Устройство для программного управления позиционного типа — SU 1469500 (original) (raw)
ОЮЗ СОБЕТСНИХ ОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН14695 В 1 ц/ СУД АРСТВЕННЫИИЗОБРЕТЕНИЯМИ ГННТ СССР МИТЕ ТНРЫТ САНИЕ Н ДВТОРСКО Семеног льство СССР 19/18, 1984 ство СССР19/18, 1985 двух д кода в двумя кЛИ 23. лизации цию прог счетчика ность нс о многокоорлина бесгечивае: воз антя в качестве ойства вычитаюа ого р аммногчто огсль.,овго устр но мс ж- вычис кительнодвоичночестве. е тич счетчика, программн в каго уп оманд мик последо равлсия трех имп нг позво режиме р ельнос льсов, управля-гяют работать уазделения време мые делитетройству вг, 7 нл.(прототип),(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГРАИ%0 ГОУПРАВЛЕНИЯ ПОЗИЦИОННОГО ТИПА(57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике иможет быть использовано для позиционного программного управления ме.таллорежущими станками, а также роботами, особенно с большим числом одновременно работающих координат. Цельюизобретения является упрощение уст -ройства с обеспечением независимого разгона-торможенггя по всем, координатам, Цель достигается введепием в иэвестнсг устройство для программногоуправлегия четвертого элемента И 8,вторсго и третьего триггеров 10, 11,второго блска 16 памяти, двоичногосчетчика 15, второго дешисбратора 19нулевого состояния, управляемогоделителя 17, егциАраторсг 2 С,21 двоичного позиционный с налами управления г элсмента В данном устроцствг для реаалгоритма проводят орга изаИзобретееце относится к двтаматиКЕ И ЦПЧИСЕНТЕ.П ЦОЙ тЕХЦЦКЕ Ц МОжЕтбыть ис.пл.п зовлцо для позициоццога прогрлммцого упрлвлеция металлорежу- ЩЦМИ С 1 ЛЦСсЕЬЕ 1 р Л ТЛЕСЭСЕ ГзабОТДМИ, особенцсэ с боу 11 пцм числом одновремецнс, рлботаюшех коорутицат.1 ель тзобрстецця - рдспеирецие фуцесцтоцдцт.еетх возможностей и упро 10 петите устрайс тчэд при мцогокоорутинатцом упрлтэзтецци с Обеспечением цезявиснмого рлзгоед - торможения по всем 11 е 1 эвый блок 1 ГЕ плмяти имеет двлклцдлл .здгпсп (11 эиг.2), В варианте из 15 ТЕ двотцтца-уссяти 5 Пых разрядов ацэ)сэрлзсэгэс 1 н 1 русОЙ эпемс.цтов 24 пс 1 мятц. ИедО 1)лттисэе 11 ые входы элементаеэПсЕ 5 ТИ СОЕУСИЦЕЦЫ С ВЫХОттсм 1 ГРУППЫ25 элемецтоц 11 - И.1 И, Ицвертар 26УПГЭЛВЗ 5 ЕТ Езыб 01 эКОЙ ОДНОГО ИЗ ДЗУХтэхапцых клцллац,Деза 1 и.111 счетчик 15 (фиг. 3) построец еел дтэух микросхс.млх 27 ц 28,входы 1 цыхоуы двух стдрших рлзряутонмикросхемы 27 1 е используются, каналы упрдвлецпя записью 1, ц обнуленияК Обеих микросхем Обэъедцеен 1, Вхоут 50 КОО 11 ДИЦЛТЛМ,Нл Ацг,1 принедеця фуцкциона 1 ьеел 51 схесл 1 страйсттэсл, ця Аиг р 2 - Вярцлцт с.семы блокл пям 5 ти, нл стэиг. 3СХЕМЛ СсС.ГЧИ 1 СЛ бЛОЕ;Л ПлмяТИ И УПрлцляемога ут,елтттез 5, цл фцг.4 - вартлцт схсэмы утепнфрлторя и мцагаклцлзс ваго п 1 эиеэацлеед АиГ, 5 В 1 земенцые ДидгРслпты Рсэботы в Режиме записи,цл фцг. б - дтлграммл АарытрованиясерЕй комлтдтьх импульсотз, цл фиг.7 -25эгесэртскоростей,Уст 1 эойс 1110 (ф 1 Г, 1) сОстОит изблокл 1 тзнотл прогрлмм и управления,блока 2 злцдция скорости (ВЗО), упрлцляемого генерлтора 3, рдспреутелителя 4 мпульсов цл три входя, пер 30вота, второго, тратте О и четвертого злемсцтоп И 5-8, первого, Езторогои третьего 1)-триггерогэ 9-11, счетчика 12 лдресд, двоичцо - уесятичцогосчетчцкд 13, перзало блока 14 плмяти, 35;1 э ОН 111 ОГО ссетчЕтся 15, гэта 1 эага блакд 16 Ететмттти, упрдпляемого делителя17, лергОГО ц гэторого деппфрлторав18 и 19 пулевого состояция, первогои 11.ороо дсэшттфрлпо 1 зав 20 и 21 дваич-,40ного кодл ц позициоццый с двумя клнлллми уп 1 эле.эзтсзция, блока мнагока 1 слзЕ,цсзго привода 22 и элемецтл ИЛИ 23,ные ицверторы для согллсотэдеитт полярцости сигцллов с выхода блока 16 цепоказаны,Второй блок 16 памяти (Аиг.3)построен цл двух микросхемах 28 и 29.Цвл старших разряда микросхемы 29це используются, уэдрестые входы обеих микросхем объеуеицены и соединецыс выходами счетчика 12 лдреса, а утелитель 17 - ца микросхеме 30.Вдрилцт фуцкцттонлльцой схемы шестнадцатикдцлльцого притзодя 22 (фиг.4)образовлц шестнадцатью олицяконымиканалами, каждый из которых состоитиз реверсивцого Гевоичцого счетчика31, выходы которого соединены с входами циАролцллогового преобразователя 32 (рлзрядцасть счетчика и ПНАролцдлоговога преобразователя определяется глуби;1 ой регулировдция привода), усилителем 33 пвигдтелем 34,датчиком 35 обратной связи, элементом ИЛИ 36, предцлзцячеетцым Лля передлчи в кяцал сложения счетчика 31упрлвллющих импульсов от лешифратора 19 по кднялу "+" и импульсов отдатчика обрлтцой связи 35 по каналуЗлемецт ИЛИ 37 обеспечиваетПЕРЕДЛЧУ В КатДЛ ВЫЧитЛЦИЯ СЧЕтсэИЕСа31 управляощих импульсов по каналуот дешифратора 21 и импульсов от дат -чика 35 по каналу "+", Позициями38-58 обозцачецы связи блоков,Устройство работает следуеощим образом.Перед отработкой очередного кадра программы, в котором заданы перемещеция по пестцадцати коорутинатям и их зцаки ат блока 1 ввода программ и управления ца вход Р счетчика 12 адреса поступает импульсньэй сигцлл начальной установки, тсоторый переводит его ез цулевое состояние, Отработкл злданцых перемещений состоит из двух циклон: цикла записи информации в регистры блок 12 памяти и цикла собственно отработки перемещетттттДля реализации цитсла записи блок 1 ввода и управления вырабдты 1 вает патеццилльный сигнал Запись положительцай полярцасти, которьгй поступает ця управляюпсий вход блокл 14 памяти и переключает его цл прием тзнфаРмслЦЕт по клцллУ сВЯзи с иеефо 11- мациоццыми блоками, выходами блока 1 ввода прогрдмм, 1469500Сигнал "Записьвоздействует также на П-входы счетчиков 13 и 15 и 17, удерживая их в нулевом состоянии в течение цикла записи. В цикле записи от блока 1 ввода и управления на блок 14 памяти по информационному каналу поступает параллельный двоично-десятичный код заданного перемещения. Старший разряд информационного канала используется для передачи знака перемещения.Параллельньп код от блока 1 передается в сопровождении синхроимпульса, который с выхода блока 1 поступает на вход элемента ИЛИ 23, и сигнал с его выхода воздействует на вход управления записью Ы блока 14 памяти, вследствие чего информация записывается н регистр блока 14 по адресу "0", счетчик 12 адреса установлен в нулевое состояние сигналом начальной установкиОдновременно сигнал с выхода элемента 23 записывает нуль в регистр блока 16 памяти по адресу "0", так как счетчик 15 сигналом "Запись"удерживается в нулевом состоянии, Синхронизирующий сигал с вьгхода элемента 23 поступает также на вход сложения счетчика 12 адреса и по заднему фронту переводит его в состояние "1". Таким образом, ин-, формация о перемещении по второй координате записана по адресу цикл повторяется для всех 16 координат. На фиг.5 приведена временная диаграмма сигналов для одного разряда информации при поступлении последовательности сигналов "1" - "0" "1", После выполнения цикла в регистре блока 14 записана информация о знаках перемещений по всем 16 координатам. При этом при отсутствии перемещения по каким либо координатамв соответствующий регистр блока 14 записан нуль. После окончания цикла записи все регистры блока 16 находятся в нулевом состоянии. После окончания ввода информации сигнал "Запись" на выходе блока 1 меняет полярность, Блок 14 переводится в режим приема информации с выходов счетчика 13, а на управляющий.вход блока 2 задания скорости поступает тактовая частота. Блок 2 задания скорости, представляющий собой депитель, коэффициент деления которого определяется аксальойскоростью перемещеция исполптельцьжмеханизмов, вьрабатынает последогательость иьпульсон,Каждый импульс последовательностина выходе блока 2 устанавливаетсчетчик 12 адреса н нулевое состояние по цепи 113 апись", вследствие то го, что на информационные входысчетчика 12 постоянно подан потенциал нуля. Импульс с выхода блока 2увеличивает также ца единицу состояние управляемого делителя 17 и вклю чает управляемый генератор 3. Импульсвысокой частоты (2 мГц) с выхода генератора 3 поступаетна вход распределителя 4 импульсон, и на его выходах формируются три последователь ности импульсов (н соответствии свременной диагралмой на фиг,б). Сдвинутые относительно друг друга три импульса опной серии используются длявыработки команд управления по однойкоординате,С помощью команд управлеция программным способом реализуются 16работающих на вычитание ватночо-десятичных счетчиков с дешифрацией цу- ,левого состояния и 16 цифровых ицерционньтх звеньев, обеспечвающих независимый разгон и торможение по координатам.35В реализации программного шестнадцатиразрядого счетчика участвуетэлемент И 5, двоично-десятичцый счетчик 13, блок 14 памяти со счетчиком 12 адреса, первый дешифратор 8 4 О нулевого состояния и -триггер 10.Первьп импульс серии (фиг.б) поступает на входы управления запсьюсчетчика 13 0-трггеров 9 и 10. 45 При этом по переднему Фронтуимпульса информация из регистра блока 14 по адресу счетчика 12 (начальный адрес цО") записывается в счетчик 13. Дешифратор 18 определяет 5 О нулевое состояние счетчика 13, еслионо достигнуто. Сигнал нулевого состояния с выхода дешифратора 18 поступает на Р-вход триггера 10 ц по заднему фронту первого импульса серии состояние дешифратора 18 занись 1- вается в триггер 10. По первому импульсу производится также запись в триггер 9 знака перемещения со старшего разряда блока 14 памяти.Второй импульс серии поступаетцд вход зтземецтя И 5. Если ця выхоцетриггера 10 потеццидл нуля, то навхсзЗе схемы И 5, работающей по Отрццятельцоц ззогисе) появллетсл импульс, который поступает цд вычитаозций вход счетчика 13 и умецьщяет егосотаяние ца едзиицу,Третий импульс серии через элемент ИЛИ 23 поступает нд вход упрЛВ 5 ЕцИЛ ЗдлцСЬЮ бЛОКа 1 з ПдМятИ Ицо переднему фронту переписывает содержимое счетчика в регистр блока 14по адресу Отрдбатьзвдемой координаты.ЭтОт жЕ ЦМПУсЬС ПО ЦЕРЕДЦЕМУ фРОЦтУ,воздейстнул ца 1 с-зход 1 триггеров 10и1, поцгсзтянлиздет цх дз 51 работыпо следующей соо 1 здицяте) адрес котороц устдцявлцидетсл по заднемуФРОН сУ тРЕтЬЕГО ИМПУЬСД) ПОСтУПаЮщего цд вход сложения счетчика. 12аДРЕСа. ЛЦЗ,ЦС)ГИЧЦО ПРОИЗВОДИтСЛ ОРгдццзяция счет)писа по второй, третьей и т.д. координатам. После реаЛИЗДЦИИ СЧС".тЧИСД По ЦЕСтцяздатОЙкоординате с 111)ходя Перецос счетчика 12 цд вход откзпоченил управляемого гецердторд 3 поступает импульссерии ) ц по с го з яц 1 сму 1 зр Он ту гсцсрдтор 3 Отклзочдетсл.Пр 1 приходе следузощего импулт саот бзозся 2 цикл повторлетсл, Придостижении тем илццньм счетчикомнулевого состояния цд вход элемента И 5 от триггера 10 поступает здпрещдкзщзй сцгцдл, и цузесзое состояние црогр;ммззогсз счетчика це измецлетсл. Таким об 15 ззом) ирц работе программцого счетчика Обессзе)цвсетсл выработка элементом И 5 числя импульсов, равного зяддцзому перемещезцю с посто 51 ццой частотой слеГон длил равной частоте следовдцил импульсов с выхода блока 2 здддцил ско 1:ости,Прогрд;змцые 115 ерционцье звенья длл обеспечения рдзгоцд и торможения О 1)гсзцизонсзцы с помоЩьзо пРОгРдммногошест ддцдтцкдцдльцого счетчика, редз 1 зосзднцого нд ссетч псе 15, бзоке 16 памяти и делителе 17. Программный счс.тсицс рдботдет дндлогичцо ц.сиц- ХРОЦЦО С ПРОГРДММЦ 1 Д)ОсНО-ДЕСЛз 1 сиви Ссзстчцсои,Разгон ц торможение по координатам Обес:песзцн;цозсз сзедузз 11 з Обрсззом, Посл ццклд записи внутреннийиестирдзрлдцый счетчик - распределител. упрдвл 5 емоз о делителя 17 находитсл н состоянии нуля. Импульс свыхода блока 2 задяция скоростиувеличивает содержимое счетчикараспределитея делителя 17 на единицу. После первого импульса с выходаблока 2 код счетчика блока 17 будет"000001). При организации разгонаторможеция цо конкретной координате 10 по первому импульсу серии (фиг.Ь)в счетчик 15 записывается код программного счетчика этой координаты.Если ца выходе элемента 5 вырабатывается импульс, то содержимое счет В чика 15 увеличивается на единицу,Код с выходов счетчика 15 поступаетца входы управляемого делителя 17,Второй импульс управляющей серии свыхода распределителя 4 поступает 20 на вход синхронизации управляемогоделителя 17 и на его выходе при соответствии управляющего кода и состоянил внутренего счетчика-распределителя управляемого делителя 17 воз никает импульс.Аналогично происходит формирование командных импульсов по другимкоординатам, Импульсы с выхода делителя 17 поступают на вход вычитания 30 счетчика 15. Таким образом, вследствйе того, что от блока 2 заданияскорости поступают импульсы с постоянной частотой следования, а навыходе делителя 17 вырабатывязотся ко- )5 мандные импульсы с возрастающей отнуля частотой следования, увеличиваетсл код счетчика 15, а следовательно, уменьшаетсл коэффициент деленияделителя 17 до тех пор, пока не бу дут уравнены частоты, поступающиена входы сложения и вычитания счетчика 15.После того, кяк с выхода элемента И 5 прекращается поступление им пульсов ця вход сложения счетчика 15,наступает торможение, так как импульсы продолжают поступать на входвычитания счетчика 15. При достижеьписчетчиком 15 состояния нуля, делитель В 0 17 прекращает выдавать импульсы навыход (эпзоры скоростей для двух координат приведены ця фиг.7). Формирование выходных командных импульсов, поступающих ця приво 51, 22, происходит следующим образом. Вьзработацный делителем 17 командный импульс сицхроцный второму импульсу серии (фиг.Ь поступает ня входы элемец 7 1469500 8тов .И 7 и 8. В зависимости от знакаперемещений по координате триггер 9находится в состоянии Я или К, аследовательно, при знаке "+импульсвозникает на выходе элемента И 7, апри знаке "-" на выходе элемента И 8,Импульсы с выходов элементов 7 и8 поступают соответственно на первыевходы дешифраторов 20 и 21, На вторые входы дешифраторов 20 и 21 поступает разрешающий потенциал с триггера 11, который включается импульсами с выхода элемента ИЛИ 23, а отключается сигналом с выхода элемента 15И 6. При этом сигнал с выхода элемента И 6 возникает при совпадениисигналов с выхода дешифраторов 18 и19 нулевого состояния, которые фиксируют соответствие окончания отряботки заданного перемещения и состояния торможения.Блок 14 памяти с двумя каналамизаписи (фиг.2) работает следующимобразом. В режиме записи по сигналуположительной полярности, поступающему от блока 1 ввода программы,блок элементов 25 передает на выходы,а следовательно и на входы блокаэлементов 24 памяти сигналы, поступающие на блок 14 памяти по шине отблока 1. Так как эти сигналы поступают в сопровождении сигнала Синхроимпульс", поступающего от блока 1(фиг.1) на элемент ИЛИ 23, то с выхода этого элемента сигналы Синхроимпульс" поступают на входы управлениязаписью (фиг,2) элементов блока 24памяти, и производится запись информации о перемещениях от блока 1 в 40блок 24, в регистры, адрес которыхзадается счетчиком 12 адреса, Сигналы адреса поступают по четырехпроводной линии с выхода блока 12 наадресные входы блока 24, При этом, 45если перемещение по каким-либо осямотсутствует, то с блока 1 на входыблока 24 поступают нулевые сигналы,и в соответствующие регистры блока24 записывается нуль.50Старший разряд блока 14 используется для записи знака перемещения.При работе от блока 1 поступает сигнал нулевого уровня. Ицвертор 26 вэтом режиме ца выходе имеет потенциал единицы, который поступает наблок 25, и на информационные входыэлементов памяти блока 24 поступаютсигналы по шине с выхода двоичнодесятичного счетчика 13, Запись вблок 24 в этом режиме производитсяпо сигналу с выхода распределителя4 (фиг. 1), который через элементИЛИ 23 воздействует на вход "Запись"элементов блока 24 (фг.2).В данном устройстве исходят изтого, что алгоритм позиционного управления прост и сводится к организации программного многокоординатного счетчика, что обеспечивает возможность использования в качествевычислительного устройства системывычитающий двоично-десятичный счетчик, а в качестве команд микропрограммного управления последовательность из трех импульсов, а также то, что для упрощения устройства управляемые делители современных серий микросхем позволяют использовать его в.режиме разделения времени,Формула изобретенияУстройство для программного управления позиционного типа, содержащее блок ввода программ и управления, блок задания скорости, управляемый генератор, распределтег ь импульсов, первый, второй и третий элементы И, первый О-триггер, двоично-десятичный счетчик, первый дешифратор нулевого состояния, первый блок памяти, счетчик адреса и блок многоканального привода, причем информационный вьход блока ввода программ и управления подключен к первому каналу вводя первого блока памяти, выход начальной установки подключен к входу установки в "0" счетчика адреса, выход тактовой частоты - к входу блока задания скорости, выход которого соединен с входомуправления записью счетчика адреса и входом цПуск" управляемого гене - ратора, вход Стоп которого подсоединен к выходу перецоса счетчика адреса, я выход - к входу распределителя импульсов, при этом выход счетчика адреса соединен с адресьг входами первого блока памяти, вьгход старшего разряда которого соединен с П-входом первого триггера зцлкл, а выходы остяльцьх рлзрядов - с информационными входлмц двоцчо-десятичцого счетчикл, выход которого соединен с вторым клцллом вволл блока памяти и входами первогогеиф 1469500ратора нуля, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и упрощения устройства прц мцогокоординатном5 управлении с разгоном и торможением, введены четвертый элемент И, второй и третий Л-триггеры, второй блокпамяти, двоичный счетчик, второйдешифратор нулевого состояния, управ ляемый делитель, два дешифраторадвоичного кода в позиционный с двумя каналами управления и элемент ИЛИ, причем выход управления Записьблока ввода и управления соепинен 15 с входами установки нуля двоично-десятичцого счетчика, двоичного счетчика и управляемого делителя, а также с входом управления выбором канала записи первого блока памяти, первый 20 выход распределителя импульсов соединен с входами управления записью двоичного и двоично-десятичного счетчиков первого, второго и третьего Л-триггеров, второй выход распределителя импульсов соединен с первым входом первого элемента И и с входом синхронизации управляемого делителя, третий выход распределителя импульсов подключен к первому входу элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом сицхроцизации блокаввода программ и управления, а выход - с входами установки цуля первого, второго и третьего 0-триггеров, входами управления записью обоих блоков памяти и со счетным входом счетчика адреса, информационные входы которого соединены с источником потенциала Ноль", а икформапиоцные выходы подключены к адресным входам второго блока памяти и к информационным входам первого и второго дешифраторов двоичного кода в позиционный, первые управляющие входы которых соединены с выходами третьего Р-триггера, а вторые - соответственно с выходамц третьего и четвертого элементов И, при этом выходы дешифраторов двоичного кода в позиционный .соединены с входами многоканального привода, Р-вход третьего триггера соединен с выходом второго элемента И, первый вход которого соединен с выходом второго дешифратора нулевого состояния, а второй вход - с выходом первого пешифратора нулевого состояния и В-входом второго О-триггсра, причем вхопы второго пешифратора нулевого состояния соепинецы с управляющими входами управляемого де - лителя, с информационными входами второго блока памяти и выходами двоичного счетчика, счетный вход которого соединен с входом вычитания пвоично-десятичного счетчика и выходом первого элемента И, второй вход которого соединен с К-входом второго В-триггера, причем счетный вход управляемого делителя соединен с выходом блока задания скорости, а выход, - со счетным входом вычитаниядвоичного счетчика и с первыми входами третьего и четвертого элементов И,вторые вхопы которых соепицецы соответственно с Я- и 1-входами первоготриггера, 14 б 9500тениям и открытиям при ГКНТская наб., д. 4/5