Устройство для контурного программногоуправления

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

<1>805261

К АВТРРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (б1) Дополнительное к авт. саид-ау— (22} Заявлено 210279 (21) 2728540/18-24 с присоединением заявки Hо (23) Приоритет

Опуьликовано 15,0281. Бюллетень Мо б

Дата опубликования описания 170281 (я)м. к, О 05 В 19/25

Государстиенныа комитет

СССР по делам изобретений и открытия (53) УД (б 21. 50 3 ° 5 5 (088 ° 8) !

В. И. Ткачев и Л. М. Бабин

Ц

3, - " и ф

Ленинградское специальное проектно-конструкторское=.. - = бюро швейной промышленности с Опытным заводом (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54 } УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТУРНОГО ПРОГРАММНОГО

УПРАВЛЕНИЯ

Изобретение относится к системам автоматического управления, а именно к системам числового программного управления.

Известно устройство для контурного программного управления, содержащее интерполятор, приводы подач по координатным осям, датчики перемещения и элементы сравнения, в которых частота тактовых импульсов интерпо" ляторов зависит от отработки по одной иэ координат 1.1).

Область применения таких систем ограничена, так как обычно трудно выделить координату, скорость по которой всегда будет больше, чем по другим.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для контурного программного управления, содержащее интерполятор, соединенный с блоками сравнения, выходы которых через последовательно соединенные координатные приводы.и датчики перемещения подключены к входам соответствующих блоков сравнения, кроме того, выходы блоков сравнения через формирователи подключены ко входам элемента И-ИЛИ, а выход последнеro через триггер, один из входов которого подключен к выходу интерполятора, соединен с тактовым входом интерполятора., В этом устройстве тактовый импульс интерполятора формируется после отработки задания по обоим координатам, что позволяет получить инвариантность по отношению к возмущающим воздействиям и изменению управляющих сигналов и добиться близкой к оптимальной по быстродействию отработки кривой, заданной интерполятором (2).

Однако, если скорости по координатам существенно отличаются, то, следовательно, и время отработки каждого шага по координатам различно и остановка интерполятора может привести к значительному опережению программы отработкой в приводе с большей скоростью. Это ведет к появлению значительного отрицательного рассогласования в приво-ге и, следовательно, к возрастанию погрешности на контуре и увеличению, в конечном итоге, ыремени .отработки. На фйг.1а сплсыной линией представлен участок отрабатываемого контура и пунктирно-ломанойзадаваемая интерполятором (скорость по координате Х значительно превыша805261 ет скорость по координате У) на фнг.1б - временная диаграмма отработки участка ABC известным устройством

Пусть в момент времени t на выхо1 дах обоих блоков сравнения существуют сигналы а „Ф а . Поскольку скорость по координате Х выше, чем по

У, то отработка закончится раньше, в момент времени f., а по У вЂ” в момент вРемени Ф.. Интерполятор будет вклю- )p чен только в момент t . Поскольку приводы обладают моментом инерции, то за время от е до t> приходит несколько импульсов отработки по координате Х и на выходе блока сравнения появится отрицательный тормозящий сигнал. B момент t начинается отработка участка AB и в момент участка ВС.

Цель изобретения - повыиение точности и быстродействия устройства. 20

Импульс управления даФтжен выдаваться в соответствующий привод, если..выполняются следующие соотношения: для Разгона и движения с постоян- 15 ной контурной скоростью

Через блок 8 информация с регистра 7 подается на блок 4, а через элементы 10 и 11 производится обнуление регистра 7. Если регистры 7 всех координат установлены в ноль, на выходе элемента ИЛИ-НЕ 9 формируется сигнал, по которому начинает работать тактовый генератор (не показан ) интерполятора, интерполятор записывает в буферный регистр информацию о следующем шаге. Таким образом, при разгоне на наименее быстродействующий

{уцп (4 ) sign(att) A 0 О) v(s<©n(»y) a

sigyn (cled ) и U O 1,1) для участка торможения а„с -2wgn (ьxJ Пах О)к. к v (Q g Ф. 2 sag n (ь _#_ ) П ь Х < С ) U

35 (ayС -2 sign(ttV)ПьЧ >О )»

"u (ay > 23|©н(ЬУ)П ОУ<О) где 4,х ау — заданные перемещения по координатам; а а - рассогласования по кок ° ч ордииатам;

И вЂ” оценочная функция интерполятора.

Диаграмма временного анализа для этого случая представлена иа фиг.1в.

1 45

Отработка участка AB происходит начиная с момента с и заканчивается

2. раньше момента t Э . Отработка участка BC начинается с момента t, При

50 этом, несмотря на то, что происходит 5 некоторое сглаживание ломаной линии, задаваемой интерполятором, удается существенно повысить -быстродействие и точность отработки.

5S

Поставленная цель достигается тем, что в устройство .для контурного управления, содержащее иитерполятор и в каждой координате управления блок сравнения, выход которого через последовательно соединенные координат- 44) ный привод и датчик перемещения подключен к первому входу блока сравнения, первые и вторые элементы И, пер- выми входами и выходами соединенные соответственно с выходами формирова-. 65 телей и входами первого элемента ИЛИкаждой координаты управления, а вторыми входами — с первыми выходами интерполятора, введены элемент ИЛИ-HE и в каждую координату управления ре гистр, элемент задержки, блок третьих элементов И и второй элемент

HJN, причем в "аждой координате управления входы элемента ИЛИ соединены с выходами блока третьих элементов И и вторыми входами блока сравнения, выход второго элемента ИЛИ через элемент задержки подключен к нулевому входу регистра, выходы которого соединены с первыми входами блока третьих элементов И и входами элемента ИЛИ-НЕ, выход которого подключен Ко входу интерполятора, вторыми выходами соединенного с единичными входами регистра каждой координаты управления.

На фиг.2 представлена функциональная схема устройства.

Устройство содержит интерполятор

1, выходы которого подключены ко входам блока 2 управления и буферным регистрам 3, блоки 4 сравнения, датчики 5 перемещения, координатный г.,ривод 6 подач, регистр 7, выходы кото— рого подключены ко входам бпока 8 элементов И и через элемент ИЛИ-Н>:

9 ко входу включения интерполятора

1, второй элемент ИЛИ 10, восход которого через элемент 11 задержки соединен со входом установки в ноль регистра 7, форьирователь 12 импульсов, подающий сигнал, если на выходе блока сравнения нет сигнала, знак которого совпадает со знаком перемещения на данном отрезке, и формирователь 13, выдающий сигнал при величине рассогласования, равной двум шагам и имеющий знак, противоположный знаку перемещения по данной координате, элементы И 14 и 15 и элемент ИЛИ 16, Устройство работает следующим образом.

При увеличении скорости по i координате или сохранении ее постоянной, т.е. когда отсутствует торможение, опрос буферного регистра этой координаты и выдача импульса в соответствующий привод производится, если выполняется соотношение (1). При этом информация по другой координате может быть еще не отработана.

805261 нрнвод почти все время подается максимальное управляющее воздействие.

После достижения приводом требуемой скорости частота поступления управляющих импульсов с интерполятора определяется уже не свойствами привода, а равна максимальной частоте

5 тактового генератора, которая задается программно и определяется из допустимой скорости обработки на данном участке. Здось регистры 7 за исключением времени задержки элемента

4 обнулены, и.интерполятор все время работает, а информация с его выходов сразу же проходит на блоки сравнения; так как к моменту выдачи сигнала импульс опроса уже присутствует. !5

Здесь, так же как и при разгоне, наличие буферных регистров позволяет осуществить ввод в блок 4 информации о новом шаге при отработке предыдущего шага только по данной координа- .р те, сохраняя при этом жесткое соотношение между координатами.

При необходимости снижения скорости интерполятор выдает сигнал торможения, поступающий на входы ячеек 15 и снимает сигнал с ячеек 14. В этом случае информация с регистра 7 на вход i блока 4 подается, если выполняется условие (2). Тогда на выходе блока 4 сравнения наиболее инерционного привода будет постоянно поддер- 30 живаться сигнал, обеспечивающий режим торможения. Так происходит до момента достижения рабочим органом минимальной скорости. В этом случае время между импульсами опроса превы- 35 сит заданное максимально допустимое и интерполятор выдаст сигнал, передающий информацию с регистров 7 на блоки 4 сравнения, а в регистры 7 запишет информацию о следующем шаге.

Следовательно, при движении с минимальной скоростью интерполятор практически напрямую соединен с блоками 4. При этом в отличие от известного устройства значительно уменьшается вероятность опережения в отдельные моменты времени программы отработкой, что снижает контурную пог1.ешность и время отработки. формула изобретения

Устройстьо для контурчого программного управления, содержащее интерполятор и в каждой координате управления блок сравнения, выход которого через последовательйо соединенные координатный привод и датчик перемещения подключен к первому вХоду блока сравнения, первые и вторые элементы И, первыми входами и выходами соединенные соответственно с выходами формирователей и входами первого элемента ИЛИ каждой координаты управления, а вторыми входами— с первыми выходами интерполятора, о к л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия и точности устройства, в него введены элемент ИЛИ-НЕ и в каждую координату управления регистр, элемент задержки, блок третьих элементов И и второй элемент ИЛИ, причем в каждой координате управления входЫ элемента

ИЛИ соединены с выходами блока третьих элементов И и вторыми входами блока сравнения, выход второго элемента ИЛИ через элемент задержки подключен к нулевому входу регистра, выходы которого соединены с первыми входами блока третьих элементов И и входами элемента ИЛИ-НЕ, выход которого подключен ко входу интерполятора, вторыми выходами соединенного с единичными входами регистра каждой координаты управления. ю

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9ь 395807 кл. G 05 В 19/04, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР

9563668, кл. Q 05 В 19/24, 1976 (прототип ).