SU938264A1 - Двухкоординатна система программного управлени - Google Patents

Двухкоординатна система программного управлени Download PDF

Info

Publication number
SU938264A1
SU938264A1 SU803240589A SU3240589A SU938264A1 SU 938264 A1 SU938264 A1 SU 938264A1 SU 803240589 A SU803240589 A SU 803240589A SU 3240589 A SU3240589 A SU 3240589A SU 938264 A1 SU938264 A1 SU 938264A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
coordinate
block
input
unit
output
Prior art date
Application number
SU803240589A
Other languages
English (en)
Inventor
Вадим Петрович Горбунов
Сергей Васильевич Коротков
Валерий Петрович Рудаков
Евгений Викторович Тарасенко
Original Assignee
Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Электромашиностроения
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Электромашиностроения filed Critical Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Электромашиностроения
Priority to SU803240589A priority Critical patent/SU938264A1/ru
Application granted granted Critical
Publication of SU938264A1 publication Critical patent/SU938264A1/ru

Links

Landscapes

  • Numerical Control (AREA)

Description

(5) ДВУХКООРДИНАТНАЯ СИСТЕМА ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ

Claims (2)

  1. Изобретение относитс  к двухкоор ,динатным системам программного управ лени  дл  автоматизации фотограмметрических процессов, а также дл  авто матизации процессов управлени  станками . Известна контурна  система числового программного управлени , содержаща  интерпол тор, приводы подач по координатным ос м с датчиками переме щени  и блок управлени  скорост ми I Недостатком ее  вл етс  то, что один из координатных приводов, работающий в режийе регулировани  скорости ,  вл етс  всегда ведущим, что снижает производительность системь при обработке контуров сложной формы Наиболее близким техническим решением к изобретению  вл етс  след ща  система, содержаща  считыватель с магнитной ленты, интерпол тор, синхронизирующий генератор, ведущий и ведомый приводы, датчики перемещени  по координатным ос м, сумматоры, регистры хранени  результатов вычислений и преобразователи код-аналог 2. Недостатком системы  вл етс  мала  производительность при обработке контуров сложной формы вследствие того , что при высоких скорост х подачи при обработке отдельных участков контура возможно по вление значительных динамических ошибок, обусловленных инерционностью или насыщением ведомого привода, а так как интерпол тор работает в реальном масштабе времени необходимо устанавливать заведомо малую дл  всего участка в целом скорость подачи. Цель изобретени  - повышение производительности системы при обработке контуровСЛОЖНОЙ формы. Поставленна  цель достигаетс  тем что в двухкоординатную систему программного управлени , содержащую интерпол тор , первым входом подключенный к блоку считывани , и последовательно соединенные по каждой коорди3938 нате сумматор, преобразователь коданалог , приводы и датчик перемещений, выходом соединенный с первым входом сумматора, введены блок пам ти - по каждой координате, а также управл ющий триггер, блок контрол  скорости перемещени , шесть коммутирующих элементов и последовательно соединенные блок проверки ограничений, блок коррекции скорости и арифметическое устроиство , вторым входом подключенное к первому входу интерпол тора, третьимк выходу первого и второго коммутирующих элементов, а выход арифметического устройства соединен с вторым входом интерпол тора, вторым входом блока коррекции скорости и с первыми входами третьего и четвертого коммутирующих элементов, второй выход интерпол тора соединен с входом блока проверки ограничений, с первыми входами п того и шестого коммутирующих элементов, а через блок контрол  скорости перемещени  с входом блока коррекции скорости и входом управл ющего триггера, первый выход которого соединен с первым входом первого коммутирующего элемента, вторыми входами третьего и п того коммутирующих элементов, второй выход триггера соединен с первым входом второго коммутирующего элемента, с вторым входом четвертого и шестого коммутирую .щих элементов, вторые входы первого и второго коммутирующих элементов подключены к первым выходам первого и второго блоков пам ти соответствен но, выходы которых соединены с вторы ми входами сумматоров соответствующе координаты, причем выходы третьего и шестого коммутирующих элементов подключены к второму входу-.пер во го блок пам ти, а выходы четвертого и п того коммутирующего элементов - к второму входу второго блока пам ти. На фиг, 1 представлена структурна схема двухкоординатной системы програм ного управлени ; на фиг, 2 арифметическое устройство; на фиг. 3 блок контрол  скорости перемещени ; на фиг. k блок проверки ограничеНИИ; на фиг, 5 блок коррекции. Предлагаема  система содержит блок 1 считывани  с магнитной ленты интерпол тор 2, .арифметическое устройство 3, блок t коррекции скорости блок,5 проверки ограничений, блок 6 контрол  скорости перемещени , управл ющий триггер 7, шесть коммутиру щих элементов 8-13 блоки 1А и 15. пам ти, сумматоры 16 и 17) преобразователи 18 и 19 код-аналог, приводы 20 и 21 по координатам, датчики 22 и 23 перемещений. Арифметическое устройство(фиг, 2) предназначено дл  выполнени  операций двоичной арифметики в последовательности , определенной требуемым алгоритмом изменени  ведущей координаты во времени. Оно может быть реализовано как в виде автомата, т, е, на основе жесткой логики, так и в виде устройства с программируемой логикой. Предлагаетс  известный вариант построени  арифметического устройства с использованием в качестве программируемой логики микропроцессора. Организаци  необходимых св зей между отдельными элементами арифметического устройства и между ним и внешними устройствами обеспечиваетс  архитектурой самого устройства в соответствии с концепцией единого интерфейса , т, е. посредством одной универсальной св зи - общей шины (ОШ). В состав арифметического устройства вход т (фиг, 2) микропроцессор 24, арифметический расширитель 25, позвол ющий ускорить выполнение арифметических операций умножени  и делени . Оперативное запоминающее устрой- ство 26 дл  хранени  промежуточных результатов вычислений и посто нное запоминающее устройство 27 (ПЗУ), в котором хранитс  требуема  в соответствии с алгоритмом последовательность команд, под действием которых микропроцессором выполн ютс  требуемые операции. Синхронизаци  работы АУ и других блоков двухкоординатной системы управлени  осуществл етс  генератором 28 синхроимпульсов (геи). При наличии сигналов РП (разрешение прерывани ) и ТП (требование прерывани  измен етс  последовательность выполн емых микропроцессором команд в соответствии с кодом прерывани , поступающим по общей шине- в микропроцессор . Управл ющие св зи показаны на фигурах , в отличие от информационных шин, одной линией. Указаны только те управл ющие св зи, наличие которых необходимо дл  достаточно  сного описани  принципа работы блоков. На фиг, 3 представлена структурна  схема блока контрол  скорости (БКС),содержащего буферный регистр 29, блок 30 инверторов, сумматор 1, блок 32 выделени  модул , блок .} (рс мировани  кода, блок 3 сравнени . На фиг. 4 представлена схема блок проверки ограничений, куда вход т блок 35 магазинной пам ти, сумматоры , блоки инверторов k2-k7, мультиплексор k8, блоки выделени  модул  kS и 50, блок 51 формировани  кодов, блоки 52 и 53 сравнени . Структурна  схема блока коррекции (фиг. 5) содержит сумматор 5, блок 55 выделени  модул , функциональные блоки 56-58, блок 59 приоритетного прерывани , буферные регистры 60-63 и общую шину (ОШ). С магнитной ленты информаци  о кон туре, представленна  в виде сетки значений координат X и Y точек конГу ра в цифровом виде, поступает в инте пол тор 2. Координата X первой точки контура передаетс  в арифметическое устройство, в котором производитс  расчет движени  по координате X от нулевой скорости до максимальной по кривым, составленным из участков кубической , квадратичной параболы и пр мой. Параметры расчетного движени  выбираютс  такими, чтобы динамические ошибки привода не превышали установленную норму. Требуемые значени  координаты X, вычисл емые на каждый период дискретности выдачи управл ющих воздействий на координатные приводы, поступают из арифметического устройства 3 в интерпол тор 2, где производитс  определение требуемых значений координаты Y на каждый период дискретности. В данном случае координата X  вл етс  ведущей координата Y - ведомой. Поскольку -в начальный момент триггер 7 устанавливаетс  в состо ние, ПРИ котором одним из его выходов привод тс  в открытое состо ние, нaпpимe коммутируемые элементы 8, 10 и 12, а сигнал с другого выхода запирает коммутируемые элементы 9, 11 и 13 то по мере вычислени  требуемых значений координат они поступают из арифметического устройства 3 через коммутируемый элемейт 10 в первый блок 1 пам ти , а с второго выхода интерпол тора 2 через коммутируемый элемент 12 в второй блок 15 пам ти. Емкость блоков 1i и 15 пам ти магазинного типа определ етс  быстродействием арифметического устройства, периодом дискретнссти выдачи управл ющих воздейст ВИЙ на координатные приводы и временным интервалом, на котором производитс  упреждающий расчет движени  по координатам. По мере продвижени  информации в блоках 1 и 15 пам ти в них образуетс  перемещающийс  фрагмент контура, представленный в виде трехмерной сетки, равномерной относительно времени, с шагом, равным периоду дискретности выдачи управл ющих воздействий на приводы. Считываема  из блоков 1i и 15 пам ти в каждый период дискретности информаци  .о следующей точке контура поступает на сумматоры 16 и 17, где сравниваетс  с информацией с датчиков 22 и 23 перемещени . Коды разности требуемого и действительного положений перемещаемых органов поступают на преобразователи 18 и 19 код-аналог, выходом которых управл ютс  приводы по координатам 20 и 21. Информаци  о требуемых значени х ведомой координаты с выхода интерпол тора 2 поступает также в блок 5 проверки ограничений и блок 6 контрол  скорости. В блоке 5 проверки ограничений оцениваютс  значени  второй и третьей производной по времени ведомой координаты. Информаци  о производных при превышении ими установленных норм поступает в блок Ц коррекции , в котором с учетом информации о движении по ведущей координате, поступающей из арифметического устрой-ства 3, вырабатываетс  требуемое значение скорости по ведущей координате, при которой не происходит нарушение ограничени . В арифметическом устройстве 3 вычисл етс  скорректированное движение по ведущей координате на участке от начального значени  координаты, поступающего из блока 1 пам ти через коммутируемый элемент 8, открытый сигналом с выхода триггера 7, до координаты , при которой произошло нарушение ограничени . Новые значени  координат замен ют в блоках 1 и 15 пам ти вычисленные ранее, соответствующие каждому периоду дискретности, требуемые значени  координат. В случае, если получаемое движение по ведомой координате будет иметь скорость выше установленной нормы, блоком 6 контрол  скорости вырабатываетс  сигнал, поступающий в блок k коррекции и триггер 7, который переводитс  в противоположное состо ние. В результате закрываютс  коммутируемые элементы 8, 10, 12 и открываютс  коммутируемые элементы Э, 11 и 13. В арифметическое устройство 3 поступает начальное значение координат Y из блока 15 пам ти и рассчитываетс  разгон по этой координате до максимальной скорости. Таким обра.зом происходит смена координат - в данном случае координата Y становитс  ведущей, координата X - ведомой. Информаци  из арифметического устройства 3 записываетс  теперь в блок 15 пам ти, а В блок 1А пам ти поступает информаци  ИЗ интерпол тора. На вход блока 6 поступает из интер гтол тора 2 код ведомой координаты (КВК), который суммируетс  в сумматоре 31 с предыдущим кодом ведомой координаты , хран щимс  в буферном регистре и инвертированным в блоке 30 инверторов. В блоке 32 выделени  модул  выдел етс  модуль полученной раз ности кодов и сравниваетс  в блоке З с кодом, соответствующим максималь но допустимой скорости изменени  коор динаты, который поступает из блока 33 формировани  кода. В случае, если модуль кода разности превышает установленное допустимое значение, на выходе блока по вл етс  сигнал требовани  прерывани  ТП1, поступающий в блок коррекции и триггер 7- По синхроим пульсу СИ2 происходит запись кода ведомой координаты (КВК) в буферный peгистр 29, после чего блок готов к при ему следующего кода КВК. Поступающий в блок 35 магазинной пам ти емкостью четыре слова код ведомой координаты(КВК продвигаетс  с каждым импульсом СИ1, в результате чего на каждый такт вычислений координат в блоке 35 хранитс  информаци  о текущей ведомой координате и ее значени х в трех предыдущих тактах. С помощью сумматоров Зб- и блоков инверторов образуютс  конечные разнЛти этих значений координат вто . рого пор дка (на выходе С) и третьего пор дка (на выходе Сб) , соответствующие значени  второй и третьей производных ведомой координаты по времени . Модули конечных разностей поступа ют в блоки 52 и 53 сравнени , на вторые входы которых поступают из блока 51 коды, соответствующие установленным предельным значени м второй и третьей производных, при превышенииt которых на выходе блоков по в тс  игналы требовани  прерывани  ТП1 и П2, а на выходе мультиплексора код соответствующей конечной разности Р, поступающие в блок Ц коррекции. Блок t коррекции предназначен дл  выработки поправок к скорости по ведущей координате в случае нарушени  ограничений по второй и третьей производной ведомой координаты по времени , а также дл  выработки кода прерывани  вычислений ведущей координаты при наличии нарушени  ограничений и при превышении скорости изменени  ведомой координаты установленной нормы. Тоебуема  скорость изменени  ведущей координаты при наличии нарушени  ограничений (дл  случа , когда координата X - ведуща ) х,р V,-K1, V,p V,.K2, (1) где V - скорость по ведущей координате в момент нарушени  ограничени ; К1, К2 - поправки к скорости при нарушении ограничений по второй и третьей производной соответственно. Дл  О, Рхтр О, где Uy р - требуемое ускорение по координате X; требуема  треть  производна  координаты X по времени . I им/ им ,-и V где IM, Ш - предельные значени  2 и 3 производных соответственно. Дл  случа , когда и момент нарушени  ограничени  const о (Ь) 9 вычислении поправок по формулам (5), (6) возможно повторное нару шение ограничений в той же точке отрабатываемой кривой из-за нарушени  услови  С). Но поскольку теперь УХ const, вторично поправки вычисл ютс  точно. Дл  уменьшени  времени вычислени  требуемых значений ведущей координаты блок Ц коррекции функционирует по алгоритму, использующему вычисление поправок по формулам (2) и (6) Аппаратное выполнение блока повышает его быстродействие. Код разности поступает из блока проверки ограничений на вход сумматора нэ второй вход которого из арифметического устройства через буферный регистр 60 поступает значение (U) при вычислении К1-или нулевой код при вычислении К2. Модуль суммы с выхода блока 55 выделени  модул  поступает с функционального блока 56, представл ющий собой комбинационную схему - программируемую логическую матрицу или ПЗУ. В предлагаемом устройстве функциональные блоки выполнены на ПЗУ, в  чейках которых хран тс  значени  гиперболической функции функционального блока 5б, значени  квадратного Корн  функционального блока 57 и кубического 58, соответствующие возмож ному диапазону изменени  поправок К 1 и К 2. Коды поправок через буфер ные регистры 61 и б2 поступают,через ОШ в арифметическое устройство. Выбо буферного регистра осуществл етс  арифметическим устройством по коду прерывани , снимаемого из блока приоритета прерываний через буферный регистр по требованию прерывани  ТП при наличии разрешени  прерывани  РП Сигнал РП снимаетс  на врем  обработ ки текущего прерывани , которое заканчиваетс  после прохождени  ведущей координаты, при которой произошл прерывание. Выполнение блоков предлагаемым способом позвол ет произвести расчет движени  по координатам за достаточно короткое врем , что позвол ет использовать предлагаемую двухкоординат ную систему управлени  дл  управлени  в реальном времени. Эффективность предлагаемой двухкоординатной системы заключаетс  в следующем: 4 -отпадает необходимость предварительного анализа отдельных участков контура с целью выбора ведущей координаты и предельной скорости подачи, поскольку выбор ведущей координаты и скорости движени  осуществл етс  автоматически; - контроль производных по времени ведомой координаты, коррекци  и организаци  движени  по ведущей координате по кривым с известными предельными параметрами движени  повышают точность обработки заданного контура вследствие уменьшени  динамических ошибок координатных приводов; -нет необходимости в предварительном математическом описании контура или разбиении его на участки известной геометрии, поскольку контур может быть задан в виде сетки значений координат, что позвол ет обрабатывать Контуры произвольной конфигурации; -вследствие того, что в каждый момент времени движение по крайней мере по одной координате происходит с предельными, установленными из соображений точности, параметрами движени , п|юизводительность двухкоординатной системы, особенно при обработке сложных контуров, существенно возрастает. Формула изобретени  Двухкоординатна  система программного управлени , содержаща  интерпол тор , первым входом подключенный к блоку считывани , и последовательно соединенные по каждой координате сумматор, преобразователь код-аналог , приводы и датчик перемещений, выходом соединенный с первым входом сумматора, отличающа с  тем, что, с целью повышени  производительности системы при обработке контуров сложной формы, в систему введены блок пам ти - по каждой ко- рдинате , а также управл ющий триггер, лок контрол  скорости перемещени , ectь коммутирующих элементов и поледовательно соединенные блок провери ограничений, блок коррекции скоости и арифметическое устройство, вторым входом подключенное к первому ыходу интерпол тора, третьим - к выоду первого и второго коммутирующих лементов, а вЫход арифметического стройства соединен с вторым входом интерпол тора, входом блока коррекции скорости и с первыми входа ми третьего и четвертого коммутирующих элементов, второй выход интерпол тора соединен с входом блока проверки ограничений, с первыми входами п того и luecToro коммутирующих элементов , а через блок контрол  скорос ти перемещени  с входом блока коррек ции скорости и входом управл ющего триггера, первый выход которого соед нен с первым входом первого коммутирующего элемента, вторыми входами третьего и п того коммутирующих элементов , второй выход триггера соединен с первым входом второго коммутирующего элеменга, с вторым входом четвертого и шестого коммутирующих элементов, вторые входы первого и 9 12 второго коммутирующих элементов подключены к первым выходам первого и второго блоков пам ти соответственно , выходы которых соединены с вторыми входами сумматоров соответствующей координаты, причем выходы третьего и шестого коммутирующих элементов подключены к второму входу первого блока пам ти, а выходы четвертого и п того коммутирующих элементов к второму входу второго блока пам ти Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР (f 563668, кл. G 05 В 19/24, 1977.
  2. 2. Патент США № 3731175, кл. G 05 В 19/2, опублик. 1973 (прототип).
    :
    Фиъ.1
    Фае.З
SU803240589A 1980-11-24 1980-11-24 Двухкоординатна система программного управлени SU938264A1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU803240589A SU938264A1 (ru) 1980-11-24 1980-11-24 Двухкоординатна система программного управлени

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU803240589A SU938264A1 (ru) 1980-11-24 1980-11-24 Двухкоординатна система программного управлени

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU938264A1 true SU938264A1 (ru) 1982-06-23

Family

ID=20940369

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU803240589A SU938264A1 (ru) 1980-11-24 1980-11-24 Двухкоординатна система программного управлени

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU938264A1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4534685A (en) * 1981-04-10 1985-08-13 Fanuc Ltd. Tracer control system

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4534685A (en) * 1981-04-10 1985-08-13 Fanuc Ltd. Tracer control system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4554497A (en) Acceleration/deceleration circuit
EP0060563A1 (en) Industrial articulated robot linear interpolation control device
EP0207172B1 (en) Drive control system for servo motors
US4786829A (en) Latched fedback memory finite-state-engine
US3701890A (en) Digital differential analyzer employing multiple overflow bits
JPH0580834A (ja) 機械部材の運動制御方法および装置
JPS63148881A (ja) サ−ボモ−タの速度制御装置
SU938264A1 (ru) Двухкоординатна система программного управлени
US4214823A (en) Animation stand control system
EP0337993B1 (en) Parallel processing state alignment
US3708657A (en) Numerical conversion apparatus for interferometer position transducer
US3486012A (en) Automatic control apparatus
US3585372A (en) Electrical control system
US3590226A (en) Machine tool control system
US3794900A (en) Pulse interpolation systems
US3825735A (en) Command pulse generator for computer-controlled machining
SU1160370A1 (ru) Параболический интерпол тор
JPS62106505A (ja) 3次元形状加工用数値制御デ−タ作成装置
SU1679477A1 (ru) Генератор функций
SU1312529A1 (ru) Устройство дл задани программы
SU451060A1 (ru) Трехмерный интерпол тор
SU1318992A1 (ru) Устройство дл коррекции эквидистанты
SU1513445A1 (ru) Преобразователь координат
SU807235A1 (ru) Устройство дл программногоупРАВлЕНи
SU1406563A1 (ru) Корректирующее устройство