Описание работы функциональных узлов, входящих в заданную электрическую схему ЧПУ с диаграммами их работы

2.4. Описать работу функциональных узлов входящих в заданную электрическую схему ЧПУ с диаграммами их работы.

Модуль  КИП состоит из следующих функциональных узлов:

- генератор тактовых импульсов;

- схема управления;

- схема развязки и формирования;

- регистры-счетчики;

- буферный регистр;

- схема прерываний.

Тактовая система устройства собрана на микросхемах D 32.1,2,3;

D 1.1,2,3,4; D 2.5; D 5; D 13 и резонатор Q. 

C четырёх фотоимпульсных датчиков три сигнала (ОСН, НО, СМ) поступают на соответствующие входы схем потенциальной развязки и защиты от помех. Потенциальная развязка предназначена для того, чтобы не допустить попадания напряжения питания датчиков на блок КИП и косвенно защитить сигналы от помех.

Непосредственная защита от помех в схеме имеет роль  активного фильтра. Ее присутствие необходимо, так как кабель с датчиков проходит по станку мимо силовых цепей и имеет большую длину.

В токарных станках применяются датчики выдающие 1000 импульсов на оборот вала двигателя по координатам Z и X,  датчик штурвала выдающий 100  имп./об и датчик выдающий 1024 имп./об шпинделя. Помимо этого в электронной системе программного управления «Электроника НЦ-31» путем изменения параметров работы системы можно применять датчики с другим количеством импульсов на оборот.

Сигналы НО, СМ и ОСН  имеют напряжение  5В  и потенциально связаны с блоком КИП. Преобразованные сигналы ОСН, СМ поступают на схему определения направления вращения датчика, которая из двух последовательностей импульсов формирует одну последовательность, поступающую на +1 или – 1 счетчика соответствующей координаты. 

Входной сигнал на реверсивный счетчик соответствующей координаты  зависит от направления вращения датчика. Таким образом, при одном направлении вращения информация в счетчике суммируется, а при другом вычитается.

Разрядность счетчиков каждой координаты должна зависеть от максимальной величины, которая может поступить на их входы при максимальном перемещении. В КИП счетчики взяты шестнадцатиразрядные, хотя это и не обеспечивает хранение максимального перемещения, но зато упрощает общение ПРЦ со счетчиком, поскольку ПРЦ ведет обмен шестнадцатиразрядными словами. При этом счетчик хранит не полное перемещение, а только приращение перемещения по координате, которое произошло от одного обращения до второго.               

Сигнал НО выходя со схем потенциальной развязки и защиты от помех поступает на схему прерывания, а от туда может быть записан в регистр состояния предназначенный для:

1) указания по какой координате определен сигнал НО.

2) определения и сохранения сигнала НО до отправления в ПРЦ.

Импульсы с датчика, выданные соответствующей схемой определения направления вращения, поступают на вход +1 или – 1 счетчика соответствующей координаты, куда и записываются с полученным на входе   знаком.

Счетчики для каждой координаты и регистр состояния образуют в блоке пять элементов памяти, которые должны быть доступны ПРЦ, как по записи, так и по чтению – это необходимо не только для выполнения элементами памяти своей основной функции, но и для возможности диагностирования. Для ввода и вывода информации блок должен иметь устройство ввода-вывода. Оно может быть построено для каждого элемента памяти в отдельности или взято одно на блок. Но тогда необходим мультиплексор, контролирующий информацию с выходов элементов памяти на вход устройства ввода-вывода.

Импульсы с датчика могут поступать в счетчик в любой момент времени. ПРЦ также может обратиться к счетчику в любой момент времени, в том числе и во время, когда счетчик изменяет своё состояние, что может привести к считыванию искаженной информации, чтобы  исключить это, время записи импульсов в счетчик и время считывания информации из счетчика должно быть раздельным. Данную функцию обеспечивает буферный регистр.

Контроллер измерительных преобразователей имеет схему управления, которая предназначена для формирования сигналов управления всеми узлами блока. Работает данное устройство по сигналам управления с АМТ: ВБ «4», ЗП, ПА «3». Для задания реального времени в устройство введен генератор тактовых импульсов (ГТИ).

Схема прерывания КИП предназначена для записи сигнала НО в регистр состояния при выходе в «0» или при синхронизации от датчика шпинделя во время нарезания резьбы.