Преобразователь координат

)4 С 05 В 19/4 Е ИЗОБРЕТЕНИЯСВИДЕТЕЛЬСТВУ ИСАН Н АВТОРСКО ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ(56) Авторское свидетельство СССР111 721842, кл. 6 08 С 9/00, 1979.Киселев В.М. Фазовые системы числового программного управления станками. - М.: Машиностроение, 1976,с.139, рис.76,(57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в автоматизированных системах вычисления, управления и измерения. Целью изобретенияявляется расширение функциональныхвозможностей устройства за счет обеспечения равномерного распределениятекущих значений одной координаты относительно текущих значений ведущейкоординаты. Преобразователь содержит ва регистра 1,2 для хранения при ений по координатам, определявщи ачальные условия преобразования, умматор 4 оценочной функции для числения оценочнои функции, датчик5 текущих значений координаты, относительно которых происходит формирование текущих значений в выбранныхединицах измерения, и блок управления 6, управляющий процессом преобразования. Преобразование осуществ -ляется с высокой степенью быстродействия, равномерно, с использованиемтолько операций сложения и анализазнака полученного значения оценочнойфункции, Преобразователь может найтиприменение при создании измерителейдлины или устройств с высоким быстродействием и равномерностью получениятекущих значений измеряемого параметра (координаты) относительно текущихзначений другого параметра (координаты /, 1 э,п.ф-лы, 3Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в автоматизированных системах нычисления, управления и измерения, например, для определе 5 ния текущей координаты иэделия или его составных частей,Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройст- О ва за счет обеспечения равномерного распределения текущих значений одной координаты относительно текущих значений ведущей координаты, когда конечные значения последней не определены с высоким быстродействием и точностью.Преобразование осуществляется в требуемых единицах измерения координат. Суть преобразований основана 20 на вычислении оценочной функции и состоит в следующем, Перед началом преобразований определяют приращения дх, ау по соответствующим координатам, Для текущих значений ко ординат х у, вычисляется оценочная функцияГ(х ,у. ) = у - (ау/дх) х;30 Если функция Г(х;,у ) (О, то выдается шаг значения у. по координате У1и вновь вычисляется значение оценочной функции, если Функция К(ху.)О, то вычисление значений оценочной Функции прекращается до последующего изменения текущего значения х При изменении текущего значения х; производится новое вычисление оценочной функции. 40Поскольку н алгоритме важно незначение оценочной функции, а еезнак, то можно использовать функциюК (ху ) = у дх - х дуТогда при шаге по координате У следующее значение оценочной функции определяют из выраженияЕсли Г (х;,у,) 7 О,то по приходу сле(дующего текущего значения х значение оценочной функции определяют из выражения(х;1 У ) 1 (х 1 У 1) ЗУ. На фиг.1 приведена функциональная схема преобразователя координат;на Фиг,2 - эпюры напряжений сигналонэлементов преобразователя, поясняющие его работу; на фиг.3 - графикраспределения текущих значений у1относительно текущих значений х, ведущей координаты.Устройство содержит регистры 1и 2 для хранения приращений дх иДу, коммутатор 3, сумматор 4 оценоч. -ной функции, содержащий сумматор 4.1и регистр 4.2, датчик 5 текущегозначения х ведущей координаты, относительно которых формируются текущие значения у., блок 6 управления.Блок управления 6 содержит формирователя 7-9, элемент ИЛИ 10, 0-триггер 11 и элемент И 12.Регистры 1 и 2 выходами соединенысоответственно с первым и вторыминформационными входами коммутатора 3, выход которого соединен с первым входом сумматора 4 оценочнойфункции. Выход датчика 5 текущегозначения ведущей координаты соединенс первым входом блока 6 управления,второй вход которого соединен с первым выходом сумматора 4 оценочнойфункции, Первый выход блока 6 управления подключен к третьему и четвертому входам коммутатора 3, второй вы"ход - к второму входу сумматора 4оценочной функции. Первый выход сумматора является ненормированным, атретий выход блока 6 управления -нормированным выходом текущего значения.Коммутатор 3 в работе при подачеединичного сигнала на третий и четвертый входы коммутирует на ныходзначение приращения ду с регистра 2,при подаче нулевого сигнала Дх срегистра 1,Сумматор 4 оценочной функции состоит из непосредственно сумматора4.1 и регистра 4,2, хранящего значения сумматора 4.1.При подаче кода числа на групповой вход В сумматор 4,1 суммируетего с кодом числа но входу А, поступающего с регистра 4,2. Результатсложения с выхода сумматора 4.1 поступает на информационный вход регистра 4.2. При поступлении сигналана синхрониэирующий вход регистр 4,2запоминает значение с сумматора 4.1по переднему фронту сигнала. Сигналс знакового разряда регистра 4.2 является выходным сигналом сумматора 4 оценочной функции, Единичный сигнал соответствует отрицательному значе 5 нию оценочной функции.При поступлении сигнала текущего значения х; на первый вход блока 6 по переднему фронту его формирователь 7 формирует импульс, который через элемент ИЛИ 1 О поступает на синхронизирующий С-вход Р-триггера 11 и на вход формирователя 8 фиг.2 Р-триггер 11 по переднему Фронту сигнала устанавливается в состояние определяемое сигналом на Р-входе, поступившим по второму входу блока. Выход с нулевого выхода Э-,триггера 11 является первым выходом блока 6,По заднему фронту сигнала с элемента ИЛИ 10 формирователь 8 формирует импульс, который является вторым выходным сигналом блока 6. По заднему Фронту сигнала с Формирователя 8 формирователь 9 формирует импульс, 25 который поступает на первый входэлемента И 12. В зависимости от сигнала, поступившего на второй вход блока 6 и, соответственно, на второйвход элемента И 12, последний при единичном сигнале пропускает импульс с формирователя 9, а при нулевом сигнале запрещает его прохождение.Импульс с формирователя 9, пройдя элемент И 12, поступает по цепи обратной связи на вход элементаИ 10 и инициирует элементы блока 6 к повторному формированию сигналов управления. Если импульс с формирователя 4 О 9 не проходит через элемент И 12, то формированиб сигналов блоком 6 прекращается и он переходит в режим ожидания.При поступлении следующего сигна 45 ла, текущего значения х на первый вход блока 6, элементы блока 5 вновь формируют сигналы управления.Преобразователь работает следующим образом.Перед началом работы элементы преобразователя устанавливаются в исходное состояние (цепь установки в исходное состояние не показана). Первоначальное значение оценочной функции Г (х, у;) = О. Знаковый55 разряд регистра 4.2 сумматора 4 оценочной функции имеет на выходе нулевой сигнал. Триггер 11 блока 6 управления в исходном состоянии, на первом выходе блока 6 управления - единичный сигнал, на втором - нулевой.В регистры 1 и 2 задают соответственно приращения лх и Лу. Например, Дх равняется одиннадцати импульсам, полученным при измерении длины изделия с датчика перемещения в ходе прохождения передним концом изделия контрольного расстояния.1 У =7 мм.Значение приращения дх задают, например, в двоичном прямом коде, априращение Ду - в двоичном дополнительном коде с целью замень 1 операции вычитания операцией сложения привычислении оценочной Функции согласно выражениюЕ (х,у ) 1 (х , у ) - ду.При преобразовании текущих значений у относительно текущих .значений х; датчик 5 текущего значения х например, при измерении длины изделия, Формирует импульс, который поступает на первый вход блока 6 управления. На первом выходе блока 6 единичный сигнал, поэтому коммутатор 3 пропускает на первый вход сумматора 4 оценочной функции код приращения Ву с регистра 2.Суммъатор 4 оценочной функции производит вычисление оценочной функциий (х, ,у. )= Г (х ,у,)-ду= -7По переднему фронту сигнала с второго выхода блока 6 управления регистр 4.2 сумматора 4 оценочной функции регистрирует полученный ре- зультат (фиг.2 и 3) .На выходе сумматора 4 оценочной функции появляется единичный сигнал (Г (х;,у;) (0), который является ненормированным сигналом текущего значения у . Блок 6 управления по треть ему выходу формирует сигнал текущего значения у, по длительности нормированный импульсом с формирователя 9 блока 6, и формирует следующую последовательность сигналов управления.При этом напервом выходе блока 6 появляется нулевой сигнал триггер 11 в единичном состоянии , по которому коммутатор 3 пропускает на первый вход сумматора 4 оценочной функции код приращения йх с регистра 1. Сумматор 4,1 производит вычис1411711 510 40 45 50 5ление следующего значения оценочнойфункции в соответствии с выражением По переднему Фронту сигнала с второго выхода блока 6 управления ре:гистр 42 сумматора 4 оценочной функции регистрирует полученный результат.На выходе сумматора 4 оценочной функции появляется нулевой сигнал ;(Г (ху,) ) О, поэтому блок б управления и, следовательно, весь преобразователь переходят в режим ожиданияПри поступлении следующих теку 1ших значений хс датчика 5 текущего значения на первый вход блока буправления процесс преобразования повторяе.тся.При поступлении одиннадцатого ,импульса текущего значения х, с датчика 5 значение оценочной Функ - ции Х (х;, у,) = О и преобразователь переходит в режим ожидания до следующего текущего изменения хведущей координаты.Преобразование заканчивается после прекращения поступления импульсов текущего значения х с датчика 5 текущего значения.Распределение сигналов текущего . значения у . относительно сигналов текущего значения х, проходит равномерно с точностью до импульса, как видно из таблицы, в которой приведены значения оценочной функции К (ху,.) в процессе преобразования. /В результате преобразования при поступпечии сигналов текущего значения х; с датчика перемещения на выходе преобразователя имеем сигналы текущего значения длины изделия, выраженные в требуемых единицах измерения (для данного примера в миллиметрах) .Использование преобразователя позволит равномерно, с высокой точностью распределить текущие значения одной координаты относительно текущих значений другой координаты с высоким быстродействием,что позволит применять преобразователь при создании устройств вычисления длины изделия, например, проката, а также вустройствах, где требуется формировать сигналы текущего значения координаты (параметра) в выбранныхединицах измерения (метр, килограмм,секунда) по сигналам изменения ведущей координаты (параметра) с дискретностью требуемой единицы измерения. Формула изобретения 15 1, Преобразователь координат, содержащий первый и второй регистры,выходы которых соединены с информационными входами коммутатора, выходкоторого подключен к первому входу 20 сумматора оценочной функции, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения равномерного распределения текущих зна чений одной координаты относительнотекущих значений ведущей координаты,введены датчик текущего значенияведущей координаты и блок управления, первый вход которого соединен с 30 выходом датчика текущего значенияведущей координаты, второй вход - спервым выходом сумматора оценочнойфункции, первый выход блока управле-.ния подключен к управляющим входамкоммутатора, второй выход - к тактирующему входу сумматора оценочнойфункции.2. Преобразователь по п.1, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что блок управления содержит три формирователя, Э-триггер, элемент ИЛИ и элемент И, выход которого соединен свыходом блока управления и с первымвходом элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу первогоформирователя, входом соединенногос первым входом блока управления,второй вход которого соединен с входом В-триггера и с первым входомэлемента И, вторым входом через второй формирователь соединенный с выходом третьего формирователя и с вторым выходом блока управления, первыйвыход которого подключен к инверсно" му выходу Э-триггера, С-вход которого соединен с выходом элемента ИЛИи с входом третьего формирователя,Составитель И.Шв етраш Техред Л.Олийнык Корректор М.Василье Редактор каз 3653/4 Подписно в б П дственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектна Тираж 866 ВНИИПИ Госуда по делам и 13035, Москва, ого комитета СССний и открытийаушская наб., д.