Устройство для задания угла в системах числового программного управления станками

СпеРаГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗО Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАДАНИЯ УГЛА ВСИСТЕМАХ ЧИСЛОВОГО ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ СТАНКАМИ(57)изобретение относится к областиавтоматики и вычислительной техникии может быть использовано в системахчислового управления станками. Цельизобретения - упроцение устройства.Устройство позволяет задавать в необходимых единицах любой угол междуосью координат и прямой. В отличиеот известных решений устройство несодержит ЭВМ и не нуждается в матобеспечении. Устройство состоит изкругового интерполятора 1 на .цифровых диФеренциальных анализаторах,четырех счетчиков импульсов. 2 - 5,линейного интерполятора 6, триггеровб, 7, генератора импульсов 9, элементов И 1 О - 13, формирователя импульсов 14, элемента ИЛИ 15. 4 ил.3 1495747Изобретение относится к автоматикр и вычислительной технике и может быть использовано в системах числововтором этапе осуществляется поворот вектора ОК на заданный угол с.После окончания первого этапа в круговом интерполяторе 1 оказывается информация Х= К, У= О, соответствующая точке Д (фиг. 2, 3), в счетчике 2 сохраняется К, а в счетчике 3 ноль. В линейный интерполятор 6 в первую координату занесено число Т(/2 в заданной угловой мере, т.е. 90 или 5400 или 324000", а во вторую - величина дс из счетчика 4. В вычитающий счетчик 5, подключенный к выходу первой:координаты, заносят величинуугла поворота вектора в размерности, соответствующей размерности выбранной константы, т.е. в градусах, минутах или секундах.Так как выходным импульсом формирователя 14 триггер 8 установлен в состояние единицы, то открывается элемент И 13. Частота с выхода генератора 9 через элемент И 13 начинает поступать на вход аргумента линейного интерполятора 6. Импульсы размерности заданного углас выхода первой координаты линейного интерполятора 6 поступают на вход вычитающего счетчика 5, а с выхода второй координаты через элемент ИЛИ 15 - на вход аргумента кругового интерполятора 1.Круговой интерполятор 1 начинает поворачивать радиус-вектор К, совмещенный с осью Х, против часовой фстрелки, как это показано на фиг. 3, при этом импульсы его координатныХоприращений через элементы И 10 и 11 поступают на вычитающий вход счетчика 2 и суммирующий вход счетчика 3соответственно. Так продолжается до го программного управления станками.Целью изобретения является упрощение устройства,На фиг. 1 изображена структурнаясхема предлагаемого устройства; нафиг. 2 - геометрическая аналогия пер Ового этапа работы устройства; нафиг. 3 - геометрическая аналогия второго этапа работы устройства; нафиг. 4 - вариант выполнения линейногоинтерполятора, 15Устройство состоит из кругового,.интерполятора 1 на цифровых дифференциальных анализаторах (1 ЩА), счетчиков 2-5 импульсов линейного интерполятора 6, триггеров 7 и 8 генератора -209 импульсов, элементов И 10 - 13,фармирователя 14 импульсов, элементаИПИ 15.Перед началом работы триггеры" 7 и8 находятся в нулевом состоянии, всчетчик 2 занесена длина поворачиваемой прямой К, счетчики 3 и 4 сброшены в ноль. В счетчик 5 занесена величина ц заданного угла поворота, в круговой интерполятор 1 занесены в качестве начальных условий величины Хя "- 0 и Уя = К, т.е. координаты точки Д (фиг. 2) и величины приращений ВХ=КиДУ=К.В первую координату линейного ин терполятора 6 занесен код, соответствующий Й/2 в принятых единицах, например.90 или 5400.Устройство работает следующим образом. 40Поворот прямой длиной К на Уаданньй уголвыполняется в два этапа. На первом этапе с помощью кругового интерполятора 1 (фиг. 2) осуществляется поворот радиус-вектора К на 90 45 и подсчитывается счетчиком 4 количество импульсов аргумента Л, поступившее на вход кругового интерполятора 1 за время поворота вектора на 90 ф.5011 о сигналу "Пуск" триггер 7 устанавливается в сос:ояние единицы и открывается элемент И 12, Поэтому импульсы частоты Г с выхода генератора 9 начинают поступать на вход счетчика 4, а через элемент ИЛИ 15 - на вход аргумента интерполятора 1. При этом нулевой сигнал триггера 7 блокирует элементы И 10 и 11, и выходные сигналы интерполятора 1 на входы счетчиков 2 и 3 не поступают до тех пор, пока радиус-вектор ОБ (фиг. 2) не повернется на 90 и не совместится с осью Х, Тогда интерполятор 1 вырабатывает сигнал "Окончание отработки", который сбрасывает в ноль триггер 7. Элемент И 12 закрывается. Единичный сигнал с нулевого выхода триггера 7 открывает элементы И 10 и 11, а лев редний фронт этого сигнала через формирователь 14 запускает второй этапЮ работы, т,е. устанавливает в единицу триггер 8. К этому моменту угловая константа Лзо, соответствующая числу импульсов аргумента, необходимых для поворота радиус-вектора К на 90 , вычислена и запомнена в счетчике 4. На1 О 5 20 25 30 35 40 45 50 55 ЭоЩ = /2 2 =1 2 49тех пор, пока с выходя первой координаты линейного интерполятора 6 навход счетчика 5 не поступит количество импульсов, равное заданному углу поворота ц . При этом на выходесчетчика 5,появляется импульс, который сбрасывает в ноль триггер 8. Элемент И 13 закрывается и прохождениеимпульсов генератора 9 на вход интерполятора 6 прекращается. Поворотвектора К на заданный угол у закончен. При этом в счетчиках 2 и 3 оказываются искомые координаты точки А.Покажем, что вектор К повернулсяровно на заданньп угол у, Действительно, в первую координату линейного интерполятора б занесено число,которое в принятой размерности углаК соответствует 90 (1/2), а во вторую координату занесено число, соответствующее числу импульсов аргумента, которое .необходимо подать на входкругового интерполятора 1, чтобы заданный радиус-вектор К повернулся на90 . Следовательно, если бы с выходапервой координаты линейного интерпо-лятора б ушло число импульсов, равное90, то на выход аргумента круговогоинтерполятора 1 с выхода второй координаты поступает число импульсов,равное Д . Но так как отработка поворота радиус-вектора прекратилась,когда с выхода первой координаты .интерполятора 6 упо количество импульсов, равное ц, то и на вход кругового интерполятора 1 с выхода второйкоординаты пришло количество импульсов, точно соответствующее поворотукруговым интерполятором 1 радиус-вектора К на угол ,Можно не вычислять дповоротомрадиус-вектора К на 90, а вычислитьоее по формуле Но вычисление по такой формуле требует наличия устройства умножения и регистра памяти числа 1 до и-го разряда,при этом формула не учитывает числавнутренних микротактов кругового интерполятора 1 и погрешности окружности. Кроме того, круговой интерполятор 1 на втором этапе работы такжевыполняет основную задачу поворотарадиус-вектора в то время, как устройство умножения никаких функций навтором этапе не выполняет, т.е. в 5747 б этом случае, кроме линейного и кругового интерполяторон, понадобитсяеще и устройство умножения, т,е. объем электронного оборудования возрастает. Конечно, поворачивать радиусвектор имеет смысл только на величину45 , что уменьшает время вьяисления,Линейньп интерполятор 6 (фиг, 4)в варианте состоит из регистра 16,накапливающих сумматоров 17 и 18,элементов И 19 и 20.В исходном состоянии сумматоры 17и 18 сброиень в ноль или в них занесена магпйцая единица (0,5 в двоичном коде, те. 1000), Код 90 или5400 заносится в регистр 16. Каждыйимпульс аргумента добавляет к содержимому накапливающих сумматоров кодыс их входов.При наличии на выходе соответствующего сумматора сигнала переполненияимпульс аргумента стробирует этотсигнал, и на соответствующем выходеинтерполятора появляется импульс,т.е, на выходе элемента И 19 или 20.Предложенное. устройство позволяетзадавать в необходимых единицах лю -бой угол между осью координат и пря)мой. Кроме того, оно состоит из интерполяторов, т.е, блоков, органически присущих системам с ЧПУ. Формула из обретенияУстройство для задания угла в системах числового программного управления станками, содержащее круговой интерполятор, линейный интерполятор, генератор импульсов и первый счетчик импульсов, выход которого соединен с первьв входом линейного интерполятора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства и его упрощения, в него дополнительно введены второй, третий и четвертй счетчики импульсов, с первого по четвертый элементы И, первый и второй триггеры, формирователь импульсов и элемент ИЛИ, причем выход генератора импульсов подключен к первым входам первого и второго элементов И, вторые входы которых соединены соответственнр с первыми выходами первого и второго триггеров, второй выход первого триггера соединен с входом формирователя импульсов и с первыми входами третьего и четвертого элементов И,1495747 Х Составитель И. Швецр В. Данко Техред А.Кравчук Корректор В, Гири Заказ 4264/44 Тираж 788ВНИИПИ Государственного комитета по113035, Москва, Жписно е ытиям при ГКНТ СССР 4/5 зобретениям и Раушская наб Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 10 вторые входы которых подключены к. соответствующим выходам кругового ин-терполятора, а выходы - соответственно к входу вычитания и суммированиявторого и третьего счетчиков импульсов, установочные входы которых соединены соответственно с первым и вторым входами устройства, а выходы - спервым и вторым координатными выходами, выход первого элемента И соединен с входом первого счетчика импульсов и через первый элемент ИЛИсвходом аргумента кругового интерполятора, выход окончания цикла которого. 15подключен к первому входу первого . триггера, второй вход которого соединен с входом "Пуск" устройства длязадания угла, вход задания угла которого подключен к инФормационномувходу четвертого счетчика импульсов,вычитающий вход которого соединен спервьм выходом линейного интерполятора, а выход - с первым входом второготриггера, второй вход которого подключен к выходу Формирователя импульсов, выход второго элемента И подключен к входу аргумента линейного интерполятора второй выходкоторогосоединен с вторым входом элементаИЛИ.