CS197548B1 - Connection of the reversible linear-circular digital interpolator of the electrospark cutting out device - Google Patents

Description

ČESKOSLOVENSKÁSOCIALISTICKÁREPUBLIKA( 19 )

POPIS VYNÁLEZU

K AUTORSKÉMU OSVEDČENIU <6I> (23) Výstavná priorita (22) Přihlášené 14 04 77 (21) PV 2443-77 197 548 (11) (Bl) (51) l„t. CĎ H 03 K 13/02

ÚŘAD PRO VYNÁLEZY

A OBJEVY (40) Zveřejněné 31 08 79 (45) Vydané 01 5 82 (75)

Autor vynálezu

KRÁL DUŠAN Ing., NOVÉ MĚSTO NAD VÁHOM (54) Zapojenie vratného lineárno-kruhového číslicového interpolétora elektroiakrovéhovyrezávacieho zariadenia 1

Vynález sa týká zapojenia vratného lineárno-kruhového číslicového interpolátorana riadsnia dráhy nástroje elektroiskrového vyrezávacieho zariadenia.

Doteraz znána zapojenia číslicových interpolátorov zabudovaných v aúvislých ria-diacich ayaténoch elektroiakrových vyrezávacích zariadenf sú převedené tak, že unožňujúpriamo len jednosmernú lineérnu alebo kruhová interpoláciu, pričom u kruhových interpo-létorov aú zapojenia převedené tak, že interpolácia aa prevádza lineárnou interpolácioustráň náhradného mnohouholníka. Vlastná lineárna interpolácia je vo váetkých známýchzapojeniach převedená číslicovým interpolátoron, umožňujúcim vytvořit požadované dvesamostatné postupnosti dráhových impulzov, výběrem niektorých zo základnéj postupnostiimpulzov v spoločnom časovou intervale, pričom každá z vybraných postupností obsahujeprávě taký počet impulzov, ktorý sa zhoduje s hodnotou dížky pravoúhlých priemetovAx,Δϊ celkovej dížky interpoloveného lineárneho úseku do poauvových osí. Hlavným obvodo-vým vybavením interpolátorov takéhoto typu sú památe, jednosměrné čítače, hradlovacieobvody, realizujúce logický súčet,’ respektive eúčin. Keďže sa jedná o riadenie pohybupracovného nástroje obrábacieho zariadenia, u ktorého úber materiálu z obrobku je usku-točňováný elektroiakrovou metodou, pri ktorej nejde zásadné vylúčiť z procesu obrábaniaporuchy typu predskratového alebo skratového postavenia nástroje a materiálu obrobku, 197 548 je zatial’ technologicky najvhodnejšie, kaď interpolátor zabezpečí ich eliminovanie vý-jezd om náatroja z miesta poruchy vo vratnom smere dráhy, po ktorej bol do mieata poruchypřivedený. U známých zapojení interpolátorov, ktoré zabezpečujú aj výjazd náatrojaz mieata poruchy, je tento problém rieáený zabudováním pamHta pre apfitný posuv náatroja,do ktorej je priebežne zaznamenávaná zvolená dížka dráhy náatroja, ktorá práva predchá-dza jeho okamžitej polohe. V případe poruchy vie potom takýto interpolátor zabezpečitaj vratný posuv a predom pevne zvolenou dížkou. Za předpokladu, že je porucha v niekto-rom mieste dráhy takto odstránená, interpolátor ešte stéle pomocou informécií z pamfitepra spfitný posuv náatroja riadi posuv náatroja spát do mieata poruchy, ktoré bola pred-tým příčinou jeho vratného pohybu a až potom sa obnoví vlaatná interpolačná činnost in-terpolátora a posúvanie náatroja do záběru pokračuje. Toto zapojenie má nevýhodu v sa-motné j potrebe pamBte pre epfitný posuv náatroja a naviac, že je nemožné predom odhadnútdížku apfitného pohybu náatroja, čo spfiaobuje, že je potom stálým nebezpečím možnost ne-dostatočnej kapacity pamfite pre apfitný posuv náatroja. K nevýhodám známých zapojeni in-terpolátorov elektroiakrových vyrezávacích zariadení třeba ešte připočítat vel’kú výcho-dziu nerovnoměrnost v postupnoatiach dráhových impulzov, ktorú je potom třeba dodatočnezmenšovat.

Vyššie uvedené nedostatky odstraňuje zapojenie vratného lineárno-kruhového číslico-vého interpolátora elektroiskrového vyrezávacieho zariadenia podl'a vynálezu, ktorého pod-statou je, že pamfit je svojím výstupom připojená na převodník, ktorý je připojený jednakvýatupom coana pamfit coa / aritmetickoj jednotky ΔΧ a jednak výstupom sin / na pamfitsin f aritmetickej jednotky Δϊ. Aritmetická jednotka ΔΧ a aritmetická jednotka Δϊ súvýstupmi připojené na výstupná jednotku. Do podstaty patří aj to, že pamfit l je spojenácez blok přepisu í s vratným čítačom i a připojená na komparátor . Vratný čítač i. jepřipojený ešte na komparátor ( t na generátor hodinových impulzov a na blok riadenia in-terpolátora. Výstup komparátara i , blok přepisu £ , pamfit kvadrantov a iskrište sú při-pojené taktiež na vstup bloku riadenia interpolátora. Blok riadenia interpolátora je spo-jený aj s generátorom hodinových impulzov a oba sú tiež připojené na aritmetická jednot-ku Ax, aritmetická jednotku Δϊ a na výstupná jednotku. Podstatu vynálezu tvoří aj to,že jeden z výstupov aritmetickej jednotky Δ X je připojený na vstup pamfite í .Pamfituhla A je spojená cez blok přepisu uhla As vratným čítačom a je připojená na kompará-tor uhla Δ . Vratný čítač ď je připojený ešte na komparátor uhla Aa generátor hodinovýchimpulzov a blok riadenia interpolátora. Výstup komparátora uhlaA , pamfit směru obchádza-nia kruhového úseku a blok přepisu uhla Δ je připojený tiež na vstup bloku riadenia in-terpolátora. Výhodou zapojenia vratného lineárno-kruhového číslicového interpolátora elektro-iakrového vyrezávacieho zariadenia je, že sa dá docielit malá východzia nerovnoměrnostdiferencie časového intervalu medzi impulzami postupností dráhových impulzov. Tým sazlepšuje reálny tvar interpolačnej čiary, a tým sa uskutočňuje aj lepšia náhrada žiada-

I 197 S48 něho tvaru. Sálej je umožněná spátná interpolácia z ktoréhokol’vek bodu a do ktoréhokol’-vek bodu až po počiatočný bod interpolovanóho llneárneho alebo kruhového úseku. Totoumožňuje spolehlivé automatické eliminovanie poruchy typu predskratového, alebo priamoskratového stavu v reálnom obrábaní elektroiskrovým řezáním.

Na připojených výkresoch je znázorněné zapojenie vratného lineárno-kruhového čísli-cového interpolátora elektroiakrového vyrezávacieho zariadenia, kde na obr. 1 je na-kreslená bloková schéma zapojenia, na obr. 2 je znázorněná geometrická podstata interpo-lácie llneárneho úseku a na obr. 3 je znázorněná geometrická podstata interpolácie kru-hového úseku.

Zapojenie vratného lineárno-kruhového číslicového interpolátora elektroiskrovéhovyrezávacieho zariadenia pozostáva z památe 'f 13, ktorá je svojím výstupem připojenána převodník 10. Převodník 10 je připojený výstupom cos γ 11 na parná? cos f £ aritmetic-kej jednotky Δ X 2 a výstupom sin £ 12 na parná? sin ť 2 aritmetické j jednotky Δϊ ji.Aritmetická jednotka Δ X 2_ a aritmetická jednotka Δϊ J sú výstupmi připojené na výstup-ná jednotku 1. Parná? í 15 je spojená cez blok přepisu C 14 s vratným čítačom i 16 a .iepřipojená na komparátor í 17. Vratný Čítač i 16 je připojený eáte na komparáter £ 17.na generátor hodinových impulzov 12 a na blok riadenia interpolátora 18. Výstup kompa-rátora l 17. blok přepisu C 14. parná? kvadrantov 26 a iskriáte 21 sú připojené taktiežna vstup bloku riadenia interpolátora 18. Blok riadenia interpolátora 18 je spojený ajs generátorem hodinových impulzov 19. pričom oba sú tiež připojené na aritmetická jed-notku ΔΧ 2, aritmetická jednotku Δ X 2 a na výstupná jednotku 1.

Jeden z výstup o v aritmetické j jednotky Δϊ 2 je připojený na vstup památe / 15.Parná? uhla Zk 23 je spojená cez blok přepisu uhla Δ 24 e vratným čítačom ď 20 a je při-pojená na komparátor uhla Δ 25. Vratný čítač ó 20 je připojený eáte na komparátor uhlaΔ 25. generátor hodinových impulzov 19 a blok riadenia interpolátora 18. Výstup kom-parátora uhla Δ 25. parná? směru 27 obchádzania kruhového úseku a blok přepisu uhla Δ 24je připojený tiež na vstup bloku riadenia interpolátora 18.

Cyklus činnosti vratného lineárno-kruhového interpolátora elektroiskrového vyrezá-vacieho zariadenia prebieha v troch taktoch, V prvom takte sa uskutočňuje vloženie cha-rakteristických infarmácií o interpolovancm úseku do památí. Druhý takt je určený nazískanie odvedených infarmácií z informácií zadaných pomocou prevodov a výpočtov. V tre-?omtakte sa uskutočňuje vlastný interpolačný proces. Před interpoláciou llneárneho úseku sa zaznamená do památe 15 jeho celková dížkaί s, do památe % 12 jeho uhol sklonu f*, do památe kvadrantov 26 kvadrant» v ktorominterpolovaný lineárny úsek leží, ak jeho východži bod Xo, ϊο' je fiktivně vložený dostředu eúradnioového systému. Ak je z iskriáta 21 hlášený taký stav, že interpoláciamá prebieha? směrem od východzieho ku koncovému bodu, v druhom takte sa signálem z blo-ku riadenia interpolátora 18 uvolní impulz z generátore hodinových impulzov 1£, ktorýmea uskutoční převod hodnoty uhla <£ zaznamenanéj v památi f 13 cez převodník 10 na 197 548 , funkčně hodnoty ein £· a cos g , ktoré sa zapíšu do pam&amp;te sin i? 2 a pam&amp;te cos 1· Tý®je interpolátar připravený k prevedeniu činnosti v treťom takte. Cinnoať v trefo· takteea uskutečňuje pomocou riadiacich signálov z bloku riadenia interpolátora 18 a impulzova frekveneiou f z generátore hodinových impulzov 19. V šumátore £ aritmetickéj jednotkyΔ X 2 a v šumá tore 8 aritmetickej jednotky Δϊ}«β prevedie sdítanie hodndt zaznamena-ných v pam&amp;ti cos <£ 4 a v pamSti ainjf 2 s hodnotami v akumulátore 6. aritmetickej jed-notky Δ X 2 a v akumulátore £ aritmetickej jednotky Δ Y £ a záznam sumy editovaných hod-ndt do akumulátore 6 a akumulátore £. Akumulátor 6 aritmetickej jednotky ΔΧ2 a akumu-látor £ aritmetickej jednotky Δ Ϊ } majú kapacitu dížky elementárneho poaunutia 2 /inkre-ment/, stanoveného ako celočíselný násobok dížky Δ 6 . Vády, keď sa postupným editová-ním uvedených hodndt právě dosiahne, alebo preaiahne kapacita niektorého z akumulátorov6, 2t vyaiela aa v príslušnom kanál! z interpolátora impulz do výstupnéj jednotky 1,ktorá ho opracuje v aúčinnoeti 8 dalšími rozlišovacími signálmi z bloku riadenia inter-polátora 18 a z generátore hodinových impulzov 19 na impulz z postupnosti dráhových im-pulzov* Impulzami z generátore hodinových impulzov 19 s frekveneiou f^ δ/ fi 3 f ΊΓ sa mění stav vratného dítada i 16 v doprednom amere. V okamžiku zhody stavu pam&amp;te € 15so atavom vratného dítada i 16 sa a výstupným aignálom z komparátora ť 17 cez blok ria-denia interpolátora 18 interpoladný procea ukončí. Podas interpoladného procesu sa taktozabezpedí, Se v jednotlivých poetupnoetiach dráhových impulzov sa vyslalo nix = /8 . cos %niY 3 a · ein % impulzov a frekveneiou . v f^x · f . -y— · cos fiY 3 f · “T" · ein V okamžiku, keď je z iakrišťa 21 hlášená porucha, blok riadynia interpolátora 18 zabez-pečí, že aa v doba medzi převedením jednotlivých aritmetických operácií uskuteční přepisatavu pam&amp;te cos 4 a pam&amp;te sin £2 na ich komplement, čím aa naaledujúcimi sumáciamiza aúčaaného pripodítavania jednotky v najniššom rádo uakutodňuje postupné odpočítavaniehodnoty sin ψ , alebo cos od okamžitých atavov akumulátorov 6, £. Súčaane sa aignálomz bloku riadenia interpolátora 18 zaistí sp&amp;tný chod vratného dítada i 16 a jeho stavsa s impulzami s frekveneiou f| z generátora hodinových impulzov 1£ snižuje k nule. Sig-nál do riadiacej jednotky 1 aa z interpolátora vyaiela v okamžiku nulového stavu niekto-rého z akumulátorov 6, £, alebo pri jeho přechode cez tento stav. Ukončenie interpolad-ného procesu, uakutodňovanom vo vratnom amere, je indikované aignálom z komparátora £ 17.po dosiahnutí nulového stavu vratného čítače i 16. Ak aa má uskutočniť interpolácia sme-rom od koncového k podiatočnému bodu lineárneho úseku ihned od jej zahájenia, v druhemtakte pracovného cyklu interpolátora okrem apomenutých operácií cez blok přepisu 14 197 548 ea zabezpečí nastavenie vratného čítača i 16 na stav pamfite £ 15. Před interpoláciou kružnice třeba v prvom takte pracovného cyklu vložit do pamfitiinterpolátora dížku jej poloměru r do pamfite 1£, uhol sklonu rádius-vektora jej vý-chodzieho bodu interpolovanej kružnice do pamfite <£ 13. ak jej střed je fiktivně stotož-nený so etredom eúradného systému, kvadrant, v ktorom rádiusvektor leží, do pamfite kvad-rantov 26. středový uhol A kruhového úaeku do pamfite uhla A , znak směru obchédzaniakružnice do pamfite směru 27 a znak kružnice do pamfite druhu 28. Výstupný signál pamfitedruhu 28 přikazuje, že údaje zaznamenané v pamfiti 13. v pamfiti 6 1£ a v pamfiti kvad-rant ov 26, musí interpolátar považovat za charakteristické údaje kružnice. Potom v dru-hem takte pracovného cyklu interpolátora sa postupné signálmi z bloku riadenia interpo-látora 18 a impulzami z generátore hodinových impulzov 19 zabezpečí sériová změna stavupamfite 13 o 90 v smere určenom záznamom v pamfiti směru 27. a tým pretransformovanieprogramovej hodnoty uhla na hodnotu ^*1, So je uhol sklonu polstrany náhradného tristo-áestdesiatuholníka s bodom dotyku vo východzom bode interpolovanej kružnice. Na odpočí-tanie 90 impulzov dodaných na vstup pamfite 13 z generátore hodinových impulzov 19využije sa vratný čítač cí 20 s komparáciou vyhodnocovanou komparátorom uhla A 22 nastav 90. V okamžiku, keď sa v pamfiti 13 dosahuje stav 90 a jeho násobky, změní sa stavpamfite kvádrantov 26 na nasledujúci v smere určencm záznamom v pamfiti směru 27. fialéouoperáciou druhého taktu před interpoláciou kružnice je výpočet polovičněj dížky stranyč c náhradného tristoáestdesiatuholníka podl’a vztahu í o “ r . tg 30’. Pře túto operáciu sa u interpolátora využívá aritmetická jednotka Δ Ϊ }, v ktorej sapřed zahájením násobenia cez převodník 10 zaznamená do jej pamfite sin hodnota tg 30*.Vypočítaná dížka^c je potom zaznamenaná do pamfite 15 namiesto dížky poloměru r. Druhýtakt sa ukončí operéciami prislúchajúcimi tejto časti pracovného cyklu před interpolácioulineárneho úseku. Cinnosťou ako pri interpolácii samostatného lineárneho úseku, je zahá-jený třetí takt aj pri interpolácii kružnice. Zinterpolovaním prvého úseku dížky č c,a dalej vždy každého nepárneho v poradí, sa v době prerudenia dalfiej interpolácie preve-die změna stavu pamfite f 13 o jednotku v smere určenom zápisom v pamfiti směru 27. s na-sledujúcim převodem a zápisom do pamfite cos £ a pamfite sin 2 nových funkčných hodnčtsin, cos a vynulováním vratného čítača i 16. Po týchto operáciach sa interpolačný procesopakuje. Zinterpolovaním druhého úseku dížky c, a dalej každého párneho v poradí, sav době prerudenia interpolácie prevedie změna stavu vratného čítača (f 20 o jednotkua pokial* komparátor uhla A 25 neindikuje zhodu so stavom pamfite uhla A 23. interpolačnýproces po vynulovaní vratného čítača i 16 pokračuje interpoláciou ďalfiieho úseku dížkyzf c. Interpolácie kružnice je ukončená v okamžiku zhody stavov pamfite uhla A 23 a vrat-ného čítača 2Q. Interpolácie kružnice vo vratnom smere sa uskutočňuje vratnou interpo-láciou jednotlivých úaekov dížky / 0, změnou atavov pamfite JP 13, pamfite kvadrantov 26a vratného čítača 20 vo vratnom smere k nastavenému směru pri priamej interpolácii

Claims (3)

197 548 v tých istých okamžikoch ako bolo popíeané při priamaj interpolácii. Ukončenie Interpolá-cia je aj teraz indikované signálem z komparátora uhla Δ25. ale po dosiahnutí nulovéhostavu vratného čítača 20. Keď sa aé kružnice interpolovať vo vratnost smere od jej zahá-jenia, obvody bloku riadenia interpolétora 18 v sdčinnosti a impulzami z generátore hodi-nových impulzov 19 k už popísaným oparáciam druhého taktu zaiatania nastavenia vratnéhočítača é 20 na stav památe uhla Λ 23. synchronně a ňou aa přestaví o počet etavov číselnáshodným a hodnotou v penáti uhla A 23. pamáť uhla^ a to v tom iatom smere v akom bo-le uakutočnená změna jej stavu o 90. Adekvátně a přestavením památe 13 aa mění stav ajpamáte kvadrantov 26. BSte před ukončením druhého taktu po výpočte dížkyzfc aa nastavíatav vratného čítače i 16 cez blok přepisu £ 1£ na stav památe £ ao zaznamenanou díž-kou/c· Táto poaledná operácia sa potom přidává k oparáciam počas preruáenia interpdá-cie na okrajových úaekoch dížky^c. PSE DME I VYNÁLEZU

1. Zapojenie vratného lineárno-kruhového číslicového interpolétora elektroiekrového vy-rezávacieho zariadenia, pozostávajúce z výstupnej jednotky, z památí polohových in-formácií interpolovaných dsekov, čítačov čaatí interpolovaných dsekov, prevodníkauhla sklonu, aritmetických jednotiek, generátore hodinových impulzov, bloku riadeniainterpolétora, vyznačujúce aa tým, že pamáť /13/ je svojím výatupom připojená napřevodník /10/, pričom převodník /10/ je připojený jednak výatupom cos /11/ na pa-máť coa ti/ aritmetickej jednotky Δ X /2/ a jednak výatupom sin γ /12/ na pamáť sin f /7/ aritmetickej jednotky Δ Y /3/, zatial* čo aritmetická jednotka Δ X/2/ a arit-metická jednotka Δ X /3/ ad výstupmi připojené na výstupná jednotku /1/.

2. Zapojenie vratného lineárno-kruhového číslicového interpolétora elektroiekrového vy-rezávacieho zariadenia pódia bodu 1, vyznačujdce aa tým, že pamáť ^/15/ je spojenácez blok přepisu /14/ a vratným čítačom i /16/ a připojená na komparátor £ /17/,pričom vratný čítač i /16/ je připojený eáte na komparátor £ /17/, na generátor hodi-nových impulzov /19/ a na blok riadenia interpolétora /18/, kým výstup komparátara £ /17/, blok přepisu £ /14/, pamáť kvadrantov /26/ a iskriSte /21/ ad připojenétaktiež na vstup bloku riadenia interpolétora /18/, zatial' čo blok riadenia interpo-látora /18/ je spojený aj a generátorem hodinových impulzov /19/, pričom oba ad tiežpřipojené na aritmetická jednotku Δ X /2/, aritmetická jednotku Δ Y /3/ a na výstupnájednotku /1/.

3. Zapojenie vratného lineárno-kruhového číslicového interpolétora elektroiekrového vy-rezávacieho zariadenia podl'a bodu 1 a 2, vyznačujdce sa tým, že jeden z výatupovaritmetickej jednotky Δ X /2/ je připojený na vstup památe £ /15/, pričom pamáť uhla 197 848 Δ /23/ je spojená cez blok přepisu uhla Δ /24/ s vratným čítačem /20/ a je připojenána kanparátor uhla Δ/25/, pričom vratný čítač <f /20/ je připojený eáte na komparátoruhla Δ /25/, generátor hodinových impulaov /19/ a blok riadenia interpolátora /18/satial čo výstup komparátora uhla Δ /25/, pamáť směru /27/ obchádssania kruhovéh* >«»«»a blok přepisu uhla Δ /24/ je připojený tiež na vstup bloku riadenia interpolátoro /18/. 3 výkresy