Многокоординатный линейно-круговой интерполятор

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСГУБЛИК июЯОа) 1 1 56008 Д 4(5 Р С 05 В 1918 С 05 В 19 41.5 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ й АВТОРОНОМЪГ СВИДЕТЕЛЬСТВУ чддд а,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР1 О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ К ОТКРЬПИЙ(71) Харьковский ордена Ленинаполитехнический институт им. В. И,Ленина(56) Авторское свидетельство СССРР 732815, кл. С 05 В 19/18, 1978.Авторское свидетельство СССР746428, кл. С 05 В 19/ 18, 1978.(54)(57) ИНОГОКООРДИНАТНЬЙ ЛИНЕЙНОКРУГОВОЙ ИНТЕРПОЛЯТОР, содержащийблок задания скорости, счетчик импульсон и первый блок линейной интерполяции, последовательно соединенныеблок умножения и блок деления, а также первый и второй блоки линейно-круговой интерполяции, первыми выходамк подкпюченные соотнетстненно кпервым входам первого и второго сумматоров, а вторыми выходами - квторым входам второго и первого сумматоров соответственно, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюрасширения Функциональных возможностей интерполятора за счет обеспечения отработки контуров по трем координатам одновременно с коррекциейн плоскости, в него введены третийи четвертый сумматоры, второй блоклинейной интерполяции, первый входкоторого соединен с выходом блоказадания скорости и с первым входомсчетчика импульсов, второй вход - свыходом третьего сумматора и с первым входом четвертого сумматора,третий вход - с первым входом устройства и с вторым входом четвертого сумматора, первый выход второго бло" ка лйнейной интерполяции подключен к первому выходу устройства, нторой выход - к первому входу первого блока линейной интерполяции, второй вход которого соединен с вторым входом устройства и с первым входом третьего сумматора, третий вход - с выходом блока деления и с вторым входом третьего сумматора, а первый и второй выходы первого блока линейной интерполяции подключены к первым входам первого и второго блоков линейно-круговой интерполяции соответственно, причем третьи входы устройства соединены с вторыми входами первого блока линейно-круговой интерполяции, четвертые входы - с входами блока умножения, выходы первого и второго сумматоров подключены к .второму и третьему выходам устройства, а выход счетчика импульсов - к четвертому выходу устройства.2. Интерполятор по п. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, блок линейной интерполяции содержит первый элемент И, первый регистр и второй элемент И, а также последовательно соединенные второй .регистр, третий элемент И, сумматор, триггер и четвертый элемент И, выход которого соединен с вторым выходом блока линейной интерполяции и с вторым входом третьего элемента И, инверсный выход триггера через первый элемент И подключен к выходу блока линейной интерполяции и к первому входу второго элемента И, выход которого соединен с вторым входом сумматора, а второй вход через первый регистр - с третьим входом блока линейной115 б 1108 интерполяции, второй вход первого и четвертого элементов И соединен с С-входом триггера и с первым входом блока линейной интерполяции.3, Интерполятор по и. 1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что блок линейно-круговой интерполяции содержит первый элемент И, первый элемент задержки, первый реверсивный счетчик и второй элемент И, а также последовательно соединенные второй реверсивный счетчик, третий элемент И, сумматор, триггер, четвертый элемент И и второй элемент задержки, выход которого соединен с первым входом второго реверсивного счетчика, второй вход которого подключен к третьему входу блока линейно-круговой интерИзобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах числового программного управления станками.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей интерполятора за счет обеспечения отработки контуров по трем координатам одновременно с коррекцией в плоскости.В предлагаемом устройстве второй блок линейной интерполяции выполняет две Аункции: Аункцию образования автономного выхода по третьей коор" динате трехмерного пространства и Функцию задания суммарной импульсной последовательности на две первые координаты, которые в процессе интерполяции могут корректироваться, причем отношение частот импульсных последовательностей по третьей (автономной) координате к сумме первых двух равно отношению приращения по третьей координате к сумме приращений по первым двум координатам на участке интерполяции. Таким образом, введенный блок линейной интерполяции используется и как задатчик частоты импульсных последовательностей, и как генератор сигналов приращений по одной из координат трехмерного пространства. поляции, а третий вход - к входублока линейно-круговой интерполяции и к первому входу первого реверсивного счетчика, второй вход - черезпервый элемент задержки с выходомпервого элемента И, первый вход которого подключен к инверсному выходу триггера, второй вход - к второму входу четвертого элемента И,к 1 -входу триггера и к входу блока линейно-круговой интерполяции, выходпервого элемента И подключен к первому входу второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом первого реверсивного счетчика, а выход - с вторым входом сумматора, а выход четвертого элемента И - к второму входу третьего элемента И. 2Кроме того, введение двух одноразрядных сумматоров, первый иэ которых попадает на введенный блок линейной интерполяции сумму приращений по двум координатам и осям вектора коррекции на участке интерполяции, а второй - на счетчик перемещений общую сумму приращений по всем координатам на участке интерполяции, позволило упростить ту часть устройства, которая определяет моментокончания интерполяции участка в прототипе используется два счетчика, выходы которых соединены с двухвходовой схемой совпадения, в предлагаемом устройстве при отсутствии сумматоров потребовалось бы три счетчика и трехвходовая схема совпадения), Изъятие схемы совпадения и счетчиков, подключенных к вы"- ходам первого блока линейной интерполяции, привело к тому, что этот блок интерполяции используется как синхронизатор вращения радиус-вектора текущей точки отработки расчетного контура в плоскости и вектора коррекции контура.Указанные отличительные признаки устройства обеспечивают ему дополнительные возможности - трехкоординатную интерполяцию с коррекцией контура по двум координатам ч принципиально новую при одинаковыхВ блок задания скорости 1 вводится с перфоленты код скорости, в блок:мма приращений ) +,. у + Б, + б,бра".ующаяся ча выходе сумматора 10,блок ли 1 ейной интерполяции 3 всуприращений по первым двум коорч.зтам Л+у и сумму приращений покоординатам коррекции 6+ бкбразующуюся ча выходе блока делеия 9, в блок линейно-круговой ин -терполяции 4 - в случае линейнойинтерполяции приращения по координатам дМ, ц, в случае круговой интерполяции координаты начальной точки цуги окружности К, у, , в суматоры 6 и 7 - знак суммированияприращений", в блок умножения 8сумму координатных приращений конту-.ра коррекции ,Ь, + Бк) , для максимального значения радиуса и необходимую величину коррекции ЛКСумма координат приращений контура коррекции для максимальногозначения радиуса коррекциидах+аУук г,с 1 ксмбсбу - сумма приращенийЗОпо первым двум координатам, в плоскости которых лежитзаданная дуга окружности;Р, - радиус дуги окт,ух: - ,фности;лак,ьс - максимально возможная величина радиуса корпекции С пуском схемы в блоке умножения Б происходит перемножениеЖг, + Ьу) . на необходимую величинумжсрадиуса коррекции 61, а в блокеделения 9 - деление полученной неличины на Л, , На выходе блока 9К 4 кобразуется величина Ю +Ву соответствующая сумме координатных приращений контура коррекции для заданного радиуса коррекции бК, МБлок 2 распределяет импульсы,поступающие на его вход с блока задания скорости 1, на выход по третьейкоординате и на вход блока линейнойинтерполяции 3 в соответствии с отношением А 1. Ь к6. а Ьу),блок 3 в свою очередь распределяетгмпульсы на блоки линейно-круговой интерполяции 4 и 5 в соответствииотношениема х +д ч,)(Бхк+1,В блоке линейно-круговой и терл.яции 4 происходит вычислс и:" приг.агний координат йМ, ау ко тура в пл".скости первых двух координат, а в блске линейно-круговой интерполяции 5приращения координат контура коррекции к, к.В соответствии с установлендымизнаками суммирования в блоках 6 иобразуются скорректированные вьгходыпервых двух координат, , М:мент окончания отработки определяется счетчиком 12 после прихода наего вход с блока задания скорост:-:числа импульсов, равного полной с,ъме приращений по всем коордг:ага.:,ГЬХБлоки 2, 3, 4 и 5 представляютсобой блоки линейной и линейно-круг:,вой интерполяции, работающис го в :гнроко распространенному методу оценочной функции. В регистры 16 и 2 О висходном состоянии вводятся величины приращений 6 К, ь 1 = Ьх + б ++.,Ьг йН .= Ах+О ), И:- о, Ьа сумматор 18 накопительного типаслужит для определения текущего значения оценочной функции Х 1Зле кХА-г 1менты И 17 и 19 предназначены дляпереноса чисел из регистров в сумматор, Согласно выражениям оценоччой функции- ьЕ,ус Ь г к(:=б-6 1., ) элемент И 17 переносит прямой код числа из регистра 16 в сумато18 для выполнения действия сложения,а элемент И 19 переносит дополнительный код числа из регистра 20в сумматор для выполнения действиявычитания, С помощью триггера 13 идвух элементов И 14 и 15 выполненблок оценочной функции, который в зависимости от знака оценочной функции распределяет входную импульснуюпоследовательностьЯ,) на соответствующий выход блока ,((,1)и определяет очередное значение оценочной Функции путем добаьления числа из соответствующего регистра всумматор,Работа схемы происходит следующимобразом,В исходном состоянии в регистры16 и 2 О вводятся величины приращений по координатам. триггер 13 уста-.навливается в исходное состояние,.при котором элемент И 15 открыт, 7 1156 , а элемент И 14 закрыт. Первый входной импульс следует на выход блока(1)через элемент И 15 и производит вычисление нового значения оценочной функции путем переноса дополнительного кода числа й 1(а ) из регистра 20 в сумматор. Так как число в сумматоре отрицательное - ДЧ -йд., то на его выходе присутствует единичный" сигнал переполнения, управ- Ю ляющий 3 -входом триггера 13, поэто. му триггер переходит в состояние, противоположное исходному, открывая элемент И 14. Второй входной импульс следует на выход (,) и переносит прямой код числа 4(а ) из регистра 16 в сумматор. В сумматоре число становится равным -ЬУ бЕ -ь+фЗ) н в зависимости от знака этого числа третий импульс пройдет на соответст- рр вующий выход и т.д.Блоки 4 и 5 линейно-круговой ин - терполяции содержат элементы задержки 24 и 25 и реверсивные счетчики 26 и 30, в которые в режиме круго- д вой интерполяции "КИ" в исходном состоянии вводятся координаты началь 008ной точки дуги окружности Ц , Ц, На входы реверсивных счетчиков через элементы задержек следуют выходные импульсы, фиксируя в счетчиках величины текущих значений координат. В сумматоре 28 определяется текущее значение оценочной функции согласно выражениО ит+ 1 е1 +2 )з о оЙ)В случае линейной интерполяции в исходном состоянии в реверсивные счетчики вводятся величины координатных приращений Ьх ау . Признак отсутствия команды круговой интерполяции "КИ" перекрывает вход реверсивных счетчиков 26 и 30, которые при этом выполняют функцию регистров аналогично регистрам 16 и 20 блока линейной интерполяции).Работа схемы происходит аналогично предыдущей и отличается тем, что согласно алгоритму круговой интерполяции после переноса числа из реверсивного счетчика в сумматор его содержимое с задержкой изменяется на единицу