Интерполятор для систем программного управления

 

Ссифз CoseTclENN

Соцналнстическн к

Рвспублик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<и) 658528 (6I) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 01.03,77 (2l} 2456764/18-24 с присоединением заявки РЙ (23) Приоритет (61) М. Кл.

G 05 В 19/18

Государственный комитет сссР по делам изобретений н открытий (63) УДК 621. 503, .55(088.8) Опубликовано 250479 Бюллетень М 115

Дата опубликования описания 250479 (72) Автор изобретения

Г.Я.Кузьмин (71) Заявитель (54 ) ИНТЕРПОЛЯТОР ДЛЯ СИСТЕМ ПРОГРАММНОГО

УПРАВЛЕНИЯ

Изобретение относится к области. автоматики и вычислительной техники и может быть использовано в системах программного управления станками.

Известны интерполяторы, работающие по принципу цифровых дифференциальных анализаторов (ЦЦА), построенные на сдвиговых регистрах, работающие в двоичной системе и содержащие специальные блоки определения старшего разряда регистра подынтегральной функции (1)и (2).

Недостатком этих устройств является то, что реализация их требует значительного оборудования, они не учитывают возможного изменения значению подынтегральных функций (их разрядности) на участке интерполяций, что снижает быстродействие интерполятора из-за необходимости работать с масштабом, рассчитанным для максимально возможной разрядности, Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является интерполятор для систем программного управления, содержащий блок ввода программы, первый выход которого связан с первым вхо дом блока задания скорости, второй вход которого соединен с выходом первого элемента И, коммутатор и по каждой координате счетчик перемещений, первый регистр, сумматор и последовательно соединенные второй регистр и блок коррекции, выходы первого регистра и блока коррекции соединены с первым и вторым входами сумматора данной координаты соответственно, первый выход сумматора связан со входом первого регистра одноименной координаты, второй выход блока ввода программы подключен к первым входам счетчиков перемещений и коммутатора, выходы которого подсоединены к одним из входов блоков коррекции, третий выход блока ввода программы связан со входами вторых регистров, первый выход блока задания скорости связан с третьими входами сумматоров, а входы первого элемента И соединены с выходами счетчиков перемещений (3 ).

Недостатком этого интерполятора является то, что использование предварительно рассчитанного масштабного коэффициента М усложняет подготовку программ, увеличивает объем вводимой информацни, требует

28 4

8 6585 значитель ного дополнительного оборудования и снижает быстродействие

) так как в процессе работы интерполятора вводимая в него информация корректируется в широких пределах и, следовательно, величина

М должна определяться, исходя из 5 наихудшего случая.

Целью предлагаемого изобретения является упрощение интерполятора и повышение его быстродействия.

Поставленная цель достигается тем, П3 что в интерполятор введены элемент

ИЛИ и по каждой координате второй элемент И и триггер, единичный вход которого подключен ко второму выходу сумматора данной координаты, нулевые входы триггеров подключены к выходу элемента ИЛИ, входы которого подсоединены ко входам вторых регистров и к выходам блоков коррекции и ко вторым входам сумматоров, единичные выходы триггеров подсоединены к одним из входов вторых элементов И соответствующей координаты, другие входы вторых элементов И подключены ко второму-выходу блока задания скорости, а выходы — ко вторым входам 45 коммутатора, ко вторым входам счетчиков перемещений и к выходам интерполятора.

На чертеже представлена блок-схема интерполятора, Интерполятор содержит 30 блок ввода программы 1, блок задания скорости .2, первый элемент И 3, коммутатор 4, счетчики перемещений 5, блоки коррекции 6, вторые регистры

7, сумматоры 8, первые регистры 9, элемент ИЛИ 10, триггеры 11 и вторые элементы И 12.

Рассмотрим работу интерполятора, например, в двух следующих режимах: в режиме линейной интерполяции и в режиме круговой интерполяции.

В режиме линейной интерполяции вводимая информация перед началом работы распределяется Следующим образом. Код скорости с выхода блока

1 записывается в блок 2, а величины перемещений а Х, дХ ... n Xд заносятся в регистры 7 соответствующих

Координат и одноврЕменно, в виде дополнительного кода, в счетчики перемещений 5. В коммутатор 4 поступает, признак линейной интерполяции.

По этому признаку коммутатор 4 вырабатывает сигналы, настраивающие блоки 6 на передачу бе" коррекции ко дов с выходов блоков 6 коррекции на 55 входы регистров 7. При работе в режиме линейной интерполяции импульсы с выхода блока задания скорости 2 поступают на сумматоры 8, осуществляют поразрядное сложение содер- 60 жимого регистров 7 и 9, при этом полученная сумма записывается в регистры 9. Сигналы переноса, возникающие при суммировании двух любых разрядов слагаемых, устанавливают в 1 триггеры 11, а сигналы 1 следующих (старших) разрядов приращений через элемент ИЛИ 10 сбрасывают все триггеры 11 в О. Таким образом, в одном цикле суммирования в состоянии 1 будет находиться только тот из триггеров 11, который установлен в 1 переполнением из старшего разряда, причем этот старший разряд определяется большим из приглашений

Х, Ъ Х ...ЬХ„.Такт блока задания скорости 2, следующий за тактом суммирования старшего разряда, поступает на входы всех элементов И

12, открытые единичными выходами триггеров 11, и затем на счетные входы счетчиков 5 и выходы соответствующей координаты интерполятора. При этом, независимо от величины заданных приращений, переполнение, возникающее в старшем разряде любой из координат, будет выделяться и поступать на выход.

Так будет продолжаться до тех пор, пока все счетчики 5 не окажутся в нулевом состоянии. Тогда элемент

И 3 формирует сигнал окончания отработки кадра, который поступает в блок задания скорости 2 и прерывает выработку тактовых импульсов.

В режиме круговой интерполяции вводимая информация распределяется по блокам следующим образом. Информация о координатах начальной точки дуги окружности Х„, Х заносится нi н в регистры 7 тех координат, которые определяются нужной плоскостью интерполяции. Так, при интерполяции в плоскости Х10Х Хщ заносится в регистр 7 координаты Х,, а Х н- в регистр 7 координаты X . Величины приращений, определяемые как разность координат конеччой и начальной точки дуги, т.е ° каках = х - х и ах=

4К 4К 2. х „— х, заносятся в виде допол1Н нительного кода в соответствующие счетчики перемещений 5 так, что ьХ; заносится в счетчик 5, соответствую-. щий координате Х, аьХ вЂ” в счетчик 5, соответствующий коорди ате Х

Например, при интерполяции в плоскости Х ОХ,аХ1 заносится в счетчик

5 координаты Х>, аьХ вЂ” в счетчик 5 координаты Х . В коммутатор 4 поступа" пает с выхода блока 1 признак плоскости и направления интерполяции.

При этом коммутатор 4 формирует сигналы, настраивающие один из блоков

6 сложения-вычитания на добавление, а другой — на вычитание 1 к содержимому соответствующего регистра 7 в процессе его рециркуляции, что обеспечивает коррекцию подынтегральной функции.

Далее работа осуществляется так же, как при линейной интерполяции, и так же происходит выделение переноса из старшего разряда, как и в режиме линейной интерполяции. При этом схема обеспечивает точное вы6585?8

Таким образом, преимуществом данного интерполятора являются его упрощение, возможность произвольного увеличения числа интегратора в интерполяторе без усложнения схемы, расширение класса обрабатываемых траекторий за счет возможности отработки траекторий, текущие координаты которых во время работы могут изменять разрядность своих значений (например, дуги окружностей, парабол и т.д.), повышение быстродействия за счет автоматического определения старшего значащего разряда всех интеграторов и возможности работать на скорости, соответствующей наибольшей скорости выработки приращений интеграторами.!

20

Формула изобретения

Интерполятор для систем программного управления, содержащий блок ввода программы, первый выход кото-. рого связан с первым входом блока задания скорости, второй вход которого соединен с выходом первого элемента И, коммутатор и-по каждой координате счетчик перемещений, первый регистр, сумматор и последовательно соединенные второй регистр ,и блок коррекции, выходы первого регистра и блока коррекции соединены .с первым и вторым входами сумматора данной координаты соответственно, первый выход сумматора связан со вхо35

40 деление переполнения, несмотря на то, что содержимое регистров 7 и

Y < разрядность в процессе отработки дуги окружности непрерывио меняется.

Оканчивается круговая интерполяция, когда счетчики 5 окажутся в состоянии О. 5 дом первого регистра одноименной координаты, второй выход блока ввода программы подключен < первым входам счетчиков перемещений и коммутатора, выходы которого подсоединены к одним из входов блоков коррекции, третий выход блока ввода программы связан со входами вторых регистров, первый выход блока задания скорости связан с третьими входами сумматоров, а входы первого элемента

И соединены с выходами счетчиков перемещений, отличающийся тем, что, с целью упрощения и повышения быстродействия интерполятора, в него введены элемент HJIH и по каждой координате второй элемент И и триггер, единичный вход которого подключен ко второму выходу сумматора данной координаты, нулевые входы триггеров подключены к выходу элемента ИЛИ, входы которого подсоединены ко входам вторых регистров и к выходам блоков коррекции и ко вторым входам сумматоров, единичные выходы триггеров подсоединены к одним из входов вторых элементов

И соответствующей координаты, другие входы вторых элементов И подключены ко второму выходу блока задания схорости, а выходы - ко вторым входам коммутатора, ко вторым входам счетчиков перемещений и к выходам интерполятора. !

Источники информации, принятые ,во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 555381, кл. 9 05 В 9/18, 1975.

2. Воронов А.А и др. Цифровые аналоги, для систем автоматического управления, N., АН СССР, 1960, ст. 132-139.

3. Дригваль Г.П. Цифровые диффе-! ренциальные анализаторы, М., Советское РаДио, 1970, ст.183-215.

658528 с c c P" с

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная,4

Составитель В.Кошкин

Редакто Э.Губиицкая Техоед Н ° Бабурка Коооектоо В.Синицкая

Эакаэ 2055/42 Тираж 1014 Подлисное

ЦЯИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений:и открытий

113035 Иосква E-35 Ра скан наб. д.4 5

Ю»