Круговой интерполятор

 

п т

Союз Советския

Социалистических

Яеспублнк (ц79873О

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 271178 (21) 2690144/18-24 с присоединением заявки ¹ 51 М К„з

G 05 В 19/415

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открыти и (23) Приоритет

Опубл. ковано 230181. Бюллетень Ио 3

Дата опубликования описания 230181 (53) УДК 621.503.55 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. В. Нешвеев и В. С. Тройников (71) Заявитель

Харьковский ордена Ленина политехнический институт им. В. И. Ленина (54 ) КРУГОВОЙ ИНТЕРПОЛЯТОР

Изобретение относится к числовому программному управлению металлорежущими станками.

Известен круговой интерполятор для контурных систем программного управления, содержащий интегратор линейной скорости, регистр программируемой линейной скорости, интеграторы синуса и косинуса угла наклона радиуса окружности, накопители f0 координатных приращений, схемы управления приводами, схемы окончания интерполирования, регистры конечных значений координат, регистр программируемого радиуса, схему 1$ формирования входной частоты, шифратор, схему определения приведенного радиуса и два вентиля.

Интерполятор осуществляет вычисление координат обрабатываемого конту- 20 ра деталей с дугами различных радиусов, причем диапазон изменения радиуса разбивается на несколько ступеней, каждый иэ которых соответствует свой объем интеграторов. Изменение 25 объемов интеграторов достигается путем изменения цены дискрет этих интеграторов f1).

Однако конструктивные особенности интерполятора позволяют использовать 30 его в системах числового программного управления (ЧПУ) преимущественно для станков с малыми скоростями пода. чи, так как скорость вычисления интерполятора ограничена, допустимой тактовой частотой. Увеличение скорости подачи станка требует повышения тактовой частоты интерполято- . ра, поэтому точность вычислений на высоких тактовых частотах низкая, что ведет к недостаточной точности обработки деталей.

Известен также круговой интерполятор для контурных систем программного управления станками, содержащий интегратор линейной скорости, регистр программируемой линейной скорости, интеграторы синуса и косинуса угла наклона радиуса окружнос. ти, накопители координатных приращений, блоки управления приводами, блоки окончания интерполирования, регистры конечных значений координат регистр программируемого радиуса, блок определения величины дискреты подинтегральных функций и два вентиля.

В таком интерполяторе при обработке деталей, имеющих дуги различных радиусов, обеспечивается пост }дц798730 ство задания линейной скорости обработки. Для этого увеличивают угловую скорость перемещения обрабатывающего инструмента обратно пропорционально радиусу, что достигается увеличением цены дискреты интеграторов синуса

5 и косинуса угла наклона радиуса окружности. Ввиду этого тактовая частота на выходе интерполятора неизменна и в результате сокращается время обработки контура обрабатываемой детали (2 ).

Однако конструктивные особенности этого интерполятора позволяют испольэовать его в системах числового программного управления только для станков сь малыми скоростями подачи. 15

Скорость вычисления координат отрабатываемого контура также ограничена допустимой тактовой частотой интерполятора. Обработка деталей на малых скоростях подачи ухудшает техноло- 2О гичность и производительность обработки, а повышение скоростей подачи приводит к необходимости увеличения тактовой частоты интерполятора, что снижает точность вычисления, и следо- 25 вательно, не обеспечивает требуемой точности обработки деталей.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является круговой интерполятор, осуществляющий вычисление координат обрабатывае- ЗО мого контура при высоких скоростях подачи станка, содержащий интегратор координаты Х, интегратор координаты

У и интегратор угловой скорости,выход которого соединен с первым входом каждого иэ упомянутых интеграто- ров. Второй вход интегратора координаты Х соединен с выходом интегратора координаты У, а второй вход интегратора координаты У вЂ” с выходом ин- 40 тегратора координаты Х.

Интерполятор работает по принципу накапливающего сумматора. В качестве приращений используется величина приращений центрального угла дуги обрабатываемого контура. Приращения выражаются многоразрядньпи числами. Шаг интерполяции, пропорциональный заданной линейной скорости, выбирается более величины дискреты, ввиду чего 50 вычисления координат в интерполяторе происходит при больших скоростях подачи станка на постоянной минимальной частоте (100...20 Гц), определяемой следящим приводом станка (31. 55

Однако такой интерполятор в силу своих конструктивных особенностей не может обеспечить требуемой точности. вычислений координат обрабатываемого контура. Погрешность интегри- еО рования в интерполяторе значительная, точность интерполирования недостаточная, а следовательно, данный интерполятор не обеспечивает требуемой точности обработки,еталей. 65

Цель изобретения — повышение точнОсти интерполятора.

Поставленная цель достигается тем, что круговой интерполятор, содержащий первый интегратор и в каждой координате интерполирования второй интегратор, первый вход которого соединен с выходом первого интерполятора, в каждую координату интерпо-. лирования введены делитель, сумматор и третий интегратор, первый вход которого соединен с выходом сумматора, второй вход — с выходом первого интегратора, а первый и второй выходы второго интегратора — соответственно с входом делителя и с первым входом сумматора данной координаты интерполирования, причем

:ыход делителя и выход третьего интйгратора каждой координаты интерполирования подключены к второму входу сумматора и второму входу второго интегратора соответствующей координаты интерполирования.

На чертеже схематически представлено предлагаемое устройство.

Устройство содержит первый интегратор 1, вторые интеграторы 2 и

3, делители 4 и 5, сумматорьР 6 и 7, третьи интеграторы 8 и 9.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии в регистр подинтегральной функции интегратора 1 вводится величина угловой скорости, а в регистры подинтегральных функций интеграторов 2 и 3 — соответственно координаты начальной точки дуги окружности Хо и Уо . Аргументом при интегрировании скорости является время t. Приращения аргумента Ь Ь представляют собой единичные импульсы, следующие с постоянной тактовой частотой f. Интегрирование производят по центральному углу дуги aL., Интегратором 1 вырабатываются приращения центрального угла дуги йс(. Сигнал, соответствующий значению EoL, поступает на входы интеграторов 2, 3, 8 и 9 в качестве независимой переменной.

В результате интегрирования на выходе интеграторов 2 на каждом шаге i получают приращение текущей координаты Af„., а на выходе интег% ратора 3 — прйращение текущей координаты йХ .. После деления на два k

1. на первый вход сумматора 6 поступает сигнал, соответствующий аХ (2, а на первый вход сумматора 7 — сигнал, соответствующий 6 У /2. На вторые К входы сумматоров 6 и 7 поступают сигналы, соответствующие содержимому регистров подинтегральных функций интеграторов 2 и 3: на вход сумматора 6 - Х„, на вход сумматора 7

У . После сложения на выходе сумматора 6 получают величину(Х„Ю у-)г а на выходе сумматора 7 — вел чину

798730 ((.CB Ы вЂ -), которые записываются в регистр подинтегральных функций соответственно интеграторов 8 и 9.

С выходов интеграторов 8 и 9 многоразрядные приращения ьХ и ьу поступают на входы накопительных регистров интеграторов 2 и 3 соответственно.

С приходом на вход интегратора 1 следующего импульса с частотой цикл вычислений повторяется.

Погрешность вычисления в предлагаемом интерполяторе уменьшена по сравнению с известным при условии равенства скорости подачи и радиуса обрабатываемой дуги.

Уменьшение погрешности интегрирования повышает точность интерполирования не менее, чем на порядок, ввиду чего повышается точность обработки деталей на станках, использующих систему числового программного управ- 20 ления с предлагаемым круговым интерполятором.

Формула изобретения 25, Круговой интерполятор, содержащий первый интегратор и в каждой координате интерполирования второй интегратор, первый вход которого соединен с выходом первого интегратора, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности интерполятора, в каждую координату интерполирования введены делитель, сумматор и третий интегратор, первый вход которого соединен с выходом сумматора, второй вход — с выходом первого интегратора, а первый и второй выходы второго интегратора — соответственно с входом делителя и с первым входом сумматора данной координаты интерполирования, причем выход делителя и выход

TpBTbBI î интегратора каждой координа ты интерполирования подключены к второму входу сумматора и второму входу второго интегратора соответствующей координаты интерполирования.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9484502, кл. G 05 В 19/18. 1974.

2 . Авторское свидетельство СССР

Р499566, кл. G 05 В 19/18, 1974.

3. Сб. Станки с числовым программным управлением, участки и автоматические линии на их основе". М., "Иашиностроение", 1974, с. 98 (про- тотип). Ф

798730

Составитель Н.Белинкова

Техред Т.Маточка Корректор О.Билак

Редактор Л.Кеви

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 10045/61 Тираж 951 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и откритий

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