Устройство для программного управления положением объекта

 

Изобретение относится к области числового программного управления и может быть использовано в системах управления координатными перемещениями исполнительных органов станков. Цель изобретения - повышение быстродействия, точности и надежности работы устройства. Устройство обеспечивает возможность определения момента действительной остановки исполнительного органа после отработки программы за счет введения определителя достижения позиции, состоящего из реверсивного счетчика импульсов, преобразователя код-частота, двух дешифраторов, элемента сравнения, входного элемента и генератора тактовой частоты. Принцип работы определителя достижения позиции заключается в обработке отрицательной обратной связи, что позволяет определить действительный конец отработки кадра исполнительным органом по команде "кок", которая в данном случае формируется при возникновении сигнала "Позиция достигнута", что дает возможность работать без использования кадров задержки времени. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУЬЛИН (19) 02) А1 (59 4 G 05 В 19/18

} ;

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ . КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4285013/24-24 (2?) 17.07. 87 (46) 07 ° 11. 89. Бюл. Р 41 (72) Л.В.Михайлов, В.П.Карпов и Т.И.Алимов (53) 621.503.55(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

11 557353, кл. G 05 В 19/18, 1977.

Вопросы программного управления металлорежущими станками. И.: Инострапная литература, 1959, с. 182-184.; (54) УСТРОЙСТВО ДНЯ ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ ПОЛОЖЕНИЕМ ОБЪЕКТА (57) Изобретение относится к области числового программного управления и может быть использовано в системах управления координатными перемещениями исполнительных органов станков.

Цель изобретения — повышение быстродействия., точности и надежности раба

Изобретение относится к области числового программного управления и может быть использовано в системах управления координатными перемещения" ми исполнительных органов станков со следящими приводами, у которых управляющим сигналом является рассогласование между задающим сигналом с интерполятора и сигналом датчика положения, Цель изобретения - повышение быстродействия, точности и надежности устройства за счет обеспечения возможности определения момента действительной остановки исполнительного органа после отработки кадра программы.

2 ты устройства. Устройство обеспечивает возможность определения момента действительной остановки исполнительного органа после отработки программы эа счет введения определителя достижения позиции, состоящего из реверсивного счетчика импульсов, преобразователя код - частота, двух дешифраторов, элемента сравнения, входного элемента и генератора тактовой частоты. Принцип работы определителя достижения позиции заключается в обработке отрицательной обратной связи, что позволяет определить действительный конец отработки кадра исполнительным органом по команде КОК, которая в данном случае формируется при возникновении сигнала Позиция достигнута", что дает воэможность работать без использования кадров задержки времени ° 1 зтп ° ф лы 3 ил °

Иа фиг. 1 изображена структурная схема устройства для программного управления объектом; на фиг. 2 — структурная схема определителя достижения позиции; на фиг. 3 — диаграммы, поясняющие работу устройства.

Устройство содержит фотосчитывающий блок 1, накопитель 2 информации, интерполятор 3, счетчик 4 рассогласования, усилитель 5, исполнительный орган 6, датчик 7 положения, определитель 8 достижения позиции.

Определитель достижения позиции содержит реверсивный счетчик 9, преобразователь 10 код - частота, первый дешифратор 11, второй дешифратор 12, 1520479

4 блок 13 сравнения, входной элемент 14, генератор 15 тактовой частоты.

Принцип работы определителя достижения позиции заключается в отработке

5 отрицательной обратной связи, приходящей на второй вход реверсивного счетчика 9 частоты, которая приходит от датчика 7 положения через входной элемент 14 и элемент 13 сравнения на первый вход реверсивного счетчика 9 и в кодовом виде подается с выхода реверсивного счетчика 9 на вход преобразователя 10 код — частота.

В системах ЧПУ ввод информации из накопителя в счетчик отработки интерtt полятора осуществляется но команде Ко-: нец отработки кадра" (КОК), которая формируется по нулевом состоянию счетчика отработки. При этом команда КОК вырабатывается счетчиком отработки раньше отработки кад ра исполнительным органом, что приводит к контурной ошибке на детали.

Для исключения подобных ошибок необходимо вводить дополнительные кадры с задержкой времени, Данное решение позволяет определять действительный конец отработки кадра исполнительным органом по команде КОК, которая в данном случае формируется при воз"

30 никновении сигнала Позиция достигнута, что дает возможность производить работу без использования кадров задержки времени и поэтому существенно увеличить производительность. 3S . Определитель достижения позиции работает следующим образом.

В исходном состоянии информация, поступившая с накопителя 2 в интерполятор 3 (не использованные выходы 40 условно не показаны), отработана следящим приводом (счетчиком 4 рассогласования, усилителем 5, исполнительным органом 6, датчиком 7 положения на выходе) счетчика 4 рассогла- .45 сования сигнал равен нулю и перемещение исполнительного органа б и датчика 7 положения отсутствует. При этом на выходе датчика 7 положения импульсы отсутствуют, на первом выходе 50 реверсивного счетчика 9 импульсов код равен нулю, следовательно и на выходе и на преобразователе 10 код — частота импульсы (частота) отсутствуют, а на выходе дешифратора 11 †. сигнал . 55

1 разрешения на прохождение частоты датчика 7 положения через первый вход блока 13 сравнения, на выходе определителя 8 достижения позиции (на выходе дешифратора 12) сигнал разрешения на введение следующего кадра из накопителя 2 информации в интерполятор 3.

При отработке нового кадра, поступившего из накопителя 2 информации в интерполятор 3, на его выходе появится команда в виде час готы унитарного кода Е,, поступающая на первый вход счетчика 4 рассогласования. На выходе счетчика 4 рассогласования появится сигнал, который, усиливаясь в усилителе 5, приводит в движение исполнительный орган 6, а следовательно, датчик 7 положения. На выходе появятся импульсы (частота Г* т, ), которые подаются на второй вход счетчика 4 рассогласования, являясь отрицательной обратной связью по положению, а также через входной (согласующий) элемент 14 и первый вход блока 13 подаются на первый вход реверсивного счетчика 9 импульсов. При этом на первом выходе реверсивного счетчика 9 импульсов появится код К1. Этот код приведет к появлению на выходе преобразователя 10 код — частота частоты, которая приходит на второй вычитающий вход реверсивного счетчика 9 импульсов. Сигнал запрета появится на выхо-, де дешифратора 12 на прохождение информации с накопителя 2 информации в интерполятор 3, причем код К1 на выходе преобразователя 10 будет соответствовать частоте на преобразователе 10, которая равна Е дт<

При задании интерполятором 3 частоты унитарного кода Ец г Й, на выходе счетчика 4 рассогласования увеличивается сигнал, и исполнительный орган б, а следовательно, и датчик 7 положения, увеличивают скорость. На выходе датчика 7 увеличивается частота fpa q, что приводит к увеличению сигнала отрицательной обратной связи, приходящей на второй вход счетчика 4 рассогласования, а также к появлению кода К2РК1 на выходе реверсивного счетчика 9 импульсов. Это в свою очередь вызовет увеличение частоты на выходе преобразователя 10, которая приходит на второй вычитающий вход реверсивного счетчика 9 импульсов, таким образом, что эта частота будет равна атд5 15204

Так, во всех установившихся режимах с постоянной скоростью следящего привода код на выходе преобразователя 10 будет таким, что частота на втором входе реверсивного счетчика 9 импульсов будет всегда равна частоте на первом входе реверсивного счетчика 9, т. е. f par =Еьых ю . Нри этом частота интерполитора 3, приходящая на первый вход счетчика 4 рассогласования, всегда будет равна частоте датчика 7 положения на его втором входе, а на выходе счетчика 4 рассогласования будет всегда устанавливаться постоянный сигнал (пропорциональный ошибке по положению), величина которого будет зависеть от добротности следящего привода D,z и частоты интерполятора Ец (ошибка по положению h=

fg

= †). В зависимости от цены импульса

Ц„ в следящей системе будет изменяться максимальная частота интерполятора

f„ и при диапазоне регулирования

25 привода, равном Dp, граничную частоту на выходе преобразователя 10 код— частота (при коде Кми на выходе реверсивного счетчика 9 импульсов) выбирают равной

Г и чака 8ых (о ми = — — — --= гр = f äàÒ 2Р

Dp

Для определения величины тактовой частоты йт с генератора 15 тактовой частоты следует в каждом случае ис35 ходить из объема реверсивного счетчика 9 импульсов. Тогда f+=f И, где

N — - число разрядов реверсивного счет чика 9 импульсов.

79 о

Для исключения переполнения реверсивного счетчика импульсов 9 при коде Кп на больших скоростях следящего привода при частоте датчика 7 положения, равной f>a-, „, на выходе дешифратора 11 формируется сиграл запрета, что приводит к закрытию блока 13 сравнения и исчезновению импульсов на первом входе реверсивного счетчика 9 импульсов. Нри этом первый же импульс частоты, приходящий на второй, вычитающий вход реверсивного счетчика 9 импульсов, изменит код на выходе с К„ íà Кх < . На выходе дешифратора 11 появится сигнал разрешения. Блок 13 откроется, разрешая проходить частоте с датчика 7 положения на первый вход реверсивного счетчика 9 импульсов. Если частота датчика 7 положения равна предыдущей или вьпие, то на выходе реверсивного счетчика 9 импульсов появится код К„ и процесс повторится.

При торможении исполнительного органа 6 количество импульсов с датчика 7 положения считывается отрицательной обратной связью и при нулевом состоянии реверсивного счетчика 9, т.е. при остановке датчика 7 положения и нулевой частоте на первом и втором входах реверсивного счетчика 9 импульсов, на выходе второго дешифратора 12 и втором входе накопителя появится сигнал разрешения на введе ние информации с фотосчитывающего блока в накопитель информации, тем самым достигается максимальное быстродействие, точность и надежность устройства.

Нри ат Йдд-,2р код К;„,, возникающий на выходе преобразователя 10 и счетчика 9, вырабатывает частоту Йгр =

=fpcp ap на выходе преобразователя 10 45 код — частота, что приводит к установлению кода, равного нулю, после чего с приходом следующего импульса с датчика 7 положения опять возникает код

К „,1 и все повторяется. Определитель 8 5 достижения позиции будет работать в этом случае в "шаговом режиме" и на выходе дешифратора 12 при обработке импульсов датчика 7 положения при

К=О будет возникать сигнал раэреше55 ния на прохождение информации с накопителя 2 информации на вход интерполятора 3, соответствующий определению — позиция достигнута.

Формула изо бретения

1. Устройство для программного управления положением объекта, содержащее фотосчитывающий блок, накопитель. информации, счетчик рассогласования, усилитель, исполнительный орган, датчык положения, подключенный к вычитающему входу счетчика рассогласования, к суммирующему входу которого подключен выход интерполятора, выход счетчи" ка рассогласования через усилитель соединен с входом исполнительного органа, первый вход накопителя соединен с выходом фотосчитывающего блока, а выход накопителя соединен с информационным входом интерполятора, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с цеi520479 лью повышения быстродействия, точности и надежности устройства, оно снабжено определителем достижения позиции, вход которого подключен к выходу датчика положения, выход — к второму входу накопителя.

2. Устройство по п. i, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что определитель достижения позиции содержит генератор .тактовой частоты, преобразователь код - частота, реверсивный счетчик импульсов, блок сравнения, первый и второй дешифраторы, входы которых подключены к выходам соответствующих разрядов реверсивного счетчика импульсов, суммирующий вход которого подключен к выходу блока сравнения, первый вход которого соединен с выходом входного элемента, вход ко5 торого соединен с входом определителя, второй вход — с выходом первого дешифратора, вычитающий вход реверсивного счетчика импульсов подключен к выходу преобразователя код - частота, управляющий вход которого соединен с выходом первого разряда реверсивного счетчика импульсов, а тактовый вход — с выходом генератора тактовой частоты, выход второго дешифратора подключен к выходу определителя достижения.позиции, вход которого соединен с входом входного элемента.

1520479

УсатакюМимеаа 63имене, УсаюноМиеем УУимеюе,, се греУкин каЬн У - счетчакаУ с ноксмальнын «адан 1Усчтчака 9,УАмекае .чем, кчИ - счычийт У

Eol «а ЬиюУе счелчака У

L и( п

Составитель И.Швец

Редактор В.Данко Техред Л.Олийнык Корректор tf.0àèáîðñêàÿ

Заказ 6756/48 Тираж 788 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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