Линейный интерполятор

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1695267 А О 05 В 19/41 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ динат в выхо может быть ис много управл ния - повыш расширение . лятор содержсов, регистр по координат . длины интерптывания прог ческие элем частоты. Дос ляется одноз перемещения на от частоты ц - основание системы счисления приращений координат(в данном случае о =10);1 - максимально возможная разрядность цифровых эквивалентов приращений.Линейный интерполятор содержит блок1 считывания программы, регистр 2 сдвига,разряды которого разбиты на четыре группы 3 - 6 для записи кодов , Ьу, Лх, О соответственно, формирователь 7 импульсов,счетчик 8 импульсов (счетчик ), счетчик 9импульсов (счетчик Ьу), счетчик 10 импульсов(счетчикЬ х),счетчик 11 импульсов (счетчик О), генератор 12 импульсов (постояннойчастоты), делители 13 и 14 частоты, первый15, второй 16 и третий 17 триггеры и элементы И 18 - 20,Формирователь 7 импульсов содержитэлемент 21 задержки с временем задержкит, элемент ИЛИ 22 и делитель 23 с коэффициентом деления о . на единичного перемещения АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬ 1(71) Институт систем управления АН ГССР (72) Д.А,Пурцхванидзе и Г,Д,Челидзе ДЗ) 621,503.55(088,8)(56) Авторское свидетельство СССР В 579599, кл. 6 05 В 19/18, 1977,Авторское свидетельство СССР М 543922, кл, 6 05 В 19/18, 1977. (54) ЛИНЕЙНЫЙ ИНТЕРПОЛЯТОР (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, Линейный интерполятор предназначен для преобразования числовой информации о приращениях коорИзобретение относится к автоматике и вычислительной технике и предназначено для использования в системах программно- го управления станками.Цель изобретения - повышение точности интерполяции и расширение области применения.На фиг. 1 представлена функциональная схема линейного интерполятора; на фиг;.2- схема формирователя импульсов;на фиг.3 - временная диаграмма работы.В предлагаемом интерполяторе частота импульсной ПОследовательности (Ь) с выхода счетчика (О) пропорциональна скорости перемещения рабочего органа вдоль интерполирующего отрезка1 п = О/Ацгде О - скорость вдоль интерполируемой кривой;Л - вел ичидные управляющие сигналы и пользован в системах програмения станками, Цель изобретеение точности интерполяции и области применения. Интерпоит генератор задающих импульсдвига и счетчики приращений ным осям, регистр и счетчик олируемого отрезка, блок счираммы, блок управления, логиенты и выходные делители тоинством интерполятора явначная зависимость скорости управляемого рабочего оргазадающего генератора. 2 ил.На фиг, За приведены импульсы с выхода счетчика 11; б - импульсы управления спервого выхода блока управления,.поступающие на триггеры 15 - 17 и счетчики 8 - 10; в- импульсы переполнения с выхода.счетчика 10 (счетчика Лх), устанавливающие триггер 17 в нулевое состояние, г - импульсызаполнения делителя 13; д - импульсы переполнения с выхода счетчика 9 (счетчик Лу),устанавливающие триггер 16 в нулевое состояние; е - импульсы заполнения делителя, 14,Интерполятор работает следующим образом,Для правильного функционированияинтерполятора необходимо обеспечить зависимость скорости перемещения рабочегооргана по координатным осям от значенияприращений по ним, обеспечив при этомнезависимость скорости перемещениявдоль интерполируемого отрезка от его длины. Для этого частота тактовых импульсоввыбрана обратно пропорциональнойПроцесс формирования тактовых импульсов с частотой 1 т =- 1 п/ осуществляетсяследующим образом,Импульсы с выхода элемента И 18 счастотой следования Ь заполняют счетчик 8импульсов. При поступлении в него импульсов в количестве, соответствующем значению , сигнал переполнения с его выхода счастотой;и/ поступает на второй вход фоомирователя 7. Формирователь 7 импульсовпо сигналу, поступившему на его второйвход, формирует на первом выходе импульс,являющийся тактовым.Каждый цикл интерполяции начинаетсяс ввода информации с кадра программыблоком 1, начальный пуск которого производится сигналом, подаваемым извне, а затем при вводе каждого кадра пускосуществляется автоматически по сигналу свторого выхода формирователя 7 импульсов.В каждый кадр входят коды: скоростиподачи, который соответствует обратномузначению скорости перемещения рабочегооргана вдоль интерполируемого отрезка- , приращения абсциссы Лх, приращения1ординаты Лу, длины интерполируемого отрезка Е =Л хх + ЛуВвод информации в интерполятор с кадра блоком 1 осуществляется в обратном двоично-десятичном коде в младшие разряды группы 3 регистра 2 сдвига, Коды блоком 1 считываются с кадра и вводятся в регистр 2 в следующей последовательности; код скорости подачи, код ЛХ, код Лу, код ,Таким образом, при появлении сигнала оконце ввода кадра блок 1 останавливается, а в регистре 2 в группе 6 записан код скорости подачи, в группе 5- коды Лх, в группе 4 - код Лу, в группе 3 - код (.,Сигналом с выхода блока 1 о конце ввода кадра. к содержимому групп регистра 210 сдвига через их счетные входы прибавляется единица, делители частоты 13 и 14 устанавливаются в нулевое состояние, Этот жесигнал поступает на первый вход формирователя 7 импульсов, при этом на его выходе15 с задержкой т формируется импульс, которыйпоступает на управляющие входы счетчиков8-:10 и единичные входы триггеров 15 - 17,При этом.по переднему фронту импульса20 происходит перепись содержимого группразрядов 3-5 в счетчики 8 - 10 соответственно, а по.его заднему фронту триггеры 15 - 17устанавливаются в единичное состояние,Задержка на время г необходима для обес 25 печения суммирования единицы в группахразрядов регистра 2,При переходе триггеров 15 - 17 в единичное состояние элементы И 18 - 20 открываются и импульсы с выхода счетчика 11 (фиг,30 За) поступают в счетчики 8 - 10 и делители 13и 14, При заполнении счетчика 10 импульспереполнения с его выхода (фиг. Зв) перебрасывает триггер 17 в нулевое состояние,при кстором элемент И 19 закрывается, Чис 35 ло импульсов, поступивших в делитель 13частоты (фиг. Зг) на данном такте соответствует приращению Л х. При заполнениисчетчика 9 импульс переполнения с его выхода (фиг, Зд) перебрасывает триггер 16 в40 нулевое состояние, при котором элемент И20 закрывается, Число импульсов, поступивших в делитель 14 частоты (фиг. Зе) наданном такте соответствует приращению Лу.При поступлении импульсов в счетчик 845 в количестве, соответствующем значению 1,он устанавливается в нулевое состояние.Сигнал переполнения с его выхода поступает на второй вход формирователя 7 импульсов. На этом заканчивается один такт50 работы интерполятора.формирователь 7 импульсов по сигналу, поступившему на его второй вход. формирует на первом выходе импульс (фиг. Зб),с которого начинается следующий такт ра 55 боты интерполятора. Передним фронтомэтот импульс, в паузе между импульсами свыхода счетчика 11 осуществляет переписьсодержимого групп разрядов 3 - 5 в счетчики8 - 10, соответственноа по его заднемуфронту триггеры 16 и 17 устанавливаются вединичное состояние и подтверждается предыдущее, единичное. состояние триггера 15.После того, как работа интерполятора повторится р раз, на втором выходе формирователя 7 формируется импульс, передний фронт которого перебрасывает триггер 15 в нулевое состояние, при котором элемент И 18 закрывается, а задний фронт этого импульса запускает блок 1 для считывания следующего кадра программы. За ц тактов каждого цикла интерполяции на делители1( 13 и 14 частоты поступает Лх ц и Лу; о импульсов, соответственно, а с выходов делителей выдается Лх и Л у управляющих импульсов,Частота следования тактовых импульсов с первого выхода формирователя 7 импульсов равна бт = Ь,/ . При каждом такте на делители 13 и 14 частоты поступает Лх и Л у импульсов, Таким образом, за 1 с на делитель 13 поступает ЛхЬ/ импульсов, а на делитель 14 - Лу . Ь/ импульсов. Делители 13 и 14 частоты делят частоту соответствующей импульсной последовательности на ц . Таким образом, частота импульсных последовательностей на выходах делителей 13 и 14 равна Лх. Ь/1. ц и ЛуЬЛ оК к соответственно,Использование интерполятора позволяет при высоком быстродействии в системах программного управления обеспечить точную интерполяцию как больших, так и малых значений приращений и, кроме того, выдерживать скорость перемещения управляемого рабочего органа по ее.значениям, задаваемым из технологических соображений. Формула изобретения Линейный интерполятор, содержащий генератор импульсов, три элемента И, первый делитель частоты, три счетчика импульсов, а также блок считывания. программы, управляющий выход которого соединен с управляющим записью входом каждой из .четырех групп разрядов регистра сдвига, счетный вход которых подключен к выходу "Конец ввода" блока считывания программы и первому входу формирователя импульсов, разрядные выходы каждой группы разрядов регистра сдвига соединены с группой информационных входов соответствующего счетчика импульсов, первый выход 5 формирователя импульсов соединен с управляющими записью входами первого, второго и третьего счетчиков импульсов и Ь-входами первого и второго триггеров, выходы которых соединены с первыми входа ми соответственно первого и второгоэлементов И, второй вход первого элемента И подключен к выходу второго элемента И, выход первого счетчика импульсов соединен с вторым входом формирователя им пульсов, второй выход которого соединен свходом "Пуск" блока считывания программы, информационный выход которого соединен с информационным входом младшего разряда регистра сдвига, а выход первого 20 элемента И соединен со счетными входамивторого счетчика импульсов и первого делителя частоты, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности интерполяции и расширения области применения, в него 25 введены третий триггер, четвертый счетчикимпульсов и второй делитель частоты, вход "Установка в "0" которого соединен с выходом "Конец ввода" блока считывания программы и с аходом "Установка в "0" первого 30 делителя частоты, счетный вход второго делителя ча.тоты соединен с выходом третьего элемента И и со счетным входом третьего счетчика импульсов, выход которого подключен к управляющему входу третьего 35 триггера, установочный вход которого соединен с Я-входом первого триггера, управляющий вход которого соединен с вторым выхсдом формирователя импульсов, второй вход второго элемента И соединен с управ ляющим входом и выходом переполнениячетвертого счетчика импульсов, счетный вход которого соединен с выходом генератора импульсов, а группа информационных входов - с разрядными выходами соответст вующей четвертой группы разрядов регистра сдвига, выходы первого и второго делителей частоты являются выходами линейного интерполятора, выход второго счетчика импульсов соединен с управляющим 50 входом второго триггера, а счетный вход; ервого счетчика импульсов - с выходом второго элемента И.1695267 Составитель И.ШвецРедактор Л,Пчолинская Техред М.Моргентал Корректор О,Кравцо Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагарина, 101 Заказ 4161 Тираж ВНИИПИ Государственного коми 113035, МоскеПодписноета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССРЖ, Раушская наб 4/5