Линейно-круговой интерполятор

(72) Автор, изобретения Т, Л. Шанидзе о-производственное обьединение электронно вычислительной техники) ЛИНЕЙНО-КРУГОВОЙ ИНТЕРПОЛЯТ 1Изобретение относится к области вычислительной техники и автоматического управления и может быть применено в системах автоматизированного проектирования, программного управления металлобрабатываюшими станками.Известен линейно-круговой янтерполятор, предназначенный для применекия в системах программного управления металлообрабатывающими станками и служащий для управления перемещением режущего органа в соответствии с очертанием отрабатываемого контура. Однако в нем не учитываются специфические задачи, выдвинутые формированием и нанесением чертежа не непрерывно протягиваемую рулонную бумагу со строчной разверткой иэображения 1Наиболее близким по технической сущности к изобретению является линейно-круговой интерполятор, соде жаший последовательно соединенный блок ввода программы, блок определения квадранта интерполяции, блок управления, подклю ч ен ный чейз вычислит ел ьный бл ок к 2блоку ввода программы и блоку определения квадранта интерполяции, счетчикимпульсов, подключенный к генераторуимпульсов и дешифратору, выход которо- го подключен к блоку управленияЧ.51 едостаток этого интерполятора эаклюлючается в том, что он не обеспечиваетнред отвращение искажений, вызванныхпо следующим причинам. Аппроксими руя дугу вертикальными отрезками, ограниченными текущими и предыдущимиординатами в 1 и 7 У квадранте произ- водится смешение значений ординат наодин шаг влево по отношению ко 11 и 111 15 квадранту. При переходе в 1 или Я квадрант искусственно меняется направлеФние шага. Кроме того, при вычерчивйнии толстых дуг или окружностей впервом и четвертом квадранте направле 26 ние утолщения линии становится противоположным направлению отработки,т.е. перемещению по оси абсцисс. Следовательно, недостатком известного интерьполятора является его нюкая точность.,111 кмдрвнтов, Этв погрешность компенсируется путем добавления одной, так назыме мой компенсирующей" развертки, в которой не лается швг по оси абсцисс,В момент, когда текущая точка отработки пересекает вертикальный диаметр знак оценочной функции не меняется. Однако для обеспечения знакопеременных функций в момент перехода текущей точки отработки в 1 иди 17 квадрант необходимо дать швг по оси ординат нв единицу выбранного масштаба, В результате текущая ораинвтв искусственно уменьшается и погрешность в 1 и 1 У квадранте увеличивается нв единицу выбранного мвсштвбв.Устранение этого искажения осуществляется при помощи формирователя 10, который служит для добавления компенсирующей. развертки, искусственного изменения координат в соответствии с требованиями обеспечения знвкопеременности оценочной функции и для уточнения ординвты в конце вычисления.Если отрабатывается окружность или дуга, которая пересекает вертикальный диаметр, "компенсирующая" развертка даетсякогда . Х; = хц где Х; текущая абсцисса, Хв . абсцисса центра.В этой развертке не дается шаг по оси абсцисс, но для обеспечения знвкопеременности дается швг по оси ординат. В последующих развертках вычисления ведутся обыкновенно. Однако при вычислении оценочной функции при шаге по оси х берется текущая абсцисса, уменьшенная, нв единицу. Если дуга начинается в 1 или 1 У квадранте, начальная точка, как правило, берется внутри окружности и начальное значение оценочной функции отрицательно, т.е. Р 4 О . Это равносильно искусственному шагу по оси ординат нв вертикальном диаметре, которому соответствует раэверткв Х= Х о, Поэтому в первой развертке (компенсирующая развертка) звлрещвется шаг квк по оси абсцисс, твк и по оси ординат, а в последующих развертках при шаге по оси абсцисс для вычисления оценочной функции Г,ф Р ф 2 Х1 (Р -предыдущее знв чение оценочной функции, Х-текущая абсцисса в системе координат, ньчадо которой совпадает с центром) бе рется абсцисса, уменьшенная нв единицу. 55 Вьннесквзаицое осуществляется следующим оброзом. Э,64765 ДБелью изобретения является созда - ние линейно-кругового интерполятора,обеспечивающего отработку дуг и окружностей разных толщин с соблюдениемполной симметрии относительно осей координат, т,е. повьпнение точности интерполятора.Для достижения цели в предлагаемыйинтерполятор введены формирователь корректирующего сигнала, соединенный с 10блоком управления и с выходами дешифраторв, блока ввода программы, вычислительного блока и блока определенияквадранта интерполяции и последовательно соединенные блок вычисления текущей 5координаты, подключенный к блоку управления и к выходу блока ввода программы, и счетчик циклов, подключенный кблоку управления, блоку ввода программы,вычислительному блоку и к выходам ге онератора импульсов и дешифраторв,На чертеже изображена блок-схемапредлагаемого линейно-кругового интерполятора, который содержит блок 1 ввсда программы, вычислительный блок 2,блок 3 определения квадранта интерпо-ляции, блок 4 управления, дешифратор5, счетчик импульсов 6, генерато( импульсов 7, счетчик циклов 8, блок вычисления текущей координаты 9 и фор- ЗОмирователь 10 корректирующего сигнала,Работа интерполятора основананвтом, что по оси абсцисс дается швг наединицу выбранного масштаба, в по осиординат - на щ единиц и вычисляется функция Р 1, оценивающая по какойоси следует осуществить следующий швг,Применение интерполяторв для преоб-.разования цифровой информации в чертежи, наносимые на непрерывно протягиваемую бумагу со строчной разверткойиэображения, выдвигает специфическиезадачи, которые определяют особенностиструктуры предлагаемого устройства,При выводе информации из электронной ф 5вычислительной машины (ЭВМ) в видечертежа производится аппроксимация отрабатываемого контура (дуга, окружность, наклонная прямая) вертикальнымиотрезками (т.е. отрезками параллельными оси ординат) ограниченными текушйм и предыдущим значениями ординаты,при этом вертикальный диаметр относятк 1 или 17 кввдрвнту. Это вызываетсмещение в 1 и 17 квадранте значенийьрдийат, на один шаг в сторону центра.Следовательно, нарушается симметрия1 и 17 квадрвнтов относительно 11 ии 111 квадрантях утопщекиеи т.е, расположение дикий толщины относитепьно базовой пинии, осуществляется в няпрявдении возрастания абсциссы, а в 1 и 14 с квадрантах - в противоположном каправпении. За базовую линию отработки (интерпопяционняя линия) принимается отрабатываемый элемент (дугя, окружность, прямая) ординяторной толщины, точки которого вычисляются в процессе интерподирования. В соответствии. с вы шеизпоженным во Ц ипи Щ квядрянтах в каждом горизонтядьном сечении (параддедьном оси абсцисс) отрезок, ближайший к центру, опредепяется абсциссаи х; и арлииатами Ц щ 4 Х 1 авива" Р О)та в 4 илиИ ввалраитах - абсциссой х, и ординатами где 4 -заданная тодщина.Это обстоятепьство накдадывает сде дующее дополнительное требование на интерподятор, При построчной отработке тодстых дуг и окружностей в 1 и 144 квадрантах вычисления ординат допжны производится с опережением ка(Т-ЦЗО разве ртк у.Счетчик цикдов 8 спужит ддя выподнекия последовательно 44 циклов интерпопирования в первой развертке, относящейся к 1 иди 1 У квадранту; отраба тываемой дуги иди окружности (Т - заданная толщина), причем под циклом иитерпопирования понимается вычисдение Ординаты отрабатываемого эпемекта, соответствующей одной развертке. 40При переходе текущей точки отработки из 11 иди 111. квадрантов соответственно в 4. иди 1 Ч квадранты, в счетчикпоступак"т признак "цизпризнак толстой дуги иди окружности 45 из блока 4, признак Х - Х 4=О из вычиспитедьного бдокд 2, номер второй .Операции из дешифратора 5 и,синхроимпудьса из генератора 7. Совпадение этих признаков устанавпивает в еди О ничное состояние триггер режима зацикпивания (на чертеже не доказан). Если отРабатываетси дУгар котОРЯЯ поднОстьи находится в первом иди четвертом квардракте, режим зяпикдивания устанявдивает- Я ся при постутленни в счетчик 8 призна Ка 4 а 4И ПрИЗНака ПЕрВОй раЗВЕрт 4 СИ из блока ввода 1, признака толстой дуги. из блока управления 4, номера второй Оп.рации из дешифрято)я 5 и сиихроимпупься из генератора 7, В процессе вычислений по соответствующим номерам операции, поступившим из дешиф- ряторя 5 и си)4 хроимпудьсям, поступив шим из генератора 7, логические схемы в счетчике 8 вырабатывают и посыпают в блок 4 управпяющие признаки, которые меняют ход вычислений. Осуществляются 4 циклов вычислений, соответствующие Х;, Х; в, )4 +Чи-Ц РювеРтками ПРичемпервая 44 з них является компенсирующей разверткой. Ддя отличия первого цикла, соответствующего "компенсирующей" развертке, от остальных при Отработке дуги, находящейся полностью в: Х иди 17 квадрантях, в конце первого цикда из счетчика 8 в блок 1 поступает сигнал, уничтожающий признак первой развертки. В том случае, есди дуга начинается во 11 иди Ш квадранте иди Отрабатываетсяокружность, признаком отличия компенсирующей" развертки явдяется надичие условий Г0 и к 4 "ч=О4В конце каждого цикла счетчик 8 осуществпяет запись в один из регистров операндов блэка 2 соответственно чисеп 1, 2.,Г -1 и выполнение через блок 4 соответственно сдедуюших ОПеряцкйаах;+1М;+ 2Х;+(т)П одучаемый резупьтат используется в качестве текущей абсциссы при выподнении сдедующего цикда интерпопирования. Таким образом, при помощи счетчика 8 вычисдяются орди наты: у, = 1х )=1(Х; 4 1 .,ЦХ;44 и-Ц р 4 рИЧЕМ потребитедю и в бпок ввода программыПОСЫдЯЕтСя Ордкиата Цу=1Х 4 4("РЦа В счетчике 8 производятся счет сичхроимпудьсов, соответствующих первой операции каждого цикла, и сравнение количества циклов с задакной тодщиной поступившей из бпока 1. При их равенстве вырабатывается снгнад, снимающий режим зацикливания.Во всех посдедующих развертках осуществляется один цикл интерполирования.При этом в вьтчисдекиях участвует ябсцициссяХ, Х + Г-),Блок 9 служит дпя увепичекия текущей абсциссы в соответствии с заданной тодщикой, С этой цепью до начала