Функциональный интерполятор

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциалистическихРеспублик 1991374(22) Заявлено 25. 0281 (21) 3251769/18-24с присоединением заявки Йо(51) М. Кд.з 0 05 В 1918С 05 В 19/415 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(088.8) Дата опубликования описания 230183 тй 3 4В.И.Водовозов:.(:",.:113Ленинградский ордена Ленина электротехн ческй " .;институт им. В.И,Ульянова (Ленина)(54) ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ИНТЕРПОЛЯТОР Изобретение относится к числовому программному управлению и может быть использовано в системах автоматизации многокоординатных станков, роботов и технологических установокИзвестен Функциональный интерполятор, содержащий генератор, счетчик и регистр, в котором одна из координат управляется непосредственно час р тотой Й тактового генератора, а другая - пониженной частотой Й=Й 1 дс где Сдо( =Лу%х ;ах;ву - приращения координат между двумя опорными точками (1)Недостатком известного устройства является резкое изменение скорости задания на вторую координату при смене кадров, вызывающее динамические ошибки привода, фпотери фазыф в импульсно-фазовых системах и механические повреждения.Для снижения скачков скорости после интерполяторов обычно устанавливаются узлы раЗгона-торможения, рабо" тающие .в последовательном коде и уп.равляемые логическими блоками. Последние запоминают информацию о скорости в предыдущем кадре, сравнивают .ее с новой скоростью, оценивают величину скачка и дают сигнал на разгон или торможение рабочих органов.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является Функциональный интврполятор, который содержит регистр приращения координат, последовательно соединенные тактовый генератор, ключ, счетчик импуль. сов, выход переполнения которого сое- . динен с управляющим входом ключа, элементы совпадения, первые входы которых подключены к выходам соответствующих разрядов счетчика импульсов, а выходы - к входам элемента ИЛИ, выход которого соединен с выходом интерполятора 2 .Недостатком этого технического решения являются резкие броски частоты на выходе интерполятора при смене числа в регистре приращения.координат,Целью изобретения является повышение точности интерполятора за счет более плавного перехода от кадра к кадру.Поставленная цель достигается тем, что в интерполяторе введены второй ключ, распределитель импульсов, триггеры и элементы неравнозначности, синхровходы каждого триггера подклю" чены к выходу соответствующего раз 991374ряда распределителя импульсов, подключенного информационным входом кпрямому выходу второго ключа, первыйвход каждого элвмвнта неравнозначнос.ти соединен с выходом соответствующего разряда регистра приращения координат, второй вход " с выходом соответствующего триггера и с вторымвходом элемента совпадения, выход каждого элемента нераннозначности соединен со счетным входом соответствую- Ощего триггера и с соответствующимвходом второго ключа, управляющийвход которого подключен к выходу переполнения счетчика импульсов, а инверсный выход - к установочному входу распределителя импульсов.На фиг. 1 приведена блок"схемаинтерполяторана фиг. 2 и 3 - схемыключа и распределителя соответственно.20Интерполятор(фиг. 1) содержит тактовый генератор 1, первый ключ2, счетчик 3 импульсон (со стробируемым разрядном выходом), элементы 4совпадения, элемент ИЛЙ 5, регистр бприращения,.координат, элементы 7 неравнозначности, триггеры 8, второйключ 9 и распределитель .10 импулъсон;Второй ключ 9 (фиг, 2) выполненв виде многовходового элемента ИЛИ11, выход которого подключен к первому входу элемента И 12 и к входу ин"нертора 13, второй вход элемента И 12является управляющим входом второгоключа 9 и соединен с выходом переполнения счетчика 3 импульсов. Инвертор З 513 служит для установки распределите"ля 10 в исходное состояние. Распределитель 10 импульсов (фиг. 3) выполнен н виде синхронизируемых ВЯ - триггерон 14. В исходном положении на 40Б - входе первого триггера находитсясигнал 1,а на 8 - входах осталь-:ных триггеров - "0.,причем в это по".ложение триггеры 14 устанавливаютсясигналом 1 с выхода инвертора 13 45второго ключа 9,Интерполятор работает следующимобразом.В исходном состоянии код 1 д с(, в ре.гистре 6 равен Оф. Частота генера тора 1 постоянна Х- сопя, а на выходе интерполятора Ю 2 равна нулю,триггеры 8 имеют на выходах 0.Ключ 2 пропускает импульсы генератора 1 на вход счетчика 3 до моментапоявления импульса на его выходе переполнения, Как только в регистр бзаписан код 1 дс(, для первого участкаинтерполяции, на всех или некоторыхего выходах появляется сигнал 1.Подключенные к этим выходам элементы7 открываются, пропуская сигналы1 на счетные входы соответствую"щих триггеров 8 и открывая ключ 9.Счетчик; 3 периодически заполняется и обнуляется. Очередной импульс , 65 переполнения счетчика 3 приводит науправляющий вход ключа 9, Синхроимпульс с выхода элемента И 12, ключа.9 проходит на распределитель 10, опрокидывает первый триггер 14 распределителя 10 и появляется на его первом разрядном выходе,Последующие синхроимпульсы поочередно проходят на последующие выходыраспределителя 10. Когда на выходеинвертора 13 вновь появляется сигналф 1, все триггеры 14 распределителя 10 переходят н состояние 01 иинтерполятор готов к новому циклу работы. Если на счетном входе триггера8 появляется сигнал 1 ф, то данныйтриггер опрокидывается, так как наего синхронизируемый вход поступает1 с распределителя 10, а соответствующий элемент возвращается висходное состояние ф 0. Сигнал ф 1триггера 8 разрешает прохождение первого импульса со счетчика 3 черезэлемент 4 на элемент ИЛИ 5.Если же на данном триггере 8 появляется сигнал Оф, то его состояниене изменяется,Следующий импульс переполнениясчетчика 3 проходит через ключ 9 навторой разрядный выход распределителя 10, а оттуда - на синхронизируемый вход следующего триггера 8, который также принимает состояние, соответствующее состоянию одноименноговыхода регистра б. Если это состояние 1 ф, то второй импульс счетчика 3 поступает на элемент ИЛИ 5.Аналогичное действие оказываютпоследующие импульсы переполнениясчетчика 3. Когда последний из триггеров 8 принимает состояние, соответствующее состоянию одноименноговыхода регистра б, закрывается пос"ледний из элементов 7, переводя висходное положение ключ 9.На следующем участке интерполяциикод 1 дс может измениться, что приводит к изменению состояния некоторых разрядных выходов регистра б,открыванию соответствующих этим выходам элементов 7 и ключа 9. Импульсы переполнения счетчика 3 вновь начинают опрашинать триггеры 8, и теиз них, на счетных входах которыхсигнал 1, поочередно изменяютсвое состояние на противоположное.Таким образом, несмотря на. резкоеизменение значения кода 1 д о(, н регистре б при смене кадров, схемы 4совпадения открываются поочередно,что является причиной более плавногоизменения частоты Е на выходе элемента ИЛИ 5, Время нарастания (снижения) частоты й нв превышает про"изведения длительности одного тактазаполнения счетчика 3 на число иразрядон этого счетчика. устройствоработает без,сбоев, если код 1 дК,991374 Формула изобретения 5сменяется не чаще, чем через и так-, тов заполнения счетчика 3.Использование Функционального интерполятора в системах числового про" "граммного управления позволяет иова- .сить точность отработки программы за 5 счет органиэации более плавного перв" хода от кадра к кадру в самом интерполяторе. функциональный интерполятор, содержит регистр приращения координат, последовательно соединенные тактовый 15 генератор, первый ключ и счетчик иапульсов, выход переполнения которого соединенс управляющим входом первого ключа, элементы совпадения, пер" вые входы которых подключены к выхо О дам соответствующих разрядов счетчиков импульсов, а выходы - к входам элемента ИЛИ, выход которого соединен с выходом интерполятора, о т л ич а ю щ и й с я тем. чтор с целью 25 повышения точности интерполятора, в него введены второй ключ, распределитель импульсов, триггеры и элементынеравнозначности, синхровходы каждого триггера подключены к выходу соответствующего разряда распределителя импульсов, подключенного информационным входом к прямому выходу второго ключа, первый вход каждого элемента неравнозначности соединен с выходом соответствующего разряда регистра приращения координат, второй входс выходом соответствующего триггераи с вторьзи входом элемента совпадения;выход каждого элемента неравнозначности соединен со счетным входом соответствующего триггера и с соответст.вующим входом второго ключа, управляющий вход которого подключен к выходу переполнения счетчика импульсов,а инверсный выход - к установочномувходу распределителя импульсов.Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе1, Акцептованная заявка ФРГР 2201924, кл. О 05 0 3/00, 1976.2 Автоматические построители графиков ЦВМ. Под ред, Н.И.Урьева. И.,Энергияф, 1969, с. 37-38, р:;с. 217 (прототип).991374 Составитель Н.Белинкотор Т.Кугрышева Техред И.Гайду ректор Ю.Макаре аэ 13 Подписно 5 Патент Ужгород, ул.Проектная, 4 лиал 65НИНПН Государпо делам изо13035, Москва ира тве рет 872ного кний и5, Рауш итета Скрытийкая наб