Линейно-круговой интерполятор

тз " "ф,ОП ИСАЙИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик,Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(54) ЛЙИЕЙЧО в КРУГОВ ИНТЕРПОЛЯТОВ Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в сйстемах числового программного управления станками.Известен линейно-круговой интерполятор, содержащий блок задания скорости, импульсный датчик и по каждой координате счетчик импульсов и последовательно соединенный счетчик, блок ключей и сумматор, выход которого подключен к управляющему входу другой координаты 1 . Иедостатком такого интерполятора является то, что изменения величин приращений при линейной интерполяции величины радиуса при круговой интерполяции приходится учитывать при задании скорости в блоке задания скорости. При этом в случае малых величин приращений и большой разрядности интерполяторов интерполятор должен работать на частотах, превышающих в 2": раз заданную выходную частоту .(К - число нулевых разрядов интегратора, следующих эа старшим значащим разрядом). При окисле двоичных разрядов п ф 24 (10 ) число К может достигать 23, т.е, частобта работы интегратора должна в 10 раэ превышать выходную частоту, Переход систем программного управления на работу с ценой импульса 0,001 мм с одновременным повышением выходной часто"ты до 200000-330000 Гц делает прямое использование известного решения невоэмбжным, так как в этом случае тактовая частота должна составлять 200000 к 10 Гц, что обеспечить невозможно.Известно, техническое решение, позволяющее снизить тактовую частотуинтерполяторов, работающих по поинципу ЦЦА, в котором используется задаваемое в программе кодирование множителя, который открывает ключ пере"носа со старшего значащего разряда 12,Однако такое рещение сильно усложняет программирование (возникает необходимость расчета и заданияв программе соответствующего множите"ля, что особенно усложняется в двоичном коде) и, кроме того, требуетзначительного объема электронногооборудования,Известен также интерполятор с автоматическим выделением переноса иэ старшего значащего разряда благодаряиспользованию схемы определения старшего значащего разряда приращений,включаюцей перенос из соответствуюцих разрядов с одновременной блокировкой ключей переноса всех младшихразрядов всех интеграторов интерполятора 3)Т кое техническое решение являаоется наиболее близким к предложеннму и состоит по каждой координатеиз счетчика определения окончания момента отработки и последовательносоединенных клапанов коммутации сигнала переноса, параллельного сумматора, блока определения старшегозначацего разряда и блокировки младших, блока ключей переноса приращения, реверсивного счетчика, текущихзначений приращений, промежуточнойпамяти начальных значений и приращения, блока задания скорости и блокаопределения окончания отработки.Недостатком такого интерполятораявляется большой объем электроникиклапанов коммутации сигналов переноса, схемы определения старшего значащего разряда, блокировки младших, 25реверсивного счетчика, а также снижение быстродействия интерполятораиз-эа задержек, возникаюцих в каждомтакте работы интерполятора в перечисленных схемах, и, прежде всего,в ЗОсложной схеме определения старшегозначащего разряда и блокировки младших,Цель изобретения - упрощение схемы линейно-кругового интерполятораЗ 5и повышение его быстродействия.Указанная цель достигается тем,что в линейно-круговой интерполятор,содержащий первый ключ, управляющийвход которого подключен к выходу генератора тактовой частоты, а информационный вход - к выходу элемента Ичерез первый элемент НЕ, и по каждойкоординате первый блок ключей и после. довательно соединенные второй блокключей, первый накапливающий сумматор и счетчик, выход которого подключен к соответствующему входу элемента И, а управляющие входы вторых:блоков ключей каждой координаты соединены с выходом первого ключа, введены блок переключения режимов, генератор импульсов, последовательно соединенные элемент ИЛИ, второй элементНЕ и второй ключ, по каждой координате первый регистр сдвига и последовательно соединенные второй регистрсдвига, третий, блок ключей и второйнакапливающий сумматор, подключенныйвыходом к информационному входу второго блока ключей данной координаты,причем в каждой координате выход первого блока ключей соединен со входомвторого накапливаюцего сумматора, информационный вход - с выходом блокапереключения режимов через первый регистр сдвига данной координаты, а уп равляющий вход-с выходом. первогонакапливающего сумматора другой координаты, управляющий вход второго ключа подсоединен к выходу генератора импульсов, выход - к управляющим входампервого и второго регистров сдвигакаждой координаты, а входы элементаИЛИ - к выходам вторых регистров сдвига каждой координаты. На чертеже представлена блок - схема интерполятора,Схема содержит генератор тактовойчастоты 1, первый ключ 2, первый элемент 3 НЕ, элемент 4 И, счетчики 5и б, первые накапливающие сумматоры 7 и 8, первые блоки ключей 9и 10, вторые блоки ключей 11 и 1,вторые накапливающие сумматоры 13 и14, первые регистры 15 и 16 сдвига,блок 17 переключения режимов, третьиблоки 18 и 19 ключей, вторые регист-.ры сдвига 20 и 21, элемент 22 ИЛИ,Второй элемент 23 НЕ, второй ключ 24и генератор 25 импульсов,Интерполятор может работать вдвух режимах - линейной и круговойинтерполяции.В режиме линейной интерполяцииинтерполятор работает следуюцим образом.Исходная информация распределяется по блокам с выхода блока заданияпрограммы (на чертеже не показан)следующим образом: Ь заносится в счетчик 5 и регистр 20, а ЬУ - в счетчикб и регистр 21. Отсутствие единицыв старших разрядах регистров 20 и 21приведет к открытию ключа 24 черезэлементы 22 и 23 и импульсы с выходагенератора 25 через ключ 24 начинаютпоступать на входы регистров 15, 16,20 и 21,В режиме линейной интерполяции свыхода блока 17 предназначенного дляформирования прямой и дополнительнойединицы, в сдвиговые регистры 15 и 16записаны нули, Сдвиги кодов в регистрах 20 и 21 продолжаются до тех пор,пока в старшем разряде одного из этихрегистров не появится единица, которая через элементы 22 и 23 закроетключ 24. Нормализация закончилась.Теперь нормализованные коды приращений через ключи 18 и 19 передаютсяв сумматоры 13 и 14, Б том случаеесли эти сумматоры выполнены в видекомбинационного сумматора и сдвигового сумматора , то блоки 18 и 19становятся ненужными, и передача. при=рацений из регистров 20 и 21 в сумматоры 13 и 14 возможна последовательным кодом,После этого сигнал ненулевого состояния счетчиков 5 и б по цепи элемент 4 И, Элемент 3 НЕ открываетключ 2, пропуская тактовую частоту свыхода генератора 1 на управляющиевходы блоков 11 и 12, вызывая тем самым передачу кодов, записанных в сумматорах 13 и 14, в сумматоры 7 и 8.Импульсы перевыполнения сумматоров 7и 8 подсчитываются счетчиками 5 и би одновременно поступают на выход устройства. По достижении нулевого состояния счетчиками 5 и б по цепи элемент 4 И, элемент 3 НЕ, закрываетсяключ 2. Отработка участка линейнойинтерполяции закончена.В режимекруговой интерполяциипредлагаемый интерполятбр работаетследующим образом.Первоначально величины Х изаносятся в регистры 20 и 21 соответственно, а в регистры 15 и 16 заносятся с выхода блока 17 единицы прямого и дополнительного кодов .В счетчики 5 и б заносятся величи,ны приращений Ьх и ду, При отсутствии единицы в старшем : разряде регистров 20 и 21 ключ 24 открываетсяпо цепи элемент 22 ИЛИ,элемент 23 НЕ,и импульсы 1 енератооа 25 начинаютсдвигать влево коды в регистрах 15,16, 20, 21. Сдвиги заканчиваютсд тогда, когда в старшем разряце одного изсчетчиков 20 или 21 появится единица,При этом одновременно происходит умножение единицы прямого и дополнительного кодов в регистрах 16 и 15 наР, где щ - число выполненных сдвигов. При этом Х и Уи переписываютсяв сумматоры 13 и 14, а импульсй с выхода ключа 2 начинают поступать науправляющие входы блоков 11 и 12,переписывая содержимое сумматоров13 и 14 в сумматоры 7 и 8. Импульсыпереполнения сумматоров 7 и 8 поступают на выход интерялятора, подсчитываются счетчиками 5 и б и поступают на управляющие входы блока 9 и 10,обеспечивая тем самым корректировкукодов в накапливающих сумматорах навеличине ф 2Так продолжается дотех пор , пока счетчики 5 и б не придут в нулевое состояние, и по цепиелемент 4 И, элемент 3 ЙЕ не закроютключ 2.Отработка участка круговой интер- .поляции закончена,Преимуществами предлагаемого интерполятора по сравнению с известнымиявляются повышение быстродействия иупрощение схемы интерполятора. формуЛа изобретенияЛинейно-круговой интерполятор, со держащий первый ключ,.управляющийвход которого подключен к выходу ге нератора тактовой частоты, а информационный вход - к выходу элемента Ичерез первый элемент НЕ, и по каждойкоординате первый блок ключей и последовательно соединенные второй блокключей, первый накапливающий сумматор и счетчик, выход которого подключен к соответствующему входу элемента. И, а управляющие входы вторыхблоков ключей каждой координаты соединены с выходом первого ключа,о т л ич а ю щ и й с я тем,что,с целью упрощения и повышения быстродействия интер"полятора, в него введены блок переключения режимов, генератор импульсов, последовательно соединенные элемент ИЛИ, второй элемент НЕ и второй"ключ, а по каждой координате - первый регистр сдвига и последовательносоединенные второй регистр сдвига,третий блок ключей и второй накапливающий сумматор, подключенный выходом к информационному входу второгоблока ключей данной координаты, причем в каждой координате выход первогоблока ключей соединен со входом вто" ЗО рого накапливающего сумматора, информационный вход - с выходом блока пЕреключения режимов через первый регистр сдвига данной координаты, ауправляющий вход - с выходом первого 35 накапливающего сумматора другой координаты, управляющий вход второгоключа подсоединен к выходу генератора импульсов, выход - к управляющимвходам первого и второго оегистров 4 О сдвига каждой координаты, а входыэлемента ИЛИ - к выходам вторых регистров сдвига каждой координаты.Источники информации,45 принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССРР 555381, кл. 6 05 В 19/18, 1975.2. Дригваль Г.П, Цифровые диффе-ренциальные анализаторы, М., Советское радио , 1970, с. 183-184,3. Там же с. 194 (прототип) .каэ 4102/16ЦНИИП 1 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Тира И ГосудаРстве по делам иэо 35, Москва, Ж956 Подписное ного комитета СССР ретений и открнтий 35, Рауиская наб д. 4/5