Линейный интерполятор

 

<»>634236

ОПИСАНИЕ

ИЗОВГКтКНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскни

Соцмапистнческнх

Реепубпнк (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено29.10.75 (21) 2185898/24 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 2511 ò8. Бюллетень ¹ 4з (45) Лата опубликования описания З0,11.78 (51) М. Кл.

Гт05 В 19/18

Государственный комитет

Совета Министров СССР но делам изобретений и открытии (53) УДК 621 ° 503.55

10ев. 8) (72) Авторы изобретения

Ю.С.Павленко, Н.Д.Панков и B.Â.Kóçüìóê (71) Заявитель

Киевский технологический институт легкой промышленности (54) ЛИНЕИНЫЙ ИНТЕРПОЛНТОт

Изобретение относится к области автоматизации управления контурньм перемещением рабочих органов станков и агрегатов и может быть использовано в системах числового программного 5 управления.

Известны линейные интерполяторы, содержащие генератор тактовых импульсов, регистры координатных перемещений, делитель частоты, логические 10 схемы, выдающие импульсы интерполирования по соответствующим координатам и схему, обеспечивающую повышение скорости интерполирования путем укорачивания делителя частоты на число IS разрядов, равное количеству нулей перед первым старшим значащим разрядом большего приращения (1), j2j .

Наиболее близким техническим решением к изобретению является линей- ® ный интерполятор, содержащий последовательно соединенные блок управления, делитель частоты, первый блок сравнения и блок регистров, выходы которого подключены Ко входам блока 25 управления и первого блока сравнения (31 .

Недостатком известного интерполятора является то, что по координате с большим,но не равным максимальному приращ нием импульсы интерполирования выдаются не при каждом изменении состояния делителя частоты, что снижает частоту интерполирования.

Пель изобретения — повьваение быстродействия линейного интерполятора на импульсных умножителях, таким образом, чтобы, путем изменения коэффициента пересчета делителя частоты в за — èñèìîñòè от величины большего коордчнатного приращения, обеспеч:,òü выдачу импульсов интерполирования по координате с большим приращением при каждом изменении состояния делителя частоты. ,Пля достижения указанной цели в интерполятор введены второй блок сравнения, гервый и второй элементы И, первый и второй триггеры и элемент НЕ, первый и второй блоки определения нулевых разрядов координатных приращений, входы которых и вход второго блока сравнения подключены к выходам блока регистров, выход первого блока определения нулевых разрядов координатных приращений подключен к входам первого и второго элементов И, два других входа которых присоединены к выходу блока управления и через элемент НЕ, к выходу делителя часб 3423б тоты, выходы второго блока сравнения и второго блока определения нулевых разрядов координатных приращений присоединены к входам второго элемента

И, выходы первого и второго элементов И подключены к входам первого и второго триггеров, выходы которых сое- 5 динены с соответствующими входами первого. блока сравнения, выход первЬго триггера соединен также со входом блока управления, другой вход которого подключен к выходу элемента 10 НЕ

На чертеже представлена схема линейного интерполятора, на которой показаны блок регистров 1, блок управления 2, первый блок сравнения 3, делитель частоты 4, второй блок сравнения 5, первый и второй блоки определения нулевых разрядов координатных приращений б и 7 соответственно, первый и второй элементы И 8 и 9, эле-20 мент НЕ 10 и первый и второй триггеры 11 и 12.

Блок регистров 1 служит для хранения и последовательной выдачи значений разрядов координатных приращений и выполнен на динамических регистрах.

Блок управления 2 формирует управляющие сигналы для делителя частоты 4 и элементов И 8 и 9. Для делителя частоты 4 блок управления 2 вырабатывает сигнал на изменение его состоя-З0 ния, а для элементов И 8 и 9 вырабатывает сигнал управления, позволяющий определить разряд делителя частоты 4, в котором произойдет переход из 0 ! ! I в 1, если в следующем цикле при- 85 бавить 1 к разряду делителя частоты 4, соответствующему старшему значащему разряду приращений.

Первый блок сравнения 3 по резуль- 40 татам анализа состояний первого и вто- рого триггеров 11 и 12, делителя частоты 4 и разрядов координатных приращений блока регистров 1 формирует сигналы интерполирования по координатным осям.

Делитель частоты 4 выполнен на динамическом регистре по схеме сдвиговый регистр — сумматор и определяет разряд, в котором возможна выдача импульса интерполирования (то

50 есть переход разряда из- нулевого состояния в единичное) .

Второй блок сравнения 5 производит сравнение старших значащих разрядов приращений.

Первый блок определения нулевых разрядов координатных приращений б определяют нулевые разряды большего приращения. 60

Второй блок определения нулевых разрядов координатных приращений 7 определяет нулевые разряды меньшего приращения, а на выход выдает инвертированный сигнал. 65

Элементы И 8 и 9 формируют логические условия для того, чтобы установить в единичные состояния первый и второй триггеры 11 и 12 соответственно.

Первый триггер 11 запоминает признак, что импульс интерполирования не может быть выдан в следующем цикле при прибавлении 1 — младшему значащему разряду делителя частоты 4.

Второй триггер 12 запоминает состояние, когда в одном цикле интерполирования по координате с меньшим приращением требуется выдать два импульса интерполирования: один по единичному значению первого триггера 11, а второй — по переходу разряда делителя частоты 4 из 0 в 1 и наличию 1 в соответствующем разряде. меньшего приращения.

Перед началом работы в блок регистров 1, построенных на динамических регистрах, вводится информация о величинах приращений по координатам Х и

Старшие разряды приращений соответствуют младшему разряду делителя частоты 4, построенному на динамическом регистре. В процессе интерполирования информация о величинах координатных приращ!ений не изменяется.

Изменять состояние делителя частоты 4 разрешается блоком управления

2 с тактовой частотой f по началу динамического регистра.

При этом частота сдвига f д информации в динамическом регистре значительно выше тактовой частотыf f. «

« такт тс!кт сдв, По принципу работы интерполятора на импульсных умножителях импульсы интерполирования могут выдаваться при переходе любого разряда делителя частоты 4 из состояния 0 э состояние 1 и наличии 1 в соответствующих разрядах координатных приращений блока регистров 1. Для обесгечения выдачи импуль!ов интерполирования по координате с большим приращением при каждом изменении состояния делителя частоты 4, пропускаются те его состояния, в которых импульсы интерполирования по этой координате не выдаются. При нулевых значениях старших разрядов координатных приращений блок управления 2 не выдает сигнала на прибавление 1 в делитель частоты 4, а переходит к оценке следующего разряда приращений. При появлении первого значащего старшего разряда приращений на выходах блоков регистра 1, блок управления 2 прибавляет 1 к разряду делителя частоты 4, соответствующему этому разряду большего координатного приращения (младший значащий разряд делителя частоты 4) . В этом же цикле интерполирования определяется, б ""42 Зб может ли произойти выдача импульса интерполирования по координате с большим приращением при прибавлении в следующем цикле интерполирования 1 к младшему значащему разряду делителя «а.тоты 4 (т.е. соответствует ли разряду делителя частоты 4, в котором должен будет произойти пере- б ход иэ 0 в 1, 1 в разряде большего приращения). Разряд делителя частоты 4, в котором должен будет произойти переход иэ нулевого состояния в единичное, определяется 10 единичными сигналами от блока управления 2 (сигнал от блока управления

2 принимает единичное значение после обработки младшего значащего разряда делителя частоты 4, а снимается после обработки первого после значащего нулевого разряда делителя частоты

4) и от делителя частоты 4 через элемент НЕ 10, а значение соответствующего РазРяда большего приращения оп- 0 ределяется первым блоком определения нулевых разрядов координатных приращений б, на выходе которого устанавливается единичный сигнал при нулевом значении разряда большего приращения.

Таким образом, если импульс интерполи- рования не может быть выдан в следующем цикле при прибавлении 1 к младшему разряду делителя частоты 4, тО На ВЫХОДЕ ПЕРВО1О ЭЛЕМЕНта И 8 Появится сигнал, который установит пер- ЗП вый триггер 11 в единичное состояние.

Это свидетельствует о том, что блок управления 2 должен в следующем цикле изменения состояния делителя частоты 4 прибавить не 1, а 2 к 35 младшему значащему разряду делителя частоты 4, т.е. пропустить состояние делителя частоты 4, в котором импульс интерполирования по координате с большим приращением не выдается. Логичес- 40 ки условия изменения состояния делителя 4 записываются следующим образом: если Э л Е = (,то+ Ч "к ки„слии leap, Е =М,То+ "1 к Х; где D — признак старшего значащего разряда приращений (младшего значащего разряда делителя частоты

4);

F — признак единичного состояния первого триггера 11;

K — разряд делителя частоты

4, соответствующий старшему значащему разряду приращений (младший значащий разряд делителя частоты 4);

К;, — сдедующий за K разряд делителя частоты 4. 55

Процесс интерполирования заканчивается после переполнения делителя

4. Выдача импульсов интерполирования по координатным осям производится первым блоком сравнения 3. б() Если при изменении состояния делителя частоты 4 происходит увели- 65 чение его младшего значащего разряда на 1 „ тс импульсы интерполирова-, HHR I1o большей координате выдаются, как обычно в интерполяторе на импульсных умножнтелях, по переходу разряда делителя частоты 4 из 0 в i и наличию 1 в соответствующем разряде приращения.

При увеличении младщего значащего разряда делителя частоты 4 на 2 пропускается состояние делителя частоты 4, в котором этот разряд принимал нулевое значение. Поэтому, выдача импульса интерполирования по большей координате в этом случае производится по единичному значению первого триггера 11 и младшему значащему разряду делителя частоты 4.

По координате с меньшим приращением, если старший значащий разряд этого приращения не совпадает со старшим значащим разрядом большего приращения, импульсы интерполирования выдаются топько по переходу разряда делителя частоты 4 иэ 0 в 1 и наличию 1 в этом разряде меньшего приращения.

При равенстве старших значащих разрядов большего и меньшего приращений, по координате с меньшим приращением возможна ситуация, когда в одном цикле интерполирования требуется выдать импульсы интерполирования по единично;<у значению первого триггера 11, а также по переходу разряда делителя -.астоты 4 иэ 0 в 1 и наличию 1 в соответствующем разряде меньшеГО приращения.

Такой случBf возникает при переходе делителя Iaстоты 4 из 0 в 1, в разряде, которому соответствует нулевой разряд большего приращения и единичный разряд меньшегс приращения, и запоминается вторым триггером 12, который устанавлив-eòoÿ в единичное состояние по единичному сигналу на выходе второго элемента И 9, формирующемуся по совпадению единичных сигналов оТ блока управления 2, элемента НЕ 10 — при нуле-.вом разряде делителя частоты 4, второго блока сравнения 5, первоГО блока определения нулевых разрядов коордиHà.òíûõ приращений б и второго блока определения нулевых разрядов координатных приращений 7, на выходе которого единичный сигнал устанавливается при единичном значении разряда меньшегс приращения. Если выдать оба импульса в однои цикле интерполирования, то частота их следования будет выше тактовой, и они воспримутся приводом как один импульс.

Для устранения этого явления по координате с меньшим приращением при равенстве старших значащих разрядов большего и меньшего приращений по единичному значению первого триггера 11 и младшему значащему разряду б 34236

Л(А,B,C,D,E,Г,L)=ABC vCDE vAFCBч ч ЕСАВч FC АЫ 30 где А — признак того, что приращение по данной координате больше или равно приращению по второй координате;

 — признак перехода рассматриваемого разряда делителя частоты 4 35 из 0 в 1

С вЂ” единичное значение выхода динамического регистра блока регистров 1, который соответствует рассматриваемой координате; 40

D — признак старшего значащего разряда приращений

Š— признак единичного состояния первого триггера 11;

à — признак единичного состояния второго триггера 12; — единичное значение вы- 45 хода динамического регистра блока регистров 1, соответствующего второй координате. делителя частоты 4 импульс интерпо лирования выдается всегда, а по переходу разряда делителя частоты из 0 н 1 только при наличии 1 в соответствующих разрядах . большего и меньшего приращений. HMпульс интерполиронания, запомненный вторым триггером 12, может быть 5 выдан по координате с меньшим прира.щением при нулевом значении разряда меньшего приращения и переходе соответствующего разряда делителя частоты 4 из 0 в 1 (т.е. н )0 том случае, когда другого импульса по координате с меньшим приращением не выдается).

Первый и второй триггеры 11 и 12 устанавливаются в исходное (нулевое) состояние сразу же после выполнения операций, в которых они участвуют, а затем используются для последующего анализа разрядов приращений и делителя частоты 4.

Таким образом, первый блок сравнения 3 реализует логические функции . И-ИЛИ для поступающих в него сигналов от блока регистров 1, первого и второго триггеров 11 и 12 и делителя25 частоты 4 в соответствии с логической функцией Л для каждой из координатных осей:

Импульсы интерполирования выдаются по координатам Х и У и при наличии единичного значения функции

Л (A, В, С,З, Е, F, ). ) для соответствующей координаты.

Формула изобретения

Линейный интерполятор, содержащий последовательно соединенные блок управления, делитель частоты, первый блок сравнения и блок регистров, выходы которого подключены ко входам блока управления и первого блока сравнения, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия интерполятора, н него введены второй блок сравнения, первый и второй элементы.И, первый и второй триггеры и элемент НЕ, первый и второй блоки определения нулевых разрядов координатных приращений, входы которых и вход второго блока сравнения подключены к выходам блока регистров, выход первого блока определения нулевых разрядов координатных приращений подключен к входам первого и второго элементов И, дна других входа которых присоединены к выходу блока управления и через элемент НЕ к выходу делителя частоты, выходы второго блока сравнения и второго блока определения нулевых разрядон координатных приращений присоединены к входам второго элемента И, выходы первого и второго элементов И подключены к входам первого и нторого триггеров, выходы которого соединены с соответствующими входами первого блока сравнения, выход первого триггера соединен со входом блока управления, другой вход которого подключен к выходу элемента HE.

Источники информации, принятые во ннимание при экспертизе:

1. Меланченко Л. A., Немкова B. B. и др. Автоматические построители графиков ЦВМ М., Энергия, 1969.

2. Авторское свидетельство СССР

М 344415, М. кл. 605 В 19/18, 1971

3. Авторское снидетельство СССР

М 259492, М.кл . Ц 06 6 7/30, 1968.

634236

Составитель В. Кошкин

Редактор Р. Антонова Текред О.Андрейко Корректор С.Гарасиняк

Закаэ 67бО/45 Тираж 991 Подписное

Ш ИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам иэобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4