Линейно-круговой интерполятор

 

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано в системах числового программного управления станками. Целью изобретения является повьппение точности интерполятора . Интерполятор содержит первые 1, 2 и вторые 3, 4 регистры, первые 5,6 и вторые 7, 8 сумматоры, умножители 9 и 10, делители 1 1. и 12, вентили 13 и 14, блок тактирования 15, блок переключения 16, пятый регистр 36, четвертый сумматор 37, -третьи сумматоры 38, 39, четвертый регистр 40, третьи регистры 41, 42, второй блок 43 элементов И, первые блоки 44, 45 элементов И. Интерполятор обладает большой точностью и обеспечивает точный приход в конеч§ ную точку интерполяции участка. (/) 3 ил. О СП чЗ Го

ССЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1265700 A 2 (дд,1 G 05 В 19/18 19/41

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

rlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (6)) 1149218 (21) 3667636/24-24 (22) 29.11.83 (46) 23,10.86. Бюл. № 39 (71) Харьковский политехнический институт им. В.И.Ленина (72) О.Г.Простаков, И.А.Раисов, А,Г.Середкин и А.Н,Сухер (53) 671.503.55(088.8} (56) 1, Авторское свидетельство СССР № 1149218, кл. G 05 В 19/18, 1982. (54) ЛИНЕЙНО-КРУГОВОЙ ИНТЕРПОЛЯТОР (57) Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано в системах числового программного управления станками. Целью изобретения является повьппение точности интерполятора. Интерполятор содержит первые 1, ? и вторые 3, 4 регистры, первые 5,6 и вторые 7, 8 сумматоры, умножители 9 и 10, делители 11 и 12, вентили 13 и 14, блок тактирования

15, блок переключения 16, пятый регистр 36, четвертый сумматор 37,,третьи сумматоры 38, 39,-четвертый регистр 40, третьи регистры 41, 42, второй блок 43 элементов И, первые блоки 44, 45 элементов И. Интерполятор обладает больной точностью и обеспечивает точный приход в конечную точку интерполяции участка.

3 ил.

1265700

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах числового программного управления станками. 5

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является линейно-круговой интерполятор, содержащий в каждом координатном канале первый регистр, выход которого сое10 динен с первым входом делителя, под- . ключенного первым выходом к первому входу группы вентилей, блок. тактирования, блок переключения и в каждом координатном канале последовательно соединенные первый сумма" тор, второй регистр, умножитель и второй .сумматор, выход которого соединен с первым входом первого регистра, а второй вход — с выходом группы вентилей, второй вход которого соединен с вторым входом первого регистра и с вторым выходом блока тактирования, первый выход

25 которого подключен к второму входу умножителя, третий выход — к второму входу делителя, а четвертый вы- ход — к первому входу второго регистра другого канала и.к первому входу блока переключения, соединенного выходом с первым входом первого сумматора, второй вход которого подключен к выходу второго регистра, второй вход блока переключения соединен с вторым выходом делителя, З5 третий вход которого подключен к входу устройства, в котором блок тактирования содержит генератор импульсов, выходом соединенный с первым входом первого элемента И, второй вход ко- 40 торого через первый триггер соединен с выходом первого счетчика, а также последовательно соединенные второй элемент И, второй триггер, второй счетчик и дешифратор, выходы которых 45 соединены с выходами блока тактирования, выход первого элемента И соединен с входом первого счетчика и с входом второго счетчика, входы второго элемента И и R-вход первого триггера подключены к входам блока тактирования tll.

Однако интерполятор имеет низкую точность выхода в конечную точку участка интерполяции. Если шаг 55 интерполяции по контуру Н=ч (ч скорость подачи, — интервал вычисления приращений ., а величина перемещения по контуру 1, то общее число шагов интерполяции и= 1/Н. Поскольку и - целое число, то при некратности величин 1 и Н возникает ошибка выхода в конечную точку участка интерполяции, максимальная величина которой достигает значения +(H-1) .

Цель изобретения — повышение точности интерполятора.

IIocTBBiIeHHBR цель достигается тем, что в линейно-круговой интерполятор введены в каждый координатный канал третьи сумматоры, третьи регистры и первые блоки элементов

И, второй блок элементов И, четвертый регистр, четвертый сумматор и пятый регистр, подключенный входом к первой шине "Шаг интерполяции", а выходом — к первому входу четвертого сумматора, соединенного вторым входом и выходом соответственно с выходом и с информационным входом четвертого регистра, подключенного тактовым входом к выходу переполнения блока тактирования, а выходом переполнения — к первому входу второго блока элементов И, связанного вторым входом с второй шиной "П1аг интерполяции", а выходом — третьими входами умножителей, причем первые входы третьих сумматоров подключены к соответствующим выходам блока переключения и к первым входам соответствующих первых блоков элементов И, вторым входом и выходом соответственно к информационному выходу и информационному входу соответствующего третвего регистра, связанного тактовыми входами с соответствующими четвертыми выходами блока тактирования, установочными входами— с соответствующими координатными шинами устройства, а выходами переполнения — с вторыми входами соответствующих первых блоков элементов И.

На фиг. 1 представлена функциональная схема интерполятора; на фиг. 2 — функциональная схема блока тактирования; на фиг. 3 — функциональная схема блока переключения.

Интерполятор содержит первые 1, 2 и вторые 3, 4 регистры, первые 5, 6 и вторые ?, 8 сумматоры, умножители 9 и 10, делители 11 и 12, вентили 13 и 14, блок 15 тактирования, блок 16 переключения, первые выходы

17 и 18 делителей, вторые 19 и 20 выходы делителей, выходы 21 и 22

1265700

40 блока переключения, выходы 23-30 блока переключения, входы 31 и 32 блока переключения, выходные шинь 33 и 34 блока тактирования, вход 35 блока тактирования,,пятый регистр 36, четвертый сумматор 37, третьи сумматорн 38 и 39, четвертый регистр

40, третьи регистры 41 и 42, второй блок 43 элементов И, первые блоки

44 и 45 элементов И, первая и вторая шинн "Шаг интерполяции" 46 и 47, выходы 48 и 49 первых блоков элемен— тов И, выход 50 второго блока элементов И, шины 51 и 52 подключения интерполятора, установочные входы 15

53-55 третьих и четвертого регистров.

Блок 15 тактирования содержит триггер 56 управления, генератор 57 импульсов, элемент И 58 трехразряд- 20 ный счетчик 59, элемент И 60, триггер 61 управления, счетчик 62, дешифратор 63, выход 64 переполнения.

Блок 16 переключения содержит четыре группы вентилей 65-68 и две группы элементов ИЛИ 69 и 70.

Устройство работает следующим образом, При работе интерполятора помимо вычисления приращений координат по 30 осям X и У осуществляется слежение за величинами остатков пути по контуру и координатным осям. Для этого предварительно определяются перемещения по осям PÄ и и контуру 1 35

1 на участие интерполяции. Далее величина E разбивается на два участка и 1 -1 . Определение f произво1

1 дится следующим образом. Если шаг .интерполяции Н, то число шагов по контуру n=ent(z ), где ent - целая ! часть от деления 1 на Н, Зная допустимую величину изменения скорости v, определяют ЬН дч и Н,=

=Н-дН. Далее считают, что участок отрабатывается шагом Н, участок (P-P,) — шагом Н, . Если на участке произведено и, шагов, а на участке

I --n, шагов, то при условии п, +и =

=и+1 получают систему уравнений и+и (Н-h 1;) = t

1 и +n =и+1. а

Решение системы дает и = -- (Х- (Н-дН) (и+1))

1 дН и = -- (V(n+1)-t).

1 ьН

Величину дН<дч берут так, чтобы и и и были целнми числами. Получив

1 2 и и и, определяют L,=Hn, и

Величины 1, Г„, P„ до начала

1 интерполяции участка заносятся от программы в регистры 40-42 соответственно.

В процессе работы устройства в каждом цикле интерполяции по шинам

33 и 34 осуществляется через блоки

44 и 45 элементов И передача вычис-— ленных приращений дХ и лу на выход устройства и по сигналам блока 15 тактирования, поступающим по линиям

26 и 30 на регистры 41 и 42, величины дх и ду через сумматоры 38 и 39 вычитаются из содержимого регистра

41 и 42 соответственно, В конце цикла интерполяции по сигналу переполнения счетчика 59 блока 15 тактирования, поступающего с выхода 64 на регистр 40, величина Н через сумматор 37 вычитается из содержимого регистра 40. Так как начальная установка регистра 40 равна f то обнуление регистра служит сигналом окончания отработки участка 1„. Сигнал переполнения регистра 40 через блок

43 элементов И заносит величину Н =

=Н-дН с выхода 50 на умножители 9 и

10. Поэтому все последующие циклы интерполяции осуществляются. шагом Н, .

Окончание процесса интерполяции производится по сигналам регистров

4I и 42, переполнение которых означает, что отработаны величины Г„ и

P по осям Х и У. Сигналы регистров

41 и 42 закрывают по вторым входам блоки 44 и 45 элементов И и по вы-.. ходам 51 и 52 поступают на выход устройства для передачи в блок программы.

По сравнению с известным устройством интерполятор.позволяет повысить скорость вычерчивания на координатографе при контроле геометрии деталей до 40 м/мин т.е. в 2() раз и скорость записи программ на магнитную ленту до 800 мм/мин (т.е. в

16 раз), Интерполятор обладает большой точностью и обеспечивает .точный приход в конечную точку интерполяции участка. В связи с этим упрощается и уменьшается объем расчетов при подготовке исходной информации на

ЭВМ, сокращается длина исходной перфоленты и улучшаются параметры управляющей программы

S 126

4 о р м у л а и з о б р е т е н и я

Линейно-.круговой интерполятор по авт.св. Р 1149218, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения точности, в него введены в каждый координатный канал третьи сумматоры, третьи регистры и первые блоки элементов И, второй блок элементов И, четвертый регистр, четвертый сумматор и пятый регистр, подключенный входом к первой шине

"UIar интерполяции", а выходом — к первому входу четвертого сумматора, соединенного вторым входом и выходом соответственно с выходом и с информационным входом четвертого регистра, подключенного тактовым входом к выходу переполнения блока тактирования, а выходом переполнения—

5700 Ь к первому входу второго блока элементов И, связанного вторым входом с второй шинои "11аг интерполяции", а выходом — с третьими входами умножителей, причем первые входы третьих сумматоров подключены к соответствующим выходам блока переключения и к первым входам соответствующих первых блоков элементов И, вто10 рым входом и выходом соответственно — к информационным выходу и входу соответствующего третьего регистра, связанного тактовыми входами с соответствующими четвертыми выхода15 ми блока тактирования, установочными входами — с соответствующими координатными шинами интерполятора, а выходами переполнения — с вторыми входами соответствующих первых

20 блоков элементов И.

Составитель Н.Горбунова

Редактор Е.Папп Техред И.Верес Корректор С.Черни

Заказ 5661/43 Тираж 836 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раутская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4