SU883868A1 - Цифрова система программного управлени - Google Patents

Description

(54) ЦИФРОВАЯ СИСТЕМА ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ

Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике и, в частности к системам, примей ег ы дл управлени  приводами металлооб рабатывающих станков, в робототехнике , на мобильных машинах и на др гой специальной технике. Известен электрогидравлический привод с цифровьм управлением, сое тр щий из шагового электродвигател к след вдего гидропривода с механической обратной св зью tlj. Недостатком такого привода  вл  етс  наличие сложных механических обратных св зей с люфтом, трудност получени  требуемой величины дискр ности и усили  на перестановку дро селирующего гидрораспредели ел .. Скорость рабочего органа задаетс  частотой управл ющих импульсов,поступающих на шаговый электродвигатель , и определ етс  нагрузкой. Известен также электрогидравлический привод с цифровые управление состо щий из электрогидравлических усилителей сопло-заслонка, гидрораспределител , датчика обратной св зи 12 . Недостатком такой схемы  вл етс  сложность из-за наличи  блоков, позвол ющих стыковать дискретную часть с аналоговой и наоборот. Дл  получени  требуемой скорости рабочего органа введена обратна  св зь по скорости. Известно также электрогидравлическое цифровое устройство регулировани  высокой точности дл  цифрового управлени  станками, содержащее управл ющую программу, с которой поступают управл ющие импульсы на шаговый электродвигатель (ШЭД), что вызывает поворот вала ШЭД на фиксированный угол. ШЭД приводит в действие управл ющий элемент гидромотора (гидрораспределитель).Гидромотор через кинематические передачи - одноступенчатый редуктор и передачу винт-гайка - обеспечивает подачу на станке. ШЭД и управл ющий элемент гидромотора служат в качестве цифро-а.налоговых преобразователей , которые преобразуют подаваемые Hai них управл ющие импульсы через гидромотор в движение подачи. При движении рабочего органа станка фактическое значение снимаетс  с цифрового датчика обратной св зи, который кинематически св зан с рабочим органом станка и подключен каналом обратной св зи к управл ющей программе. Управл юща  программа выполн ет сравнение заданного и фактического значени  положени  рабочего органаИ производит реверс иЭД, что после достижени  положени , заданного управл ющими импульсами ИЭД, закрывает управл ющий элемент гидромотора и, тем самьм, останавливает гидромотор 3 .

Однако известна  схема не позвол ет осуществить регулирование скорости рабочего органа в широком диапазоне рабочих скоростей, проводить синхронизацию движени  двух и более рабочих органов, а также движение двух и более рабочих органов машин с требуемыми и различными наперед заданными скорост ми. Уменьшение быстродействи  устройства, которое определ етс  только, быстродействием ШЭД,ограничиваетс  максимально допустимым числом импульсов, которое определ етс  рабочим ходом управл ющего элемента гидромотора. В рассмотренной схеме поступлением определенного числа импульсов с управл ющей программы наШЭД происходит движение рабочего органа с максимально возможной скоростью, так как рабочий ход управл ющего элемента, в котором происходит регулирование скорости гидромотора, незначителен. Рабочий орган привода движетс  с максимальной скоростью и только при подходе к заданной точке происходит снижение скорости от максимальной до нулевой за счет реверса ЬВД.Все это ограничивает область применени  устройства.

Цель изобретени  - значительное расширение области применени  систе

Указанна  цель достигаетс  тем, что в цифровую систему программного управлени , содержащую генератор импульсов и последовательно соединенные блок управлени , шаговый электродвигатель , управл ющий элемент гидродвигател , гидродвигатель,цифровой датчик обратной св зи и реверсивный счетчик, второй вход которого подключен к информационному выходу блока задани  программы, а входы блока управлени  соединены с выходами элементов К, введены последовательно соединенные функциональный преобразователь, анализатор знака и ограничитель числа импульсов, выход которого подключен к первым входам элементов И, второй вход - к выходу генератора импульсов, третий вход - к управл ющему выходу блока задани  программы, а четвертые входы - к выходам функционального преоразовател , входы которого соединен с выходами реверсивного счетчика и со вторыми входами анализатора знака, подключенного вторыми выходами ко вторым входам элементов И.

На фиг. 1 представлена схема систем ; на фиг. 2 - временна  диаграмма работы отдельных блоков схемы.

Система содержит блок 1 задани  программы, реверсивный счетчик 2, J функциональный преобразователь 3, анализатор 4 знака, ограничитель 5 Числа импульсов, генератор 6 импульсов , элементы И 7, блок 8 управлени , шаговый электродвигатель

Q 9, управл ющий элемент 10 гидродвигател , гидродвигатель 11 цифровой датчик 12 обратной св зи, причем преобразователь 3 содержит блок 13 команд, формирователь 1.4 функции и блок 15 пам ти, анализатор 4 5 блок 16 сравнени  кодов и блок 17 знака, а ограничитель 5 - блок 18 сравнени  кодов, счетчик 19 импульсов , RS-триггер 20, элемент ИЛИ 21 и элемент И 22.

0 Система работает следующим образом .

С блока 1 на счетчик 2 поступают управл ющие импульсы с максимальной частотой, число которых определ ет

5 положение рабочего органа гидродвигател  11. С выхода счетчика 2 код положени  поступает на преобразователь 3 и анализатор 4. Преобразователь 3 формирует код управлени  огQ раничителем числа импульсов в соответствии с кодом положени  и выбранным законом управлени  следующим образом.

Формирователь 14 после того, как

. в счетчик 2 записан код заданного перемещени , производит один цикл формировани , функции, в результате которого в блок 15 записываетс  код величинь открыти  управл клцего элемента гидродвигател . Следующий

0 цикл формировани  производитс  после обработки предыдущего задани  и поступлени  нового кода в счетчик 2. Таким образом преобразователь 3 формирует код отклонени  управл ющего

5 элемента гидродвигател  один раз дл  каждого нового значени  заданного перемещени , причем запуск формировател  14 осуществл етс  по управл ющему входу импульсом, формируемым

0 блоком 13, который, в свою очередь, формирует этот управл к ций импульс при записи нового кода заданного перемещени .

В процессе обработки гидродви-гаf телем заданного перемещени  и списывани  кода в счетчике 2 код на входе преобразовател  3 измен етс . Однако вследствие отсутстви  управл ющего импульса на управл ющем входе формировател  14 выходной код, записанный в блоке 15,остаетс  прежним в течение всего цикла отработки. При этом анализатор 4 сравнивает значение этого кода с текущим значением кода в счетчике 2 и формирует сигналы управлени  элементами И и ограничителем 5 при их равенстве, а число импульсов, проход щих через ограничитель 5, соответствует данному коду управлени  и определ ет вели1чину перемещени  элемента 10.

При наличии разрешающего сигнала на первом или втором управл ющем входе ограничител  5, этот сигнал проходит через элемент ИЛИ 21 на S-вход RS-триггера 20, на пр мом выходе которого устанавливаютс  единичный сигнал, поступающий на первый вход элемента .И 22. На второй вход элемента И 22 поступают импульсы с генератора 6 через вход ограничител  По существу элемент И 22 выполн ет функцию управл емого ключа, т.е. пропускает на выход импульсы с генератора б при Наличии соответствующего сигнала на первом входе. С выхода элемента И 22 импульсы поступают на вход ограничител  5 и на счетный вход счетчика 12, который подсчитывает их.

В результате на разр дных выходах счетчика 19 получаем число прошедших на выходе импульсов, например в двоичном коде, который сравниваетс  с кодом, поступающим с формировател  кода в блок 18. При их равенстве на выходе этого блока 18 формируетс  сигнал, возвращающий RS-триггер 20 в исходное состо ние. На пр мом выходе триггера 20 устанавливаетс  нулевой сигнал, запрещающий прохождение импульсов на выход ограничител  5.

Таким образом на блок 8 поступает число импульсов, определ емое кодом , сформированным преобразователем 3. Это число определ ет угол поворота вала электродвигател  9 и следовательно, величину открыти  управл ющего элемента 10 гидродвигател  11.

Движение рабочего органа гидродвигател  11 через кинематическую св зь приводит к движению датчика 12, с которого на счетчик 2 поступают импульсы обратной св зи, которые списывают код, поступивший с управл ющей программы на счетчик 2.

Рабочее движение органа гидродвигател  11 происходит с посто нной скоростью, так как управл ющий элемент 10 гидродвигател  11 смещен на строго посто нную величину, и до тех пор пока число импульсов при стирании на счетчи ке 2 не сравн етс  с числом импульсов заданных преобразователем 3 на ограничитель 5. При совпадении числа импульсов анализатор 4 (с помощью блока 16) подает команду на запускающий вход ограничител  5 и на соответствующий элемент И 7, что вызывает прохождение управл ющих импульсов с генератора 6 через ограничитель 5 на блок 8 и реверс электродвигател  9. Последний

вызовет одновременно и возврат элемента 10 гидродвигател  11 в исходное положение таким образом, что к моменту окончани  перемещени  рабочего органа в заданное положение J вал электродвигател  9, следовательно , и элемент 10 возвращаетс  в исходное положение. При необходимости конструктивных ограничений величин рабочих перемещений, выход щих за преQ делы рабочих Феодов управл ющих элементов 10 гидродвигател ,подача управл ющих импульсов на электродвигатель 9 выше максимального количества невозможна из-за наличи  ограничител  5, настроенного по верхнему пределу

5 на это максимально допустимое количество .

Использование в схеме новых блоков позвол ет производить от управл ющей программы управление положением рабочего органа с соответствующей скоростью . В результате расширен диапа- зон рабочих скоростей и повышена точность позиционировани , котора  определ етс  только датчиком обратной

5 св зи, что позволит увеличить сферу применени  системы в различных област х техники.

Claims (3)

1.Михеев Ю.Е. и Сосонкин В.Л. Системы автоматического управлени  станками. М., Машиностроение, 1978,

I с. 64, рис. 47.

2.Там же, с. 106, рис. 115.

3.Патент ФРГ № 1294716,

кл. 42 г -19/18, опублик. 1969 (прототип ) .

Цмпуаьсы

импуабсы с f/ro/ra /лет cvefrrvuffZ/rr/Tff/wso о/то ецвни ) 5 Ю f5 20 n-f п

импульсы

i(fmy/K C6/, nocfnyfTufufc/e на tf/roffu

До . npjrftoeo

хода ffcaa/TK/r/f S

л Ompa omffaffa/ro 1е т/ю игате  $ g

(ca i/fffx jK coff /x c/nym/&ffiffs cdnvfoffS - V s /

ff ffe freuieffue эаененпхх fO

5/

ХЛА

УС аросгт, pa otxeo qpsafoz гс/фод8иеател г //

/A

Ufrnff bCAi от ffamve/xa f2 ла cvefT f/ Z o mMoaoono&tfewa

5

«

и / /Г6СА/

п-i n

Фиг. г