Система программного управления группой единиц технологического оборудования
Изобретение относится к автоматизации производства и позволяет решить задачу повышения производительности, точности и надежности работы группы технологического оборудования с числовым программным управлением. Пакеты управляющих программ, поступающие из устройства задания программ, преобразуются и анализируются устройством записи, дешифратором, сумматором и записываются в блок памяти с реальным временем начала выполнения команд и добавлением к адресной части номера программы в пакете и номера единицы оборудования, для которого предназначена данная команда. Команды с одинаковым временем начала выбираются в блок регистров и посредством интерполяторов, коммутатора управляют приводами соответствующих единиц оборудования. Значения теоретических координат рабочих органов, выполняющих команды, и текущих реальных координат сравнивают и с учетом допусков блок сравнения вырабатывает сигналы коррекции на соответствующие интерполяторы, а регистр остановов вырабатывает сигнал останова единицы оборудования, рабочий орган которого приближается к границе заданного в программе допуска. 7 ил.
Изобретение относится к автоматизации производства и предназначено для использования в гибких производственных системах, робототехнических комплексах, системах группового управления оборудованием.
Известно устройство для программного управления группой станков [1], в котором работающий с разделением времени интерполятор выполняет одновременно несколько команд. При этом усложняется схема устройства, что снижает его надежность. Наиболее близким к изобретению техническим решением является система группового управления станками [2], содержащая ЭВМ, соединенную с входами коммутатора через интерполяторы, причем выходы коммутатора соединены со станками через устройства станочного управления и с входом устройства записи управляющих программ, которое соединено с входом и выходом устройства доставки управляющих программ и входом и выходом дополнительного коммутатора, который соединен с входами и выходами устройств станочного управления и с входом и выходом устройства управления и сравнения, которое соединено с входом и выходом ЭВМ, с входом и выходом устройства доставки управляющих программ и с входом устройства хранения управляющих программ, которое соединено с входом и выходом устройства доставки управляющих программ. Недостатками такой системы являются высокая стоимость и низкая надежность из-за большого количества устройств станочного управления, а также ограниченная производительность оборудования. Целью изобретения является повышение производительности, точности и надежности работы системы за счет предварительного анализа и преобразования пакетов управляющих программ до начала их выполнения на оборудовании и постоянного контроля за правильностью их выполнения в ходе работы. Цель достигается тем, что в систему программного управления группой единиц технологического оборудования, содержащую устройство задания программы, устройство записи управляющих программ, интерполяторы, выходы которых подключены к коммутатору, введены счетчик программ, устройство синхронизации и управления, блок отображения информации, аналого-цифровые преобразователи (АЦП), дешифратор команды, блок управления, первая N-я единицы оборудования с приводами и датчиками положения рабочих органов, сумматор, цифроаналоговые преобразователи (ЦАП), блок памяти, регистр остановов, блок регистров, при этом первые выходы устройства задания программы подключены к первым входам устройства записи управляющих программ, вторые входы, первые и вторые выходы которого соединены соответственно с выходами регистра остановов, третьими входами блока памяти и входами дешифратора команды, выходы которого соединены с вторыми входами блока памяти и через сумматор с первыми входами блока памяти, четвертые входы и выходы которого соединены соответственно с выходами регистра остановов и входами блока регистров, первые N-е выходы которого соединены с вторыми входами счетчика программ и с вторыми входами первого = N-го интерполяторов, первые и третьи входы которых подключены соответственно к выходам блока сравнения и выходам регистра остановов, выходы интерполяторов соединены с вторыми входами блока сравнения и входами коммутатора, выходы которого соединены с входами ЦАП, выходы которых через приводы, датчики положения рабочих органов первой = N-й единиц оборудования и АЦП соединены с соответствующими первыми входами блока сравнения, выходы которого подключены к входам регистра остановов и четвертым входам блока отображений информации, вторые, третьи, пятые и первые входы которого соединены соответственно с выходами регистра остановов, выходами блока памяти, выходами коммутатора и вторыми выходами счетчика программ, первые выходы и первые входы которого соединены соответственно с входами и вторыми выходами устройства задания программы, а входы и выходы устройства синхронизации и управления соединены со всеми функциональными частями системы. Таким образом, заявленное техническое решение соответствует критерию "новизна". На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема системы; на фиг. 2 - алгоритм 1 выработки сигналов управления передачей информации из устройства задания программы в блок памяти; на фиг. 3 - структура ячеек блока памяти; на фиг. 4 - алгоритм 2 записи групп команд из блока памяти в блок регистров; на фиг. 5 - алгоритм 3 передачи команд из блока регистров в интерполяторы; на фиг. 6 и 7 - структурная схема устройства синхронизации и управления. Система программного управления группой единиц технологического оборудования содержит (фиг. 1) устройство 1 задания программы, счетчик 2 программ, устройство 3 синхронизации и управления, устройство 4 записи управляющих программ, блок 5 отображения информации, АЦП 6, дешифратор 7 команды, блок 8 сравнения, приводы и датчики положения рабочих органов первой = N-й единиц оборудования 91 - 9N, сумматор 10, интерполяторы 111- 11N, ЦАП 12, блок 13 памяти, регистр 14 остановов, коммутатор 15, блок 16 регистров. Устройство 3 синхронизации и управления (фиг. 6 и 7) содержит элемент И 17, первый триггер 18 пуска, первый кольцевой счетчик 19, первый дешифратор 20, счетчик 21 программ устройства синхронизации и управления, счетчик 22 адресов, элементы И 23 и 24, регистр 25 числа программ, элементы И 26 и 27, ИЛИ 28, 29 и 30, регистр 31 команд, элемент И 32, генератор 33 импульсов, элементы И 34, 35 и 36, схему 37 совпадения, второй дешифратор 38, второй кольцевой счетчик 39, сумматор 40 реального времени t работы оборудования, счетчик 41 числа n, первый счетчик 42 адресов, регистр 43 числа N, регистр 44 величины tнi, третью схему 45 сравнения, нулевую схему 46 сравнения, первую схему 47 сравнения, элементы И 48 - 54, вторую схему 55 сравнения, элементы И 56, ИЛИ 57, И 58, триггер 59 третьего алгоритма, регистр 60 номера j-й ячейки, элемент ИЛИ 61, триггер 62 второго пуска, седьмую схему 63 сравнения, пятую схему 64 сравнения, элементы И 65 и 66, третий дешифратор 67, регистр 68 адреса j-й ячейки, элемент И 69, четвертую схему 70 сравнения, элементы И 71 - 74, шестую схему 75 сравнения, элемент И 76, триггер 77 третьего пуска, третий кольцевой счетчик 78, элемент ИЛИ 79. Система программного управления группой единиц технологического оборудования работает следующим образом. Пакеты программ работы отдельных единиц оборудования (роботов, станков, технологического оборудования и т.п.) записываются в устройство 1 с номером программ и допусками на размеры. По команде оператора (или сигналу устройства 3) программы покомандно записываются из устройства 1 в устройство 4. Каждая команда затем пересылается в дешифратор 7, после которого в ячейку блока 13 записываются команда, теоретическое время ее выполнения и время начала ее выполнения (tнi), номер оборудования, номер программы, причем к времени tнi на сумматоре 10 постоянно прибавляется по единице реального времени для формирования в блоке 13 последовательности выполняемых команд на всех единицах оборудования по времени начала их. После записи программ начинается их выполнение. По команде оператора (или сигналу устройства 3) происходит передача группы команд с одинаковым временем начала их выполнения из блока 13 в блок 16 для последующей передачи их через интерполяторы, коммутаторы и ЦАП к приводам каждой единицы оборудования и на блок 8, где сравниваются допуск и величина разности между теоретическим и практическим размерами на каждой единице оборудования. В случае приближения разности к величине, равной допуску, блок 8 вырабатывает для данной единицы оборудования сигнал в регистр 14, который выдает сигналы останова в соответствующие блоки системы для останавливаемой единицы оборудования, чем предупреждает изготовление брака. При устранении неисправности теоретическое время выполнения команд остановленной единицы оборудования увеличивается в реальном масштабе времени, после устранения неисправности продолжается выполнение команд. Дозапись программ производится по команде устройства 3 после выполнения системой команды "окончание программы" на конкретной единице оборудования. По команде оператора или сигналу устройства 3 "Пуск 1" с триггера 18 (фиг. 6) устройство 3 начинает последовательно вырабатывать по алгоритму 1 (фиг. 2) управляющие сигналы, разрешающие передачу информации из устройства 1 в устройство 4, причем в алгоритме 1 по сигналу t10 с дешифратора 20 в счетчик 2 и счетчик 21 программ устройства 3 заносится величина М - максимальное число записываемых в блок 13 программ, обнуляется сумматор 10 и заносится "единица" в младший разряд счетчика 22 адресов команд устройства 3, считываемых из устройства 1. Следующий сигнал t11 с дешифратора 20, устройства 3 разрешает передачу i-й команды из Ai-й ячейки устройства 1 в устройство 4, причем для первой команды в пакетах программ i = 1. Сигнал t12 с дешифратора 20 разрешает передачу i-й команды из устройства 4 в дешифратор 7, а NОБo=, Nпрo = и i-й команд из устройства 4 в разряды 1...X второй ячейки блока 13 (фиг. 3). Сигнал t13 с дешифратора 20 разрешает передачу дешифрованной команды из дешифратора 7 в сумматор 10 и суммирование теоретического времени выполнения i-й команды (tBi) исполнительными устройствами с содержимым сумматора 10 (для i = 1 < См10















Формула изобретения
СИСТЕМА ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ ГРУППОЙ ЕДИНИЦ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ, содержащая устройство записи управляющих программ, коммутатор, по числу единиц оборудования интерполяторы, устройство синхронизации и управления и устройство задания программы, группа информационных выходов которого соединена с группой информационных входов устройства записи управляющих программ, информационные и управляющие выходы интерполяторов подключены к соответствующим входам коммутатора, отличающаяся тем, что в нее введены счетчик программ, блок отображения информации, дешифратор команд, блок сравнения, сумматор, блок памяти программ, регистр остановов, блок регистров, цифроаналоговые преобразователи и аналого-цифровые преобразователи по числу единиц оборудования, выход каждого из датчиков положения рабочих органов единиц оборудования соединен с входом соответствующего аналого-цифрового преобразователя, выход которого подключен к соответствующему входу первой группы блока сравнения, вторая группа входов которого соединена с соответствующим выходом соответствующего интерполятора, выход блока сравнения соединен с входом регистра остановов и с четвертым входом блока отображения информации, второй вход которого соединен с выходом регистра остановов, третий вход - с выходом блока памяти, первый вход - с вторым выходом счетчика программ, а пятый вход блока отображения информации - с выходом коммутатора и с входом соответствующего цифроаналогового преобразователя, первый вход каждого интерполятора соединен с выходом блока сравнения, второй вход - с соответствующим выходом блока регистров, информационный вход которого соединен с информационным выходом блока памяти, первым входом подключенного к выходу сумматора, вторым входом - к выходу дешифратора команды, третьим входом - к первому выходу устройства записи управляющих программ, четвертым входом - к выходу регистра остановов, второй выход устройства записи управляющих программ соединен через дешифратор команды с входом сумматора, при этом устройство синхронизации и управления первым выходом подключено к входу устройства задания программы, вторым выходом - к второму входу счетчика программ, третий выход устройства синхронизации и управления соединен с первым входом устройства записи управляющих программ, четвертый выход - с вторым входом блока отображения информации, пятый выход - с входом дешифратора команды, шестой выход - с первой группой входов блока сравнения, седьмой выход подключен к входу приводов соответствующих единиц оборудования, восьмой выход - к второму входу сумматора, девятый выход - к третьему входу каждого интерполятора, десятый выход - к первому входу блока памяти, а одиннадцатый - тринадцатый входы соединены соответственно с входами регистра остановов, коммутатора и блока регистров, при этом первый вход устройства синхронизации и управления соединен с вторым выходом счетчика программ, второй вход - с выходом блока отображения информации, третий вход - с выходом блока сравнения, четвертый вход - с выходом блока памяти, пятый вход - с выходом регистра остановов, а группа входов - с соответствующим выходом блока регистров.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7