Устройство для программного управления

 

Союз Советсиих

Социалистмческих

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К . АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ на 746424!

В)) TE:

1 ФИ), "„31,) с,-);.:::.;

1 (6I ) Дополнительное к авт. свиЛ-ву (22) Заявлено 13.04.78 (21) 2605200/18-24 с присоединением заявки РЙ (23) Приоритет

Опубликовано 07.07.80. Бюллетень J% 25

Дата опубликования описания 07.07.80 (5I)М. Кл.

6 05 В 19/16

Гасударственный ксмитет

СССР по делам изобретений и аткрытий (53) УДК 621503 .55 (088.8) (72) Авторы изобретения

М. И. Коваль и Г. А. Игонин (71) Заявитель

Ульяновское головное специальное конструкторское бюро тяжелых и фрезерных станков (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к системам программного управления и предназначено для компенсации ошибок слежения при отработке постоянного и медленно изменяющегося входного воздействия и может быть использовано, 5 например, в металлорежущих станках с числовым программным управлением.

Известно устройство для программного управления, состоящее из последовательно соето диненных блока ввода программы, интерполятора и исполнительного органа (1)

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является устройство для программного управления, содержащее

15 последовательно соединеннъте первый усилитель, привод, исполнительный механизм и датчик перемещения, а также последовательно соединенные блок задания программы, первый сумматор, импульсный делитель, первый триггер и первый элемент сравнения, подключенный другим входом к выходу блока коррекции, вход которого соединен с выходом блока задания программ (2) .

Недостатком известных устройств является наличие ошибок слежения при отработке постоянного и медленно изменяющегося входного воздействия, обусловленных нелинейностью и нестабильностью регулировочных характеристик блоков..

Цель изобретения — повышение точности устройства путем уменьшения, ошибок слежения при отработке постоянного и медленно изменяющегося входного воздействия, обусловленных нелинейностью и нестабильностью регулировочных характеристик блоков системы.

Поставленная цель достигается тем, что устройство содержит последовательно соединенные формирователь импульсов, фазоимпульсный преобразователь, импульсно-фазовый преобразователь, второй триггер, второй элемент сравнения, второй усилитель и второй сумматор, другой вход которого соединен с выходом первого элемента сравнения, а выход — со входом первого усилителя, второй вход фазоимпульсного преобразователя подключен к. выходу ,импульсного делителя,а третий вход — к выхо746424 ду датчика перемещения и к друтому входу первого триггера.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Схема содержит блок 1 задания программы, второй 2 н первый 3 сумматоры, импульсный делитель 4, первый триггер 5, первый, элемент 6 сравнения, первый усилитель 7, привод

8, исполнительный механизм 9, датчик 10 перемещения, блок 11 коррекции, формирователь 1Р

12 импульсов, фаза-импульсный преобразователь 13, импульсно-фазовый преобразователь

14, второй триггер 15, второй элемент 16 сравнения и второй усилитель 17.

Устройство работает следующим образом, 15

Блок 1 в соответствии с вводимой от программы информацией о величине и направлении перемещения механизма 9, формирует импульсы задания +1з или -f, которые поступают на управляющий вход сумматора, а также на вход 2р блока 11. При этом на основной вход сумматора 3 поступают импульсы опорной тактирующей частоты f . Выходной сигнал сумматора 3, равный алгебраический сумме частот f +1з поступает на вход делителя 4. В сумматоре 3 . 25 и делителе 4 импульсы задания преобразуются в соответствующий фазовый сдвиг выходного импульсного сигнала относительно сигнала датчика 10 (в исходном состоянии фазовый сдвиг между сигналом делителя 4 и сигналом зр датчика 10 равен 180 ). Элемент 6 выделяет сигнал ошибки в виде аналогового сигнала, который суммируется с выходным сигналом блока 11 и поступает через сумматор 2 и усилитель 7 на привод 8, который отрабатывает З5 заданное перемещение, контролируемое датчиком 10.

При непрерывном задании и отработке перемещения в системе устанавливается ошибка, величина которой пропорциональна фазовому 4р сдвигу выходного сигнала делителя 4 относи, тельно сигнала датчика 10.

В преобразователе 13 осуществляется пре..образование ошибки слежения системы в пропорциональное количество импульсов,. 45

Формирование импульсов ошибки + q осуществляется периодически при поступлении с формирователя 12 разрешающего импульса опроса. Длительность импульса опроса равна периоду повторения выходного сигнала делителя 4, а частота fp выбирается из условия

f ñ f„z, где f < — частота, соответствующая полосе пропускания следящей системы. Дискретность опроса повышает устойчивость следящей системы.

В зависимости от знака ошибки на выходе преобразователя 13 формируются импульсы

+ или — 7 . Преобразователь 14 осуществляет преобразование импульсов ошибки +q в про4 . порционапьный фазовый сдвиг выходного импульсного сигнала f относительно импульсов эталонной частоты f3. Фазовый сдвиг сигналов

1в относительно сигналов f приводит к изменению скважности выходных сигналов триггера 15.

Элемент 16 преобразует выходной импульсный сигнал триггера 16 в аналоговый. Этот сигнал через усилитель 17, сумматор 2 и усилитель 7 поступает на вход привода 8 и вызывает соответствующее изменение скорости перемещения и положения механизма 9 в направлении уменьшения ошибки слежения по пути. .При поступлении очередного импульса опроса fo с формирователя 12, после закончившегося переходного процесса по компенсации предыдущего измеренного: значения ошибки и отсутствии новой ошибки, сигнал на выХоде усилителя 17 сохраняется, т. к. сохраняется фазовый сдвиг импульсов fä относительно импульсов f.

При появлении нового значения ошибки вновь формируются импульсы + q или -, которые, изменив фазовый сдвиг импульсов

f относительно f вызовут изменение выходного сигнала усилителя 17 на величину, пропорциональную новому значению ошибки.

Применение данного устройства снижает ошибку слежения теоретически до нуля, а практически до величины, определяемой амплитудой высокочастотных колебаний рабочего органа, имеющих случайный характер и неотрабатываемых следящей системой; ошибка обработки плавных контуров, обусловленная нелинейностью и:нестабильностью регулировочных характеристик блоков системы, снижается до уровня 0,02 ...

0,03 мм, Формула изобретения

Устройство для программного управления, содержащее последовательйо соединенные первый усилитель, привод, исполнительный механизм и датчик перемещения, а также последовательно соединенные блок задания программы, первый сумматор, импульсный делитель, первый триггер и первый элемент сравнения, подключенный другим входом к выходу блока коррекции, вход которого соединен с выходом блока задания программы, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности устройства, оно содержит последовательно соединенные формирователь импульсов, фазо-импульсный преобразователь, импульсно-фазовый преобразователь, второй триггер, второй элемент сравнения, второй усилитель и второй сумматор, другой вход которого соединен с выходом первого элемента сравнения, а выходсо входом первого усилителя, второй вход— фазо-импульсного преобразователя подключен

Составитель И. Колокольцов

Техред И.Асталош Корректор И. Муска

Редактор И. Ковальчук

Тираж 956

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Заказ 4102/16

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 к выходу импульсного делителя, а третий вход — к выходу датчика перемещения и к другому входу первого триггера.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

746424

6

1. Авторское свидетельство СССР N 455325, кл. 6 05 В 19/18, 1974.

2, Тихомиров Э. Л. и др. Система числового управления и перспективы их развития. М., "Машиностроение", 1975, с. 48-49 (прототип).