Линейный интерполятор с оценочной функцией

Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 01.08,75 (21) 2160543 51) М, Кл,- С 05 В 19 Ы 8 рисоединением заяв Государственныи комитет Соввта Министров СССР оо делам изобретений и открытий(45) Дата опубликования описания 01.04,772) Авторы изобретения нов и Т. А. Ханисенко. Е. Гизила, А,71) Заявите титут автоматик ИНЕЙНЫЙ ИНТЕРПОЛЯТОР С ОЦЕНОЧНОЙ ФУНКЦИЕЙ п Изобретение относится к автоматике ивычислительной технике и предназначенодля использования в системах числовогопрограммного управления контурной обработкой на металлорежущих и электроэрозионных станках и установках для электроннолучевой резки и сварки материалов,Известны линейные интерполяторы с оценочной функцией, содержащие сумматоры,блоки вентилей блок анализа знака, счет Очики приращений координат, программныйблок и задающие регистры, Недостаткомэтих интерполяторов является невысокаяточность работы 1, 21.Наиболее близким техническим решением 15к предложенному является линейный интерполятор, содержащий первые регистры сдвига, вы:соды которых через первый сумматорподключены к их входам, элемент НЕ, второй сумматор, выход которого подключен 20ко входам блока определения знака оценочной функции и блока памяти, выход которого соединен со входом второго сумматора,и блок ввода программы, выходы которогоодключены ко входу блока задания скорос ти и через вторые регистры сдвига ко ьходам блока сравнения 31.Недостатком известного устройства является возрастание погрешности пнтерполяции с уменьшением угла наклона крпвой,ошибка при этом приближается к цене лага(дискрета),Цель изобретения - повышение точностиработы интерполятора. Зта цель достигается тем, что в интерполятор введены тритеры, элементы ИЛИ и двухвходовые и трехвходовые элементы И. Выходь 1 первого трпггера подключены к первым входам трехвходовых элементов И, выходы блоков заданияскорости и определения знака оценочнойфункции подключены ко вторым и третьпмвходам первых трехвходовых элементов И,выходы которых соединены со входамп т ервого триггера, двухвходовых элементов Ни элементов ИЛИ. Выходы первых элементовИЛИ подключены ко вторым вхоцам вторыхтрехвходовых элементов И, выходы вторыхэлементов ИЛИ соединены с соответстьующими входами второго триггера, выход которого подсоединеч ко входам двухвходовыхэлементов И. Выходы первых регистров сдвига подключены ко входам блока сравнения, выходы вторых регистров соединены с третьими входами вторых трехвходовых эпементов И, выход первого из которых непосред ственно, а выход второго через эпемент НЕ подкпючены ко входам второго сумматора.На чертеже изображена функциональная схема предложенного интерпопятора.Первые регистры сдвига 1 и 2 закопь р цованы с первым сумматором 3, при этом их выходы соединены со входами первого сумматора 3, а по другой цепи - с первыми двулля входами блока сравнения 4. Бпон ввода программы 5 подкпючен выходами ко 15 входам вторых регистров сдвига 6, 7 иопока задания скорости 8. Выходы регистров 6 и 7 соединены соответственно по одной цепи непосредственно с двумя другими входами блока сравнения 4, а по другой 20 цепи - через один второй трехвходовый эпемент И 9 на выходе регистра 6 и другой второй трехвходовый эпемент И 10 и эпемент НЕ 11 в цепи регистра 7 - с двумя входами второго сумматора 12, к тре тьему входу которого подключен выход бпока памяти 13, Выход сумматора 12 соединен со входом блока 13 и со входом бпока определения знака оценочной функции 14. Первые входы первых трехвходовых эпемен- ЗО тов И 15-18 подкпючены соответственно к нулевому и единичному выходам первого триггера 19, соединенным также со входами вторых трехвходовых элементов И 9 и 10. Вторые входы элементов И 15-18 под кпючены на выход бпока задания скорости 8 а третьи входы эпементов И 15, 18 и 16, 17 соединены соответственно с ппюсовым и минусовым выходами блока 14. Единичный вход триггера 19 соединен с выхо дом эпемента И 17, а нулевой вход- с выходом эпемента Я 15. Первыми входами двухвходовые элементы И 20, 21, 22 и 23 соединены с выходами элементов И 15, 16, 17 и 18 соответственно, а вторы ми входами - с единичным выходом второго триггера 24. К выходам элементов И 16, 17 и 15, 18 через первые эпементыИЛИ 25 и 26 подсоединены соответственно третьи входы логических эпементов И 5 О 9 и 10, По другим цепям через второй эпемент ИЛИ 27 выходы эпементов И 15, 17 соединены с единичным входом триггера 24, а выходы элементов И 16, 18 через другой второй элемент ИЛИ 28 - со счетным входом того же триггера, Рабочими выходами интерпопятора являются по координате Х выходы элементов И 22 и 23 по координате У - выходы элементов И 20 и 21.60 Регистры сдвига 1 и 2 предназначевадпя хранения текущих значений координатХ;, 1 промежуточных точек отрабатываемых участков и в начапьный момент наховдятся в нулевом положении. В регистры 6и 7 из бпока 5 заносятся значещи координат Х , Ук конечной точки участка. Впроцессе интерполяции в предепах данногоотрезка содержимое этих регистров не меняется. Блок 4 предназначен дпя сравнениявырабатываемых сумматором 3 значенийкоординат промежуточных точек х . у с1 ъ 1координатами Х, Уи выдачи сигнала "кнец отработки кадраф,Блок 13 спужит дпя хранения текущегозначения оценочной функции 7 , опредепяемой с помощью сумматора 12 в соотвечствии с формупами:У, . =7-Х при шаге по оси Х,1+Л,1 т К: Т .+х11+1 11 К при шаге по оси У. Блок определения знака оценочной функции 1 4 запоминает знак вычисленного значения оценочной функции, Блок задания скорости 8 тактирует работу интерпопятора с частотой, которая определяется накпоном отрезка к осям координат.Принцип работЬл интерполятора следующий, Каждому шагу в направпении любой из двух осей координат предшествует вычисление оценочной функции, Если при этом знак оценочной функции не меняется, то вырабатывается управпяющий сигнал шага по той же оси координат с максимапьной ценой дискретности, в данном случае - удвоенной.В случае когда происходит изменение знака оценочной функции, вырабатывается укороченный, дробный шаг в том же направпении и гроисходит перекпючение триггера 1 9 и вместе с этим - изменение направления спедующего шага, Процесс продолжается до совпадения текущих и конечных значений отрезка интерпопяции, поспе чего от блока ввода программы 5 поступают в регистры 6, 7 и блок задания скорости 8 данные об очередном участке интерполяции.В начальный момент регистры 1, 2 и блок 13 находятся в нулевом состоянии. В регистры 6 и 7 занесены значения Х и ук к соответственно. Триггер 19 находится в единичном попожении, соответствующем отсчету по оси координат Х. Триггер 24 находиФ- ся в нупевом положении, разрешающий сигнап с выхода блока определения знака 14 по плюсовой шине подается на входы эпемейгов "И" 15 и 18, Интерпопирование начинается с подсчета значения и определении зна ка оценочной 4 ункции в предположении смения; выходы вторых регистрОН соедкк=".сь: стретьими входами вторых трехкхо:.,О-ь 1; г. - .гментов И, выход первогО из кото,. х к .О;. -редственко, а выход второго че:.ез =лз.;е,НЕ подключены по входам второго су: ТОра.Источники икформации, прккять 1. - во ь.: -мание при экспертизе;1. Агурский М,С, и до, "-.Ислоксо ИОО; -раммное управление станками", , . :к-.ностроение", 1966, стр. 174-7-:.2.Авторское свидетельств= м в :" ," 1 .Кл. 5 05 В 19/20 от 7.05,;.; г.3. Сб. Способы подготовки прсгр" гинтерполяторы для контурных скс;э:; ;.ОНО .вого управления станкамк, Ч,. ".О.кк:,., в .,;ение", 1970, стр, 52 57,щения на шаг по оси Х, В данном случаеродсчет мдется по формуле:кОбратный код значения У с. регистра 7 через элемент И 10, ожрытый разрешающим потенциалом с выхода триггера 19,поступает в сумматор 12 и вычитается иззначения У., в начальный момент равного нулю. Вычисленное значением+ зано-,1сится в блок 13, а знак его запомйнается 10блоком определения знака 14. Через элемент И 18, открытый разрешающими потенциалами с единичного выхода триггера 19и с плюсового выхода блока определения знака 14, и элемент ИЛИ 28 управляющий 15сигнал устанавливает триггер 24 в единичное состояние, при этом на элементы И20-23 подается разрешаюший потенциал.Если знак оценочной функции изменился, тос минусового выхода блока определения 2 дзнака 14 подается разрешающий потенциална вход элемента И 17 и на выходе Хинтерполятора появится импульсный сигналуправления дробным шагом по оси координат Х. Через элемент ИЛИ 25 управляющий 25сигнал поступает на вход элемента И 9, ипроизводится подсчет очередного значенияоценочной функции по формуле-7. +Х+ 1 КТриггер 19 переключается в нулевое поло- ЗОжение, соответствующее движению вдольоси У . Временная задержка сигнала переключения на схеме опущена. При переключении триггера 19 подается разрешающийпотенциал на входы элементов И 15, 16.Если знак оценочной функции не изменился,например остался отрицательным, то по цепи из элементов И 16 и 21 на выход Уинтерполятора проходит управляющий сигналперемещения на один полный шаг с максимальной дискретностью по оси У, Триггер19 остается в предыдущем положении и подсчет следуюшего значения оценочной функции будет вестись по той же формуле. Еслив результате вычисления знак оценочной функфции изменился, например стал положительным,то вырабатывается управляющий сигнал наотработку дробного шага по оси у , поступающий с выхода У элемента И 20, Следующее значение оценочной функции подсчитывается по формуле=у -ум, 3 кТриггер 19 переключается в единичное положение, соответствующее шагу по оси координат Х, и схема продолжает работать поописанному алгоритму,Применение данногО ьк в .-.,:ООгд:;:Оз:=:;-:теме программного упревпекк: ст; - ,.;-.,.позволяет зкачителько повысить тк;:обработки,ф о р м у л е и з О О р еЛинейный иктерполята; с О ск в .лО;,;.;.-.;. цией, содержащий первые веско-.р;:. - Одк -з, выходы которых через первый су;,тор ключены ко входам даккых сег - .;:,: мент НЕ, второй суммагор, кы.;.;:. ", ТО-,.ОТО подключен ко входам блока О.в .реда-.;- . в :.ьс ка Оценочной ф ьл:ции к Олоккоторого соедикек сс вхо-;в: т р,г, тора, и блок ввода прогь; рого подкпочены ко входу слл:.,; з,;:,;кк скорости и через вгорые рзгксры; - ".ко входам блока сравкен:,к, О - г .л ., : - : О Щ И й С Я ТЕМ, ЧГО, С ЦЕ;:ЬЮ:;ОВЬЗК. И точности иктерполяторя, 3 него Бзе.;с, триггеры, элемекты ИЛИ и Иву:;зхз;:,Овь;г трехвходовые элементы И, выхоль: .ерьог: триггера подключены к первы.л вхслз; тр:;,;" входовых элементов И, вь:ходы блоко 1 ь з.,1,ОНИЯ СКОРОСТИ и ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЗКаКЯ т;ОКО-.,О , функции подключены ко вторыг,:,. трет; к: входам первых трехвходовых э;.,еет;. ВЫХОДЫ КОТОРЫХ СОЕДИКЕКЬ: СО ВХОД;." вого триггера двухвходовых з.",О.,.екгв и элементов ИЛИ, выходы кер 1 ых . - .л;:с. тов ИЛИ подключены кО вторь 1.л:.х;.;, ": рЫХ трЕХВХОдОВЫХ ЭЛЕМЕ-. - гОВ 1,. ВЬЛС-.,Ы:-Т, рых элементов ИЛ 1 соедин кь 1 с с О,"гкс: ,Вующими входами второго токк 3.:, ,. которого подсоэдИКЕн НО входа: ",йс;ь.,О;О . вых элементов И, выхОды перкь.х рс .": сдвига подключены ко входа:,1 Опона .:О .зкз545 872 Составитель В, СукинТехред О. Луговая КоРРектоР В, СалКа Редактор Т. Орловская Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4 Заказ 235/2 Тираж 1059 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 1.13035, Москва, Ж, Раушскаа наб., д. 4/5