени  процесса внесени  поправки на люфт путем ликвидации непроизводительных затрат времени на процесс обмера первой пробной детали или пересоставление программ.

Пеофопента

Т

ф канетпоре нт

i

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЧИСЛОВОГО ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ, содержащее генератор импульсов, блок задания скорости, первый элемент И, двухразрядный регистр и последовательно соединенные блок ввода программы, ; > дискретный интерполятор, первый блок элементов И и коммутатор, первые выходы двухразрядного регистра подключены к входам первого элемента И, выход которого соединен с вторым входом дискретного интерполятора, второй выход которого подключен к первому входу двухразрядного регистра, третий выход - к первому входу блока ввода программы, второй выход которого соединен с первым входом блока задания скорости, с вторым входом которого соединен выход генератора импульсов, отличающеес ятем, что, с целью повышения точности работы устройства, в него введены первый элемент ИЛИ, схема сложения по модулю два,D -триггер, инвертор и последовательно соединенные второй регистр, второй блок элементов И, П-разрядный счетчик, второй элемент ИЛИ, второй элемент И и третий блок элементов И, второй вход которого соединен с выходом блока задания скорости, первый выход - с вторым входом двухразрядного регистра, второй выход - с вторым входом И -разрядного счетчика импульсов и с первым входом первого элемента ИЙИ, соединенного выходом с вторым входом первого блока элементов И, а вторым входом с вторым выходом двухразрядного регистра, выход второго элемента ИЛИ через инвертор подключен к управляющему входу второго блока элементов И, а непосредственно - к С-входу, D-триггера,D -вход которого соединен с первым выходом дискретного интерполятора и с первым входом схемы сложения по модулю два, выход которой соединен с вторым входом второго элемента И, второй вход подключен к выходуD -триггера, R и 5 - установочные входы которого являются входами устройства, выход генератора импульсов соединен с третьим входом второго блока элементов И, выход коммутатора является выходом устройства.

   SU п.. 1124251