Многоканальный интерполятор для управления перемещениями рабочих органов автоматических

 

О П И С А Н И Е 386383.

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт, свидетельства №вЂ”

Заявлено 20.1/11.1970 (№ 1460019/18-24) с присоединением заявки №вЂ”

Приоритет

Опубликовано 14Х1.1973. Бюллетень № 26

Дата опубликования описания 22.XI,1973

М. Кл. G 05Ь 19/18

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

УДК 681.323:621.9-503..55 (088.8) Авторы изобретения

Л. Я. Фабрикант и Ф. Г. Мильнер

Институт технической кибернетики АН Белорусской ССР

Заявитель

МНОГОКАНАЛЬНЫЙ ИНТЕРПОЛЯТОР ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ

ПЕРЕМЕЩЕНИЯМИ РАБОЧИХ ОРГАНОВ АВТОМАТИЧЕСКИХ

УСТРОЙСТВ

Изобретение относится к области автоматизации управления контурным перемещением рабочих органов автоматических устройств и предназначено для использования в системах числового программного управления.

Известные интерполяторы, содержащие магнитное оперативное запоминающее устройство с регистром числа и регистром адреса; дешифратор, схему сравнения и анализа координат, регистр команд, один из выходов которого соединен со входом блока переключения квадрантов, соответствующие выходы которого соединены с регистром знаков координат и оценочных функций и с регистром состояний; блок конца интерполирования, соединенный с блоком временной диаграммы интерполятора; блок унитарных кодов, выходы которого соединены с управляющими входами однофазного сумматора модификации координаты и сумматора вычисления оценочной функци|и; блок приоритетов автоматических устройств, блок связи с ЭВМ, блок управляющих сигналов устройств ввода и устройства ввода информации с операционного носителя.

Недостатком этих интерполяторов является необходимость применения большого количества электронной и электромеханической àïïàРатуры и малый коэффициент ее использован ия.

Отличие описываемого интерполятора заключается в том, что он содержит блок коммутации слагаемых, блок коммутации результатов сложения, блок коммутации унитарных кодов и блок коммутации управляющих сигналов устройств ввода, причем управляемые входы блока коммутации .слагаемых, регистра команд, регистра знаков координат и оценочных функций, регистра состояний, схемы сравнения и анализа координат и регистра числа соеди10 иены свыхода,ми усилителей магнитного оперативного запоминающего устройства; выходы ,схемы сравнения и анализа координат соединены с соответствующими входами регистра состояний, выходы блока связи с ЭВМ, устройств

15 ввода информации, регистра команд, регистра знаков координат и оценочных функций, регистра .состояний соединены с управляемыми входами регистра числа; выходы блока коммутации результатов сложения соединены со

20 входами регистра числа и регистра знаков координат и оценочных функций, входы одноразрядных сумматоров модификации координат и вычислений оценочной функции соединены с соответствующими выходами блока

2S коммутации слагаемых, а выходы — с соответствующими входами блока коммутации ipeзультатов сложения, причем управляющие входы блока коммутации слагаемых и блока коммутации результатов сложения соединены

30 с соответствующими выходами блока унитар386383 ных кодов, входы регистра адреса соединены с выходами блока приоритетов, а выходы — со входами дешифратора,,который соединен с соответствующими входами блока временной диаграммы, выходы, последнего соединены с управляющими входами регистра команд, регистра знаков координат и оценочных функций, регистра состояний, регистра числа, блока пространственного интерполирования, блока конца интерполирования, блока переключения квадрантов и блока унитарных кодов, соединенного со входами блока коммутации унитарных кодов, выходы которого соединены со входами блоков управления приводами;рабочих органов автоматических устройств, а управляющие входы блока коммутации унитарных кодов, блока связи с ЭВМ и блока коммутации управляющих ,сигналов устройств ввода соединены с выходами блока приоритетов, входы которого соединены с выходами автоматических устройств, выходами блока конца интерполирования и блока временной диаграммы; выходы блока пространственного интерполирования соединены со входами блока конца интерполирования и со входами регистра команд, а входы — с выходами регистра состояний и регистра команд, выходы блока, конца интерполирования соединены со входами регистра состояний, а входы — с регистром команд и регистром состояний; соответствующие выходы блока временной диаграммы соединены со входами блока ,связи с ЭВМ, блока коммутации слагаемых, регистра адреса, магнитного оперативного запоминающего устройства и блока управляющих сигналов устройств ввода, выходы которого соединены со входами блока коммутации управляющих сигналов устройств ввода, а выходы последнего соединены с управляющими входами устройств ввода информации.

Это позволяет повысить производительность интерполятора и эффективность использования его оборудования.

На чертеже показана функциональная .схема описываемого интерполятора, который содержит магнитное оперативное запоминающее устройство (МОЗУ) 1, блок 2 коммутации слагаемых, регистр числа 8, регистр команд 4, регистр 5 знаков координат и оценочных функций, регистр состояний 6, схему 7 сравнения и анализа координат, блок 8 связи с ЭВМ, устройство 9, 10 ввода информации с операционного носителя, регистр адреса 11, блок 12 приоритетов автоматических устройств, блок

18 временной диаграммы интерполятора, дешифратор 14, блок 15 конца интерполирования, блок 16 переключения квадрантов, блок 17 пространственного интерполирования, блок 18 унитарных кодов, блок 19 управляющих сигналов устройств ввода, одноразрядный сумматор 20 модификации координат, одноразрядный сумматор 21 вычисления оценочной функции, блок коммутации 22 результатов сложения, блок коммутации 28 унитарных кодов, автоматические устройства 24 и 25, блок ком5

Зо

5О

65 мутации 26 управляющих сигналов устройств ввода информации с операционного носителя.

Работа интерполятора осуществляется следующим образом., В блок приоритетов 12 от одного или .нескольких автоматических устройств 24, 25 поступает запрос на формирование унитарного кода очередного элементарного перемещения.

Из нескольких устройств, от которых поступили запросы, выбирается наиболее приоритетное, то есть на выходе блока приоритетов 12 появится потенциал номера наиболее приоритетного из этих устройств. Потенциал поступает на блок коммутации 28 унитарных кодов, который коммутирует сформированный унитарный код на блоки управления приводами рабочего органа этого устройства. Кроме этого, потенциал номера устройства поступает на блок

8 связи с электронно-вычислительной машиной, на блок коммутации 26 управляющих сигналов устройств ввода.

Это сделано для того, чтобы можно было сразу после формирования унитарного кода приступить к вводу очередного кадра данного устройства из соответствующего устройства 9, 10 ввода информации или непосредственно из

ЭВМ через блок 8 связи с ЭВМ, если отрабатываемое элементарное перемещение для данного устройства окажется последним в,кадре.

Одновременно с появлением потенциала номера устройства запускается блок 18 временной диаграммы, а затем по .сигналу из блока

18 в регистр адреса 11 из блока приоритетов

12 заносится код начального адреса зоны памяти в МОЗУ, относящейся к данному устройству. После занесения в регистр адреса 11 кода начального адреса зоны памяти блок 18 временной диаграммы генерирует управляющие сигналы, в соответствии с которыми производится считывание из МОЗУ 1 и прием в регистры: команд 4, знаков 5, состояний 6 информации из трех первых числовых линеек зоны памяти данного устройства.

Выходы триггеров регистров соединены со входами основных логических блоков интерполятора; блока 18 унитарных кодов и управления суммированием, блока 17 пространственного интерполирования, блока 16 "переключения квадрантов, блока 15 конца интерполирования. После приема информации в регистры

4, 5, б при условии, что блок конца интерполирования по информации, поступившей из регистра состояний б и регистра, команд 4, не выдает сигнала окончания кадра в блок 18 временной диаграммы, по сигналу последнего блок 18 сформирует и пошлет унитарный код элементарного перемещения с помощью блока коммутации 28 унитарных кодов, управляемого потенциалом номера устройства из блока приоритетов 12, на соответствующее устройство

24, 25.

После этапа формирования унитарного кода следует этап вычисления оценочной функции, модификации и анализа координат. Для вычисления оценочной функции по сигналам из

386383!

5 блока И временной диаграммы производится последовательное считывание числовых линеек зоны МОЗУ 1, следующих за первыми тремя числовыми линейками, и содержащих значения координат начала и конца отрезка интерполирования и значения оценочных функций, начиная с младших разрядов.

Содержимое этих числовых линеек считывается из МОЗУ 1 и поступает в регистр числа

8 и на блок 2 коммутации слагаемых, который выдает на одноразрядный сумматор 20 модификации,координат и на одноразрядный сумматор 21 вычисления оценочной функции разряды модифицируемой координаты, разряды координаты, участвующей в вычислении значения оценочной функции после i-го шага интерполирования и разряды значения оценочной функции после (т — 1) -го шага интерполирования.

Выбор соответствующих координат и оценочной функции осуществляется в блоке 2 коммутации слагаемых по управляющим сигналам, поступающим из блока 18 унитарных кодов и управления сложением. Эти же сигналы управляют коммутацией результатов модификации и вычисления оценочной функции. Очередные разряды результатов модификации координаты и вычисления оценочной функции с выхода сумматоров 20 и 21 через блок коммутации 22 результатов сложения и модификации поступают на соответствутоц ие триггеры регистра числа 8, хранящие значения разрядов модифицируемой координаты по модификации и оценочной функции после (i — 1)-го шага интерполирования, и корректируют значения этих разрядов.

После этого содержимое регистра числа 8 по сигналу из блока И временной диаграммы отсылается в МОЗУ 1 и записывается по тому же адресу, откуда было считано.

Таким образом, в результате последовательного считывания из МОЗУ 1 чисел, содержащих разряды координат и оценочных функций, последовательной обработки этих разрядов, начиная с младшего на сумматорах 20, 21 и записи результата в МОЗУ 1, в последнем после окончания цикла считывания и обработки в соответствующих разрядах чисел, хранящих разряды координат и оценочных функций, находятся разряды нового значения оценочной функции и модифицированной координаты.

Информация о знаковых разрядах, хранящихся в регистре знаков 5, поступает в конце цикла вычисления на сумматор 21 через блок

18 унитарных кодов и управления сложением, а результат обработки знаковых разрядов слагаемых, участвующих в вычислении нового значения оценочной функции, поступает из блока коммутации 22 на входы соответствующих триггеров регистра знаков 5.

За этапом вычисления, модификации и анализа следует этап коррекции и записи в

МОЗУ 1 состояний триггеров регистров команд 4, знаков 5 и состояний 6. После вычисления оценочной функции результат сло5

ig жения знаковых разрядов из сумматора 21 через блок коммутации 22 поступает на вход соответствующего триггера знака оценочной функции в регистре знаков 5, сигналы из схемы сравнения и анализа координат поступают на входы триггеров регистра состояний

6 при наличии равенства друг другу соответствующих координат или при равенстве какойлибо текущей координаты нулю; сигналы из блока 1б переключения квадрантов поступают на входы соответствующих триггеров регистра знаков 5, изменяя их состояние и тем самым корректируя номер квадранта, в котором находится рабочий орган, при переходе последнего из квадпанта в квадрант, сигнал из блока

17 пространственного интерполирования поступает на входы триггеров плоскостей интерполирования и направления движения регистра команд 4, управляя тем самым очередностью формирования унитарных кодов по каждой из трех координатных осей. После коррекции содержимого регистров 4, 5, б по сигналу блока

И временной диаграммы из блока приоритетов 12 повторно запосится в пегистр адпеса I I код начально-о адреса зоны памяти да??ного автоматического устройства и начинается запись в МОЗУ 1 содержимого регистра кома? .д

4, регистра знаков 5, регистра состояний б и тем опроса регистров из блока 18 впе те???той диаграммы и приема информации на регистр числа 8, а затем выдачи содепжимото послелнего в МОЗУ I. После этого потенциал номепа устройства в блоке приоритетов 12 снимается и, если есть запросы на формирование унитарных кодов для других устройств, то вышеописанный процесс повторяется для само о приоритетного из устройств. В случае. если после чтения и приема на регистры содержимого трех первых числовых линеек зоны памяти по состоянию тпиггеров регистра состояний блок 15 конца и тепполппования выдает сигнал последнего элементапного пепеметпения в блок 18 впеменной дттаграютт.т, то наиболее приоритетным из всех устпойств статтовтттся устройство 9, 10 ВрО I2 информации того автоматического устпойства, для которого итттепполятор кончил отпаботк каппа. Сигналит, уппавляюшие vcT?.o??cTBQ ? ввода 9, 10, поступают из блока 19 ппавляютттих сигналов через блок коммутации 2б управляющих сигналов, управляемый потенциалом ттомвра устройства из блока приоритетов 12, на соответствующее устройство ввода 9, 10. Если интерполятор работает в ЭВМ, то потенциал номепа устройства поступает на блок 8 связи с ЭВМ. Выходы устройств ввода 9, 10 и блока 8 соединены кодовыми шинами числа со входами регистра числа 8, через который производная запись информации в МОЗУ !.

Предмет изобретения

Многоканальный интерполятор для уппавления перемещениями рабочих органов автоматических устройств, содержащий магнитное оперативное запоминающее устройство с ре386383 гистром числа и,регистром адреса; дешифратор, схему сравнения и анализа координат, регистр команд, один из выходов которого соединен со входом блока переключения квадрантов, соответствующие выходы которого соединены с регистром знаков координат и оценочных функций и с реристром состояний; блок конца интерполирования, соединенный с блоком временной диаграммы интерполятора; блок унитарных кодов, вы- 10 ходы которого соединены с управляющими входами одноразрядного сумматора модификации координаты и сумматора вычисления оценочной функции; блок приоритетов автоматических устройств, блок связи с ЭВМ, блок управляю;цих сигналов устройств ввода и устройства ввода информации с операционного носителя, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности и эффективности использования оборудования, интерполятор до- 20 полнительно содержит блок коммутации слагаемых, блок коммутации результатов сложения, блок коммутации унитарных кодов и блок коммутации управляющих сигналов устройств ввода, причем управляемые входы блока ком- 25 мутации слагаемых, регистра команд, регистра знаков координат и оценочных функций, регистра состояний, схемы сравнения и анализа координат и регистра числа соединены с выходами усилителей магнитного оперативного запоминающего устройства, выходы схемы сравнения и анализа координат соединены с соответствующими входами регистра состояний, выходы блока связи с ЭВМ, устройств ввода информации, регистра команд, регистра знаков 35 координат и оценочных функций, регистра состояний соединены с управляемыми входами регистра числа,,выходы блока коммутации результатов сложения соединены со входами регистра числа и регистра знаков координат и 40 оценочных функций, входы одноразрядных сумматоров модификации координат и вычислений оценочной функции соединены с соответствующими выходами блока коммутации слагаемых, а выходы — с соответствующими входами блока коммутации результатов сложен ия, причем управляющие входы блока коммутации слагаемых и блока коммутации результатов сложения соединены с соответствующими выходами блока унитарных кодов, входы регистра адреса соединены с выходами блока приоритетов, а выходы — со входами дешифратора, который соединен с соответствующими входами блока временной диаграммы, выходы последнего соединены с управляющими входами регистра команд, регистра знаков координат и оценочных функций, регистра состояний, регистра числа, блока пространственного интерполирования, блока конца интерполирования, блока переключения квадрантов и блока унитарных кодов, соединенного со входами блока коммутации унитарных кодов, выходы которого соединены со,входами блоков управления приводами рабочих органов автоматических устройств, а управляющие входы блока коммутации унитарных кодов блока связи с

ЭВМ и блока коммутации управляющихсигналов устройств ввода соединены .с выходами блока приоритетов, входы которого соединены с выходами автоматических устройств, выходами блока конца интерполирования и блока временной диаграммы, выходы блока прост,ранственного интерполирования, соединены со входами блока конца интерполирования и со входами регистра команд, а входы — с выходами регистра состояний и регистра команд, выходы блока конца интерполирования соединены со входами регистра состояний, а входы — с регистром команд и регистром состояний, соответствующие выходы блока временной диаграммы соединены со входами блока связи с ЭВМ, блока коммутации слагаемых, регистра адреса, магнитного оперативного запоминающего устройства и блока управляющих сигналов устройств ввода, выходы которого соединены со входами блока коммутации управляющих сигналов устройств ввода, а выходы последнего соединены с управляющими входами устройств ввода информации.

386383

Составитель В. Казаков

Техред Л. Богданова Корректоры: Н. Прокуратова и В. )Колудева

Редактор Б. Нанкина

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 3015/б Изд. Кз 1752 Тираж 780 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 44