Устройство для автоматического разгона и торможения двигателя станка с программным управлением

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РАЗГОНА И ТОРМОЖЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯ СТАНКА С ПРОГРАММНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ , содержащее последовательно соединенные генератор импульсов, блок делителей частоты, первые выходы которого подключены к первьа входам первого блока элементов И, соединен .ного вторьми входами с первыми выходами реверсивного счетчика, входы которого соединены с выходами блдка управления , а вторые выходы - с первыми входами, блока сравнения кодов, подключенного вторьми входами к выходам регистра скорости, а выходами - к первьм входам блока управления, первый вход устройства соединен с входом регистра скорости, а выход первого блока элементов И - с выходом устройства, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства путем введения дополнительно к режиму разгона и торможения по линейному закону режима разгона и торможения по квадратичному закону с уменьшением ускорения во время разгона и торможения, в него введены делитель частоты, триггер управления и последовательно соединенные первый элемент И, регистр ускорения, второй блок элементов И и второй элемент И, выход которого подключен к второму входу блока управления, выход триггера управления подключен к первому и второму входам первого (О С и второго элементов И соответственно, выход блока делителей частоты подключен к 5-входу триггера управления , R-вход которого соединен с вторым входом первого элемента И и с первым выходом второго .делителя частоты, вторые выходы которого подключены к вторым входам второго блока элементов И, вход второго делителя частоты соединен с выходом генератора импульсов, третий вход первого элемента И соединен с вторым рходом устройства, третий вход которого подключен к второму входу регистра ускорения.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСП Б ЛИК

221 А (1% (И) С 0 В >9/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДЛ СТВЕННЫй КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ (23) 3679653!24-24 (22) 27.12.83 (46) 07.04.85. Бюл. М - 13 (72) Ю.А.Раисов. А.Г.Серепкин и А.Н.Сухер (71) Харьковский политехнический институт им.В,И.Ленина (53) 623.055.5(088.8) (56) $. Авторское свипетельство СССР

М 708304> кл. (05 В 19/18, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 834669, кл. С 05 В 19/18, 1979 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РАЗГОНА И ТОРМОЖЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯ СТАНКА С ПРОГРАИИНЫИ УПРАВЛЕНИЕМ, содержащее последовательно соединенные генератор юапульсов, блок делителей частоты, первые выходы которого подключены к первым входам первого блока элементов И, соединенного вторыми входами с первыми выходами реверсивного счетчика, входы которого соединены с выходами блдка управления, а вторые выходы — с первыми входамк блока сравнения кодов, подключенного вторьичи входами к выходам регистра скорости, а выходами — к первым входам блока управления, первый вход устройства соединен с входом регистра скорости, а выход первого блока элементов И вЂ” с выходом устройства, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства путем введения дополнительно к режиму разгона и торможения по линейному закону режима разгона и торможения по квадратичному закону с уменьшением ускорения во время разгона и торможения, в него введены делитель частоты, триггер управления и последовательно соединенные первый элемент И, регистр ускорения, второй блок элементов И и второй элемент И, выход которого подключен к второму входу блока управления, выход триггера управления подключен к первому-и второму входам первого и второго элементов И соответственно, выход блока делителей частоты подключен к 5-входу триггера управления, Р -вход которого соединен с вторым входом первого элемента И и с первым выходом второго, делителя частоты, вторые выходы которого подключены к вторым входам второго блока элементов И, вход второго делителя частоты соединен с выходом генератора импульсов, третий вход первого элемента И соединен с вторым входом устройства, третий вход которого подключен к второму входу регистра ускорения.

1149221 . з

Изобретение относится к программному управлению станками, в частности к системам числового програм-10 много управления, Известны устройства для автоматического разгона и торможения двигателя станка с программным управлением 11.

Устройства используют нелинейный закон измерения скорости, однако в процессе разгона ускорение увеличивается, что может привести к недопустимо большим ошибкам следящей системы привода станка.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство, содержащее последовательно соединенные генератор, делитель частоты и накопитель, а также реверсивный счетчик, соединенный .через блок элементов И с делителем частоты, блок сравнения кодов, регистр скорости и блок управления, причем блок сравнения кодов соединен с реверсивным счетчиком и регистром, скорости, а блок управления — с блоком сравнения кодов, реверсивным счетчиком и накопителем $21.

Однако в известном устройстве разгон и торможение можно осуществз лять только по линейному закону, что увеличивает при заданной допустимой ошибке слежения время и путь разгона и торможения.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей устройства путем введения дополнительно к режиму разгона и торможения по линейному закону режима разгона и торможения по квадратичному закону с уменьшением ускорения во время разгона и торможения.

Указанная цель достигается тем, что в устройство для автоматического разгона и торможения двигателя станка с программным управлением, содержащее последовательно соединенные генератор импульсов, блок делителей частоты, первые выходы которого подключены к первым входам первого блока элементов И, соединенного вторыми входами с первыми выходами реверсивного счетчика, входы которого соединены с выходами блока управления, а вторые выходы — с первыми входами блока сравнения кодов, подключенного вторыми входами к выходам регистра скорости, а выходами - к первым входам блока управления, первый вход устрой» ства соединен с входом регистра скорости а выход первого блока элементов И вЂ” с выходом устройства, введены делитель частоты, триггер управления и последовательно соединенные первый элемент И, регистр ускорения, второй блок элементов И и второй элемент И, выход которого подключен к второму входу блока управления, выход триггера управления подключен к первому и второму входам первого и второго элементов И соответственно, выход блока делителей частоты подключен к 5 -входу триггера управления, Й -вход которого соединен с вторым входом первого элемента И и с первым выходом второго делителя частоты, вторые выходы которого подключены к вторым входам второго блока элементов И,вход второго делителя частоты соединен с выходом генератора импульсов, третий вход первого элемента И соединен с вторым вхол.м устройства, третий вход которого подключен к второму входу регистра ускорения.

На фиг. 1 приведена схема предлагаемого устройства; на фиг, 2— графики режимов линейного и квадратичного изменения скорости; на фиг. 3 — схема блока управления; на фиг. 4 — временная диаграмма работы устройства в режиме разгона по линейному закону.

Устройство соцержит генератор импульсов, делитель 2, делитель 3 частоты, первый блок 4 элементов И, реверсивный счетчик 5 скорости, блок

6 управления, блок 7 сравнения кодов, регистр 8 скорости, триггер 9 управления, первый 10 и второй i 1 элементы И, регистр-счетчик 1,2 ускорения, второй блок 13 элемента И. пелитель 14 частоты, блок 15 делителей частоты.

Блок управления (фиг.. 3) содержит элементы И 16 и 17.

Разрядность делителя 3 частоты, реверсивного счетчика 5, блока 7 сравнения кодов и регистра 8 скорости определяется диапазоном регулирования скорости, а разрядность делителя 2, делителя 14 частоты и регистра-счетчика 12 — диапазоном задаваемых ускорений.

Устройство позволяет осуществить разгон и торможение по линейному и квадратичному законам и работает следующим образом.

1149221 4

В режиме разгона по линейному закону генератор 1 вырабатывает импульсы постоянной частоты Еген которые поступают на вход делителя 2 и второй вход делителя 14 частоты.

На выходе делителя 2 вырабатывается час ота f, „ /n,,где n — целое число, определяемое диапазоном задаваемых ген ускорений. Частота — — — поступает на 1О вход делителя 3 частоты. Блок 4 элементов И выдает сигналы частотой ген Рс к

15 где К вЂ” разрядность счетчика 5;

à — число, содержащееся в реверсивном счетчике 5, определяющее в каждый момент времени величину скорости 20 при разгоне-торможении.

В регистр 8 скорости заносится код числа F>, соответствующий конечной частоте Е „, для участков разгона или торможения. Блок 7 25 сравнения при F q < Fy вырабатывает команду "Разгон", при которой блок 6 управления обеспечивает прохождение импульсов с элемента И 11 на суммирующий вход реверсивного счетчика 5. 30

При равенстве кодов F><-- F блок 6 управления запрещает прохождение сигналов на входы реверсивного счетчика. Тип разгона определяется сигпоступающими с элемента И 10.

На первые входы элементов И 10 и 11 от триггера 9 управления поступает сигнал, разрешающий прохождение импульсов с блока 13. Триггер 9 управления устанавливается в "1" импульса- 4О ми переполнения делителя 3 частоты, ген следующими с частотой †вЂ, и сбрая2к сывается в "0" импульсами переполнения второго делителя 14 частоты, который работает синхронно с дели< ген телем 2 и выдает частоту

11

Таким образом, триггер 9 управления разрешает прохождение сигналов с второго блока элементов И 13 через второй элемент И 11 на блок б управления с момента переполнения делителя 3 час- 35 тоты до момента переполнения делителя

14 частоты, т.е,во время заполнения счетчика 5 скорости импульсами с блог ка 6 управления делитель 3 частоты не изменяет своего состояния, Делитель 14 частоты и второй блок элементов И 13 обеспечивает преобразование параллельного кода ускорения, хранящегося в регистре-счетчике 12 ускорения, в последовательный единичный код на выходе второго блока элементов И 13.

Режим разгона зависит от сигнала .на втором входе первого элемента

И 10 При логическом "О" на этом входе прохождение сигналов через элемент 10 запрещено, в регистресчетчике 12 код ускорения, предварительно занесенный от программ, не изменяется, при этом осуществляется линейный разгон.

В режиме торможения по линейному закону блок 7 сравнения кодов выдает команду Торможение,.при этом блок б управления обеспечивает прохождение импульсов с элемента И 11 на вычитающий вход реверсивного счетчика 5. В остальном схема работает аналогично первому режиму.

В режиме разгона по квадратичному закону на втором входе элемента И 10логическая "1". Тогда при каждом переполнении делителя 3 частоты открывается элемент И 10 и в момент переполнения делителя !4 частоты импульс переполнения через элемент 1О поступает в регистр-счетчик .12 ускорения, уменьшая на единицу его содержимое (регистр-счетчик 12 включен на вычитание). Ускорение в начале участка максимально и по мере разгона уменьшается. В остальном работа устройства аналогична работе в первом режиме. !

Режим торможения по квадратичному закону отличается от третьего режима тем, что блок 7 сравнения кодов вырабатывает команду "Торможение" и блок б управления пересылает импульсы от элемента И 11 на вычитающий вход реверсивного счетчика 5 °

По сравнению с известным предлагаемое устройство имеет возможность осуществлять изменение-скорости не только по линейному, но и по квадратичному закону с уменьшающимся во времени ускорением. При этом, как показало моделирование на ЭВИ процессов разгона-торможения следящего привода станка с ЧПУ, динамические ошибки при заданном начальном уско114922> ренин привода уменьшается примерно в два раза по. сравнению с линейным законом изменения скорости. Это зна" чит, что при заданной максимальной ошибке слежения возможно сокращение пути и времени перехода на другую скорость. Особенно эффективно применение устройства с квадратичным изменением скорости при управлении разомкнутыми приводами с щаговыми 16 двигателями, которые достаточно широко используются в станках с ЧПУ.

Моделированием на ЭВМ установлено, что для таких приводов путь и время перехода с одной скорости на другую 15 могут быть уменьшены ие менее чем

„в 2 раза.

На фиг. 4 приведена временная диаграмма работы устройства в режиме разгона по линейному закону.

Для пояснения принципа принято, что делители 2 и 34 переполняются через четыре импульса, а регистр 8— через восемь импульсов, в регистре 12 ускорения содержится код двойки, в регистр 8 скорости поступает код четверки,в то время как в реверсивном счетчике 5 находится код единицы. Заданная скорость в этом случае достигается после двухпереполнений делителя 3.

По сравнению с используемой аппаратурой на базе устройств УИС-2 и

УКП-tM 3To nosaoscm уменьшить время обработки деталей на 2-3Х.

1149221

Фиг. Г с драй элемента иП

С ФымиЫ блока сравнен

)Mid 7

Рp 6 >Fp

Фиад

1149?21

395QIQI Заказ 1881/33 Тираж 8б 3 Подаисное

Филкал ИПП "Патент", г. Уитород, ул.Проектная,4 Ч

% %ю ь ц 4

%в ф ъ

Ъ

1 ф В

Q4 ъ

% 4

Ь ф

E v

9 ф (Ч

Ь ф 3(4 ь