Устройство для коррекции эквидистанты в системах числового программного управления

 

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники, в частности к системам ЧПУ станками. Цель - повышение точности коррекции. Устройство содержит круговые интерполяторы поправки и радиуса и схему совпадения. Оба интерполятора построены по принципу цифрового дифференциального анализатора. В устройство введены два элемента ИЛИ, пять триггеров, семь элементов И, пять счетчиков, два накапливающих сумматора, схема управления и связи между элементами. Интерполятор радиуса работает по импульсам частоты, а интерполятор поправки - по импульсам высокой частоты. В данном устройстве повышается точность расчета эквидистанты , упрощается программирование, поскольку отпадает необходимость учета ошибок и их компенсации. 1 з. п. ф-лы, 3 ил. Ф (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ.

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (so < б 05 В 19/18

:Ъ

Ь Яф

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3919667/24-24 (22) 01.07.85 (46) 07.01.87. Бюл. № 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (72) Г. Я. Кузьмин и В. Л. Кошкин (53) 621.503.55 (088.8) (56) Левин Б. К. и Мальчик A. Ю. Методы автоматического расчета эквидистанты.—

Сб. статей «Способы подготовки программ и интерполяторы для контурных систем числового управления станками.— M.: Машиностроение, 1970, с. 130 — 142.

Авторское свидетельство СССР № 746431, кл. G 05 В 19/18, 1978.

Авторское свидетельство СССР № 591822, кл. G 05 В 19/00, 1974. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОРРЕКЦИИ

ЭКВИДИСТАНТЫ В СИСТЕМАХ ЧИСЛОÄÄSUÄÄ 1282083

ВОГО ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники, в частности к системам ЧПУ станками. Цель— повышение точности коррекции. Устройство содержит круговые интерполяторы поправки и радиуса и схему совпадения. Оба интерполятора построены по принципу цифрового дифференциального анализатора. B устройство введены два элемента ИЛИ, пять триггеров, семь элементов И, пять счетчиков, два накапливающих сумматора, схема управления и связи между элементами. Интерполятор радиуса работает по импульсам частоты, а интерполятор поправки — по имйульсам высокой частоты. В данном устройстве повышается точность расчета экви- а

Ф дистанты, упрощается программирование, поскольку отпадает необходимость учета фу ошибок и их компенсации. 1 з. п. ф-лы, 3 ил. М4

1282083

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

Цель изобретения — повышение точности коррекции.

На фиг. 1 изображена структурная схема устройства; на фиг. 2 — графики, поясняющие ее работу; на фиг. 3 — блок управления.

Устройство состоит из кругового интерполятора 1 поправки (И ), построенного по принципу цифрового дифференциального анализатора (ЦДА), кругового интерполятора 2 радиуса, построенного также по принципу ЦДА, блока 3 совпадения на ноль, элементов ИЛИ 4 и 5, триггеров 6 — 10, элементов И 11 — 17, счетчиков 18 — 22 импульсов, накапливающих сумматоров 23 и 24 блока 25 управления. Причем интерполяторы могут быть построены по любой известной схеме круговых интерполяторов на ЦДА.

Блок 3 совпадения на ноль представляет собой многовходовую схему совпадения, подключенную к счетчику 20 импульсов таким образом, что на ее выходе сигнал возникает при нулевом состоянии счетчика.

Счетчик 20 импульсов для простоты выполняют реверсивным, а счетчик 21 импульсов— вычитающим.

Блок 25 управления (фиг. 3) состоит из триггеров 26 — 28, элементов И 29 — 32, формирователей 33 — 35 одиночных импульсов (в простейшем случае дифференцирующие цепочки), элемента ИЛИ 36, элементов 37 и 38 задержки.

Перед началом работы в круговой ин.терполятор 1 (фиг. 1) поправки заносятся в качестве начальных данных Хн = О, Ун =

= И, ЛХ = Л1 = AR. В круговой интерполятор 2 радиуса заносятся следующие начальные данные Х = Х",, Y- = Y, Y =

= Y>", а величина ЛХ не заносится, так как она получается автоматически, поскольку при отработке перемещения по координате У на величину ЛУ = Y< радиус Я оказывается совмещенным с осью Х. Счетчики 18 — 22 импульсов сбрасываются в ноль. После этого внешним сигналом включают блок 25 управления, сигналы с первого выхода устанавливает в «1» триггеры 6 и 7.

Триггер 6, устанавливаясь в «1», открывает элемент И 11, и импульсы высокой частоты fb через элемент И 11 и элемент

ИЛИ 4 начинают поступать на вход аргумента кругового интерполятора 1 поправки и на вход счетчика 18 импульсов, который подсчитывает их количество. Когда радиусвектор поворачивается на 90 и совмещается с осью Х (фиг. 2а), в счетчике 18 импульсов оказывается число, соответствующее углу

90 для конкретного значения поправки AR.

При этом вырабатывается в интерполяторе 1 сигнал окойчания отработки, который сбрасывает в «О» триггер 6. Одновременно

5 !

О !

55 с выхода элемента И 12, открытого единичным сигналом триггера 7, импульсы частоты

fb начинают поступать на вход реверсивного счетчика 20 и через элемент ИЛИ 5 — на вход аргумента кругового интерполятора 2 радиуса. Круговой интерполятор 2 радиуса начинает осуществлять интерполяцию в сторону ближайшей оси (для случая, изображенного на фиг. 2б, в сторону оси Х).

Интерполяция продолжается до тех пор, пока радиус-вектор R не совпадет с осью Х, что определяется по нулевому состоянию регистра подынтегральной функции координаты Х интерполятора 2 или по числу шагов, выданных по координате У, которая в этом случае равна Y„" . Когда радиус-вектор R совмещается с осью Х, в интерполяторе 2 вырабатывается сигнал окончания отработки, который сбрасывает триггер 7 в нулевое состояние. К этому моменту в реверсивном счетчике 20 код численно равен go (AR) в счетчике 18. После получения обоих сигналов окончания блок 25 управления формирует импульс на втором выходе, который устанавливает в состояние

«1» триггер 8. В результате открывается элемент И 13, и с его выхода импульсы частоты fb поступают на вход счетчика 19 импульсов и через элемент ИЛИ 5 — на вход аргумента интерполятора радиуса, в котором после поворота радиуса-вектора (Х;;, Y„" ) на величину р получаются следующие данные: Хн = R, Y»= О, ЛХ=

=ЛУ=R.

Таким образом импульсы аргумента, поступая на вход интерполятора, заставляют его отрабатывать дугу 90 радиуса R. Направление поворота радиуса-вектора при этом значения не имеет (на фиг. 2в показан поворот радиуса R против часовой стрелки) .

Когда радиус R совмещается с осью У, отработка его заканчивается, подобно предыдущему случаю, в счетчике 19 импульсов оказывается число cpoo (R), равное 90 для данного значения радиуса, причем в общем случае число ср„- (К) ф у ;(а К), что означает что угловая цена импульсов аргумента интерполятора поправки и интерполятора 2 радиуса не одинакова и зависит от соотношения величин Л и R. Интерполятор 2 радиуса вырабатывает сигнал «Окончание отработки», который выключает триггер 8, и поступает на вход блока 25 управления, который вырабатывает сигнал на третьем выходе. Этот сигнал устанавливает в «1» триггер 9, в результате чего частота f с выхода элемента И 14 начинает поступать на вычитающий вход реверсивного счетчика 20 и на единичный вход триггер 10. Триггер IO переключается в состояние «1» и открывает своим единичным входом элемент И 15. В результате импульсы высокой частоты fb начинают поступать на суммирующие входы на1282083

3 капливающих сумматоров 23 и 24, причем сумматор 23 складывает величину rp90 (AR), а сумматор 24 — величину ср90(Р).

Импульсы переполнения сумматора 23 через элемент ИЛИ 4 поступают на вход аргумента интерполятора 1 поправки, выходные сигналы по координатам Х и Y которого через элементы И 16 и 17, открытые единичным сигналом триггера 9, поступают на нулевой вход триггера 10 и сбрасывают его в нуль, при этом закрывается элемент И 15. 10

Таким образом, частоты импульсов на нулевом и единичном входах триггера 10 равны, что всегда возможно, когда ft,)f. Следующий импульс с выхода элемента И 14 вновь устанавливает в «1» триггер 10, и цикл продолжается до тех пор, пока реверсивный счетчик 20 не приходит в нулевое состояние и блок совпадения на нуль не сбрасывает в нуль триггер 9. Вычисление поправок закончено, причем проекция AR на ось ХЛХ к оказывается в счетчике 21, а проекция AR на ось УЕДУ« оказывается в счетчике 22 импульсов.

Точность определения поправки в предлагаемом устройстве значительно выше, чем в известном, так как угловая цена импульсов аргумента интерполятора поправки и интер- 25 полятора радиуса выравнивается. Действительно, элементы 18 — 24 и 10 и 15 представляют собой двухкоординатный линейный интерполятор с обратной связью, который решает следующую пропорцию:

30 ь я>ю (М) а ч090 (R)

3а единицу количество импульсов на выходе переполнения сумматора 23 равно количеству импульсов на единичном входе триггера 10, умноженному на отношение ф90 (- ) — — -. Тогда, если на единичный вход тригч090 (R) гера 10 подают ср90(Я) импульсов, на вход 4О аргумента интерполятора поправки приходит tp90 (AR) импульсов, так как — ч090 (R) = tp90 (AR). tp9 0(4

f90 (R)

Следовательно, вектор ЛР в интерполя- 45 торе 1 поправки за время прихода на единичный вход триггера 107, импульсов поворачивается точно на угол ь а на его вход приходит числЬ импульсов, равное

=- — (— Благодаря этому предлагаемое

moo (И) ф90 (). устройство вычисляет поправки без погрешностей, которые вызываются несовпадением угловой цены импульсов аргумента обоих интерполяторов. Круговые интерполяторы могут быть выполнены по любой известной схеме, действующей по принципу цифрового дифференциального анализатора (ЦДА).

Блок управления работает следующим образом.

По сигналу предварительной установки (ПУ) триггеры 26 — 28 устанавливаются в нулевое со.-тояние. Сигнал «Пуск» устаннавливает триггер 26 в состояние «1», при этом на входах элементов И 29 и 30 появляется разрешающий потенциал, а на выходе формирователя 33 появляется импульс

И1. С приходом сигнала окончания отработки с выхода интерполятора 1 поправки он, пройдя через элемент И 29, устанавливает в «1» триггер 27. С приходом сигнала окончания отработки с выхода интерполятора 2 радиуса срабатывает элемент И 30 и устанавливает в «1» триггер 28. Теперь срабатывает элемент И 31, его выходной сигнал поступает на вход элемента И 32 и на вход формирователя 34. на выходе которого появляется импульс И2, который поступает в устройство, а через элемент 38 задержки сбрасывает триггер 26 в «О». С приходом следующего сигнала «Окончание отработки» с выхода интерполятора 2 радиуса он проходит через элемент И 32. Формирователь 35 формирует импульс ИЗ, который через элемент 37 задержки и элемент ИЛИ 36 сбрасывает в нуль все триггеры. Цикл окончен.

Формула азоб ретенан

1. Устройство для коррекции эквпдистанты в системах числового программного управления, содержащее круговой интерполятор поправки, круговои интерполятор радиуса и блок совпадения на нуль, от.шнаюи ееея тем, что. с целью повышення точности коррекции, в устройство введены блок управления, последовательно соедпнснныс первый триггер. первый элемент И, первый счетчик импульсов, первый сумматор и первый элемент ИЛИ, а также последовательно соединенные второй трипер, второй элемент И, второй счетчик импульсов, второй сумматор, третий триггер и третий элемент И, а также реверсивный счетчик, четвертый и пятый триггеры, четвертый, пятый, шестой и седьмой элементы И, второй элемент ИЛ11. третий и четвертый счетчики импульсов, первые входы KQTopblx подключены соответственно к первому и к второму входам устройства для коррекции эквидистанты, выходы соответственно к первому и второму выходам устройства для коррекции эквидистанты в системах числового программного управления, вторые входы — к выходам четвертого и пятого элементов И соответственно, первый выход блока управления подключен к первому входу первого триггера и к первому входу четвертого триггера, второй вход которого соединен с первым входом второго триггера, с первым вxодом блока управления и с вы. одом кругового интерполятора радиуса, первыи вход которого подключен через второй элемент ИЛИ к выходам второ1282083 го и шестого элементов И, а второй, третий и четвертый входы — соответственно к третьему, четвертому и пятому входам устройства для коррекции эквидйстанты соответственно, шестой вход которого соединен с вторым входом первого, второго, третьего элементов

И и с первым входом шестого элемента И, соединенного вторым входом с выходом четвертого триггера, второй выход блока управления соединен с вторым входом второго триггера, третий вход — с первым входом пятого триггера, второй вход которого через блок совпадения на нуль соединен с выходами реверсивного счетчика, а выход с первым входом седьмого элемента И и с первым входом четвертого и пятого элементов И, вторые входы которых подключены соответственно к первому и второму выходам кругового интерполятора поправки, третий выход которого соединен с вторым входом первого триггера и с вторым входом блока управления, первый вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ, а второй, третий, четвертый и пятый входы — соответственно с шестым, седьмым, восьмым и девятым входами устройства для коррекции эквидистанты, десятый вход которого соединен с вторым входом седьмого элемента И, выход которого соединен с вторым входом третьего триггера и с первым входом реверсивного счетчика, второй вход которого подключен к выходу шестого элемента И, выход третьего элемента И соединен с вторыми входами первого и второго сумматоров.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок управления содержит первый и второй элементы И, первый триггер и последовательно соединенные третий элемент И, первый формирователь одиночных импульсов, первый элемент задержки, элемент ИЛИ второй триггер, четвертый элемент И, второй формирователь одиночных импульсов, вто1О рой элемент задержки, третий триггер и третий формирователь одиночных импульсов, выход которого соединен с первым выходом блока управления, второй выход которого подключен к выходу второго формирователя

15 одиночных импульсов, третий выход — к выходу первого формирователя одиночных импульсов, выход третьего триггера соединен с первым входом первого и второго элементов И, вторые входы которых соединены соответственно с первым и вторым вхо О дами блока управления, вход «Пуск» которого подключен к S-входу третьего триггера, третий вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, и с первым входом первого триггера, второй вход которого подключен к выходу первого элемента И, а выход— к второму входу четвертого элемента И, первый вход третьего элемента И соединен с выходом четвертого элемента И, второй вход — с вторым входом блока управления, а вход предварительной установки — с вторым входом элемента ИЛИ.

1282983

nR

Фиг.2

Окончание мгряЬ жчГ РигЗ

Составитель И. Швец

Редактор И. Дербак Техред И. Верес Корректор В. Бутяга

Заказ 7178/45 Тираж 862 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

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