Устройство для программного управлениястанком

Устройство для программного управлениястанком

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

8ЗОЗ07

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. санд-ву (5l)M. Кл.

Я 05 В 19/10 (22)Заявлено 03.08.79 (21) 2812007/18-24 с присоединением заявки М (23) Приоритет . тооударственный комитет

СССР

IIo делам изобретений и открытий

Опубликовано 15.05.81. Бюллетень М 18

Дата опубликования описания 18 .05.81 (53) УДК 621.S03.. 55 (088. ф

Д. 3. Левин, А,. С. Грицай, Б. Г. К

В. Я. Васильев и .В ° А. Ратмиров

1. I (1

1

1 В (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54)УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ СТАНКОМ

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и предназначено для использования в устройствах числового программного управ ления (УЧПУ) технологическим оборудованием (металлорежущими станками, кузнечно-прессовым оборудованием, автоматическими манипуляторами и т.п.) работающих в условиях высокого уровня .сетевых помех.

Известны УЧПУ Н 22, в которых защита от уменьшения или увеличения питающего напряжения, выходящего за установленные пределы, на первичной или вторичной стороне источника питания осуществляется путем прерывания программы с сохранением информации или без сохранения информации отрабатываемого кадра программы. Та-.

;кие устройства содержат блоки интер-. поляции, управления и.преобразования, ввода, задания скорости, управления шаговым приводом, питания (1).

Известны также УЧПУ типа Н55 со" держащие арифметико-логический блок ° оперативно-запоминающий блок, бльк .управления, блок памяти микрокомайд, вво да программы считывания программы> управления приводом связи со станком питания, пульт оператора, источник питания имеет на вторичной,стороне схему защиты, которая отключает питание УЧПУ при длительном уменьшении или увеличении выходного напряжения за установленные пределы (21.

Однако в данных устройствах выполнение программы прерывается, про.изводится отвод инструмента, а информация текущего кадра теряется.

Известно татке устройство типа

2У32, реализующее систем. ЧПУ на базе микро-ЭВМ Электроника НЦ-ОЗТ, содержащем микро-3BN "Электроника

НЦ-ОЗТ", блок интерфейсный, фотосчитывающий блок, блок управления приводами подач, аппаратуру злектропитания, пульты оператора и техноло

3 8303 гический, обеспечивается защита источника питания от длительных перенапряжений и сохранение информации в оперативном запоминающем устройстве (ОЗУ при аварийном отключении

5 питающей сети с помощью аккумуляторной батареи. В этих случаях выполнение текущей программы прерывается и начинается отвод инструмента, информация текущего кадра переписывает- 10 ся в ОЗУ и может быть повторно использована в режиме "Возврат на траекторию" $3j;

Изв естны также устройства, где для защиты от воздействия длительных помех из сети питания {провалов напряжения) применяется резервирование первичного или вторичного питания. В этом устройстве описаны также регистра-. торы и анализаторы импульсных помех, 20 но не приводятся примеры устройств, использующих эти анализаторы для активной помехозащиты $4).

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является уст- 25 ройство ЧПУ 2М43 на базе микро-ЭВМ

"Электроника-60", которое содержит процессор, запоьа нающий блок и набор внешних устройств, связанных шиной передачи адреса данных, за блок управления прерываниями внешних устройств, подключенный к третьему входу управления процессором, основной источник питания и резервный источник питания (буферную аккумуля- 35 торную батарею), подключенный к запоминающему блоку через блок согласования параллельно основному источнику питания. Первичное и вторичное напряжения источника питания под- 40 ключены к первому и второму входам управ. пения прерываниями процессора.

При длительном превышении напряжениями установленны значений выполнение программы приостанавливается. 4>

При длительных провалах напряжений также приостанавливается выполнение текущей программы, запоминающий блок подключается к резервному. источнику питания, в связи с чем сохраняется 50 информация о состоянии программы в момент ос та нов а Г5 3.

Однако в устройствах Г1-51 отсутствует защита от импульсных помех, превышающих по амплитуде установленный пороговый помехозащи ный уровень и прогнозирование аварийных ситуаций, связанных с увеличением числа импульсных помех и вольт-секундной площади этих помех в сети, от кото— рой работает устройство ЧПУ, что существенно снижает надежность устройств ЧПУ, работающих в цехах промышленных предприятий в условиях возцействия сетевых импульсных помех значительного уровня, так как применяемые меры борьбы с помехами обеспечивают достаточную помехозащиту только для определенного порогового уровня, В результате увеличивается количество индикатируемых и неиндикатируемых сбоев устройства ЧПУ.

В первом случае происходит останов программы по аварийному прерыванию от одного из внешних устройств.

Наиболее тяжелым случаем является неиндикатируемый сбой, когда вследствие искажения программы появляется брак детали, а обработка продолжается.

Таким образом, известные устройства характеризуются малой надежностью, обусловленной недостаточной помехоустойчивостью.при повышенном уровне сетевых импульсных помех.

Цель изобретения — повышение помехоустойчивости устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для программно- го управления станком, содержащее последовательно соединенные блок управления, первый блок прерывания и вычислитель, второй вход которого подключен к выходу первого источника напряжения и к первому входу блока согласования, соединенного вторым и третьим входами с выходами второго источника напряжения и переключателя соответственно, а выходом — со входом блока памяти, подключенного к шиче адреса, соединенной с блоком управления и вычислителем, третий вход которого подключен ко входу первого источника напряжения и к шине питания, введены последовательно соединенные первый счетчик и последовательно соединенные второй амплитудный селектор, первый амплитудный селектор, временной селектор и второй счетчик, а также второй блок прерывания, первый выход которого подключен ко входу переключателя, второй выход — ко второму входу первого блока прерывания, а первый и второй входы — ко вторым выходам соответственно временного селектора и первого

5 830307 G .амплитудного селектора, соединенного с шиной питания, вход второго амплитудного селектора подключен к выходу первого источника напряжения, а первый и второй счетчики соединены с шиной адр еса.

На.фиг. 1 представлена схема устройства; на фиг, 2 - временные диаграммы его работы.

Устройство содержит вычислитель 1, 10 блок 2 памяти, блок 3 управления (внешние устройства), первый блок 4 прерывания, первый 5 и второй 6 источники напряжения, блок 7 согласования первый амплитудный селектор 8, пер- >s вый счетчик 9, второй амплитудный селектор 10, временной селектор 11, второй счетчик- 12, второй блок 13 прерывания, шину 14 адреса, переключатель 15, Селектор 8 содержит 20 фильтр 16 и пороговые блоки 17 и 18, селектор 10 - фильтр 19 и пороговые блоки 20-22, селектор 11 — блоки 2325, а счетчики 9 и 12 соответственно содержат двоичные счетчики 26,28 25 регистры 27,29.

Устройство работает следующим образом.

Вычислитель 1 выполняет основную программу обработки, хранящуюся в 30 блоке 3, передавая команды и данные . на внешние устройства блока 3, непоссредственно управляющие механизмами. Питание вычислителя 1 и блока 2 осуществляется от источника 5. Напря- 35 жение импульсной помехи по первичной цепи питания поступает на вход фильтра 16, подавляющего напряжение промьппленной частоты. Выходное напряжение импульсной помехи с этого фильтра подается на блоки 17 и 18, выделяющие импульсы помехи, амплитуда которых превышает нижний безопасный пороговый уровень Ug u .безусловно опасный пороговый уровеньО 4> !! (фиг. 2 а), Импульсные помехи, пре-, высившие по амплитуде заданные ITopo говые уровни, формируются в прямоугольные импульсы и поступают на выход селектора 8.

40

Если импульсная помеха в момент

t,,й,, и, t< . по первичному: напряжению превышает нижний безопасный пороговый уровень 0> селектора 8 55 (фиг. 2 a) то на одном выходе этого селектора возникают импульсы, которые подсчитываются счетчиком 9 (фиг. 2 б).

В ходе выполнения диагностической программы вычислитель запрашивает информацию об уровне помех со счетчика 9, в котором накапливается информация о количестве помех, превышающих нижний безопасный пороговый уровень,Q> и в то же время меньших безусловно опасного порогового уровня U . Если число таких помех превышает допустимый статистический уровень, то вычисж тель 1,выводит сообщение об этом, прогнозируя опасную ситуацию. Если помеха в момент 14. превышает безусловно опасный и поооговый уровень 08, то блок 13 прерывает программу обработки (фиг. 2 в)и подает сигнал на переключатель 15 для отключения источника 5 от блока 2 и подключения блока 2, к источнику 6, причем вычислитель 1 переходит к выполнению диагностической программы.

Если диагностическая программа обнаруживает сбой, то он - индикатируемый. Если сбой не обн=руживается, то по окончании диагностической программы процессор продолжает выполнение рабочей программы.

Принцип селектирования помехи ис" пользуется и при анализе вторичного напряжения источника, где селектирование по амплитуде дополнено селектированием по длительности.

Напряжение импульсной помехи во вторичной цепи питания поступает на вход фильтра 19, блоки 20-22 превращают приходящие импульсные помехи в прямоугольные импульсы с длительностью, равной длительности -импульсной помехи на заданном пороговом уровне.

Отформированные импульсы в зависимости от амплитуды поступают на один из трех блоков 23-25. Если импульсная помеха в момент времениЬ„имеет амплитуду 0т причем Ус < О, Ue ( фиг. 2 r) в этом случае импульс с выхода блока 21 поступает на вход блока 24, а если длительность импульса I, n меньше ь, установленного на блок@ 24, то он не поступает на выходы селектора 1, если в моментФ длительность импульса щ (t

rain- тджх i то он поступает на один выход селектора 1 и подсчитывается счетчиком 12 (фиг. 2 д) как потенциально, но не безусловно опасный. Наконец, если в момент Ь длительность импульса ) Ь „,„, установленного для блоха 24, то импульс поступает через другой выход селектора 11 на блох 13 и

7 8ЗОЗО вызывает прерывание рабочей программы (фнг. 2 e), переключение на источник 6 и запуск диагностической пр огр аммы.

Таким образом, введение дополнительных узлов и соединение согласно изобретению позволяет выявлять и индикатировать собой У ШУ от импульсных помех, превышающих безусловно опасный пороговый уровень, а также прогноэи- 10 ровать опасные ситуации путем анализа числа и длительности помех, превышающих безопасный пороговый уровень и близких к опасному пороговому уровню. Это повышает надежность и 15 помехоустойчивость УЧПУ, устраняет неиндикатируемые сбои, вызванные сетевыми импульсныш помехами, 20 формула изобретения

Устройство для программного управления станком, содержащее последова- 25 тельно соединенные блок управления, первый блок прерывания и вычислитель второй вход которого подключен к выходу первого источника напряжения и к первому входу блока согласования, 30 соединенного вторым и третьим входами с выходами второго источника напряжения и переключателя соответственно, а выходом — со входом блока памяти, подключенного к шине адреса, 35 соединенной с блоком управления и вычислителем, третий вход которого подключен ко входу первого источника напряжения и к шине питания, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью 40

7 8 повышения помехоустойчивости .устройства, в него введены последовательно соединенные первый амплитудный селектор, первый счетчик и последовательно соединенные второй амплитудный селектор, временной селектор и второй счетчик, а также второй блок прерывания, первый выход которого подключен ко входу первого блока преырвания, а первый и второй входы — ко вторым выходам переключателя, второй выход— ко второму соответственно временного селектора и первого амплитудного селектора, соединенного с шиной питания, вход второго амплитудного селектора, соединенного с шиной питания, вход второго амплитудного селектора подключен к выходу первого источника напряжения, а первый и второй счетчики соединены с шиной адреса.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Устройство числового программного управления Н22-IN. Руководство. по эксплуатауии В/0 Станкоимпорт"

СССР. N., 1973.

2. Устройство числового программного управления типа Н55. Руководство по эксплуатации. Альбом У 1, М., 1975.

3. Устройство числового программного управления 2У32=61. M., ЭНИМС „. ,1 978.

4. Гурвич И. С . Защита электронных вычислительных машин от внешних помех. N. "Энергия", 1975,,с. 17-55, 148-152.

5. Устройство ЧПУ 2М43 на базе

МЭВМ "Электроника-60" Л., ЛЭМЗ, 1978 (прототип).

830307

Фиг.,2

Составитель Н. Беленкова

КоРРектоР Н. Швьщкая

Редактор N. Погориляк Техред И.Асталош

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул.. Проектная,4

Заказ 3200/48 Тираж 940 Подпис ное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 3(-35, Раушская наб., д. 4/5