Устройство для программного управления

 

р:, 1 (72) Автор изобретении.

В. П. Лоншаков (7I) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ

Изобретение относится к автоматике, а именно к программному управлению станками, и предназначено для повышения точности обработки деталей.

В программном -управлении станками пап ли широкое применение шаговые системы программного управления. Одной из них является шаговая система программного управления, содержащая источник многоканального задания программы и по каждому каналу выходной силовой усилитель, подключенный к соответствующему входу шагового двигателя координаты (1) .

Наиболее близкой к предлагаемой является шаговая система программного управления с автоматической коррекцией от упругих деформаций, которая также содержит узел задания программы, усилители, шаговьтй двигатель, фазовые дискриминаторы, систему, СПИД, к выходам которой подключены датчики погрешностей, дополнительные выходные усилители, дополнительные шаговые двигатели, устройство суммирования углов поворота, выполненное в виде механического цифференциала (2).

Эти системы имеют недостаточную точность коррекции, ограниченную качеством изготов; левия механического дифференциала.

Цель изобретения — повышение точности коррекции.

Поставленная цель достигается тем, что . в устройство для программного управления, содержащее задатчнк программы, выходы которого соединены со входами первого преобразователя кода, датчик погрешностей, фазовый дискриминатор, первый сумматор . и второй преобразователь кода, соединенный через усилители с шаговым двигателем, введены последовательно соединенные генератор эталонной частоты, первый делитель частоты и второй делитель частоты, последовательно соединенные управляемый генератор частоты, третий делитель частоты и четвертый делитель частоты, а также второй сумматор, входами подключенный к выходу первого преобразователя кода и ко второму выходу первого делителя частоты, а выходом — к

911470

55 первому входу первого сумматора, второй вход и выход которого соединены соответственно со вторым выходом третьего делителя частоты и со входом второго преобразователя. кода, причем первый вход управляемого генератора частоты подключен, к выходу датчика погрешностей, а второй вход — к выходу фазового дискриминатора, ! соединенного входами с выходами .второго и четвертого делителей частоты.

На фиг. 1 приведена блок-схема устрой ства для двух координат; на фиг. 2— временная диаграмма работы одной коорди-наты устройства.

Устройство содержит задатчик 1 програм. мы, имеющий три канала на каждую координату, усилители 2 — 4 и 5 — 7, подключенные к шаговым двигателям 8 и 9 соответственно. Двигатели 8 и 9 через систему

10 СПИД связаны с датчиками 11 и 12 погрешностей. Входы первых преобразователей 13 и 14 кода (из комбинационного в двоичный) подключены к каналам задатчика 1, а выходы — ко входам вторых сумматоров 15 и 16 соответственно, вторые входы которых подключены к первым выходам первых делителей 17 и 18 частоты соответственно. Выходы сумматоров 15 и

16 подключены ко входам первых суммато ров 19 и 20 соответственно, вторые входы которых подключены к первым выходам третьих делителей 21 и 22 частоты соответственно. Выходы сумматоров 19 и 20 подключены ко входам вторых преобразователей 23 и 24 кода (иэ двоичного в комбинационный) соответственно, выходы которых подключены к усилителям 2 — 4 и 5 — 7 соответственно. Выходы генератора 25 эталонной частоты подключены ко входам делителей 17 и 18 соответственно, вторые выходы которых через вторые делители 26 и 27 частоты подключены к первым входам фазовых дискриминаторов 28 и 29 соответственно. Выходы датчиков 11 и И подключены ко входам управляемых генераторов

30 и 31 частоты соответственно, выходы которых через делители 21 и 22 подключены ко входам чевертых делителей 32 и

33 частоты соответственно. Выходы делителей 32 и 33 подключены ко вторым входам дискриминаторов 28 и 29 соответственно, выходы которых подключены ко вторым входам генераторов 30 и 31 соответственно.

Устройство работает следующим образом.

С выходов эадатчика 1 сигналы 34-36, определяющие запрограммированные углы .поворота двигателя 8 в комбинационном коде, поступают на входы преобразователя

4

13, где они преобразуются в сигнал 37, определяющий эапрограмированные углы поворота двигателя 8 в двоичном коде, С выхода датчика 11 на вход генератора

30 поступает аналоговый сигнал 38. На второй вход генератора 30 с выхода дискриминатора 28 поступает аналоговый сигнал

39, пропорциональный разности фаэ между сигналами на входе дискриминатора 28.

Разность сигналов 38 и 39 управляет частотой, а следовательно, и фазой выходного сигнапа 40 генератора 30. Сигналы 40 и

41. с выходов генератора 30 и 25 соответственно через делители 21, 32 и 17, 26 соответственно поступают на входы дискриминатора 28, где формируется сигнал 39, пропорциональный разности фаз- между сигналами на входах дискриминатора 28. Так как при делении частоты сигнала делится и фаза этого сигнала,, разность фаэ между сигналами,. на входах дискриминатора 28 пропорциональна разности фаз между сигналами 40 и 41 на выходах генераторов 30 и 25. Поэтому управление частотой генератора 30 выполняется до тех пор, пока разность фаз между сигналами 40 и 41 не окажется пропорциональной сигналу 38.

Деление сигналов 40 и 41 делителями 21, 32 и 17, 26 сопровождается изменением чисел в этих делителях, причем разность фаз между сигналами 10 и 41 пропорциональна усреднению разности между числами в делителях. Отсюда следует, что усредненная разность между числами в делителях

17 и 21 пропорциональна разности фаз между сигналами 40 и 41. Таким образом, усредненная разность между числами в делителях 17 и 21 пропорциональна аналоговому сигналу 38.. С первого выхода делителя 17 на второй вход сумматора 15 поступает ситнал 42, несущий информацию о числе в делителе

17. В результате суммирования сигналов 37 и 42 в делителе, 15 формируется сигнап

43, несущий информацию о запрограмированном угле поворота двигателя 8 и о числе в делителе 17. Сигнал 43 поступает на вход сумматора:19. На второй вход этого сумматора с первого выхода делителя 21 поступает сигнал 44, несущий информацию о числе в этом делителе, представленном. в обратном коде. В результате суммирова. ння сигналов 43 и 44 в сумматоре 19 формируется сигнал 45, несущий информацию о запрограмированном угле поворота двигателя 8 и разности чисел в делителях

17 и 21. Сигнал 45 поступает на вход преобразователя 23, где информация этого

5 сигнала преобразуется из двоичного кода в комбинационный, представленный сигналами

46 — 48. Эти сигналы усиливаются усилителями 2-4 соответственно и поступают на входы двигателя 8, где онн преобразуются в углы 49 поворота двигателя 8. Благода. ря сглаживающему действию двигателя 8 усредняется информация о разности между числами в делителях 17 и 21 и демпфируются скачки. Поэтому углы 49 после сгла-. живания преобразуются в углы 50. Углы

50 можно представить суммой сглаживаемых программных углов и сглаженных углов, пропорциональных аналоговому сигналу 38, поступающему от датчика 11.

Таким, образом, шаговый двигатель 8 отрабатывает программные углы и аналоговые корректирунлцие сигналы.

Использование предлагаемого устройства позволит повысить точность коррекции за счет исключения иэ каналов коррекции дополнительных шаговых двигателей и. механических дифференциалов, вносящих погрешности квантования, инструментальные погрешности. изготовления механических дифференциалов и погрешности от люфтов в дифференциалах. Кроме того, применение слаботочных электронных устройств, в основном . ,триггеров и логических схем, в сравнении с имеющимися в известном устройстве силовыми электронными устройствами — допол нительными выходными силовыми усилителями, дополнительными щаговыми )двигателями и механическими дифференциалами, при современном, уровне развития микроэлектро-. ники н тенденции к удешевлению интегральных микросхем выгодно отличает предла гаемую систему по габаритам и стоимости.

Кроме того, реализация предлагаемого уст-..„

Формула изобретения

Устройство для программного управления, содержащее задатчик программы, выходы которого соединены со входами первого преобразователя кода, датчик погрешностей, фазовьй дискриминатор, первый сумматор и второй преобразователь кода, соединенный через усилители с шаговым двигателем, о тличающееся тем, что,сцелью повышения точности устройства, в sего введены последовательно соединенные генератор эталонной частоты, первый делитель частоты и второй делитель. частоты, последовательно соединенные. управляемый генератор частоты, третий делитель частоты и четвертый дели20 тель частоты, а также второй сумматор, sxoдами подключенный к выходу первого преобразователя кода и к второму выходу перво: го делителя частоты, а выходом — к первому входу первого сумматора, второй вход

2S и выход которого соединены соответственно с вторым выходом третьего делителя частоты и с входом второго преобразователя кода, причем первый вход управляемого генератора частоты подключен к выходу датзо чика погрешностей, а второй вход — к выходу фазового дискриминатора, соединенного входами с выходами второго и четвертого делителей частоты.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР Р 182476, кл, G OS G 21/00, 1964.

2. Авторское свидетельство СССР No 189064; кл. 6 05 В 11 00, 1965 (прототип).

9.11470 6, ройства проще, так как не требует доработки механики станка.

911470

Редактор Н, Кешели

Заказ 1124/38

Подписное д7

И

О

Составитель И. Колокольцов

Техред М.Надь Корректор М. Пожо

Тираж 908

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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