Устройство для измерения угла в системах числового программного управления

(51) 5 6 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ВЕДОМСТВО СССР 1(ГОСПАТЕНТ СССР ТЕНТНОЕБРЕТЕ К 54) УСТРОЙС СИСТЕМАХ ОГО УПРАВЛ ласти автоки и можетЧИСЛОВОГО ами.рение облаостоов 27,ОП И САН И Е И РСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(21) 4951011/2422) 28.06.91 )48) 30,08,93. Бюл, )4 32 (71) Центральный научно-исследователь)ский институт технологии машиностроения 172) В.Л. Кошкин, Р.Г. Иванцов, Э.Т. Горбен о, А,Г. Пилипенко, Н,П, Сарбашева, Ю.А. Сиецкий и А.И. Лапандин 56) Байков В.Д. Смолов В,Б. Специализиро 1 ванные процессоры; итерационные алгоитмы и структуры. М.: Радио и связь, 1985, , 235,Авторское свидетельство СССРФ 1495749, кл. 6 05 В 19/405, 1989. О ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛИСЛОВОГО ПРОГРАММНИЯ Изобретение относится к об атики и вычислительной техни ыть использовано в система рограммного управления станЦель изобретения - расши ти применения устройства,На фиг, 1 изображена схема а фиг. 2 - графическая анало тапа работы; на фиг. 3 - графи огия второго этапа работы; на ическая аналогия заключител аботы; на фиг. 5 - вариант хемы линейного интерполятор хема накапливающего сумматоУстройство состоит из кругоолятора 1, построенного по пр )овых дифференциальных ан еверсивных счетчиков 2 - 5, инейного интерполятора 7, эле17, элементов ИЛИ 18 - 21, тр уст роиства; гия первого ческая анафиг. 4 - гра- ьнОГО Этапа выполнения а; на фиг. 6- ра.ваго интеринципу цифализаторов, счетчика 6, ментов И 8 иггеров 22 -(57) Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано в системах числового программного управления станками, Целью изобретения явилось расширение области применения, Расширение функциональных возможностей и области применения заключаетсяя в том, что устройство в состоя нии обеспечить поворот радиуса-вектора на заданный угол, т.е, произвести измерение угла, Указанная цель достигается тем, что в известное устройство, состоящее из первого реверсйвного счетчика, элемента ИЛИ кругового интерполятора, элементов И, счетчика импульсов, линейного интерполятора, трех триггеров, дополнительно введены со второго по четвертый элементы ИЛИ, четвертый триггер, с восьмого по десятый элементы И. 6 ил. 25, генератора 26, причем реверсивные счетчики 2,3 являются рабочими счетчиками интерполятора 1.Линейный интерполятор 7 фиг. 5) с ит из двух накапливающих сумматор 28, элементов И 29, 30, регистра 31.Перед началом работы информация распределяется по блокам устройства следующим образом. В счетчики 2,3 заносятся соответственно Хн, Ун - декартовы координаты точки, для которой необходимо измерить угол рх, образуемый радиусом-вектором этой точки и осью Х,Устройство работает следующим образом. Режим работы запускается сигналом "Пуск измерения". Этот сигнал поступает на единичные входы триггеров 22 и 25 и устанавливает их в единицу.Как только триггер 22 установится в единицу, открывается элемент И 12 и импульсыгенератора 26 начинают проходить через элемент ИЛИ 18 на вход кругового интерполятора 1, а также через элемент ИЛИ 19 на вычитающий вход счетчика 4. Т.к. триггер 23 сброшен в ноль, то открыты элементы И 9,10, и выходные импульсы координаты Х кругового интерполятора 1 поступают через элемент И 9 на вычитающий вход реверсивного счетчика 2, а выходные импульсы координаты У - на суммирующий вход счетчика 3.Такая коммутация выходов кругового интерполятора 1 и входов счетчиков 2, 3 соответствует повороту радиуса-вектора точки с координатами Хн, Ун против часовой стрелки (см. фиг. 2). Так продолжается до тех пор, пока радиус-вектор не совместится с осью У, т,е. пока не появится сигнал обнуления счетчика 2, который сбросит в ноль триггер 22, а также пройдя через элемент ИЛИ 20, установит триггер 23 в единицу, В этот момент счетчик 2 будет находиться в нулевом состоянии, в счетчике 3 будет находиться величина й радиуса-вектора точки (Хн, Ун), а в счетчике 4 - количество импульсов в дополнительном коде, прошедших на вход кругового интерполятора 1.Известно, что для кругового интерполятора, построенного на цифровых дифференциальных анализаторах, имеется прямая пропорциональная зависимость между количеством импульсов, прошедших на его вход, и углом поворота радиуса-вектора точки, координаты которой находятся в рабочих счетчиках интерполятора, Поэтому в счетчике 4 к этому моменту оказалась величина вдополнительном коде, прямо пропорциональная углу ру между радиусом-вектором точки (Хн, Ун) и осью У или, что то же самое, величина угла в едини- цах отсчета кругового интерполятора.Т.к, триггер 23 установлен в единицу, то открывается элемент И 13, и импульсы генератора 26 начинают проходить на суммиру-. ющие входы счетчиков 6,4, а также через: элемент ИЛИ 18 на вход кругового интерпо- лятора 1, кроме того, открыты элементы И 8, 11 и импульсы с координаты Х кругового интерполятора 1 поступают на суммирующий вход счетчика 3. Такая коммутация выходов кругового интерполятора 1 и его рабочих счетчиков соответствует вращению радиуса-вектора по часовой стрелке (фиг, 3). Вращение происходит до совмещения его с осью Х, т.е, до появления сигнала обнуления счетчика 3, который сбросит в ноль триггер 23 и установит в единицу триггер 24. К этому времени в счетчике 6 будет подсчитано количество импульсов, поступивших на вход5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 кругового интерполятора 1 при поворотерадиуса-вектора на 90, т,е. фактически величина уело в отсчетах кругового интерполятора 1,В счетчике 4 будет находиться в прямомкоде величина (- ру+ рэо), равная р, т.е.величина угла, образуемого радиусом-вектором точки (Хн. Ун) и осью Х в отсчетахкругового интерполятора 1. При прохождении счетчика 4 через нулевое состояние возникнет сигнал нуля счетчика 4, которыйоднако не повлияет на работу схемы, т.к,триггер 24 и так находится в нуле.Целью следующего этапа вычисленийявляется пересчет значения угла р в счетчике 4 из единиц отсчета угла интерполятора в нужные нам единицы; градусы, угловыеминуты или радианы.Для этого на первый вход линейногоинтерполятора 7 подаются кодовые сигналысчетчика 6,которые содержат вычисленнуювеличину,фо - количество отсчетов кругового интерполятора 1 на угол 90; на входвторой координаты подается код 90 илиЛ5400 илив зависимости от необходимойнам единицы измерения,После установки триггера 24 в единицуоткрывается элемент И 14, и импульсы генератора 26 начинают проходить на вход аргумента линейного интерполятора 1; однакоработа кругового интерполятора 1 на данном этапе в режиме измерения угла является несущественной.Импульсы с выхода первой координатылинейного интерполятора 7 через элементИЛИ 19 поступают на вычитающий входсчетчика 4, а импульсы с выхода второй координаты - через элемент И 15, открытыйединичным сигналом с триггера 25, поступа 1 от на суммирующий вход счетчика 5. Такпродолжается до обнуления счетчика 4, сигнал нуля которого через элемент ИЛИ 21сбросит триггер 24, Процесс окончен. Всчетчике 5 находится величина искомого угла в заданных единицах измерения. Отработка первого режима закончена. Всчетчиках 2 и 3 находятся соответственно Хи У - координаты искомой точки.Рассмотрим работу устройства при использовании его для задания угла, т,е. нахождения координат(Х У,) точки, лежащейна окружности заданного радиуса Я с центром в начале координат, радиус-вектор которой образует с осью Х заданный угол ух.Перед началом работы информация распределяется следующим образом, В счетчик3 заносится величина В, в счетчик 5 - величина угла р в заданных единицах измере 183725751015 20 25 30 35 40 45 50 55 ния, триггер 25 находится в произвольном состоянии, остальные счетчики и триггеры сброшены в ноль, а триггер 23 через элемент ИЛИ 20 устанавливается в единицу.Импульсы генератора 26 через элемент И 13 начинают проходить на суммирующие входы счетчиков 4,6, а также через элемент ИЛИ 18 на вход кругового интерполятора 1.. При этом, т.к, триггер 23 установлен в единицу, открыты элементы И 8,11, что соответствует вращению радиуса-вектора по часовой стрелке (фиг.3).Когда радиус-вектор совместится сосью Х, сигнал нулевого состояния счетчика3 сбросит в ноль триггер 23 и установиттриггер 24 в единицу. В этот момент в счет: чиках 6 и 4 находится величина дно, т,е, :. количество импульсов кругового интеополя. тора 1, приходящееся на 90 поворота. Кодо: вые выходы счетчика 6 подаются на.входы , первой координаты линейного интерполятора 7, на входы второй координаты необходимо подать код 90 или 5400 или .о, ЛКогда триггер 24 установится в единицу,импульсы с генератора 26 через И 14 начи: нают проходить на вход аргумента линейно: го интерполятора 7 и через элемент ИЛИ 18 : на вход кругового интерполятора 1, Приэтом, т.к. триггер 23 в нуле, открыты элементы И 9, 10, Эта коммутация соответствует , вращению против часовой стрелки радиуса-.вектора (фиг, 4). Импульсы с выхода второй : координаты линейного интерполятора 7 че: рез элемент И 16, открытый единичным потенциалом с инверсного выхода триггера : 25, проходят на вычитающий вход счетчика5. Сигнал нулевого состояния счетчика 5, : :пройдя через элемент И 17; открытый еди: ничным потенциалом инверсного выходатриггера 25, и через элемент ИЛИ 21, сбра, :сывает триггер 24 в ноль, Процесс закончен, : :;В счетчиках 2 и 3 находятся соответственно : Хк и У - координаты искомой точки.Необходимо заметить, что сигнал обнуления счетчика 4 не может возникнуть до " сигнала обнуления счетчика 5, т,к. в счетчи: :ке 4 записан код, соответствующий поворо:ту на 90 в отсчетах кругового : интерполятора 1 в то время, как в счетчике ;5 записан код угла (в общепринятых или необходимых измерениях).Формула изобретения Устройство для измерения угла в систе.мах числового программного управления, :содержащее первый реверсиеный счетчик, ,.:первый элемент ИЛИ, выход которого соединен с входом аргумента кругового интер:полятора. первый выход которого .подключен к первым входам первого и второго элементов И, второй выход которого подключен к первым входам второго и третьего элементов И, выходы первого и второго элементов И подключены соответственно к суммирующему и вычитающему входам второго реверсивного счетчика, кодовые выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами кругового интерполятора, выходы третьего и четвертого элементов И подключены соответственно к суммирующему и вычитающему входам третьего реверсрвного счетчика, выход генератора импульсов подключен к первым входам пятого, шестого и седьмого элементов И, ко вторым входам которыхподключены прямые выходы первого, второго и третьего триггеров соответственно, выход пятого элемента И подсоединен к первому входу первого элемента ИЛИ, квторому входу которого подключен выход шестого элемента И, разрядные выходы счетчика импульсов соединены с группоинформационных входов линейного интерполятора, к входу аргумента которого подключен выход седьмого элемента И и третий вход первого элемента ИЛИ, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью расширения области применения, в него дополнительно введены второй, третий и четвертый элементы ИЛИ, восьмой, девятый и десятый элементы И ичетвертый триггер, причем Я-входы первогои четвертого триггеров подключены к входу "Пуск измерения" устройства, Й-вход четвертого триггера и первый вход второго элемента ИЛИ подключены к входу "Пуск задания" устройства, выход нулевого состояния второго реверсивного счетчика соединен с И-входом первого триггера и с вторым входом третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен с Я-входом второго триггера, Я-вход которого соединен с выходом третьего реверсивного счетчика и Я-входомтретьего триггера, В-вход которого подключен выход четвертого элемента ИЛИ, первый вход которого подключен к выходу нулевого состояния четвертого реверсивного счетчика, второй вход - к выходу десятогоэлемента И, первый вход которого подключен к выходу нулевого состояния первого реверсивного счетчика, а второй вход - к первому выходу девятого элемента И и инверсному выходу четвертого триггера, и рямой выход которого подключен к первому входу восьмого элемента И, второй вход восьмого и девятого элементов И соединенс первым выходом линейного интерполятора, второй выход которого подключен к первому входу второго элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу первогоэлемента И, выходы восьмого и девятогоэлементов И соединены соответственно с суммирующим и вычитающим входами первого реверсивного счетчика, выход нулевого состояния которого подключен к второму входу десятого элемента И, к вторым входам первого и четвертого элементов И подключен прямой выход второго триггера, инверсный выход которого подключен к вторым входам второго и третьего элементов И, суммирующий вход четвертого реверсивного счетчика соединен со счетным входом 5,счетчика импульсов, а к вычитающему входу подключен выход второго элемента ИЛИ,Тираж ственного комитета 1130351 Москва, Ж венно-издательскийВмход 1 киене ипию,ю исноеоткрытиям при ГКНТ СССР4/5 г, Уаггород, уп.Гагарина, 1 О