В позиционных системах ЧПУ ВЛУ проще, чем в контурных, так как нет необходимости преобразовывать программную инфор­мацию в унитарный код и ие требуется интерполятор.

В позиционной системе с регулируемым электроприводом и им­пульсным ДОС (схема на одну координату приведена на рис. 7-23) числовая программа (/7) на один цикл позиционирования задается от наборного поля нли воспроизводится с перфоленты (перфокар­ты). Код программы схемой ввода (СВ) преобразуется в код управ­лення и в параллельном коде заносится в реверсивный счетчик (РСч). Схемы импульсного ДОС и СФИО, как и на схеме рис. 7-13, обеспечивают переключение каналов следования импульсов иа вход сложения нли вычитания РСч в зависимости от направления движения ИО.

Младшие разряды РСч входят в состав цифроаналогового пре­образователя «код — напряжение» (ПКН), а состояние старших разрядов контролируется схемой ИЛИ — НЕ, которая вместе с усилителем (У) и реле (Я) образует коммутатор (/С).

При задании больших перемещений, когда хотя бы один из старших разрядов РСч находится в состоянии «1», сигнал на выходе схемы ИЛИ — НЕ будет «О» и реле Р будет отпущено. На схему управления скоростью электропривода подается управляющее на­пряжение ± £/у. макс, и электропривод работает в режиме стабили­зации максимальной скорости. По мере отработки заданного пере­мещения показания РСч будут уменьшаться и, когда все старшие разряды окажутся в состоянии «О, на выходе - схемы ИЛИ — НЕ будет сигнал «1», который вызовет срабатывание реле Р. Контур положения замыкается через ПКН и регулятор положения (РП). Таким образом, ПКН вместе с коммутатором К формирует зави­симость управляющего напряжения от ошибки в виде ступенчатой характеристики с насыщением.

Если рассогласование хпр — х меньше значення хг (см. график на рис. 7-23), то система работает как замкнутая по положению. Для обеспечения отработки без перерегулирования характеристика у = f (хпр — х) может быть вынолнена нелинейной, близкой к ха­рактеристике рис. 6-5, б.

Часто при торможении электропривода предусматривается режим дотягивания на минимальной скорости с размыканием контура регулирования положения и подаадй иа схему управления ско­ростью управляющего напряжения ± £/у. мяН. Характеристика 1/у = = f tap — х) при таком управлении может быть нереверсивной, что позволяет упростить схемы СВ, СФИО и ПКН.

Позиционная СПУ может быть выполнена с кодовым ДОС. Тогда иа вход РСч включается сумматор, вычисляющий алгебраи­ческую разность числа, записанного в. регистр - абсолютного отсчета и представляющего собой программу в абсолютном отсчете, н числа, характеризующего состояние кодового ДОС. После ввода программы на очередной цикл сумматор выдает на РСч рассогласова­ние, соответствующее заданию перемещения в цикле.

Кодовые ДОС в настоящее время применяются и для контурных СПУ, управляемых непосредственно от ЭВМ и функционирующих в режиме разделения времени. Сравнение программной информа­ции в кодовом виде и информации, снимаемой с ДОС, происходит в дискретные моменты времени, один раз за период квантования. Для обеспечения непрерывности управления предусматривается запоминание (на время прерывания) аналогового управляющего сигнала.

В установках, не требующих от возиционной системы ЧПУ высокого быстродействия, часто применяется снижение скорости в несколько ступеней.

В фазовых позиционных системах ЧПУ числовая информация преобразуется в фазовую с помощью электронных дискретно-аиа - логовых преобразователей [27]. Принципиально система строится так же, как л оказанная на рис. 7-20, а, но вместо импульсню-фа - зового цреофазоввтеля в ней применяют преобразователи с па­раллельным вводом кода программы типа «число — фаза» («код — фаза»). Числовая программа вводится параллельным двоичным кодом. Выходами преобразователя «число — фаза» (рис. 7-24, а) являются последовательности импульсов на шине d, поступающие на вход формирователя Ф1, и на шине q, которые вводятся иа вход измерителя рассогласования (ИР) (см. рис. 7-20).

Схема преобразователя включает в себя: двоичный делитель частоты (ДЧ), состоящий из триггеров Т0 — Тп ключи Ко — К с двумя входами каждый; триггер-формирователь (ТФ) с раздель­ными входами; схемы совпадения (ИЗ и И4).

Появление единицы в любом нз двоичных разрядов кода про­граммы приводит к подключению прямого выхода соответствующего триггера к схемам И І и И2 через соответствующий ключ. Если программная информация содержит нули во всех разрядах, то все ключи имеют на выходе единичный сигнал и схемы И і и И2 работают в режиме повторителей сигналов d и триггера Тп% а выходной сигнал q совпадает по фазе с опорным (или отличается от него на 180°). При введении ненулевой программной информа­ции схемы И1 и Н2 осуществляют логические операции умноже­ния сигналов, снимаемых с ключей, и постоянно действующих последовательностей опорных импульсов d и

На рис. 7-24, б представлены временные диаграммы распреде­ления импульсов для случая, когда открыты ключи Кп- и Кп-. Выходной сигнал с И1 формируется как результа'т логического умножения сигналов, унимаемых в точках о, с и d, т. е. е = о Д с Д d (где Д — знак логического умножения), а сигнал с И2 — как результат логического умножения входных величии в точках о, с, dlf т. е. f = o Д с Д dj. Первый нм пульс с выхода о, поступающий прн совпадении единиц от точек с и du пройдет через схему И2 на выход f и изменит состояние ТФ, а последующие только подтвердят его состояние. Следующее изменение состояния ТФ наступит при появлении первого импульса на шине е, соединен­ной с другим входом триггера. В результате выходной нмпульс ц будет сдвинут относительно опорного d на 2° + 23 9 дискрет­

ных единиц, илн по фазе на 9я/16 (если считать число разрядов делителя частоты п =- 4).

Очевидно, что сдвиг по фазе между импульсами d и q в общем случае будет равен фпр — Лгя/2Л, где N — число, заданное про­граммой, п — число двоичных разрядов делителя частоты.

Дискретность задания по фазе определяется величиной Дф„р *= = л/2'г; максимальное число, задаваемое программой на один цнкл позиционирования, составит Ммакс = 2" — I, а максимальный фазовый сдвиг фпр. ма1£с = (2я — 1) п/2я. С помощью схем ИЗ н И4 задается знак ф11р, а следовательно, и направление движения И0> Для задания направления движения «Вперед» на вход В схеми ИЗ подается единичный сигнал. При этом на выход схемы ИЛН проходят сигналы с прямого выхода ТФ. Импульсы последователь­ности q отстают от импульсов опорной последовательности » (рис. 7-24, б).

При задании напр золения «Назад» импульсы последователь­ности д будут опережать импульсы опорной последовательности.

Использование одного фазового датчика н одного канала управ­ления в позиционной фазовой системе имеет ограниченное практи­ческое применение, так как в этом случае нельзя обеспечить управ­ление перемещением в любую заданную точку по координате на отрезке определенной длины с требуемой точностью.

Если ошибка по углу фазовой системы составляет Дер, то для линейного перемещения в одном направлении на величину L она вызовет линейную ошибку

а -150 Л(Р - <7-14)

Максимальная длина, которую может отрабатывать система с заданной точностью, составит

, __ 180 с

^"тэкс — дф" ^доп»

we fymn—допустимая линейная ошибка.

Если принять Аф = 3,6е, то получаем максимальный рабочий ход: при 6Д0П = ОД мм = 5 мм, при 6Д0П = 0,01,мм LMaKC = =0,5мм, т.е. величину очень малую и явно недостаточную, например, для механизмов подач металлообрабатывающих станков. Для рас­ширения максимального рабочего хода при заданной линейной точности применяют многоканальные системы с каскадным соеди­нением датчиков. Роторы датчиков отдельных каналов связываются кинематической передачей, а вторичные обмотки поочередно под­ключаются к демодулятору (фазовому дискриминатору) специаль­ным коммутатором. У вел и чев неточности при переключении каналов поясняется рис. 7-25, на котором показаны характеристики фа­зового дискриминатора непрерывного действия, представляющие собой зависимости выходного напряжения дискриминатора Uy от линейного перемещения х по координате для каналов грубого (ГО), среднего (СО) и точного (ТО) отсчетов.

Передаточное число і между роторами датчиков второго и пер­вого каналов должно быть выбрано так, чтобы полный рабочий ход датчика второго канала (180°) перекрывал угловую ошибку датчика первого канала (rt/t) ^ Д<р. Практически максимальную рабочую зону датчика принимают несколько меньшей, например 5л/6 для дискретного широтно-импульсного фазового дискримина­тора и я/2 — для фазового дискриминатора непрерывного действия. В последнем случае

і — я/(2Дф). (7-15)

Максимальная линейная ошибка при одном канале согласно (7-14) с учетом (7-15) составит

с т Аф ___________________________ ^макс

— ^МВКС л — 2 І '

а максимальная лилейная ошибка при двух каналах будет

Аналогично для т каналов

(7-16)

(7-16) найти число каналов, необходимых для обеспечения требуемой точности при заданном максимальном рабочем перемещении

_ 3о§ •£-ИЧХг/(2бдоп)

т togi •

Для удобства набора и ввода программы, а также отсчета по­казаний датчиков различных каналов обычно передаточное число

берут равным 10 или 100 для счисления 8; 16; 32 или 64 (для двоич­ной системы).