Цифровой линейный интерполятор

(19) (11) 5 415 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ етельство С 9/18, 1974. ельство ССС 19/18, 197 т ли ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕПЬСТ(56) 1. Авторское свид ССР 1 Е 500518, кл, Г 05 В 12. Авторское свидет Р Р 551611, кл. С 05 В 5 (прототип).(54)(57) ЦИФРОВОЙ ЛИНЕЙНЫЙ ИНТЕРПОЛЯТОР, содержащий генератор тактовых импульсов, первый, второй, третий и четвертый счетчики импульсов, первый и второй регистры, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения схемы и расширения функциональных воэможностей за счет обеспечения функционирования с программированной скоростью подачи по одной координате, в него введены первый и второй делители с переменным коэффициентом деления, шесть элементов И, первый и второй элементы ИЛИ, соединенные входами соответственно с выходами первого, второго, третьего, четвертого, пятого, шестого элементов И, причем первые входы шестого и третьего элементов И подключены к шине "Интерполяция по 1 ", первые входы пятого и второго элементов И - к шине "Интерполяция по Х", первый вход четвертого элемента И - к шине "Координата Х", а первый вход ;-ервого элемента И- к шине "Координата 1 ", второй его вход связан с выходом первого де теля час ты с переменным коэффициентом дел ния, с вторыми входами второго, четвертого и шестого элементов И и с управляющими входами первого регистра, первого счетчика илпульсов и второго счетчика импульсов, подключенного установочным входбм к шине "Отношение скоростей по координатам Х и 1 ", а выходом - к счетному входу первого счетчика импульсов; соединенного выходом с информационным входом первого регистра, подключенного выходом к установочному входу второго делителя частоты с переменным коэффициентом деления, связанного выходом с вторыми входами третьего и пятого элементов И, а информационным входом - с счетными входами второго и третьего счетчиков, с выходом генератора тактовых импульсов и с информацион- С нымвходом первого делителя частоты с переменным коэффициентом деления, а подключенного установочным входом к выходу второго регистра, соединенного информационным входом с выходом четвертого счетчика импульсов, а управляющим входом - с управляюШим входом четвертого счетчика импульсов с шиной "Частота вращения шпинделя" и с управляющим входом третьего счет чика импульсов, подключенного установочным входом к шине "Скорость подачи привода", а выходом - к сче ному входу четвертого счетчика импульсов.ФИзобретение отнОсится к автоматике и вычислительной технике и можетбыть использовано в системах программного управления станками,Известен линейно-круговой интерполятор, содержащий основной и задающие счетчики, умножители, дешифрато.ры, элементы совпадения, делители,триггеры и элемент задержки 1,Недостатком известного устройстваявляется сложность реализации и, какследствие, низкая надежность работы,Наиболее близким к предлагаемомуявляется цифровой линейный интерполятор, содержащий последовательно соединенные блок управления, генератор 15импульсов, делитель частоты, выходкоторого подключен к первому входувторого счетчика, второй вход первого счетчика подключен к выходу первого блока сравнения и к первому входу 2 Облока управления, а выход первогосчетчика подключен к входу первогоблока сравнения, второй вход которогосоединен с вторым входом делителячастоты и выходом пеРвого регистра 25приращений, вход которого соединен содним из выходов блока управления,один из выходов которого через второй регистр приращений подключен ктретьему входу делителя частоты ик первому входу второго блока сравнения, второй вход которого подключенк выходу второго счетчика, а выходвторого блока сравнения подключен квторым входам второго счетчика иблока управления, а также третийсчетчик, первый вход которого подключен к второму входу первогосчетчика, третий блок сравнения,первый вход которого подключен квторому входу первого счетчика,третий блок сравнения, первый вход которого соединен с выходом третьегосчетчика, второй вход которого подключен к выходу второго регистра приращений, а выход подключен к третьему входу блока управления и к второму входу третьего счетчика и четвертый блок сравнения, первый входкоторого подключен к выходу четвертого счетчика, второй вход четвертого 5 Облока сравнения соединен с выходомпервого регистра, а выход четвертогоблока сравнения - с четвертым входом,блока управления и с с вторъм входомчетвертого счетчика 2,Недостатками указанного устройстваявляются необходимость в задании координат точки в виде приращений поотношению к предыдущему значениюКроме этого, алгоритм скорости изменения приращений по каждой координате задается извне, что усложняетпрограммирование,Цель изобретения - упрощение устройства и Расширение его функциональ,ных возможностей за счет обеспечения 65 функционирования с програмглированнойскоростью подачи по одной координатеПоставленная цель достигается тем,что в цифровой линейный интерполятор,содержащий генератор тактовых импульсов, первый, второй, третий и четвертый счетчики импульсов, введены первый и второй делители с переменнымкоэффициентом деления, шесть элементов И, первый и второй элементыИЛИ, соединенные входами соответственно с выходами первого, второго,третьего, четвертого, пятого, шестого элементов И, причем первые входы шестого и третьего элементов Иподключены к шине "Интерполяция по 1первые входы пятого и вторсго элементов И - к шине "Интерполяция поХ", первый вход четвертого элемента И - к шине "Координата Х", апервый вход первого элемента И - кшине "Координата 1 ", второй его входсвязан с выходом первого делителячастоты с переменным коэффициентомделения, с вторыми входами второго,четвертого и шестого элементов И ис управляющими входами первого регистра, первого счетчика импульсов ивторого счетчика импульсов, подключенного установочным входом к шине"Отношение скоростей по координатамХ и 1", а выходом - к счетному входупервого счетчика импульсов, соединенного выходом с информационным входомпервого регистра, подключенного выходом к установочному входу второго делителя частоты с переменным коэффициентом деления, связанногс выходомс вторыми входами третьего и пятогоэлементов И, а информационным входомс счетными входами второго и третьего счетчиков, с выходом генераторатактовых импульсов и с информационным входом первого делителя частотыс переменным коэффициентом деления,подключенного установочным входом квыходу второго регистра, соединенного информационным входом с выходомчетвертого счетчи 1 ка импульсов, ауправляющим входом - с управляющимвходом четвертого счетчика импульсов, с шиной "частота вращения шпинделя" и с управляющим входом третьего счетчика импульсов, подключенногоустановочным входом к шине "скоростьподачи привода", а выходом - к счетному входу четвертого счетчика импульсов,На фиг.1 изображена функциональная схема предлагаемого интерполятора, на фиг.2 - потенциальная диаграмма его работы.Интерполятор содержит генератор1 тактовых импульсов, третий счетчик2 импульсов, второй счетчик 3 импульсов, первый делитель 4 с переменнымкоэффициентом деления, второй регистр5, четвертый счетчик 6 импульсов, 1065825ло ооо9 Т1 Кхвцх Чх и;к 1 х- = и, =1 фкХ второй делитель 7 частоты с переменным коэффициентом деления, первый регистр 8, первый счетчик 9 импульсов, первый и второй элементы ИЛИ 10 и 11, первый, второй, третий, четвертый,пятый и шестой элементы И 12-17. 5Устройство работает следующим образом.Высокий логический уровень подан на шину "Инт Х", разрешая прохождение импульсов с выхода делителя 4 с О переменным коэффициентом деления через элементы И 13 и ИЛИ 10 на вход блока управления шаговым двигателем по оси,У , а импульсов с выхода делителя 7 с переменным коэффициентом деления через элементы И 16 и ИЛИ11 на вход блока управления шаго- вым двигателем по оси Х.При этом датчик частоты вращения шпинделя вырабатывает импульс- О ную последовательность с частотойкоторая является функцией угловой скорости вращения шпинделя. Передний фронт каждого импульса частоты 1 Х переписывает содержимое счетчиков б и 9 соответственно в регистры 5 и 8 памяти, а задний фронт каждого импульса сбрасывает в ноль содержимое счетчиков б и 9. Так как предлагаемое устройство состоит из двух идентичных каналов, рассмотрим для простоты первый из них, состоящий иэ счетчиков 2 и б, регистра. 5 памяти и делителя 4 с переменным коэффициентом деления. Генератор 1 импульсов вырабатывает тактовую 35 последовательностьимпульсов частоты 1 о . При этом на установочный вход счетчика 2 подается код требуемой скорости коэффициентК определяющий коэффициент пересчета. счетчика 2. 40 Число импульсов, поступающих иа вход счетчика 6 с выхода счетчика 2 эа время, равное периоду импульсов частоты 1 Х , равно:л .)Рх45о К;где Т - период импульсов частоты,период импульсов с выходагенератора 1.Число Й будучи переписано в регистр 5 памяти будет определять коэффициент деления делителя с переменным коэффициентом деления. делителя 4 с переменным коэФФициентом деления и частота импульсов на его выходе будет равна 55 о о "оживых ===ХКхТаким образом, для К, . - сонэк частота импульсов 1 оцх йряо прогорци 60 ональна угловой скорости вращения шпинделя, те, при подачи частотына блок управления шаговым приводом будет осуществляться равномерная подача режущего инструмента в миллиметрах на оборот вращения шпинделя).Вторая часть схемы, состоящая из счетчиков Э и 9, регистра 8 памяти и делителя 7 с переменным коэффициентом делений эквивалейта ранее рассмотренной, за исключением. того,что вместо импульсов частоты 1 х на вход устройства подается частота 1 Вцс выхода делителя 4 с переменным коэффициентом деления.При этом., как и рассматривалось ранее, число импульсов, поступившие на вход счетчика 9 за период между двумя импульсами частоты 1 вых, будет равно где Твцх - период импульсов частоты,л; - коэффициент, задающий соотношения между скоростями ЧХ и Чц Очевидно, что частота импульсов на выходе делителя 7 с переменным коэффициентом деления будет равна Таким образом, частота импульсов на выходе делителя 7 с переменным коэффициентом деления будет пропорциональна угловой скорости вращения шпинделя и требуемой скорости подачи В рассматриваемом случае скорость 9 будет определяться частотой 1 Вц, а скорость Чх - частотой 1 ц При подаче высокого логическогоуровня на вход "Инту".скорость Чбудет задаваться коэффициентом ) а скорость Ч будет определяться коэффициентом и;К дополнительным воэможностям предлагаемого устройства относится работа без интерполятора с программированной скоростью подачи по одной из координат при подаче высокого логического уровня на шину "Х" илисоответственно. При этом коэффициент И устанавливается равным нулю. В этом случае предлагаемое устройство, так как оно осущесТвляетравномерную подачу режущегО инструмента в миллиметрах на оборот вращения шпинделя) может быть использовано для нареэания точных резью;о Тиоажосударам иэо комитета С открытий ская набау Филилл ППП Патент , т,УжБород, ул.П 1 доектная,044/48В 11 ИИПИпо де з.13035, И-- .щь Уоа и елею гуРФу -.Р ылоУ Ю