Линейно-круговой интерполятор

ОПИСАНИЕ ИЗОБР ЕТЕ Н И Я К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУСоюз Советских Социалистическик Республик(61) Дополнительное к авт. вид-ву -22) Заявлено 06.08.76 (21) 2393818 18 1 26 05 В 191 и )по с присоединением за осударственный комите(53) УД К 621.503,5(23) Приоритет Вюлл нь Ло 2 30,06.79. делам изобретений н открытий публикован га опуолпкованпя ошн. ня 30.06.7 72) Авторы изобретен и. Н. Гиряве 71) Заявитель ститут технической кибернетики АН Белорусской ССР54) Л И Н ЕЙ НО-КРУГОВОЙ РЛОЛЯТОР Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано для управления устройствами с числовым программным управлением.Известны линейно-круговые интерполяторы, содержащие блоки программ, задания скорости, определения знака, схем И, счетчики приращений, регистры, сумматор, логические элементы 1, 2).В известных интерполяторах скорость интерполирования задается программно при ограниченном числе ступеней скорости.Переход с одной скорости на другую происходит рывком, т. е. неплавно. При этом возникают напряжения и удары в механических конструкциях управляемых устройств.Ступени скорости и время разгона и торможения задаются программно, что приводит и излишнему расходу средств и времени на подготовку программ.Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является линейно-круговой интерполятор, содержащий блок определения знака, первый вход которого подключен к выходу сумматора, второй вход - к выходу блока задания скорости, а выход - к первым входам координатных регистров, счетчиков координатных приращений н координатных блоков элементов И, вторые входы которых соединены с выходами соответствующих координатных регистров, а выходы - с первыми 5 входами сумматора, вторые входы которогоподключены к выходам блока определения знака, вторые входы координатных регистров и счетчиков координатных приращений подсоединены к выходам блока ввода про граммы 3). Недостатком интерполятораявляется его сложность.Целью изобретения является упрощениеинтерполятора и сокращение времени на подготовку программ.15 Указанная цель достигается тем, что винтерполятор введены элементы ИЛИ и НЕ, а блок задания скорости выполнен в виде последовательно соединенных преобразователя код-напряжение, элемента кор 2 о рекции частоты и управляемого генератора,входы первого элемента ИЛИ и первые входы элементов ИЛИ подключены и выходам счетчиков координатных приращений, выходы элементов НЕ соединены со входа ми преобразователя код-напряжение, а входы - с выходами вторых элементов ИЛИ вторые входы которых подключены к выхо.ду первого элемента ИЛИ, причем выход управляемого генератора является выходом ЗО олока задания скорости.670923 3На чертежике приведена функциональная схема ннтерполятора.Линейно-круговой интерполятор содержит блок ввода программы 1, блок задания скорости 2, блок определения знака 3, координатные блоки элементов И 4, счетчики координатных приращений 5, координатные регистры 6, сумматор 7, логический блок 8, содеркащий первый элемент ИЛИ 9, вторыс элементы ИЛИ 10 и элементы НЕ 11, а блок задания скорости содержит преобразователь код в напряжение 12, управляемый генератор 13 и элемент коррекции частоты 14.Преобразователь код - напряжение 12 выполнен, например, на резисторах. В качестве элемента 14 может использоваться конденсатор, а генератор 13 может быть выполнен на основе двухкаскадного неинве 11 тирующсго усилителя постоянного тока с времязада 1 ощнм конденсатором в цепи эммптеров каскада, включенного по схеме с общей базой и каскада с общим коллектором. В цепи разряда времязадающего конденсатора включено управляемое напряженнем сопротивление.Выходная характеристика генератора 13 описывается выражением)= ), + к)Л, (1) где )О - начальная частота; к - коэффициент пропорциональности; Л - код на входе преобразователя 12,Работа интерполятора происходит следующим образом. Устанавливаются в нулевое положение счетчики 5, регистры 6 и сумматор 7. На входы преобразователя поступают нулевые потенциалы. Выходное напряжение преобразователя 12 имеет минимальное значение. Генератор 13 вырабатывает импульсы с частотой )О. Через блок 1 в счетчики 5 заносятся коды, соответствующие требуемым перемещениям по оси Х и У. Посредством логического блока 8 анализируются коды, занесенные в счетчики. При этом возможны следующие случаи: 1) единичные значения кодов есть в одном из старших разрядов любого из счетчиков 5; 2) единичных значений кодов нет в старших разрядах счетчиков 5, но они есть в любом из средних разрядов; 3) единичных разрядов нет в старших и средних разрядах счетчиков 5.(2) 71= о + к 3 Л - 1 (1 - е г ) - +45 ( - 1) к(1 - е (1 - с )В первом случае на одном или нескольких входах элемента ИЛИ 9 будет скачком установлен нулевой потенциал, который проинвертируется элементами НЕ 11 и поступит на входы блоков задания скорости 2, т. е. на все разряды преобразователя 12. Напряжение на входе генератора 13 начнет экспоненциально возрастать (по абсолютной величине). Частота генератора 13, а следовательно и скорость интерполирования, также будет возрастать по закону=о+к 1 Л (1 - с г),где Т - постоянная элемента 14, Таким образом, выходная частота блока задания скорости 2 будет изменяться по закону, близкому к экспоненциальному. Темп разгона будет определяться параметрами элемента 14.В процессе интерполирования код в счетчиках 5 уменьшается. Выходная частота блока задания скорости 2 не изменяется до тех пор, пока в старших разрядах счетчиков 5 будут единицы. После установки улей в старших разрядах счетчиков 5 частота генератора 13 начинает изменяться по закону Г =+ к)(1;+ (к(т, - .;) ) с + (3) 20Таким Ооразом, Выходная частота Опона задания скорости 2 плавно изменяется по закону, близкому к закону квадратичной параболы.25 В случае, когда в старших разрядахсчетчиков 5 нет кода, но он есть в одном из средних разрядов, в первых и тактах интерполирования происходит увеличение выход Ой частоты блока здания скорости 2 согзо ласно закона (2), где и - информационнаяемкость младших (1 - 5) разрядов счегчиков 5. Следующие и тактов интерполировавания скорость интерполирования изменяется по закону35 Ь =)О+ кЛ - 1 (1 - е- 1 - 0К)/,1, (1 Е ) (1 - Е г ), (4) 4 О Аналогично, каждой последующейступении тактов интерполирования будет соответствовать частота Момент окончания увеличения и начала уменьшения скорости интерполирования на ступит при равенстве достигнутой и заданной частот,;= кР,"1 - + )О (6)Далее процесс понижения частоты интерпо лирования будет протекать аналогично вышеизложенному (3).В случае, когда единичных значений кодов нет в старших и средних разрядах счетчиков 5, интерполирование происходит 50 с начальной скоростью, соответствующейчастоте оВ результате применения предложенногорешения экономия оборудования составляет 24 ячейки ЭВМ Минскстоимостью 55 356 рублей. Изменение скорости интерполи670923 Составитель В. КошкинТехред Л, Камышникова Редактор С. Равва Корректор Е. Угроватова Заказ 4168 Изд. М 403 Тираж 1014 Подписное НПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Загорская типография Упрполиграфиздата Мособлисполкома рования происходит плавно, что снижает .перецапрякение в механических конструкциях управляемых устройств, улучшается качество обработки и увеличивается производительность. Экономия прогр ам моцосителя 1 псрфолента, магнитная лента) составляст 16 - 20%. Уменьшается на 20% время, затрачиваемое ца подготовку программ, исключа 1 отся ошибки программирования, связанные с заданием скорости.Фор мул а изобретенияЛинейно-круговой ицтерполятор, содержащий блок определения знака, первый вход которого подключен к выходу сумматора, второй вход - к выходу блока задания скорости, а выход - к первым входам координатнь 1 х регистров, счетчиков координатных приращений и координатных блоков элементов И, вторые входы которых соединены с выходами соответствующих координатных регистров, а выходы - с первыми входами сумматора, вторые входы которого подклточс 11 ы к выходам блока определения знака, вторыс входы координатных регистров ц счетчиков координатных приращсций подсоединены к .выходам блока ввода программы, о т л ич а и щ и й с я тем, что, с целью сокращениявремени подготовки программы и упрощения ццтсрполятора, в него введены элементы ИЛИ и НЕ, а блок задания скорости вы 5 цолцен в виде последовательно соединенныхпреобразователя код - цапряженнс, элемента коррекции частоты и управляемогогенератора, входы первого элемента ИЛИ ипервые входы вторых элементов ИЛИ под 10 кличецы к выходам счетчиков координатных приращений, выходы элементов НЕсосдццсцы со входамц преобразователякод - напряжение, а входы - с выходампвторых элементов ИЛИ, вторыс входы ко 15 торых подключены к выходу первого элемента ИЛИ, причем выход управляемогогенератора является выходом блока задания скорости.Источники информации,20 принятые во внимание прп экспсртпзс1. Авторское свидетельство СССР302729, кл. 6 066 730, 1970.2. Патент Великобритании1303737,кл. б 3 Х, 1973.25 3. Лгурский М, С. и др. Числовое программное управлеьн 1 с станками. М., Мац 1 ицостроецне. 1966, стр. 178 - 179.