Устройство для коррекции эквидистанты

 

Использование: в системах числового программного управления станками (СЧПУ) и других системах управления технологическим оборудованием. Цель - повышение быстродействия . Сущность изобретения: устройство для коррекции эквидистанты состоит из дополнительных первого (6) и второго (7) элементов И, регистра (11) и элемента задержки (9), вход которого объединен суправляющим входом третьего счет

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 6 05 В 19/00, 19/415

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ ЬСТВУ

«4/ р . "4.А (21 4919271/24 (22 14,03.91 (46 23.03.93. Бюл. ¹ 11 (71 Пензенский политехнический институт (72 С.Н,Вашкевич, В.Н.Попов и И.Ф.Тишин (56 Агурский М.М., Вульфсон И.А., Ратмиро А,А, Числовое программное управление стайками. — М,; Машиностроение, 1966, с.

58 64.

Кошкин В.А. Аппаратные системы числового программного управления. — М.: Машийостроение, 1989, с. 89-90.

„„ Ы„„1803904 А1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОРРЕКЦИИ ЭКВИДИСТАНТ (57) Использование: в системах числового программного управления станками (СЧПУ) и других системах управления технологическим оборудованием, Цель — повышение быстродействия. Сущность изобретения: устройство для коррекции эквидистанты состоит из дополнительных первого (6) и второго (7) элементов И, регистра (11) и элемента задержки (9), вход которого объединен с управляющим входомтретьего счет1803904

Fy= AY R Ь.ф. У., Лх XH HAY YH

FÄ= ЛХ R- >q Х., чика (4) импульсов и подключен к выходу элемента И (8), выход соединен с вторым входом элемента ИЛИ (5), первый вход которого соединен с объединенными между собой входами установки в "0" первого (2) и второго (3) счетчиков импульсов, входом синхронизации третьего счетчика импульсов (4), входом синхронизации регистра (11), информационные входы которого соединены с шиной P устройства, информационные выходы подключены к третьей группе входов линейного интерполятора (1), первый выход которого соединен с первым входом первого дополнительного элемента И (6), выход которого подключен к управляющему

Изобретение относится к вычислительным средствам систем управления и автоматизации производственных процессов и может быть использовано в системах число8oIo программного управления станками (СЧПУ) и других системах управления технологическим оборудованием, Целью изобретения является повышение его быстродействия, На чертеже изображена структурная схема устройства для коррекции эквидистанты, Устройство содержит линейный интерполятор 1, первый, второй и третий счетчики импульсов 2 — 4, элемент ИЛИ 5, два дополнительных элемента И 6 и 7, элемент И 8, элемент задержки 9, RS-триггер 10, регистр

11 и генератор 12 импульсов тактовой частоты.

Линейный интерполятор 1 состоит из двух одинаковых вычислительных блоков 13 и 14, каждый из которых содержит регистр

15, сумматор 16, блок элементов И 17 и триггер 18.

Работа устройства для коррекции эквидистанты основана на следующих математических зависимостях, Величины корректирующих поправок ЛХ и ЛУ определяются из системы уравнений где Хн, Ун и R — координаты начальной точки заданной дуги и ее радиус; Ьф — величина коррекции радиуса, Из системы уравнений (1) получим оценочные функции: входу первого счетчика (2), второй вход объединен с вторым входом второго дополнительного элемента И (7) и соединен с выходом элемента И (8), второй выход линейного интерполятора соединен с первым входом второго дополнительного элемента

И (7), выход которого подключен к управляющему входу второго счетчика импульсов (3). причем шина "Пуск" устройства соединена с вторым управляющим входом линейно, го интерполятора (1), третий управляющий вход которого подключен к выходу элемента

ИЛИ (5). Положительный эффект; сокращение времени вычисления эквидистанты. 1 зп.флы,1ил. которые являются аналитической формой записи уравнений прямых в системах коор5 динат R, Х и R, Y соответственно. Интерполяция осуществляется в этих двух плоскостях одновременно. Причем, если оценочная функция больше или равна нулю, очередной шаг дается по оси R (большей), 10 если меньше ноля — по осям Х, Y u R одновременно, При шаге по оси R оценочные функции вычисляются как;

15 Fx= Fx Хн, Fy= Fy YH при шаге по осям X Y u R оценочные функции имеют вид;

20 Fx = Fx+ R - Хн, Fy = Fy+ R — Ун, Причем оценочные функции Fx вычисляются в первом вычислительном блоке

13, а оценочные функции Fy — во втором

25 вычислительном блоке 14 линейного интерполятора 1, Устройство работает следующим образом, Перед началом вычислений по сигналу

"Пуск" в регистр 11 и третий счетчик 4 зано30 сятся величины R и Ьф (последняя величина в дополнительном коде) соответственно, а первый и второй счетчики 2 и 3 обнуляются.

Кроме того, сумматоры и триггеры в вычислительных блоках линейного интерполятора ус35 танавливаются в нулевое состояние, а в регистры вычислительных блоков заносятся значения XH и У в дополнительном коде.

После этого устройство начинает вычислять величины корректирующих поправок по осям

40 Х и Y. Поскольку вычислительные блоки фун1803904

15

30 кционируют одинаково и синхронно во времени, работу устройства рассмотрим на примере первого вычислительного блока 13 при вычислении поправки ЛХ.

Сигнал с выхода RS-триггера 10 открывает элемент И 8 и импульсы высокой час- тоты с выхода генератора 12 импульсов начинают поступают на управляющие входы элементов устройства, Каждый импульс обеспечивает выполнение следующих операций; увеличение содержимого третьего счетчика 4 на единицу: подсуммирование к содержимому сумматора 16 дополнительного кода величины Хн с выхода регистра 15 (т.е. F, = Ех — Х ) и, если триггер 18 установлен в единичное состояние (т.е. предыдущее значение оценочной функции меньше нуля), подсуммирование к содержимому сумматора 16 величины R, которая проходит с выхода регистра 11 через открытые элементы блока элементов И 17. Кроме того, если триггер 18 был установлен в единичное состояние, т.е, Рх < О, сигнал с выхода элемента И 8 через открытый элемент И 6 обеспечивает увеличение содержимого первого счетчика 2 на единицу. В том случае, если триггер был установлен в нулевом состоянии, т.е, Fx > 0 и шаг по оси Х не делается, элемент И 6 закрыт и содержимое первого счетчика 2 не меняется

Сигнал с выхода элемента И 8 задерживается элементом задержки 9 на интервал времени, достаточный для осуществления операции суммирования в сумматоре 16, Сигнал с выхода элемента задержки 9 через элемент ИЛИ 5 поступает на управляющий вход триггера 18, устанавливая его в состояние, соответствующее значению старшего (знакового) разряда сумматора 16.

Указанная последовательность операций будет повторяться до момента поступления на вход третьего счетчика 4 числа импульсов, равного величине Лгф, при этом сЧетчик 4 переполнится и сигнал с выхода его старшего разряда сбросит в нуль RSтриггер 10. Элемент И 8 закрывается и генератор 12 импульсов отключается. В этот момент синхронно в первом и втором счетчиках 2 и 3 будут сформированы величины корректирующих поправок ЛХ и hY.

Быстродействие предлагаемого устройства и прототипа можно оценить следующим образом. Время вычисления в прототипе составит Т = ЛгфК т, где

К вЂ” коэффициент превышения частоты, показывающий, во сколько раз тактовая частота генератора импульсов превышает выходную частоту вычислительного блока (линейного интерполятора), т — тактовая

55 частота генератора. Для структуры в устройстве прототипе Kt = 2, где h-разрядность ь счетчика величины Лгф, Время вычисления в предлагаемом устройстве составит Т =

=hry2Kt т, где Kt = 1. Следовательно, выигрыш в быстродействии обеспечивается в 2" раз, Таким образом, предлагаемое устройство для коррекции эквидистанты по сравнению с известными устройствами и прототипом обладает более высоким быстродействием.

Введение в устройство дополнительно двух элементов И, регистра, элемента задержки и новых связей способствовало достижению поставленной цели.

Формула изобретения

1. Устройство для коррекции эквидистанты, содержащее линейный интерполятор, первый, второй и третий счетчики импульсов, элемент ИЛИ, первый элемент

И, RS-триггер и генератор импульсов тактовой частоты, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого подключен к выходу RS-триггера, а выход соединен с управляющим счетом входом линейного интерполятора, первая и вторая группы информационных входов которого соответственно соединены с шиной аргумента Хн и шиной аргумента Ун устройства, шина "Пуск" устройства подключена к S-входу RS-триггера и к первому входу элемента ИЛИ, причем группа информационных выходов первого счетчика импульсов соединена с выходной шиной ЛУ устройства, группа информационных выходов второго счетчика импульсов соединена с выходной шиной устройства, группа информационных входов третьего счетчика импульсов подключена к шине Лгф устройства, выход старшего разряда третьего счетчика импульсов соединен с R-входом

RS-триггера, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в устройство введены второй и третий элементы

И, регистр и элемент задержки, вход которого объединен с управляющим счетом входом третьего счетчика импульсов и подключен к выходу первого элемента И, выход элемента задержки соединен с вторым входом элемента ИЛИ, вход установки в "0" первого и второго счетчиков импульсов, вход синхронизации третьего счетчика импульсов и вход синхронизации регистра соединен с S-входом RS-триггера, группа информационных входов регистра соединена с R-шиной устройства, группа информа1803904

30

40

50

Составитель И. Швец

Техред M.Ìîðãåíòàë

Корректор П, Гереши

Редактор Т, Иванова

Заказ 1057 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 ционных выходов регистра подключена к третьей группе информационных входов линейного интерполятора, первый выход которого соединен с первым входом второго элемента И, выход которого подключен к управляющему счетом входу первого счетчика импульсов, второй вход второго элемента И объединен с первым входом третьего элемента И и соединен с выходом первого элемента И, второй выход линейного интерполятора соединен с вторым входом третьего элемента И, выход которого подключен к управляющему счетом входу второго счетчика импульсов, причем шина

"Пуск" устройства соединена с первым управляющим установкой входом линейного интерполятора, второй управляющий установкой вход которого подключен к выходу элемента ИЛИ.

2, Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что линейный интерполятор содержит два вычислительных блока, каждый из которых состоит из регистра, сумматора, блока элементов И и триггера, выход которого подключен к соответствующему выходу линейного интерполятора и к первой группе входов блока элементов И, вторая группа вхо5 дов которого соединена с третьей группой информационных входов линейного интерполятора, выходы подключены к первой группе информационных входов сумматора, вторая группа входов которого соединена с инфор10 мационными выходами регистра, выход старшего разряда которого подключен к первому управляющему входу триггера, второй управляющий вход которого соединен с вторым управляющим установкой входом линейного

15 интерполятора соответственно, группа информационных входов которого подключена к информационным входам регистра, установочный вход которого объединен с входом установки в "0" сумматора и соединен с пер20 вым управляющим установкой входом линейного интерполятора, управляющий счетом вход которого подключен к входу управления режимом суммирования сумматора,