Линейно-круговой интерполятор

 

.оюз с.оветски:

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

«»860004

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву @734615 (22) Заявлено 290678 (21) 2636275/18-24 с присоединением заявки Но (23) Приоритет

Опубликовано 300881. Бюллетень Но 32

Дата опубликования описания 300881 511м. К .

6 05 В 19/18

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (53) УДК 621. 503. . 55 (088, 8) (72) Авторы изобретения

В. M. Куперман и В. П. Лоншаков (71) Заявитель (54) ЛИНЕЙНО-КРУГОВОЙ ИНТЕРПОЛЯТОР

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности, к системам числового программного управления.

По основному авт. св. Р 734615 из весте н линейно-круговой и нтерполятор, позволяющий оперативно изменять коррекцию эквидистанты в любой момент обработки и содержащий блок управления, первый выход которого подключен ко входу блока задания скорости, выход которого подключен к первому входу блока линейно-круговой интерполяции, второй и третий выходы блока управления подсоединены к первым входам первых коммутаторов в каждой координате, а четвертый выход— ко вторым входам первых коммутаторов, третьи входы которых соединены с соответствующими первыми выходами блока о линейно-Kpyroaoh интерполяции, второй вход которого подключен к пятому выходу блок . управления, а также два блока срах ения, блок совпадения н по каждой координате блок переноса, первый регистр и последовательно соединенные умножитель, делитель, второй коммутатор, второй регистр, первый и второй сумматоры, в каждой координате первый вход умножителя соединен ЗО с выходом первого коммутатора, а выход — со вторым входом второго коммутатора, вход первого регистра соединен с выходом блока переноса, первый вход которого подключен к шестому выходу блока управления, а второй вход — к выходу второго регистра, второй вход второго сумматора соединен оо вторым выходом блока линейнокруговой интерполяции, первые выходы которого подключены соответственно к первым входам первого и второго блоков сравнения, вторые входы которых подключены к седьмому и восьмому выходам блока управления, а выходы— ко входам блока совпадения, выход которого соединен со входом блока управления, входы вторых коммутаторов подключены ко вторым входам первых коммутаторов, вторые входы умножителей и делителей подключены к девятому и десятому выходам блока управления соответственноj1).

Однако область применения интер» полятора ограничена классом деталей, допускающих скругление углов излома эквидистанты.

Недостаток известного интерполятора легко показать на примере детапи из труднообрабатываемого материа860004 ла, при обработке которой желательно получить внутренние углы с наименьшим радиусом скругления, если учесть, что при обработке этого материала возникает большой изгибающий момент, вызывающий изгиб фрезы, обратно пропорциональный третьей степени ее рациуса. Небольшое уменьшение радиуса фреэы существенно увеличивает ее изгиб и понижает точность обработки, а увеличение радиуса фрезы ограничивается радиусом скругления внутренних углов. Здесь оптимальным является случай, когда радиус скругления равен радиусу фрезы, то есть когда нет скругления угла излома эквидистанты. Скругление угла излома эквидистанты требует уменьшения радиуса фрезы н, сравнении со случаем, когда нет скругления, что и ограничивает область применения интерполятора.

Цель изобретения — расширение области применения интерполятора, Поставленная цель достигается тем, что первые выходы блока интерполяции подключены к третьим входам первых коммутаторов каждой координаты через соответствующие третьи сумматоры, вторые входы которых подключены к дополнительным выходам блока управления.

На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого интерполятора; на фиг. 2 — диаграмма его работы н реиме линейной интерполяции без скругжиме и ления углов излома расчетно экнидистанты, на фиг, 3 — то же, со скруглением углон излома расчетнойй э квиди ст анты; н а фиг. 4 диаграмма работы в режиме круговой интерполяции.

Линейно-круговой интерполятор содержит блок 1 линейно-круговой интерполяции, блок 2 задания скорости, умножители 3 и 4, делители 5 и 6, первые 7 и 8 и вторые 9 и 10 регистры, первые 11 и 12 и вторые 13 и 14 сумматоры, блоки 15 и 16 переноса, первый 17 и второй 18 блоки сравнения, блок 19 совпадения, блок 20 управления, первые 21 и 22 и вторые

23 и 24 коммутаторы и третьи сумматоры 25 и 26.

На фиг. 2 — 4 приняты следующие условные обозначения: Э„ - эквидистанта к моменту начала i — го цикла вычислений; Э „- экнидистанта в конце i -го цикла вычислений; Rq расстояние по нормали между Э„и контуром н конца i-ro цикла нычислений, Х„, Y координаты начальной точки дуги, Х к, Y — координаты конечной точки прямой относительно начальной (на фиг. 2 и 3)и координаты конечной точки дуги (на фиг. 4); i-1 - начальная точка i ãî цикла, i — конечная точка i-го цикла, P„ — начальное значение радиуса-вектора прямой; Pq— радиус-вектор прямой н конце i-го цикла, P — расстояние от точки пересечения биссектрис углов излома эквидистант до прямой; K, R „ некторы коррекции к момейту начала

i -гo цикла (на фиг. 3-5 соответственно); К, R<, — векторы коррекции в конце -го цикла (на фиг, 3-5 соответственно); L j — вектор декодированный блоком 1 от начала первого цикла до конца i-ro цикла (на фиг.2);

Ri - вектор дуги в конце i ãî цикла вычислений (на фиг. 4); векторы, декодированные блоком 1 в -ом цикле (на фиг. 2-4 соответст- радиус дуги, A з4 R „— векторы, декодированные интерполято 5 ром н i-ом цикле вычислений.

Интерполятор функционирует в трех режимах: линейной интерполяции без скругления углов излома расчетной экнидистанты; линейной интерполяции

20 со скруглением углов излома расчетной эквидистанты", круговой интерполяции, Во всех режимах работы в качества исходных данных в интерполятор задаются: в блок 2 - величина контурной скорости, на входы блоков 17 и 18 соответственно координаты конечной точки прямой или дуги хк, у, на входы умножителей 3 и 4 †.величина радиуса коррекции зквидистанты и, которая может меняться по любому закону, Знак учитывает положение инструмента относительно детали, В режиме линейной интерполяции без скругления углов излома расчетной экнидистанты в качестве исходных данных в интерполятор задаются (фиг. 2): с выхода блока 20 на вход блока 1 -координаты конечной точки прямой X <, с дополнительных выходов блока 20 на входы сумматоров 25 и 26 — соотнет40 ственно величины ->„, — pg, определяющие вектор рн и с выхода блока 20 на входы дели елей 5 и б - величиHr3. Р .

В режиме линейной интерполяции без

4 скругления углов излома расчетной экнидистанты интерполятор работает следующим образом.

С выхода блока 20 на входы коммутаторов 21-24 поступает команда

50 подключения выходов сумматоров 25 и 26 через коммутаторы 21 и 22 к входам умножителей 3 и 4 и выходов делителей 5 и 6 через коммутаторы 23 и 24 кo входам рег истров 9 и 10.

Ьлок 1 вместе с блоком 2 производят

55интерполяцию контура детали, С выходов блока 1 на входы сумматоров

25 и 26 поступают соответственно величины текущих координат X и

1 определяющие вектор 7< где они

Я суммируются с величинами -p,— р

i3 результате на выходах сумматоров

25 и 26 образуются соответственно величины, определяющие вектор Я; в соо-,íåòñòâèè с соотношением (фиг.2) 5 p. = р + C, . Эти коды через коммута860004 торы 21 и 22 поступают на входы умножителей 3 и 4. После умножения в умножйтелях 3 и 4 на величину йх. и деления в делителях 5 и 6 на величину Р получаем величины, определяющие вектор К„ в соответствии с соотношением (фиг. 2) - pp + L„ . Эти коды поступают в регистры 9 и 10. В регистрах

7 и 8 хранятся коды, определяющие вектор К q, Они переносятся через блоки

15 и 16 из регистров 9 и 10 в дополнительном коде в конце предыдущего цикла по команде с выхода блока 20.

В сумматорах 11 и 12 выполняется сложение кодов, поступающих соответственно из регистров 7, 9 и 8, 10.

В результате образуются величины, определяющие разность векторов К„ и

К .4,поступающих на соответствующие входы сумматоров 13 и 14.

Таким образом, на выходах сумматоров 13 и 14, которые являются выхо- 20 дами интерполятора, образуются величины, определяющие вектор д1-э„. в соответствии с соотношением (фиг. 2)

+ <

В режиме линейной интерполяции со скруглением углов излома расчетной эквидистанты в качестве исходных данных в интерполятор задаются (фиг. 3) с выхода блока 20 на вход блока 1 координаты конечной точки прямой х» и у ; с других выходов блока

20 на входы коммутаторов 21 и 22 соответственно функции угла наклона прямой

Б\ll» И СО5Ы ,Г 2 2

l, + YK,/ х„.+ у

В режиме линейной интерполяции со скруглением углов излома расчетной эквидистанты интерполятор работает следующим образом. 40

С выхода блока 20 на входы кокыутаторов 21-24 поступает команда подключения выходов блока 20 через коммутаторы 21 и 22 к входам умножителей 3 и 4 и выходов этих умножителей через коммутаторы ?3 и 24 ко входам регистров 9 и 10. Значения in . и сов(умножаются в умножителях 3 и 4 на величину R „. В результате получаем величины, определяющие вектор

R . Эти величины поступают в регистк ° ры 9 и 10. B регистрах 7 и 8 хранятся величины, определяющие вектор

Rк„ . В сумматорах 11 и 12 выполняется сложение величин, поступающих соответственно из регистров I 9 и

8, 10. В результате обра-уются величины, определяющие разность векторов R и R „.,которые поступают на соответствующие входы сумматоров

13 и 14. В результате на выходах Я) сумматоров 13 и 14 образу.атся величины, определяющие вектор ЬТэ в соответствии с соотношением (фиг„ 3) д " R < Кк - °

В режиме круговой интерполяции в качестве исходных данных в интерполятор задаются (фиг. 4): с выхода блока 20 на вход блока 1 — координаты начальной точки дуги x R,.Y „ с другого выхода блока 20 на входы делителей 5 и 6 — величина R.

В режиме круговой интерполяции интерполятор работает следующим образом.

С выхода блока 20 на входы коммутаторов 21-24 поступает команда подключения выходов блока 1 через сумматоры 25 и 26 и коммутаторы 21 и 22 к входам умножителей 3 и 4 и выходов делителей 5 и 6 через коммутаторы 23 и 24 «о входам регистров 9 и 10. Блок 1 вместе с блоком 2 производят интерполяцию кон-.ура детали. C выходов блока 1 через сумматоры 25 и 26 и коммутаторы 21 и 22 на входы умножителей 3 и

4 поступают соответственно величины текущих координат х,; и у„., определяющие вектор R После умножения на величину Вк и деления в делителях 5 и 6 на величину R в регистры

9 и 10 поступают величины R и R к õ к ус определяющие вектор Rk â соответствии с соотношением (фиг. 4} R

Р1 км — К„. — . В регистрах 7 и 8 хранятся величины, определяющие вектор R, „„.

В сумматорах 11 и 12 выполняется сложение величин, поступающих соответственно из peÃистров 7, 8. и 9, 10, В результате образуются величины, определяющие разность векторов R „.è

Rai „. Эти величины поступают на соответствующие входы сумматоров, 13 и 14.

В результате на выходах сумматоров

13 и 14 образуются величины, опреде-. ляющие вектор д R з„ в соответствии с соотношением д%э,=- д%< + Ri.„- Ry.„ q. функционирование интерполятора в каждом режиме заканчивается при разенстве текущих координат и координат конечной точки Хк,и g, определяемом блокаъя 17 и 18, выходные сигналы которых поступают в блок 19, где формируется сигнал конца кадра. Последний поступает на вход блока 20.

Экономический эффект получают при обработке класса деталей, имеющих участки, где недопустимо уменьшение расчетного радиуса фрезы и приходится отказываться от округления углов расчетной эквидистанты (например при обработке внутренних контуров с большой кривизной у деталей из труднообрабатываемых материалов), за счет оперативной коррекции эквидистанты в любой момент обработки, например при адаптивном управлении точностью обработки путем изменения траектории движения центра фрезы, при разработке устройств аварийного отвода инструмента от обрабатываемой поверхности, 860004

Фиг. 1

Формула изобретения

Линейно-круговой интерполятор по авт.св. М 734615, о т л и ч а ю— ,шийся тем, что, с целью расширения области применения интерполятора, в нем первые выходы блока линейнокруговой интерполяции подключены к третьим входам первых коммутаторов каждой координаты через соответствующие третьи сумматоры, вторые входы которых подключены к дополнительным выходам блока управления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 734615, кл. 6 05 В 19/18, 1977 (прототип).

860004

Составитель В, Дианов

ТехРед д, Ац Корректор й. Ференц

Редактор A. Лежнина

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

Заказ 7546/71 Тираж 940 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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