Линейно-круговой интерполятор

 

т» юеэв

ОП ИСАЙ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик («> 74643 1

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) За"влеио 050478 (21) 2604998/13-24 Ф (51)М. Км. с присоединением заявки,¹

G 05 В 19/18.Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 070780. Бюллетень ¹ 25

Дата опубликования описания 07.07,80 (53) УДК 621.503.. 55 (088. 8) (72) Авторы изобретения.

В. Л. Кошкин и- Э. Т. Горбенко (71) Заявитель (54) ЛЙИЕИЧΠ†КРУГОВ ИНТЕРПОЛЯТОВ

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

Известен линейно-круговой интерполятор, содержащий блок задания скорости, импульсный датчик и по каждой координате счетчик импульсов и последовательно соединенный счетчик, блок ключей и сумматор, выход которого подключен к управляющему входу другой координаты (1) .

Иедостатком такого интерполятора является то, что изменения величин приращений при линейной интерполяции величины радиуса при круговой интерполяции приходится учитывать при задании скорости в блоке задания скорости. При этом в случае малых величин приращений и большой разрядности интерполяторов интерполятор должен работать на частотах, превышающих в

2": раз заданную выходную частоту .(К вЂ” число нулевых разрядов интегратора, следующих эа старшим значащим разрядом). При т(исле двоичных разрядов п ф 24 (10 ) число К может достигать 23, т.е. частота работы интегратора должна в 10 раэ превышать выходную частоту, Переход систем программного управления на работу с ценой импульса 0,001 мм с одновременным повышением выходной часто" ты до 200000-330000 Гц делает прямое использование известного решения невоэмбжным, так как в этом случае тактовая частота должна составлять 200000 К 10 Гц, что обеспечить невозможно.

Известно, техническое решение, позволяющее снизить тактовую частоту интерполяторов, работающих по IIDHHIIH пу ЦЦА, в котором используется эада15 ваемое в програ .е кодирование мно жителя, который открывает ключ переноса со старшего значащего разряд Р3 °

Однако такое рещение сильно усложняет программирование (возникает необходимость расчета и задания в программе соответствующего множителя, что особенно усложняется в двоичном коде) и, кроме того, требует значительного объема электронного оборудования, Известен также интерполятор с автоматическим выделением переноса иэ старшего значащего разряда благодаря

746431,l использованию схемы определения старшего значащего разряда приращений, включаюцей перенос из соответствуюцих разрядов с одновременной блокировкой ключей переноса всех младших разрядов всех интеграторов интерполятора (3).

Т кое техническое решение являа оется наиболее близким к предложенн му и состоит по каждой координате из счетчика определения окончания мо мента отработки и последовательно соединенных клапанов коммутации сигнала переноса, параллельного сумматора, блока определения старшего значацего разряда и блокировки младших, блока ключей переноса приращения, реверсивного счетчика, текущих значений приращений, промежуточной памяти начальных значений и приращения, блока задания скорости и блока определения окончания отработки.

Недостатком такого интерполятора является большой объем электроникиклапанов коммутации сигналов переноса, схемы определения старшего зна чащего разряда, блокировки младших, 25 реверсивного счетчика, а также снижение быстродействия интерполятора из-эа задержек, возникаюцих в каждом такте работы интерполятора в перечисленных схемах, и, прежде всего,в 30 сложной с хеме опре деле ни я с таршего значащего разряда и блокировки младших.

Цель изобретения — упрощение схемы линейно-кругового интерполятора и повышение его быстродействия.

Указанная цель достигается тем, что в линейно-круговой интерполятоо, содержащий первый ключ, упранляющий вход которого подключен к выходу генератора тактовой частоты, а информационный вход — к выходу элемента И через первый элемент НЕ, и по каждой координате перный блок ключей и после . довательно соединенные второй блок ключей, первый накапливающий сумма- 45 тор и счетчик, выход которого подключен к соответствуюцему входу элемента И, а управляющие входы вторых

:блоков ключей каждой координаты соединены с выходом первого ключа, вве- 50 дены блок переключения режимов, генератор импульсов, последовательно соединенные элемент ИЛИ, второй элемент

HE и второй ключ, по каждой координате первый регистр сдвига и последовательно соединенные второй регистр сдвига, третий, блок ключей и второй накапливающий сумматор, подключенный выходом к информационному входу второго блока ключей данной координаты, причем в каждой координате выход пер- 60 ного блока ключей соединен со входом второго накапливаюцего сумматора, информационный вход — c выходом блока переключения режимов через первый регистр сдвига данной координаты, а уп- 65 равляющий вход-с выходом. первого накапливающего сумматора другой координаты, управляющий вход второго ключа подсоединен к выходу генератора импульсов, выход — к управляющим входам первого и второго регистров сднига каждой координаты, а входы элемента

ИЛИ вЂ” к выходам вторых регистров сдвига каждой координаты.

На чертеже представлена блок — схе. ма интерполятора, Схема содержит генератор тактовой частоты 1, первый ключ 2, первый элемент 3 НЕ, элемент 4 И, счетчики 5 и б, первые накапливающие сумматоры 7 и 8, первые блоки ключей 9 и 10, вторые блоки ключей 11 и 1?, вторые накапливающие сумматоры 13 и

14, первые регистры 15 и 16 сдвига, блок 17 переключения ражимон, третьи блоки 18 и 19 ключей, вторые регист-. ры сднига 20 и 21, элемент 22 ИЛИ, второй элемент 23 НЕ, второй ключ 24 и генератор 25 импульсов, Интерполятор может работать н двух режимах — линейной и круговой интерполяции.

В Режиме линейной интерполяции интерполятор Работает следующим образом.

Исходная информация распределяется по блокам с выхода блока задания программы (на чертеже не показан) следующим об>>азом: hg заносится н счетчик 5 и регистр 20, а h9 — н счетчик б и регистр 21. Отсутствие единицы н старших разрядах регистров 20 и 21 приведет к открытию ключа 24 через элементы 22 и 23 и импульсы с выхода генератора 25 через ключ 24 начинают поступать на входы регистров 15, 16, 20 и 21.

В режиме линейной интерполяции с выхода блока 17 предназначенного для формирования прямой и дополнительной единицы, в сдвигоные регистры 15 и 16 записаны нули ° Сдвиги кодов в регистрах 20 и 21 продолжаются до тех пор, пока в старшем разряде одного из этих регистров не появится единица, которая через элементы 22 и 23 закроет ключ 24. Нормализация закончилась.

Теперь нормализованные коды приращений через ключи 18 и 19 передаются в сумматоры 13 и 14. B том случае если эти сумматоры выполнены в виде комбинационного сумматора и сднигового сумматора, то блоки 18 и 19 становятся ненужными, и передача. при= рацений из регистров 20 и 21 в сумматоры 13 и 14 возможна последовательным кодом.

После этого сигнал ненулевого состояния счетчиков 5 и б по цепи элемент 4 И, Элемент 3 НЕ открывает ключ 2, пропуская тактовую частоту с выхода генератора 1 на управляющие входы блоков 11 и 12, вызывая тем самым передачу кодов, записанных в сум746431 маторах 13 и 14, в сумматоры 7 и 8.

Импульсы перевыполнения сумматоров 7 и 8 подсчитываются счетчиками 5 и 6 и одновременно поступают на выход устройства. По достижении нулевого состояния счетчиками 5 и 6 по цепи элемент 4 И, элемент 3 НЕ, закрывается ключ 2. Отработка участка линейной интерполяции закончена.

В режиме круговой интерполяции предлагаемый интерполятбр работает следующим образом.

Первоначально величины Хн и н заносятся в регистры 20. и 21 соответственно, а в регистры 15 и 16 заносятся с выхода блока 17 единицы прямого и дополнительного кодов .

В счетчики 5 и 6 заносятся величи,ны приращений 6х и ду, При отсутствии единицы в старшем : разряде регистров 20 и 21 ключ 24 открывается по цепи элемент 22 ИЛИ,элемент 23 НЕ, и импульсы 1.енератооа 25 начинают сдвигать влево коды в регистрах 15, 16, 20, 21. Сдвиги заканчиваютс тогда, когда в старшем разряце одного из счетчиков 20 или 21 появится единица.

При этом одновременно происходит умножение единицы прямого и дополнительного кодов в регистрах 16 и 15 на

2, где m — число выполненных сдвигов. При этом Х„ и уи переписываются в сумматоры 13 и 14, а импульсй с выхода ключа 2 начинают поступать на управляющие входы блоков 11 и 12, переписывая содержимое сумматоров

13 и 14 в сумматоры 7 и 8. Импульсы ! переполнения сумматоров 7 и 8 поступают на выход интер "..ÿ"". îðà, подсчитываются счетчиками 5 и 6 и поступают на управляющие входы блока 9 и 10, обеспечивая тем самым корректировку кодов в накапливающих сумматорах на величине 2 ° Так продолжается до тех пор, пока счетчики 5 и 6 не придут в нулевое состояние, и по цепи елемент 4 И, элемент 3 ЙЕ не закроют ключ 2.

Отработка участка круговой интер- . поляции закончена.

Преимуществами предлагаемого интерполятора по сравнению с известными являются повышение быстродействия и упрощение схемы интерполятора.

ФормуЛа изобретения

Линейно-круговой интерполятор, со-держащий первый ключ,.управляющий вход которого подключен к выходу ге5 нератора тактовой частоты, а информационный вход — к выходу элемента И через первый элемент НЕ, и по каждой координате первый блок ключей и после довательно соединенные второй блок ключей, первый накапливающий сумматор и счетчик, выход которого под» ключен к соответствующему входу элемента. И, а управляющие входы вторых блоков ключей каждой координаты соединены с выходом первого ключа,о т л ич а ю шийся тем,что,с целью упроще ния и повышения быстродействия интерполятора, в него введены блок переключения режимов, генератор импульсов, последовательно соединенные элемент ИЛИ, второй элемент HE и второй

-ключ, а по каждой координате — первый регистр сдвига и последовательно соединенные второй регистр сдвига, третий блок ключей и второй накапливающий сумматор, подключенный выходом к информационному входу второго блока ключей данной координаты, причем в каждой координате выход первого блока ключей соединен со входом вто30 poro накапливающего сумматора, информационный вход — с выходом блока пЕреключения режимов через первый регистр сдвига данной координаты, а управляющий вход — с выходом первого

35 накапливающего сумматора другой координаты, управляющий вход второго ключа подсоединен к выходу генератора импульсов, выход — к управляющим входам первого и второго оегистров

4р сдвига каждой координаты, а входы элемента ИЛИ вЂ” к выходам вторых регистров сдвига каждой координаты.

Источники информации, 45 пРинятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 555381, кл. G 05 В 19/18, 1975.

2. Дригваль Г.П. Цифровые диффе- ренциальные анализаторы, M. Советское радио, 1970, с. 183-184, 3. Там же с. 194 (прототип) .

Составитель Н. Белинкова

Редактор И.Ковальчук Техред И.Асталош Корректор М.Шароши

Закаэ 4102/16 Тираж 956 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета ССС> по делам иэобретений и открнтий

113 035, Москва, Ж-35, Рауиская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. П >оектная, 4