Круговой интерполятор

(51) М. Кл. С 05 В 19/00 1ееудерстеенный кемнтет6 евете Мнннетрев СССРае делам наебретвннйн еткрмтнй(46) Дата опубликования описания 15.12.78 53) УДК 621.503. .5(088,8)(У 2) Авторы изобретения Б, И. Акимов, Ю. Д. Бери, В, Г. Кагани А, А, Хрычев 1) Заявитель ГОВОЙ ИНТЕРПОЛЯТОР тво введен блок с кцнн с радиусом ости, первый вход дом сумматора, вт ной сигнала значе инеи с соответству ра сектора и так мое устрои ночной фу мой окруж зан с выхо динен с шн выход соед схемы выбо цин. равнения оце- иитерполируекоторого свяорой вход соения радиуса, а ющим входом та интерполяИзобретение относится к снециализированным вичислительным устройствам и может быть использовано в системах цифрового программного управления, например, металлорежущнми станками.Известны устройства круговой интерполяции, работающие по методу оценочной функции 11. Такие ннтерполяторы содержат счетчики координат Х и 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 нз 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 предлагаеНа фиг. 1 изображена функциональная схсма кругового ннтерполятвра; на фиг. 2 - пример интерполяции окружности данным интерполятором,Функциональная схема кругового интер. полятора включает в себя накапливающий сумматор 1 с управляемыми информационнымн входами, реверсивный счетчик 2 абсциссы Х текущей точки, реверсявный счетчик 3 ординаты т текущей точки, блох 4 сравнения текущих координат Х н т, блок 5 сравнения оценочной функции с радиусом ннтерполируемой 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 н шине 8 сиг. нала значения радиуса. Выходы 9 и 1 О блока 6 выбора сектора и такта интерполяции соединены соответственно со3бсчетными входами счетчиков 2 и 3 коорди.нат текущей точки и с соответствукнцимивходами сумматорадля управления приемом информации нз счетчиков координат,Выходы счетчиков 2, 3 соединены с информационными входами сумматора и входамиблока 4 сравнения текущих координат, Выход блока 4 подключен к входу результатасравнения текущих координат блока 6 выбора сектора и такта интерполяции, Ко входурезультата сравнения оценочной функции срадиусом интерполируемой окружности нвходу синхронизации блока 6 подключенысоответственно выход генератора 7 тактовых импульсов и выход блока 5 сравнения,Сумматор служит для вычисления значения оценочной функции рв каждом 1-м цикле определения новых координат текущейточки интерполяции. В счетчиках 2, 3 происходит вычисление новых значений соэтветственно абсциссе Х, и ординате У, текущейточки. Блок 4 служит для сравнения междусобой координат текущей точки интерполяции. Результат сравнения используется дляопределения сектора интерполяции, Блок 5служит для сравнения модуля оценочнойфункции с радиусом интерполируемой окружности, Блок 6 выбора сектора и тактаинтерполяции служит для распределения вовремени импульсов от генератора 7 на выходные шины 9 и 10 сигналов изменения координат по Х и по У в зависимости от результатов сравнения в блоках 4 и 5.Для определенности описание работы иитерполятора приведено для первой четвертиплоскости (Х О, У 0) при движении текущей точки интерполяции против часовойстрелки.Каждый цикл определения новых координат текущей точки интерполяции состоитиз двух тактов. К началу 1-го,цикла определения новых координат текущей точки всумматоре 1 находится значение оценочнойфункции Ч,, а в счетчиках 2 и 3 - Х 1,- иУ- соответственно, вычисленные в предыдущем ( - 1).ом цикле. Блок 4 сравниваетмежду собой текущие координаты Х- э иУ, , По результату. сравнения (Хь- У,-или Х- У-.) возможны два случая работы устройства,Первый случай (Х-)У.-.)В первом такте блок 6 выбора сектораи такта интерполяции вырабатывает импульсна шине 10, управляющей передачей удвоенного содержимого счетчика 3 в сумматор 1.В сумматоре происходит вычисление значения оценочной функции по формулер, = р.-+ 2 У,-+ 1. Задний фронт импульса на шине 10 увеличивает на единицу содержимое счетчика 3,Вычисленное в первом такте значение оценочной функции сравнивается в блоке 5 помодулю с радиусом окружности,Если модуль оценочной функции меньшерадиуса, то второй такт не вырабатывается,и цикл опредс ения новых координат теку 7781щей точки заканчивается. В счетчиках 2 и 3координат находятся координаты Х = Х.-и У= У 1-+1 соответственно, а в сумматоре значение оценочной функции 1 р, = Чэ,э,5 которые являются исходными для следующего цикла интерполяции.Если оценочная функция по модулю больше илн равна радиусу окружности, то вовтором такте блок 6 выбора сектора и так та интерполяции выдает импульс на шину 9,управляющую подачей удвоенного значениясодержимого счетчика 2 в сумматор, В сумматоре происходит вычисление значения оценочной функции по формулер .=. р, - ., 2 Х.-.+1хэ1 Задний фронт импульса на шине 9 уменьшает иа единицу содержимое счетчика 2,На этом цикл определения новых ксюрдинатзаканчивается, В счетчиках координат 2 и 3находятся координаты Хь =. Х,-э - 1 У, == У 1,-.+ соответственно, а в сумматорезначение оценочной функции Чэ, = р,", которые являются исходными для следующегоцикла интерполяции.Второй случай (Х, С У.-.)Здесь в первом такте блок б вырабатывает импульс на шине 9, который подаетудвоенное содержимое счетчика 2 в сумматор и задним фронтом уменьшает на единицу значения содержимого счетчика 2. Всумматоре происходит вычисление оценочной функции по формуле36 р = р- - 2 Х-+1эЗатем происходит сравнение по модулю вычисленного значения оценочной функции срадиусом окружности в блоке 5.Если модуль оценочной функции меньше35радиуса окружности, то на этом цикл интерполяции заканчивается, В счетчиках координат 2 и 3 находятся координаты Х ==.ф- - 1 и У = У 1 соответственно, а всумматоре - значение оценочной функциир, =Ц, которые затем используются в слеа дующем цикле интерполяции,Если оценочная функция по модулю больше или равна радиусу, то во втором тактеблок б выбора сектора и такта интерполяциивырабатывает импульс иа шине 10, которыйподает удвоенное значение содержимого счетчика 3 в сумматор и задним фронтом увеличивает иа единицу содержимое этого счетчика, В сумматоре происходит вычислениеоцейочной функции по формуле- р," + 2 Ув + 1На этом цикл определения новых координат заканчивается, в счетчиках 2 и 3 нахо.д;-тся координаты Х; = Х.- - 1 и У, = У-соответственно, а в сумматоре - оценочнаяфункция р; =рГ .Работа иитерполятора в других четвер 55 тях аналогична,На фиг, 2 приведен график иптерполируемой окружности данным интерполятором придвижении текущей точки интерполяции протичасовой стрелки, Радиус окруипостиравен 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 но сравнению с известными повышается в два раза.Формула изобретенияКруговой 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 коте.рого связан с выходом генератора тактовых импульсов, выходы сигналов изменения ко.ординат Х и т блока выбора сектора и так- % 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 интерполяции, устройство содержит блок срав.ненни оценочной функции с радиусом интер.полируемой окружности, первый вход кото.рого связан с выходом сумматора, второй вход соединен с шиной сигнала значения радиуса, а выход - с входом сигнала резуль.тата сравнения оценочной функции с радиусом интерцолируемой окружности блока выбора сектора и такта интерполяции. Источники информации, принятые во вни В мание при экспертизе:1. Агурскнй М. С, и др. Числовое программное управление станками, изд-во, Машиностроение, М., 1966;