Устройство для вычерчивания циклоидных кривых

 

Изобретение относится к устройствам для вычерчивания циклоидных кривых, может быть использовано при разметке детален и позволяет повысить удобства пользования. Устройство содержит узлы поворота штанг, состоящие из привода поворота, токосъемников , электромагнитных муфт, датчиков скорости вращения, узлы перемещения штанг, включающие привод перемещения , датчики перемещения, концевые выключатели я пишущий узел, а электронная часть устройства содержит, усилители-ограничители, усилители мощности, блоки управления двигателем вращения, регистры, блок реализации алгоритма, логический блок, элементы И, счетчики, дешифраторы и мультиплексор . 4 ил. Ф

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51) 4 В 43 L 11/00

ГОСУДАРСТБЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3841020/31 — 12 (22) 11,01.85 (46) 23.08.88. Бюл. № 31 (71) Восточно-Сибирский технологический институт и Бурятский филиал СО

АН СССР (72) В.В.Слепнев, Ю.Ф.Мухопад, С.О.Никифоров и А.Г.Сумкин (53) 744.34(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1108022 кл. В 43 Ь 11/00, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧЕРЧИВАНИЯ ЦИКЛОИДНЫХ КРИВЫХ (57) Изобретение относится к устройствам для вычерчивания циклоидных кривых, может быть использовано при разметке деталей и позволяет повысить удобства пользования. Устройство содержит узлы поворота штанг, состоящие из привода поворота, токосьемников, электромагнитных муфт, датчиков скорости вращения, узлы перемещения штанг, включающие привод перемещения, датчики перемещения, концевые выключатели и пишущий узел, а электронная часть устройства содержит, усилители-ограничители, усилители мощности, блоки управления двигателем вращения, регистры, блок реализации алгоритма, логический блок, элементы

И, счетчики, дешифраторы и мультиплексор. 4 ил.

1418071

Изобретение относится к области программируемых устройств для вычерчивания циклоидньгх кривых, используемых при разметке.

Целью изобретения является повышение удобства пользования.

На фиг.1 показана кинематическая схема механической части; на фиг.2 блок-схема системы управления; на фиг.3 — таблица кодов и и E:, на фиг.4— алгоритм работы манипулятора, устройство для вычерчивания циклических кривь:х содержит стаканы 1 и 2,, в которых на подшипниках 3 и 4 установлены — àëû 5 и 6 с токосъемниками

7 и 8, валы 5 и 6 связаны с приводами

9 и 10 поворота через электромагнитные муфты 11 и 12, здесь же установлены датчики 13 и 14 скорости враще- 20 ния, валы 5 и 6 также связаны и с корпусами 15 и 16,. в последних с возможностью их перемещения в продольном направлении проходят штанги 17 и 18, приводимые в движение приводами 19 и 25

20 перемещения, гри этом привод 19 первого звена установлен на основании

21 вместе со стаканом 1. На конце штанв ги 17 первого звена установлен стакан

2 с.п.риводом 10 поворота, на конце 30 штанги 18 второго зв-.êà установлен пишущий узел 22. На корпусах 15 и 16 установлены приводы 19 и 20 перемеще-1 ния соответственно, здесь же ðåïÿòся датчики 23 г еремещения на корпусе

15 и датчик 24 перемещения на корпусе

16 и концевые выключатели 25, 26 и

27, 28. Привод 19 и датчик 23 перемещения, концевые выключатели 25 и 26 и электромагнитная муфта 11 через то 40 косъемник 7, а приводы 10 и 70, датчик 14 скорости вращения, электромагнитная муФта 12, датчик 24 перемещения и концевые выключатели 27 и 28 через токосъемник 8 соединяются со45 ответственно с выходом усилителя мощности с реверсом 29, с входом усилителя-ограничителя 30, с входами R u

S первого триггера 31, с выходом усилителя 32 мощности электромагнитных муфт, с выходами усилителя 33 мощнос-.

50 ти и усилителя мощности с реверсом 34, с входом усилителя ог— раничителя 35, с выходом усилителя, 32 электромагнитных муфт, с входом уси— личителя ограничителя 36 и со входами

Е и Я второго триггера 37. Выходы

31 H 37 соединяются с ними из двух входов схем типа 2И 38, 39 и 40, 41, а также входами реверса усилителей мощности с реверсом 29 и

Ф

34 соответственно. Выходы усилителейограничителей 30 и 36 соединяются с вторыми входами схем типа 2И 38, 39 и I0 41, Выходы схем типа 2И 38, 39 и 40 41 соединены со счетными входами счетчиков 42 и 43, выходы которых соединены с входами дешифраторов 44 и 45. Выходы дешифраторов 44 и 45 соединены с информационными входами мультиплексоров 46 и 47, а их адресные входы соединяются с регистром E 48. Выходы мультиплексоров 46 и 47 поступают на входы триггеров 49 и 50, прямые выходы которых соединены со схемой типа 2И 51, а инверсные с входами усилителей мощности с реверсом 39 и 34. Выход схемы типа 2И

51 поступает на один из входов схемы типа 2И 52, другой вход которой соединен с клавишей "Пуск"/ "Стоп" 53 через триггер 54. Выход схемы типа И 52 соединяется с блоком 55 формирования управляющих сигналов, который представляет собой классическую схему автомата управления, который реализует алгоритм работы блока управления программного манипулятора и содержащего генератор тактовых импульсов, счетный дешифратор и схему синхронизации.

Один из входов синхронизации вычислителя 55 соединяется с выходом схемы типа И 52, а другой его вход соединяется с выходом арифметического блока 56. Блок 55 имеет семь выходов дешифраторов, которые соединяются следующим образом: К1 — с входом усилителя 32 мощности электромагнитных муфт, выходы К2, КЗ и К6, К7 — с входами блоков управления электродвигателями 57 и 58 соответственно; выходы

К4, K5 — с входами арифметического блока 56. Логический блок 56 представляет собой микросхему (например, К

155 ИП 3 или другой серии), которая информационными входами соединена,с выходами регистра 59 и регистров 60 и 61, а его информационные выходы соединяются с параллельными входами блока управления электродвигателями

57 и 58, которые содержат счетчики текущего значения, угловых скоростей

Я, и сд, комбинационную часть и схемы стабилизации скорости вращения электродвигателями. Выходы блоков управления электродвигателями 57 и 58 соединены с входами регистров 60 и -.

3 141

61 соответственно, а их выходы схем стабилизации скорости вращения (не показаны) соединены с входами усилителя мощности с реверсом 62 и усилителя 33 мощности. Счетные входы счетчиков блока управления электродвигателями 57 и 58 соединены с усилителями-ограничителями 63 и 35. Выход усилителя мощности с реверсом 62 соединен с приводом 9, а его входы реверса соединены с тумблером 64 °

Уравнение движения манипулятора может быть задано в параметрической форме вида: х = cos Q, + соя (и+1)ф у = эапц, + Я sin(n+1)q, где х = х/1,; у = у/1,;

1, 1q — длины звеньев;

О,, И вЂ” угловые скорости звеньев;

Е = 1 /1. — отношение длин плеч ! звеньев;

h =63,(C> — отношение угловых скоростей звеньев.

Для п = const u K = const, т.е. их фиксированных значений, изменяя эти значения в фиксированном диапазоне, можно получить семейство стациt онарных кривых, имеющих при и< 0 гипоциклоиды, а при и ) О эпициклоиды.

Данное семейство кривых можно закодировать, определенным образом, в зависимости от их конфигурации, т.е. значений и и Е . В качестве примера приводится таблица кодов и и Е

Устройство для вычерчивания цикли" ческих кривых работает следующим образом.

Оператор набирает коды и и Я, которые заносятся в соответствующие ре, гистры п и Е 59 и 48. После появления кода в регистре Е сразу начинают работать и мультиплексорь 46 и 47; которые выбирают канал и подключают

его к своему выходу. Так как первоначально на выходах дешифраторов 44 и 45 выставлены низкие логические уровни, кроме нулевых выходов, то на выходах мультиплексоров 46 и 47 устанавливаются высокие логические уровни, которые па входу S триггеров 49 и 50 устанавливают на их инверсных выходах высокие логические уровни, являющиеся разрешением для усилителей мощности с реверсов 29 и 34, т.е. на их выходах появляются напряжения, которые через токосъемники 7 и 8 под8071

55 водятся к приводам 19 и 20, и электродвигатели начинают вращаться и приводят в движение штанги 17 и 18. Зубцы штанг 17 и 18 проходят возле дат:- икав 23 и 24 перемешения и в них наводятся ЭДС, которые через токосъемники 7 и 8 гоступают на входы усилителей-ограничителей 30 и 36, где ани преобразуются в прямоугольные импульсы положительной полярности, которые поступают на входы микросхемы типа И

38 — 41. Уровни разрешения прохождения импульсов на выходе этих микросхем типа И 38 — 41 поступают с выходов R u S-триггеров 31 и 37, которые устанавливаются по входам R u S в зависимости от состояния контактов концевых выключателей 25-28, которые в свою очередь замыкаются в зависимости от положения штанг 17 и 18.

Первоначально замыкаются контакты 25 и 26, т.е. штанги 17 и 18 полностью выдвинуты и поэтому низким логическим уровнем чере- токосъемники 7 и 8 устанавливают триггеры 37 и 31 в единичное состояние, т.е. высокий логический уровень появляется на входах микросхем типа И 38 и 40, что вызывает появление на их выходах импульсов, которые поступают на прямые счетные входы счетчиков 42 и 43, где они суммируются в виде переменных кодов.

Эти имеющиеся коды поступают на входы дешифратаров 44 и 45 и производят последовательный перебор его выходов.

При совпацении кодов на выходах счетчиков 42 и 43 с кодами на адресных входах мультиплексоров 46 и 47 на входах последних появляются низкие логические уровни, которые изменяют состояние триггеров 49 и 50, блокируют усилители мощности с реверсом 29 . и 34 и электродвигатели приводов 19 и 20 останавливаются. Прямые выходы триггеров 49 и 50 через микросхему типа И 51 дают разрешение для прохождения сигнала "Пуск" с клавиши 53 че-; чез триггер 54 и в виде высокого логического уровня с выхода микросхемы типа И 52, который поступает на вход блока 55, реализующего алгоритм работы манипулятором, как сигнал разрешения работы управляющего автомата по и. После прихоца этого сигнала блок 55 формирования управляющих сигналов с выхоца К4 выдает сигнал на вход выбора функции арифметического

?О

40

«45

5 141 блока 56, который выполняет функцию логического сравнения с единицей содержимого регистра 59 и выдает сигналы на включение электродвигателей приводов 9 и 1О со скоростями согласно алгоритму работы блока управления (фиг.1) в блоки 58 и 57. Электродвигатели приводов 9 и 10 начинают вращаться с заданными начальными скоростями ы, и ц . Далее блок 55 выдает сигнал с выхода К5 на вход выбора функций логического блока 56, который выполняет функцыо деления (определения) са у, =. n» т.е. определяется текущее значение п, затем по сигналу с выхода К4 блока 55 производится логическая операция сравнения

n„c и на равенство, т.е. п — и =О.

В случае выполнения этого условия на выходе арифметического блока 56 появляется низкий логический уровень, который поступает на вход блока 55 и вырабатывает сигнал на выходе К,, который через усилитель мощности электромагнитных.муфт 32 подается на обмотки электромагнитных муфт и звенья начинают вращаться и вычерчивают заданную кривую. Если на выходе арифметического блока 56 нет сигнала, то блок 55 в зависимости от значения и > 1 увеличивает значение и, или G3 на величину 4И шага увеличения угловой скорости следующим образом.

Блок 55 выдает с выхода К2 или К7 в блоки управления электродвигателем

58 или 57,, которые увеличивают содержимое регистра 60 или 61 соответственно на ь са . Затем из блока 55 пос; ледовательно выдаются команды: с выходов К5 происходит определение текущего значения отношений угловых скоростей и = u /u,, затем с К4 определяется выполнение условия и - n = О, если последнее условие не выполняется то все операции повторяются снова опи санным образом. Если же условия равенства выполняются, то блок 55 вырабатывает на выходах КЗ и К6 сигналы, которые поступают в блоки управления электродвигателями 58 и 57, которые переходят в режим поддержания

Ф постоянных угловых скоростей с, и со, найденных для данного значения и, одновременно с выхода К1 сигнал поступает на включение электромагнитных муфт 11 и 12 через усилитель 32 мощности электромагнитных муфт, звенья начинают свое движение и

8071 6 вычерчивают заданную кривую. После вычерчивания кривой оператор отжимает клавишу "Пуск"/"Стоп" 53 и устройство останавливается.

Формула изобретения

Устройство для вычерчивания циклоидиых кривых, содержащее основание, датчик скорости вращения, узлы поворота штанг, содержащие корпус, выполненный в виде стакана, привод поворота, вал которого кинематически связан с тскосъемниками и корпусом, " узла перемещения штанги с размещенными в нем приводами перемещения " штанги, вал которого кинематически связан со штангой, датчиком перемещения и концевыми выключателями, пишущий узел, закрепленный на одном из штанг, систему управления, содержащую усилители мощности с реверсом, выходы которых подключены к соответствующим приводам, первые усилителиограничители, входы которых подключены к соответствующим датчикам перемещения, а выходы — к первым входам соответствующих первых .элементов И, второй усилитель-ограничитель, вход которого подключен к датчику скорости вращения, первый и второй триггеры, входы которых подсоединены к соответствующим концевым выключателям, а выходы — к управляющим входам соответствующих усилителей мощности с реверсом и к вторым входам соответствующих первых элементов И, выходы которых через последовательно соединенные соответствующие счетчики и дешифраторы подключены к информационным входам мультиплексоров, к адресным входам которых подсоединены выходы первого регистра, выходы мультиплексоров соединены непосредственно с информационными входами соответствующих третьего и четвертого триггеров и через инвертор — с их установочными входами, инверсные выходы третьего и четвертого триггеров подключены к информационным входам соответствующих усилителей мощности с реверсом, а прямые выходы третьего и четвертого триггеров через второй элемент И соединены с первым входом третьего элемента И, вторым входом подключенного к выходу пятого триггера, установочный вход которого через инвертор под-, ключен к коммутатору управления и информационному входу пятого триггера, и второй регистр, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения удобства в эксплуатации, оно содержит кинематически связанные с валами приводов вращения электромагнитные муфты, дополнительный датчик скорости вращения, причем каждый датчик скорости вращения размещен на соответствующем приводе поворота, а система управления дополнительно содержит усилитель мощности электромагнитных муфт, арифметический блок, блок формирования управляющих сигналов, блоки управления двигателем, дополнительные регистры, усилитель мощности, дополнительные усилители-ограничители и усилитель мощности с реверсом, причем вход дополнительного усилителя-ограничителя соединен с дополнительным датчиком скорости вращения, а выходы второго усилителя-ограничителя и дополнительного усилителя-ограничителя соединены с первыми управляющими входами соответствующих блоков управления двигателем, к вторым управляющим входам которого подключе1807! Я ны соответственно первый и второй выходы арифметического блока, третий выход которого связан с первым входом блока формирования управляющих сигна5 лов, первый выход которого подсоединен к входу усилителя мощности электромагнитных муфт, вторые выходы — к управляющим входам арифметического блока, а третьи и четвертые — к управляющим входам соответствующих блоков управления двигателем, при этом выход третьего элемента И подключен к второму входу формирования управляющих сигналов, счетные выходы каждого блока управления двигателем через соответствующий дополнительный регистр связаны с первым и вторым счетными входами арифметического блока, адрес20 ные входы которого подключены к выходу второго регистра, причем счетные выходы арифметического блока связаны со счетными входами соответствующих блоков управления двигателями, выхо25 ды которых подключены соответственно к входам усилителя мощности и дополнительного усилителя мощности с реверсом.

141807) 1418071

Составитель В.Тюркин

Техред Л.Олийнык.

Редактор А.Ворович

Корректор Л.Патай

Заказ 4104/14 Тираж 342 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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