Многоканальное устройство программного управления шаговыми двигателями

 

Изобретение относится к автоматическому управлению и предназначено для управления группой однокоординатных станков или других объектов, имеющих шаговый привод, например, для изготовления кодовых жгутов постоянных накопителей БЦВМ. С целью повышения быстродействия устройства многоканальное устройство содержит, кроме блока программного задания дешифратора устройств, счетчика импульсов перемещения с компаратором, второго компаратора, блока изменения частоты, включающего в себя элемент постоянной памяти и программно управляемые делители частоты, еще и регистр, информационные выходы которого подключены к информационным входам блока изменения частоты, а его информационные входы - к группе информационных выходов блока программного задания. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А2

Ш4 С 05. В 19 18 19 40

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ASTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ягор

ПА; «» — — 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (61) 1320794 (21) 4307626/24-24 (22) 13.07.87 (46) 23.05.89. Бюл. М- 19 (72) А.Л.Белогорский, Y..С.Староверов, А.В.Торопов и В.Н.Тычинин (53) 62.50(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1320794, кл, G 05 В 19/40,. 1985. (54) ГЛОГОКАНАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ПРОГРАММНОГО У11РАВЛЕНИЯ ШАГОВЬ1МИ ДВИГАТЕЛЯЫ4 (57) Изобретение относится к автоматическому управлению и предназначено для управления группой однокоординатных станков или других объектов, Изобретение относится к автомати ческому управлению, предназначено для использования в устройствах числового программного управления с исполнительными шаговыми двигателями и является усовершенствованием изобретения по авт.св. М 1320794 °

Цель изобретения — повышение быстродействия устройства.

На фиг.1 представлена функциональная блок-схема многоканального устройства программного управления шаговыми двигателями; на фиг,2 — функциональная схема блока изменения частоты.

Многоканальное устройство программного управления шаговыми двигателями содержит блок 1 программного задания имеющих шаговый привод, например для изготовления кодовых жгутов постоянных накопителей БЦВМ, С целью повышения быстродействия устройства многоканальное устройство содержит, кроме блока программного задания дешифратора устройств, счетчика импульсов перемещения с компаратором, второго компаратора, блока изменения частоты, включающего в себя элемент постоянной памяти и программно-управляемые делители частоты, еще и регистр, информационные выходы которого подключены к информационным входам блока изменения частоты, а его информационные входы — к группе информационных с-

® выходов блока программного задания..

1 э.п. ф-лы, 2 ил. (ЭВМ), состоящий из тактового генера-. тора 2, системного контроллера 3 ЭВМ, центрального процессора 4, эапоминаю1 щего устройства 5, устройства 6 ввода-вывопа и контроллера 7 прерывания, каналы 8 управления, состоящие иэ дешифратора 9, счетчика 10, задатчика 11 кода перемещения, компаратора

12, триггера 13 признака разгона, элемента ИЛ1К 14 задатчика 15 кода пе ремещений, компаратора 16, блока 17 а изменения частоты, триггера 18 пуска, триггера 19 направления движения,, ) элементов И 20 и 21, шины 22-25 (первый-четвертый входы блока 17), шина

26 является его выходом, шина 27 пятым входом блока 17, регистр 28, шина 29 — шестой вход блока 17 °

1481714

Блок 17 изменения частоты состоит из триггера 30 признака торможения, элемента ИЛИ 31, счетчика 32 адреса, элемента И 33, элемента КЛИ 34, элемента 35 задержки, элемента 36 памяти, регистра 37 числа, делителей 38 и 39 частоты, генератора 40 импульсов, элементов К 41 и 42.

Задатчик 11 задает код, соответствующий значению отрезка, для перемещения свыше которого необходим режим разгона торможения.

В задатчик 15 заносится код, вели- 15 чина которого определяет суммарное число импульсов унитарного кода, необходимых для реализации закона тор,можения {т.е. определяет момент начала торможения). Величина кода за- 20 висит от крутизны характеристики разгона-торможения: чем круче характеристика разгона-торможения, тем меньше код и меньше требуется времени на разгон и торможение. 25

В качестве элемента Зб памяти может быть использована постоянная память, в ячейки которой записаны последовательности чисел характеризую1 щие какой-либо закон изменения часто- 30 ты. При этом код с регистра 28 определяет адрес зоны памяти, где записана какая-либо одна последовательность.

Сама же последовательность определяется адресами счетчика 32 (для разгона) или адресами со счетчика 32 и триггера 30 (для торможения).

Количество различных последовательностей чисел, характеризующих различные. законы разгона и торможе- 40 ния, задается регистром 28, а количество ячеек, в которых записана одна последовательность, определяется счетчиком 32 адреса. Триггер 30 признака торможения (старший разряд адреса) задает две области памяти, в одной из которых (триггер 30 установлен в "0"), записаны последовательности чисел, характеризующие законы разгона, а в другой (когда триггер

30 установлен в "1") — последовательности чисел, характеризующие законы торможения.

Число, считываемое из памяти, несет информацию (в виде кодов деле— ния делителей 38 и 39) и о выходной частоте унитарных кодов в данный момент времени (например, младшие раз,ряды), и о периоде квантования (старшие разряды), — т.е. о промежутке времени, через который необходимо изменить выходную частоту. Поэтому последовательное считывание чисел из памяти позволяет сформировать нужный закон изменения частоты во времени.

Дешифратор 9, принимая из блока по адресной шине код адреса, дешифрирует этот код и формирует сигнал только на соответствующем этому коду выходе. Данный сигнал, поступая на стробирующие входы регистра 28, задатчика 15, счетчика 10 и компаратора 12 или установочные входы триггеров 18 и 19. осуществляет либо запись информации, поступающей по шине данных из 3BN 1 в регистр 28, задатчик 15 или в счетчик 10 и компаратор 12, либо взводит триггер 18 или триггер 19.

Устройство работает следующим об- разом.

Программы для обработки перемещений для всех каналов вводятся в запоминающее устройство 5 через устройство б ввода-вывода.

В начале работы блок программного задания по шине сброса через элемент

PJIR 14 устанавливает триггеры 13, 18

l9 и 30 и счетчик 32 (через элемент

ИЛК 31) в нулевое состояние. При этом данный сигнал через элемент ИЛК 34 и элемент 35 задержки производит считывание из памяти числа, записанного по начальному адресу, определяемому нулевым значением счетчика 32 адреса и кодом регистра 28. В ячейки с начальными адресами независимо от значения кода регистра 28 записывается один и тот же код, соответствующий движению с минимальной частотой (частотой приемистости).

Затем блок 1 программного задания по шинам данных поочередно выдает в регистр 28 код старших разрядов адреса ячеек элемента 36 памяти, в счетчик 10 и компаратор 12 код перемещения для очередного отрезка, а в эадатчик 15 — код, определяющий суммарное число импульсов унитарного кода, необходимых для реализации закона торможения. Эти коды сопровождаются кодами адреса, которые по адресным шинам поступают на адресные входы де.— шифратора 9. Последний формирует импульсные сигналы, по которым код старших разрядов адреса ячеек памяти за10

20

55

5 14 носится в регистр 28, код, необходимый для реализации торможения, - в задатчик 15, код перемещения.для очередного отрезка заносится в счетчик

10, а в компараторе 12 происходит его сравнение с заданным кодом перемещений, при котором необходимо включить разгон. Если величина отрезка больше кода, заданного задатчиком 11, то на выходе компаратора 12 формируется сигнал и устанавливается в единичное состояние триггер 13 признака разгона.

Далее, если есть необходимость, блок 1 программного задания через дешифратор 9 устанавливает триггер 19 направления в нужное состояние. Исходное его состояние определяется шиной сброса.

После этого блок 1 программного задания также через дешифратор 9 осуществляет пуск путем установки триггера 18 пуска в единичное состояние, после чего канал начинает работать.

Разрешающий сигнал с триггера 18 пуска по шине 25 поступает на вход четвертого элемента И 41 блока 17 изменения частоты 17, при этом разрешается прохождение импульсов на выход канала управления и в счетчик 10.

Сигнал с инверсного выхода триггера 18 пуска снимает обнуление с делителей 38 и 39. С регистра 37 числа на входы делителей 38 и 39 частоты поступают коды, соответствующие адресу памяти из последовательности адресов разгона (в начальный момент на делители 38 и 39 частоты поступают коды из ячейки памяти по начальному адресу, определяемому нулевым значением счетчика 32 адреса и кодом регистра 28). В зависимости от кодов, поступающих с регистра 37 числа, с выходов делителей 38 и 39 частоты будут поступать импульсы через различные промежутки времени, т.е. величина частоты зависит от кода регистра 37.

Второй делитель 39 частоты определяет частоту, с которой импульсы через пятый элемент И 41 поступают на выход счетчика 10 перемещения и через элементы И 20 или 21 на вход шагового привода в виде унитарного кода, Делитель 38 частоты определяет промежутки времени, через которые необходимо изменить частоту унитарного кода, т.е. при разгоне сформировать

81714 6 нужный закон увеличения частоты во времени.

Сигналом с делителя 38 частоты че- рез элемент И 33, на другие входы которого поступают разрешающие сигналы с триггера 18 пуска по шине 25 и триггера 13 признака разгона по шине 22, изменяется состояние счетчика 32 адреса (увеличивается его содержимое) и этим же сигналом через элемент ИЛИ 34 и элемент 35 задержки происходит обращение к элементам 36 памяти и с выходов элемента памяти попоступает число в регистр 37 числа.

Число с этого регистра изменяет час тоту на выходах делителей 38 и 39 частоты в соответствии с заданным законом разгона шаговых двигателей.

Когда величина частоты с выхода делителя 39 достигает максимально допустимого значения (Й„ „ ), на вход дели- теля 38 подается такой код числа, который задает период выдачи следующего импульса через элемент И 33 на счетчик 32 адреса больше времени отработки самого отрезка, т.е. дальнейшего ,,изменения частоты унитарного кода не происходит.

Счетчик 10 работает в гежиме вычитания унитарного кода. При достижении счетчиком 10 кода, равного коду торможения, поступаемого с эадатчика 15, срабатывает компаратор 16 и с его выхода сигнал по шине 23 через элемент И 42 устанавливает триггер

30 признака торможения в единичное состояние и через элемент ИЛИ 31 происходят обнуление счетчика 32 адреса и опрос элемента 36 памяти. Так как триггер 30 признака торможения участвует в формировании адреса чисел элемента 36 памяти вместе со счетчиком

32 адреса и регистром 28, то с выхода элемента 36 памяти поступают числа, соответствующие программе торможения, т.е, числа на входе делителей

38 и 39 изменяют частоту унитарного кода на выходе делителя 39 по заданному закону торможения. Причем торможение может осуществляться более форсированно, как это позволяют шаговые двигатели.

Как только счетчик 10 обнулится с его выхода сформируется сигнал, который через элемент HJIH 14 произведет обнуление всех триггеров 13, 18, 19 и 30 и счетчика 32 адреса, а

1481714! через элементы 31, 34,и 35 произведет ся обращение к элементу 36 .памяти.за числом по начальному адресу. С инверсного выхода триггера )8 пуска на контроллер 7 прерываний поступает сигнал, информирующий, что канал перемещения отработал заданное перемещение и необходимо ввести код следующего перемещения. Этим же сигналом обнуляются делители 38 и 39„ запрещая дальнейшую их работу.

Если вновь поступаемый код меньше кода, задаваемого вторым задатчиком кода ll перемещения, то сигнал с 15 компаратора 12 отсутствует и триггер

13 признака разгона не устанавливается. Этим запрещается включение триггера 30 по шине 23 через элемент )1 42.

Так как при этом в регистре 37 запи- 20 сано число, соответствующее начальному адресу памяти, то после установки в единичное состояние триггера 18 пуска, открывающего элемент К 41, с выхода элемента будет поступать унитар- 25 ный код фиксированной частоты, равной частоте приемистости.

Аналогично независимо один от другого работают и другие каналы.

Таким образом, введение в много- 30 канальное устройство программного управления шаговыми двигателями регистра 28 позволяет задавать для каждого отрезка перемещения нужную крутизну разгона и торможения, соответствующую нагрузке на шаговый привод. При этом в задатчик 15 для каждого отрез" ка перемещения заносится код, определяющий число импульсов унитарного кода, необходимых для торможения.

Увеличение крутизны характеристик разгона и торможения позволяет уменьшить время иа разгон и торможение, тем самым повысить быстродействие устройства.

Формула изобретения

1. Многоканальное устройство программного управления шаговыми двига" телями по авт.св. М 1320794, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в устройство введен регистр, информационные выходы которого подключены к информационным входам блока изменения частоты, информационные входы — к группе информационных выходов блока программного задания, а стробирующий вход — к четвертому выходу дешифратора, информационные входы второго задатчика кода перемещения присоединены к группе информационных выходов блока программного задания, стробирующий вход второго задатчика кода перемещения соединен с пятым выходом дешифратора ° . 2. Устройство по п. ), о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что в блоке изменения частоты адресные входы элемента памяти соединены с информационными входами блока изменения частоты.

1481714

ЮЖЖф адресные мины.

Е.:Ф шины аанныяу.

ыю н6 упро6 Внил м сюроси;

1481714

Составитель P..Èâåö

Редактор А.Козориз Техред Л. Сердюкова Корректор Л.Пилипенко

Заказ 2687/47 Тираж 789 Подписно е

ВНИИПИ,Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат. "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101