1. Интерполяторы. Способы исполнения.

В системах ЧПУ рабочие органы механизмов перемещаются по опорным точкам движения инструмента схвата робота и другим. Движение между опорными точками задается с помощью устройств, которые называются интерполяторами. В дальнейшем за интерполятор будем принимать устройство, на вход которого кадр за кадром подается информация в виде цифровых кодов, а на выходе выдается информация для каждой координаты в виде унитарного кода. Унитарный код по каждой координате подается непосредственно в систему управления приводом данной координаты.

Движение от одной опорной точки к другой может осуществляться по прямой или кривой. В зависимости от этого интерполяторы могут быть линейными или нелинейными. В практике ЧПУ наибольшее распространение получили линейно круговые интерполяторы.

По способу применения различают: автономные и встроенные интерполяторы. В последнем случае интерполятор встраивается непосредственно в систему управления и работает в ее режиме. Это означает, что считывание и обработка информации производится последовательно кадр за кадром.

Структура системы ЧПУ со встроенным интерполятором изображена на рис. а), где обозначено:

БПР – блок программ ИНТ – интерполятор ДП – датчик положения Фи – обрабатываемая координата ЭП – электропривод СУ – система управления РО – рабочий орган

Автономные интерполяторы рисунок б) в).

При такой схеме один интерполятор может обслуживать несколько станков с ЧПУ.

МГ – магнитная головка МЛ – магнитная лента ППЗУ – перепрограммироваемое запоминающее устройство.

В зависимости от видов вычислительных процедур и алгоритмов функционирования различают интерполяторы, реализующие принципы разложения пространственной функции на параметрические составляющие на основе решения алгебраических и дифференциальных составляющих.

Алгоритмы интерполяции разделяются на 2-е группы: 1. Алгоритмы, задачей которых является определение момента выдачи единичных приращений по координатам. Частота выдачи приращений зависит от скорости изменения координат. 2. Период расчета, имеют расчет от текущего значения координат постоянных. Задачей является определения приращения координат накопленного за период расчета.

К первой группе относятся методы оценочной функции и цифрового дифференциального анализатора. Ко второй метод цифрового интегрирования.

2. Функциональная схема импульсно-фазовой системы чпу.

Основными элементами схемы является ГТИ, импульсно-фазовый преобразователь, измеритель рассогласования ИР, аналоговая часть системы управления ЭП, РО, ДОС с вращающийся трансформатор и формирователь импульсов ФИ. Формирователь напряжения ФН для питания первичной обмотки вращ. трансформатора, ПЧН – преобразователь частота - напряжение

ГТИ вырабатывает два последовательных импульса А и В с частотой сдвинуты относительно друг друга на на 0.5

Опорная частота значительно больше частоты след. импульсов программы ФПР, получающих от интерполятора по входам В или Н.

ИФП содержит блоки синхронизации БС1, БС2 на входы которых поступают импульсы программы и тактовые импульсы серии В с помощью делителя опорной частоты ДОЧ и делителя частоты координаты ДЧК.

----- образ сигнала с частотой f_к и f_о, где Nкоэф. деления делителей ДОЧ и ДЧК. При движении вперед импульсы программы с частотой f_пр поступают ко входу В при этом триггер Т со счетным входом находится в положении 0. На его инверсном выходе имеется сигнал логическая 1.

Посредством чего ключ К1 открыт и импульсы серии А приходят на схему ИЛИ 1 и затем на вход ДЧК. Импульс программы поступает на вход БС1синхр. Импульсы серии Б т.е. на выходе БС1 импульс программы появится со сдвигом во времени одновременно с ближайшим послед.импульсом серии В. Этот импульс так же проходит через схему ИЛИ 1 на вход ДЧК в результате на выходе ДЧК образуется сигнал задания программы

Программный импульс «назад» появится одновременно с ближайшим импульсом серииВ на выходе БС2 и затем через схему 1или 2 на счетном входе триггера Т. Триггер перейдет в единичное состояние ключ К1 закроется и очередной импульс серии Анедоходит до ДЧК. Одновременно отпирается лючК2 и послед. импульс серииВ устанавливает триггер в 0-е состояние. Таким образом, при движении назад на выходе ДЧК появится сигнал с частотой .

Импульс сигнала с ДОЧ поступает на ФН преобразующий входной сигнал в напряжение и , где . Эти напряжения подводятся к обмлткам возбуждения вращ. трансформатора в котором создается магнитное поле, вращающееся с частотой . Поле создает в обмотках ротора ЭДС, фазы которой зависят от положения ротора. Формирователь импульсов преобраз. ЭДС ротора в сигнал с частотой , где - частота, зависящая от скорости вращения ротора .

При нормальной работе привода частота .

Сигнал задания координаты U_зк с выхода ДЧКи сигнал обр. связи U_ос­с выхода формирователя импульсов поступает на входы измер. рассогласования, состоящего фазового дискриминатора ФДи фильтра Ф. Сигналы U_зки U_ос не является синусоидальным, а представляет собой последовательность прямоугольных импульсов.

В периоды Т_к иТ_освследствии достаточно большого коэф. деления NДЧ мало отличается от периода сигнала получаемого с выхода ДОЧ. Если принять что периоду Т_ксигнала задания координаты соотв. фазовый угол , то интервалы между появлением имп. U_зк и ближайшему импульсу U_ос будет соответствовать некоторый фазовый угол .

Фазовый дискриминатор представляет собой РС триггер котор. преобразует импульсные сигналы в ступенчатые сигналы и на выходах триггера напряж. триггера U_т равное поступает на вход фильтра Ф образ.напряжение на выходе измер. расслгласованияU_ир=0 и это соответствует заданному положению рабочего органа. Напряжение рассогласования подается на вход аналоговой части привода (регулятор напряжения). При рассоглас. знак напряженияU_ир меняется на противоположный и вместо ускорения РО подается сигнал на его замедление.