Линейно-круговой интерполятор

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТ©РСК©МУ С ТВЛЬСТВУ (61) ДОПОЯННтЕЯ»НОЕ «С Еат. СВмД-ВУ (22) Закалено 2G1178 (23) 2ь85979/18-24 с Гцънсоедмнением эеяьмм l49 (51)М. Кл.

G 05 В 19/415

Государстаеииый комитет

СССР оо делам изобретеиий и открытий (23) Приорнтет

Опублнковено 2Ы231. Ьюяяетен» HQ 7

Дата опублнновенн я описания 2 З.О Ъ81 (53) УДК 621.503. ,55(088.8) (72) Авторы изобретения

В. Л. Кошкин и Э. Т. Горбенко (71} Заявител»

{54) ЛКН@ЯНО-КРУГОВОЯ ИНТЕРПОЛЯТОР

Изобретение относится к автомати-: ке и вычислительной технике и мо«хет быть использовано в различных системах программного управления и управляющих машин.

Известен линейно-круговой интерполятор, построенный на основе двух цифровых дифференциальных анализаторов (ЦДА), каждый из которых состоит из реверсивного счетчика подынтегральной функции накапливающего сум матора, ключей переноса и элемента задержки (1 .

Недостатком такого интерполятора является необходимость использовать 15 два такта: один для суммирования значения подынтегральной функции с накопленной величиной интеграла, второй для корректировки значения подынтегральной функции, что вдвое снижает 20 максимальную частоту круговой ингерполяции, что особенно вредно в случае использования интерполятора в устройстве предварительного расчета данных, например, для коррекции эквидистанты или фрезирования винтовой линии.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является интерполятор, состоящий из последовательно соединенных реверсивных счет 30 чиков, блоков ключей и накапливающих сумматоров, выходы переполнения которых связаны с входом реверсивных счетчиков, элемента задержки и формирователя (2j.

Недостатком такого интерполятора является низкое быстродействие.

Цель изобретения — повышение быстродействия интерполятора.

Указанная цель достигается тем, что линейно-круговой интерполятор, содержащий первый элемент И и з каждой координате интерполирования второй элемент И, первый блок суммирования, выход которого соединен с первым входом третьего элемента И, и последовательно соединенные четвертый элемент И, второй блок суммирования, третий блок суммирования и пятый элемент И, выход которого подключен к выходу интерполятора и к чторому входу третьего элемента И данной координа ы интерполирования, в каждую координату интерполирования введен триггер, а первый, второй и третий блоки суммирования каждой координаты интерполирования чыполнены в виде последовательно соединенных первого комбинационного сумматора и первого регистра на j-К триггерах, 807236 второго комбинационнОГо сумматора и второго регистра на (-К триггерах, а также третьего комбинационного сумматора и третьего регистра íà J-К триггерах, причем в каждой координате интерполирования первый вход триггера подключен к запускающему входу интерполятора, второй вход — к выходу третьего элемента И данной координаты интерполирования, первый выходк входу первого элемента И, а второй выход — к первому входу второго элемента И данной координаты интерполирования, второй вход которого соединен с тактирующим входом интерполятора, а выход — с вторым входом третьего регистра на )-К триггерах, и с вторым входом пятого элемента И данной координаты интерполирования, подключенного выходом к первому входу четвертого элемента И другой координаты интерполирования и к второму20 входу первого регистра на j-К триггерах данной координаты интерполирования, второй вход четвертого элемента И" каждой координаты интерполирования соединен с управляющим входом р интерполятора, а выход первого, второго и третьего регистров íà j-К триггерах соединены с соответствующими входами первого, второго и третьего комбинационных сумматОРов данной ко- З ординаты интерполирования соответственно.

На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого интерполятора.

Интерполятор состоит из третьих

1 и 2, вторых 3 и 4 и первых 5 и б регистров на j-К триггерах, работающих по заднему фронту импульсов синхронизации, третьих 7 и 8, вторых

9 и 10, первых 11 и 12 комбинацион- 49 ных сумматоров, вторых 13 и 14, пятых 15 и 16, четвертых 17 и 18> третьих 19 и 20 элементов И, триггеров

21 и 22, первого элемента И 23, а также первых 24 и 25, вторых 26 и

27 и третьих 28 и 29 блоков суммирования.

Интерполятор может работать в двух основн ых режимах: в режиме линейной и в режиме круговой интерполяции.

В режиме линейной интерполяции интерполятор работает следующим о6разом.

В регистры 1 и 2 заносится машинная единица МЕ. Величина х заносится в регистры 3 и 5, а величина у в ре- 5 гистры 4 и 6. Потенциал режима круговой интерполяции КИ отсутствует, поэтому элементы И 17 и 18 закрыты.

По сигналу "пуск" триггеры 21 и 22 .устанавливаются в единичное состоя- gQ ние и открывают элементы И 13 и 14, в результате чего импульсы тактовой .частоты 1 „ начинают проходить через элементы И 14 и поступают на входы элементов И 15 и 16, которые управляются сигналами переноса сумматорОв 7 и 8. В этот момент на выходе сумматора 7 стоит сумма машинной единицы (МЕ), т.е. величины

10000... 0 и дх, а на выходе сумматора 8 сумма ME и ау. Если зта сумма не создает сигнала переполнения, то элементы И 15 и 16 закрыITH и по заднему фронту импульса частоты „ указанные суммы заносятся в регистры 1 и 2i так как они построены íà j-К триггерах, работающих от заднего фронта синхроимпульсов. К приходу следующего импульса величины, хранимые в регистрах 1 и 2, и величины Ь х и ау образуют новые суммы на выходах сумматоров 7 и 8. Пусть при этом возникает переполнение сумматора 7. Тогда элемент И 15 открыт, и импульс f „проходит на выход интерполятора по координате х и одновременно на вход сигнала синхронизации регистра-5 и элемента И 19. В результате чего сумма Ьх + 1 (ах в дополнительном коде) записывается з регистр 5 по заднему фронту. Если на выходе сумматора был при этом .сигнал "перенос", это означает, что число импульсов, отработанных по координате х, равно дх, то элемент И 19 открыт, и с его выхода сигн..л поступаеr на нулевой вход триггера 21 и устанавливает его в нуль. При этом закрывается элемент И 13. Аналогично работает канал координаты у и, когда отработка Перемещения по у заканчивается, устанавливается в нуль триггер 22, элемент И 14 закрывается, а на выходе элемента И 23 формируется сигнал "окончание отработки кадра". Поскольку изменение состояния регистров происходит нй заднем фронте синхроимпульсов, один и тот же импульс обеспечивает суммирование и подсчет величины отработанного перемещения йх и ду.

В режиме круговой интерполяции информация заносится в устройство следующим образом: в регистры 1 и 2 заносятся машинные единицы, в регистр

3 величина y> Rsin%„, в регистр 4 величина ьх = R cosy„, в регистр 5

Ах Rcosg< - R cosIf>, в регистр 6 величина ьу Rsiп М„ - йы и Ч„,. где

R — радиус интерполируемой окружности, Ч, — начальный, а Ч вЂ” конечный углы поворота радиуса вектора. В схему вводится потенциал режима круговой интерполяции КИ, который открывает элементы И 17 и 18. На вторые входы сумматоров 9 и 10 подаются коды "1" в зависимости от направления обхода дуги.

Далее по сигналу "пуск" триггеры

21 и 22 устанавливаются в состояние единицы и открывают элементы И 13 и 14. При этом начинается работа интерполятора точно также, как описано выше в режиме интерполяции, 807236 с тои лишь разницей, что выходные сигналы элементов И 15 и 16, проходя через элементы И 18 и 17, ыа синхронизирующие выходы регистров 4 и 3 соответственно, обеспечивают по своему заднему фронту корректировку значений подынтегральных функций в регист;рах 3 и 4. При этом интерполятор попрежнему работает по однотактному циклу.

Экономический эффект от использования данного изооретения возникает в результате того, что быстродействие интерполятора повышается в два раза.

Это позволяет сократить в два раза время проверки программы в ускоренном режиме, использовать интерполятор, 15 работающий на привод, также для расчЕта поправок при коррекции эквидистанты при смене кадра до величины

У, где Г .„ — частота интегЮти ратора, t — время ввода, Р— цена е импульса, что при: = 0,001 c, S

0,01 мм дает величину 25 мм. Это значит, что при максимальной величине коррекции фрезы R = 25 мм, имеется возможность исключить из системы интерполятор расчета поправки, состоящий из двух интеграторов.

Формула изобретения

Линейно-круговой интерполятор, содержащий первый элемент И и в каждой координате интерполирования второй элемент И, первый блок суммирования, выход которого соединен с первым входом третьего элемента И., и последовательно соединенные четвертый элемент И, второй блок сум мирования, третий блок суммирования и пятый элемент И, выход которого 4р подключен к выходу интерполятора и к второму входу третьего элемента И данной координаты интерполирования, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия интерполятора, в каждую координату интерполирования введен триггер, а riepвый, второй и третий блоки суммирования каждой координаты интерполирования выполнены в виде .оследовательно соединенных первого комбинационного сумматора и первого регистра на j --К триггерах, второго комбинационного сумматора и второго регистра на

j-K триггерах, а также третьего комбинационного сумматора и третьего регистра на j-К триггерах, причем в каждой координате интерполирования первый вход триггера подключен к запускающему входу интерполятора, второй вход — к выходу третьего элемента И данной координаты интерполирования, первый выход — к входу первого элемента И, а второй выходк первому входу второго элемента И данной координаты интерполирования, второй вход которого соединен с тактирующим входом интерполятора, а выход — с вторым входом третьего регистра на j --К триггерах и с вторым входом пятого элемента И данной координаты интерполирования, подключенного выходом к первому входу четвертого элемента И другой координаты интерполирования и к второму входу первого регистра на j-К триггерах данной координаты .интерполирования, второй вход четвертого эле- мента И каждой координаты интерполирования соединен с управляющим входом интерполятора, а выход первого, второго и третьего per быстров йа j-К триггерах соединены с соответствующими входами первого, второго и третьего комбинационных сумматоров данной координаты интерполирования соответственно.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Воронов A. А. и др. Цифровые аналоги для систем автоматического управления, M. — Ë., Академия -наук, 1960, с..120.

2. Там же, с.136, рис. 64 (прототип).

807235 зьиодх

ru

/7уам

Составитель Н. Белинкова

Редактор Л. Кеви Техред Н. Майорош Корректор М. Коста

Заказ 283/71 Тираж 951 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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