SU734617A1 - Устройство дл программного управлени - Google Patents

Description

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к автоматике производственных процессов для программного управления рабочими органами станков.

Известно устройство для программно- ^s го управления, содержащее последовательно соединенные блок ввода программу интерполятор, логический блок и блок управления м·

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для программного управления, содержащее последовательно соединенные блок ввода, блок буферной памяти, интерполятор, блок регулирования контурной скорости и силовой шаговый привод, причем интерполятор соединен через генератор импульсов с блоком разгона-торможения, подключенным к буферной памяти ^2] . _м

Однако эти устройства характеризуются недостаточным быстродействием для управления целой группой специальных станков, на скорость движения испол2 нительных органов которых Накладываются определенные ограничения. К таким станкам относятся станки для прошивки постоянных накопителей, производящие укладку кодовых проводов в специальные запоминающие элементы. Для них траектория перемещения исполнительного механизма-каретки состоит из набора чередующихся зон прошивки и промежуточных отрезков. При этом в зоне прошивки осуществляется одновременная работа двух исполнительных механизмов: продольное движение каретки и поперечное отлонение иглы. Поэтому в этой зоне для исключения возможности натыкания иглы на сердечник запоминающего элемента скорость движения каретки (рабочая скорость) ограничивается в зависимости от скорости перекидывания иглы. Па промежуточных же отрезках ограничения на скорость каретки (скорость холостого хода) отсутствуют. При применении известных устройств для управления данными прошивочными станками задание движения з 734617 исполнительного органа вдоль одного ряда запоминающих элементов производится программированием либо полного перемещения с одной постоянной скоростью, определяемой· рабочей скоростью каретки в зоне прошивки, либо отдельных отрезков соответственно с рабочими скоростями и скоростями холостых ходов в обоих случаях снижается быстродействие системы. В первом - на отрезках холостых ходов (из-за задания скорости заведомо меньшей максимально возможной), а во втором - из-за потерь времени на разгон и торможение на каждом программируемом отрезке. Кроме того, необходимость программирования во втором случае каждого отрезка отдельной фразой значительно увеличивает длину управляющей перфоленты, которая и без такого способа программирования для прошивочных станков достигает большой величины. Аналогичное снижение 'быстродействия характерно и для систем программного управления станками, обрабатывающих, например, детали сложной конфигурации, у которых также имеются чередующиеся участки рабочих и холостых ходов.

Цель изобретения - повышение быстродействия устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для программного управления, содержащее последовательно соединенные Ьлок ввода программы, блок буферной памяти, интерполятор, блок регулирования контурной скорости и шаговый привод, а также последовательно., соединенные первый блок разгона-торможения и первый генератор импульсов, второй вход которого и вход первого блока разгона-торможения подключены к выходу блока буферной памяти, введены последовательно соединенные второй блок разгона-торможения, второй генератор импульсов и блок согласования скоростей, второй вход которого подключен к выходу блока буферной памяти, второму входу второго генератора импульсов и к первому входу второго блока разгона-торможения, соединенного вторым и третьим входами соответственно с первым и вторым входами блока согласования скоростей, третий вход которого подключен к выходу первого генератора импульсов, а третий выход и четвертый вход ^к управляющему входу и выходу интерполятора соответственно, а также тем, что блок согласования скоростей содержит элемент сравненйя, первый вход которого соединен с третьим входом блока, с первым входом первого элемента задержки и через последовательно включенные первый элемент И и первый одновибратор со вторым входом первого элемента задержки, под соединенного выходом к третьему выходу блока и к выходу второго элемента И, первый вход которого соединен со вторым 10 входом первого элемента И, с первым входом блока и со вторым входом элемента сравне/шя, подключенного выходом через последовательно соединенные третий элемент И, первый триггер, второй 15 одновибратор и второй триггер ко второму входу третьего элемента И, четвертый вход блока является входом счетчика, соединенного выходом через последовательно включенные первый дешифратор, 20 группу четвертых элементов И, элемент ИЛИ, первый триггер, второй элемент задержки и пятый элемент И со вторым входом второго триггера и со вторым выходом блока, второй вход блока явля— 25 ется входом Второго дешифратора, подключенного выходами ко вторым входам группы четвертых элементов И, выход элемента ИЛИ соединен со вторым входом пятого элемента И, выход первого 30 триггера - со вторым входом второго элемента И, а выход второго одновибратора — с первым выходом блока.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 - схема блока 35 согласования скоростей.

Устройство содержит блок 1 ввода программы, блок 2 буферной памяти, первый блок 3 разгона-торможения, интерполятор 4, блок 5 согласования ско— 40 ростей, первый 6 и второй 7 генераторы импульсов, второй блок 8 разгона-торможения, блок 9 регулирования контурной скорости и шаговый привод 10.

Блок согласования скоростей содержит 45 второй дешифратор 11, счетчик 12, первый дешифратор 13, группу четвертых элементов 14 И, элемент 15 ИЛИ, первый триггер 16, пятый элемент 17 И, второй элемент 18 задержки, второй одновибра— ₅0 тор 19, второй триггер 20, третий элемент 21 И, элемент 22 сравнения, второй 23 и первый 24 элементы И, первый одновибратор 25 и первый элемент 26 задержки.

Устройство работает следующим образом.

Информация из блока 1 вводится и запоминается в блок 2, из которого рас5 пределяется в первый блок 3 разгонаторможения, интерполятор 4, блок 5 согласования скоростей, генераторы 6 и 7 и второй блок 8 разгона-торможения. Эта информация содержит данные о работе с одной заданной скоростью и работе с участками повышенной скорости.

В первом режиме из блока 2 в генератор 6 поступает информация о включении генератора на программируемую частоту £^ , которая за счет блока 3 плавно нарастает до номинальной величины и через блок 5 поступает в интерполятор

4. Генератор 7 в этом режиме выключен и частота ⁼ θ· Импульсы интерполятора 4 проходят через блок 9, введенный для устранения неравномерности частоты интерполятора, и поступают на шаговый привод 10. Таким образом, движение исполнительного органа станка осуществляется с заданной скоростью, определяемой программированием частоты .

В режиме работы с участками повышенной скорости блок 2 выдает в интерполятор 4 информацию и полном перемещении исполнительного механизма вдоль одного ряда запоминающих элементов, и производится включение генераторов 7 и 6 соответственно на программируемые частоты £₂ и Ц . При этом частота определяет скорость движения каретки в зоне прошивки, а сумма частот £, +

4-£₂ “ скорость каретки в зоне холостых ходов. Моменты включения и выключения частоты (с плавным ее нарастанием и снижением) задаются программно. Для этого из блока 2 в дешифратор 11 блока 5 поступает код, соответственно которому подключаются определенные- выходы дешифратора, и тем самым выбираются соответствующие элементы 14 И. Для определения числа этих элементов вся длина максимально возможного программируемого перемещения, выраженная в числах импульсов, разбивается на отрезки с достаточно малым шагом, причем каждой точке разбиения соответствует элемент 14 И. Таким образом, чем меньше шаг отрезка разбиения, тем больше нужно элементов И и тем точнее можно включать разгон или торможение в необходимой точке траектории, и соответственно лолучить более высокую производительность станка.

' Одновременно с началом работы интерполятора 4, с его выхода поступают сигналы на дешифратор 13 через счетчик 12 блока 5. Дешифратор 13 последовательно

734617 « опрашивает элементы 14 И, и если сигнал с него придет на первый элемент И, на который уже подан разрешающий сигнал с дешифратора 11, ·το выдается импульс на элемент 15 ПЛИ, перебрасывающий триггер 16 в единичное'состояние. Сигнал с триггера 16 поступает на элемент 17 И через элемент 18 задержки, подготавливая тем самым цепь включения | торможения, на одновибратор 19, включающий блок 8 и одновременно перебрасывающий триггер 20 в единичное состояние для запрета на элементе 21 И прохождения сигнала с элемента 22 сравнения при первом совпадении частот и £₂ и на элемент 23 И, подготавливая прохождение частоты £₂ .

Блок 8 разгона—торможения, включаемый одновибратором 19, плавно увеличивает частоту генератора 7, которая по входу 4 поступает в блок согласования скоростей 5 на элементы 23 и 24 И и элемент 22 сравнения, и так как элемент 23 И уже подготовлен к работе, то частота £ о проходит на выход, где складывается с частотой и через интерполятор 4 и блок 9 поступает на шаговый привод 10. Таким образом осуществляется разгон шагового двигателя до повышенной частоты.

При дальнейшем последовательном опросе элементов 14 И сигнал с дешифратора 13 попадает 'на второй, подготовленный к работе дешифратором 11, элемент И, импульс с выхода которого поступает на элемент ИЛИ 15 и через него на элемент 17 И. Сигнал с выхода этого элемента поступает на выход блока 5, включает схему разгона и схему торможения блока 8 и обнуляет триггер '20, который подготавливает к срабатыванию элемент 21 И. Генератор 7 плавно уменьшает свою частоту (т.е. происходит процесс торможения) и в момент достижения равенства частот £ ^ и f ₂ элемент 22 сравнения выдает сигнал, который через элемент 21 И обнуляет триггер 16 и запрещает на элементе 23 прохождение частоты £о. Таким образом на выходе появляется частота £* , определяющая скорость движения каретки в зоне прошивки. Схема готова к следующему циклу разгона и торможения.

С целью устранения появления резаных импульсов или вообще потери импульсов при сложении частот { и ^в устройство включена схема разделения импульсов по времени. Она состоит из элемента

И, на входы которого поступают частоты £ _д и {. _а , одновибратора 2 5 и элемента 26, который и задерживает импульс частоты {дпри совпадении его по времени с импульсом частоты £₂ · ⁵

Выбором определенных пар элементов 14 И можно задать перемещение исполнительного органа с участками повышенной скорости, при этом первый элемент из каждой пары определяет начало раз- 10 гона, а второй - начало торможения. Введение в данное устройство второго блока разгона—торможения, второго генератора и блока согласования скоростей выгодно отличает предлагаемое устрой- 15 ство от известного, так как позволяет задавать на любом программируемом отрезке зоны с разными скоростями движения исполнительного механизма.

В результате существенно повышается 20 быстродействие системы за счет высоких скоростей перемещения исполнительного механизма на участках, где на скорость перемещения не накладываются определенные ограничения, и кроме того, сок- 25 ращается трудоемкость программирования.

Claims (2)

1. Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике, в частности к автоматике производственных процессов дл  программного управлени  рабочими органами станков. Известно устройство дл  программного управлени , содержащее последовательно соединенные блок ввода программы интерпол тор, логический блок и блок управлени  1. Наиболее близким по технической сущ ности к изобретению  вл етс  устройство дл  программного управлени , содержащее последовательно соединенные блок ввода, блок буферной пам ти, интерпол тор, блок регулировани  контурной скорости и силовой шаговый привод, причем интерпол тор соединен через генератор импуль сов с блоком разгона-торможени , подключенным к буферной пам ти 2. Однако эти устройства характеризуютс  недостаточным бысггродействием дл  управлени  целой группой специальных станков, на скорость движени  исполнительньЕх органов которых Накладываютс  определенные ограничени . К таким станкам относ тс  станки дл  прошивки посто нных накопителей, производ щие укладку кодовых проводов в специальные запоминающие элементы. Дл  них траектори  перемещени  исполнительного механизма-каретки состоит из набора чередующихс  зон прошивки и промежуточных отрезков . При этом в зоне прощивки осуществл етс  одновременна  работа двух исполнительных механизмов: продольное движение каретки и поперечное отлонение иглы. Поэтому в этой зоне дл  исключени  возможности натыкани  иглы на сердечник запоминающего элемента скорость движени  каретки (рабоча  скорость) ограничиваетс  в зависимости от скорости перекидывани  иглы. На промежуточных же отрезках ограниче1ш  на скорость каретки (скорость холостого хода) отсут- . ствуют. При применении известных устройств дл  управле){и  да1шыми прошивочными станками .задание двиэкени  исполнительного органа вдоль одного р да запоминающих элементов производитс  программированием либо полного перемещени  с одной посто нной скоростью , определ емой- рабочей скоростью каретки в зоне прощивки, либо отдельных отрезков соответстве1шо с рабочими скорост ми и скорост ми холостых ходов в обоих случа х снижаетс  быстродействие системы. В первом - на отрезках холостых ходов ( задани  скорости заведомо меньшей максимально возможной), а во - из-за потерь времени на разгон и торможение на каждом программируемом отрезке. Кроме того необходимость программировани  во втором случае каждого отрезка отдельной фразой значительно увеличивает длину управл ющей перфоленты, котора  и без такого способа программировани  дл  прощивочных станков достигает большой величины. Аналогичное снижегоге быстродействи  характерно и дл  систем программного управлени  станками, обра батывающих, например, детали сложной конфигурации, у которых также имеютс  чередующиес  участки рабочих и холостых ходов. Цель изобретени  - повышещ1е быстродействи  устройства. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  програмкшого упра лени , содержащее aocлeдoвaтeлыio соединенные Ьлок ввода программы, блок буферной пам ти, интерпол ггор, блок регулировани  контурной скорости и шаговый привод, а также последовательно соединенные первый блок разгона-тормо жени  и первый генератор импульсов, BTqpou вход которого и вход первого блока разгона-торможени  подключены к выходу блока буферной пам ти, введен последовательно соединенные второй бло разгона-торможени , второй генератор импульсов и блок согласовани  скоросте Вход которого подключен к выхо блока буферной пам ти, вторюму входу втсфого генератора импульсов и к перво входу второго блока разгона-торможени , соединенного вторым и третьим вхо дами соответственно с первым и вторым входами блока согласовани  скоростей, третий вход которого подключен к выхо первого генератора импульсов, а третий выход и четвертый вход к управл ющем входу и выходу интерпол тора соответственно , а также тем, что блок согласо сКоростей содержит элемент срав ени , первый вход которогх) соединен третьим входом блока, с первым входом ервого элемента задержки и через послеовательно включенные первый элемент и первый одновибратор со вторым ходом первого элемента задержки, под оединенного выходом к третьему выходу блока и к выходу второго элемента И, первый вход которого соединен со вторым входом первого элемента И, с первым Входом блока и со вторым входом элемента сравне1ш , подключешюго выходом через последовательно соединенные третий элемент И, первый триггер, второй одновибратор и второй триггер ко второму Входу третьего элемента И, четвертый Вход блока  вл етс  входом счетчика, соединенного выходом через последовательно включенные первый дешифратор, группу четвертых элементов И, элемент ИЛИ, первый триггер, второй элемент задержки и п тый элемент И со вторым входом Второго триггера и со вторым выходом блока, второй вход блока  вл етс  входом Второго дешифратора, подключенного выходами ко вторым входам группы четвертых элементов И, выход элемента ИЛИ соединен со вторым входом п того элемента И, выход первого триггера - со вторым входом второго элемента И, а выход второго одновибратора - с первым выходом блока. На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 - схема блока согласовани  скоростей. Устройство содержит блок 1 ввода программы, блок 2 буферной пам ти, первый блок 3 разгона-торможени , интерпол тор 4, блок 5 согласовани  скоростей , первый 6 и второй 7 генераторы импульсов, второй блок 8 разгона-торможени , блок 9 регулировани  контурной скорости и шаговый привод Ю. Блок согласовани  скоростей содержит второй дешифратор 11, счетчик 12, первый дешифратор 13, группу четвертых элементов 14 И, элемент 15 ИЛИ, первый триггер 16, п тый элемент 17 И, второй элемент 18 задержки, второй одновибра- тор 19, вторсй триггер 2О, третий элемент 21 И, элемент 22 сравнени , второй 23 и первый 24 элементы И, первый одновибратор 25 и первый элемент 26 задержки. Устройство работает следующим обрааом . Информаци  из блока 1 вводитс  и запоминаетс  в блок 2, из которогх) рас- предел етс  в первый блок 3 раогонаторможони , интерпол тор 4, блок 5 сог ласовани  скоростей, генераторы 6 и 7 и второй блок 8 разгона-торможени . Эта информаци  содержит данные о рабо те с одной заданной скоростью и работе с участками повышенной скорости. В первом режиме из блока 2 в генератор 6 поступает информаци  о включении генератора на программируемую частоту , котора  за счет блока 3 плавно нарастает до номинальной величины и через блок 5 поступает в интерпол тор 4. Генератор 7 в этом режиме выключен и частота О. Импульсы интерпол тора 4 проход т через блок 9, введенны дл  устранени  неравномерности частоты интерпол тора, и поступают на шаговый привод Ю. Таким образом, движение исполнительного органа станка осуществл етс  с заданной скоростью, определ емой программированием частоты . В режиме работы с участками повы- шеннои скорости блок 2 выдает в интер . , пол тор 4 информацию и полном перемещении исполнительного механизма вдол одного р да запоминающих элементов, и производитс  включение генераторов 7 и 6 соответственно на программируемые . При этом частота частоты ± о J определ ет скорость движени  каретк в зоне прошивки, а сумма частот , -f f 2. скорость каретки в зоне холостых ходов. Моменты включени  и выключени  частоты f 2 tc плавным ее нарастанием и снижением) задаютс  программно. Дл  этого из блока 2 в дешифратор 11 блока 5 поступает код, соответственно котором подключаютс  определенные, выходы дешифратора , и тем самым выбираютс  соответствующие элементы 14 И. Дл  опре делени  числа этих элементов вс  длина максимально возможного программируемого перемещени , выраженна  в числах импульсов, разбиваетс  на отрезки с достаточно малым шагом, причем каждой точке разбиени  соответствует элемент 14 И. Таким образом, чем меньше шаг отрезка разбиени , там больше нужно элементов И и тем точнее можно включать разгон или торможение в необходимой точке траектории, и соответственно получить более высокую производительность станка. Одновременно с началом работы интер пол тора 4, с его выхода поступают сигналы на дешифратор 13 через счетчик 12 блока 5. Дешифратор 13 последовательно опрашивает элементы 14 И, и если сигнал с него придет на первый элемент И, на который уже подан разрешающий сигнал с дешифратора 11, уо выдаетс  импульс на элемент 15 ИЛИ, перебрасывакьшлй триггер 16 в едишгчноесосто ние. Сигнал с триггера 16 поступает на элемент 17 И чероэ элемент 18 задержки, подготавлива  тем самым цепь включени  торможе1ш , на сдновибратор 19, включающий блок 8 и одновременно перебрасывающий триггер 20 в единичное состо-  1С1е дл  запрета на элементе 21 И прохождени  сигнала с элемента 22 сравнени  при первом совпадении частот f,и f 2. н элемент 23 И, подготавлива  прохождение частоты -fj Блок 8 разгона-торможе1ш , включаемый одновибратором 3.9, плавно уве- личивает частоту генератора 7, котора  ло входу 4 поступает в блок согласовани  скоростей 5 на элементы 23 и 24 И и элемент 22 сравнени , и так как элемент 23 И уже подготовлен к работе, г то частота In проходит на выход, где складываетс  с частотой J. и через интерпол тор 4 и блок 9 поступает на ща- говый привод 1О. Таким образом осуществл етс  разгон шагового двигател  до повышенной частоты. При дальней1ием последовательном опросе элементов 14 И сигнал с дешифратора 13 попадает на второй, подготовле1шый к работе дешифратором 11, элемент И, импульс с выхода которого поступает на элемент ИЛИ 15 и через него на элемент 17 И. Сигнал с выхода этого элемента поступает на выход блока 5, включает схему разгона и схему торможени  блока 8 и обнул ет триггер 20, который подготавливает к срабатыванию элемент 21 И. Генератор 7 плавно уменьшает свою частоту (т.е. происходит процесс торможени ) и в момент достижени  равенства частот и 5. элемент 22 сравнени  вьщает сигнал, который через элемент 21 И обнул ет триггер 16 и запрещает на элементе 23 прохождение частоты in. Таким образом на выходе по вл етс  частота , определ юща  скорость движени  каретки в зоне прошивки. Схема готошл к следующему циклу разгона и торможени . С целью устранени  по влени  резаных импульсов или вообще потери импульсов при сложении частот { , и -Е устройство включена схема разделени  импульсов по времени. Она состоит из элеме}гга 24 И, на входы ксггорого поступают частоты и 12. одновибратора 25 и элемента 26, который и задерживает импульс частоты совпадении его по времени с импульсом частоты f Выбором определенных пар элементов 14 И можно задать перемещение исполнительного органа с участками повышенной скорости, при этом первый элемент из каждой пары определ ет начало разгона , а второй - начало торможени . Введение в данное устройство второго блока разгона-торможени ., второго генератора и блока согласовани  скоростей выгодно отличает предлагаемое устройство от известного, так как позвол ет задавать на любом программируемом отрезке зоны с разными скорост ми движени  исполнительного механизма. В результате существе1шо повышаетс  быстродействие системы за счет высоких скоростей перемещени  испол штельного механизма на участках, где на скорость перемещени  не накладываютс  определенные ограничени , и кроме того, сокращаетс  трудоемкость программировани  Формула изобретени  1. Устройство дл  программного упра лени , содержащее последовательно сое диненные блок ввода программы, блок буферной пам ти,- ииггерпол тор, блок регулировани  контурной скорости и шаг вый привод, а также последовательно соединенные первый блок разгона-торможени , и первый генератор импульсов, второй вход которого и вход первого бло ка разгона-торможени  подключен к вых ду блока буферной пам ти, отличающеес  тем, что, с целью повышени  быстродействи  устройства, в него введены последовательно соединенные второй блок разгона-торможени  второй генератор импульсов и блок согласованИ  скоростей, второй вход которо го подключен к выходу блока буферной пам ти, второму входу второго генерато импульсов и к первому входу второго блока разгона- орможе}ш , соединенного вторым и третьим входами соответственно с первым и вторым выходами блока согласоваш1  скоростей, третий вход которого подключен к выходу первого генератора импульсов, а третий выход и четвертый вход к управл ющему входу и выходу интерпол тора соответственно, 2. Устройство по п. 1,. отличающеес  тем, что блок согласовани  скоростей содержит элемент сравнени , первый вход которого соединен с третьим входом блока, с первым входом первого элемента задержки и через последовательно включенные первый элемент И и первый одновибратор со вторым входом первого элемента задержки, подсоединэнного выходом к третьему выходу блока и к выходу второго элемента И, первый вход которого соединен со вторым входом первого элемента И, с первым входом блока и со вторым входом элемента сравнени , подключенного выходом через последовательно соединенные третий элемент И, первый триггер, второй одновибратор и второй триггер ко второму входу третьего элемента И, четвертый вход блока  вл етс  входом счетчика, соединенного выходом через последовательно включенные дешифратор, группу четвертых элементов И, элемент ИЛИ, первый триггер, второй элемент задержки и п тый элемент И со вторым входом второго триггера и со вторым выходом блока, второй вход блока  вл ет-. с  входом второго дешифратора, подключенного выходами ко вторым входам группы четвертых элементов И, выход элемента ИЛИ соединен со вторым входом ПИТОГО элемента И, выход первого триггера - со вторым входом второго элемента И, а выход второго одновибратора с первым выходом блока. Источники информации, прин тые во взшмание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 435670, кл. G О5 В 19/18, 1971.
2. 2.Авторское свидетельство СССР N9 485419, К.П. Q 05 В 19/18, 1978 (прототип).