Линейно-круговой интерполятор
Союз Советских
Социалистических
Республик
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
«н732818 в
Ъ (61) Дополнительное к asT. саид-ву— (22) Заявлено 20.1277 (21) 2558008/18-24 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет—
G 05 В 19/18
Государственный комитет
СССР но делам изобретений и открытий
Опубликовано 050580. Бюллетень ¹ 17
Дата опубликования описания 050580 (5Ç) УДК 621.503..55 (088. 8) (72) Автор изобретения
Б.М.Куперман (71) Заявитель (54) ЛИНЕЙНО-КРУГОВОЙ ИН1ЕРНОЛЯ 1ОР
ЛХ;=
Yi
xi и;
ЛУ; =
Х;+ лх, Х пi
Х
dY;
Уи = Yi + а У
Жм
ЛХ
I и; л, L
Хк и; у Y и
Изобретение относится к автоматическому управлению и предназначено для использования в контурных системах программного управления станками.
Известен линейно-круговой интерполятор, построенный на основе цифровых дискретных анализаторов (UAA) (12.
Основной его недостаток — большая разрядность вычислений, определяемая необходимой точностью вычислений.
Наиболее близким по технической сущности к изобретению является 15 линейно-круговой интерполятор с большим шагом интерполяции, основанный на интегрировании величин Х и Y.
Он содержит первый и второй регистры, соединенные соответственно через 2а первый и второй вентили с первой управляющей шиной, делитель частоты, соединенный со входами третьего и четвертого вентиля, управлиощие входы которых соединены соответст- 25 венно с второй и третьей управляющими шинами, первую и вторую вхОдные и выходные шины (22.
Устройство в режиме круговой интерполяции реализует в соседних вычислительных циклах поочередно следующие алгоритмы:
1) 1 Л 2) 1 hi п n; . R х;,„= х; +Лх; у;,1= У; +Лх;
В режиме линейной, интерполяции отсутствует сигнал на первой управляющей шине и на выходные шины поступают соответственно, сигналы Y и Х в результате реализации следующего алгоритма:
Известное устройство в режиме круговой интерполяции воспроизводится контур окружности с контурной погреш732818 ноствю б К,а в режиме линейной интер поляции воспроизводит контур прямой с контурной погрешностью б6.Погреш ности 6 R иб Ь измеряются по нормали к интерполируемому, контуру и являются соответственно суммой возникающих в каждом цикле вычислений контурных шаговых погрешностей б R и 6 L.
Погрешность ф R имеет две составляющие s контурную шаговую методическую погрешность 6 R, которая опре- ® деляется йриближенным характером формул в алгоритме интерполяций, по которым определяются величины
bX и аУ: контурную шаговую вычислительную погрешность $ R<, которая определяется приближенным характером вычислений по формулам алгоритма интерполяции.
Погрешностьб RS имеет две составляющие: б R и о R Погрешность сГRg возникает при расчете величины 20 ах ил Y с определенной точностью.
Погрешность 6 йь возникает при использовании в формулах для расчета величин h Х и ь Y приближенных значений координат Х и Y. Погреш- р5 ность о R „so много раз больше погрешности б R gg и является определяющей в погрешности 6 Rg.
Для получения допустимой величины погрешности о Rg в известном устройстве разрядность вычислений превышает разрядность исходных данных в 2 раза, и вычисления производятся с точностью 10 " . Погреш,ность 6 Ь в отличие от круговой интерполяции имеет одну составляющую б L@, которая состоит только из погрешности б ЬЬ,. Необходимая разрядность вычислений при линейной интерполяции та же, что и при круговой. 40
Цель изобретения — упрощение кон,струкции путем уменьшения разряд,.ности вычислительных блоков.
Для достижения цели линейно-круговой интерпсжятор, содержащий первый делитель и в каждом координатном канале первый вентиль, вход которого подключен к выходу первого делителя, и регистр, вход которого подсоединен к выходу второго вентиля, причем первый вход второго вентиля каждого канала соединен с входом интерполятора, дополнительно содержит в каждом координатном канале второй делитель, первый и второй входы которого подключены к выходам регистра и первого вентиля соответственно, первый выход — ко входу регистра данного координатного канала, а второй выход — ко второму входу 66 второго вентиля другого координат-, ного канала.
На чертеже приведена блок-схема интерполятора. 65
2) Р п = (= . )ц
А лх. = (— )ц у<
i и.
Yj
ОИ и;, У 1 Y +@Х ХЬ X +
+ у„,;
bY ()u
1 п;
X 1 Xi + ХОетЛ
bX, = — (" )ч
n„. у и i
Уое1.1
Х 1
)опт
+ ьу;
Х„„= Х; +bX;
Y„„„= У;, У;.„= У;,1 + Ущ,, Х;„= Х;, + ХО,, а s режиме линейной интерполяции следующий алгоритм:
n = (—,)ц л; ьх = ()н
Х к
i п;
Х + Х
XNI,(Х Ы OC аУ; = ()ц !
Y = (Хк
) ОСт.
Хн;м= ук. + ХОет.i
Схема содержит первый 1 и второй
2 регистры, вторые 3 и 4 и первше
5 и 6 вентили, вторые 7 и 8 и первый 9 делители, входы 10 и 11, управляющие шины 12-14, а также выходные шины 15 и 16. устройство работает следующим образом.
На входах 10 и 11 задаются соответственно величины R или L, а на выходе делителя 9 формируется величина n t + )ö, гце ц - частное при делении нацело. По сигналу с шины 13 на выходе делителя 7 формируется величина а Y при круговой интерполяции и а х при линейной интерполяции. С выхода остатка величина ХОш, где ост. — остаток при делении нацело, поступает на регистр 1, где формируется величина
Х; = Х; + Xpc> . ПО сигналу с шины
14 на выходе делителя 8 формируется величиналХ или ьХ, а с выхода остатка величина У,поступает на регистр ?, где формируется величина
У1ч Yi + Уо
Таким образом, s предлагаемом линейно-круговом интерполяторе в режиме круговой интерполяции в соседних вычислительных циклах реализуются следующие алгоритмы: л.
1), R аУ,=() и;
732818
1б Нв1 < 0,12 E.Ä., Формула изобретения
ЦНИИПИ Заказ 1552/9 Тираж 956 Подписное
Филиал ППП Патент, r.Óàãoðoä, ул. Проектная, 4
Округленные в алгоритмах величины
Il приводит только в погрешности контурной скорости и не влияет на величину контурной погрешности б R и 6 L.
Вычисления по алгоритму, реализуемому в интерполяторе, имеют следую" щие особенности с погрешности 6 В и б L<
5 в процессе интерполяции не накапливаются ввиду учета в каждом цикле вычислений погрешности, возникшей в предыдущем цикле, что приводит к отсутствию в предлагаемых алгоритмах погрешностей 4 Взи с Ьь„, являющихся основными составляющими погрешностей б R Вывод аналитического ныражейия длЯ погРешностей б йь, б R и б Ьв ввиду сложности здесь не приводится. Алгоритм работы предлагаемого линейно-кругового интерполятора проведен по точности на управляющей ЭВИ И-6000. Полученные значения 30 погрешностей б R б R11 и б Lg полностью соответствуют аналитическим выражениям для этих погрешностей. В результате получены следующие зависимости: 1 б В 1 < 2 Е.Д.В. 16 Lg 1 < 4 Е.Д.В., ЭдС вЂ” единица дискретности вычислений н интерпол торе. Таким образом, в предлагаемом линейно- круговом интерполяторе достаточно производить вычисления с точностью 10, чем обеспечивается следующее соотношение: где Е.д. — единица дискретности исходных и выходных данных в интерполяторе. Полученная. величина погрешности 6 R> практически позволяет считать величину контурной погрешности 6 R состоящей только из погрианости 6 й,. Так как делитель по аппаратурной сложности эквивалентен множительному устройству, то уменьшоние разрядности вычислений в предлагаемом устройстне уменьшает разрядность всех вычислительных блоков и значительно упрощает интерполятор, Линейно-кр ганой интерполятор t содержащий первый делитель и в каждом координатном канале первый нентиль, вход которого подключен к выходу первого делителя, и регистр, вход которого подсоединен к выходу второго вентиля, причем первый вход второго вентиля каждого канала соединен с входом интерполятора, о т— л и ч а ю шийся тем, что,,с целью упрощения интерполятора, он содержит в каждом координатном канале второй делитель, первый и второй входы которого подключены к выходам регистра и нервоГо вентиля соответственно, первый вход — ко входу регистра данного координатного канала, а второй ныход — ко второму входу второго вентиля другого координатного канала. Источники информации, принятые но внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 9500518, кл. G 05 В 19/18, 1974. 2. Сб. Станки с числовым программным управлением, участки и автоматические линии на их основе, ИДНТП, 1974„. с.96-102(прототип).
