Линейно-круговой интерполятор

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕ Н И Я

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистическик

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 06.08.76 (21) 2393818 18-24 с присоединением заявки ¹â€” (51) .t>. Ii.!.

G 05В 19. 18! (53) УД !, 621.503.55 ! (088.8) Оп1 блико((ано 30.06.79. Б(о, (лстснь ¹ 24 по делам изобретений н откр((тнй

Дата опуолпкован((я описан((я 30.06.79 (72) Авторы изобретения

Э. П. Катилас, И. В. Иодо, A. Н. Гирявенко и Г. А. Родин (71) Заявитель

Институт технической кибернетики

АН Белорусской ССР (54) ЛИНЕЙНО-КРУГОВОЙ ИНТЕРПОЛЯТОР

Государственный комитет (23) Приоритст—

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано для управления устройствами с числовым программным управлением.

Известны линейно-круговые интерполяторы, содержащие блоки программ, задания скорости, определения знака, схем И, счетчики приращений, регистры, сумматор, логические элементы (1, 2).

В известных интерполяторах скорость интерполирования задается программно при ограниченном числе ступеней скорости.

Переход с одной скорости на другую происходит рывком, т. е. неплавно. При этом возникают напряжения и удары в механических конструкциях управляемых устройств.

Ступени скорости и время разгона и торможения задаются программно, что приводит к излишнему расходу средств и времени на подготовку программ.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является линейно-круговой интерполятор, содержащий блок определения знака, первый вход которого подключен к выходу сумматора, второй вход — к выходу блока задания скорости, а выход — к первым входам координатных регистров, счетчиков координат2 ных приращений н координатных блоков элементов И, вторыс входы которых соединены с выходами соответствующих координатных регистров, а выходы — с первыми входами сумматора, вторые входы которого подключены к выходам блока определения знака, вторые входы координатных регистров и счетчиков координатных приращений подсоединены к выходам блока ввода про1р граммы (3). Недостатком ннтерполятора является его сложность.

Целью изобретения является упрощение интерполятора и сокращение времени на подготовку программ.

Указанная цель достигается тем, что в интерполятор введены элементы ИЛИ и

НЕ, а блок задания скорости выполне:(в виде последовательно соединенных преобразователя код-напряжение, элемента кор2р рекции частоты н управляемого генератора. входы первого элемента ИЛИ и первые входы элементов ИЛИ подключены и выходам счетчиков координатных приращений, выходы элементов НЕ соединены со входами преобразователя код-напряжение, à Входы — с выходамн вторых элементов ИЛИ вторые входы которых подключены к выходу первого элемента ИЛИ, причем выход управляемого генератора является выходом зр, олока задания скорости.

670923

На чертеже приведена функциональная схема иптерполятора.

Линейно-круговой интерполятор содержит блок ввода программы 1, блок зада11ия скорости 2, блок определения знака 3. координатные блоки элементов И 4, счетчики координатных приращений 5, координатные регистры 6, сумматор 7, логический блок

8, содер>кащий первый элемент ИЛИ 9, вторыс элементы ИЛИ 10 и элементы HE

11, а блок задания скорости содержит преобразователь код — напря>кение 12, управляемый генератор 13 и элемент коррекции частоты 14.

Преобразователь код — напря>кение 12 выполнен, например, на резисторах. В качестве элемента 14 может использоваться конденсатор, а генератор 13 может быть выполнен на основе двухкаскадного неинвеIITHpóþùñão усилителя постоянного тока с времязада1ощнм конденсатором в цепи эммптеров каскада, включенного по схеме с общей базой и каскада с общим коллектором. В цепи разряда времязадающего конденсатора включено управляемое напря>кенпем сопротивление.

Выходная характеристика генератора 13 описывается выражением ,1 =- j, + t; Р" A i (1) где fo — начальная частота; к — коэффициент пропорциональности; Л1 — код на входе преобразователя 12.

Работа интерполятора происходит следующим образом. Устанавливаются в нулевое положение счетчики 5, регистры 6 и сумматор 7. На входы преобразователя поступают нулевые потенциалы. Выходное напряжение преобразователя 12 имеет минимальное значение. Генератор 13 вырабатывает импульсы с частотой о. Через блок 1 в счетчики 5 заносятся коды, соответствующие требуемым перемещениям по оси Х и

У. Посредством логического блока 8 анализируются коды, занесенные в счетчики.

При этом возможны следующие случаи:

1) единичные значения кодов есть в одном из старших разрядов любого из счетчиков

5; 2) единичных значений кодов нет в старших разрядах счетчиков 5, но они есть в любом из средних разрядов; 3) единичных разрядов нет в старших и средних разрядах счетчиков 5.

В первом случае на одном или нескольких входах элемента ИЛИ 9 будет скачком установлен нулевой потенциал, который проинвертируется элементами HE 11 и поступит на входы блоков задания скорости

2, т. е. на все разряды преобразователя 12.

Напряжение на входе генератора 13 начнет экспоненциально возрастать (по абсолютной величине). Частота генератора 13, а следовательно и скорость интерполирования, также будет возрастать по закону

f =%+к $ Ë (1 — с г ), (2) где Т вЂ” постоянная элемента 14. Таким образом, выходная частота блока задания скорости 2 будет изменяться по закону, близкому к экспоненциальному. Темп разгона будет определяться параметрами элемента 14.

В процессе интерполирования код в счетчиках 5 уменьшается. Выходная частота блока задания скорости 2 не изменяется

:1o тех пор, пока в старших разрядах счет1иков 5 будут единицы. После установки пулей в старших разрядах счетчиков 5 частота генератора 13 начинает изменяться по закону

4 = % + к 1 Ar — 1 . (1 — е — t — t — ti — к1/ .1 . (1 — et ) (1 — e г ), (4) 40 Аналогично, каждой последующей i ступени и тактов интерполирования будет соответствовать частота

1,.=% -г- к / 1 — 1 (1 — e ) — — ... —, 45 — t — t--ti

+(— 1)1 1к1IХ(1 — е т...(1 — с г ). (5) Момент окончания увеличения и начала уменьшения скорости интерполирования нао0 ступит при равенстве достигнутой и заданной частот.

f;= >-Р Л вЂ”;+ fo. (6)

Далее процесс понижения частоты интерполирования будет протекать аналогично вышеизложенному (3).

В случае, когда единичных значений кодов нет в старших и средних разрядах счетчиков 5, интерполирование происходит с начальной скоростью, соответствующей частоте f o.

В результате применения предложенного решения экономия оборудования составляет

24 ячейки ЭВМ «Минск-32» стоимостью

356 рублей. Изменение скорости интерполиf = fo + кУ - 7;+ 1><(Р Л ; — V. I ;) t: (3)

Таким образом, выходная частота блока задания скорости 2 плавно изменяется по закону, близкому к закону квадратичной параболы.

25 В случае, когда в старших разрядах счетчиков 5 нет кода, но он есть в одном из средних разрядов, в первых п тактах интерполирования происходит увеличение BI>I. IoäHoI(частоты б col<3 3 I ания скорости 2 coI

З0 ласно закона (2), где п — информационная емкость мтадших (1 — 5) разрядов счегчиков 5. Следующие п тактов интерполировавания скорость интерполирования изменяется по закону

670923

Составитель В. Кошкин

Техред A. Камышникова

Редактор С. Равва

Корректор Е Угроватова

Заказ 4168 Изд ¹ 403 Тираж 1014 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

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

Загорская типография Упрполиграфиздата Мособлисполкома рования происходит плавно, что снижает перенапря кение В х(сханических конструкциях управляемых устройств, улучшается качество обработки и увеличивается производительность. Экономия прогр ам моносителя 1псрфолента, магнитная лента) составляет 16 — 20%. Уменьшается на 20% время, ;,трачиваемое на подготовку программ, искл1очаются ошибки программирования, связанные с заданием скорости.

Формула изобретения

Линейно-круговой и, содержащий блок определения знака, первый вход которого подключен к выходу сумматора, второй вход — к выходу блока задания скорости, а выход — к псрвым входам координатных регистров, счетчиков координатных приращений и координатIfI»v блоков элементов И, вторые входы KQTopbfx соединены с выходами соответствующих координатных регистров, а выходы — с первыми входами сумматора, вторые входы которого подключены и выходам блока определения знака, вторыс входы координатных регистров и счетчиков координатных приращений подсоединены к .выходам блока ввода программы, о т л ич а Io щ If и с я тем, что, с целью сокращения времени подготовки программы и упрощения интсрполятора, в него ввсдсны элементы ИЛИ и НЕ, а блок задания скорости выполнен в виде последовательно соединенных преобразователя код — напряжение, элемента коррекции частоты и управляемого генератора, входы первого элемента ИЛИ и первые входы вторых элементов ИЛИ подключены к выходам счетчиков координатiIbIx приращений, выходы элементов НЕ соединены со входами преобразователя код — напряжение, а входы — с выходами вторых элементов ИЛИ, вторыс входы коTopbIx подключены к выходу первого элемента ИЛИ, причем выход управляемого генератора является выходом блока задания скорости.

Источники информации.

20 принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свпдст=;lhcTBo СССР

М 302729, кл. G 06G 7 30, 1970.

2. Патент Великобритании № 1303737, кл. G 3Х, 1973, 3. Лгурский М. С. и др. Числовое программное управление станками. М., <Машиностроение». 1966, стр. 178 — 179.