SU1481708A1 - Система программного управлени электроприводом - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к станкостроению и может быть использовано в станках с числовым программным управлением и промышленными роботами. Целью изобретени   вл етс  повышение надежности системы и конструктивное ее упрощение. Поставленна  цель достигаетс  за счет особенности выполнени  блока скоростной обратной св зи на базе элементов вычислительной техники. Система состоит из электропривода, вал которого св зан с исполнительным органом и импульсным датчиком главной обратной св зи, выходы которого соединены с входами формировател  импульсов, а через него - с входами блока коммутации, подключенного к выходам генератора тактовых импульсов и программного задатчика. Выход блока синхронизации через последовательно соединенные реверсивный счетчик, преобразователь код-напр жение, регул торы положени  и скорости, соединен с входом усилител  мощности, выход которого подключен к входу электропривода. Выход генератора тактовых импульсов через делитель частоты и блок задержки св зан с входом "Сброс" суммирующего счетчика, информационный вход которого подключен через блок ИЛИ к выходам формировател  импульсов. Выход суммирующего счетчика соединен с информационным входом дополнительного преобразовател  код-напр жение, вход записи которого подключен к выходу делител  частоты, а выход соединен первым информационным входом ключа. Второй информационный вход ключа подключен к выходу преобразовател  код-напр жение через инвертор, а выход - к второму входу регул тора скорости. Управл ющий вход ключа соединен с выходом триггера знака, раздельные входы которого соединены с выходами формировател  импульсов. 1 ил.

Description

1

Изобретение относитс  к станко- строению и может быть использовано

в станках с числовым программным управлением и промышленными роботами.

Цель изобретени  - повышение надежности системы и конструктивного ее упрощени .

На чертеже показана функциональна  схема системы

Система содержит электропривод 1, исполнительный орган 2, датчик 3 главной обратной св зи, формирователь 4 импульсов, блок 5 коммутации, генератор 6 тактовых импульсов, реверсивный счетчик 7, преобразователь 8 код - напр жение, регул тор 9 положени , регул тор 10-скорости, усилитель 11 мощности, элемент ИЛИ 12, суммирующий счетчик 13, преобразователь 14 код - напр жение, инвертор 15, ключ 16, триггер 17 знака, делитель 18 частоты, блок 19 задержки , блок 20 скоростной обратной св зи и программный задатчик 21.

Система работает следующим образом .

Регулируемой величиной в данной системе  вл етс  угол поворота вала исполнительного органа 2. В ней осуществл етс  замкнутый принцип регулировани . Б св зи с этим имеетс  главна  отрицательна  обратна  св зь по положению исполнительного органа 2, реализованна  с помощью датчика 3 главной обратной св зи , формировател  4 импульсов и блока 5 коммутации. Регулируема  величина измен етс  по закону, заданному программой обработки издели  на станке, сформированной в программном задатчике 21. Сигнал задани  в зависимости от направлени  обработки подаетс  на один из входов блока 5 коммутации, пройд  который, он поступает либо на суммирующий, либо на вычитающий вход реверсивного счетчика 7. Этот сигнал представл ет собой унитарный код, т0е0 последовательность импульсов, число которых пропорционально заданному программой перемещению, а частота следовани  пропорциональна требуемой скорости углового перемещени  исполнительного органа 2. По цепи главной обратной св зи по положению на вход реверсивного счетчика 7 через блок 5 коммутации поступает така  же последовательность импульсов, уменьшающа  содержание реверсивного счетчика 7 на число импульсов, пропорциональное отработанному перемещению. Разностный код, фиксируемый реверсивным счетчиком 7, преобразуетс  в посто нное напр жение в преобразователе 8 код - напр жение и подаетс  на вход регул тора 9 положени 

Дл  обеспечени  требуемых динамических характеристик системы (т.е. быстродействи , перерегулировани , запаса устойчивости по фазе и амплитуде) в ее состав ввод тс 

0 корректирующие элементы и св зи. В данной системе такими корректирующими элементами  вл ютс  регул тор 9 положени , регул тор 10 скорости и блок 20 скоростной обратной св зи, содер5 жащий элемент ИЛИ 12, суммирующий счетчик 13, преобразователь 14 код - напр жение, инвертор 15, ключ 16, триггер 17 знака, делитель 18 частоты и блок 19 задержки. Регул тор 9

0 положени  и регул тор 10 скорости реализуютс  на основе серийно выпускаемых электрических регулирующих блоков , реализующих различные законы регулировани  (пропорциональный П, ин5 тегральный И, дифференциальный Д, комбинированный ПИД). Чаще всего регул тор 9 положени  реализует ПИД-за- кон регулировани , а регул тор 10 скорости - П-закон регулировани . В

0 общем случае регул торы 9 и 10 положени  и скорости имеют несколько входов. В данной системе регул тор 10 скорости осуществл ет суммирование двух сигналов: сигнала, характеризую- щего рассогласование в системе, и сигнала местной обратной св зи, пропорционального скорости изменени  выходной координаты системы, т.е. в системе реализуетс  положительна  скорост-

о нал обратна  св зь.

На выходе датчика 3 главной обратной св зи формируютс  две последовательности импульсов, сдвинутые по фазе на четверть периода, Формирова5 тель 4 импульсов представл ет собой логический блок, который на основе анализа очередности поступлени  импульсов на его два входа определ ет направление перемещени  исполнительного органа 2 и в зависимости от направлени  формируют импульсные сигналы на на своем соответствующем выходе.

Дл  того, чтобы исключить возможность неправильной работы реверсивног го счетчика 7 в результате одновременного поступлени  -импульсов на оба его входа, предусмотрен блок 5 коммутации . Он обеспечивает наличие об зательного временного интервала между

0

импульсами, поступающими на входы сложени  и вычитани  реверсивного счетчика. Этот интервал составл ет не менее половины периода тактовых импульсов, поступающих на тактовый вход блока 5 коммутации с выхода генератора 6 тактовых импульсов. Ка входы блока 5 коммутации одновременно подаютс  три последовательности импульсов: на первый или второй ин- формационные входы поступают программные импульсы задани , на третий или четвертый информационный входы поступают импульсы отработки и на тактовый вход подаютс  тактовые импульсы.

Реверсивный счетчик 7 представл ет собой счетчик с двум  раздельными информационными входами. При подаче импульсов на один из входов про- исходит их суммирование, а при подаче на второй происходит вычитание. Суммирующий счетчик 13 имеет один информационный суммирующий вход, соединенный с выходом элемента ИЛИ 12. Вход Сброс суммирующего счетчика 13 - это управл ющий вход, который соединен с выходом блока 19 задержки .

Преобразователь 14 код - напр же- ние в отличие от преобразовател  8 код - напр жение содержит встроенный регистр пам ти. Информаци  записываетс  в него из суммирующего счетчика 13 в момент подачи выходного сиг- нала делител  18 частоты на вход За-пись преобразовател  14 код - на- пр жение.

В статическом режиме импульсы на выходах формировател  4 импульсов от- сутствуют, суммирующий счетчик 13, сбрасываемый периодически выходными сигналами делител  18 частоты, пребывает в нулевом состо нии. На выходе преобразовател  14 код - напр жение имеет место нулевой сигнал. В динамическом режиме в зависимости от направлени  движени  исполнительного органа 2 по вл ютс  импульсы на одно из выходов формировател  4 импуль- сов. Их количество за интервал, опре дел емый периодом следовани  импульсов с выхода делител  18 частоты, оказываетс  пропорциональным текуще4му значению производной углового перемещени  исполнительного органа 2, Пропорциональным той же величине оказываетс  выходной сигнал преобразовател  14 код - напр жение, в который

10

15

4817086

вводитс  код суммирующего счетчика 13 перед его сбросом. Момент сброса суммирующего счетчика 13 и момент пе- с резаписи преобразовател  14 код - напр жение раздел ютс  интервалом времени и блоком 19 задержки.

В зависимости от направлени  движени  исполнительного органа 2 импульсы присутствуют только на одном выходе формировател  4 импульсов, поэтому в конце каждого такта, определ емого делителем 18 частоты, состо ние триггера 17 знака, управл емого по разным входам, несет в себе информацию о знаке производной. Триггер 17 знака определ ет состо ние ключа 16 и поэтому сигнал на выходе последнего определ етс  величиной и знаком производной. Этот сигнал и подаетс  на второй вход регул тора 10 скорости .

Из описани  принципа действи  предложенного блока 20 скоростной обратной св зи, т.е. тахопреобразова- тел , следует, что он практически безынерционен. Сигнал на его выходе по вл етс  через период следовани  импульсов делител  18 частоты, который может быть сделан достаточно малым. Он не требует специальных механических сопр жений его с выходным валом электропривода 1, что приводит к конструктивному упрощению данной системы . Надежность его намного выше широко используемых электромеханических устройств типа тахогенератора посто нного тока, что приводит к повышению надежности системы.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Система программного управлени  электроприводом, содержаща  блок коммутации , соединенный первым и вторым информационными входами с первым и с вторым выходами программного задат- чика, третьим и четвертым информационным входами - с первым и вторым выходами формировател  импульсов, а тактовым входом - с выходом генератора тактовых импульсов, и первым и вторым выходами - с суммирующим и вычитающим входами реверсивного счетчика , подключенного выходом через преобразователь код - напр жение к входу регул тора положени , соединенного выходом с первым входом регул тора скорости, подключенного вторым входом к выходу блока скоростной обратной

   св зи, а выходом через усилитель мощности - к входу электропривода, на выходном валу которого установлены исполнительный орган и датчик главной обратной св зи, соединенный первым и вторым выходами соответственно с первым и вторым входами формировател  импульсов, отличающа - с   тем, что, с целью повышени  надежности системы и конструктивного ее упрощени , в ней выход генератора тактовых импульсов и первый и второй выходы формировател  импульсов соединены соответственно с тактовым и с первым и вторым информационными входами блока скоростной обратной св зи, который содержит делитель частоты, блок задержки, триггер знака и последовательно соединенные элемент ИЛИ, суммирующий счетчик, преобразователь код - напр жение, инвертор и ключ, выход которого  вл етс  выходом блока , второй информационный вход соединен с выходом преобразовател  код - напр жение, а управл ющий вход - с выходом триггера знака, первый и второй входы которого соединены с первым и вторым входами элемента ИЛИ, которые  вл ютс  первым и вторым информационными входами блока, выход блока задержки соединен с входом.сброса сум5 мирующего счетчика, а вход - с входом записи преобразовател  код - напр жение и с выходом делител  частоты , вход которого  вл етс  тактовым входом блока„