Линейно-круговой интерполятор

 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в системах числового программного управления станками. Целью изобретения является уменьшение аппаратных затрат и повышение быстродействия Поставленная цель достигается тем, что в состав линейно-кругового интерполятора , содержащего регистр ввода заданных коэффициентов и в каждом координатном канале первый регистр записи координат , умножитель и сумматор, введены второй регистр записи координат и регистр хранения результата. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si>s G 05 В 19/18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ! я я (21) 4668280!24 (22) 13.01,89 (46) 30,11.91. Бюл. N 44 (71) Киевский политехнический институт им,50-летия Великой Октябрьской социалистической революции (72) B.Н.Дорожкин, В.И.Жабин и В.Н.Кожевников (53) 621.503,55(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 500518, кл, G 05 В 19/18, 1974.

Авторское свидетельство СССР

М 1302241, кл. 6 05 B 19/18, 1985, Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах числового nporpaMмного управления станками.

Цель изобретения — уменьшение аппа ратурных затрат и повышение быстродействия.

На чертеже изображена структурная схема устройства. .Устройство содержит регистр 1 ввода заданного коэффициента, умножители 2 и 3, регистры 4-7 записи координат, сумматоры

8 и 9, регистры 10 и 11 хранения результата и выходы 12 и 13 координатных каналов линейно-кругового интерполятора. Управляющие входы регистров 1, 4 — 7, 10 и 11 соединены с тактирующим входом 14 устройства.

Устройство работает следующим образом.. Ж 16952б5 А1 (54) ЛИНЕЙНО-КРУГОВОЙ ИНТЕРПОЛЯТОР (57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в системах числового программного управления станками. Целью изобретеНия является уменьшение аппаратных затрат и повышение быстродействия. Поставленная цель достигается тем, что в состав линейно-кругового интерполятора, содержащего регистр ввода заданных коэффициентов и 8 каждом координатном канале первый регистр записи координат, умножитель и сумматор, введены второй регистр записи координат и регистр хранения результата. 1 ил.

Перед началом вычислений координат (i+1)-й точки в регистр 1 заносится значение коэффициента К, а в регистры 4(5) и 6(7) а ранее вычисленные координаты двух пред- Qj, шествующих точек траектории Xt(Y ) и

XI-1(Уи) соответственно. Ql

В исходном состоянии в регистры 4(5) записаны координаты точки, отстоящей на величину шага интерполяции h от точки на- 0 чала кадра.

Координаты точки начала кадра заносягся е регистры 6(7), т.е. они обнуяяются::фя (цепи установки начальных значений регистров 1, 4, 5, 6, 7 условно не показаны). !

Вычисление координат коэффициентов . производится согласно следующим предпосылкам.

Обозначим через h величину шага интерполяции некоторой кривой у = f(x).

Считаем заданными (полученными на предыдущем этапе) координаты точек A(Xp, Yp) и

1695265

B(X>, Y>), лежащих на кривоЙ на расстоянии

hдруг от друга,,координаты точки A(Xp, Yp) совмещаются с началом координат,При интерполяции участка кривой необходимо вычислить координаты точек, лежащих на у =

f(x) на расстоянии h друг от друга.

В данном случае, считаем А- начальной точкой, совпадающей с началом координат.

Предположим, что А и С являются точками пересечения окружности И радиусом

h с центром в точке В и кривой у = f(x).

Тогда координаты точки С(Х2, Y2) можно получить, решив систему уравнений; — для линейной интерполяции

Y = kx (х — х1) +(у-у1) = h;

1 2 2, (1) — для круговой интерполяции х2+у2= Р (х - х1) + {у — у1) =- h, (2) где R — радиус интерполируемой окружности;

k — коэффициент интерполируемой прямой, Выполнив в системах (1) и (2) подстановку первого уравнения во второе, например, для линейной интерполяции, получают квадратное уравнение; х — 2xx< - x> - — — — =О, 2 2 (3)

1+k2

По теореме Виета х2 = 2х1 - xp.

Решая систему (1) относительно Y,имеу2 = 2у, vo. (5)

Те же действия для коуговой интерполяции дают выражения х2- 2(1, — h /2R) x1 — хо, (6) у2 = 2(1 - h /2R ) у1- уо. (7)

Для получения координат точек, следующих за С, необходимо сдвинуть на величину и центр окружности Q вдоль кривой и решить систему уравнений (1) либо (2), в зависимости от вида интерполяции, Таким образом, для определения на каждом шаге интерполяции координат (i+1)й точки, необходимо выполнить следующие вычисления: х 1= кх — х -1: (8)

YI+1 = К% — %-1, где К вЂ” коэффициент,для линейной интерполяции К =- 2; для круговой интерполяции ,г

К = 2(12 R2

Выходы регистра 1 заданного коэффициента находятся в высокоимпедансном состоянии, выходы регистров 4(5) и 6(7) -- в активном, По положительному перепаду тактирующего сигнала на входе 14 устройгтва выходы регистра 1 заданного коэффициента переводятся в активное состояние и на его

5 выходах появляется значение козффициента К, которое умножается на умножителе

2(3) на содержимое регистра 4(5), таким образом, на выходах умножителя 2{3) формируется произведение KXI(KYI), которое

10 поступает на пегмые входы сумматора B(9), на вторых входах сумматора 8{9) присутствует содержимое регистра 6(7), в результате на выходе сумматора 8(9) формируется значение KXI — Хь1(КУ1 — YI-1), равное Х+1(У+1).

15 Затем по отрицательному перепаду тактирующего сигнала вычисленное значение

XI+<(YI+1) фиксируется в регистре результата и поступает на соответствующий выход

20 12(13) устройства, а также одновременно с этим XI+1(YI+1) записывается в регистр 4(5), предыдущее значение которого переписывается в регистр 6(7).

Устройство готово к вычислению коор25 динат следующей точки.

Длительность тактирующего сигнала

14, определяется требуемым темпом поступления координат, Формула изобретения

30 Линейно-круговой интерполятор, содержащий регистр ввода заданных коэффициентов и в каждом координатном канале первый регистр записи координат, умножитель и сумматор, первая группа входов которого соеди35 нена с группой выходов умножителя, первая группа входов которого соединена с разрядными выходами регистра ввода заданных коэффициентов, вторая группа входов — с разрядными выходами первого регистра за40 писи координат, отличающийся тем, что, с целью уменьшения аппаратных затрат и повышения быстродействия путем изменения алгоритма работы интерполятора, в каждый координатный канал введены второй

45 регистр записи координат и регистр хранения результата, группа информационных входов которого подключена к разрядным выходам сумматора и группе информационных входов первого регистра записи координат, рэзряд50 ные выходы которого соединены с группой информационных входов второго регистра записи координат. разрядные выходы которого подключены к второй группе входов сумматора, управляющие записью входы регистра ввода за55 данных коэффициентов и в каждом канале первого и BTopol регистров запиСи КООрдинэт и pBfMGTp3 хранения результата соединены с тактирующим входом линейно-кругового интерполятора, информационными выходами которого являются разрядные выходы регистров хранения результата каждого координатного канала.

Составитель И. Ш вец

Редактор Л.Пчолинская Техред M,Moðlåíòàë Корректор С.Черни

Заказ 4161 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина. 101