Устройство для задания скорости в системах числового программного управления

 

Изобретение касается автоматизированного управления производственнь1ми процессами, и может быть использовано в системах ЧПУ станками. Оно является частью цифрового интерполятора и предназначено для преобразования кода скорости подачи в частоту импульсов в различных режимах работы интерполятора. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за счет возможности его работы при больших значеьшях ускорений. Устройство содержит генератор импульсов, делитель ускорений, регистр скорости, блоки сравнения, цифровой интегратор, блок управления, регистр наибольшего приращения скорости, реверсивный счетчик, регистр конца обработки кадра . Устройство работает в трех режимах: постоянной скорости, торможения и разгона. 1 з.п. ф-лы, 2 ил, 1 табл. с S (Л С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (j9) (11) (S1) 4 G 05 В .19/18

/ -

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3744076/24-24 (22) 22.05. 84 (46) 23.09.86.Бюл. - 35 (71) Харьковский ордена Ленина политехнический институт им.В.И.Ленина (72) В.В.Нешвеев, Ю.А.Раисов, В.И.Сирота, А.Н.Сухер и В.C.Òðoéíèêîâ (53) 621 503.55(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 541146, кл. G 05 В 19/18, 1976.

Михеев Ю.Е., Сосонкин В.Л. Системы автоматического управления станкамн. М.: Машиностроение, 1978, с.93-96, рис. 84. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАДАНИЯ СКОРОСТИ.

В СИСТЕМАХ ЧИСЛОВОГО ПРОГРАММНОГО

УПРАВЛЕНИЯ (57) Изобретение касается автоматизированного управления производственными процессами, и может быть использовано в системах ЧПУ станками.

Оно является частью цифрового интерполятора и предназначено для преобразования кода скорости подачи в частоту импульсов в различных режимах работы интерполятора. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства sa счет возможности его работы при больших значениях ускорений. Устройство содержит генератор импульсов, делитель ускорений, регистр скорости, блоки сравнения, цифровой интегратор, блок управления, регистр наибольшего приращения скорости, реверсивный счетчик, регистр конца обработки кадра. Устройство работает в трех режимах: постоянной скорости, торможения и разгона. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. 1 табл.

1259213

Изобретение относится к области техники автоматизированного управления производственными процессами, а именно к устройствам для использования в системах числового программного управления станками, и предназначено для преобразования кода скорости подачи в частоту импульсов в различных режимах работы интерполятора.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей путем обеспечения возможности работы устройства при больших значениях ускорений.

Существенным отличием предлагаемого устройства является то, что введение указанных блоков позволяет осуществить нелинейный закон измене > ния скорости. При этом кривая изменения скорости может быть представлена как две гладкосопряженные ветви двух парабол второго порядка. Это дости-; гается тем, что содержимое регистра подинтегральной функции интегратора изменяется с частотой делителя ускорений не на 1, а на величины 1,2,3, ...к,к-l, ñ-2,...,3,2,1,...1,1 где к Я вЂ” наибольшее приращение скорости, записанное перед началом отработки в регистр наибольшего приращения скорости.

На фиг.l приведена функциональная схема устройства; на фиг.2 — схема

:блока управления.

Устройство содержит генератор

;импульсов, делитель ускорений 2, регистр скорости 4, блоки сравнения

4, 5 и 6, цифровой интегратор 7,.блок управления 8, регистр 9 наибольшего

1приращения скорости, реверсивный счетчик 10 и регистр 11 конца отработки кадра, а также входы 12 и вы" ход 13 блока управления 8, выход 14 регистра 3, выход 15 цифрового интегратора 7, вход 16 и выходы 17, 18, 19 блока управления 8, выход 20 цифрового интегратора 7, входы 21-32 и выходы 33, 34 блока управления, выход 35 регистра наибольшего приращения 9, выход 36 реверсивного счетчика, вход 37 регистра конца отработки кадра, вход 38 делителя ускорений °

Блок управления 8 (на фиг.2) со.,держит 0-триггеры 39-43, элементы

НЕ 42, 43, элемент ИЛИ-НЕ 44, элемент ИЛИ 45, 46, элемент И-НЕ 47, элементы И 48-56.

Устройство работает следующим об- разом.

В начале каждого кадра в регистр

11 конца отработки кадра эаписывает5 ся сумма перемещений по координатам, а в регистр 9 наибольшего приращения — код наибольшего приращения скорости, определяемый как двоичное представление числа к,к= в Г, где 6 Fмодуль разности кодов начальной и конечной скорости.

Режим разгона. !

В этом режиме код предыдущей ско-!

5 рости хранится в регистре подинтегральной функции интегратора ?, а код скорости, до которой нужно осуществить разгон, через блок 8 управления по входу 13 поступает в регистр

3 скорости. Реверсивный счетчик 10 устанавливается в исходное состояние, при котором в младшем разряде счетчика записана единица, а во всех остальных разрядах — нули. Па команде

"разгон" блок 8 управления вырабатывает сигнал, который по входам 19 и

33 поступает в интегратор 7 и реверсивный счетчик 10 и переводит регистр подинтегральной функции интегратора 7 и реверсивный счетчик 10 в режим сложения. По выходам 18 и 34 в интегратор 7 и реверсивный счетчик

30 поступают импульсы с частотой, определяемой установкой ускорения.

При этом содержимое реверсивного

З5 счетчика 10 с приходом каждого импульса увеличивается на единицу, а содержимое регистра подинтегральной функции интегратора 7 увеличивается на число, записанное в реверсивном

4О счетчике 10. Импульсы приращения независимой переменной с генератора импульсов через блок 8 управления по выходу 17 поступают на вход интегратора 7. Поскольку увеличивается со-. держнмбе регистра подинтегральной функции, то частота импульсов, поступающих с выхода цифрового интегратора будет возрастать. В момент совпадения кодов в регистре 9 наиболь5Î mего приращения и реверсивном счетчике 10 блок 6 сравнения вырабатывает сигнал, который по входу 22 поступит в блок 8 управления. По этому сигналу последний сформирует сигЫ нал, который по выходу 33 поступит в реверсивный счетчик 10 и переключит его в режим вычитания. В дальнейшем импульсы из блока 8 управления, 1259

О . О О

0 0 О

О О 1

1 О 1

О О О

О О l

О l О

О 0

1 О

0 О

l О О

О О, О I

1 О О

О 1 1

О 1 О

О 1 О

О 1 О

О 1 О

О О 1

1 I 1 0

Π— О.

1 О О

1 1 О

1 . 1 О

I 1 О .0

1 1 О О

1 1 0 О

1 1 О 1

1 1 О !

1 1

I P О

1 О О О

О О О 1

1 1

1 О

1 I поступающие по выходу 34 в реверсивный счетчик 10, будут уменьшать его содержимое. В момент равенства содержимого реверсивного счетчика !О "единице" схема 6 сравнения вырабатывает сигнал, который по входу 23 п6ступит в блок 8 управления. По этому сигналу блок 8 управления перекроет выход

34 и прекратит поступление импульсов, изменяющих содержимое реверсивного !О счетчика 10. В дальнейшем с приходом каждого импульса с делителя 2 ускорений содержимое регистра подинтегральной функции цифрового интегратора 7 будет увеличиваться на единицу. 1$

В момент равенства содержимого регистра 3 скорости и регистра подинтегральной функции цифрового интегратора 7 блок. 4 сравнения вырабатыва/ ет сигнал, который по входу 16 пос- 20 тупит в блок 8 управления. По этому сигналу блок 8 управления перекроет выхад !8 и в регистре подинтегральной функции цифрового интегратора 7 зафиксируется код конечной скорости, а частота импульсов на выходе интегратора перестанет изменяться. Появление импульса переполнения на выхоце регистра 11 конца отработки кадра свидетельствует об отбработке за- 30 данного пути. Импульс переполнения

1 О 1 О О -. О

213 4 с выхода регистра ll конца отработки кадра по входу 27 поступает в блок 8 управления, и работа устройства прекращается.

Режим торможения.

В этом режиме от программы через блок 8 управления в регистр 3 скорости перед началом работы устройства поступит код скорости 8,, до которой нужно осуществить торможение. В блок . 8 управления поступает команда "Торможение". При этом регистр подинтегральной функции интегратора 7 переключается в режим вычитания. В ос--. тальном работа. устройства не отлича:ется от работы в режиме "Разгон".

Режим постоянной скорости.

В этом режиме выходы 18 и 34 перекрыты, содержимое регистра подинтегральной функции в процессе работы устройства не изменяется и с выхода интегратора 7 поступают импуль= сы постоянной частоты. Работа устройства каки в предыдущих режимах прекращается по сигналу переполнения, по-, ступающему в блок 8 управления по входу 27 с выхода регистра 11 конца отработки кадра.

Работа устройства управления может быть описана следующей таблицей.

12592)3!

1родолжение таблицы

Т

2 ъ 4 5 б 8 i г I о (и (п е а 1

Г?

1 1 О

1 1 О О

1 О О О

О О О

0 О О

О О О

1 О

1 1 О

1 1

1 0 0

1 О 1

1 О 1 2

О О О

В начен

Х, Х, Х

Х4

У„

Ут таблице приняты следующие обозия: !5 сигнал на прямом выходе первого Э-триггера; команда "Разгон"; команда Торможение ; сигнал с выхода первой схе- 20 мы 4 сравнения; сигнал на прямом выходе второro D-триггера; сигнал на прямом выходе третьего D-триггера; 25 сигнал с выхода регистра конца отработки кадра; сигнал разрешения записи информации в регистры скорости

3 и наибольшего приращения 7; 30 сигнал управления режимом работы регистра подинтегральной функции интегратора 5; сигнал управления режимом работы реверсивного счетчика 10; сигнал разрешения приращения независимой переменной цифрового интегратора 5; сигнал разрешения изменения 40 содержимого подинтегральной функции цифрового интегратора 5; сигнал разрешения изменения содержимого реверсивного 45 . счетчика 10; сигнал конца отработки кадра. формулаизобретения

1. Устройство для задания скорости в системах числового программного

jуправления, содержащее генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с первым входом блока управления и через делитель ускорений — с вторым входом блока управления, регистр скорости, первый выход котороro соединен с третьим входом блока управления, а второй выход — с пер.— вым входом первого блока сравнения, подключенного вторым входом к первому выходу цифрового интегратора, а выходом к четвертому входу блока управления, первые выходы которого соединены с первыми входами цифрового интегратора, подключенного вторым выходом к выходу устройства и через регистр конца отработки кадра к пятому входу блока управления, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства путем обеспечения возможности работы его при больших значениях ускорений, в него введены второй и третий блоки сравнения, регистр наибольшего приращения скорости и реверсивный счетчик, первый и второй входы которого соединены с вторым и третьим выходом и блока управления соответственно, а выход— с первыми входами второго и третьего блоков сравнения и с вторым входом цифрового интегратора, четвертый выход блока управления через регистр наибольшего приращения скорости подключен к второму входу второго блока сравнения, выход которого соединен с шестым входом блока управления, седьмой вход которого подключен к выходу третьего блока сравнения,. соединенного вторым входом с восьмым входом блока управления и с первым входом устройства, первые и вторые установочные входы которого подклю- . чены соответственно к девятому и десятому входам блока управления.

2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, чтс блок управления содержит первый элемент И-!2Е, пять элементов И, первый элемент ИЛИ, первый D-триггер, два элемента НЕ и последовательно соединенные элемент

7 12

ИЛИ-НЕ, второй D-триггер, второй элемент ИЛИ, первый и второй элементы И, выход последнего соединен с третьим выходом блока управления, а также последовательно соединенные третий D-триггер, третий элемент И и четвертый элемент И, выход которого соединен с третьим выходом блока управления, инверсный выход первого

D-триггера соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ, а прямой выход через первый элемент И-НЕ подключен к второму выходу блока управления, первый и второй входы первого элемента ИЛИ соединены с десятыми входами блока управления, а выход — с вторым входом третьего и первого элементов

И и с первым входом пятого элемента

И, выход которого через шестой элемент И подключен к соответствующему первому выходу блока управления, второй вход — к третьему входу первого элемента И, к второму входу первого элемента И-НЕ, к прямому выходу третьего D-триггера и через седьмой элемент И вЂ” к первому входу восьмого элемента И, выход которого соединен с соответствующим первым выходом бло59213 8 ка управления, пятый вход блокауправления через первый элемент НЕ соединен с вторым входом седьмого элемента И и с первым входом второго элемента ИЛИ-НЕ, второй вход которого подключен к девятому входу блока управления, D-входы первого, второго и третьего D-триггеров соединейы с восьмым входом блока управления, С-!

О входы первого и второго П-триггеров подключены соответственно к шестому и седьмому входам блока управления, R-входы первого и второго D-триггеров соединены с выходом элемента !

5 ИЛИ-НЕ, четвертый вход блока управления через второй элемент НЕ соединен с третьим входом пятого элемен-, та И, первый вход девятого. элемента

И соединен с выходом третьего эле20 мента И, второй вход — с соответствующим десятым входом блока управления, а выход — с четвертым выходом блока управления, вторые входы второго и шестого элементов И соединены с вторым входом блока управления, а второй вход восьмого элемента И с первым . входом блока управле— ния.

) 359213

Составитель А.Терехин

Техред Л.Олейник Корректор М.Максимишинеи

Редактор В.Данко

Заказ 5119/44 Тираж 836 Подписное

ВНИИПИ Государственного коиитета. СССР по делаи изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие,г.Ужгород,ул.Проектная,4