Схема для приближенного определения дуги окружности полигональной линией

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ау(22) Заявлено 10,1078 (21) 7770323/18-24 (23) Приоритет - (32) 10.1 1.»

< 941935

Союз Соватскик

Социалистнчвскик

Республик (89) 134406 ГДР (5!) М. Кл. G 05 Б 19/18

Государствеопмй комотет

СССР по делам язобретемнй

II OTXpblYlll1 (31) ЫР6 05 В/201999 (33) ГДР (53) УЙК

62-503.55(088.8) Опублнкоаано 070782. Бюллетень%25

Дата опубликования описания 07, 0.7. 82 (22) Автор изобретения

Иностранец

Зигфрид Шлейхер (ГДР) хИностранное предприятие

"ФЕБ Нумерик "Карл Маркс" (ГДР ) (71) Заявитель (54} СХЕМА ДЛЯ ПРИБЛИЖЕННОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ДУГИ -ОКРУЖНОСТИ ПОДИГОНАЛЬНОЙ ЛИНИЕЯ

Изобретение относится к области цифровых контурных управлений., приближающих форму дуговой траектории полигональной линией, характерные точки которой определяются неинкрементным способом.

Известно, что траектория окружности приближается полнгональной линией, состоящей из секущих этой окружности с одинаковой длиной. Каждая секущая ограничивается двумя соседними друг с другом характерными точками полигональной линии. A эти характерные точки лежат на окружности. Для определения характерных точек, следовательно, необходима схема, выпол няющая геометрические соотношения уравнения окружности. Элементами этой схемы являются блоки. сложения, умножения, возведения в квадрат и вычисления корня.

Недостаток известной схемы состоит в том, что время для.определения характерных точек полигональной линии отноСительно большое.

Цель изобретения — уменьшение времени для определения характерных точек полигональной линии.

Поставленная цель достигается тем, что в схеме для приближенного определения дуги окружности полигональной линией, характерные точки которой лежат в одной плоскости, определяемой двумя осями цифрового контурного управления, и последовательно определяются неинкрементным способом, применением блоков сложения, умножения и возведения в квадрат,-систем позиционного регулирования, сопоставленных к соответствующим осям и относящихся к контурному управлению, применением блока управления последовательностью выполнения программы, предусмотрено последовательное включение шагового искателя, блока возведения в квадрат H схемы совпадения, другое последовательное включение .датчика тактовых импульсов и распределителя тактовых импульсов, выход которого соединен с входом управления схемы совпадения, два суммирующих регистра, сопоставленных к соответствующим осям, датчик исхЬдных значений к которому включены установочные входы суммирующих регистров, по одйому первому блоку умножения, включенному на входе каждого

941935, суммирующего регистра, первый вход которого соответственно соединен с шаговым искателем,а второй вход соответственно связан с выходом суммирующего регистра, далее по одному второму блоку умножения, предвключенному каждому суммирующему регистру, первый вход которого соответственно соединен с выходом схемы совпадения, а второй вход которого связан с выходом соответствующего суммирующего g регистра, линейный интерполятор, связанный двумя входами по одному выходу суммирующих регистров, одним другим .входом с блоком управления и двумя выходами — с системами позиционного регулирования, а также предусмотрено соединение, проходящее от датчика тактовых импульсов к суммирующим,ре1истрам и блокам умножения.

На чертеже показана схема для при ® бх иженного одрефеления дуги окружности полигональной линией. При этом и последоватеЛьном включении предусмотрены.шаговый" искатель 1,блок 2 возведения в квадрат и схема 3 совпадения.

Датчик 4 тактовых импульсов своим выходом соединен с распределителем 9 тактовых импульсов, выход которого соединен с управляющим входом схемы 3 совпадения.

Предусмотрен сопоставленный к оси 30

Х суммирующий регистр б и другой, сопоставленный к оси Y суммирующий регистр 7, Установочные входы обоих суммирующих регистров б и 7 подключены к датчику 8 исходного значения. З5

Суммирующий регистр б своим первым входом соединен с выходом первого блока 9 умножения, а своим вторым входом с выходом первого блока 10 умножения. Аналогичным способощ осу- 4р ществлены соединения суммирующего регистра 7 между его первым входом и выходом.. ретьего блока 11 умножения, а также между его вторым входом и выходом четвертого блока 12 ум-45 ножения.

Первые входя первого блока 9 умножения как и третьего блока 11 умножения включены к выходу шагового- иска геля 1, а вторые входи первого бло- 50 ка 9 умножения как и четвертого блока 12 умножения — к выхогу второго суммирующего регистра 7.

Первые входы второго блока 10 как и четвертого блока:12 умножения связаны с выходом схемя 3 совпадения, вторые входи .второго блока .10 умножения как и третьего блока 11 умножения — с выходом первого суммирующего регистра б. . Линейный иитерполятор 13 отдель- 60 ными выходами включен к блоку 14 управления последовательностью выполнения программ, к выходу суммирующего регистра б и K выходу суммирующего регистра 7. Выходы линейного б5 интерполятора 13 отдельно ведут на системы 15 и 16 позиционного регулирования,сопоставленной к соответствующим осям. Оба суммирующих регистра б и 7 как и все четыре блока 9 умножения до 12. соединены с датчиком 4 тактовых импульсов.

Принцип действия схемы следующий.

Датчиком 8 исходного значения выданы начальные координатные значения

ХА и УА дуги окружности, отнесенные к центру окружности и снабженные знаком. С ними ставятся оба суммирующих регистра б и 7 в исходное положение. и нагружается линейный интерполятор 13. Начальное координатное з значение ХА обратной связью включается ко второму блоку 10 умножения, как и к третьему блоку 11 умножения, а начальное координатное значение Yqк первому блоку 9 умножения, как и — . к четвертому блоку 12 .умножения.

Шаговый искатель 1 выдает установленное значение шагового угла К,являющееся мерой для угла и, описывающее

Заменяемую прямой полигональной линией часть прнближаемой дуги окружнос ти. В качестве значения шагового угла Х выбирается величина, зависящая от. радиуса окружности, при заданном допустимом отклонении действительного прохождения траектории этой дуги окружности, причем значения шагового угла К и радиус окружности являются друг к другу обратно пропорциональными. Знаком значения шагового угла устанавливается направление,в котором определяются характерные точки, исходя из начальных координатных значений Х и УА. Значение шагового угла непосредственно подается к первому блоку 9 умножения, и третьему блоку 11 умножения, а на второй блок 10 умножения и на четвертый блок 12 ум ножения оно поступает в виде возведенного в квадрат значения К.

Таким образом первый блок 9 умножения образует произведение К.Y третий блок 11 умножения образует аналогичное относительно другой оси произведение К.ХА . A вторым блоком 10 умножения выдается произведение

К .Х>, четвертым блоком 12 умножения

2 аналогичное относительно другой оси

Произведение К Y„.

Распределитель 5 тактовых импульсов изменяет цоступающйе тактовые импульсы в отношении 2:1 и пускает схему 3 совпадения. Суммирующие регистры б и 7 логически соединяются различным образом предварительно определенным указаниям. В зависимости от положения распределителя датчика 5 тактовых импульсов суммирующие регистры, пускаемые датчиком 4 тактовых импульсов 4, определяют

941935 координатные значения первой характерной точки либо значениями

Х = К Уд+ Хд у„=к х„+ либо значениями

Х1=-К ° Хд- K Уд+ хь, к у4=- К ° уд+ К ХА+ ул для определения координатных значений Х и у последующей характеРной точки эти соотношения действительны по смыслу, причем Хд заменяет Х и У> заменяется У,г. Последующие характерные точки потом обнаруживаются по последовательности, определяемой тактовыми импульсами. Линейный интерполятор 13 имеется для того, чтобы определяеглая между двумя соседними характерными .точками траектория являлась прямой.

Блок 14 пускает определение пос- 20 ледующей характерной точки на запас.

Блок 14 сообщает линейному интерполятору 13 конечные координатные значения дуги окружности. Линейный интерполятор 13 передает действительные" значения, сопоставленные к соответствующим осям, на системе 15 и 16 позиционного регулирования.

° Предлагаемая схема применима так же для определения контурной скорос- 30 ти на полигональной линии. Вместо координатных значений характерных точек определяются составляющие скорости, устанавливаемые по соответственно проходящей до характерной точки прямой.

Интерполятору 13 остаются, таким образом, только задачи определения конечного значения и общей организации управления. Несмотря на то, что схема пригодна также для определения нормированных значений, возможно обойти добавочно необходимые операции умножения при определении абсолютных значений.

Таким образом интерполяция происхо-5 дит очень быстро и требуются простые средства в небольшом количестве. Получается большая скорость обхода с большой разрешающей способность измерения. Аналогичным способом .происхо- .50 дящее определение характерных точек. полигональной линии и составляющих скорости, сопоставленных к соответг= ствующим осям, упрощает примененный линейный интерполятор. Даже при .боль-55 ших шаговых углах возникает пренебре-. гаемо малое изгибание приближенной дуги окружности.

Этот признак существует тоже гтри .приближении целой окружности.

Формула изобретения

Схема для приближенного определения дуги окружности полигональной линией, характерные точки которой лежат в одной плоскости, определяемой двумя осями цифрового контурного ygравления, и последовательно определяются неинкрементным способом, применением блоков сложения, умножения и . возведения в квадрат, систем позиционного регулирования, сопоставленных к соответствующим. осям и относящихся к контурному управлению, применением блока управления последовательностью выполнения програмгы, о т л и ч а ющ а я с я тем, что предусмотрено последовательное включение шагового ис кателя l блока 2, возведения в квадрат и схемы 3 совпадения, другое последовательное включение датчика 4 тактовых импульсов и распределителя .5 тактовых импульсов, выход которого соединен с управляющим входом схема 3 совпадения, в качестве блоков сложе-. ния предусмотрены два суммирующих регистра 6,7, сопоставленных к соответствующим осям, установочные входы обоих суммирующих регистров 6, 7 соединены с датчиком 8 исходных значений. каждому суммирующему регистру

6,7 предвключен соответствующий первый блок 9,11 умножения, первый вход каждого блока 9,11 умножения соединен с шаговым искателем l, а. второй вход каждого первого блока 9,11 ум ножения связан с соответствующим выходом неотнесенного суммирующего регистра 6,7, далее каждому суммирующему регистру 6,7 предвключен соответ-. ствующий второй блок 10,12 умножения. первыи вход каждого второго блока 10, l2 умножения соединен с выходом exec» мы 3 совпадения и второй вход каждого второго блока 10,12 умножения- с выходом отнесенного суммирующего регистра 6,7, линейный интерполятор 13 двумя входами связан с соответствую. щим входом суммирующего регистра 6, 7, одним другим входом — с блоком 14 управления последовательностью вы" полнения программы, а также двумя выходами — с системой позиционного регулирования 15,16| и предусмотрено соединение, проходящее от датчика 4 тактовых импульсов к суммирующим регистрам 6,7 и блокам 9, 10,11, l2 умножения.

Признано изобретением по результатам экспертизы, осуществленной ведомством по изобретательству Германской Демократической республики.

941935,I

Составитель И. Швец

Техред К. Мыцьо Корректор Е. Рошко

Редактор Г. Волкова

Тираж 914 Подписное

BHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 4836/35

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