Многокоординатный линейно-круговой интерполятор

 

Изобретение может быть использовано в системах числового программного управления стенками. Цель изобретения - расширение области применения. Устройство содержит блок управления 1 интерполяцией, блок управления 2 обменом информацией, коммутатор 3, блок 4 определения знака оценочной функции, счетчик перемещения 5, блок 6 двухкоординатной интерполяции, два оперативных запоминающих устройства 7 и 8, демультиплексор 9, блок управления 10 круговой интерполяцией, N элементов ИЛИ 11, блок буферной памяти типа FIFO, состоящий из N сдвиговых регистров 12 (по числу координат), два сдвиговых регистра 13 и 14, блок 15 вывода координат. Интерполятор позволяет осуществить на одном интерполяционном блоке как линейную интерполяцию в N координатах, так и круговую интерполяцию в любой из трех плоскостей XY, XZ, YZ. ИНТЕРПОЛЯЦИЯ ВЕДЕТСЯ В УСКОРЕННОМ МАСШТАБЕ ВРЕМЕНИ ПО ЦИКЛАМ С ЗАПОМИНАНИЕМ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ШАГОВ В БЛОКЕ ПАМЯТИ FIFO И ПОСЛЕДУЮЩИМ СЧИТЫВАНИЕМ ИЗ НЕГО С ЗАДАННОЙ ПРОГРАММОЙ ЧАСТОТОЙ. 9 ИЛ.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) Ш) (51)5 С 05 В 19/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21} 4450606/24-. 24 (22) 28.06 ° 88 (46) 30.10,90, Бюл )1 40 (71) Харьковский политехнический институт им. В.И. Ленина и Харьковское авиационное производственное объединение им. Ленинского комсомола (72) Л.В. Личман, В,М. Мурза, О.Г. Простаков, Ю.А, Раисов, В.Н. Спасский и А,Н. Сухер (53) 621,503.55(088,8) (56) Сосонкин В,Л,, Михайлов О.П., Павлов Ю.А. и др. Программное управление станками. M.: Машиностроение, 1981, с. 227-248, Авторское свидетельство СССР

1315939, кл, (05 В 19/18, 1986. (54) МНОГОКООРДИНАТНЫЙ ЛИНЕЙНО-КРУГОВОЙ ИНТЕРПОЛЯТОР (57) Изобретение относится к технике автоматизированного управления произ.водственными процессами и может быть использовано в системах числового программного управления станками, Цель изобретения — расширение аблас"

2 ти применения. Устройство содержит блок управления 1 интерполяцией, блок управления ? обменом информацией, коммутатор 3,блок 4 определения знака оценочной функции, счетчик перемещения 5, блок 6 двухкоординатной интерполяции, два оперативных запоминающих устройства 7 и 8, демультиплексор 9, блок управления 10 круговой интерполяцией, п элементов ИЛИ 11, блок буферной памяти типа FIFO состоящий из и сдвиговых регистров 12 (по числу координат), два сдвиговых регистра 13 и 14, блок 15 вывода координат- Интерполятор позволяет осуществить на одном интерполяционном блоке как линейную интерполяцию в и координатах, так и круговую интерполяцию в любой иэ трех плоскостей XY

XZ, YZ. Интерполяция ведется в ускоренном масштабе времени по циклам с запоминанием распредепения шагов в блоке памяти FIFO и последующим считыванием из него с заданной программой частотой. 9 ил.

1603345

Изобретение относится к технике автоматизированного управления производственными процессами и может быть использовано в системах числового программного управления станками °

Цель изобретения - расширение об- . ласти применения интерполятора за счет реализации круговой интерполяции в любой из трех плоскостей.

На фиг.1 приведена схема многокоординатного линейно-кругового интерполятора; на фиг. 2 — схема блока двухкоординатной интерполяции совмест" но с ОЗУ; на фиг.3 - схема блока управления интерполяцией; на фиг.4схема блока управления обменом информации; на фиг. 5 — временная диаграмма импульсных последова- 20 тельностей; на фиг. 6 " схема блока определения знака оценочной функции; на фиг. 7 — схема коммутатора; на фиг. 8 — схема блока управления круговой интерполяцией; на фиг. 9 — схе- 25 ма блока вывода координат.

Интерполятор содержит блок 1 управления интерполяцией, блок 2 управления обменом информации, коммутатор 3, блок 4 определения знака оце- 30 ночной функции, счетчик 5 перемещения, блок 6 двухкоординатной интерполяции, блоки 7,8 оперативной памяти приращения по ведомым координатам значения оценочных функций (ОЗУ), 35 демультиплексор 9, блок 10 управления круговой интерполяцией, п элементов ИЛИ 11, блок буферной памяти типа FIF0 содержащий и (по числу координат) регистров 12 сдвига, ре- 40 гистры 13, 14 сдвига, блок 15 вывода .координат, а также входы 16-25 устройства.

ВХОД 16 устройства сОеДинен с выхо 45 дом блока задания скорости, а входы

17-25 — с выходами блока программы. На вход 17 подается команда "Круговая интерполяция" (КИ), на вход 18: сигнал начальной установки (НУ), на вход 19- по шине сигналы импульсных последовательностей Е<, Е, Е, Е4. (фиг.5), а также сигналы управления во время ввода очередного кадра информации, на вход 20 — по шине слова данных, на входы 21 и 22 - только при круговой интерполяции команды "Х уменьшается" (Х < -ум.) и "Х < уменьшается" (Х < ум. ), которые обозначают уменьшение по абсолютной величине текущего значения соответствующей координаты Х или Y на вход 23 — по шиl1 11 И 11 11 I 1 не команды — Х<, — Х,..., — Х,„, определяющие отрицательное направление перемещения по соответствующей координате, на входы 24 и 25 — только при круговой интерполяции команды "ПлосKocTb Х1Х 3 (пл. Х Хз) H HJIocKQTb Х Х

2 3 (пл. Х Х ), определяющие плоскость обработкй дуги окружности соответственно XZ u YZ.

Блок 6 (Фиг.2) содержит два мультиплексора 26,27, два координатных регистра 28,29 (реверсивные двоичные счетчики), элементы И 30, 31, элемент

ИЛИ 32, мультиплексор 33, комбинационный сумматор 34 для вычисления текущего значения оценочной функции, мультиплексор 35, элементы ИЛИ 36, 37, D-триггер 38, регистр 39 для хранения текущего значения оценочной функции, элемент ИЛИ 40, а также представлены блоки 7 и 8, хранящие в процессе линейной интерполяции соответственно приращения по Ведомым координатам

11Х; и значения оценочных функций 11 (i=1,2,. ° .и). Комбинационный сумматор

34 совместно с регистром 39 образует сумматор накапливающего типа. Разрядность регистров 28,29 и 39, сумматора 34, блоков 7 и 8 равна 1 и опре" деляется максимально возможным перемещением по координатам или максимально возможным радиусом дуги окружности.

Количество 1 разрядных слов, записываемых в блоки 7 и 8, равно и где

n — - максимальное число координат, в которых ведется линейная интерполяция, Блок 1 (фиг.3) содержит счетчик 41 тактов интерполяции, элемент ИЛИ 42, счетчик 43 тактов блока задания скорости, элементы И 44,45, счетчик 46 циклов интерполяции, элементы ИЛИ 47, 48, элемент И 49, триггер 50 блокировки тактовой частоты интерполяции (т.инт.), элемент И 51.

Блок 2 (фиг.4) содержит элементы

И 52,53, элементы HJIH 54, триггеры

55,56, четыре элемента И 57-60, элементы ИЛИ 61, 62, элемент И 63, счет" чик 64 адреса блоков 7,8.

Блок 4 (фиг.6) содержит элемент

ИЛИ 65, элемент И 66, триггеры 67 и

68 знака оценочной функции, регистр

69 сдвига, элемент И 70.

5 160

Блок 3 (фиг,7) содержит элемент

ИЛИ 71, элементы И 72, 73, элемент

ИЛИ 74.

Блок 10 (фиг.8) содержит тригге" ры 75-77, элементы И 78-82, элемент

ИЛИ 83, элемент И 84, элемент ИЛИ 85, восемь элементов И 86-93, элементы

ИЛИ 94-96, элементы И 97,98.

Блок 15 (фиг.9) содержит триггеры 99,100, элемент ИЛИ 101, элемент

И 102, четыре элемента 2И-ИЛИ 103106, элемент И 107 п триггеров 108 (по количеству координат), п элементов И 109 и и элементов И 110. Выходы элементов И 109 и 110 являются выхо-, дами устройства, соответствующими отрицательному и положительному направлению перемещения па координатным осям Х1рХ у о э îX з

Устройство работает следующим образом.

При линейной интерполяции в Х>, Х,...Х координатах вводится понятие условной координаты и, приращение по которой на каждом участке рав-. но приращению по максимальной коорди- нате, т.е. координата Р всегда является ведущей, а координаты Xl,Х ,Х вЂ” ведомыми. Интерполяция ведется в .ускоренном масштабе времени по циклам в одном блоке 6. В первом цикле осуществляется интерполяция в координатах ведущая — первая ведомая (P-Х1), во втором цикле — ведущая— вторая ведомая (P-Х ), в и"и цикле— ведущая — и-я ведомая ((J-Хп), где каждый цикл состоит из m тактов интерполяции.

Используется оценочная функция вида ется

U U, + 1Х, ° (3)

Знал знак оценочной функции U; для очередного шага и прогнозируя для следующего шага знак оценочной (и функции U или О., еще до выполнения

1 Ф очередного шага в соответствии с выражениями (2) и (3) можно выпускать принудительно шаг по ведущей координате на очередном такте интерполяцианнай частоты, если его необходимо выполнить на следующем такте, Следовательно, каждый шаг па ведомой ксординате будет выходить одновременно с шагам па ведущей координате,поскольку после шага по ведомой координате в соответствии с выражениями (1)-(3)

20 должен формироваться шаг по ведущей координате, после которого мажет быть шаг как по ведущей, так и по ведомой координате. Сигналы, вышедшие по ведуцей координате, используются

25 как сдвиговые для занесения последовательного кода шагов па ведомой координате в регистры 12 буферной памяти и для отсчета m тактов интерполяции в каждом цикле.

30 Появление сигнала Начальная установка" на входе 18 инициируется с панели управления или при смене кадра информации сигналом переполнения "Конец отработки" счетчика 5., Регистры 12

35 сбрасываются в нулевое состояние, а на входе 17 устанавливается потенциал и0, соответствующий линейной интерполяции, после чего начинает ся ввод информации кадра из блока программы н интерполятар. 1-Разрядные слова кадра выставляются блоком программы на вход ?О в строгой последовательности даже при ненулевых приращениях: приращение па первой ведомой каарди45 нате $X<, приращение по второй ведомой координате Ь Х . .., приращение па п-й ведомой координате 5,Х, приращение па ведущей коардинате1 3 после чего происходит ввод слова ка50 манд, а также кода скорости в блок задания скорости, В такой же после55, ".«= Х Р где U, -i-я оценочная функция; Х ° — приращение по i-й ведомой

l координате;

Х вЂ” текущее значение i-й ведо3 май координаты;

Ь 0 — прирац|ение по ведущей координате;

Π— текущеее значение ведущей координаты;

i=l,2,...,n.

Если П Ъ О, необходимо выполнить шаг по ведомой координате Х, а новое значение оценочной функции определяется

U;=U,«-Ьр. ! (2)

Если 0;с-0, необходима выполнить шаг но ведущей координате Р, а новое

3345 6 значение оценочной функции определядавательнасти приращения па ведомым координатам 5 Х через блок 6 занасят1 ся в блок 7 пад воздействием комбинации сигналов с выходов блока 2, В блок 8 па всем адресам производится запись нулей, чта .соответствует начальным значениям оценочных функций U . По окончании записи па па345

1603

I следнему адресу приращения Р,Х. в блои ке 7 восстанавливается начальный адрес и в регистр 28 ведомой координаты (ВМК) блока 6 заносится приращение,ДХу из блока 7. Затем в регистр

29 ведущей координаты (ВДК} блока 6 и счетчика 5 по входам 20 заносится приращение Ь). Запись информации в регистры 28,29 .происходит сигналами, поступающими с четвертого выхода блока 2 по шине управления на четвертый вход блока 6. Сигнал "Конец кадра" поступает через вход 19 на второй вход блока 2 после передачи слова команд из блока программы. При отсутствии команды "Круговая интерполяция" блок 2 формирует на своем пятом выходе сигнал Конец ввода", который поступает на второй вход блока 1. По сигналу "Конец ввода" с первого выхода блока 1 тактовая частота интерполяции Ят и„ начинает поступать на первый вход блока 4 и пятые входы блоков 6 и 10. Начинается 25 первый цикл интерполяции.

В зависимости от знака оценочной функции U которая с выхода блока 4 передается на вход блока 6, в последнем вычисляется новое значение оце- 30

1 И ночной функции U или U в соответстI 1 вии с выражениями (2) и (3) на комбинационном сумматоре 34 еще до формирования очередного шага, а прогнозируемый для следующего шага знак оценочной функции фиксируется на выходе блока 6 и передается на вход блока 4. Следоват ельно, блок 4 располагает информацией о распределении двух очередных шагов по осям 40 ведущая — ведомая, На каждом такте ò инт новое значение оценочной функции, вычисленное на комбинационном сумматоре 34, заносится в память накапливающего сумматора регистр 39 блока 6. Прогнозируемый шаг по ведущей координате ) формируется в виде импульсного сигнала на выходе блока 4 и поступает на вход блока 1 для подсчета количества выполненных тактов

50 интерполяции,а, проходя через демуль" типлексор 9, сигнал попадает на первый вход только одного из и элементов

ИЛИ 11, номер которого равен номеру ведомой координаты, участвующей в данный момент в интерполяции и номе55 ру цикла интерполяции. управление демультиплексором 9 осуществляется с выходя блока 1. Сигнал с выхода элемента ИЛИ 11 используется как сдвиговый для занесения кода "1" или "0" в регистр 12 с номером, равным номеру элемента ИЛИ 11. Код "1" или "0" формируется блоком 4,на его третьем выходе в зависимости от знака оценочной функции U<, сохраняется до следующего шага и через блок 10 передается на входы последовательного занесения информации регистров 12. При линейной интерполяции на вход последовательного занесения информации первого регистра 12 и объединенные аналогичные входы второго — п-го регистров 12 подается соответственно с третьего и четвертого выходов блока 1О одинаковый потенциал, причем высокий потенциал соответствует коду "1" и наличию шага по ведомой координате, а нулевой потенциал соответствует коду "011 и отсутствиэ шага по ведомой координат». Когда в первом цикле интерполяции выйдет п шагов по ведущей координате $, первый m-разрядный регистр 12 будет заполнен кодом шагов по первой ведомой координате Х <, а блок 1 блокирует частоту К „„, и формирует на своем втором выходе сигнал "Обмен", который поступает на первый вход блока 2. Закончился первый цикл интерполяции, начинается обмен информацией между блоком 6 и блоками 7,8 под управлением блока 2, Блок 2 вырабатывает комбинацию сигналов для записи информации из блока 6 в блоки 7,8 по ранее установленному (начальному) адресу: В блок 8 заносится текущее значение оценочной функции U1, а в блок 7 — приращение по первой ведомой координате ДХ, которое лишь подтверждает значение ДХ „ хранящееся по указанному адресу после ввода кадра информации. Запись 1Х» в блок 7 осуществляется только иэ соображений соблюдения идентичности выполняемых операций при обмене информацией, что упрощает функции блока 2.

После этого блок 2 увеличивает адрес на единицу и вырабатывает комбинацию сигналов для считывания иэ блоков 7, 8 и передачи в блок 6 слов ДХ и U

Запоминание знака оценочной функции

U< и запись для интерполяции в следующем цикле знака оценочной функции

U< происходит в блоке 4. Блок 6 под-. готовлен к второму циклу интерполяции.

11 1603345

При отработке дуги в первом квадранте по часовой стрелке оценочная функция определяется следующим. видом.: г г г г г z

П;; X )j R (Х1+У >-(Хо+У.) (7>

„В этом случае Q, >О вне круга, U-,- <0 внутри круга.1

Использование оценочных функций

11:;)1 и 47;J сохраняет единообразие 10 в стратегии отработки дуга: при U-"-> 0

11 и любом направлении отработки делается шаг по оси У, при U; (О - по

11 тогда оси Х. Кроме того, сохраняется единообразие в вычислении очередного значения оценочной функции U, и U °

Мг

;+3i 5 1j+I

При отработке дуги в первом квадранте по часовой стрелке имеем .

Х = Х +i

1 0

Х Х +1

1t I 5

Y Y -j

Y =У -1

)41 ) 9 (8) 55,, ((Х +1) +Т! 5-(550+Y )=V; +(2Х, +1) V „=(Х,+(Т -1) g-(Х,+Y,)=55;1 -(2Y1-1) ° (9)

Оценочные функции Ui и U, равно t) 11 правны. При многоквадрантной отработке дуги против часовой стрелки в первом и третьем квадрантах используется оценочная функция П, 9 а во

111 9 % втором и четвертом квадрантах -U 1 .

5 lj

При многоквадрантной отработке дуги 25 по часовой стрелке в первом и третьем квадрантах используется оценоч% ная функция U-, . а во втором и четвертом квадрантах — U;, . Изменение оценочной функции В зависимости QT 30 направления отработки производится в неявном виде за счет единообразия стратегии производства шагов и вычисления новых значений оценочной функции

При круговой йнтерполяции текущее значение координат изменяется в процессе отработки дуги. Ведущая координата (с максимальным приращением ) может стать ведомой, а в едомая — ведущей. Следовательно, реализация круговой интерполяции в координатах ведущая — ведомая по принципу линейной усложняется. Поэтому круговая интерполяция ведется так же,. как и линейная — циклами. в ускоренном масштабе времени, но обычным способом, когда на каждом такте интерполяционной частоты У M)(г формируется шаг лишь по одной из двух координатных осей, что, в свою очередь9 упрощает определение момента перехода через ось при многоквадрантной обработке и выполнение необходимых операций, связанных с этим.

При дальнейшем рассмотрении работы устройства следует учесть соответствие в обозначениях координатных осей: Х»-Х, Х -У, ХЗ-Е.

При круговой интерполяции в плоскости Х Х в процессе ввода кадра информации блок программы выставляет слова на шину 20 в аналогичной последовательности, как и при линейной: координата начальной точки цуги по оси Х-Х «>, координата начальной

ToYIKH py H I1o ocH Y-х.г() 155 г1- cnoIIo c Hy" левой информацией . (на месте приращения ЬХ -1),X при линейной интерполяЪ ции), полная сумма приращений по координатам Х1,Хг-6Х1+ЬХ г (на месте приращения по ведущей координате 6 f) 9 затем вводится слово команд и код скорости.

При отработке дуги в плоскости

Х1Х х на место слова Х ставится сло" во Х вЂ” координата начальной точки дуги по оси Е9 в плоскости Х Х на место Х„, ставится Xzo, а на место JIBBoI c3IoBB сТВННТсН Х го -Х э(9

Аналогично и в такой же последовательности, как и при линейной интерполяции, осуществляется ввод слов в блоки 7 и 8, регистры 28,29 блока 6 и счетчик 5. Следовательно, перед вводом слова команд в блоке 7 записаны: по начальному адресу слово Х1„, по второму — слово Х (), по остальным адресам нулевые слова, в блоке 8.по всем адресам записаны нулевые слова, в регистрах 28 и 29 блока 6 соответственно — Х1 и (ЛХ1+АХ ); в счетчике 5 — ЯХ1+5 Х ), причем на адресных входах блоков 7 и 8 выставлен началь-. ный адрес. После передачи слова команд из блока программы на входе 11 появляется потенциал "1", соответствующий круговой интерполяции и поступающий на третьи входы блоков 2949

6 и 10, коммутатора 3 и пятый вход

)603345

14

13 блока 1. В этом случае по сигналу

"Конец кадра", поступающему из блока программы на вход 19, блок 2 не формирует сигнал "Конец ввода", а инициирует обмен информацией между блоком 6 и блоками 7,8, В блок 7 7 из регистра 28 блока 6 передается значение Х без разрушения содержимого регистра 2С.

В блок 8 заносится нулевое значение оценочной функции. Адрес увеличивается на единицу и из блока 7 передается слово Х в блок 6, но не в регистр 28, как при линейной интерполяции, а в регистр 29. В регистрах

28 и 29 блока 6 теперь находятся со- ответственно значения Х,о и Х » а блок 2 формирует сигнал "Конец ввода", поступающий на блок 1, который разблокирует 1т инт. Начинается круго- 20 вая интерполяция. Блок 2 в дальнейшей работе устройства участия не принимает, так как обмены информацией между блоком 6 и блоками 7,8 при двухкоординатной круговой интерполяции не нужны. Второй выход блока 4 перекрыт, где при линейной интерполяции формируется шаг по ведущей координате $., Следовательно, на выходе демультиплексора 9 сигналы не появля- 30 ются, а блок 1 не ведет отсчет тактов интерполяции в цикле, а также и количества циклов и не формирует сигнал "Обмен", Конец цикла фиксируется блоком 1 па появлению на его третьем иил четвертом входах, соединенных соответственно с выходами первого и второго регистрв )2, потенциа1I 1 f1

В зависимости а т зн ак . оценочной 40 функции, находящегося в блоке 4 и передаваемого н а вход блока б, в последнем вычисляется новое з н аче ние оценочной функции в соответствии с блоками 6 или 9 . Каждый тактовый им- 45 пульс Е „ „ заносит новое значение оценочной функции в память накапливающего сумматора блока б, а ее з нак фиксируется в блоке 4 . Э ти ж е си г налы г. и н .г поступающие на вход блока 1 0 „ поя вляют ся только при круговой интерполяции на е го выходах . Каждый сигнал с выхода блока 1 0 поступает на вход блока б и изменя е содержимое одного из регистров 2 8 или 29 н а " + 1 ", или "- 1 " в зави симо сти о т того, по какой координатной о си прои з водил ся шаг и увеличивается или уме ньшает ся данная координата по аб солютнай в еличине. С выхода блока 10 сигнал (Е „ ) поступает на объединенные третьи входы первого и второго элементов ИЛИ ll, с выхода которых этот импульс подается на сдвиговые входы первого и второго регистров 12 для занесения кода шагов по координатам, а также — на сдвиговые входы регистров 13 и !4. На входы последовательного занесения информации первого и второго регистров 12 с третьего выхода блока 4 в зависимости от знака оценочной функции через блок 10 подается код шага. Причем если шаг должен выполняться по оси Х <, то на вход первого регистра 12 подается "1" на вход второго регистра !2 — "0", если же шаг должен выполняться по оси Х то на вход первого регистра 12 подается 0", а на вход второго регистра

1 — "1"

В регистрах 13 или 14 фиксируется сао гветственно момент перехода через ось Хд или Х 1 при многоквадрантной отработке дуги окружности. На вход последовательного занесения информации регистров 13 или 14, соединенных с пятым и шестым выходами алака 10, подается код "1" только при переходе через соответствующую ось. Переход через координатную ось фиксируется в блоке 10 при переполнении одного из регистров 28 или 29, работающего на вычитание, из содержимого которого после ввода координаты на альной точки дуги была вычтена единица, Под управлением блока 10 в олаке б при переходе через ось регистр координаты, рабатрющий на вычитание, переводится в режим сложения, а регистр второй координаты — в режим вычитания, содержимое которого при этом равно радиусу дуги и из его значения вычитается единица, а в другом регистре восстанавливается нулевое значение прибавлением единицы. Значение оценочной функции сбрасывается в нуль. Все указанные операции при переходе через ось производятся до поступления очередного тактового импульса fT и„ .

Блок 1 блокирует поступление частоты f „„, при появлении "1" на выходе первого или второго регистров 12, В третьем — n-м регистрах 12 будет нулевая информация, так как на их входи сдвига сигналов не поступило, Считывание кода шагов из регистров 12

16

1603345 ведется сигналами с выхода блока задания скорости К, поступающими на вход 16, как и при линейной интерполяции..В блоке 15 выходные сигналы

5 первого и второго регистров 12 приводятся к нужной плоскости обработки:

Х Х, Х,Х > или Х Х в зависимости от команд, поступивших на входы 24, 25 при вводе кадра. Бсли же на очередном 10 такте f формируется сигнал на выходе одйога из регистров 13 или 14, то в блоке 15 происходит переключение направления отработки на обратное по координате, по которой приращения выходили в положительном направлении. Каждый тактовый сигнал f

Ь 30 1 приходящий на вход 16, подсчитывается блоком 1, который после m таких сигналов разблокирует частоту f-: „ для продолжения интерполяции, Каждый

1 сигнал с выходов первого и второго регистров !2 соединенных с первым и вторым входами коммутатора 3, появляется на его выходе. Импульс переполнения счетчика 5 свидетельствует об окончании отработки дуги окружности, так как выработалась полная сумма приращений (АХ,+AX ) по координатам, уменьшенная в счетчике 5 на единицу 30 в конце ввода кадра.На время ввода информации кадра на V-входы мультиплексоров 26,27 подается с прямого выхода триггера 56 потенциал "О", что определяет передачу на выходы мультиплексоров 26, 27. данных с их D<-входов, т.е. с шины 20, Триггеры 55, 56, счетчик 64 сброшены в состояние "0" сигналом "Начальная установка, à íà R-вход сброса ре-40 гистра 39 через элемент ИЛИ 37 подается потенциал "1" с инверсного выхода триггера 56 на все время ввода кадра. С выхода счетчика 64 на шину

"Адрес" блоков 7,8 поступает начальный адрес. На шину 20 из блока программы выставляется код первого слова кадра Х;(Х „), который через мультиплексор 26 подается на вход данных блока ",, а через мультиплексор р

27 — на D-вход регистра 29. На вход данных блока 8 подается нулевая информация с выхода регистра 39. После того, как код слова выставлен на шину 20, на второй вход элемента

ИЛИ 54 из блока программы по входной шине 19 поступает сигнал "Ввод", совпадающий во времени с сигналом из импульсной последовательности Г (фиг.5) . Триггер 55 устанавливается в состояние 1, с инверсного выхода которого подается сигнал "Выборка А" на входы блоков 7,8 и V-вход мультиплексора 35. Мультиплексор 35 в соответствии с потенциалом "0" на Ч-входе подключает к D-входу регистра 39 выход данных блока 8. Сигнал из импульсной последовательности f ро" ходит через элемент И 59 и как сигнал

"Запись ОЗУ" поступает на входы блоков 7,8. Происходит запись в блоки 7 и 8 по начальному адресу информации, находящейся на входах данных этих блоков. По заднему фронту сигнала "Запись ОЗУ", поступающему на С-вход счетчика 64, происходит увеличение адреса на единицу. По окончании сигнала "Запись ОЗУ" на выходе данных блоков 7,8 появляется код слов, находящихся в блоках 7,8 под вторым адресом, так как сигнал "Выборка А" еще не снят (режим считывания ОЗУ).

Сигнал из импульсной последовательности fg проходит через элементы

И 60 и 58, поскольку на входе 17 установлен потенциал "0" сигналом "Начальная установка". С выхода элемента И.58 сигнал "Запись рег. ВМК и ." поступает на V-вход регистра 28 и через элемент ИЛИ 36 на С-вход регистра 39. В регистр 28 поступившим сигналом на его V-вход записывается поданная на D-вход информация, т.е. слово, находящееся в блоке 7 по второму адресу. В регистр 39 запись сигналом, поступившим на С-вход, не производится, так как íà R-входе сброса присутствует потенциал "1". По заднему фронту сигнала, поступившего с выхода элемента И 60 на С-вход триггера 55, последний устаравливается в состояние "0". Снимается сигнал

"Выборка А" и закрываются элементы

И 59,60. На шину 20 выставляется следующее слово кадра АХ (X ), а на вход элемента ИЛИ 54 подается сигнал "Ввод". Далее выполняются описанные операции по записи слов в блоки

7,8 и считыванию из них информации по следующему адресу. Когда на ши-. ну 20 выставлено п-е, слово кадра и подан сигнал "Ввод", запись слов в блоках 7,8 осуществляется по последнему адресу. Счетчик 64 с информа- .:: ционной емкостью, равной и, переполняется с поступлением импульса на его

С-вход после записи слов в блоки 7,8 17

1603345 и выходит в начальное состояние. Теперь при считывании в регистр 28 занесется из блока 7 первое слово кадра б Х< (Х ) . .В блок 7 по мере возрастания адресов записано и слов кадра в последовательности их поступления на шину 20, а в блок 8 по всем п адресам записаны нулевые слова.

Следующим на шину ?О выставляется (и+1)-е слово д $ (ЬХ,+ Х ), но сигнал

"Ввод" на вход элемента ИЛИ 54 не подается и,запись в блоки 7,8 не осуществляется, Подается сигнал "Запись рег. ВДК" по шине 19 на первый вход элемента ИЛИ 61, с выхода которого он поступает на V-вход регистра 29 и осуществляет запись в него слова, находящегося на шине 20. Это же слово

g 1 (ЬХ,+AX ) заносится и в счетчик 2О

5, а с поступлением сигнала "Конец ввода" на третий вход элемента И 74 из содержимого счетчика 5 вычитается единица. Далее в интерполятор заносится слово команд.

Сигнал Конец кадра", поступающий по шине 19 за вводом слова команд, переводит триггер 56 в состояние "1".

С R-входа регистра 39 снимается сигнал "Сброс", а на V-входы мульти- 30 плексоров 26, 27 подается потенциал

"1", что определяет передачу на выходы мультиплексоров 26, 27 данных с их Р -входов, Вход данных блока 7 ,подключается через мультиплексор 26 к выходу регистра 28, а D-вход регистра 29 через мультиплексор 27— к выходу данных блока 7 на все время отработки кадра: Этот же сигнал

".Êîíåö кадра поступает на вторые 4р входы элементов И 52,53, Если отсутствует команда Круговая интерполяция", то на вход 17 и первые входы элементов И 52 или 53 подается потенциал "0" и сигнал "Конец кад- 45 ра" проходит через элемент И 53, появляясь на выходе элемента ИЛИ 62, как сигнал "Конец ввода". Если есть команда "Круговая интерполяция", то на вход 17 подается потенциал "1" 50 и сигнал "Конец кадра" проходит через элементы И 53, ИЛИ 54, устанавливая триггер 55 в состояние "1". Начинаются аналогичные описанным операции по обмену информацией между блоком 6 и блоками 7,8. В блок 7 по начальному адресу записывается слово

Х1оиз регистра 28 без разрушения информации в последнем, а в блок 8— нулевое слово из регистра 39, В счетчике 64 адрес увеличивается на единицу, а блоки 7,8 переходят из режима записи в режим считывания. Импульс из последовательности f проходит через элементы И 60,57, ИЛИ 61 и как сигнал "Запись рег. ВДК" поступает на V-вход регистра 29, записывает в него слово Х, код которого подан с выхода данных блока 7 через мультиплексор 27 на D-вход регистра 29. На выходе элемента ИЛИ 62 появляется сигнал "Конец ввода", а триггер 55 возвращается в состояние "0".

К моменту появления сигнала "Конец ввода при линейной интерполяции в регистрах 2Я и 29 находятся соответственно слова Х, и Ап, в регистре

39 — нулевое (начальное) значь яе оценочной функции, а при круговой интерполяции в регистрах 28 и 29 — соответственно Х„ и Х», в регистре 39 нулевое значение оценочной функции.

Сигнал "Конец ввода поступает на третий вход элемента .ИЛИ 47 и, проходя через него, устанавливает триггер 50 в состояние "1". На выходе элемента И 51 появляется часто а. инт

Дальнейшая работа блоков устройства (фиг,2-8) для i-го цикла линейной интерполяции осуществляется следующим образом.

Прямой вход элемента 1111И 65 соединен с выходом элемента ИЛИ 37, Следовательно, триггера 67,68 и регистр

69, íà R-входы которых подается сиг-. нал . "Начальная установка", сбрасываются в состояние "0" перед отработкой каждого кадра. Инверсный выход триггера 67 знака оценочной функции

U соединен с V-входом мультиплексора 33 и вторым входом элемента И 31.

Если WC, то триггер 67 находится в состоянии "0 и на Ч-вход мультиплексора 33, вход элемента И 31 подается потенциал "1", который определяе;- передачу обратного кода из регистра 29 на В-вход сумматора 34, а на

Р -вход сумматора.34 — потенциал "1" о с выхода элемента ИЛИ 32. Это соответствует передаче дополнительного кода содержимого регистра 29 в сумматор 34, на А-вход которого подается значение оценочной функции U с выхода регистра 39. На S-выходе сумматора 34 появляется новое значение оцеф ночной функции U =U-Ajar, которое че20 плексора 33, вход элемента И 31 подается потенциал "0", который определяет передачу прямого кода из

5 регистра 28 на В-вход сумматора 34

Э а на Ро -вход сумматора 34 — потенциал "0". На S-выходе сумматора 34 появляется новое значение оценочной функции U =U+6X, . Значение U

I I) может быть как отрицательным, так и положительным. Если U<0 à U >0., то очередной шаг необходимо выполнить но ведущей координате 1, но он уже выпущен на предыдущем такте f и„, а следующий шаг необходимо выполнить по ведомой координате. В этом случае, когда U 0, происходит переполнение

II ) сумматора 34 и на его Р1 -выходе будет потенциал "0". Очередной тактовый сигнал Е „„ устанавливает триггер

68 в состояние "1", триггер 67 — в

-состояние "О",, заносит в регистр 39

II значение U, но на выход элемента

И

И 66 не проходит. Если же U+0 и U <О

25 то очередной и следующий шаг необхо" димо выполнить по ведущей координате.

/I

При 11 0 переполнения сумматора 34 нет, на Р, -выходе — потенциал "1".

Очередной тактовый сигнал Я „ц по переднему фронту устанавливает триг" гер 68 в состояние "1", проходит через элемент ИЛИ 66, по заднему фронту подтверждает состояние "!" триггеII ра 67 и заносит значение U в регистр 39. На входы последовательного занесения информации первого " n-го регистров 12 подается потенциал "0" и сигнал сдвига, поступивший íà i-й регистр I2, занесет в него нуль, что

40 соответствует отсутствию шага по ведомой координате на данном такте.

Счетчики 41,43 и 46 и триггер 50 сбрасываются в нуль сигналом "Начальная установка". На С-вход счет45 чика 41 поступают сигналы Шаг p " с выхода элемента И 66 для подсчета количества тактов интерполяции в цикле.

Счетчик 41, имеющий информационную емкость ш, формирует на своем выходе импульс переполнения после m сигналов

"Шаг О " и выходит в начальное состояние "Нуль". Сигнал переполнения счетчика 41 через элемент ИЛИ 48 поступа- " ет на R-вход триггера 50, который блокирует частоту т инт. Этот же импульс переполнения, как сигнал "Обмен",поступает на третий вход элемента И 54, а также увеличивает на единицу содержимое счетчика 46, с выхода

1603345 рез мультиплексор 35 передается на

Р-вход регистра 39. В этом случае

3 значение U всегда становится отрицательныи. Переполнения сумматора

34 нет, а на его инверсном Р„-выходе будет потенциал "1", который подается на D-вход триггера 67 и второй вход элемента И 66. Потенциал -"0" на прямом выходе триггера 67 указывает на положительное значение U и на необходимость формирования очередного шага по ведомой координате Х;, а потенциал "!" íà D-входе триггера 67 указывает на отрицательное значение

U и что следующий.за очередным шаг необходимо будет выполнять по ведущей координате р. Этот шаг по ве.I дущей координате выпускается одновременно с шагом по ведомой координате на очередном такте К „„„. Импульс

Ю „,„ поступает на С-входы триггеров 67,68 и третий вход элемента

И бб, на выходе которого он появляется как сигнал "Шаг p ". По переднему фронту поступившего импульса

Е „„ в триггер 68 заносится состоя ние триггера 67, которое сохраняется там до прихода следующего импульса f„,ц„, а по заднему фронту триггер 67 устанавливается в состояние

"!". Этот же импульс поступает на второй вход элемента ИЛИ 36 и по заднему фронту записывает в регистр

39 новое значение U . Прямой выход триггера 68 соединен с вторыми входами элементов И 87,97, а инверсный выход - с вторыми входами элементов

И 86,98. На первые входы элементов

И 86,87 подается потенциал "1" с прямого выхода триггера 50 на время цикла интерполяции. Следовательно, с выхода элемента И 86 на объединенные входы последовательного занесе ния информации второго n-ro регистров 12 и с выхода элемента ИЛИ 96 на аналогичный вход первого регистра 12 подается потенциал "1" при

U 0, учитывая, что на входе 17 " потенциал "О". Сигнал "Шаг О " с вы 50 хода элемента И 66 через демультиплексор 9 и один из элементов KIH 11 подается на вход сдвига регистра 12 с номер ом, р авным номеру ведомой кооРдинаты. В данный Регистр 12 заносится единица, соответствующая шагу по ведомой координате.

Если U(0, то триггер 67 находится в состоянии "1" и на V-вход мульти1603345

22 которого осуществляется управление демультиплексором. 9.

Сигнал "Обмен" устанавливает триггер 55 в состояние "1". Далее блок 2 выполняет аналогичные операции по управлению обменом информацией между блоком 6 и блоками 7,8, как и при вводе слова кадра из блока программы, когда на входе 17 - потенциал "0", с той лишь разницей, что триггер 56 в данном случае находится в состоянии "1". Сигнал "Запись ОЗУ" занесет по установленному счетчиком 64 адре" су в блоки 7 и 8 соответственно Х, иэ регистра 28 и текущее значение Ц .

1 иэ регистра 39„. Из блоков 7 и 8 по увеличенному на единицу адресу считываются слова 5Х;, и U. +,, которые сигналом "Запись рег.ВМК иЯ" заносятся соответственно в регистры 28 и 39. Сигнал "Обмен" также поступает на С-вход сдвига и-разрядного ре- гистра 69, íà D -вход последовательного значения информации которого 25 подан потенциал с прямого выхода триггера 67, соответствующий знаку оценочной функции П ° . Знак U эапишет1 I ся в первый разряд регистра 69, а с

его выхода потенциал, соответствую- 30 щий.энаку U <, подается на первый вход .элемента И 70. В момент обмена информацией сигнал "Запись ОЗУ" поступает на инверсный вход элемента ИЛИ

65, проходя через который осуществляет сброс триггеров 67,68, а импульс

"Запись рег. BMK и, Я " приходит на второй вход элемента И 70. Если

U; О, то на первом входе элемента

И 70,потенциал "0" и сигнал "Запись 4р

per. ВМК и,К" не проходит íà S-вход триггера 67, который остается в состоянии "0". Если U;« cO, то на первом входе элемента И 70 потенциал "1" и сигнал Запись рег. ВМК и Z, по- 45 ступая на S-вход триггера 67, устанавливает его в состояние "1".

Одновременно с сигналом "Запись рег. BMK и g" на выходе элемента

И 63 возникает сигнал "Конец обмена", который проходит через элементы И 49, ИЛИ 47 и устанавливает триггер 50 в состояние "1". Начинается (i+I)-й цикл интерполяции, После и-ro цикла на инверсном выходе счетчика 46 появляется потенциал "О" и сигнал

"Конец обмена" не проходит через закрытый элемент И 49. Триггер 50 остается в состоянии "0", блокируя частоту 6,. „цz, Поступающие на вход 1 6 сигналы К производят считывание кода шагов иэ регистров 12 а также поступают в счетчик 43, который формирует на своем выходе импульс переполнения и устанавливается в начальное состояние "0" после л сигналов, пришедших на его вход. Импульс переполнения счетчика 43, проходя через элемент ИЛИ 42, сбрасывает счетчик 46 в состояние "0" и, проходя через элемент ИЛИ 47, устанавливает тригге 50 в состояние "l", который разблокирует частоту f +

Т.Ин г

Каждый сигнал f Б поступающий на второй вход элемента И 72, появляется на выходе элемента ИЛИ 74 и подается на вход счетчика 5, Сигналы с выхода элемента ИЛИ 71 через элемент И 73 не проходят, так как на егс второй..вход с входа 17 подается потенциал "0 ò

При круговой интерполяции на входе 17 присутствует потенциал "1".

Один из триггеров 75 или 76 находится в состоянии "1"., другой — в состоянии "0". Триггер 75 устанавливается в состояние "1" при вводе информации кадра импульсной командой

"Х! ум.", а триггер 76 - командой

"Х yM,". Сигнал "Конец ввода" проходит через элементы И 82, ИЛИ 94 н поступает на вычитающий 1-вход регистра 28, в котором теперь будет значение (Х о-l), если триггер 75 в состоянии "1". Сигнал "Конец ввода" проходит через элементы И 84, ИЛИ 95 и поступает на 1-вход регистра 29, .в котором устанавливается значение (Х а-)), если триггер 76 в состоянии

"1". В состояние "0" триггеры 75-77 сбрасываются перед вводом кадра сигналом "Начальная установка" ° Когда сигнал "Конец ввода", устанавливает триггер 50 в состояние "1", начинается интерполяция, Триггер 38 при круговой интерполяции является первым разрядом накапливающего сумматора. При линейной интерполяции триггер 38 не участвовал в работе накапливающего сумматора, так как элемент И 30 был закрыт потенциалом "0" с входа 17. Первый разряд накапливающего сумматора при линейной интерполяции, образованный первым разрядом сумматора 34 и первым разрядом регистра 39, становится вто23

24

1603345 рым разрядом при круговой интерполяции. На Р -вход сумматора 34 через ,элементы И 30, ИЛИ 32 передается потенциал с прямого выхода триггера 38, т.е. с выхода первого разряда накапливающего сумматора. Триггер 38 на каждом сигнале fò и„т ° поступающем на . его С-вход, измейяет свое состояние на прбтивоположное, что соответствует !О прибавлению единицы к каждому вновь вычисляемому значению оценочной функции..

Следовательно, в накапливающий сумматор будет передаваться в зависи мости от знака оценочной функции уд.военное значение содержимого одного из регистров 28 или 29 и прибавляться единица, причем из регистра 29 передается удвоенный обратный ) од. Удвоение при передаче содержимого регистров 28 или 29 достигается за счет того, что в накапливающий сумматор информация попадает со сдвигом на один разряд в сторону старшего, т.е. из 25

i-ro разряда регистров 28 или 29 в (i+1)-й разряд сумматора.

Если УзО, то с инверсного выхода триггера 67 .На V-вход мультиплексора 33 подается потенциал "1" и к 30

В-входу сумматора 34 подключается выход регистра 29. При "Х ум," в накапливающий сумматор в соответствии с выражением (б) должен передаться дополнительный код числа (2Х z, +1), который равен 2 -(2Х +1) йри (1+!)-разрядной сетке сумматора, т.е. (2Хг +1) = (2 (2 1-Z 2 i Я+

e+(г г,!

В квадратных скобках правой части 4р равенства — удвоенный обратный код текущего значения Х „, находящегося в регистре 29. При Х .ум." в накапливающий сумматор в соответствии с выражением (9) должен передаваться до- 45 полнительный код числа (2Х, -1), который равен 2 -(2Х, -1):. ен

2 -(2Х -l)j2(2 -(Х -.1)))+I. ен . 2.1 г,1

В фигурных скобках - удвоенный обратный код числа (Xz, "1), находящегося в регистре- 29, так как. перед началом интерполяции из содержимого

Х ) регистра 29 была вычтена единиФ ца, а после каждого шага по координатной оси Х2 из текущего значения

Х2 также вычитается единица.

Если U<0, то к- В-входу сумматора 34 подключается выход регистра 28.

При "Х2 ум," в накапливающий сумматор в соответствии с выражением (9) передается число (2Х, +1), где Х, текущее значение координаты Х(, находящееся в регистре 28. При "Х ум,", в накапливающий сумматор в соответствии с (6) должно передаваться число (2Х,; -1):

I (2X(, -l)(2(Xi, -l)j+l.

В квадратных скобах — удвоенный код числа (Х <, -1), находящегося в регистре 28, так как перед началом интерполяции из содержимого Х, орегистра 28 была вычтена единица, а после каждого шага по координатной оси Х < из текущего значения Х также вычи)a 1 тается. единица..

При 11ьО по переднему фронту очередного импульса f ),) в триггер 68 запишется состояние "О" из триггера 67.

С выхода элемента И 86 на вход последовательного занесения информации второго регистра 12 подается потенциал

"1", а на аналогичный вход первого регистра 1.2 с выхода элемента ИЛИ 96— потенциал "О" так как на вторые вхо t

Э ды элементов И 86 и 87 поступают соответственно потенциалы "!" и "О" с инверсного и прямого выходов триггера 68. Импульс Е д„, установивший триггер 68 в состояние "О", проходит через элемент И 79, поступает на объединенные третьи входы первого и второго элементов ИЛИ 11 (f „), с выхода которых. подается на входы сдвига только первого и второго регистров 12. В первый регистр 12 занесется "0", а во второй - "1.", что соответствует шагу по координатной оси Х . Этот же импульс f и„ с выхода элемента И 79 поступает на вторые входы элементов И 80 и 81,первые входы которых соединены соответственно с прямым и инверсным выходами триг" гера 67. Элемент И 80 закрыт потенциалом "О". Сигнал Е„,,щт проходит через элементы И 81, ИЛИ 85.и с выхода элемента И 91 поступает íà +1-вход регистра 29, если триггер 76 в состоянии "0 или же с выхода элемента И 90 через элемент ИЛИ 95 поступает на -1-. вход регистра 29, если триггер 76 в состоянии "1". Текущее значение координаты Х в регистре 29 изменяется по заднему фронту импульса, поступающего на его +1- или -1-вход.

Импульс Е )„ устанавливает по зад25

1603345

26 нему фронту триггер 67 в состояние, соответствующее потенциалу на его

Э«входе, а значит, и знаку вновь вычисленной оценочной функции, значение которой этим же импульсом заносится в триггер 38 и регистр 39.

При 11 (0 триггер 67 находится н состоянии "1" и в триггер 68 записывается единица по переднему фронту 10 очередного импульса Е ин . На вход последовательного занесения информации первого регистра 12 с выхода элемента И 93 через элемент ИЛИ 96 пода" ется потенциал "1", а на аналогич" ный вход второго регистра 12 с выхода элемента И 86 — потенциал "0".

Сигналом сдвига f „ < ив первый регистр. 12 запишется единица, а но второй регистр 12 - нуль, что соответствует шагу по координатной оси

Х,. Элемент И 81 закрыт. Сигнал

Кт рят проходит через элементы И 80, ИЛИ 83 и с выхода элемента И 89 поступает на +1-вход регистра 28, если 25 триггер 75 в состоянии "0", или же с выхода элемента И 88 через элемент

ИЛИ 94 поступает на -1-вход регистра 29, если триггер 75 в состоянии

"1". Текущее значение координаты Х., 30 в регистре 28 изменяется по заднему фронту импульса, поступившего на его

+1- или -1-вход, Запись вновь вычисленного значения оценочной фуHKIlHH в триггер 38, оегисто 39 и ее знака в триггер 67 осуществляется также по заднему фронту импульса f <„T.

При переходе через координатную .ось импульс переполнения одного из регистров 28 или 29, работающего на 40 вычитание,.проходит через элемент

ИЛИ 40 и поступает на С-входы триггеров 75, 76 и S-вход триггера 77, который лерейдет н состояние "1". Потенциал "1" появляется на выходе 45 элемента И 98 и подается на вход по" следонательного занесения информации регистра 14, если !!С (шаг по координате Х ) и импульс переполнения вышел с выхода регистра 29. Потенциал "1" появляется на выходе элемента И 97 и подается на вход последовательного занесения информации регистра 13, если UcC (шаг по координате Х1) и импульс переполнения вышел с выхода ре- 5 гистра 28, Импульс переполнения практически совладает но времени с импульсом, постугиншим на -1-нход регистра 28 или 29, так как регистры 28,29 voстроены по принципу синхронного реверсивного счетчика, Следовательно„. в регистр 13 записывается единица одновременно с занесением единицы в первый р эгистр 12, à sÿïêñü единицы в регистр 14 осуществляется одновременно с занесением единицы вовторой регистр 12 одним и тем же сигналом сдвига.

Импульс переполнения, поступивший на С-входы триггеров 75 и 76, устанавливает по заднему фронту триггер 75 н состояние, н котором находился .триггер 76, а триггер 76 устанавливает в состояние, в котором находился триггер 75,т.е. регистр, работавший на вычитание, переводится в режим сложения, а другой регистр — в режим вычитания, Сигнал из импульсной последовательности f, поступающий с задержкой относительно сигнала переполнения одного из регистров 28 или 29 на вход элемента

И 78, проходит через него и элементы ИЛИ 83, ИЛИ 85. Далее этот сигнал под управлением триггеров 75,76 поступит на +1-.вход ранее работавшего на вычитание и переполнившегося регистра, устанавливая его в нуль, и на — 1-вход ранее работавшего на сложение регистра, устанавливая в нем значение (R-l), где R — - радиус дуги окружности. Этот же сигнал с выхода элемента И 78 поступает на второй вход элемента ИЛИ 37. 0существляется сброс текущего значения оценочной функции в триггере 38, регистре 39 и ее знака в триггерах 67,68. По заднему фронту сигнала, появляющегося на выходе элемента И 78, триггер 77 устанавливается н состояние "0", т.е, все операции при переходе нз квадранта в квадрант выполняются до момента появления следующего импульса f „„, При круговой интерполяции сигналы

"Шаг " на выходе элемента И 66 не появляются, так KBK QH закрыт ПО инверсному входу потенциалом "1 . Следовательно, н» С-вход счетчика 41 импульсы не поступают и сигнал "Обмен" не формируется, Цикл интерполяции ведется до тех пор, пока на выходе первого или второго регистров 12 не появится потенциал "1"„ свидетельствующий о зc= ïîëíå указанных регистров кодом L àãââ по координатным ося ., Потенциал 1 с выхода пер28

1603345

Boro регистра 12 через элементы И 44, ИЛИ 48 или же с выхода второго регистра 12 через элементы И 45, ИЛИ 48 поступает на S"âõîä триггера 80, устанавливая его в состояние "0". Блокируется частота Ю. „„„. Сигналы с выхода блока эадащя скорости К.,зс, поступающие на вход 16 и С-вход счетчика 43, осуществляют считывание кода 10, шагов из регистров 2 так же > как и при линейной интерполяции. Триггер 50 снимает блокировку частоты Е для продолжения интерполяции с поступлением на его S-вход импульса переполнения счетчика 43.

Каждый импульсный счетчик, сформированный на выходах первого и второго регистров 12 при считывании частотой f в, постУпает соответствен- 20 но на первый и второй вход элемента ИЛИ 71. С выхода элемента ИЛИ 71 сигналы через элементы И 73, ИЛИ 74 поступают на вход счетчика 5, импульс переполнения которого свидетельствует об окончании отработки участка.

В

Одновременно со считыванием кода шагов частотой f из регистров 12 осуществляется счйтывание и из ре- 30 гистров 13, 14, Возникающий сигнал на выходе регистра l3 или 14 свидетельствует о том, что на данном шаге,при интерполяции было переполнение регистра 28 или 29, Сигнал Х, или

Х с выходов соответственно регистров

13 или 14 подается на входы элеменТаблица1

Плоскость обработки

С-вход третьего

Тг 108

Выход Выход С-вход С-вход регист- регист- первого второго ра 13 ра 14 Тг 108 Tr 108

XlXz

12 подают ся соответственно на входы четвертого — и-ro элементов И 109 и 110.

В табл.2 показано, на какую иэ ко"

55 ординатных осей Х,, Х или Х > подаются сигналы с выходов первого - третьего регистров 12 в. зависимости от .вида интерполяции и плоскости обСигналы с выходов первого - тре" тьего регистров 12 подаются на входы элементов 102-104, с выходов которых импульсы, приведенные к необходимым координатным осям, поступают на входы первого — третьего элементов 109 и 110, а сигналы с выходов четвертого †.n-ro регистров тов 105-107, с выходов которых поступают на С-входы первого — третьего триггеров 108 для переключения направления отработки на обратное по координате до этого увеличивающейся по абсолютной величине, т.е. регистр 28 или 29 которой работал на сложение.

Направление отработки по координатам

Х -Х„ задается состоянием первого и-го триггеров 108. Если на S-вход

i-го триггера 108 в процессе ввода информации кадра поступил импульс по шине 23, соответствующий команде

-Х,, то i-и триггер 108 устанавливается в состояние "1" и задает отрицательное направление перемещения по координате. При отсутствии команды "-Х " i-й триггер .108 остается в состоянии "0" и задает положительное направление перемещения по координате. Переключение на обратное состояние одного из первых трех триггеров 108 в процессе круговой интерполяции при переходе из квадранта в квадрант, а значит, и изменение направления перемещения по одной из координатных осей осуществляется в соответствии с табл.1. Следует учесть, что триггер 99 установлен в состояние "1", если обработка ведется в плоскости Х Х, а триггер 100 установлен в состояние "1", если обработка ведется в плоскости Х,Х .

Когда оба триггера 99,100 находятся в состоянии "О", обработка ведется в плоскости Х„Х .

29 1603345 30 работки с учетом того, что при круго- PerHcTPa мп льсы не жормируютвой интерполяции на выходе третьего ся °

Таблица 2

На какую координатную ось поступают сигналы с регистров 12

Вид интерполяции

Плоскость обработки второ- трего тьего первого

1\ э

Х 3

Линейная х,х, х,х

7 3

Круговая!

Ф о р м у л а и э о б р е т е н и я

В предлагаемом устройстве, с одной стороны, сокращены аппаратные затраты дяя реализации линейной интерполяции в и координатах по сравнению с известными устройствами, с другой стороны, введены несложные в аппаратном отношении блоки, позволяющие реализовать круговую интерполяцию в любой из трех плоскостей на том же двухкоординатном блоке интерполяции, что расширяет функциональные воэможности устройства, Причем многоквадрантная интерполяция дуги ведется с одного кадра исходной информации, что упрощает программирование, уменьшает длину исходного программоносителя, уменьшает сложность постпроцессоров и повышает качество иэготавливания на станке деталей, Введение понятия условной ведущей координаты при линейной интерполяции, приращение по которой задается равным приращению по максимальной реальной координате Х;, позволяет сократить аппаратные затраты по сравнению с устройством-прототигом, т.е. отпадает необходимость в третьем ОЗУ, хранящем разности приращений ВДКД(ВМК);, не нужно присваивать коддля опознавания ведущей и ведомых координат, которые теперь поступают в

ОЗУ иэ блока программы в опредепенной последовательности, что сокраща" ет количество элементов ИЛИ и демультиплексоров, а увеличение на один количества циклов интерполяции (условная ведущая p - максимальная X ) на временные соотношения работы интерполятора не влияет.

1. Многокоординатный линейно-круговой интерполятор, содержащий при линейной интерполяции в и координатах

25 один блок двухкоординатной интерполяции, первый и второй блоки памяти приращения по ведомым координатам и значения оценочных функций, блок управления интерполяцией, блок управления обменом информации между блоком двухкоординатной интерполяции и блоками памяти приращения по ведомым координатам и значениям оценочных функций, блок определения знака оце 5 ночной функции счетчик перемещения, 1 выход перемещения которого является выходом многокоординатного линейнокругового интерполятора, демультиплексор, и элементов HJIH и блок бу4О ферной памяти типа первый вошел первый вышел", состоящий иэ п сдвиговых регистров, входы сдвига которых соединены с выходами соответствующих элементов ИЛИ, первые входы элемен45 тов ИЛИ соединены с соответствующими и выходами демультиплексора, а объединенные вторые входы всех элементов

ИЛИ соединены с первым информационным входом блока управления интерполяцией и входом задания скорости интерполятора, выходы первого и второго блоков памяти приращения по ведомым координатам и значения оценочных функций соединены соответственно с пер55 вым и вторым входами данных блока двухкоординатной интерполяции, входы данных которых соединены с первым и вторым выходами данных блока двухкоординатной интерполяции, а первый, 32

31

1603345 второй и третий управляющие входы соединены соатветственно с первым, вторым и -третьим выходами адреса, выборки и записи блока управления обменом информации соответственно, шина управления которого соединена с управляющим входом блока двухкоординатной интерполяции, блока определения знака оценочной функции, первая группа информационных выходов которого подключена к соответствующим входам блока двухкоординатной интерполяции, первая группа выходов которого соединена с соответствующими 5 входами блока определения знака оценочной функции, вход начальной установки которогo соединен с входом начальной установки блока управления интерполяцией, блока управления обме- 2п ном информации и с входом начальной установки многокоординатного линейно-кругового интерполятора,выход тактовой частоты блока управления интерполяцией соединен с соответствующими входами блока определения знака оценочной функции, шина данных

Ф многокоординатного линейно-кругового интерполятора соединена с информационными входами счетчика перемеще- 3!3 ний, а информационная шина — с груп пой информационных входов блока управления интерполяцией, блока управления круговой интерполяцией и блока управления обменом информации, втоpbte группы информационных входов и выходов которого соединены соответственно с группой выходов и входов блока управления интерполяцией, о тл и ч а ю шийся тем, что,с целью 4g расширения области применения многокоординатного интерполятора за счет реализации круговой интерполяции в любой из трех плоскостей, в него введены блок управления круговой ин- 45 терполяцией, (n+l) -й и (n+2)-A сдвиговые регистры, блок вывода координат и коммутатор, входы команды "Круговая интерполяция" многокоординатного линейно-кругового интерполятора подклю чен к управляющим входам блока управления интерполяцией, блока управления обменом информации, коммутатора, блока определения знака оценочной функции, блока двухкоординатной интерполяции, блока управления круговой интерполяцией, выход коммутатора соединен с первым входом счетчика перемещения, первый и второй входы группы информационных входов -.оммутатора соединены соответственно с первым и вторым информационными входами блока управления интерполяцией и с выходами первого и второго сдвиговых регистров, третий вход группы информационных входов коммутатора соединен с входом задания скорости многокоординатного линейно-кругового интерполятора, выход управления блока управления интерполяцией соединен с входом управления демультиплексора, а тактовый вход демультиплексора соединен с выходом блока определения оценочной функции и с. третьим информационным входом блока управления интерполяцией, выход тактовой частоты которого соединен с соответствуюшим входом блока интерполяции и с группой входов блока управления круговой интерполяцией,вход данных блока двухкоординатной интерполяции соединен с шиной данных многокоординатного линейнокругового интерполятора, вторая группа информационных выходов блока двухкоординатной интерполяции соединена с соответствующими входами блока управления круговой интерполяцией, а вторая группа информационных входов — с группой соответствующих выходов блока управления круговой интерполяцией, вход начальной установки которого подключен соответственно к входу начальной установки и управления многокоординатного линейно-кругового интерполятора, вход тактовой частоты — к выходам тактовой частоты блока управления интерполяцией, а группа управляющих входов — к шине управления блока управления обменом информацией и к вторым управляющим входам коммутатора, вторая группа управляющих входов блока управления круговой интерполяцией подключена к выходу блока определения знака оценочной функции, третьи входы первого и второго элементов ИЛИ соединены с выходом частоты сдвига блока управления круговой интерполяцией, вхо" ды последовательного занесения информации первого (n+l)-ro и (и+2)-го сдвиговых регистров соединены соответственно с первым, вторым и третьим управляющими выходами блока управления круговой интерполяцией, а четвертый управляющий выход — с входами последовательного занесения информа33

I 603345

34 ции с второго по и-й сдвиговых регистров, входы сдвига (и+1)-го и (и+2)-го сдвиговых регистров соединены с выходами первого и второго элеS ментов ИЛИ, выходы сдвиговых регистров с первого по (и+2)"й соединены соответственно с первым — (n+2)-м входами блока вывода координат, 2п выходов которого являются выходами многокоординатного линейно-кругового интерполятора, вход начальной установки которого подключен к входам сброса сдвиговых регистров и (n+3)-му входу блока вывода координат, первый, IS второй и третий входы команд которого соединены с первой группой входов эацания многокоординатного линейнокругового интерполятора, вторая группа входов задания которого подключена соответственно к первому и второму входам команд блока управления круговой интерполяцией.

2. Интерполятор по п, 1, о т л ич а ю шийся тем, что блок управ- 25 ления круговой интерполяцией содержит три D-триггера, шестнадцать элементов И и пять элементов ИЛИ, причем

R-входы всех трех триггеров соединены с входом начальной установки бло- 30 ка, S-вход третьего D-триггера является первым управляющим входом блока и соединен с инверсными С-входами первого и второго- D-триггеров„ S-входы которых являются первым и вторым входами блока задания, прямой выход первого D-триггера соединен с D-входом второго D-триггера и с первыми входами первого и второго элементов И, а прямой выход второго Р-триггера соеди- 4О нен с D-входом первого D-триггера и с, первыми входами третьего и четвертого элементов И, инверсные выходы первого и второго D-триггеров соединены с первыми входами соответственно пятого и шестого элементов И, с источником потенциала "0" соединен 0-вход третьего D-триггера, а его прямой выход — с первыми входами седьмого и восьмого элементов И и с первым входом девятого элемента И, выход которого является выходом блока и соединен с инверсным С-HxopoW третьего D-триггера и с вторыми входами первого, второго элементов KIH,первые входы десятого и одиннадцатого элементов И являются выходом двенадцатого элемента И и выходом блока, второй вход двенадцатого элемента И является управляющим входом блока и соединен с инверсным и прямым первыми входами соответственно тринадцатого и четырнадцатого элементов И, выходы которых через третий элемент ИЛИ сое.дийенЬ» с первым управляющим выходом,блока, вторые входы восьмого и седьмого элементов И являются информационнымп входами блока и соединены с первыми входами соответственно пятнадцатого и шестнадцатого элементов И, вторые входы которых соединены с управляющим входом блока, а выходы — с вторыми входами cooTHpTcT BpHHQ четырнадцатого и тринадцатого элементов И, вторые входь» девятого и двенадцатого элементов И соединены с соответствующими управляющими входами блока, выходы десятого и сд»»ннадцатого элементов И соединены с первыми входами соответственно первого и второго элементов ИЛИ, выходы которых соединены с вторыми входами соответственно второго, пятого, четвертого и шестого элементов И, вторые входы первого и третьего элементов И соединены с управляю»цим вхэдом блока, а их выходы — с первыми входами соответственно четвертого и пятого элементов ИЛИ, вторые входы которых соединены с выходами второго и четвертого элементов И, выходы четвертого и пятого элементов ИЛИ и выходы шестнадцатого,пя-того, шестого, седьмого и восьмого элементов И являются выходами шины блока управления круговой интерполяцией, вторые входы десятого и одиннадцатого элементов И являются

HHAopèàöèoHíûìè входами блока, 1603345

1603345

) 603345

23

Составитель И, Швец

Редактор M. Келемеш Текред Л.Сердюкова Корректор А. Осауленко

Заказ 3384 Тираж 677 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СЧСР

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101