Функциональный интерполятор

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЫ)4АЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ÄÄSUÄÄ 1272311 (584 G 05 В 19 415

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOlVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (2I) 3897892/24-24 (22) 17.05.85 (46) 23.11.86. Бюл. № 43 (7l) Ленинградский ордена Ленина электротехнический институт им. В. И. Ульянова (Ленина) (72) В. М. Водовозов, Н. Д. Заяц и М. Н. Запруднов (53) 621.503.55 (088.8) !

56) Заявка ФРГ № 2457669, .кл. G 05 D 3/00, 1977.

Авторское свидетельство СССР № 1168900, кл. G 05 В 19/18, 1984. (54) ФУНКЦИОНАЛ Ь НЬ1 Й И НТЕРПОЛЯТ0Р (57) Изобретение относится к области числового программного управления резьбонарез-ными, зубообрабатывающими, намоточными . станками и роботами, обслуживающими кон вейеры и поточные линии. Целью изобрете ния является повышение точности и быстродействия. В состав функционального интерполятора входят счетчики положения ведущей и ведомых координат, триггеры в каждой координате и два ключа, а также счетчики по числу координат и элемент задержки, блок управления. В отличие от традиционных параметрических интерполяторов, изобретение позволяет управлять ведомыми

:координатами Х, Y в функции ведущей координаты Z, обеспечить любое соотношение между приращениями в кадре по ведущей и ведомыми координатами, обеспечить высокую равномерность следования импульсов, изменять скорость движения ведомых координат, доводя ее до предельно допустимой . Ъутем соответствующей настройки элемента запаздывания. 8 ил.

1272311

Изобретение относится к числовому программному управлению и может найти применение в автоматических системах резьбонарезных, зубообрабатывающих и намоточных станков, а также роботов, обслуживающих конвейеры и поточные линии.

Цель изобретения — повышение точности и быстродействия интерполятора.

В отличие от традиционных параметрических интерполяторов предлагаемый позволяет управлять ведомыми координатами

Х, Y в функции ведущей координаты Z

В отличие от известных функциональных интерполяторов предлагаемый интерполятор позволяет обеспечить любое соотношение между приращениями в кадре по ведущей и ведомыми координатами, в том числе лг ЛХ, ЛУ; Лх = ЛУ = О, Но Лх+ О, обеспечить высокую равномерность следования импульсов. Кроме того, интерполятор позволяет учесть фактическое положение ведущей координаты: изменять скорость движения ведомых координат, доводя ее до предельно допустимой, путем соответствующей настройки элемента запаздывания.

На фиг. l приведена схема интерполятора; на фиг. 2 — временные диаграммы; на фиг. 3 — принципиальная схема, блока управления; на фиг. 4 — схема первого счетчика ведущей координаты; на фиг. 5 — схема второго ключа; на фиг. 6— схема триггера, первого ключа, второго счетчика ведущей координаты и счетчика ведомой координаты; на фиг. 7 — схема одного из введенных счетчиков; на фиг. 8— элемент задержки.

Функциональный интерполятор (фиг. 1) содержит первый счетчик 1 ведущей координаты, первый счетчик 2 ведомой координаты, второй счетчик 3 ведущей координаты, триггеры 4, первые ключи 5, вторые счетчики 6 ведомых координат, третий счетчик 7 ведущей координаты, блок 8 управления, второй ключ 9 и элемент 10 задержки. В состав блока 8 управления входят пульт

l1 управления, элемент ИЛИ 12, элемент 13 задержки, счетчик 14 кадров и блок 15 памяти. Основные функции, выполняемые блоками устройства, определяются спецификой управляемого объекта — технологическо Тустановкой с ведущей координатой Z и ведомыми координатами Х, У, совершающими программные перемещения в пространстве. Задание на перемещение в кадре координат

Х, Y поступает с информационной шины блока 8 в счетчики. Скоростью движения ведушей координаты Х, Y, Z управляет оператор с внешнего по отношению к интерполятору пульта. Информация о фактическом положении координаты Z с импульс ного датчика ее подается в виде последовательности импульсов на управляющий вход второго ключа 9.

S5 та 10 задержки (строка 10 фиг. 2) на входы обратного счета счетчиков 6 и 7 и через первые ключи 5 — на входы обратного счета счетчиков 2 и 3 (строки 5). Если счетчики 6 и 7 находятся не в состоянии

«О», код их уменьшается на единицу, и вновь возникает импульс на выходе элемента

10 задержки. Уменьшается и содержимое счетчиков 2 и 3.

Всякий раэ, когда счетчик 6 или 7 обнуляется, импульсы, поступающие из блока 10 на вход обратного счета, прекращают изЧастота импульсов на выходе ключа 9 определяется циклом обнуления счетчиков 6 и 7 и величиной задержки 10 элемента.

Число импульсов, поступающих с ведущей координаты„контролируется счетчиком 1.

Ведомые координаты Х, Y управляются импульсными последовательностями с выходов вторых счетчиков 3 ведущей координаты в функции положения ведущей координаты.

Интерполятор одновременно задает скорости, пропорциональные частоте унитарного кода и приращения ЛХ, ЛУ, AZ по координатам.

Программа управления в блоке 8 содержит информацию об этих приращениях в каждом кадре и кадры программы поочередно вводятся в счетчики. Импульсы обнуления счетчиков служат выходными сигналами, вызывающими обновление их информации. Соотношение ЛХ:ЛУ:Л7. в каждом кадре может быть произвольным, исключая hZ=0 (конец программы) . эп Рассмотрим работу устройства по временным диаграммам (фиг, 2) на примере отработки двух кадров, где ЛХ:ЛУ:ЛХ=З:4:5, и одного кадра, где ЛХ:ЛУ:ЛХ=8:0:5. В первых кадрах максимальное перемещение задано по Z — эта координата является ведущей, в последнем максимум имеет место по Х по Y запрограммирована стоянка, но Z по-прежнему остается ведущей координатой.

В исходном состоянии контакт «Пуск» пульта 11 в блоке 8 управления разомкнут и сигнал «1» с выхода блока 8 управления поступает на первые установочные входы триггеров 4, входы записи счетчи. ков — 3, 6 и 7 и вход запрета элемента

40 задержки после инверсии во втором ключе 9. Поэтому с триггеров 4 поступает сигнал «1» на первые ключи 5, в счетчики

l— - 3, 6 и 7 занесены коды ЛХ, ЛУ, AZ нулевого кадра иэ блока 15 памяти, а на выходе элемента 8 и первых двух выходах элемента 10 присутствуют сигналы «О».

40 При нажатии кнопки «Пуск» снимается сигнал с выхода блока 8, а с приходом первого импульса с входа Z открывается эле мент 10. Так как состояние хотя бы одного из счетчиков 6 или 7 не равно нулю, на инверсном выходе элемента И 9 присутствует

45 сигнал «1», который спустя период задержки, превышающий разброс в срабатывании счетчиков 6 и ?, приходит с выхода элемен12723!1 менять его код, и на выходе такого счетчика устанавливается сигнал «1», свидетельствующий о нулевом состоянии счетчика (строки 6 и 7). Одновременно возникающий сигнал обнуления счетчика 2 соответствующей координаты устанавливает триггер 4 в ноль по входу сброса и разрешает перезапись кода ЛХ или ЛУ по информационным входам (строки 2 и 4). В свою очередь, периодически возникающие сигналы обнуления вторых счетчиков 3 ведущей координаты поступают на управление ведомыми координатами Х, У, и разрешают перезапись кода Лт из блока 8 управления по информационным входам счетчиков 3 (строка 3).

Когда переходит в «О» последний из счетчиков б и 7,снимается управляющий сигнал с третьего выхода второго ключа 9, прекращая генерацию импульсов элементом !

О, а в блоки 1 и 4 поступает сигнал, уменьшающий на единицу код счетчика 1 и пере- водящий в «1» триггеры 4.

При поступлении очередного импульса с датчика положения ведущей координаты на вход блока, последний формирует сигнал

«1» на первом выходе (строка 9), разрешая перезапись кодов ЛХ, ЛУ, AZ в счетчяки

6 и 7. Так как hZ=0, появляется управляющий сигнал на третьем выходе второго ключа 9 и вновь повторяется рассмотренный цикл.

Наконец, сигнал обнуления первого счетчика 1 ведущей координаты, свидетельствующий об окончании кадра, поступает на вход блока 8 управления, увеличивая на единицу код счетчика 14 кадров. Код номера следующего кадра со счетчика 14 передается в качестве адреса в блок 15 памяти.

На шинах ЛХ, ЛУ, AZ блока 8 управления появляется информация следующео кадра, которая, спустя период задержки блока 13, необходимый для смены кадра, заносится в счетчики 1 — 3. Так как ЛХ+О, сигнал с выхода блока 8 управления снимается и при поступлении очередного импульса по входу новый кадр программы отрабатывается в рассмотренном порядке.

По завершении отработки последнего кадра программы в блоке 15 памяти остается нулевая информация по всем кадрам.

Код Л т=О на входе блока 8 управления блокирует элементы 9 и 10, прекращая сме° ну кадров и отработку. Отпустив кнопку

«Пуск» на пульте 11, оператор имеет возможность произвести начальную установку смены.

Формула изобретения

Функциональный интерполятор, содер10 жаший блок управления, первый ключ, первый счетчик ведущей координаты и в каждой ведомой координате второй счетчик ведущей координаты и последовательно соединенные первый счетчик ведомой координаты, триггер и второй ключ, выход которого соединен с входом обратного счета второго счетчика ведущей координаты и с входом обратного счета первого счетчика ведомой координаты, информационные входы всех счетчиков соединены с информационной шиной блока управления, выход которого подключен к входам записи счетчиков ведущей и ведомой координат, к первым установочным входам триггеров первого ключа, отличающийгя тем, что, с целью повышения . точности и быстродействия, он содержит

25 вторые счетчики ведомых координат, третий счетчик ведущей координаты и элемент задержки, выход которого соединен с вторыми входами вторых ключей в каждой ве- домой координате, и с входом обратного счета вторых счетчиков ведомых координат и третьего счетчика ведущей координаты, выходы которых соединены с соответствующими первыми входами первого ключа, информационные входы всех счетчиков соединены с информационной шиной блока управления, первые входы записи вторых счетчиков ведомых координат и третьего счетчика ведущей координаты подключены к выходу блока управления, а вторые входы записи — к первому выходу первого ключа, второй выход которого соединен с вто40 рым установочным входом триггеров и с входом обратного счета первого счетчика ведущей координаты, третий и четвертый выходы соответственно к первому и второму входам элемента задержки, а выход счетчика ведущей координаты соединен с входом блока управления, вход интерполятора соединен с вторым входом первого ключа.

12723 1 1

Фдг 1

АХИ, л f-d, в7.5 (1 кадр(Фиг. 2

12723!! аа

: 1272311

Составитель И. Швеи

Редактор Н. Бобкова Техред И. Верес . Корректор Л. Патай Заказ 6338/47 Тираж 836 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открьгтнй

1!3035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4