Система программного управления станками

Система программного управления станками

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к области вычислительной техники, в частности к цифровым системам управления технологическими процессами. Цель изобретения состоит в расширении функциональньпс возможностей за счет увеличения числа исполнительных механизмов при ограниченном количестве аппаратных средств управления. Постав (Л ь« иг. 1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1328792 (ц 4 G 05 В 19/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3894790/24-24 (22) 13.05.85 (46) 07.08.87, Бюл. Р 29 (71) Вильнюсский завод радиоизмерительных приборов им. 60-летия Октября (72) В.В.Зленков (53) 621.503.55(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 871745, кл. G 05 В 19/18, 1969.

Патент CUIA Р 4029950, кл. G 05 В 19/18, опублик. 1979. (54) СИСТЕМА ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ

СТАНКАМИ (57) Изобретение относится к области вычислительной техники, в частности к цифровым системам управления технологическими процессами. Цель изобретения состоит в расширении функциональных возможностей за счет увеличения числа исполнительных механизмов при ограниченном количестве аппаратных средств управления. Постав

28792

13 ленная цель достигается тем, что система содержит 3ВМ 1, устройство 2 ввода-вывода, программируемую матрицу 3 состояния, пульт 4 управления, коммутируемый блок 5, устройство 15 числового программного управления, управляющие механизмы 16, датчики

17, т.е. путем организации возможности в системе программирования работы всех без исключения рабочих элементов робототехнического комплекса при связывании воедино всей гаммы основных и дополнительных элементов, участие которых в общем технолоI гическом процессе может носить как систематический,так и эпизодический .и случайный характер. При этом циклограммы работы этих элементов вписываются в общую циклограмму процесса именно в том месте, где предусмотрено их естественное присутствие в соответствии с предшествующим состоянием всего комплекса, что также дает возможность сократить время на изготовление деталей, тем.самым повысить производительность, 15 з.п. ф-лы,5 табл,, 68 ил.

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к цифровым системам управления технологическими процессами. .>

Цель изобретения — расширение управления большим количеством исполнительных механизмов при сокращении аппаратных средств управления.

На фиг.1 приведена структурная 10 схема системы программного управления станками; на фиг.2 — функциональная схема системы управления станками; на фиг.3 — блок-схема первого устройства сопряжения и его связи с первым 15 устройством параллельного обмена на фиг.4 — блок-схема второго устройства сопряжения со связями с вторым устройством параллельного обмена;на фиг.5 — приниципиальная схема блока 20 команд; на фиг.6 — принципиальная схема блока управления командами; на фиг.7 и 8 — принципиальные схемы формирователей запроса А и Б на прерывание первого устройства сопряжения со- 25 ответственно; на фиг,9 — принципиальная схема блока управления коммутацией; на фиг.10 — принципиальная схема первого, второго и третьего коммутаторов; на фиг.11 — принципиальная схе-30 ма четвертого коммутатора; на фиг.12— принципиальная электрическая схема первого блока управления; на фиг„l3— принципиальная схема второго блока управления; на фиг.14 — принципиальная схема третьего блока управления; на фиг.15 — принципиальная схема формирователя требования прерывания А второго устройства сопряжения; .на фиг.16 — принципиальная схема формирователя требования прерывания Б второго устройства сопряжения и блока совпадения кодов; на фиг.17 — принципиальная схема формирователей импульсов; на фиг.18 — принципиальная схема дешифратора; на фиг.19 — принципиальная схема первой программируемой матрицы; на фиг.20 — принципиальная схема второй программируемой матрицы; на фиг.21 — принципиальная схема пульта управления; на фиг.22 блок-схема управляющей программы технологического процесса; на фиг.23структура программного обеспечения; на фиг.24 — модель информационных потоков системы; на фиг.25 — структура матрицы состояний; на фиг.26 — формат строки матрицы состояний (MC), поступающий в центральный процессор (ЦП); на фиг.27 — формат кода команды на выходе интерполятора; на фиг.28 ° формат команд входных данных, вводимых в ЦП через второе устройство сопряжения; на фиг.29 — код числового набора с пульта управления;на фиг.30 . формат кода координаты элемента MC на фиг.31 — формат строки МС; на фиг.32 — блок-схема алгоритма процесса обработки команд (устройство чисФ лового программного управления (УЧТУ) по табл.1); на фиг.33 — структура очереди заданий; на фиг.34 — блоксхема алгоритма формирования очереди з 13 заданий; на фиг.35 — блок-схема алгоритма выборки задания из очереди; на фиг.36 — программный переключатель; на фиг.37 — блок-схема алгоритма выполнения команд; на фиг.38— контрольная таблица для контроля

1ф исполнения команды управления; на . иг.39-41 — форматы первого, второго .и третьего типов команды чправления; на фиг.42 — блок-схема алгоритма обработки команд второй группы из табл.1; на фиг.43 — формат команды управления первого типа; на фиг.44 формат команды управления второго типа; на фиг.45 — блок-схема алгоритма выполнения. команды ввода данных с пульта управления; на фиг.46— блок-схема алгоритма исполнения команд третьей группы из табл.1; на фиг.47 — блок-схема алгоритма запуска системы в работу; на фиг.48— строка MC режимов; на фиг.49 — строка MC прерываний; на фиг.50 — блоксхема алгоритма анализа кодов режима работы системы; на фиг.51 — формат служебной команды (СК); на фиг.52 код Ввод управляющей программы" СК; на фиг.53 — блок-схема алгоритма работы системы управления в первом режиме; на фиг.54 — формат слова

ЦП; на фиг.55 — примеры кодов СК; на фиг.56 — формат пультовых команд (ПК); .на фиг.57 — код "Сброс режима"

ПК;на фиг.58 — блок-схема алгоритма взаимодействия программно-аппаратных средств в третьем режиме работы системы; на фиг.59 — 61 — примеры кодов СК; на фиг.62 и 63 — примеры кодов ПК; на фиг.64 — блок-схема алгоритма процесса управления исполнением команд управления; на фиг.65

66 — примеры кодов команд управления.

Система управления станками (далее робототехническим комплексом—

РТК, фиг.2) содержит программируемый контроллер 1, построенный на базе

3ВМ, содержащий устройство 2 вводавывода, программируемую матрицу состояния (ПМС) 3, пульт 4 управления (ПУ) и блок 5 коммутации (РШ). Блок

2 ввода-вывода (фиг.2) содержит устройство 6 и 7 параллельного обмена (УПО), первое 8 и второе 9 устройства сопряжения (УС), канал 10 ЭБМ, перепрограммируемое постоянное запоминающее устройство (ППЗУ) !1, ЦП

12, интерполятор 13, блок 14 ввода28792

4 вывода (УВВ), УЧПУ 15, управляющие привода 16, датчики 17.

УС 8 (фиг.3) содержит регистры

18-22, четыре управляемых коммутатора 23-26 и буферный регистр (БР) 27, блок 28 команд (БК), блок 29 управления командами, блок 30 управления коммутацией (БУК), формирователь 31

10 запроса А на прерывание и формирователь 32 запроса Б на прерывание.

УС 9 (фиг.4) содержит три блока 33-35 управления (БУ), дешифратор 36, формирователь 37 требования прерывания А

15 (ФТП-А), формирователь 38 требования прерывания Б (ФТП-Б), схему 39 совмещения (CC) и блок 40 формирователей импульсов, выходной регистр 41, pel гистр 42 состояния, БР 43.

20 БК 28 (фиг.5) имеет четыре триггера 44-47, четыре элемента И-HE

48-51 и шесть элементов И 52-55, 56„ и 56<.

Блок 29 управления командами (фиг.6) содержит три элемента И 57

59, четыре элемента И-НЕ 60-63 и три инвертора 64-66.

Формирователь 31 запроса А на прерывание (фиг.7) содержит элемент И-НЕ

67, элемент И 68, DRS-триггер 69 и инвертор 70. Формирователь 32 запроса Б (фиг.8) на прерывание имеет четыре элемента И-НЕ 71-74, элемент

И 75, DRS-триггер 76, диод 77 и конденсатор 78.

БУК 30 (фиг.9) содержит два триггера 79 и 80, восемь элементов И 81—

88, семь элементов И-НЕ 89-95 и четыре инвертора 96-99.

40 Коммутатор 23 (фиг.10) содержит восемь элементов И-ИЛИ-НЕ 100„ -100ц, первые входы каждой группы которых являются информационными входами коммутатора 18 и подключены к инфор45 мационному выходу блока 6. Коммутатор 24 (фиг.10) содержит восемь элементов ИЛИ-HE 101 -101, восемь элементов И 102 -102> и восемь элементов ИЛИ 103 -103 . Коммутатор 25

50 (фиг.10) содержит восемь элементов

И-ИЛИ вЂ 104, †10 и восемь инверторов 105„-105 . Коммутатор 26 (фиг.11) имеет восемь элементов И-НЕ

106-113, два элемента И 114 и 115 и

55 два инвертора 116 и 117.

БУ 33 (фиг.12) содержит три первых узла 118 управления, каждый из которых включает элементы И 119-122, 328792

3G

5 1 пять элементов И-НЕ 123, элементы

И 124-126, элементы И-НЕ 127-130 и

DRS-триггер 131. БУ 34 (фиг.13) содержит четыре вторых узла 132 управления, каждый из которых включает три элемента И 133-135, четыре элемента И-НЕ 136-139 и. два инвертора

140 и 141. БУ 35 (фиг.14) содержит регистр 142, дешифратор; 143, DRSтриггер 144 и инвертор 145.

ФТП-А 37 (фиг.15) содержит три элемента И 146-148, элемент И-НЕ

149, триггер 150 и два инвевтова

- 151и 152.ФТП-Б 38 (фиг.16) содеРжит

DRS-триггер 153,элемент И-НЕ 154 и три инвертора 155-157.

Блок совпадения кодов (фиг.16) имеет два DRS-триггера 158 и 159, семь элементов И-НЕ 160-166, два инвертора 167 и 168.

Формирователь 31 (фиг.18) содер кит четыре элемента И 169-172 и три инвертора 173-175.

Блок 40 формирователей импульсов .(фиг.17) содержит пять идентичных схем 176 формирования импульсов, каждая из которых включает четыре элемен та И-НЕ 177-180, элемент И 181, инвертор 182, два диода 183 и 184 и два конденсатора 185 и 186.

ПМС 3 имеет две самостоятельные матрицы 187 и 188.

ПМС 187 (фиг.19) содержит дешифратор 189, первую группу элементов

И 190„ -190„, вторую группу селекторов элементов И 191„ -191„,, группу элеменс тов ИЛИ 192„ -192 „ и группу мультиплексоров 193„ -193„.

ПМС 188 (фиг,20) содержит дешифратор 194, группу селекторов-мультиплексоров 195„- 195„ и группу элемен" гов И 19б -196 Д.

ПУ 4 (фиг,21) содержит схему 197 входной линии, состоящую из элементов И-НЕ 198„-198, элементов ИЛИ

199„ -199„ и элемейтов И-HH 200, -200>, группу DRS-триггеров 201, блок 202 выработки управляющих потенциалов,содержащий элементы И 203 и 204, элемент НЕ 205, блок 206 индикации, формирователи 207 и 208 импульсов, элемент ИЛИ 209, блок 210 ручного набора, блок 211 установки режимов работы.

В системе управления процесс управления механизмами PTK описывается внешним языком системы ЧПУ в вице управляющей программы (УП) как единый технологический процесс изготовления детали. Блок-схема УП такого . технологического процесса представлена на фиг.21. Первоначально системе задаются исходные параметры, которые являются неизменными для выбранного технологического процесса изготовления детали. Затем механизмы РТК переводятся в-исходное положение и проверяется наличие заготовок в накопителе. Если заготовки в накопителе отсутствуют, то организуется загрузка накопителя заготовками, Если заготовки в накопителе есть, то проверяется наличие заготовки в рабочем органе

PTK. В случае отсутствия производится установка заготовки в рабочий орган РТК,. которая берется из накопителя заготовок, и повторно проверяется наличие заготовок в накопителе.

Если же в рабочем органе заготовка

М. есть, то проверяется на переполнение накопитель деталей. Если он переполнен, то организуется замена накопителя с деталями на пустой накопитель,а если не переполнен, выполняются операции изготовления детали. После изготовления очередной детали ана лизируе тся конец партии. Если из го товление партии завершено, то организуется отправка. накопителя с послед ней деталью партии на склад, в противном случае процесс повторяется с перевода механизмов РТК в -исходное положение.

Для того, чтобы запрограммировать описанный технологический процесс в

40 систему программирования ЧПУ введены команды, представленные в табл.1.

По командам управления система вырабатывает сигнал управления на приво, ды механизмов PTK и на некоторые устройства ПУ. По командам связи со складской системой система организует вызов и отправку транспортных средств с указанием цели обращения на склад (получение заготовок, сдача готовых

50 деталей и т.п.). По командам-параметрам система принимает и размещает в памяти значение координат граничных точек траектории движения некоторых механизмов PTK и геометрические параметры рабочих накопителей. По командам переходов в УП система осуществляет пропуск (возврат) на некоторое количество кадров в зависимости от состояниядатчика иливне связис ним.8

1328792

Т а блица т

I овное Ф значение ÌTà

Команды управления

Команды управления приводами:

Команды связи с ПУ (А) (К) Команды вызова транспортных средств:

Команды отправки транспортных средств

Команды связи со складской системой (А) (К) Параметры граничных точек траектории движения механизмов.Команды-параметры (А) (К) (Р) Геометрические параметры рабочих накопителей:

Изменение параметра (A) (К) Безусловный переход к заданному кадру в прямом (обратном) направлении

Команды переходов в УП (А) (К) (Н) Переход к заданному кадру в прямом (обратном) направлении при условии и .. = (0/1)

sj (А) (К) (Н) Безусловный пропуск (возврат) íà k-кадров (О/1) (ij) Пропуск (возврат на)

k-кадров при .условии и .. = (О/1)

1) (А) (К) Ф (А) — адрес команды, (К) — код команды, (p) — параметр, (H) — номер кадра, (Ц) — координаты датчика с3„-. (фиг.26 и 29), (К) — количество кадров.

При состоянии УП команды упорядочиваются таким образом, что их последовательность описывает наиболее вероятный ход событий технологического цикла изготовления партии деталей. В нем предусматривается необходимость работы каждого механизма PTK в определенные моменты цикла. Некоторые команды в цикле изготовления одной детали воспринимаются системой не

5О как обязательные к исполнению, а ка . предложения для исполнения. По ним система анализирует достигнутое PTK состояние и принимает решение. о необходимости их исполнения. Этим обе55 спечивается возможность программиро.вать работу механизмов PTK участие которых в технологическом процессе изготовления детали носит как систематический,так ислучайный характер.

1 328792

Использование цри программировании введенных команд (табл.1) в со. четании с описанным принципом условного исполнения некоторых из них по5 зволяет использовать всю гамму исполнительных злементов в любом их со. четании и последовательности,включая их в работу в соответствии с требованиями технологического процесса 10 изготовления детали.

Процесс управления PTK осуществляется с помощью системы программного обеспечения, которая в совокупности с аппаратными средствами составляет специализированную операционную си :стему (СОС). Структура СОС представлена на фиг,23. Общее программное обеспечение по сути является стан- 20 дартным математическим обеспечением, включенным в комплект вычислительных средств микроЭВМ. СОС в своем составе содержит систему программирования

ЧПУ, предназначенную для разработки 25 и отладки ЦП, супервизор прерываний, обеспечивающий переключение процессора на соответствующие сигналу прерывания программы, программы управления заданиями и управления задача- З0 ми, которые обеспечивают очередность выполнения команд УП (последовательное, параллельное или последователь- но-параллельное), программы управления вводом-выводом для организации процесса ввода-вывода УП, программы дешифрации команд УП и программы анализа состояния оборудования, ко о,„рые составляют программы управления оборудованием, предназначенные для выработки команд управления, программы управления потоками в сети и программы связи с центральной ЭВМ, обеспечивающие работу PTK в системе группового управления, программы службы времени, предназначенные для контроля временных интервалов работы механизмов PTK программы обработки сбойных ситуаций, вырабатывающие решения при обнаружении сбоев в систе50 ме, сервисные программы, с помощью которых осуществляется тестирование системы, вносятся изменения в СОС, УП и так далее, программы учета сменных заданий, выполняющие функции учета партии деталей. Функцию управления

PTK в соответствии с УП под управлением СОС осуществляют технические средства системы управления.

ЦП 12 предназначен для организации вычислительного процесса по переработке потоков информации, поступающих в систему, в команды управления, а ППЗУ 11 — для хранения программ СОС.

Информация поступает и выдается из

ЦП 12 через канал 10, имеющий стандартные шины данных, адреса и управления, К каналу 10 с одной стороны подключаются ЦП 12, ППЗУ 11, а с другой — УПО 6 и 7. Последние предназначены для связи УС 8 и 9 с ЦП 12, УС

8 и 9 по командам ЦП 12 осуществляют коммутацию потоков информации, циркулирующих в системе, и вырабатывают соответствующие сигналы на остальные устройства системы.УЧПУ t5 вырабатывает в соответствии с УП управляющие сигналы и команды через РШ 5 на приводы 16, УС. 8 и 9 и ПМС 3. IINC 3 предназначена для сбора и передачи в ЦП

12 информации о состоянии системы управления и датчиков 17 механизмов

PTK. ПУ 4 по отношению к пульту оператора УЧПУ 15 (не показан) выполняет роль дополнительного пульта, с помощью которого система запускается в работу, Приводы 16 обеспечивают движение механизмов PTK по командам из ЦП 12 и УЧПУ 15..

Структура УС 8 разработана такимобразом, что его совместные действия с УПО 6 реализуют функцию контроллера двунаправленной передачи разнотип-. ной информации с радиальным ветвлением ее относительно канала 10 (фиг.3). Узлами ветвления информации являются коммутаторы 23-25, БР 27, управление которыми осуществляется сигналами с БУК 30. Коммутаторы 23—

25 и БР 27 совместно с входными и выходными регистрами 18 и 19 и канальными приемопередатчиками УПО 6 образуют первый канал ввода-вывода (1 КВВ). БК 28 служит для приема 1

КВВ и хранения СК управления, зада" ющих режим работы УС 8 и направление коммутации информации. Блок 29 управления командами осуществляет управление записью СК в БК 28. Коммутатор 26 служит для коммутации сигналов управления УВВ 14, интерполятора 13 и БК 28 по сигналам с ПУ 4.

Формирователи 31 .и 32 запросов на прерывание вырабатывают сигналы требования прерывания ТПР-А1 и ТРЯ-Б1 соответственно, которые подаются в

1328792

12 регистр 20 состояния УПО 6 и через соответствующие схемы УПО 6 (не указаны) вызывают переключение ЦП 12.

БР 27 служит для временного хранения байта информации при вводе его в ЦП

12 через 1 КВВ. Обмен информацией между ЦП 12 и 1 КВВ производится в параллельном коде шестнадцатиразрядными словами, а между .1 КВВ и

УВВ 14, ПМС 3 и интерполятором 13— в параллельном коде восьмиразрядными полусловами (байтами).

Доступ к 1 КВВ осуществляется в режиме прерывания программы ЦП 12 15 по запросам от источников и приемников информации, а предоставление 1

КВВ для передачи информации производится на основании текущего состояния УС 8, т.е. процесс передачи раз- 20 нотипной информации через 1 КВВ засинхронизирован. Синхронизация до— стигается за счет управления пере, ключением ЦП 12 по ТПР-А1 на выпол— нение соответствующей программы су- 25 первизора прерываний. В основу процесса управления заложен принцип временной передачи ЦП 12 инициативы на прерывание программы для выполнения процедуры обмена информации с внеш- 30 ним устройством, занятым обменом информацией в режиме прерывания программы (в данном примере под внешним устройством понимается УС 8). В момент возникновения необходимости обменяться информацией с внешним устройством, занятым вводом-выводом другого типа информации, ЦП 12 засылает в доступные регистры внешнего устройЮ ства код запроса на выработку сигнала 40 прерывания внешним устройством. Если внешнее устройство не ожидает обслуживания по очередному собственному запросу, то оно пропускает код запроса ЦП 12 íà его вход и,вырабатывает 4> сигнал ТПР-А1, по которому ЦП 12 переключается на выполнение программы анализа кода запроса и далее на выполнение программы ввода-вывода информации. Если внешнее устройство раньше выставило собственный запрос на обслуживание, чем ЦЛ 12 заслал в ..него код запроса, то поступивший из

ЦП 12 код запоминается в регистрах внешнего устройства, так как в ЦП 12 с момента вставления собственного запроса внешнее устройство вырабатыва— ет.код, соответствующий собственному запросу ТПР-А1. После его удовлетворения со стороны ЦП 12 внешнее устройство снимает собственный код запроса, пропускает код запроса ЦП 12 на его вход и вырабатывает сигнал

ТПР-А1 °

В УС 8 типам информации и запросам на прерывания поставлены в соответствие одни и те же коды. Информация,проходящая через 1 КВВ, сопровождается двумя разрядами признаков (кодов)

РСОО, РС01, поступающих с входа блока 29 на соответствующие входы канальных приемопередатчиков УПО 6. Текущее состояние УС 8 кодируется сигналами управления — разрядами регистра состояния УПРС-1, УПРС-2, которые, поступая в блок 29, вырабатывают соответствующие коды-РСОО, РСО1.

УС 9 (фиг.4) разработан по принципу локального контроллера управления приводами PTK и состоит из трех типов БУ 33-35, предназначенных для выработки управляющих сигналов на приводы, следящие с запоминанием и без запоминания состояния соответственно Команды управления в УС 9 поступают на ЦП 12 через выходной регистр УПО 7 в виде шестнадцатиразрядного слова. Типы команд кодируются двумя разрядами регистра 42 состояния УПО 7 — PCOO, PC01. Код типа команды поступает в дешифратор 36, который вырабатывает сигналы на БУ

33-35, разрешающие занесение команды в соответствующий ее типу блок. Формирователи 37 и 38 вырабатывают сиг1 ,налы ТПР-А2, ТПР-Б2, соответственно, которые подаются в соответствующие разряды регистра 42, связанные со схемами прерывания ЦП 12. СС 39 вырабатывает сигналы совмещения, необходимые для синхронизации обработки

УП в интерполяторе 13 и программ

СОС в ЦП 12. Формирователь 40 импульсов предназначен для выработки импульсных сигналов по изменению уровня сигналов с датчиков 17.

Система управления (фиг.2) работает в следующих режимах: ввода команд ЧПУ с пульта оператора (ПО)

УЧПУ 15 в режиме "Ручной ввод"; ввод

УП в ОЗУ ЦП 12 с УВВ 14; вывод УП из ОЗУ ЦП 12 в УЧПУ 15 по запросам интерполятора 13; ввод.. в УЧПУ 15 с УВВ 14 по запросам интерполятора 13.

Режим работы системы задается с помощю переключателей на

13 1328792

ПУ 4 или. программы . ПК, поступающих из ЦП 1 2. си

Сигналы с,ПУ 4 и ПО

Режим

ЭВМ

ПЛ Ввод Вывод Режим Ручной ввод

Первый

Второй

Третий

0

0

Четвертый

Продолжение табл.3

Сигнал

Режим

РСОО

РСО1

Третий

Четвертый

Сигнал

Режим

РСО0

УС 8 запускается в работу по СК, поступающим из ЦП 12. Текущее состояI ние УС 8 кодируется определенным образом (см.табл.4).

Т а б л и и а 4

РС01

Первый

Второй

1

Занятость 1 КВВ

Сигнал на входе блока 29

Сигналы на выходе блока 29

PCOO

УПРС-1 УПРС-2

РС01

Не используется

Ввод слова УП

Вывод слова УП

Соответствуют сигналам РСОО, РС01 на входе блока 29

УС 8 (фиг.2) работает в следующих режимах: выполнение СК; ввод УП в

ОЗУ ЦП 12 с УВВ 14; вывод УП из ОЗУ

Щ1 12 в УЧПУ 15 по запросам интерполятора 13;вывод ПК;вывод кода координат датчиков ПИС 3 пассивный режим (тождественен исходному состоянию).

Все режимы, за-исключением пятого и шестого, кодируются сигналами

РСОО, РС01 с выхода блока 29 (табл.3)

Таблица 3

Режимы работы системы кодируются гнапами с ПУ 4 и ПО (табл.2), Т а б л и ц а 2

Ввод-вывод другого типа информации

Режим игнал с регистра остояния (PC) 42

РСОО

РС01

Первый

Второй

Третий

15 132

УС 9 (фиг.4) работает в следующих режимах: выполнение команд управления первого типа; прием и выполнение команд управления второго типа; выполнение команд управления следящим приводом (третьего типа), которые кодируются сигналами РСОО, РС01 с выхода регистра 42 (табл.5).

Т а б л и ц а 5

За базовую структуру команд табл.1 принята структура технологических команд ЧПУ. Эти команды содержат буквенный адрес (А) и код команды (К). представляющей собой трехразрядное десятичное число. Два последние разряда служат для кодирования процедуры управления. Они преобразуются в

УЧПУ 15 в двоично-десятичный код

МрР Мр1. Значением первого разряда (К) кодируется действие УЧПУ 15 по синхронизации вычислительного процесса в интерполяторе 13 с процессами, протекающими в 2:1, 2:2, 3:2, 4 уровнях системы. Первый разряд (К) может быть равен либо "О", либо "1". УЧПУ

15 преобразует его в один двоичный разряд Мр9. Если Mp9 = О, то процесс в интерполяторе 13 после выдачи команды продолжается независимо от процессов, протекающих на перечисленных уровнях системы. Если Мр9 = 1, то в интерполяторе 13 вычислительный процесс приостанавливается до поступления в УЧПУ 15 или сигнала из датчика 17 или сигналов из УС 9, т.е. интерполятор 13 переводится в режим ожидания "Ответ" по (А)". После поступления названных сигналов в УЧПУ

11

15 вырабатывается сигнал Ответ по (А)", по которому интерполятор 13 из режима ожидания переключается в режим продолжения работы.

8792 16

Уровни модели 1, 2, 3 (фиг.24) разделены на 1:1, I:2, 2:1, 2:2, 3:1, 3:2 по принадлежности источников и

5 приемников информации к УЧПУ 15 и к микроЭВМ, расположенной на четвертом уровне. Управление коммутацией потоков информации осуществляется на третьем уровне. Сигналы с датчиков

10 17 РТК, относящиеся к станочной си° т стеме, в виде потока 2.„ поступают в

УЧПУ 15 (связь не показана). По этим сигналам в УЧПУ 15 устанавливаются в соответствующее состояние указате1

15 ли (не показаны), сигналы с которых

1 совместно с рядом других сигналов

° fi в виде потока х„поступают на вход

ПМС 3 и на вход УС 8. Сигналы с датчиков 17 РТК, не относящиеся к ста° Гн

20 ночной системе, в виде потока поступают на вход ПМС 3 и на вход

УС 9. Кроме того, устройства 3:2 уровня вырабатывают сигналы с собственных указателей, которые потоком также поступают на вход IIMC 3 и

° А

1 в другие устройства уровня. Информационная модель ПМС 3 представляет собой MC из восьми строк и восьми столбцов (фиг.25), элементы которой соЭ0 держат двоичную (0,1) информацию о состоянии датчиков 17 и указателей („, „-) (в дальнейшем датчики). Информация о состоянии датчиков поступает в ЦП 12 в виде строк МС потоком через 1 КВВ (УС 8, УПО 6) и через

35 входной регистр УПО 7, причем на вход упомянутого регистра в разряды ВВ15—

ВВ08 постоянно поступает информация

d,. о датчике 17, координаты которого

1j

40 задаются кодом команды (поток 12), поступающим из интерполятора 13 в

ПМС 3 и на вход входного регистра

УПО 7 в разряды ВВ07 — ВВОО. Формат строки МС, поступающей в ЦП 12 через

УПО 7, представлен на фиг,26, а формат кода команды на выходе интерполятора 13, — на фиг.27. Эти команды

° IЙI потоком i- поступают на приводы 16

PTK 2: 1 уровня. Команды, относящиеся к.командам табл.1, поступают потоком

50 . 11 в ЦП 12 для последующего их вы2 . 1y ° 12 полнения. Потоки i u i2 объединяются во входном регистре УПО 7 в слово информации, формат которого представлен на фиг.28. При выполнении

55 команды ввода данных с блока числового набора ПУ 4 (команда относится к группе i табл.1) формат упомянутого слова изменяется: вместо d. на

)7 13 вход входного регистра УПО 7 в разряды ВВ15 — ВВ08 подается код с числового набора ПУ 4 (фиг.29) .

Для ввода строки MC в ЦП 12 через

° V

1 КВВ (поток i ) ЦП 12 предварительно посылает код координаты элемента

MC потоком i3 в разряды ВД07 — ВДОО выходного регистра 19 УПО 6, .с выхода которого он поступает на вход

ПМС 3. Формат кода координаты элемента MC представлен на фиг.31. Если признак строки (ВД07) равен "1", то в 1 КВВ поступает строка МС формата фиг.26, в противном случае — строка

MC формата фиг.31.

Отработка команд ЧПУ, относящихся к 2:1 уровню, осуществляется на

3: 1, 2: 1, 1: 1 уровнях. Процесс отра- . ботки характеризуется потоками

1-1Э

° Г

Команды ЧПУ i-, относящиеся к группам команд из табл.1, поступая на вход УС 9, вырабатывают сигнал

ТПР-Б2 потока 24. Одновременно с

Х ° I на вход УС 9 поступает сигнал 1 сов.мещения (Мр9). По сигналу ТПР-Б2

ЦП 12 переключается на выполнение программ управления заданиями СОС.

ЦП 12 с помощью сигналов i „ сопря° I жения вводит информацию потоков

1 формата фиг.28 через канал 10

2 как поток заданий для СОС: анализирует корректность задания и включа.— ет его в очередь. Под управлением программ управления задачами ЦП 12 выбирает из очереди очередное зада.— ние (команду ЧПУ + код датчика),формирует по нему задачу для программ управления оборудованием и переключается на их выполнение. При этом

; ЦП 12 дешифрирует код команды ЧПУи переключается на выполнение соответствующей программы интерпретации команды ЧПУ в действие системы управления (выполнение команд соответствующей группы). Действия системы управления по каждой из команд табл.1 зависят от процедуры управления, закодированной кодом команды.

Очередь заданий (фиг.33) представляет собой таблицу, составленную из, у поступивших в ЦП 12 заданий i„, i"2 формата фиг.27, расположенных в порядке поступления. В ОЗУ ЦП 12 эта таблица представляется рядом последовательных ячеек, расположенных в фиксированной области ОЗУ, начиная с адреса А,„. Нулевые строки (1) оз28792 начают, что задания, ранее записанные в эти строки, выбраны для выполнения. Конец очереди заданий наме5 чается меткой конца.

Формирование очереди заданий состоит в том (фиг.3ч), что ЦП 12 после ввода очередного слова формата фиг.28 находит метку конца очереди в таблице на фиг.31 и передвигает ее на одну ячейку ОЗУ вниз, а на ее место записывает принятое задание. Если в таблице заданий все строки до метки конца очереди нулевые (из очереди выбраны все задания), то принятое задание записывается в начало очереди. После постановки задания в очередь ЦП 12 переключается на выполнение прерванной программы.

Выборка задания из очереди производится в соответствии с алгоритмом, блок-схема которого представлена на фиг.35. ЦП 12 находит ненулевую строку, из очереди заданий олределя25 ет, что это не метка конца очереди, и пересылает в поле программ дешифрации команд ЧПУ, после чего обнуля.ет ее место в таблице. Если выбранная строка содержит метку конца очереди

30 заданий (из очереди выбраны все задания), ЦП 12 переключается на выполнение программы "Диспетчер".

Дешифрация кодов команд производится по принципу программного переключения на выполнение программ интерпретации команд ЧПУ (фиг.36).Роль программного переключателя выполняет таблица программ .интерпретации (ТПИ), строки которой составлены из команд передачи управления программами интерпретации с начальными адресами

А„— А„, ТПИ расположена в ППЗУ 11 с адреса Атд,. Вход в таблицу осуществляется по команде передачи управ45 ления, по адресу который рассчитывакак А п = Mp8 — Np1 х 2 + АтпМ.

По рассчитанному АПУ ЦП 12 переключается на выполнение, команды из ячейки ПЗУ 11 с этим адресом. Ею оказывается команда передачи управления, выполняя которую ЦП t2 переключается на выполнение программы интерпретации, соответствующей команде УЧПУ.

Обобщенная блок-схема алгоритма

55 выполнения, команд первой группы представлена на фиг.37. В конечном итоге по командам первой группы формируются команды управления, которые выда-. ются ЦП 12 через выходной регистр третьего типа — до любых наперед заданных точек траектории. S означает разряд команды управления скоростью перемещения (Пэ = 1 — медленное перемещение, П = 0 — быстрое перемещение). По "1" в разрядах "Сброс Tr" устанавливаются в нулевое состояние триггеры соответствующих БУ. 33, на

° 171 которые поступает сигнал i- импуль1 сных датчиков и устанавливает их в

"I". Этот тип команд кодируется значениями PC01, PCOO PC 42 УПО 7 и, аналогично командам первого типа, поступает на вход БУ 33 УС 9, с выхода которого сигналы - управления

Я

1 поступают на соответствующие приводы

16 PTK. Разряд ВДОО команд управления отводится для формирования сигнал д " "Ответ по (А)": ВДОО = 1

19 132Я 7

УПО 7 в потоке i - совместно с сигналами i сопряжения (PCOO, РС01) в

1 2 соответствующие БУ УС 9. Сначала

ЦП 12 выбирает слово формата фиг.28 из поля заданий, обнуляет поле и про5 веряет режим работы системы управления. Если система настроена на работу в первом режиме, то ЦП 12 формирует и выдает команду управления. В дру-1р гих режимах работы ЦП 12 проверяет достаточны ли условия для выдачи команды управления. Если нет, то команда управления не выдается. Если же условия для выдачи команды управления есть, то ЦП 12 сначала формирует контрольную таблицу исполнения команды управления, а затем команду управления и выдает ее потоком. Проверка условий заключается в анализе состояния датчика d; задания (формат фиг.28) . По d;> = (О или 1) ЦП 12 выполняет те или иные действия. Для некоторых команд первой группы проверяется состояние других датчиков. 25

Для этого ЦП 12 организует ввод строки МС через 1 КВВ потоком i и проверку состояния датчиков d;

Ч

Контрольная таблица (КТ) (фиг.38) служит для контроля исполнения ко- 30 манды управления по расчетному времени работы механизмов. Строка таблицы содержит значение расчетного ин тервала времени С „,,„,„„ работы механизма РТК, отводимого ему на работу с момента подачи на его привод

° ч сигнала управления i -, и код команды

ЧПУ ° t д g < для каждого механизма

g cà о к.

PTK рассчитывается предварительно.

Величина ".„,„,„ задается числом, кратным дискретам. Формирование КТ состоит из формирования строки и записи ее в КТ в порядке очередности перед меткой конца КТ (выполняется по алгоритму, сходному с алгоритмом 4S .постановки задания в очередь, фиг.34) .

КТ формируется только для тех команд первой группы, которые относятся к командам запуска механизмов PTK в работу. По командам первой группы табл.1 вырабатываются три типа команд управления

° М

Первый тип (формат представлен на фиг.39) относится к командам управле— ния механизмами, приводы которых выполняют команды Вперед", "Назад", "Стоп". Этот тип команд кодируется значениями "О" и "1" разрядов РС01, PCO0, PC 42 УПО 7. Наличие "1" в разря92 20 дах команды управления означает включе ние привода.На один и тот же привод не могут одновременно поступать взаимоисключающие команды "Вперед" и "Назад". Командой Стоп для привода является наличие "0" в соответствующих разрядах команды управления. Код типа команды "О", "1" и код самой команды на время исполнения ее механизмами PTK хранятся в PC 42 и выходном регистре УПО 7 соответственно.

Первый тип команды управления поступает на вход БУ 33 и 34 УС 9, на выходе которых вырабатываются сигналы управления приводами 16 PTK.

Второй тип команды управления (формат представлен на фиг.40) кодируется значениями "1" и "0" разрядов

РС01, PCO0., PC 42, УПО 7. Этот тип команд относится к командам управления механизмами, приводы которых выполняют команды Включить" Выключить", "1" в разрядах команды управления означает "Включить, "О" — Выключить". Команды управления второго типа через выходной регистр УПО 7 по-. ступают на входы регистра БУ 35 УС 9, где запоминаются на все время работы.

Сигналы i управления поступают на

° Y приводы соответствующих механизмов

PTK с выхода БУ 35.

Третий тип команд управления (формат представлен на фиг.41) относится к командам управления механизмами с приводами П1, П4, П5 в режиме слежения (следящими приводами) ° Если командами первого типа данные механизмы осуществляют движение до граничных точек траектории, то по командам

21 1328792 22 есть "Ответ по (А)", ВДОО = Π— "Ответ по (А)" нет. УС 9 обеспечивает одновременную выработку сигналов управления по командам управления первого и второго типов или по командам управления второго и третьего типов. Для формирования команд управления в ОЗУ ЦП 12 отводится три ячейки для хранения копий кодов команд, выданных в УС 9. Формирование команды заключается в изменении соответствующего разряда на "О" или "1". Команды управления выдаются в следующем порядке: сначала ЦП 12 в разряды РСОО, РС01, РС 42 УПО 7 в потоке i< выдает код команды, а затем в разряды

ВД15 — ВД00 выходного регистра УПО 7 . iv в потоке i- команду управления. При одновременном выполнении команд управления сначала выдается команда второго типа (фиг.40).

Упрощенная блок-схема алгоритма обработки команд второй группы (табл.1) представлена на фиг.42. Кома