Устройство для задания скорости в системах числового программного управления

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

00 54П46

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 23.09.74 (21) 2062046/24 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 30.12,76. Бюллетень № 48

Дата опубликования описания 29.12.76 (51) М. Кл е G 05В 19/18

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.9.06-503.55 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. П. Данчеев, Н. С. Ермаков, А. А. Корбут, Г. Я. Кузьмин и Н. А. Смирнов (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАДАНИЯ СКОРОСТИ

В СИСТЕМАХ ЧИСЛОВОГО

ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ

Устройство для задания скорости относится к технике автоматизированного управления производственными процессами и может быть использовано в системах числового программного управления металлорежущими станками.

Это устройство является частью цифрового интерполятора для преобразования данных о перемещениях и скорости подачи в частотноимпульсные сигналы, причем число импульсов, подаваемых на исполнительные органы, определяет величину перемещения, а их частота— скорость подачи рабочих органов станка.

Известно устройство для получения заданной скорости подачи режущего инструмента в системах цифрового программного управления, содержащее регистр времени, импульсный дешифратор, генератор тактовых импульсов, двоичные и десятичные счетчики и вспомогательные элементы (элементы сборки, совпадения, линии задержки) (1).

Недостатком такого устройства является необходимость предварительного расчета времени отработки участка, что усложняет подготовку программы, а также его аипаратуриая сложность и низкая точность.

Известно устройство задания скорости, построенное на аналоговых счетно-решающих блоках (2). И это устройство характеризуется низкой точностью и аппаратурной сложностью.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для задания скорости в системах цифрового программного управления (3), содержащее линейный интер5 полятор, первый вход которого подключен к генератору тактовых импульсов, второй и третин входы — к блоку задания программ, первый и второй входы — соответственно к входам исполнительных органов по осям Х и 1 .

10 Недостатком такого устройства является сложность и сравнительно невысокая точность.

Это объясняется необходимостью преобразования информации, входящей в следящую систему, выделяя при этом как порядок, так и

15 мантиссу, что приводит к необходимости введения грубой компенсации скорости.

Целью изобретения является упрощение устройства и повышение точности.

Поставленная цель достигается тем, что

20 устройство задания скорости в системах числового программного управления содержит двоичный умножитель, блок выделения нуля и синусно-косинусный преобразователь, первый и второй входы которого подключены к

25 соответствующим выходам линейного интерполятора, выход — к входу блока выделения нуля, второй выход — к первому входу двоичного умножителя, второй вход которого соединен с третьим выходом блока задания про30 грамм, а выход двоичного умножителя под541146

Я ключен к четвертому входу линейного интерполятора.

Синусно-косинусный преобразователь содержит элемент И, элементы И вЂ” ИЛИ, счетчик, регистр координаты У, регистр координаты Х, выход которого подключен к первому входу первого элемента И вЂ” ИЛИ и первому входу элемента И, второй вход элемента И подключен к первому выходу счетчика, второй выход которого подключен к второму входу первого элемента И вЂ” ИЛИ и первому входу второго элемента И вЂ” ИЛИ, выход первого элемента

И вЂ” ИЛИ подключен к входу регистра координаты У, выход которого подключен к второму входу второго элемента И вЂ” ИЛИ, выход второго элемента И вЂ” ИЛИ вЂ” к входу регистра координаты Х, а выход элемента И подключен к входу счетчика.

Функциональная блок-схема устройства для задания скорости в системах ЧПУ приведена на чертеже. Это устройство содержит генератор тактовых импульсов 1, исполнительные органы по координатам Х и Y 2 и 3, блок задания программ 4, линейный интерполятор 5, два входа которого каналами 6 и 7 подключены к выходам блока 4, и третий вход каналом 8 — к первому выходу генератора тактовых импульсов 1, блок выделения нуля 9, синусно-косинусный преобразователь 10, содержащий элемент И 11, два элемента

И вЂ” ИЛИ 12 и 13, регистры координат Х и Y

14 и 15 и счетчик 16.

Выход регистра координаты Х 14 каналом

17 подключен к первому входу элемента

И вЂ” ИЛИ 12 и к первому входу элемента И 11.

Выход счетчика 16 каналом 17 подключен к второму входу элемента 12 и к первому входу элемента 13; выход регистра 15 каналом 18 подключен к второму входу элемента 13 и к входу блока 9, выход элемента 12 посредством канала 19 подключен к первому входу регистра 16, а выход элемента 13 каналом

20 — к первому входу регистра 14. Выход 21 линейного интерполятора 5 подключен к входу исполнительного органа 2 и к второму входу регистра 14, а выход 22 — к входу исполнительного органа 3 и к второму входу регистра 15.

Устройство содержит также двоичный умножитель 23, содержащий регистр задания уставки скорости 24, счетчик 25 и элемент

И вЂ” ИЛИ 26, первый вход которого подключен каналом 27 к выходу регистра 24, а второй вход каналом 28 — к выходу счетчика 25.

Вход регистра 24 каналом 29 подключен к третьему входу блока 4, выход элемента 26 каналом 30 — к четвертому входу линейного пнтерполятора 5. Первый вход счетчика 16 каналом 31 подключен к второму выходу генератора тактовых импульсов 1, а второй выход счетчика 16 каналом 32 — к второму входу элемента 11 и к входу счетчика 25. Выход элемента 11 каналом 33 подключен к второму входу счетчика 16.

Устройство работает следующим образом.

В регистр 24 йо каналу 29 из блока 4 поступает величина уставки скорости с заданной точностью. Пусть разрядность представления чисел в интерполяторе 5 — и. Тогда после задания в интерполятор координатных приращений ЬХ и ЛУ, которые следует отработать в данном кадре, содержимое А, старших разрядов (где A,

1 по каналу 8 к входу интерполятора 5, последовательным кодом переносится по каналам 21 и 22 в регистры 14 и 15, после чего канал 8 отключается.

Г1ри этом число Й определяется точностью задания скорости, затем каналы 21 и 22 отключаются от входов регистров 14 и 15 и подключаются к исполнительным органам 2 и 3, и тактовые импульсы начинают по каналу 31 поступать на вход счетчика 16. Происходит работа синусно-косинусного преобразователя до обнуления регистра 15. Чтобы не усложнять схему и не делать регистры 14 и

l5 реверсивными, вход регистра 14 по каналу

20 включен на сложение, а регистр 15 по каналу 19 — на вычитание. 11оэтому синуснокосинусный преобразователь работает всегда в одну сторону. Если же по быстродействию устройство не удовлетворяет, то необходимо строить регистры 14 и 15 реверсивными и включать один из них на сложение, а другой на вычитание по каналам 19 и 20 в зависимости от того, ЛХ больше ЛУ или меньше, чтобы вычитание в регистре проходило от меньшей величины.

В момент обнуления косинусного регистра

15 в регистре 14 возникает модуль абсолютной величины приращения, заданного в данном кадре. Момент обнуления регистрирует блок выделения нуля 9, после чего каналы 19 и 20 отключаются, а каналы 32 и 33 подключаются. Блок, включающий в себя регистр 14, счетчик 16 и элемент 11, представляет собой двоичный делитель, на выходе которого возникает последовательность импульсов, частота которых обратно пропорциональна модулю абсолютного приращения, записанного в регистре 14. Этот поток, умножаясь в двоичном умножителе 23, на величину уставки скорости записанной в регистре 24, дает по каналу

30 на четвертый вход интерполятора 5 поток импульсов искомой частоты. Выходы линейного интерполятора 5 каналами 21 и 22 подключены к исполнительным органам 2 и 3, которые осуществляют перемещение со скоростью, задаваемой уста в кой скорости на величину, задаваемую координатными приращениями

ЛХ и ЛУ.

Технико-экономический эффект изобретения состоит в получении любой, наперед заданной точности задания скорости интерполирования, зависящей практически лишь от числа разр»дов синусно-косинусного преобразователя и двоичного умножителя. Применение унифицированных блоков цифровых интеграторов, например, двоичных умножителей, раскрывает

541146

Составитель В. Земцов

Текред А. Камышникова

Редактор С. Заика

Корректор Л. Денискина

Заказ 2885/4 Изд. Кв 1894 Тираж 1029 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2 возможности для автоматизации производства, позволяет существенно (на 30 — 50%) сократить оборудование, избавиться от преобразователей цифра †анал, код †часто, элемента сравнения и некоторых других элементов, также вносящих дополнительную погрешность.

Формула изобретения

1. Устройство для задания скорости в системах числового программного управления, содержащее линейный интерполятор, первый вход которого подключен к генератору тактовых импульсов, второй и третий входы — к блоку задания программ, первый и второй входы — соответственно — к входам исполнительных органов по осям Х и У, отличаю щ е е с я тем, что, с целью упрощения и повышения точности устройства, оно содержит двоичный умножитель, блок выделения нуля и синусно-косинусный преобразователь, первый и второй входы которого подключены к соответствующим выходам линейного интерполятора, первый выход — к входу блока выделения нуля, второй выход — к первому входу двоичного умножителя, второй вход которого соединен с третьим выходом блока задания программ,:l выход двоичного умножнтеля подключен к четвертому входу линейного интерполятора.

2. Устройство по и. 1, отличающееся тем, что синусно-косинусный преобразователь содержит элемент И, элементы И вЂ” ИЛИ, счетчик, регистр координаты У, регистр координаты Х, выход которого подключен к первому входу первого элемента И вЂ” ИЛИ и первому входу элемента И, второй вход элемента И подключен к первому выходу счетчика, второй выход которого подключен к второму входу первого элемента И вЂ” ИЛИ и первому входу второго элемента И вЂ” ИЛИ, выход первого элемента И вЂ” ИЛИ подключен к входу регистра координаты У, выход которого подключен к второму входу второго элемента

И вЂ” ИЛИ, выход второго элемента И вЂ” ИЛИ— к входу регистра координаты Х, а выход элемента И подключен к входу счетчика.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авт. св. Хо 145430, кл. G 05B 19/18, 1960.

2. Авт. св. М 343253, кл. G 05B 19/18, 1969.

3. Авт. св. М 226271, кл. G 05B 19/18, 1967 (прототнп) .