Устройство для коррекции эквидистанты

(5 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ МУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ АВТО виа Кузьминялый ин 8,КВИвле -енных ван хно зоб -ьных ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Ленинградский институт аонного приборостроения(56) Авторское свидетельство ССУ 295113, кл. С 05 В 19/00, 197Способы подготовки программтерполятора для контурных систечислового управления станками.Машиностроение, 1970, с. 52-64.Авторское свидетельство СССРУ 591822, кл. С 05 В 19/00, 197(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОРРЕКЦИИ ЭДИСТАНТЫ(57) Изобретение относится к вылительным средствам систем упрания и автоматизации производствпроцессов и может быть использов системах числового программноуправления станками и другим телогическим оборудованием. Цельретения ; расширение функционалвозможностей устройства за счет рекции эквидистанты для контуров сизломом. Устройство для коррекции эквидистанты содержит блок 1 заданияпрограммы, основной линейно-круговойинтерполятор 2, вспомогательный линейно-круговой интерполятор 3, блок 4регистрации окончания коррекции,блок 5 выделения нуля, генератор 6тактовых импульсов, распределитель 7кода, первый блок 8 формирования разности поправок, второй блок 9 формирования разности поправок , первыйвспомогательный линейный интерполятор 10, второй вспомогательный линейный интерполятор 11, блок 12 формирования шага интерполяции, блок 13сравнения, блок 14 анализа шага интерполяции, блок 15 памяти, Введениераспределителя кода, двух блоков формирования разности поправок, двухвспомогательных линейно-круговых интерполяторов, блока формирования шага интерполяции, блока анализа шагаинтерполяции и блока памяти позволило обеспечить автоматический расчеткорректирующих поправок для контуровс изломом. 7 ил.13173Изобретение относится к вычислительным средствам систем управления и автоматизации производственных процессов и может быть использовано в системах числового программного управления станками.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет коррекции эквндистанты для контуров с изломом, ОНа фиг.изображена схема предлагаемого устройства для коррекции эквидистанты; на фиг. 2-4 - геометрические интерпретации нахождения эквидистантных поправок; на фиг. 5 - 15 блок выделения нуля; на фиг. 6 - блок формирования разности поправок; на фиг. 7 - блок формирования шага интерполяции и блок анализа шага интерполяции. 20устройство для коррекции эквидистанты содержит блок 1 задания программы, основной линейно-круговой интерполятор 2, вспомогательный линейно-круговой интерполятор 3, блок 4 регистрации окончания коррекции, блок 5 выделения нуля, генератор 6 тактовых импульсов, распределитель 7 кода, блоки 8 и 9 формирования разНости поправок, вспомогательные ли нейные интерполяторы 10 и 11, блок 12 формирования шага интерполяции блок 13 сравнения, блок 14 анализа шага интерполяции, блок 15 памяти.Блок выделения нуля 5 содержит элемент ИЛИ 16, элемент НЕ 17 и КБ- триггер 18, блок (8,9) формирования разности поправок содержит элемент НЕ 19, комбинационный сумматор 20 и регистр 21.Блок 14 анализа шага интерполяции содержит сумматор 22 и элемент 23 анализа на нуль, а блок 12 состоит из сдвигового регистра 24 и элемента ИЛИ 25, 45 Блок 1 задания программы представляет собой фотосчитывающее устройство типа 081500. Основной и вспомогательные линейно-круговые интерполя торы 2 и 3, а также линейные интерполяторы 1 О и 1 представляют собой обычные интерполяторы, работающие по методу оценочной функции. Блок выделения нуля представляет собой эле 5 мент анализа на ноль регистра интерполятора 3, блок 4 регистрации окончания коррекции 4 представляет собой реверсионный счетчик, блок 15 памя 98 2ти представляет собой регистровую память, собранную, например, на интегральных схемах К 55 ИР 1, блоки 8 и 9формирования разности поправок представляют собой схемы вычитания, блок 3сравнения представляет собой схемусравнения кодов, блок 12 формирования шага интерполяции. - сдвиговый регистр должен быть обеспечен сдвигвправо для уменьшения величины шага),например, на микросхемах К 155 ИР 1,распределитель 7 кода организован наоснове счетчика и коммутатора, например на микросхемах К 155 ИЕ 7 иК 55 КП 5. Генератор 6 тактовых импульсов реализован на основе счетчика, блок 14 анализа шага интерполяции представляет собой схему сравнения кодов,Перед анализом функционированияустройства рассмотрим геометрическиеинтерпритации коррекции (определениякорректирующих поправок) для острого(фиг. 2), тупого (фиг. 3) углов иконтура, образованного прямой и кривой линиями (фиг, 4),На фиг. 2 приведен контур, образованный двумя отрезками прямых ОА и ОВ. Предположим, что обработка контура осуществляется для внутреннего угла в направлении ВОА (для упрощения и общности анализа рисунков воспользуемся понятием сигнала, под которым будем понимать в данном случае, код, пропорциональный тем или инымучасткам контура). Основные сигналы пропорциональны длине ОА и ОВ, а поплавочные - ОЕ и СГ, Коррекция заключается в следующем. Пусть точки С и Р - конечная и начальная точки эквидистант отрезка ВО и ОА соответственно. Запоминается сигнал, пропорциональный расстоянию между этими точками. Далее осуществляется синхронная линейная интерполяция отрезков ОА и ОВ от точки О шагами, равными ОС и 00 соответственно. Таким путем находятся сигналы, соответствующие точкам АВ 1. Затем определяется текущий сигнал, соответствующий расстоянию АВ который сравнивается с запомненным сигналом. Для данного контура, представляющего собой острый угол, запомненный сигнал больше текущего сигнала, поэтому интерполирование продолжается в прямом направлении шагами той же величины. Таким образом определяются точки АВ, после чего опять3 373сравниваются запомненный и текущийсигналы, т.е, до нахождения точек А В,в которых текущий сигнал больше запомненного, В этом случае осуществляется синхронная линейная интерполя 5 ция в обратном направлении(к точке О) шагами, уменьшенными вдвое 1/2 В Если запомненный сигнал становится больше текущего, то осуществляется опять синхронная линейная интерполя О ция в прямом направлении шагами, соответствующими предыдущему шагу в обратном направлении и т.д. до тех пор, пока сигналы, соответствующие шагам, не станут меньше одной диск реты. Таким образом определяются со ответствующие поправкам сигналы ОЕ и ОР. Найденные поправочные сигналы позволяют определить точку О равноудаленную от участков контура.ОА и ОВ и являющуюся точкой пересечения внутренних эквидистант. Данные поправочные сигналы позволяют определить точку пересечения внешних эквидистант (при обработке внешних углов), поскольку она симметрична точке О, относительно точки О.Для участков контура, образующих тупой угол (фиг. 3), процесс нахождения поправочных сигналов аналогичен описанному, Предположим, что обработка контура в этом случае также осуществляется в направлении ВОА, Основные сигналы пропорциональны АО и ОВ, а поправочные - ОЕ и ОГ. Пусть35 точки С и П также конечная и начальная точки эквидистанты отрезков ВО и АО соответственно. Запомненный 40 45 рекции. В регистр текущей информации 50 (Х) заносится радиус инструмента из блока 1 задания программы, а затем, подавая тактовые импульсы на вспомо 55 сигнал пропорционален расстоянию между этими точками. Далее осуществляется синхронная интерполяция отрезков ОА и ОВ от точки О шагами, равными ОС и 00 соответственно. Сигнал,соответствующий расстоянию А и В,сравнивается с запомненным сигналом.В данном случае запомненный сигнал оказывается меньше текущего, поэтому интерполирование продолжается в обратном направлении шагами, уменьшенными вдвое, Таким образом находятся точки А и В и т.д., аналогично до тех пор, пока сигналы, соответствующие шагам, не станут меньшей одной дискреты. Найденный поправочный сигнал позволяет определить точку 01 (точку пересечения внутренних эквидистант) и точку, симметричную точке О (точке пересечения внешних эквидистант). 98 4 Точно также определяются поправочные сигналы для контуров, образованными любыми пересечениями любых кривых. Это вытекает из того, что поправочные сигналы для криволинейных участков в точках их пересечения можно заменить касательными (фиг. 4). Вместо рассмотренных участков ВОАможно рассмотреть участки ВОА, что аналогично тупому углу.Устройство для коррекции эквидистанты, работает следующим образом.Информация о конечной точке первого из двух соседних участков контура детали поступает в основной 2 ивспомогательный 3 линейно-круговыеинтерполяторы. После чего на вспомогательном линейно-круговом интерполяторе 3 рассчитываются корректирующиепоправки следующим образом. Информация о начальной и конечнойточках дуг окружностей или о конечной точке отоеэка прямой передается наосновной интерполятор 2 из блоказадания программы. Одновременно алгебраические величины координаты конечных точек передаются на вспомогательный линейно-круговой интерполятор 3, От генератора 6 тактовых импульсов начинают поступать тактовыеимпульсы. Круговая интерполяция, например, против часовой стрелки осуществляется до момента пересеченияоси Х интерполируемой дугой. Во время интерполяции блок 4 регистрацииокончания коррекции считает количество итераций, которое пропорционально углу поворота. Момент пересечения определяется блоком выделения нуля (путем анализа координаты 1 интерполируемой дуги на О). В этот момент блок 5 выделения нуля передает сигнал в вспомогательный линейнокруговой интерполятор на обнуление регистра текущей координаты Х, а также сигнал на реверс вспомогательноголинейно-кругового интерполятора 3и блок 4 регистрации окончания коргательный линейно-круговой интерполятор 3, осуществляют круговую интерполяцию на первоначальный угол. Блок регистрации окончания коррекции регистрирует конец поворота на заданный угол путем анализа количества итераций на ноль и подает сигнал в5 13173 распределитель 7 кода, который разрешает передачу рассчитанных поправок из вспомогательного линейно-кругового интерполятора 3 в блок 15 памяти, активизируя свой второй выход, После чего распределитель 7 подает сигнал в блок 1 задания программы по третьему выходу, что обеспечивает передачу алгебраических значений координат начальной точки второго участка в 10 вспомогательный линейно-круговой интерполятор 3, После чего процесс расчета поправок повторяется. В результате вспомогательный линейный круговой интерполятор хранит рассчитанные 15 поправки для начальной точки второго участка, После окончания расчета (после получения сигнала с блока 4 регистрации окончания коррекции) распределитель 7 кода выдает сигнал на 20 блок 8 формирования сигнала разности поправок, в котором формируется и запоминается величина абсолютной разности между рассчитанными поправками, поступающими из второго вспомогатель ного линейно-кругового интерполятора 3 и блока 15 памяти, одновременно с формированием разности выдается сигнал от распределителя 7 кода по четвертому выходу на вспомогательные 30 ,линейные интерполяторы 1 О и 11 для осуществления линейной интерйолядии. Причем в вспомогательном линейном интерполяторе 10 осуществляется рас - чет поправок для первого участка кон тура, а в вспомогательном линейном интерполяторе 11 - второго. Информа. ция о величине первого шага интерполяции передается из блока 15 памяти и вспомогательного линейно-кругового 40 интерполятора 3 в блок 12 формирования интерполяции шага. Под действием генератора б тактовых импульсов осуществляется первый шаг линейной интерполяции, величина которого равна рассчитанным поправкам. Одновременно с интерполяцией в блоке 9 формирования разности поправок округляется абсолютная разность координат между текущими точками интерполяции. 50 В блоке 13 сравнения сравнивается разность между поправками которая хранится в блоках 8 и 9 формирования разности поправок, Если разность между поправками превышает рассчитанную, то величина следующего шага линейной интерполяции и направление остаются прежними. Если разность между поправками меньше рассчитанной, то 98 6блок формирования шага интерполяции уменьшает величину шага вдвое и изменяет его знак на противоположный.Процесс продолжается до тех пор, покавеличина шагов не станет меньше величины, определяющей точность, что фиксирует блок 14, вырабатывая при этом сигнал остановки. После этогопроисходит передача рассчитанных поправок из вспомогательного линейного интерполятора 10 в основной линейно- круговой интерполятор 2, который начинает свою работу по сигналу из блока 12. После отработки первого участка из блока 1 задания программы в распределитель 7 поступает сигнал, по которому из вспомогательного линейного интерполятора 11 в основной линейно-круговой интерполятор 2 поступают поправки для второго участка,На этом цикл работы устройства заканчивается, Таким образом, введение в устройство распределителя кода, двух блоков формирования разности поправок, двухвспомогательных линейных интерполяторов, блока формирования шага интерполяции, блока анализа шага интерполяции, блока памяти позволяет обеспечить автоматический расчет корректирующих поправок для контуров с изломом,Формула изобретенияУстройство для коррекции эквидистанты, содержащее блок задания программы, первые выходы которого соединены с первыми входами основного линейно-кругового интерполятора, вторые входы - с вторыми входами основного линейно-кругового интерполятораи с первыми входами вспомогательного линейно-кругового интерполятора, первый выход которого подключен к первому входу блока .регистрации окончания коррекции, второй и третий выходы соответственно к первому и второму входам блока выделения нуля, первый выход блока выделения нуля соединен с вторым входом вспомогательного линейно-кругового интерполятора, третий вход которого подключен к первому выходу генератора тактовых импульсов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства за счет коррекции эквидистанты для контуров с изломом, введены распределитель кода, два блока формирования разности7 1 З 1 З поправок, первый и второй вспомогательные линейные интерполяторы, блок сравнения, блок анализа шага интерполяции, блок памяти, блок формирования шага интерполяции, первый выход которого соединен.с входом блока анализа шага интерполяции, второй выход - с первым входом первого и второго вспомогательных линейных интерполяторов, первый вход - с выходом Ю блока сравнения и с вторым входом первого и второго вспомогательных линейных интерполяторов, третий выход блока задания программы соединен с первым входом распределителя кода, 5 первый вход - с выходом блока анализа шага интерполяции, с третьим входом второго вспомогательного линейного интерполятора, четвертый вход которого подключен к третьему входу 20 первого вспомогательного линейного интерполятора и к второму выходу генератора тактовых импульсов, третий выход которого соединен с вторым входом основного линейно-кругового интерполятора, третий вход которого подключен к первому выходу первого вспомогательного линейного интерполятора, четвертый вход - к первому выходу второго вспомогательного линей- ЗО ного интерполятора, второй выход которого соединен с четвертым входом первого вспомогательного линейного интерполятора и с вторым входом рас 98 8пределителя кода, третий вход которого подключен к выходу блока регистрации окончания коррекции, первый выход - к первому входу блока памяти, второй выход - к первому входу перного блока формирователя разности поправок, третий выход - к пятому входу первого вспомогательного линейного интерполятора, второй выход которого соединен с первым входом второго блока формирования разности поправок, второй вход которого подключен к третьему выходу второго вспомогательного линейного интерполятора, а выход - к первому входу блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом первого блока формирования разности поправок, второй вход которого подключен к выходу блока памяти и к второму входу блока формирования шага интерполяции, третий вход которого соединен с третьим входом первого блока формирования разности поправок и с четвертым выходом вспомогательного линейно-кругового интерполятора, третий выход распределителя кода подключен к второму входу блока задания программы, а четвертый выход - к пятому входу первого вспомогательного линейного интерполятора, а выход блока выделения нуля соединен с вторым входом блока регистрации окончания коррекции.1317398 Выход дьего УдлокаУХ длока Ю жюлю Корректор И дак 24 пис ного комитета С нии и о рытии наб., д. 4/ Р аушс оизв/7 ерд Аоо Но Входы блока 70лрямье быходь) Составитель И. Шв Т, Парфенова Техред Л.Олийнык2/42 ТираВНИИПИ Государствпо делам изобре 13035, Москва, Женно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул. Проектна