Круговой интерполятор

 

Союз Советских

Социалистмческмн

Республик

«»637783 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) ЗанвлЕно 29 05.7Э (21) 1923012/18-2 4 с ирисоединением заявки ¹(23) Приоритет (43) Опубликовано 15.12.78,бюллетень % 46 (46) Дата опубликования описания 15.12.78 (51) М. Кл.

Q05 В 19/00

ГвеудврственнМ нвмнтвт I

6еввтв Мннннтрвв ИСР вв двнвм навбрвтвннй н втнвмтнй (53) УДК 621.503. .5(088,8) (72) Авторы изобретения

Б. И. Акимов, Ю. Д. Бери, В. Г. Каган, С. и A. A. Хрычев

Н овасибироюнй влектротеаснический ижтвтут (71) Заявитель (54) КРУГОВОЙ ИНТЕРПОЛЯТОР

Изобретение относится к снецналнзированным вычислительным устройствам и может быть использовано в системах цифрового программного управления, например, металлорежущими станками.

Известны устройства круговой интерполяции, работающие по методу оценочной функции 11 . Такие ннтерполяторы содержат счетчики координат Х н У, выходы которых соединены с информационными входами сумматора и входами блока сравнения текущих координат, выход которого соединен с первым входом блока выбора сектора и такта интерполяции, второй вход которого связан с выходом генератора тактовых импульсов, выходы блока выбора сектора и такта интерполяции соединены со счетными входами счетчиков координат н с соответствующими входами сумматора для управления приемом информации из счетчиков координат.

Основным недостатком этих интерполяторов является невысокая точность. Погреш- . ность интерполяции в ннх достигает величины шага интерполяции.

Целью изобретения является повышение точности круговой интерполяции.

Цель достигается тем, что в предлагае2 мое устройство введен блок сравнения оценочной функции с радиусом интерполируемой окружности, первый вход которого связан с выходом сумматора, второй вход соединен с шиной сигнала значения радиуса, а выход соединен с соответствующим входом схемы выбора сектора и такта интерполяции.

На фиг. 1 изображена функциональная схсма кругового интерполятвра; на фиг. 2— пример интерполяции окружности данным интерполятором.

Функциональная схема кругового интерполятора включает в себя накапливающий сумматор 1 с управляемыми информационными входами, реверсивный счетчик 2 абсциссы Х текущей точки, реверсявный счетчик 3 ординаты Y текущей точки, блох 4 сравнения текущих координат Х и У, блок 5 сравнения оценочной функции с радиусом интерполируемой окружности, блок 6 выбора сектора и такта интерполяции, генератор 7 тактовых импульсов. Входы блока 5 сравнения оценочной функции с радиусом подключены к выходу сумматора 1 и шине 8 сигнала значения радиуса. Выходы 9 и 10 блока 6 выбора сектора и такта интерполяции соединены соответственно со

:3

6 счетными входами счетчиков 2 и 3 координат текущей точки и с соответствукнцими входами сумматора 1 для управления приемом информации из счетчиков координат.

Выходы счетчиков 2, 3 соединены с информационными входами сумматора и входами блока 4 сравнения текущих координат, Выход блока 4 подключен к входу результата сравнения текущих координат блока 6 выбора сектора и такта интерполяции. Ко входу результата сравнения оценочной функции с радиусом интерполируемой окружности н входу синхронизации блока 6 подключены соответственно выход генератора 7 тактовых импульсов и выход блока 5 сравнения.

Сумматор служит для вычисления значения оценочной функции «р! в каждом i-м цикле определения новых координат текущей точки интерполяции. В счетчиках 2, 3 происходит вычисление новых значений соответственно абсциссе Х, и ординате У,. текущей точки. Блок 4 служит для сравнения между собой координат текущей точки интерполяции. Результат сравнения используется для определения сектора интерполяции. Блок 5 служит для сравнения модуля оценочной функции с радиусом интерполируемой окружности. Блок 6 выбора сектора и такта интерполяции служит для распределения во времени импульсов от генератора 7 на выходные шины 9 и 10 сигналов изменения координат по Х и по Y в зависимости от результатов сравнения в блоках 4 и 5.

Для определенности описание работы иитерполятора приведено для первой четверти плоскости (X)0, Y @0) при движении текущей точки интерполяции «против часовой стрелки».

Каждый цикл определения новых координат текущей точки интерполяции состоит из двух тактов. К началу i-го;цикла определения новых координат текущей точки в сумматоре 1 находится значение оценочной функции Ч, 1, а в счетчиках 2 и 3 — Х1,-> и

Yq-i соответственно, вычисленные в предыдущем (i — !)-ом цикле. Блок 4 сравнивает между собой текущие координаты Х!. > и

Yi. 1, По результату. сравнения (Хь-I +YE или Xi-«Yi-i ) возможны два случая рабо ты устройства.

Первый случай (Х - )ӄ— )

В первом такте блок 6 выбора сектора и такта интерполяции вырабатывает импульс на шине 10, управляющей передачей удвоенного содержимого счетчика 8 в сумматор 1.

В сумматоре происходит вычисление значения оценочной функции по формуле р„= р -t + 2Ъ.-I + 1 . Задний фронт импульса на шине 10 увеличивает на единицу содержимое счетчика 3.

Вычисленное в первом такте значение оце ночной функции сравнивается в блоке 5 по модулю с радиусом окружности.

Если модуль оценочной функции меньше радиуса, то второй такт не вырабатывается, и цикл опредс ения новых координат теку.

7781 щей точки заканчивается. В счетчиках 2 и 3 координат находятся координаты Х вЂ” — Х - и Yi = У1,- +1 соответственно, а в сумматоре значение оценочной функции р, = qP, 5 которые являются исходными для следующего цикла интерполяции.

Если оценочная функция по модулю больше илн равна радиусу окружности, то во втором такте блок 6 выбора сектора и так-!

Е та интерполяции выдает импульс на шину 9, управляющую подачей удвоенного значения содержимого счетчика 2 в сумматор. В сумматоре происходит вычисление значения оценочной функции по формуле ч1 .=. (p —., 2Xi- .+ 1

Уя У ! у Задний фронт импульса на шине 9 уменьшает иа единицу содержимое счетчика 2.

На этом цикл определения новых ксюрдинат заканчивается. В счетчиках координат 2 и 3 находятся координаты Xi —— . Xi-< — 1 Yi =

= Yi- +1 соответственно, а в сумматоре значение оценочной функции Ч, = р,", которые являются исходными для следующего цикла интерполяции.

Второй случай (Х!.- < (Yi - <.)

Здесь в первом такте блок б вырабатывает импульс на шине 9, который подает удвоенное содержимое счетчика 2 в сумматор и задним фронтом уменьшает на единицу значения содержимого счетчика 2. В сумматоре происходит вычисление оценочной функции по формуле

39 ч, = gi-> — 2Xa i +1

М

Затем происходит сравнение по модулю вычисленного значения оценочной функции с радиусом окружности в блоке 5.

Если модуль оценочной функции меньше

35 радиуса окружности, то на этом цикл интерполяции заканчивается. В счетчиках координат 2 и 3 находятся координаты Xi. =

=.ф — 1 и Yi —— Y! i соответственно, а в сумматоре — значение оценочной функции

q> =Ц, которые затем используются в сле@ дующем цикле интерполяции.

Если оценочная функция по модулю боль» ше или равна радиусу, то во втором такте блок б выбора сектора и такта интерполяции вырабатывает импульс иа шине 10, который подает удвоенное значение содержимого счет. чика 3 в сумматор и задним фронтом увеличивает иа единицу содержимое этого счетчика. В сумматоре происходит вычисление оцейочной функции по формуле р;" = )," + 2Yi < + 1

На этом цикл определения новых координат заканчивается, в счетчиках 2 и 3 наход;-тся координаты Х! = Xi-i — 1 и Yi .= Yi- соответственно, а в сумматоре — оценочная функция р; = ;" .

Работа иитерполятора в других четвер55 тях аналогична.

На фиг. 2 приведен график иптерполируемой окружности данным интерполятором прп движении текущей точки интерполяции «против часовой стрелки». Радиус окруипости равен десяти днскретам.

Из графика видно, что ошибка интерполяции в данном устройстве не превышает половины дискреты (половины шага интерполяции). Это обусловлено тем, что в данном интерполяторе путем сравнения модуля оценочной функции с радиусом окружности в первом такте контролируется ошибка интерполяции, и если она превышает половину днскреты, то вторым тактом она корректируется в сторону уменьшения.

Таким образом, в данном устройстве точность интерполяции w сравнению с известными повышается в два раза.

Формула изобретения

Круговой интерполятор, содержащий счетчики координат Х и У, выполненные, например, на реверсивных счетчиках, выходы которых соединены с информационными входами сумматора и входами блока сравнения текущих координат, выход которого соединен со входом результата сравнения текущих координат блока выбора сектора и такта интерполяции, вход синхронизации котерого связан с выходом генератора тактовых импульсов, выходы сигналов изменения координат Х и Y блока выбора сектора и так5 та интерполяции соединены со счетными входами счетчиков соответствующих координат и с соответствующими входами сумматора для управления приемом информации из счет* чиков координат, отличающийся тем, что; с целью повышения точности круговой интер1© полиции, устройство содержит блок сравнения оценочной функции с радиусом интерполируемой окружности, первый вход которого связан с выходом сумматора, второй вход соединен с шиной сигнала значения радиуса, а выход — с входом сигнала результата сравнения оценочной функции с радиусом интер олируемой окружности блока выбора сектора и такта интерполяции.

Источники информации, принятые во вни2@ мание при экспертизе:

1. Агурскнй М. С. и др. «Числовое программное управление станками», изд-во, «Машиностроение», М., l966;

ЦПИИПП Заказ T105/38

Тираж 991 Полиисиое

Филиал ППП кПатеитэ, г. У кгород, ул. Проектиаи, 4