Линейно-круговой интерполятор

Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 20.1277 (21) 2558008/18-24с присоединением заявки Ио(23) Приоритет -С 05 В 19/18 Государствеииый комитет СССР оо делам изобретеиий и открытийл,Хк п, УкиИзобретение относится к автоматическому управлению и предназначено для использования в контурных системах программного управления станками,Известен линейно-круговой интерполятор, построенный на основе цифровых дискретных анализаторов (ЮА) (1).Основной его недостаток - большая разрядность вычислений, определяемая необходимой точностью вычислений. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является 15 линейно-круговой интерполятор с большим шагом интерполяции, основанный на интегрировании величин Х и У. Он содержит первый и второй регистры, соединенные соответственно через 2 а первый и второй вентили с первой управляющей шиной, делитель частоты, соединенный со входами третьего и четвертого вентиля, управлиощие входы которых соединены соответст венно с второй и третьей управляющими шинами, первую и вторую вхОдные и выходные шины 2).Устройство в режиме круговой интерполяции реализует в соседних вычислительных циклах поочередно следующие алгоритмы:1) 1 Х; 2) 1 Лп Н и; . Н Х;,= Х; +аХ У= У; +ЬУ;В режиме линейной, интерполяции отсутствует сигнал на первой управляющей шине и на выходные шины поступают соответственно, сигналы у и Х в результате реализации следующего алгоритма: Известное устройство в режиме круговой интерполяции воспроизводится контур окружности с контурной погрешноствю б К,а в режиме линейной интераоляции воспроизводит контур прямойс контурной погрешностью бб.погрешности 6 Я иб Ь измеряются по нормалик интерполируемому,контуру и являются соответственно суммой возникающихв каждом цикле вычислений контурныхшаговых погрешностей б К и б Ь.Погрешность К) й имеет две составляющиег контурную шаговую методическую погрешность б й 1, которая опре-деляется йриближенным характеромформул в алгоритме интерполяций,по которым определяются величиныдх и дУ: контурную шаговую вычислительную погрешность 6 В, котораяопределяется приближенным характером вычислений по Формулам алгоритма интерполяции.Погрешностьб НЬ имеет две составляющие: О ВЬ и о В.Погрешность Гаквозникает при расчете величины 26кх и д У с определенной точностью.Погрешность о йвозникает при использовании в формулах для расчетавеличин д Х и ьХ приближенныхзначений координат Х и Х. Погреш кность о ВЬво много раз больше погрешности б Ви является определяющей в погрешности б й,Для получения допустимой величины погрешности б йк в известномустройстве разрядность вычисленийпревышает разрядность исходныхданных в 2 раза, и вычисления производятся с точностью 10 " . Погреш,ность 6 Ь в отличие от круговойинтерполяции имеет одну составляющую6 ЬЬ, которая состоит только изпогрешностио ЬО,. Необходимая разрядность вычислений при линейнойинтерполяции та же, что и при круговой. 40Цель изобретения - упрощение кон,струкции путем уменьшения разряд,.ности вычислительных блоков.Для достижения цели линейно-круговой интерполятор, содержащий первый делитель и в каждом координатном канале первый вентиль, вход которого подключен к выходу первого делителя, и регистр, вход которого подсоединен к выходу второго вентиля, причем первый вход второго вентиля каждого канала соединен с входом интерполятора, дополнительно содержит в каждом координатном канале второй делитель, первый и второй входы которого подключены к выходам регистра и первого вентиля соответственно, первый выход - ко входу регистра данного координатного канала, авторой выход - ко второму входу 6 второго вентиля другого координат-, ного канала.На чертеже приведена блок-схемаинтерполятора. 65+ ьу; Х.= Х; + ь Х; у,= у; У.1 У + УЩ 1 Х Х+ ХОа в режиме линейной интерполяцииследующий алгоритм:1и = ( - ,)цл; ьх = ( )цХ к 11и;- Х + Х Х н 1 ф н 1 ОО 1.дУ, = ( )ц у = (Хнщ" и) 01.1 УН)м УК 1 + Хост.1 Схема содержит первый 1 и второй 2 регистры, вторые 3 и 4 и первше 5 и 6 вентили, вторите 7 и 8 и первый 9 делители, входы 10 и 11, управляющие шины 12-14, а также выходные шины 15 и 16,Устройство работает следующим образом.На входах 10 и 11 задаются соответственно величины й или Ь, а на выходе делителя 9 формируется величина и( -ф )ц, гце ц - частное при делении нацело. По сигналу с шины 13 на выходе делителя 7 формируется величина д У при круговой интерполяции и д х при линейной интерполяции. С выхода остатка величина ХОш , где ост. - остаток при делении нацело, поступает на регистр 1, где Формируется величина Х; = Х; + Хос, . По сигналу с шины 14 на выходе делителя 8 формируется величиналХ или ьх, а с выхода остатка величина У ,поступает на регистр 2, где формируется величина ун= у + ХОсгТаким образом, в предлагаемом линейно-круговом интерполяторе в режиме круговой интерполяции в соседних вычислительных циклах реализуются следующие алгоритмы:л1)ДХ 1=( "и;)бВ 8) ( 0,12 Е Д.,Формула изобретения Я ЦНИИПИ Заказ 1552/9 Тираж 956 Подписноефилиал ППП Патент, г.ужгород, ул. Проектная, 4 Округленные в алгоритмах величины и приводит только в погрешности контурной скбрости и не влияет на величину контурной погрешности б В и 6 Ь,Вычисления по алгоритму, реализуемому в интерполяторе, имеют следую" щие особенности: погрешности 6 Ви б Ь5 в процессе интерполяции не накапливаются ввиду учета в каждом цикле вычислений погрешности, возникшей в предыдущем цикле, что приводит к отсутствию в предлагаемых алгоритмах погрешностей б В и 6 Ьь, являющихся основными составляющими погрешностей б Ви о Ьв 1 при интерполяции с переменным шагом интерполяции при разгоне или торможении величины- 15 и в соседних циклах вычислений имеет разные значения, что не позволяет в очередном цикле вычислений полностью учесть погрешности предыдущего цикла, в этом случае 20 возникают погрешности о В и 6.Ьз З и соответствующие им погрешности б В и б ЬВ , величина которых имеет порядок погрешности б В 8Вывод аналитического ныражейия для погрешностей б Вь б Вз и б ьв ввиду сложности здесь не приводится.Алгоритм работы предлагаемого линейно-кругового интерполятора проведен по точности на управляющей ЭВИ И. Полученные значения ЗО погрешностей б В б В и б Ьрз полностью соответствуют аналитическим выражениям для этих погрешностей. В результате получены следующие зависимости:)6 Ь)4 Е.Д.В.,где ЭДС - единица дискретностивычислений н интерполторе.Таким образом, в предлагаемом линейно- круговом интерполяторе достаточно производить вычисления с точностью 10 , чем обеспечивается следующее соотношение: где Е.Д. - единица дискретности исходных и выходных данныхв интерполяторе.Полученная величина погрешности б Вь практически позволяет считать величину контурной погрешности б В состоящей только из погреаности 6 ВТак как делитель по аппаратурной сложности эквивалентен множительному устройству, то уменьшение разрядности вычислений в предлагаемом устройстне уменьшает разрядность всех вычислительных блоков и значительно упрощает интерполятор,Линейно-кр ганой интерполяторсодержащий первый делитель и вкаждом координатном канале первыйнентиль, вход которого подключенк выходу первого делителя, и регистр,вход которого подсоединен к выходувторого вентиля, причем первый входвторого вентиля каждого канала соединен с входом интерполятора, о т -л и ч а ю щ и й с я тем, что,,с целью упрощения интерполятора, онсодержит в каждом координатном каналевторой делитель,первый и второй входыкоторого подключены к выходам регистра и первого вентиля соответственно,первый вход - ко входу регистра данного координатного канала, а второйныход - ко второму входу второговентиля другого координатного канала.Источники информации,принятые но внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9500518, кл. 6 05 В 19/18, 1974.2, Сб, фСтанки с числовым программным управлением, участки и ав. томатические линии на их основе,ИДНТП, 1974. с.96-102(прототип).