Устройство управления позиционированием

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах ЧПУ различных позиционных систем. Устройство управления позиционированием обеспечивает быстродействие позиционирования за счет автоматического регулирования точки начала торможения в функции от величины скорости и перемещения подвижной части исполнительного механизма. Цель изобрет ения - повышение быстродействия устройства. Устройство управления позиционированием содержит датчики положения, скорости, привод исполнительного механизма, сумматор, блок задания программ, первый и второй генераторы импульсов, формирователь управляющих кодов, преобразователь кода в широтно-импульсно-модулированный сигнал, элемент ИЛИ, блок выделения старшего разряда. 5 ил. о СО

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (д) 4 G 05 В 19/18

, <

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4256233/24-24 (22) 02.06.87 (46) 28.02.89. Бюл. Ф 8 (72) Н.Б. Репникова и В.М. Речкин (53) 621.503.55(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР и 624210, кл. G 05 В 19/18, 1977.

Авторское свидетельство СССР

N - 943646, кл. G 05 В 19/18, 1980 (прототип). (54) УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ПОЗИЦИОНИРОВАНИЕМ (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах

ЧПУ различных позиционных систем.

Устройство управления позиционирова1

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в позиционных системах управления станками.

Цель изобретения - повЫшение быстродействия устройства путем введения функциональных блоков, определяющих путь торможения с учетом изменения скррости перемещения и пройденного пути.

На фиг. 1 приведена блок-схема устройствауправления позиционированием; нафиг. 2- датчикскорости; нафиг. 3 блок-схема формирователя управляющих кодов; на фиг. 4 - пример выполнения блока 9; на фиг. 5 - временные диаграммы.

Устройство управления позиционированием содержит блок 1 задания

ÄÄSUÄÄ 1462248 А1 нием обеспечивает быстродействие позиционирования за счет автоматического регулирования точки начала торможения в функции от величины скорости и перемещения подвижной ча- сти исполнительного механизма. Цель изобретения — повышение быстродействия устройства. Устройство управле-. ния позиционированием содержит дат< чики положения, скорости, привод исполнительного механизма, сумматор, блок задания программ, первый и второй генераторы импульсов, формирователь управляющих кодов, преобразователь кода в широтно-импульсно-модулированный сигнал, элемент ИЛИ, блок с ф выделения старшего разряда. 5 ил.

2 трограмм, сумматор 2, элемент ИЛИ 3, блок 4 выделения старшего разряда, первый генератор 5, второй генератор 6, датчик 7 положения, привод исполнительного механизма 8, преобразователь 9 кода в широтно-импульсно-модулированный сигнал, формирователь 10 управляющих кодов, датчик

11 скорости.

Датчик 11 скорости содержит эле.мент 12 задержки, реверсивный счетчик

13, регистр 14. Блок 10 содержит счетчики 15 и 16, а блок 9 — реверсивный счетчик 17, элементы

И 18 и 19. Датчик 7 положения служит для формирования параллельного двоичного кода, соответствующего истинному положению подвижной части исполнительного механизма.

1462248

Преобразователь кода в широтно-им-. пульсно-модулированный сигнал 9 преобразует поступающие на его вход коды управления в последовательность импульсов постоянной частоты, длительность которых пропорциональна модулю кодов управления по положению и по скорости. Блок 10 предназначен для формирования управляющих кодов .по скорости, поступающих на преобразователь кода в широтно-импульсномодулированный сигнал.

Код, пропорциональный заданной скорости (И1), поступает на входы параллельной записи счетчика 1 с блока 1 задания, а на вход "+1" поступают импульсы с опорного генератора 6.

Перенос N в счетчик 16 происходит по импульсам переполнения, формирующимся на выходе счетчика 15 с частотой f

fe (1)

N-N, где Й вЂ” частота опорного ° генерато.ра 6;

N — разрядность счетчика 14.

Таким образом, на счетчике 15 сформирован делитель частоты с коэффициентом деления, равным (N-N ).

Код текущего значения скорости

И с датчика 11 скорости поступает ,на входы параллельной записи информации счетчика 16, а вход "-1" поступают импульсы с частотой f< . Перенос N в счетчик 16 происходит по импульсам переполнения, формирующимся на выходе счетчика 16 с частотой f < fo

: f (2)

Ыт (М Из) И ,Т =

1 (3)

Таким образом, период следования импульсов на выходе формирователя

10 управляющих кодов прямо пропорцио нален текущему значению скорости и. обратно пропорционален заданному значению скорости, причем, меняя М, можно регулировать степень влияния

N> на период.

Датчик 11 скорости формирует двоичный параллельный код, пропорциональный мгновенному значению текущей скорости исполнительного механизма:

При поступлении унитарного кода с датчика 7 положения в счетчике 13 накапливается значение кода, причем, 5 l0

55 чем больше скорость движения, тем больше значение кода накопителя в счетчике за интервал интегрирования.

Импульсы, следующие с периодом интегрирования, переносят накопленное значение в регистр 14 и после небольшой задержки в датчике скорости сбрасывают значение счетчика 13, тем самым подготавливая его к следующему циклу интегрирования.

В регистре 14 хранится код, пропорциональный мгновенному значению текущей скорости исполнительного механизма, Меняя интервал интегрирования, можно менять точность измерения скорости.

Устройство управления позиционированием работает следующим образом.

Блок 1 задания программ выдает на вход сумматора 2 код заданного положения, на второй вход которого поступает код текущего положения исполнительного механизма с датчика 7 положения. На выходе сумматора возникает код рассогласования, который через блок 4 выделения старшего разряда подается на вход преобразователя 9 кода в широтно-импульсно-модулированный сигнал.

По сигналам с генератора 5, работающего с частотой выдачи кодов с датчиком положения и синхронизированного с ним (в частном случае, генератор 5 может быть исключен и заменен сигналами "Строб".с датчика 7),, п-разрядный код с выхода блока 4 переносится в реверсивный счетчик 17. Выход, перенос по вычитанию, P-счетчика переводится в единичное состояние и на элементе И 18 канал деблокирует прохождение частоты f от формирователя

10 на вход "-1" счетчика.

Начинается "списывание" кода, записанного в счетчике. Если значение этого кода достаточно мало, чтобы в интервале поступления стробов от генератора 5 быть полностью списанным частотой f, выход Р-переходит в нулевое состояние, блокирует элемент

И 18 и сохраняет выход P- в этом состоянии до прихода следующего сигнала

" Строб". Тем самым на выходе P-счетчика формируется сигнал модуляции по положению, обеспечивающий торможение привода. Посколькучастота.f является функцией заданного и текущего значений скорости, торможение начинается тем раньше, чем выше скорость движения.

1462248

Разрядность счетчика выбирается такой, что при единичном значении всех разрядов кода и модуляция по положению не возникает. Сигнал модуляции по положению смешивается на элементе И 19 с сигнаЛом модуляции по скорости, сформированным анало-. гичным образом в формирователе 10, и поступает в привод 8, На выходе возникает импульсная последовательность с постоянным периодом следования, определяемым частотой генератора 5, коэффициент заполнения которой пропорционален коду рассогласования, и на привод исполнительного механизма 8 подается напряжение на период, определяемый соотношением ЬХ и и Х„„„где Ь Х вЂ” рассогласование, причем Х b. Х„, „, коэф1 фициент заполнения равен единице.

При этом двигатель начинает разгоняться, датчик 7 положения начинает выдавать код текущего положения, приближающийся к заданному, который суммируется с кодом задания в сумматоре 2, и если рассогласование все еще велико, то широтно-импульсная модуляция по положению отсутствует.

В процессе разгона код, пропорциональный текущей скорости исполнительного механизма с датчика 11 скорости поступает на вход формирователя 10 о .управляющих кодов, на второй вход которого блок 1 задания выдает код заданной скорости (фиг. 3). Частота

f с выхода формирователя 10, поступая на вход преобразователя 9 кода в широтно-импульсно-модулированный сигнал, изменяет коэффициент заполнения указанной импульсной последовательности, тем самым получают широт но-импульсно-модулированный сигнал по скорости в преобразователе 9 и среднее напряжение, подаваемое на вход привода исполнительного механизма 8, пропорционально скорости движения, Разгон двигателя продолжается до тех пор, пока текущая скорооть не становится равной некоторому значению, определяемому кодом N>.

В процессе отработки заданного перемещения, величина рассогласования по положению hX уменьшается и при снятии запрещающего сигнала с элементаИЛИ 3, блок4 выцеления старшего разряда разрешает прохождение младших разрядов ьа вход преобразователя 9 кода в широтно-импульсномодулированный сигнал, на выходе ко5 торого появляется широтно-импульсная модуляция по положению. Время подключения напряжения к приводу исполнительного механизма за период уменьшается и движение его замедля10 ется, значение текущей скорости также уменьшается и влияние обратной связи по скорости устраняется.

При достижении величиной Х вЂ” Хза* э рассогласование по положению l5 становится равным нулю и привод исполнительного механизма останавливается в заданной точке.

Таким образом, предлагаемое устройство управления позиционированием обеспечивает быстродействие Позиционирования за счет автоматического регулирования точки начала торможения в функции от величины скорости и пе25 ремещения исполнительного механизма.

Формула изобретения

Устройство управления позициониЗ0 рованием, содержащее датчик скорости и привод исполнительного механизма, соединенный выходом с входом датчика положения, сумматор, первый вход которого соединен с первым выходом блока задания программ, выходы старших разрядов сумматора подключены к соответствующим входам элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом блока выделения старшего разряда> соединенного вторыми входами ,с соответствующими выходами младших разрядов сумматора, о т л и ч а— ю щ е е с я тем, что с целью повышения быстродействия устройства, в него введены первый и второй генера45 торы импульсов, формирователь управляющих кодов,. и преобразователь кода в широтно-импульсно-модулированный сигнал, выход которого соединен с входом привода исполнительного ме50 ханизма, первый вход преобразователя кода в широтно-импульсно-модулированный сигнал подключен к выходу блока выделения старшего разряда, второй вход — к выходу первого генератора импульсов, а третий вход — к выходу формирователя управляющих кодов, первый вход которого соединен с выходом второго генератора импульсов, второй

7 1462248 8 вход — с выходом блока задания прог- датчика скоРости, вход которого подраммы, а третий вход — с выходом ключен к выходу датчика положения, 1462248

1462248

Торможение

/зад, Зад

Ю,ю 1 (/AC

Б10л; 7 люФ

&ок 7

А 7.ЕК.

УаожрнЫ йУ

Юджин дХ

&юг 11

Рюкю

&аг 1б дюаУ

Составитель И. Швец

Редактор И. Касарда Техред М.Ходанич Корректор Л. Патай

Заказ 672/44. Тираж 788 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина,101