SU1386963A1 - Система числового программного управлени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах числового программного управлени  оборудованием, в частности в машиностроении дл  автоматизации процесса раскладки проводов в жгуты, в установках дл  сварки и окраски неплоских поверхностей различных изделий и в других трехкоординатных устройствах с программным управлением. Цель изобретени  состоит в сокращении оборудовани . Введение в канал скорости по третьей координате триггеров 14 и 15, усилителей- 16 и 17, элемента ИЛИ 18, счетчика 19 импульсов, переключател  20, согласующего -элемента 21 и элемента 22 задержки времени, образующих схему преобразовани  заданной в программе скорости перемещени , позвол ет сократить оборудование в два раза. 6 ил. i (Л

Description

00 СХ5 Од

со

Од СлЭ

113

Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах числового программного управлени  дл  автоматизации процесса раскладки проводов в жгуты.

Цель изобретени  - сокращение в объеме оборудовани  системы.

На фиг,1 приведена структурна  электросхема системы числового программного управлени ; на фиг.2 - вариант выполнени  системы, общий вид; на фиг.З - вариант выполнени  вычислител ; на фиг.4 - вариант выполнени  блока управлени  след щим приводом; на фиг.5 - вариант выполнени  комплектного тиристорного электропривода; на фиг.6 - осциллограмма сигналов систем- - числового программного управ- лени .

Система числового программного устройства содержит устройство 1 числового программного управлени , вычислитель 2 и трехкоординатный блок

3управлени  след щим приводом, канал

4положени  и канал 5 скорости по каждой из координат, комплектный ти- ристорный электропривод 6 и электродвигатель 7, тахогенератор ,8, датчик 9 обратной св зи, каретки 10 и 11 перемещени  соответственно по координатам X и Y, электродвигатель 12, рабочий орган 13, триггеры 14 и 15, усилители 16 и 17, элемент ИЛИ 18, счетчик 19 импульсов, переключатель 20, согласующий элемент 21 и элемент 22 задержки.

В качестве примера конкретного выполнени  системы числового програм- много выполнени  рассматриваетс  вариант выполнени  устройства дл  рас- кладки проводов в жгуты (фиг.2).

На монтажном столе 23 установлена каретка 10 с возможностью перемещени 

по координате X от двигател  7 . На каретке 10 установлена каретка 11 с возможностью перемещени  по координате Y от двигател  7 . Электродвигатель 12, жестко закрепленный на ка- ретке 11, св зан с рабочим органом 13 (раскладывающим пальцем), который установлен с возможностью перемещени  по координате Z. Внутри раскладывающего пальца 13 проходит провод 24, сматываемый с катушки 25, расположенной на каретке 11. Элементы 14-22 управлени  электродвигателем 12 расположены на плате 26, котора  подклю0

5 0

5

0

0

5

5,

Q

чена к устройству 1 числового программного управлени .

Структурна  схема вычислител  2 (фиг.З) содержит фотосчитывающее устройство (ФСУ) 27 дл  считывани  кодированной информации с перфоленты и формировани  электрических импульсов, регистр 28 ввода, соединенный с выходом ФСУ 27, дл  хранени  информации одной строки перфоленты и проверки ее на четность, регистр 29 адреса, где адресна  информаци , поступающа  с регистра 28 ввоДа, хранитс  на врем  прохождени  числовой информации, следующей за ним, дешифратор 30 адреса дл  расшифровки адреса с регистра 29 адреса, регистр-преобразователь 31 дл  хранени  числовой информации подачи координат XY, поступающей с регистра 28 ввода, и преобразовани  ее из двоично-дес тичного кода в двоичный , устройство 32 управлени  дл  управлени  вычислителем 2 в различных режимах работы, дл  тактовани  работы всех узлэз вычислител  2 и выработки номера строк, схему 33 управл :; ни  дл  пуска и останова ФСУ 27, узел 34 приема информации дл  приема информации о подаче и режимах скоростей с регистра 31 преобразовател , пам ти 35 скоростей, перезапись в которую происходит в начале обработки нового кадра, интегратор 36 дл  преобразовани  скорости, заданной в мм/мин, в .соответствующую частоту импульсов , узел 37 разгона - торможе-. ни , св занный с генератором 38 разгона-торможени , блок 39 поддержани  посто нства контурной скорости, блок 40 формировани  выходных импульсов, узел 41 формировани  6 функций, который определ ет режим работы интерпол ции (линейной и круговой), и интерпол тор 42, служащий дл  обработки геометрической информации, ее хранени  на врем  обработки предшествующих кадров и выдачи в соответствии с кодированной числовой информацией определенного числа импульсов по координатам X,Y на блок 3 управлени  след щим приводом.

Структурна  схема блока 3 управлени  след щим приводом (фиг.4) показана дл  одной координаты, аналогичный состав блока дл  каждой из других двух координат, кроме генератора 43 тактовых импульсов,  вл ющегос  общим дл  всех координат и предн,. значенного дл  формировани  синусоидальных напр жений дл  запитки датчиков обратной св зи и формировани  двух тактовых последовательностей импульсов частотой 50 кГц, сдвинутых по фазе на 180, необходимых дл  работы узлов блока. Блок 3 управлени  след щим приводом содержит также канал 4

9634

В качестве электродвигател  7 может быть использован электродвигатель серии ПБВ (например, ПЕВ 132L 43) в встроенным тахогенератором, в качестве датчика 9 обратной св зи - вращающийс  трансформатор ВТМ-1М, в качестве электродвигател  12 - электродвигатель МН-145 или Д 12ТФ с встроенным

положени , формирующий сигнал paccor

ласовани  между заданным и фактическим перемещением, и канал 5 скорости формирующий сигнал управлени  скоростью перемещени .

Канал 4 положени  состоит из узла 44 синхронизации, делител  45, узла 46 фазировки, представл ющих схему преобразовател  код-фаза, фазового дискриминатора 47, предназначенного дл  преобразовани  разности фаз импульсных сигналов, поступающих на его входы, в широтно-модулированные сигналы Рас.1 и Рас.II. Формирователь 48 сигналов обратной св зи

предназ начен дл  преобразовани  изме-25 мещени  рабочего органа по каждой рительного сигнала датчика обратной св зи (сдвига фаз между двум  синусоидальными сигналами) вг последовательность импульсов с частотой следоваиз трех координат, поступает в вид импульсов или с выходов +Х, +Y, +Z при пр мом направлении движени , и с выходов -X, -Y, -Z при обратном

ни , равной частоте входных сигналов. ,Q направлении (фиг.ба) в блок 3 управ 35

Канал 5 скорости выполнен на формирователе 49 сигналов скорости, формирующем последовательность импульсов посто нной длительности, частота следовани  которых равна частоте следовани  импульсов программы и в зависи мости от направлени  перемещени , поступающей или с выхода СУС1(+), или с выхода СУС11(-).

40

В качестве комплектного тиристорного электропривода 6 может быть использовано устройство управлени  комплектное ВУЗ 608, структурна  схема которого показана на фиг.5, или дс подобное устройство, имеющее узел св зи с УЧПУ1. Комплектный тиристор- ный электропривод 6 содержит преобразователь 50 широтно-иь пульсного сигнала в аналоговый и частотно-аналоговый преобразователь 51, подсоединенные к алгебраическому сумматору 52 аналоговых сигналов, выход которого соединен со схемой 53 импульсно-фазо- вого управлени , и управл емый реверсивный тиристорный выпр митель 54, Датчик тока, ограничитель тока, элементы усилени  и защиты электропривода от перегрузок не показаны.

50

55

лени  след щим приводом 3.

Количество импульсов и частота их следовани  по координатам X и Y определ ют величину и скорость перемещени  рабочего органа. Импульсы с вычислител  2 и сигналы с датчика 9 обратной св зи (идо) по каждой из двух координат X и Y в виде сдвига фаз между ихними синусоидальными сигналами (фиг.бб) преобразуютс  в канале 4 положени  в широтно-модулированные сигналы Рас.1 и Рас.II (фиг.бв) в виде импульсов пр моугольной формы с частотой 500 Гц и измен ющейс  в зависимости от величины рассогласовани  между заданными в программе и фактическим положением рабочего органа скважностью от 2 до оо.

В канале 5 скорости формируютс  сигналы управлени  скоростью СУС1(-ь) и СУС11(-) (фиг.бг) в виде импульсов длительностью 80 икс и частотой следовани  в зависимости от заданной в программе скорости перемещени  от 2 Гц до 8 кГц, поступающих в зависимости от заданного в программе направлени  движени  или с вьгхода СУС1(+), или с выхода СУС11(-). Сигналы с канала 4 положени  и канала 5

тормозом,

Система работает следующим образом .

Программа, записанна  на перфоленте и содержаща  информацию о величине , направлении и скорости рабочего органа (раскладывающей провода головки ) по первой (X) и второй координатам (Y) и о позиции рабочего органа по третьей координате (Z) no кадрам, вводитс  в устройство 1 числового программного управлени .

Программа, преобразованна  в вычислителе 2 в электрические сигналы, несущие информацию о направлении.перемещени  рабочего органа по каждой

из трех координат, поступает в виде импульсов или с выходов +Х, +Y, +Z при пр мом направлении движени , или с выходов -X, -Y, -Z при обратном

,Q направлении (фиг.ба) в блок 3 управ35

40

дс 50

55

лени  след щим приводом 3.

Количество импульсов и частота их следовани  по координатам X и Y определ ют величину и скорость перемещени  рабочего органа. Импульсы с вычислител  2 и сигналы с датчика 9 обратной св зи (идо) по каждой из двух координат X и Y в виде сдвига фаз между ихними синусоидальными сигналами (фиг.бб) преобразуютс  в канале 4 положени  в широтно-модулированные сигналы Рас.1 и Рас.II (фиг.бв) в виде импульсов пр моугольной формы с частотой 500 Гц и измен ющейс  в зависимости от величины рассогласовани  между заданными в программе и фактическим положением рабочего органа скважностью от 2 до оо.

В канале 5 скорости формируютс  сигналы управлени  скоростью СУС1(-ь) и СУС11(-) (фиг.бг) в виде импульсов длительностью 80 икс и частотой следовани  в зависимости от заданной в программе скорости перемещени  от 2 Гц до 8 кГц, поступающих в зависимости от заданного в программе направлени  движени  или с вьгхода СУС1(+), или с выхода СУС11(-). Сигналы с канала 4 положени  и канала 5

скорости по каждой из двух координат X И Y поступают на комплектньй тирис- торный электропривод 6, где в преобразователе 50 широтно-импульсный сигнал канала положени  преобразуетс  в аналоговый, линейно-зависимый от скважности импульсов, а в преобразователе 51 частотньш сигнал канала скорости преобразуетс  в линейно зависимый от частоты аналоговый сигнал. Аналоговые сигналы с преобразователей 50 и 51 и линейно зависимый от скорости перемещени  рабочего органа сигнал с тахогенератора 8 алгебраически суммируютс  в сумматоре 52, С выхода сумматора 52 сигнал поступает на вход схемы 53 импульсно-фазового управлени , котора  преобразует величину и знак аналогового сигнала в последовательность пр моугольных управл ющих импульсов соответствующей фазы, которые поступают на управл ющие входы реверсивного тиристорного

.выпр мител  54, в котором происходит 5 Рости перемещени  (частоты импульсов)

преобразование трехфазной -питающей сети в посто нный ток, подаваемьй на  корь электродвигател  7. Величины тока, его направление в  коре электродвигател , определ ющие скорость и направление перемещени  рабочего органа , завис т от параметров входных сигналов.

По третьей координате (Z) информаци  в величине перемещени  рабочего

30

в соответствующий временной интервал зависит от частоты импульсов и про-, порциональна периоду их следовани . С помощью папеключатеп  20 налажив етс  электросхема перемещени  по третьей координате, т.е. определ етс какой величине перемещени  соответст вует определенна  частота импульсов. Это делаетс  только в опытном экземпл ре системы, чтобы по данным опыта

органа (о его позиции по высоте) за- правильно составить программу сиетедаетс  в программе функцией скорост.к т.е. частотой импульсов. Импульсы в зависимости от направлени  движени , заданного в программе, поступают с пр мого (+) или с обратного (-) выхода канала 5 скорости по третьей координате на S-вход триггера 14 или триггера 15 и на первый или второй вход элемента ИЛИ 18. Предварительно перед началом работы триггеры 14 и 15 и счетчик 19 с устройства 1 числового программного управлени  устанавливаютс  в нулевое состо ние.

Пусть импульсы поступают с пр мого (+) выхода канала 5 скорости, С приходом первого импульса триггер 14 по S-входу устанавливаетс  в единичное состо ние и открывает усилитель 16, через который включаетс  электродвигатель 12, и рабочий орган 13 перемещаетс  в пр мом направлении до тех пор, пока импульсы, поступающие через элемент ИЛИ 18 на счетный вход

869636

счетчика 19, не заполн т его содержимое до состо ни , определ емого положением переключател  20, при котором сигнал с выхода счетчика 19 в качестве запрещающего поступает через переключатель 20 и согласующий элемент 21 на усилитель 16, закрывает его и движение рабочего органа по третьей

10 координате прекращаетс .

Через задержку времени, определ емую элементом 22 и необходимую дл  перехода программы на следующий ее кадр, сигнал с счетчика 19

J5 сбрасывает триггер 14 и счетчик 19 в нулевое состо ние и схема в этом случае готова к приему информации следующего кадра программы.

Таким образом, величина перемеще2Q ни  рабочего органа 13 по третьей координате (Z ), т.е. врем , за которое малогабаритный электродвигатель 12, подключенный к выходу схемы преобразовани  заданной в программе ско0

в соответствующий временной интервал,, зависит от частоты импульсов и про-, порциональна периоду их следовани . С помощью папеключатеп  20 налажив етс  электросхема перемещени  по третьей координате, т.е. определ етс  какой величине перемещени  соответствует определенна  частота импульсов. Это делаетс  только в опытном экземпл ре системы, чтобы по данным опыта

5

мы и определить оптимальное количест- во импульсов, задаваемых в-программе по третьей координате. Дл  повыщени  точности работы системы питание электродвигател  12 должно быть стабилизированным .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Система числового программного управлени , содержаща  вычислитель, .трехкоординатньш блок управлени  след щим приводом, комплектный тиристорный электропривод, электродвигатель, тахогенератор и датчик обратной св зи , причем управл ющие выходы вычислител  подключены к управл ющим входам трехкоординатного блока управлени  след щим приводом, подключенного выходами каналов положени  и скорости по каждой координате к комплектному тиристорному электроприводу, соединенного выходами с входом элек-родвигател , подключенного к тахогенера- тору, кинематически св занному с датчиком обратной св зи, выход которого соединен с входом трехкоординатного блока управлени  след щим приводом, отличающа с  тем, что, с целью сокращени  объема оборудовани  системы, в нее введены первый и второй триггеры, первый и второй уси-ю лители, элемент ИЛИ, счетчик импульсов , переключатель, согласующий элемент и задержки, причем к пр мому и обратному выходам канала скорости трехкоординатного блока уп- j равлени  след щим приводом подключены

   t

   10

   S-входы первого и второго триггеров, первый и йторой входы элемента ИЛИ, выход которого подключен к счетному входу счетчика импульсов, выходы которого через переключатель и согласующий элемент подключены к элементу задержки и к вторым запрещающим входам первого и второго усилителей, выходы которых подключены к электродвигателю , а первые выходы соединены соответственно с выходами первого и второго триггеров, выход элемента задержки соединен с R-входами первого и второго триггеров и входом сброса счетчика импульсов.

   Фиг.З

   fXH))

   -хйШШ

   - Питание ДОС(9)

   50

   51

   и ДОС (9)

   СУС1 () СУСКН

   (PuZ.Lf

   а) Сигналы с ёычислител 2.

   а

   fiod

   ) Сигналы с датчына 9 обратной

   6} Сигналы С нанамо момжеии 

   „,) Сигналы с напала 5 скорости, fФи. 6

   П

   JL