Линейно-круговой интерполятор

(22) Заявлено 290678 (21) 2636275/18-24с присоединением заявки Йо(51)М. Кл. 6 05 В 19/18 Государственный комитет СССР но делам изобретений и открытий(54) ЛИНЕЙНО-КРУГОВОЙ ИНТЕРПОЛЯТОР Изобретение относится к автоматикеи вычислительной технике, в частности.,к системам числового программного управления5По основному авт. св. Р 734615известен линейно-круговой интерполятор, позволяющий оперативно изменятькоррекцию эквидистанты в любой момент обработки и содержащий блокуправления, первый выход которого подключен ко входу блока задания скорости, выход которого подключен кпервому входу блока линейно-круговойинтерполяции, второй и третий выходыблока управления подсоединены к первым входам первых коммутаторов в каждой координате, а четвертый выход -ко вторым входам первых коммутаторов,третьи входы которых соединены с соответствующими первыми выходами блока 0линейно-круговой интерполяции, второйвход которого подключен к пятому выходу блок, управления, а также дваблока сравнения, блок совпадения нпо каждой координате блок переноса,первый регистр и последовательно соединенные умножитель, делитель, второйкоммутатор, второй регистр, первыйи второй сумматоры, в каждой координате первый вход умножителя соединен З 0 с выходом первого коммутатора, а выход - со вторым входом второго коммутатора, вход первого регистра соединен с выходом блока переноса, первыйвход которого подключен к шестомувыходу блока управления, а второйвход - к выходу второго регистра,второй вход второго сумматора соединен оо вторым выходом блока линейнокруговой интерполяции, первые выходыкоторого подключены соответственнок первым входам первого и второгоблоков сравнения, вторые входы которых подключены к седьмому и восьмомувыходам блока управления, а выходы -ко входам блока совпадения, выходкоторого соединен со входом блокауправления, входы вторых коммутаторовподключены ко вторым входам первыхкоммутаторов, вторые входы умножителейи делителей подключены к девятому идесятому выходам блока управлениясоответственно 1,Однако область применения интерполятора ограничена классом деталей,допускающих скругление углов изломаэквидистанты,Недостаток известного интерполятора легко показать на примере детапи из труднообрабатываемого материа 860004ла, при обработке которой желательнополучить внутренние углы с наименьшимрадиусом скругления, если учесть,что при обработке этого материалавозни ает большой изгибающий момент,вызывающий изгиб фрезы, обратно пропорциональный третьей степени ее рациуса. Небольшое уменьшение радиусафреэы существенно увеличивает ееизгиб и понижает точность обработки,а увеличение радиуса фрезы ограничивается радиусом скругления внутренних углов, Здесь оптимальным является случай, когда раДиус скругленияравен радиусу фрезы, то есть когданет скругления угла излома эквидистанты, Скругление угла излома эквидистанты требует уменьшения радиусафрезы в, сравнении со случаем, когданет скругления, что и ограничиваетобласть применения интерполятораЦель изобретения - расширениеобласти применения интерполятора,Поставленная цель достигается тем,что первые выходы блока интерполяцииподключены к третьим входам первых коммутаторов каждой координаты черезсоответствующие третьи сумматоры,вторые входы которых подключены кдополнительным выходам блока управления,На фиг, 1 представлена блок-схемапредлагаемого интерполятора; нафиг. 2 - диаграмма его работы н реиме линейной интерполяции без скругжимейления углов излома расчетноэкнидистанты; на фиг, 3 - тоже, со скруглением углон излома расчетной эквидистанты; на фиг. 4диаграмма работы в режиме круговойинтерполяции.Линейно-круговой интерполятор содержит блок 1 линейно-круговой интерполяции, блок 2 задания скорости,умножители 3 и 4, делители 5 и б,первые 7 и 8 и вторые 9 и 10 регистры, первые 11 и 12 и вторые 13 и 14сумматоры, блоки 15 и 16 переноса,первый 17 и второй 18 блоки сравнения, блок 19 совпадения, блок 20управления, первые 21 и 22 и вторые23 и 24 коммутаторы и третьи сумматоры 25 и 26.На фиг, 2 - 4 приняты следующиеусловные обозначения: Э- эквидистанта к моменту начала- го циклавычислений; Э- экнидистанта в конце 1-го цикла вычислений; В - расстояние по нормали между Э и контуром н конце -го цикла нычислений,Х, У - координаты начальной точкидуги, Х к, У - координаты конечнойточки прямой относительно начальной(на фиг, 2 и 3)и координаты конечнойточки дуги (на фиг, 4); (-1 - начальная точка -го цикла,- конечнаяточка -го цикла, ) - начальное значение радиуса-вектора прямой; )1 -радиус-вектор прямой н конце -го цикла, Р - расстояние от точкипересечения биссектрис углов изломаэквидистант до прямой; К 1 е Вк 1-некторы коррекции к момейту начала-го цикла (на фиг. 3-5 соответственно); К; , В, - векторы коррекциив конце 1-го цикла (на фиг, 3-5соответственно); ., - вектор, декодированный блоком 1 от начала первогоцикла до конца 1-го цикла (на фиг,2);В 1 - вектор дуги н конце 1-го циклавычислений (на фиг, 4); й,Ввекторы, декодированные блоком 1 в-ом цикле (на фиг. 2-4 соответственно); В - радиус дуги, А э дйэвекторы, декодированные интерполято 15 ром н -ом цикле вычислений,Интерполятор функционирует в трехрежимах: линейной интерполяции безскругления углов излома расчетнойэкнидистанты; линейной интерполяции20 со скруглением углов излома расчетнойэквидистанты", круговой интерполяции,Во всех режимах работы в качестваисходных данных в интерполятор задаются: в блок 2 - величина контурнойскорости, на входы блоков 17 и 18соответственно координаты конечнойточки прямой или дуги хк, ук, навходы умножителей 3 и 4 в .величинарадиуса коррекции эквидистанты йк,которая может меняться по любомузакону, Знак учитывает положение инструмента относительно детали, В режиме линейной интерполяции без скругления углов излома расчетной экнидистанты в качестве исходных данных винтерполятор задаются (фиг. 2): с выхода блока 20 на вход блока 1 -координаты конечной точки прямой Х , у;с дополнительных выходов блока 20 навходы сумматоров 25 и 26 - соответ 40 ственно величины -, - ,ц, опреде"ляющие вектор рн и с выхода блока 20на входы делителей 5 и 6 - величина Р.В режиме линейной интерполяции без4 скругления углов излома расчетнойэкнидистанты интерполятор работаетследующим образом,С выхода блока 20 на входы коммутаторов 21-24 поступает команда50 подключения выходов сумматоров 25и 26 через коммутаторы 21 и 22 к входам умножителей 3 и 4 и выходов делителей 5 и б через коммутаторы 23и 24 ко входам регистров 9 и 10,Ьлок 1 вместе с блоком 2 производят55 интерполяцию контура детали, С выходов блока 1 на входы сумматоров25 и 26 поступают соответственновеличины текущих координат Х 1 иопределяющие вектор Т, где они40 суммируются с величинами -дух , - рВ результате на выходах сумматоров25 и 26 образуются соответственновеличины, определяющие вектор Я; всоо-,нетствии с соотношением (фиг.2)65= 9 и + С, . Эти коды через коммутаторы 21 и 22 поступают на входы умножителей 3 и 4. После умножения в умножйтелях 3 и 4 на величину Вк и деления в делителях 5 и б на величину Рполучаем величины, определяющие вектор К в соответствии с соотношением(фиг. 2)= ЯнЬ, Эти коды поступают в регистры 9 и 10. В регистрах7 и 8 хранятся коды, определяющие вектор К . Они переносятся через блоки15 и 16 из регистров 9 и 10 в дополнительном коде в конце предыдущегоцикла по команде с выхода блока 20,В сумматорах 11 и 12 выполняетсясложение кодов, поступающих соответственно из регистров 7, 9 и 8, 10В результате образуются величины,определяющие разность векторов К иК .4,поступающих на соответствующиевходы сумматоров 13 и 14,Таким образом, на выходах сулыаторов 13 и 14, которые являются выходами интерполятора, образуются величины, определяющие вектор д 1 всоответствии с соотношением (Фиг. 2)дэ 4 = д " + кВ режиме линейной интерполяции соскруглением углов излома расчетнойэквидистанты в качестве исходных данных в интерполятор задаются (Фиг, 3)с выхода блока 20 на вход блока 1координаты конечной точки прямойх и у ; с других выходов блока20 на входы коммутаторов 21 и 22соответственно функции угла наклонапрямой5 п Ь. И СО 5 Ы: в .:Ь. в .35хк+ ук ( хк+ Ук 3 режиме линейной интерполяции со скруглением углов излома расчетной эквидистанты интерполятор работает следующим образом, 40С выхода блока 20 на входы колмутаторов 21-24 поступает команда подключения выходов блока 20 через коммутаторы 21 и 22 к входам умножителей 3 и 4 и выходов этих умножителей через коммутаторы 23 и 24 ко входам регистров 9 и 10, Значения зп с. и соьЫ. умножаются в умножителях 3 и 4 на величину Вк, В результате получаем величины, определяющие вектор В . Эти величины поступают в регистк 4ры 9 и 10, В регистрах 7 и 8 хранятся величины, определяющие вектор Вк. В сумматорах 11 и 12 выполняется сложение величин, поступающих соответственно из регистров ), 9 и8, 10. В результате образуются величины, определяющие разность векторов Вк и Вкоторые поступают на соответствующие входы сумматоров 13 и 14. В результате на выходах Я) сумматоров 13 и 14 образуются величины, определяющие вектор Ь 7 э в соответствии с соотношением (Фиг 3)дз, = д" Вк - ВкМ65 В режиме круговой инптерполяпиив качестве исходных данных в интерполятор задаются (фиг. 4): с выходаблока 20 на вход блока 1 - координаты начальной точки дуги х н,.ус другого выхода блока 20 на входыделителей 5 и 6 - величина В,В режиме круговой интерполяцииинтерполятор работает следующимобразом.С выхода блока 20 на входы коммутаторов 21-24 поступает командаподключения выходов блока 1 черезсумматоры 25 и 26 и коммутаторы 21и 22 к входам умножителей 3 и 4и выходов делителей 5 и б черезкоммутаторы 23 и 24 ко входам регистров 9 и 10, Блок 1 вместе сблоком 2 производят интерполяциюкон-,ура детали. С выходов блока 1через сумматоры 25 и 26 и коммутаторы 21 и 22 на входы умножителей 3 и4 поступают соответственно величинытекущих координат х,; и у, определяющие вектор В. После умноженияна величину Вк и деления в делителях 5 и 6 на величину В в регистры9 и 10 поступают величины Вк и Вкк юУфопределяющие вектор Вкв соответствии с соотношением (Фиг. 4) Вк- В - . В регистрах 7 и 8 хранятсявеличины, определяющие вектор В, .В сумматорах 11 и 12 выполняется сложение величин, поступающих соответственно из регистров 7, 8 и 9, 10,В результате образуются величины,определяющие разность векторов ВкиВ, Эти величины поступают на соответствующие входы сумматоров, 13 и 14.В результате на выходах сумматоров13 и 14 образуются величины, определяющие вектор д Вз в соответствии ссоотношением д В з,.= дВ ) + ВК - Вк Функционирование интерполятора вкаждом режиме заканчивается при равенстве текущих координат и координат конечной точки ХК и к, определяемом блокаля 17 и 18, выходные сигналы которых поступают в блок 19, гдеФормируется сигнал конца кадра. Последний поступает на вход блока 20. Экономический эффект получают при обработке класса деталей, имеющих участки, где недопустимо уменьшение расчетного радиуса Фрезы и приходится отказываться от скруглеыия углов расчетной эквидистанты (например при обработке внутренних контуров с большой кривизной у деталей из труднообрабатываемых материалов), за счет оперативной коррекции эквидистанты в любой момент обработки, например при адаптивном управлении точностью обработки путем изменения траектории движения центра фрезы, при разработке устройств аварийного отвода инструмента от обрабатываемой поверхности..1 Формула изобретения Линейно-круговой интерполятор по авт,св, М 734615, о т л и ч а ю - ,щ и й с я тем, что, с целью расширения области применения интерполятора, в нем первые выходы блока линейно- круговой интерполяции подключены к третьим входам первых коммутаторов каждой координаты через соответствующие третьи сумматоры, вторые входы которых подключены к дополнительным выходам блока управления.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР М 734615, кл. 6 05 В 19/18, 1977 (прототип).860004 Составитель , ДиановТехред А, Ач Корректор й В нц едактор А. Лежи аказ 754 илиал ППП "Патент" г. Ужгород, ул, Проектная ВНИИ ПИ по 113035, Тираж 940 осударственног лам изобретени сква, Ж, Ра Подпкомитета СССРи открытийская наб., д. 4