Функциональный интерполятор

енина электро- И. Ульянова За ССР 1984.ИНТЕРПОЛ области числоя резьбонарез-.намоточными . вающими конДАРСТВЕННЫИ НОМИТЕТ СССРЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВ(71) Ленинградский ордена Лтехнический институт им. В.(57) Изобретение относится квого программного управлениными, зубообрабатывающимистанками и роботами, обслужи 801272311 вейеры и поточные линии. Целью изобрете ния является повышение точности и быстродействия. В состав функционального интерполятора входят счетчики положения ведущей и ведомых координат, триггеры в каждой координате и два ключа, а также счетчики по числу координат н элемент задержки, блок управления. В отличие от традиционных параметрических интерполяторов, изобретение позволяет управлять ведомыми :координатами Х, У в функции ведущей координаты Х, обеспечить любое соотношение между приращениями в кадре по ведущей и ведомыми координатами, обеспечить высокую равномерность следования импульсов, изменять скорость движения ведомых координат, доводя ее до предельно допустимой Ъутем соответствующей настройки элемента запаздывания. 8 ил.Изобретение относится к числовому программному управлению и может найти применение в автоматических системах резьбонарезных, зубообрабатываюших и намоточных станков, а также роботов, обслуживающих конвейеры и поточные линии.Цель изобретения - повышение точности и быстродействия интерполятора.В отличие от традиционных параметрических интерполяторов предлагаемый позволяет управлять ведомыми координатами Х, т в функции ведущей координаты 2В отличие от известных функциональных интерполяторов предлагаемый интерполяторпозволяет обеспечить любое соотношение между приращениями в кадре по ведущей и ведомыми координатами, в том числе ЛгЛХ, Л; ЛХ=Л=О, но Л 2+О, обеспечить высокую равномерность следования импульсов. Кроме того, интерполяторпозволяет учесть фактическое положение ведущей координаты: изменять скорость движения ведомых координат, доводя ее до предельно допустимой, путем соответствующей настройки элемента запаздывания. На фиг. 1 приведена схема интерполятора; на фиг. 2 - временные диаграммы; на фиг. 3 - принципиальная схема, блока управления; на фиг. 4 - схема первого счетчика ведущей координаты; на фиг, 5 - схема второго ключа; на фиг. 6 - схема триггера, первого ключа, второгосчетчика ведущей координаты и счетчика ведомой координаты; на фиг. 7 - схема одного из введенных счетчиков; на фиг. 8 - элемент задержки.функциональный интерполятор (фиг. 1) содержит первый счетчик 1 ведущей координаты, первый счетчик 2 ведомой координаты, второй счетчик 3 ведущей координаты, триггеры 4, первые ключи 5, вторые счетчики 6 ведомых координат, третий счетчик 7 ведущей координаты, блок 8 управления, второй ключ 9 и элемент 10 задержки. Всостав блока 8 управления входят пульт 11 управления, элемент ИЛИ 12, элемент 13 задержки, счетчик 14 кадров и блок 15 памяти.Основные функции, выполняемые блоками устройства, определяются спецификой управляемого объекта - технологическоТ установкой с ведущей координатой 2 и ведомыми координатами Х, т, совершающими программные перемещения в пространстве. Задание на перемещение в кадре координат Х, т поступает с информационной шины блока 8 в счетчики, Скоростью движения ве. душей координаты Х, У, 2 управляет оператор с внешнего по отношению к интерполятору пульта. Информация о фактическом положении координаты 2 с импульсного датчика ее подается в виде последовательности импульсов на управляющий вход второго ключа 9. Частота импульсов на выходе ключа 9определяется циклом обнуления счетчиков 6 и 7 и величиной задержки 10 элемента, Число импульсов, поступающих с ведущей координатыконтролируется счетчиком 1.Ведомые координаты Х, т управляются импульсными последовательностями с выходов вторых счетчиков 3 ведущей координаты в функции положения ведущей координаты.Интерполятор одновременно задает скорости, пропорциональные частоте унитарного кода и приращения ЛХ, М, Л 2 по координатам.Программа управления в блоке 8 содержит информацию об этих приращениях в каждом кадре и кадры программы поочередно вводятся в счетчики. Импульсы обнуления счетчиков служат выходными сигналами, вызывающими обновление их информации. Соотношение ЛХ:Лт:Л 2 в каждом кадре может быть произвольным, исключая Л 2=0 (конец программы).20 Рассмотрим работу устройства по временным диаграммам (фиг, 2) на примере отработки двух кадров, где ЛХ Лт:Л 2=3:4:5, и одного кадра, где ЛХ;Лт:Л 2=8:0:5. В первых кадрах максимальное перемещение задано по 2 - эта координата является ведущей, в последнем максимум имеет место по Х по У запрограммирована стоянка, но 2 по-прежнему остается ведущей координатойВ исходном состоянии контакт Пускпульта 11 в блоке 8 управления разомкнут и сигнал 1 с выхода блока 8 управления поступает на первые установочныевходы триггеров 4, входы записи счетчи. ков- 3, 6 и 7 и вход запрета элемента40 задержки после инверсии во втором ключе 9, Поэтому с триггеров 4 поступает сигнал 1 на первые ключи 5, в счетчики- 3, 6 и 7 занесены коды ЛХ, Лт, Л 2 нулевого кадра иэ блока 15 памяти, а на выходе элемента 8 и первых двух выходах элемента 10 присутствуют сигналы 0.40 При нажатии кнопки Пуск снимаетсясигнал с выхода блока 8, а с приходом первого импульса с входа 2 открывается эле мент 10. Так как состояние хотя бы одного из счетчиков 6 или 7 не равно нулю, на инверсном выходе элемента И 9 присутствует 45 сигнал 1, который спустя период задержки,превышающий разброс в срабатывании счетчиков 6 и , приходит с выхода элемента 1 О задержки (строка 10, фиг. 2) навходы обратного счета счетчиков 6 и 7 и через первые ключи 5 - на входы обратного счета счетчиков 2 и 3 (строки 5). Если счетчики 6 и 7 находятся не в состоянии 0, код их уменьшается на единицу, и вновь возникает импульс на выходе элемента 10 задержки. Уменьшается и содержимое счетчиков 2 и 3.Всякий раэ, когда счетчик 6 или 7 обнуляется, импульсы, поступающие из блока 10 на вход обратного счета, прекращают из 1272311менять его код, и на выходе такого счетчика устанавливается сигнал 1, свидетельствуюций о нулевом состоянии счетчика (строки 6 и 7). Одновременно возникающий сигнал обнуления счетчика 2 соответствующей координаты устанавливает триггер 4 в ноль по входу сброса и разрешает перезапись кода ЛХ или ЛУ по информационным входам (строки 2 и 4). В свою очередь, периодически возникающие сигналы обнуления вторых счетчиков 3 ведущей координаты поступают на управление ведомыми координатами Х, У, и разрешают перезапись кода Л 2 из блока 8 управления по информационным входам счетчиков 3 (строка 3),Когда переходит в О последний из счетчиков б и 7,снимается управляющий сиг.нал с третьего выхода второго клюца 9, прекращая генерацию импульсов элементом О, а в блоки 1 и 4 поступает сигнал, уменьшающий на единицу код счетцика 1 и пере: водящий в 1 триггеры 4.При поступлении очередного импульса с датчика положения ведущей координаты на вход блока, последний формирует сигнал 1 на первом выходе (строка 9), разрешая перезапись кодов ЛХ, ЛУ, Л 2 в счетчяки 6 и 7. Так как Л 2=0, появляется управляющий сигнал на третьем выходе второго ключа 9 и вновь повторяется рассмотренный цикл.Наконец, сигнал обнуления первого счетчика 1 ведущей координаты, свидетельствующий об окончании кадра, поступает на вход блока 8 управления, увеличивая на единицу код счетчика 14 кадров. Код номера следующего кадра со счетчика 14 передается в качестве адреса в блок 15 памяти.На шинах ЛХ, ЛУ, Л 2 блока 8 управления появляется информация следуюшео кадра, которая, спустя период задержки блока 13, необходимый для смены кадра, заносится в счетчики 1 - 3. Так как Л 2+О, сигнал с выхода блока 8 управления снимается и при поступлении очередного импульса по входу новый кадр программы отрабатывается в рассмотренном порядке.По завершении отработки последнего кадра программы в блоке 15 памяти остается нулевая информация по всем кадрам. Код Л 2=0 на входе блока 8 управления блокирует элементы 9 и 10, прекрацая смену кадров и отработку. Отпустив кнопку Пуск на пульте 11, оператор имеет возможность произвести начальную установку смены.формула изобретенияФункциональный интерполятор, содер.10 жаший блок управления, первый клюц, первый счетчик ведущей координаты и в каждой ведомой координате второй счетчик ведущей координаты и последовательно соединенные первый счетчик ведомой координаты, триггер и второй ключ, выход которого соединен с входом обратного счета второго счетчика ведущей координаты и с входом обратного счета первого счетчика ведомой координаты, информационные входы всех счетчиков соединены с информационной шиной блока управления, выход которого подклю.чен к входам записи счетчиков ведущей и ведомой координат, к первым установочным входам триггеров первого ключа, отличающийгя тем, цто, с целью повышения, точности и быстродействия, он содержит 25 вторые счетчики ведомых координат, третий счетчик ведущей координаты и элемент задержки, выход которого соединен с вторыми входами вторых ключей в каждой ве- домой координате, и с входом обратного счета вторых счетчиков ведомых координат и третьего счетчика ведущей координаты, выходы которых соединены с соответствующими первь 1 ми входами первого ключа, информационные входы всех счетчиков соединены с информационной шиной блока управления, первые входы записи вторых счетчиков ведомых координат и третьего счетчика ведущей координаты подключены к выходу блока управления, а вторые входы записи - к первому выходу первого ключа, второй выход которого соединен с вто О рым установочным входом триггеров и свходом обратного счета первого счетчика ведущей координаты, третий и четвертый выходы соответственно к первому и второму входам элемента задержки, а выход счетчика ведущей координаты соединен с входом 45 блока управления, вход интерполятора соединен с вторым входом первого ключа.ель И. Шерес . ец Покомитета СССРи открьгтнйсная иаб., д.род, ул. Проект 5я, 4 Состави оеа Техред И. В Тираж 836 ИПИ Государственного о делам изобретений Москва, Ж - 35, Рауш ПП Патент, г. Ужго