Вычислительное устройство для систем

О П И С А Н И Е 2575 ОИЗОЬЕЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических РеспубликЗависимое от авт. свидетельстваЗаявлено ОЗХ 11.1968 ( 1253808/18 с присоединением заявкиКл, 42 птз, 9/00 МПК С 061 орите Комитет по делам изобретений и открыти при Совете Министров СССРАвторыизобретения нов, А, А. Маслов,и А ни Заявитель ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ТОЧНЪМИ КООРДИНАТНЪМИ ПЕРЕМЕЩЕНИЯМИПредлагаемое устроиство относится к области автоматики и вычислительной техники и предназначено для автоматизации получечия фотонегативов при помощи светового луча. В основе предлагаемого устройства лежит линейно-круговой интерполятор с переключаемой логикой.Известны устройства для систем управления точными координатными перемещениями, содержащие блок ввода кнформации, фотосчцтывающее устройство, схему обнаружения конца кадра линейно-круговой интерполятор, содержащий регистры, логические элементы, блок переключения знаков координат, блок задания скорости и коммутатор режима работы.Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства, сокращение объема вводимой информации и улучшение эксплуатационных характеристик устройства, предназначенного для автоматизации получения фотонегативов при помощи светового луча,Предлагаемое устройство отличается тем, что вход накопительного регистра хранения величин смещений по координатам и вход накопительного регистра хранения суммы абсолютных значений перемещений через собирательные схемы, подключены к выходу блока переключения знаков координат интерполятора, а цвыоды - ко водам семы обнаружения конца кадра и через собирательные семы соединены с соответствующими водамц регистров ранения координат начальны точек обработки, а также присоединены через собирательные семы ко воду буферного регистра и ко воду регистра ранения суммы абсолютных значений перемещений по координатам, выод которого подключен к одному цз водов семы обнаружения конца кадра.Выоды регистров ранения координат начальцыточек отработки через собирательные схемы соединены со водом регистра ранения суммы абсолютнызначений перемещений. Воды регистров раненця координат цачальныточек отработки соединены через собирательные семы с выодамц реверсцвны накопцтельнырегистров цнтерполятора, уц.равляющие воды всерегистров ц вод семы обнаружения конца кадра присоединены к выодам коммутатора программ переключений. выод схемы обнаружения конца кадра через собирательную сему подключен ко воду накопительного регистра числа повторений однотипныперемещений.На фцг. 1 показана функциональная семаописываемого вычислительного устройства (ВУ); на фиг. 2 и 3 - графики перемещения по координатам Х, У ц У.30 Устройство включает в себя блок 1 перек 257150лючения знаков координат, блок 2 распределения импульсов по координатам при линейной и круговой интерполяции, реверсивные накопительные регистры д - 5, коммутатор б режима линейно-кругового интерполятора (ЛКИ), схему 7 обнаружения конца кадра, собирательные схемы ИЛИ 8 - 17, регистры 18 и 19 хранения координат начальных точек отработки, накопительный регистр 20 хранения величин смещения по координатам, накопительный регистр 21 хранения суммы абсолютных значений перемещений по координатам, накопительный регистр 22 числа повторений однотипных перемещений, буферный регистр 23, регистр 24 хранения суммы абсолютных значений перемещений по координатам, фотосчитывающее устройство 25 с перфоленты, блок 26 ввода информации, блок 27 задания скорости и коммутатор 28 программы переключений,ВУ имеет три управляемые координаты, две из которых Х и У предназначены для перемещения оригинала (фотопластины и др.), а третья Л - для плавного изменения диафрагмы световой головки.ВУ обеспечивает как поочередное, так и одновременное координатное перемещение исполнительного органа; обработку контуров произвольного вида (с линейной и круговой аппроксимацией); максимальную скорость по координатам 0,5 м/мин при цене импульса 0,01 мм; отклонение действительной скорости перемещений от заданной,не более чем в два раза, независимо от задаваемых геометрических размеров и законов перемещений; задание программы от перфоленты при помощи фото- считывающего устройства.Одним из основных узлов ВУ является ЛКИ с переключаемой логикой, имеющей два режима работы; линейный, который использует принцип многоразрядных приращений, и круговой, использующий принцип оценки функции.ВУ имеет несколько режимов работы для обработки прямых и наклонных линий, окружностей, площадей различных фигур (прямоугольников, треугольников, секторов окружностей и т. д.), при помощи которых можно получать практически любой сложности рисунок,Работу ВУ и взаимодействие ее узлов проследим последовательно на каждом режиме работы.Перед началом работы все блоки ВУ устанавливаются в исходное состояние.Для отработки различных линий (первый режим - обработка прямых и наклонных линий) необходимо иметь приращения по координатам Х, У и Л от начальной точки отработки до конечной; направление движения (направление изменения диафрагмы), или знаки отработки; скорость о отработки. Отработка всякого режима начинается с установки необходимой ширины линии (диафрагмы).При этой отработке (см. фиг. 2, а - в) выподняется следующая последовательность дей координатам Х и У из блока 1, в дополнительном коде поступают в регистр 24 и тем самым вычитают его содержимое. Конец отработки окружности (дуги) фиксируется схемой 7 и регистром 24.Отработку площадей прямоугольников (тре 60 65 ствий; коммутатор 28 устанавливается на отработку прямых и наклонных линий; коммутатор б - на линейный режим работы; значение необходимой диафрагмы (ширина ли нии), скорости ее установки и знак ее отработки вводятся из блока 26 соответственно в регистр 3 и блоки 27 и 1.По команде Пуск, поступающей из блока26, начинается установка выбранной диафраг мы, которая фиксируется схемой 7, разрешающей блоку 26 ввод данных для отработки линии; приращения по координатам Х и У, скорость и знаки, соответствующие участку обработки, вводятся из блока 26 в двоичном ко де соответственно в соответствующие реверсивные накопительные регистры, блок 27 и в блок 1 переключения знаков координат. По команде Пуск, поступающей из блока 26, включается блок 27, и заданная частота, про порциональная скорости, начинает поступатьв блок 2, при этом включается свет (открывается диафрагма световой головки). Ьлок 2, регистры 4 и 5 и коммутатор б обеспечивают получение выходных импульсов из блока 1, 25 количество которых к концу отработки должносоответствовать установленным перемещениям Х и У, Конец отработки фиксируется схемой 7, сигнал с которой разрешает ввод из устройства 25 следующего кадра программы, 30 Для обраоотки окружности (второй режим)необходимо знать координаты начальной точки отработки А(Х, У), абсолютные перемещения Л х и Л у по координатам Х и УЛх = Х+ 2 Й - ХЛу = 2 Л - У+ Унаправление вращения, и знаки отработки, скорость отработки (см, фиг. 2 е).При этой отработке выполняется следую щая последовательность действий; коммутатор 28 переводится на второй режим работы; коммутатор б устанавливается на круговой режим интерполяции; координаты начальной точки отработки А (Х, У), скорость, нап равление вращения и знаки отработки вводятся соответственно в регистры 4 и 5 и блоки 27, 2 и1; абсолютные перемещения по координатам вводятся последовательно в регистр 24, где.происходит их суммирование (сумма Лх+ 50 + Лу не должна превышать объема накопительного. регистра). По команде Пуск, поступающей из блока 26, включается блок 27, и заданная частота начинает поступать в блок 2, при этом в случае необходимости происходит 55 включение света. Регистры 4 и 5, блок 2и коммутатор 6 обеспечивают получение выходных импульсов из блока 1 по законам, соответствующим движению при круговой интерполяции. Импульсы, выходящие по5тий режим) можно вести как вдоль оси Х, так и вдоль оси У (см. фиг. 2, г и д),Для отработки площадей прямоугольников необходимо знать, величину перемещения вдоль оси, по которой ведется отработка, величину смещения (Йх или Йу), количество шагов, которое необходимо сделать при отработкеК УУх= или Жу =,направление движе"х Ьния в начальный момент и скорость отработки.При отработке вдоль оси Х выполняется следующая последовательность действий: необходимые для отработки величины Х, йу, Лг (число однотипных перемещений заносится то, по которому кончается отработка), знаки перемещений и скорость отработки вводятся соответственно в регистры 4, 5 и 22; коммутатор 28 устанавливается на режим - площадь прямоугольника; коммутатор б устанавливается на линейный режим интерполяции; по сигналу Пуск с блока 25 включаются блок 27 и свет,После отработки одной координаты происходит автоматическое переключение на работу по другой координате и при,необходимости производится изменение знаков координат; при отработке (см, фиг. 2, г) меняется знак по координате Х, а при отработке (см. фиг. 2,д) - знак по координате У.В процессе работы со схемы 7 сигналы однотипных перемещений в дополнительном коде.поступают в регистр 22 и производят вычитание из числа, записанного в этом регистре гг и производят вычитание из числа, записанного в регистре перед началом работы. Работа продолжается до тех пор, пока регистр 22 и схема 7 не зафиксируют конец отработки площади прямоугольника,Отработка вдоль оси У аналогична отработ. ке вдоль оси Х, только в регистр 4 вводится смещение йх, а в регистр 5 - перемещение по координате У.Для отработки площадей прямоугольников (четвертый режим) необходимо знать катеты прямоугольного треугольника Х и У, смещения Йх и Йу по соответствующим координатам,Х У число однотипных перемещений У =Лг, знаки и скорость отработки.При этой отработке выполняется следующая последовательность действий: коммутатор 28 устанавливается на четвертый режим работы; коммутатор б на линейный режим интерполяции; значения катетов прямоугольного треугольника Х и У, смещения по координатам, число однотипных перемещений Лх (У), знаки и скорость отработками вводятся соответственно в регистры 4, 5, 20 и 21, блоки 1 и 23. При вводе значения катетов треугольника Х и У одновременно заводятся в,регистр 24, где происходит их суммирование.По сигналу Пуск с блока 2 б включается блок 27, начинающий выдавать задающую частоту, включается свет и,начинается отработка гипотенузы треугольника АА, По 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 6окончании отработки гипотенузы, что фиксируется регистром 24 и схемой 7 значения катетов треугольника Х и У передаются соответственно в регистры 18 и 19, а значение смещения йу из регистра 20 поступает в регистры 5 и 24, оставаясь одновременно в регистре 20, меняется также направление движения в ре. гистре 21, За период отработки смещения йу в регистры 18 и 19 в обратном коде поступают значения смещений Йх и Йг, которые постоянно хранятся в регистре 20, и в регистрах 18 и 19 вычисляются значения Лх, = (Лх - гх) и Лу = (Лу - г )5. По окончании отработки У, что фиксируется .регистром 24 и схемой 7, значения Лх и Лу передаются в регистры 4, 5 и 24 в последнем регистре поисходит суммирование (Л х, + Л уг) этих значений, значение смещения йу при передаче значений У в регистр 5 стирается; отрабатывается 1 - 1; по окончании отработки 1 - 1 переключаются знаки координат, значения Лх, и Л у передаются в регистры 18 и 19, а в регистры 24 и 4 заносится значение йх, отрабатывается величина смещения Йх и одновременно в регистрах 18 и 19 вычисляются значения Лх = = Лх, - йх и Лу = Луг - йу . Процесс отработки площади продолжается до тех пор, пока регистр 22 и схема 7 не обнаружат конец отработки площади прямоугольного треугольника.Для отработки площадей окружностей и секторов (пятый режим) необходимо знать координагы начальной А (Х, У ) и конечной А, (Х У, ) точек отработки смещения начальной А (йх, йу ) и конечной А (гх йу, ) точек отработкийх= 1 соз агЙунзгп айх = 1 соз агйг 1 згп ачисло однотипных перемещений.Я ЯкМ= , где 1 - размер инструмента1(ширина линии), скорость и направление отработки (см. фиг. 3),При этой отработке выполняется следующая последовательность действий: коммутатор 28 устанавливается на режим - площадь окруж,ности; коммутатор б - на куговой режим интерполяции; значения координат начальной точки заносятся в регистры 18 4 Х и регистр 5 (У). Величины смещений начальной и конечной точек заносятся соответственно в регистры 20 и 21, число однотипных перемещений Лг = "- в регистр 22, В регистр 24 заносятся абсолютные перемещения по координатам Х и У, где Х = (Х, - Х), а У = = ( У - У ). В процессе ввода этих значений в регистр 24 происходит их суммирование, По сигналу Пуск с блока 2 б включаются заданная частота и свет.При отработке дуги А А, в работе принимают участие регистры 4, 5 и 24, схема 7, коммутаторы 28 и 6 и блоки 27 и 2. По окончании отработки дуги АЛ, что фиксируется регистром 24 и схемой 7, по сигналу с последнего интерполятор компараторами 28 и б переключается на линейный режим работы по линии А - 2. По окончании отработки дуги АА в регистрах 4 и 5 устанавливаются значения координат конечной точки отработки, За время отработки отрезка А - 2 необходимо вычислить абсолютные перемещения по координатам для отработки следующей дуги 2 - 2 и найти их сумму по формуле Л х+ Л г 1 =(Х - Йх ) - (Х- 1 гх )1+ ( (У - пг) -- (У - 1 гу, ) , Для этого в регистры 18 и 19 обратным кодом засылаются соответственно величины смещений Йх и Йуи вычисляются выражения (Х - йх) и (У - /гу), после чего эти величины последовательно пересылаются для суммирования в регистр 24, Содержимое регистра 20 записывается в регистр 23 и одновременно остается в регистре 20,После очистки регистров 18 и 19 в них записываются значения Хи У из регистров 4 и 5 (отработка отрезка А, - 2 продолжается) и вычисляются выражения (Х - 1 гх, ) п (У -- 1 гу ), величины смещений 1 гх и Йу пересылаются в регистры 18 и 19 обратным кодом из регистра 21. Вычисленные выражения последовательно передаются в регистр 24 и сум. мируются с его содержимым, Если результат получается отрицательным, то берется обратный код этого числа, если же результат положительный, то прямой код. По окончании отработки линии А - 2, что обнаруживается регистром 20 и схемой 7, и вычисления (Лх+Лд) в регистре 24, происходит переключение интерполятора на круговой режим интерполяции, и изменяется направление вращения; отрабатывается дуга 2 - 2, только теперь начальной точкой отработки является точка 2, а конечной - точка 2, по окончании отработки дуги 2 - 2 происходит снова переключение на линейный режим интерполяции, меняются знаки координат; отрабатывается отрезок 2 - 3, и одновременно вычисляется сумма абсолютных перемещений для следующей дуги 3 - 3.Дальнейший процесс отработки происходит аналогично описанному до тех пор, покй регистр 22 и схема 7 не обнаружат конец отработки сектора.5 Предмет изобретенияВычислительное устройство для систем управления точными координатными перемещениями, содержащее блок ввода информации, фотосчитывающее устройство, схему обнару жения конца кадра и линейно-круговой интерпол ятор, содержащий регистры, логические элементы, блок переключения знаков координат, блок задания скорости и коммутатор режима работы, отличающееся тем, что, с целью 15 расширения, функциональных возможностей,сокращения объема взодимой информации и улучшения эксплуатационных характеристик, ,в нем вход накопительного регистра хранения величин смещений по координатам и вход накопительного регистра хранения суммы абсолютных значений перемещений через собирательные схемы подключены к выходу блока переключения знаков координат интерполятора, а их выходы подключены ко входам схемы обнаружения конца кадра и через собирательные схемы соединены с соответствующими входами регистров хранения координат начальных точек отработки, а также присоединены через собирательные схемы ко входу буферного регистра и ко входу регистра хранения суммы абсолютных значений перемещений по координатам, выход которого подключен к одному из входов схемы обнаружения конца кадра, выходы регистров хранения координат, начальных точек отработки через собирательные схемы соединены со входом регистра хранения суммы абсолютных значений перемещений, входы регистров хранения координат начальных точек отработки соеди О иены через собирательные схемы с выходамиреверсивных накопительных регистров интерполятор а, упр авляющие входы всех регистров и вход схемы обнаружения конца кадра присоединены к выходам коммутатора программ 45 переключенийвыход схемы обнаружения конца кадра через собирательную схему подключен ко входу накопительного регистра числа повторений однотипных перемещений.Составитель Е. И. Иванеева Редактор Е. В. Семанова Техред Т. П. Курилко Корректор А. П, Васильева Заказ 778/4 Тираж 480 Подписное ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССРМосква Ж, Раушская наб., д. 4/5ипография, пр. Сапунова, 2