Система программного управления станками
Патент 603953
Авторы
Классы МПК
Система программного управления станками
Иллюстрации
Реферат
Союз Советских
Социалистических
Республик
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕ Н ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (11) 603953 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 03.10.74 (21) 2065080/18 24 с присоединением заявки № 2111994/18 (23) Приоритет (43) Опубликовано25.04.78.Бюллетень № 15 (45) Дата опубликования описания i0.04. "18 (51) М. Кл.
G 05 В 19/18
Государственный квинтет
Совета Мнннстроа СССР оо делам нзооретеннй н открытий (53) УДК621.503. .55 (088.8) (72) Авторы изобретения
А. С. Грицай и П. П. Крутиков (71) Заявитель (54) СИСТЕМА ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ СТАНКАМИ
Изобретение касается систем числового про граммного управления (ЧПУ) технологическим оборудованием.
Известны системы, в которых одна электронная вычислительная машина (ЭВМ) управляет работой группы станков с ЧПУ, причем кроме ЭВМ в системе имеются средства, осуществляющие некоторые функции числового программного управления, например интерполяторы (11,(2).
Основным режимом работы ЭВМ в таких системах является режим прерывания по запросам на управляющую информацию от интерполяторов. Существуют потери времени ЭВМ, связанные с сохранением и восста новлением содержимого программно-доступных регистров при обработке прерываний. Особенно ощутимы !5 такие потери в системах с большим количеством управляемых станков и малым временем отработки кадров управляющей информации интерполяторами, что имеет место при использовании в системах линейных или малоразрядных интерполяторов.
Наиболее близким техническим решением к предложенной является система программного управления станками, содержащая ЭВМ и по числу управляемых станков последовательно соединенные интерполяторы, входы которых
2 подключены к ЭВМ, и устройства станочного управления (3).
Однако для этой системы характерно недостаточное быстродействие.
Целью изобретения является значительное снижение потерь машинного времени вычислительной машины, связанных с обработкой прерываний, за счет сокращения количества прерываний процессора, т. е. повышение быстродействия системы.
Это достигается тем, что предложенная система содержит по числу управляемых станков устройства задержки прерываний, входы которых подключены к входам и выходам интерполяторов, опрашивающие выходы которых соединены с электронной вычислительной машиной, подключенной к выходам устройств задержки прерываний.
Устройство задержки прерываний может содержать элемент задержки, вход которого подключен к единичному входу триггера и является входом устройства. другим входом которого является нулевой вход триггера, выход элемента задержки соединен со входом элемента совпадения, другой вход которого подключен к единичному выходу триггера, а выход является выходом устройства.
603953
Устройство задержки прерываний может также содержать дополнительный элемент совпадения, входы которого подключены ко входу устройства и единичному выходу триггера, а выход — ко входу элемента задержки, управляющий вход которого. соединен с нулевым входом триггера.
На фиг. 1 представлены структурная схема системы и устройство задержки прерываний, вход которого подключен к опрашивающему выходу интерполятора; на фиг. 2 — структурная схема системы и устройство задержки прерываний, вход которого подключен к управляющему выходу интерполятора.
Система содержит ЭВМ 1, состоящую из запоминающего устройства 2, устройства 3 ввода-вывода и процессора 4, устройства 5 задержки прерываний, состоящие из элемента совпадения 6, элемента задержки 7 и триггера 8, интерполятора 9, устройства 10 станочного управления, причем процессор 4 имеет входы 11 и 12.
Устройство 5 содержит дополнительный 13 элемент совпадения. Элемент задержки выполнен в виде счетчика, счетный вход которого соединен с выходом дополнительного элемента
13 совпадения, а установочный вход — со входом устройства 5, связанным с выходом ЭВМ 1.
Система программного управления станками, показанная на фиг. 1, работает следующим образом.
Сигнал запроса на управляющую информацию следующего кадра, формируемый в момент начала отработки текущего кадра интерполятором 9, поступает в ЭВМ.1 на программнообслуживаемый вход 11 процессора 4, не прерывая работы процессора. Одновременно сигнал поступает в устройство задержки 5 прерываний на вход элемента 7 задержки (счетчик) и на единичный вход триггера 8, устанавливая его в положение, при котором элемент 6 открыт.
Процессор 4 реализует программы группового управления, периодически опрашивая вход
11. При наличии на входе 11 запроса от интерполятора 9 процессор 4 выдает управляющую информацию следующего кадра, хранящу юся в запоминающем устройстве 2, после ввода ее с устройства 3 ввода-вывода, на интерполятор 9 и одновременно сигнал сброса на нулевой вход триггера 8.
Если за время задержки, осуществляемой элементом 7 задержки, процессор 4 не успевает опросить вход 11 и выдать на интерполятор 9 управляющую информацию, сигнал запроса с выхода элемента 7 задержки через открытый элемент 6 поступает на прерывающий вход 12 процессора 4 и прерывает работу процессора 4 и немедленную выдачу управляющей информации на интерполятор 9. Интерполированные данные с интерполятора 9 поступают на устройство 10 станочного управления.
Время задержки (t,), определяемое элементом 7 задержки, рассчитывается по формуле кмин tg p. где Ф . — минимальное время отработки интерполятором кадра управляющей информации; — время выдачи управляющей информации на интерполятор из ЭВМ.
Система программного управления станками, показанная на фиг. 2, работает следующим образом.
Сигнал запроса на управляющую информацию следующего кадра, формируемый в момент начала отработки текущего кадра интерполятором 9, поступает в ЭВМ 1 на программно-обслуживаемый вход 11 процессора 4, не прерывая работы процессора, и на единичный вход триггера 8 (прерывания), устанавливая
его в положение, при котором элементы 6 и
13 открыты. Импульсы, управляющие движением исполнительных органов устройства 10, с выхода интерполятора 9 поступают через открытый элемент 13 на вход предварительно устанавливаемого счетчика 7. В счетчике установлена величина задержки прерывающего сигнала N,,определяемая по формуле
N — — N,— N„. +Ê, где N» — емкость счетчика;
Х„ „ — количество импульсов, необхоrs димое для отработки максимальной координаты;
К вЂ” величина упреждения возникновения прерывающего сигнала по отношению к моменту окончания отработки максимальной зо координаты, необходимое для обслуживания. интерполятора по прерыванию и выраженное в количестве импульсов.
Величину упреждения можно рассчитать по формуле
35 (d.60 10 ) где S — скорость подачи, мм/мин; — время, необходимое ЭВМ для обслуживания интерполятора по прерыванию, мксек;
d — дискретность привода станка (ве4в личина перемещения на один импульс), мм; (} — обозначение целой части числа.
Процессор 4 реализует программы группового управления, периодически опрашивая вход
11. При наличии на входе 11 запроса от ин4s терполятора 9 процессор 4 выдает информацию следующего кадра, хранящуюся в запоминающем устройстве 2, после ввода ее с устройства 3 ввода-вывода на интерполятор 9, устанавливает триггер 8 в положение, при котором элементы 6 и 13 закрыты, рассчитывает и выдает на предварительно устанавливаемый счетчик 7 величину задержки прерывающего сигнала.
Если за время, требующееся для заполнения счетчика 7, процессор 4 не успевает опросить вход 11 и выдать на интерполятор 9 управляющую информацию, сигнал переполнения с выхода счетчика 7 через открытый элемент 6 поступает на прерывающий вход 12 процессора
4, вызывает прерывание работы процессора 4 и немедленную выдачу управляющей информа- .
60 ции на интерполятор 9.
603953
Формула изобретения
1
1
1
1
I
1
Фиг.1
Фигг
Составитель Н. Белинкова
Техред О. Луговая Корректор А. Гриценко
Тираж 1033 Подписное
Редактор В. Гончуков
Заказ 2086/39
UHHHIlH Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий
1!3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4
Предложенная система управления группой станков позволяет значительно уменьшить потери машинного времени ЭВМ, связанные с обработкой прерываний, так как задержка прерываю1цего сигнала осуществляется в зависимости от величины отрабатываемой интерполятором координаты и скорости отработки. Это позволяет увеличить время, отводимое на опрос программно-обслуживаемого входа.
1. Система программного управления станками, содержащая электронную вычислительную машину и по числу управляемых станков последовательно соединенные интерполяторы, 15 входы которых подключены к электронной вычислительной машине, и устройства станочного управления, отличающаяся тем, что, с целью повышения быстродействия системы, в нее введены по числу управляемых станков 20 устройства задержки прерываний, входы которых подключены к входам и выходам интерполяторов, опрашиваюШие выходы которых соединены с электронной вычислительной машиной, подключенной к выходам устройств задержки прерываний.
2. Система по и. 1, отличающаяся тем, что устройство задержки прерываний содержит элемент задержки, вход которого подключен к единичному входу триггера и является входом устройства, другим входом которого является нулевой вход триггера, выход элемента задержки соединен со входом элемента совпадения, другой вход которого подключен к единичному выходу триггера, а выход является выходом устройства.
3. Система по п. 2, отличающаяся тем, что устройство задержки прерываний содержит дополнительный элемент совпадения, входы которого подключены ко входу устройства и единичному выходу триггера, а выход — ко входу элемента задержки, управляющий вход которого соединен с нулевым входом триггера.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:!. Патент Великобритании № 1322128, кл.
G 3 N, 1969.
2. Гусев А. П., Ев генев Г. Б. и Рапи опорт Г. Н. Групповое управление станками от
ЦВМ, М., «Машиностроение», 1974, с. 106.
3. Авторское свидетельство СССР № 433450, М. кл. G 05 В 19/18, 1972.