DE2323684A1

DE2323684A1 - DEVICE FOR GENERATING CONTROL SIGNALS FOR MOVEMENTS INTO EACH OTHER VERTICAL DIRECTIONS

Info

Publication number: DE2323684A1
Application number: DE19732323684
Authority: DE
Inventors: Richard H Breinlinger; Allen A Harano; Luis F Villalobes
Original assignee: Hughes Aircraft Co
Current assignee: Raytheon Co
Priority date: 1972-05-16
Filing date: 1973-05-10
Publication date: 1973-11-29
Also published as: JPS5076490A; IT989636B; GB1423686A; JPS4967080A; FR2191766A5

Description

Anmelderin; Stuttgart, den 8. Mai 1975 Applicant; Stuttgart, May 8, 1975

Hughes Aircraft Company P 2729 S/kgHughes Aircraft Company P2729 S / kg

Gentinela Avenue andGentinela Avenue and

Teale StreetTeale Street

Culver City, Calif., V.St.A.Culver City, Calif., V.St.A.

Vorrichtung zur Erzeugung von Steuersignalen für Bewegungen in zueinander senkrechten RichtungenDevice for generating control signals for movements in mutually perpendicular directions

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Erzeugung von Steuersignalen, die für Bewegungen in zueinander senkrechten Richtungen charakteristisch sind, anhand von Punkt- und Steigungsdaten der Wegabschnitte, die unter dem Einfluß der Steuersignale durchlaufen werden sollen·The invention relates to a device for generating control signals for movements in one another perpendicular directions are characteristic, based on point and slope data of the path sections that are below the Influence of the control signals are to be run through

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·* 2 —* 2 -

Solche Steuersignale werden, beispielsweise für elektronische Darstellungssysteme "benötigt, bei denen auf dem Schirm einer Kathodenstrahlröhre in gewünschter V/eise Buchstaben und graphische Darstellungen geschrieben werden· Solche elektronischen Darstellungssysteme sind eine sehr nützliche Einrichtung für datenverarbeitende Anlagen und beispielsweise' in den US-PSen 3 205 .34-9 und 3 4-76 974- behandelt. Weiterhin können mittels solcher Steuersignale auch die Bewegungen von körperlichen Werkzeugen gesteuert werden, wie beispielsweise die Bewegung von Lasern, die in der Bekleidungsindustrie zum Ausschneiden von Stoffteilen nach vorbestimmten Schnittmustern benutzt werden· Die vielen komplizierten Bewegungen, Punktfolgen.oder Kurvenabschnitte, die bei solchen Anwendungen benötigt werden, erfordern eine wiederholt Erzeugung einer Serie von Steuersignalen, die den Steuereinrichtungen für die Darstellung oder das Werkzeug zugeführt werden müssen, so häufig äußerst komplizierte und zeitraubende Schritte und Berechnungen in der die Datenverarbeitung ausführenden Elektronik notwendig sind, um diese Steuersignale zu erzeugen. Trotzdem erzeugen die resultierenden Steuersignale häufig Bewegungen, welche, die gewünschten Bahnen nicht ausreichend genau annähern·Such control signals are, for example, for electronic Representation systems "are required in which letters and Graphic representations are written · Such electronic representation systems are a very useful one Equipment for data processing systems and for example ' in U.S. Patents 3,205,34-9 and 3,476,974. Furthermore, such control signals can also be used to control the movements of physical tools. such as the movement of lasers used in the clothing industry to cut out pieces of fabric to be used according to predetermined patterns · The many complicated movements, point sequences. or curve sections, required in such applications require a series of repeated generation of Control signals that must be fed to the control devices for the display or the tool, so often extremely complicated and time-consuming steps and calculations in the data processing executing Electronics are necessary to generate these control signals. Even so, generate the resulting control signals frequent movements, which, the desired paths are not approximate sufficiently precisely

Wenn es bei bekannten Systemen notwenig■wurde, zwischen dem Empfang der den Wegabschnitt bestimmenden Parameter und der endgültigen Erzeugung der orthogonalen Steuersignale Manipulationen vorzunehmen, dann war es erforderlich, daß transformierte orthogonale SteuersignaleIf it was necessary with known systems, between the receipt of the parameters determining the path section and the final generation of the orthogonal control signals To carry out manipulations, it was necessary that transformed orthogonal control signals

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erzeugt wurden, indem von den ursprünglichen Eingangsdaten ausgegangen wurde. Dadurch wurden solche Transformationsvorgänge außerordentlich kompliziert· Auch Transformationen, wie beispielsweise Drehungen, haben bei bekannten Vorrichtungen die Steuersignale in ungewünschter Weise verändert· Daher waren allgemeine Kurven— transformationen bei bekannten Vorrichtungen nicht möglich. Weiterhin war es nicht möglich, aneinandergrenzende Kurvenabschnitte zu erzeugen, die in den Punkten, in denen sie zusammenstoßen, die gleiche Steigung haben.were generated by starting from the original input data. This enabled such transformation processes extremely complicated · Also have transformations such as rotations in known devices the control signals changed in an undesired manner · Therefore, general curves - transformations are not possible with known devices. Furthermore, it was not possible to use adjoining curve sections which have the same slope at the points where they meet.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, _w eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, bei der die Erzeugung der Steuersignale einen nur sehr geringen Aufwand erfordert und bei der die Möglichkeit besteht, auf einfache Weise bei Bedarf Transformationen auszuführen und einzelne Kurvenabschnitte mit gleicher Steigung im Verbindungspunkt aneinander anzuschließen.In contrast, the invention is based on the object _w to provide a device of the initially described type, wherein the generating of the control signals requires only very little effort and with which it is possible to carry out in a simple manner when required transformations and individual curve sections with the same pitch to be connected to each other at the connection point.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Vorrichtung Einrichtungen umfaßt, die in Abhängigkeit ' von den Punkt- und Steigungsdaten einen Satz von vier Parametern bilden, welche die Koeffizienten von Sinus- und Cosinussignalen definieren, deren Summen die orthogonalen Koordinaten eines elliptischen Kurvenabschnittes mit den eingegebenen Punkt- und Steigungsdaten sind, die einen Satz von um 90° gegeneinander phasenverschobenen, sich zeitlich sinusförmig ändernden Signalen, deren Amplituden je einem der vier Parameter proportional sind, während jeweils eines ausgewählten Abschnittes einer Periode erzeugen, und die die sich sinusförmig ändernden Signale paarweise zu den Steuersignalen für zueinander senkrechte Richtungen kombinieren·This object is achieved according to the invention in that the device comprises devices that are dependent '' Form a set of four parameters from the point and slope data, which are the coefficients of sine and define cosine signals, the sums of which are the orthogonal coordinates of an elliptical curve segment with the entered point and slope data are a set of 90 ° out of phase with each other, signals changing sinusoidally over time, the amplitudes of which are proportional to one of the four parameters, while each generate a selected section of a period, and the sinusoidally changing signals in pairs combine the control signals for mutually perpendicular directions

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Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht also die Erzeugung von orthogonal wirkenden Steuersignalen zurThe inventive device thus enables the generation of orthogonally acting control signals for

•A.• A.

Steuerung von Daratellungs- oder mechanischen Werkzeugsystemen in Abhängigkeit Von Eingangsdaten, die fürControl of display or mechanical tool systems depending on input data for

- Punkte und Steigungen des zu durchlaufenden Wegabschnittes charakteristisch sind· Die Steuersignale werden für einen oder mehrere, miteinander verbundene elliptische Kurvenabschnitt-e erzeugt, die so gewählt sind, daß sie die eingegebenen Punkte durchlaufen und die eingegebenen Steigungen aufweisen· Die Erzeugung der Steuersignale kann entweder- Points and gradients of the route section to be traversed characteristic are · The control signals are for one or more interconnected elliptical curve segments-e which are chosen to pass through the entered points and the entered slopes · The generation of the control signals can either

. durch Steuerung eines Rechners nach einem gespeicherten Programm oder durch fest verdrahtete spezielle Einrichtungen erfolgen. In jedem Fall findet eine schnelle Erzeugung der Steuersignale mit einem Minimum an Schaltungsanordnungen oder Rechenzeit statt. Diese Tatsache ist von besonderem Vorteil, wenn eine Vielzahl von Kurvenabschnitten in schneller Folge gebildet werden muß. . by controlling a computer according to a stored program or by special hard-wired devices take place. In any case, the control signals are generated quickly with a minimum of circuit arrangements or computing time. This fact is of Particularly advantageous when a large number of curve sections must be formed in quick succession.

Die Erzeugung der Steuersignale anhand der für Punkte und Steigungen charakteristischen Eingangsdaten erfolgt in zwei Schritten. Der erste Schritt wird durch eine von mehreren möglichen Transformationen bestimmt, die von der Art der eingegebenen Anfangsbedingungen abhängen, und dient zur Erzeugung von vier Steuerparametern, die dann einem Funktionsgenerator zugeführt werden, indem die vier Parameter dazu benutzt werden, die Amplitude von sich zeitlich ändernden, um 90 gegeneinander verschobenen sinusförmigen Signalen zu bestimmen, die sich über eine Viertelperiode erstrecken. Die in ihrer Amplitude bemessenen Signale werden dann paarweise kombiniert, um die orthogonalen Steuersignale zu erzeugen. Außerdem werden mitThe generation of the control signals on the basis of the input data characteristic for points and slopes takes place in two steps. The first step is determined by one of several possible transformations given by depends on the type of initial conditions entered and is used to generate four control parameters, the then fed to a function generator by using the four parameters, the amplitude of time-changing ones, shifted by 90 against each other to determine sinusoidal signals extending over a quarter period. The in their amplitude sized signals are then combined in pairs to produce the orthogonal control signals. In addition, with

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den paarweise kombinierten Signalen zusätzliche Signale kombiniert, die für die Ausgangsstellung und zusätzliche Verschiebungen charakteristisch sind, um den Ausgangspunkt für jeden der elliptischen Kurvenabschnitte festzulegen· Wenn Transformationen, wie beispielsweise Drehungen, für die erzeugten elliptischen Kurvenabschnitte gewünscht werden, können solche Transformationen leicht durch vorbestimmte Operationen erzeugt werden, die auf die .vier Parameter angewendet werden, ohne daß es erforderlich wäre, eine Neuberechnung von den ursprünglichen Eingabedaten aus vorzunehmen· Drehungen und ähnliche Transformationen verändern nicht die Kurvenform, weil die Parameter nicht vom Ausgangspunkt und den Steigungsdaten aus neu berechnet werden müssen.the paired combined signals are combined with additional signals for the initial position and additional Displacements are characteristic to determine the starting point for each of the elliptical curve sections If transformations, such as rotations, for the generated elliptical curve sections if desired, such transformations can be easily generated by predetermined operations applied to the four parameters without the need to recalculate from the original input data · rotations and similar transformations do not change the shape of the curve because the parameters are not from the starting point and the slope data must be recalculated from.

Abgesehen davon, daß durch die Erfindung erhebliche Einsparungen an Rechenzeit erzielt werden und daher eine hohe Darstellungsgeschwindigkeit möglich ist, bietet sie die Möglichkeit, komplizierte und häufig verwendete Kurvenformen aus einem Minimum von Kurvenabschnitten zusammenzusetzen, indem die Flexibilität elliptischer Kurvenabschnitte ausgenutzt wird, von denen wiederum jeder durch vier Parameter bestimmt ist. Die Verwendung dieser Parameter bietet weiterhin die Möglichkeit, vorbestimmte Buchstaben, Zeichen und Darstellungen in sehr kleinen Speicherbereichen zu speichern, so daß ein außerordentlich umfangreicher Vorrat an vorbestimmten Zeichen zur Verfügung gestellt werden kann, der zur Darstellung oder Werkzeugsteuerung einfach dadurch abgerufen werden kann, daß eine Speicheradresse angegeben wird, ohne daßApart from the fact that considerable savings in computing time can be achieved by the invention and therefore a high display speed is possible, it offers the possibility of complicated and frequently used Compose curve shapes from a minimum of curve sections, adding the flexibility to elliptical Curve sections is used, each of which in turn is determined by four parameters. The usage this parameter still offers the possibility of predetermined letters, characters and representations in very to store small memory areas, so that an extremely extensive supply of predetermined characters can be made available, which can simply be called up for display or tool control a memory address can be specified without

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es notwendig wäre, eine Anzahl von Steuerparametern für den Funktionsgenerator neu zu berechnen. Y/eiterhin kann durch geeignete Auswahl der Art der für Punkte und Steigungen charakteristischen Eingangsdaten miteinander verbundene- Kurvenabschnitte erzeugt werden, die stetig ineinander übergehen. Weiterhin kann durch Steuern der Reihenfolge, in der die Eingangsdaten angegeben werden, ein Kurvenabschnitt in ijeder der beiden möglichen Richtungen erzeugt werden, wodurch die Flexibilität der erfindungsgemäßen Vorrichtung weiter erhöht wird.it would be necessary to recalculate a number of control parameters for the function generator. Y / onward can be combined with each other by suitable selection of the type of input data characteristic of points and slopes Connected curve sections are generated, which continuously merge into one another. Furthermore, through Control the order in which the input data is given, a curve segment in each of the two possible directions are generated, which further increases the flexibility of the device according to the invention will.

Weitere Einzelheiten und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den in der Zeichnung dargestellten Ausführüngsbeispielen. Die der Beschreibung und der Zeichnung zu entnehmenden Merkmale können bei anderen Ausführungsformen der Erfindung einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination Anwendung finden. Es zeigenFurther details and refinements of the invention emerge from the exemplary embodiments shown in the drawing. The features that can be derived from the description and the drawing can be used individually or collectively in other embodiments of the invention can be used in any combination. Show it

Fig. 1 ein Blockschaltbild der grundlegenden Funktions- ; einheiten einer Vorrichtung nach der Erfindung,Fig. 1 is a block diagram of the basic functional ; units of a device according to the invention,

Fig. 2 eine zur Erläuterung des Prinzips der Erfindung dienende graphische Darstellung,FIG. 2 is a graphic illustration used to explain the principle of the invention, FIG.

Fig. 3 undFig. 3 and

5 bis 8 Blockschaltbilder verschiedener Ausführungsformen für den Datenumsetzer der Vorrichtung nach Fig. 1,5 to 8 block diagrams of different embodiments for the data converter of the device according to FIG. 1,

Fig. 4 ' 'Fig. 4 ''

und 4Δ Blockschaltbilder einer Ausführungsform des Funktionsgenerators der Vorrichtung nach Fig. 1,and 4Δ block diagrams of an embodiment of the function generator of the device according to FIG. 1,

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Fig. 9 und 10 Blockschaltbilder einer weiteren Ausführ ungs form des Funktionsgenerators! der Vorrichtung nach Fig. 1,9 and 10 are block diagrams of a further embodiment form of the function generator! the device according to FIG. 1,

Fig. 11 das Funktionsdiagramm einer zusätzlichen11 shows the functional diagram of an additional

Einrichtung für eine Vorrichtung nach der Erfindung,Device for a device according to the invention,

Fig. 12 bis 16 Blockschaltbilder von Baueinheiten der12 to 16 block diagrams of structural units of the

Einrichtung nach Fig. 11, die zur Durchführung verschiedener Transformationen dienen,Device according to FIG. 11, which is used to carry out various transformations to serve,

Fig. 12JL, 13A,Figures 12JL, 13A,

1AA und 15A. die algebraischen Beziehungen für die mit1AA and 15A. the algebraic relationships for those with

den Einheiten nach den Fig. 12 bis 15 durchzuführenden Transformationen,transformations to be carried out according to the units according to FIGS. 12 to 15,

Fig. 17 eine Zusatzeinrichtung für die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Erzeugung von vorbestimmten Symbolen, Zeichen und Darstellungen anhand gespeicherter Befehlssätze,17 shows an additional device for the device according to the invention for generating predetermined Symbols, characters and representations based on stored instruction sets,

Fig. 18 das Blockschaltbild einer" Hechenanordnung, ·■18 shows the block diagram of a "pike arrangement, · ■

die mit einem gespeicherten Befehl sprogr'amm arbeitet,which works with a stored command program,

Fig. 19 ein Flußplan, der das in der Rechenanordnung19 is a flow chart showing that in the computing arrangement

Fig. 18 zur Erzeugung mit gleicher Steigung aneinander angrenzender Kurvenabschnitte verwendete Programm veranschaulicht, und18 used to generate curve sections adjoining one another with the same slope Program illustrates, and

Fig. 20 das Blockschaltbild einer Einrichtung für :20 shows the block diagram of a device for:

die erfindungsgemäße Vorrichtung zur räumlichen Drehung der erzeugten Kurvenabschnitte.the device according to the invention for the spatial rotation of the curve sections generated.

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Das in Fig. 1 mit seinen grundlegenden Funktionseinheiten dargestellte Darstellung^- oder Steuersystem, das von der Erfindung Gebrauch macht, umfaßt eine Datenquelle 12, Wie beispielsweise ein Tastenfeld oder ein Satz von Daten— registern, das ein oder mehrere Sätze von Punkt- und Steuerdaten einem Datenumsetzer 14· zuführt. Der Datenumsetzer 14· ist entweder durch fest verdrahtete Verbindungen zwischen einer Anzahl digitaler Baueinheiten oder durch die software-Befehle in einem Rechner programmiert, wie "es später noch im einzelnen beschrieben werden wird. Der Datenumsetzer 14- spricht auf die Punkt- und Steigungsdaten an, die ihm von der Datenquelle 12 zugeführt werden, und liefert eine Anzahl von für Parameter charakteristische Signale an einen Funktionsgenerator 16. Die Parameter umfassen die Koordinaten XO und YO des Ausgangspunktes eines Kurvenabschnittes in einem orthogonalen Koordinatensystem und vier zusätzliche Parameter' J, K, L und M, die Jeden Kurvenabschnitt definieren· Der Funktionsgenerator 16 empfängt die Koordinaten des Ausgangspunktes und die vier Parameter und benutzt;sie dazu, die Größe von um 90° gegeneinander phasenverschobenen sinusförmigen Signalen gemäß einer vorbestimmten Beziehung einzustellen. Die resultierenden eingestellten Signale werden dann paarweise zu einem der Parameter und zu den Koordinaten des Ausgangspunktes addiert, um entsprechende orthogonal zueinander wirkende, zeitlich veränderliche Steuersignale X(t) und Y(t) zu erzeugen· Diese Steuersignale werden auf Leitungen 18 und 20 einem Darstellungs- oder Steuergerät. oder einem sonstigen Verbraucher zugeführt. Die vom Funktionsgenerator 16 gelieferten Steuersignale können inThe representation shown in Fig. 1 with its basic functional units ^ - or control system that of the Making use of the invention includes a data source 12, How for example, a keypad or set of data registers containing one or more sets of period and Supplies control data to a data converter 14. The data converter 14 is either through hardwired connections between a number of digital units or programmed by software commands in a computer, as will be described in detail later. The data converter 14- responds to the point and slope data supplied to it from the data source 12, and supplies a number of signals characteristic of parameters to a function generator 16. The parameters comprise the coordinates XO and YO of the starting point of a curve section in an orthogonal coordinate system and four additional parameters 'J, K, L and M' defining each curve segment receives the coordinates of the starting point and the four parameters and uses them to measure the size of around 90 ° sinusoidal signals phase-shifted from one another set according to a predetermined relationship. The resulting adjusted signals are then paired added to one of the parameters and to the coordinates of the starting point to form corresponding orthogonal to each other to generate effective, time-variable control signals X (t) and Y (t) · These control signals are based on Lines 18 and 20 a display or control device. or fed to another consumer. The one from the function generator 16 control signals can be delivered in

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digitaler oder analoger Form vorliegen· Im ersten Fall werden sie von einem Digital-Analog-Umsetzer 24 in Analogsignale umgesetzt, damit sie als Eingangssignale für Darstellungsgeräte, wie beispielsweise eine Kathodenstrahlröhre 26, einen Abtastumsetzer 28 mit einem zugeordneten Fernsehmonitor 30, eine Speicherröhre 32 oder einen Koordinatenschreiber 34·» geeignet sind. Ein auf der Leitung 36 zugeführtes Schaltsignal bewirkt, daß die zugeführten Steuersignale X(t) und Y(t) nur während eines ausgewählten Abschnittes eines Zyklus der um 90 phasenverschobenen sinusförmigen Signale dargestellt werden. Bei anderen Ausführungsformen der Erfindung liegen die vom Funktionsgenerator 16 gelieferten Steuersignale als digitale Inkremente vor, bei denen jeder Ausgangsimpuls eine bestimmte Stellungsänderung für das Darstellungs- oder Steuergerät 22 darstellt. Solche für schrittweise Änderungen charakteristischen impulsförmigen Signale sind unmittelbar als Eingangssignale für ein Schritt-Zeichengerät 38 oder eine numerische Werkzeugmaschinensteuerung 40 geeignet. ·in digital or analog form · In the first case they are converted into analog signals by a digital-to-analog converter 24 implemented so that they can be used as input signals for display devices, such as a cathode ray tube 26, a scan converter 28 with an associated Television monitor 30, a storage tube 32 or a co-ordinate recorder 34 · »are suitable. One on line 36 supplied switching signal causes the supplied control signals X (t) and Y (t) only during a selected Section of a cycle of the 90-phase shifted sinusoidal signals are displayed. In other embodiments of the invention, those of the function generator lie 16 control signals supplied as digital increments, in which each output pulse has a specific Change of position for the display or Control unit 22 represents. Such pulse-shaped signals characteristic of step-by-step changes are immediate as input signals for a step drawing device 38 or a numerical machine tool controller 40 is suitable. ·

Ein bedeutender Faktor für die Wirksamkeit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Anwendung einer Näherung durch einen ausgewählten Abschnitt einer Ellipse. Die mathematischen Transformationen, die der Datenumsetzer 14 ausführt, um zu dieser Wirksamkeit zu kommen, werden anhand Fig. 2 leicht verständlich. Gemäß Fig. 2 ist ein Kurvenabschnitt darzustellen oder es ist eine Werkzeugmaschine so zu steuern, daß sie eine dieser Kurve entsprechende Bewegung ausführt. Diese Kurve wird von der Datenquelle 12 durch eine Anzahl von Punkten oder von Punkten und Steigungen längs der Kurve 42 definiert. Zur beispielsweisen Erläuterung der ErfindungAn important factor for the effectiveness of the device according to the invention is the use of an approximation a selected portion of an ellipse. The mathematical transformations that the data converter 14 performs, to achieve this effectiveness are easily understood with reference to FIG. According to Fig. 2 is a curve section or a machine tool is to be controlled in such a way that it executes a movement corresponding to this curve. This curve is obtained from the data source 12 by a number of points or points and slopes along the curve 42 defined. To illustrate the invention by way of example

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- 1Q-- 1Q-

werden fünf Fälle unterschieden, die verschiedene Kombinationen von Punkten und Steigungen darstellen, nämlich 1· Anfangs- und Endpunkte PO und P1 sowie die Steigungen SO und S1 in diesen Punkten,a distinction is made between five cases, the various combinations of points and slopes, namely 1 · start and end points PO and P1 as well as the slopes SO and S1 on these points,

2. drei Punkte PO, P1 und P3 und die Steigung SO im Ausgangspunkt, 2. three points PO, P1 and P3 and the slope SO at the starting point,

3. drei Punkte PO, P1 und P3 und die Steigung S1 im End-* punkt,3. three points PO, P1 and P3 and the slope S1 in the end * Point,

4. drei Punkte PO, P1 und P3 und die Steigung S3 im Zwischenpunkt und4. three points PO, P1 and P3 and the slope S3 at the intermediate point and

5· den Ausgangspunkt PO und den Endpunkt P1 und die Stellung eines Punktes P2 auf der Kurve zwischen dem Ausgangspunkt und dem Endpunkt, der von einer den Ausgangs- und den Endpunkt verbindenden geraden Linie den größten Abstand hat·5 · the starting point PO and the end point P1 and the position of a point P2 on the curve between the starting point and the end point of a straight line connecting the start point and the end point has the greatest distance

Der Datenumsetzer 14- nimmt die Punkt- und Steigungsdaten für Jeden dieser fünf Fälle auf und liefert elektrische Ausgangesignale, welche für die Koordinaten XO und YO des Ausgangspunktes PO und vier Parameter J, K. L und M charakteristisch sind, welche die Kurve auf der Basis eines Ellipaenabschnittes definieren· Die mathematischen Beziehungen, welche die Umsetzung in den fünf Fällen regieren, sind nachstehend, angegeben:The data converter 14- takes the point and slope data for each of these five cases and supplies electrical Output signals which are used for the coordinates XO and YO of the starting point PO and four parameters J, K. L and M are characteristic that define the curve on the basis of a segment of an ellipse · The mathematical Relationships governing implementation in the five cases are given below:

Fall I:Case I:

Eingangssignale:Input signals: XO;XO; YOYO ; Y^;.SOj Sl; Y ^;. SOj Sl Zwischengrößen:Intermediate sizes: SOA-BFROM ABOUT -Y1-Y0-Y1-Y0 Ausgangssignale:Output signals: A=XI-XO; BA = XI-XO; B. S1-S0S1-S0 XO;XO; A+JA + J SUSU B+LB + L K =K = L =L = -- M -M -

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Fall II:Case II:

Eingangssignale: XO; TO; X1; Ϊ1; X3; Ϊ3; SO Zwischengrößen: A=XI-XO; B=TI-TO . C=X1-X3;Input signals: XO; TO; X1; Ϊ1; X3; Ϊ3; SO Intermediate sizes: A = XI-XO; B = TI-TO . C = X1-X3;

Ausgangssignale: XO; TO'Output signals: XO; TO '

κ, XZ-O κ, XZ-O

J=K-AJ = K-A

ΗΠΛΤΓΗΠΛΤΓ

L=M-BL = M-B

Fall III:Case III:

Eingangssignale: XO; TO; X1; Ϊ1;.Χ3; Ϊ3; S1 Zwischengrößen: A=XI-XO; B=TI-TOInput signals: XO; TO; X1; Ϊ1; .Χ3; Ϊ3; S1 Intermediate sizes: A = XI-XO; B = TI-TO

C=X3-X0; D=T3-T0C = X3-X0; D = T3-T0

Ausgangssignale: XO; TOOutput signals: XO; TO

_F _[_(X3-X1)+AF ^Λ E+F-1 _F _[ _ (X3-X1) + AF ^Λ E + F-1

L=SU M=L₊BL = SU M = L ₊ B

Fall IV:
Eingangssignale:
Zwischengrößen: Case IV:
Input signals:
Intermediate sizes:

XO; TO; X1; Ύ1; X3; T3j S3 A=XI-XO; B=TI-TO C-X3-X0; D=T3-T0 I=T3-T1XO; TO; X1; Ύ1; X3; T3j S3 A = XI-XO; B = TI-TO C-X3-X0; D = T3-T0 I = T3-T1

S3C-D. S3H-I» S3C-D . S3H-I »

1+CG)(G)1 + CG) (G)

F« Vi-(E)(E)F «Vi- (E) (E)

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Ausgangssignale: XO; YOOutput signals: XO; YO

_T C-AF _T C-AF

M-L+BM-L + B

Fall V: ' Case V: '

Eingangssignale: XO; YO; X1; Y1; X2; Y2 Zwischengrößen: A-X1-X0; B=YI-YOInput signals: XO; YO; X1; Y1; X2; Y2 Intermediate sizes: A-X1-X0; B = YI-YO

C-X2-X0; D-Y2-Y0C-X2-X0; D-Y2-Y0

R---Ir; Τ--—-¹ ■R --- Ir; Τ --—- ¹ ■

V2 V2 -1V2 V2 -1

Ausgangssignale: XO; YOOutput signals: XO; YO

J-(C-AR)T
K=J+A
L=(D-BE)T
M-L+BJ- (C-AR) T
K = Y + A
L = (D-BE) T
M-L + B

In allen fünf Fällen liefert der Datenumsetzer 14· Ausgangssignale für die Koordinaten XO und YO des Ausgangspunktes und für die vier Parameter J, K.L und M, die dem Funktionsgenerator 16 zugeführt werden. Weitere mathematische Beziehungen, welche die Operation des Funktionsgenerators 16 regieren, führen zu zeitlich veränderlichen Steuersignalen X(t) und Y(t), die von den AusgangsSignalen des Datenumsetzers 14- abhängig sind und dem Darstellungs- oder Steuergerät 22 zugeführt werden. Diese mathematischen Beziehungen sind die folgenden:In all five cases the data converter 14 provides output signals for the coordinates XO and YO of the starting point and for the four parameters J, K.L and M, which the function generator 16 are fed. Other mathematical relationships that affect the operation of the function generator 16 govern, lead to time-variable control signals X (t) and Y (t), which are derived from the output signals of the data converter 14- are dependent and are fed to the display or control device 22. These mathematical relationships are the following:

X(t)=j(cost-1) + Kein t +XO
Y(t)«L(cost-i) + Msin t +YO ,X (t) = j (cost-1) + no t + XO
Y (t) «L (cost-i) + Msin t + YO,

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In diesen Gleichungen ist gewöhnlich O * t * 2TT und insbesondere 0 * t In these equations, it is usually O * t * 2TT, and especially 0 * t

Es hat sich nicht nur gezeigt, daß elliptische Abschnitte eine ausgezeichnete Näherung zur Steuerung der Bewegung von Darstellungseinrichtungen und Werkzeugmaschinen sind, sondern daß die Erzeugung von orthogonalen X- und Y-Steuer-Signalen für jeden Kurvenabschnitt mittels der oben ange-• gebenen'mathematischen Beziehungen besonders einfach möglich ist. Die sehr geringe Datenmenge, die für vorbestimmte Kurvenabschnitte in Form der Ausgangssignale des Datenumsetzers 14- zu speichern ist, ermöglicht es, daß eine sehr große Vielfalt alphanumerischer und graphischer Informationen unmittelbar von einem Speicher aus dargestellt werden können. Die geringe Menge an Daten, die zur genauen Beschreibung einer Kurve erforderlich ist, ermöglicht auch eine wirksamere Ausnutzung von Datenleitungen, wie sie beispielsweise von Fernsprechsystemen zur Verfügung gestellt werden. Weiterhin können Transformationen der erzeugten Kurvenabschnitte in den meisten Fällen durch Modifikation der Parameter ausgeführt werden, die von dem Datenumsetzer 14 geliefert werden, ohne daß es notwendig wäre, eine Neuberechnung vom Ausgangspunkt und den Steigungsinformationen aus vorzunehmen, wie es bei anderen Systemen erforderlich ist, und ohne daß die Kurvenabschnitte unerwünschte Verzerrungen erfahren. Weiterhin kann durch Wechsel der Ausgangs- und Endpunkte die Kurve in der gleichen oder der entgegengesetzten Richtung durchlaufen werden, wodurch sich eine größere Flexibilität ergibt. It has been shown not only that elliptical sections are an excellent approximation for controlling the movement of display devices and machine tools, but that the generation of orthogonal X and Y control signals for each curve section by means of the mathematical relationships given above is particularly easy to do. The very small amount of data to be stored for predetermined curve sections in the form of the output signals of the data converter 14 enables a very large variety of alphanumeric and graphic information to be displayed directly from a memory. The small amount of data required to accurately describe a curve also enables more efficient use of data lines such as those provided by telephone systems. Furthermore, transformations of the curve sections generated can in most cases be carried out by modifying the parameters supplied by the data converter 14 without the need to recalculate from the starting point and the slope information, as is required in other systems, and without the curve sections experiencing undesirable distortions. Furthermore, by changing the starting and end points, the curve can be traversed in the same or the opposite direction, which results in greater flexibility.

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Im folgenden werden spezielle Ausführungsformen des Datenumsetzers 14- und des Funktionsgenerators 16 zur Erzeugung der zeitlich veränderlichen orthogonalen Steuersignale in Abhängigkeit von den Punkt- und ,Steigungsdaten "behandelt. Zu diesem Zweck wird auf Fig. 3 Bezug genommen, die ein detaillierteres Blockschaltbild einer möglicher» Ausführungsform des Datenumsetzers 14 für den Fall I wiedergibt. Der Datenumsetzer nach Fig. 3 empfängt Eingangsdaten von mehreren Quellen 50, 52, 54, 56, 58 und 60, die Signalwerte liefern, die für XO, YO, Y1, X1, SO und S1 charakteristisch sind. Die Signale der Quellen 50 und 52 werden unmittelbar durch das System hindurchgeleitet, um für XO und YO charakteristische Ausgangssignale zu liefern, und außerdem den negierenden Eingängen von Summierern 62 und 64 „ zugeführt. Die von den Quellen 54 und 56 gelieferten X1- und Y1-Signale werden entsprechend den nichtnegierenden Eingängen der Summierer 62 und 64 zugeführt. Das Ausgangs signal des Summierers 62 wird dem Eingang eines Multiplizierers 66 zugeführt, der an seinem .zweiten Eingang das SO-Signal von der Quelle 58 empfängt. Das Produktsignal vom Ausgang des Multiplizierers 66 wird einem nichtnegierenden Eingang eines Summierers 68 zugeführt, während ein negierender Eingang dieses Summierers das Aus gangs signal des Summierers 64 empfängt. Die SO- und Si-Signale der Quellen 58 und 60 werden dem negierenden bzw. nichtnegierenden Eingang eines Summierers 70 zugeführt, dessen Ausgangssignal dem Zählereingang eines Dividier er s 72 zugeführt wird. Der Nenner eingang des Dividierers 72 wird vom Ausgang des Summierers 68 geliefert. Das Ausgangssignal des Dividierere 72 bildetIn the following, special embodiments of the data converter 14 and the function generator 16 are used Generation of the time-varying orthogonal control signals as a function of the point and "Incline data" is treated. For this purpose, Reference is made to FIG. 3, which shows a more detailed block diagram of a possible embodiment of the data converter 14 for case I reproduces. The data converter of Fig. 3 receives input data from a plurality of Sources 50, 52, 54, 56, 58 and 60 that provide signal values, which are characteristic of XO, YO, Y1, X1, SO and S1. The signals from sources 50 and 52 become immediate passed through the system to provide output signals characteristic of XO and YO, and also fed to the negating inputs of summers 62 and 64 ″. Those supplied by sources 54 and 56 X1 and Y1 signals become non-negating, respectively Inputs of summers 62 and 64 are supplied. The output signal of the summer 62 is the input of one Multiplier 66 supplied, which receives the SO signal from source 58 at its second input. That Product signal from the output of multiplier 66 is fed to a non-negating input of a summer 68, while a negating input of this adder receives the output signal from adder 64. The SO and Si signals from sources 58 and 60 become the negating or non-negating input of a summer 70 supplied, whose output signal is fed to the counter input of a divider 72. The denominator input of the Divider 72 is provided from the output of summer 68. The output of the divider 72 forms

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das J-Ausgangssignal des Datenumsetzers und wird außerdem einem nichtnegierenden Eingang eines Summierers und einem. Eingang eines Multiplizierers 76 zugeführt· Der Summierer 74- empfängt an einem weiteren nichtnegierenden Eingang das Ausgangssignal des Summierers 64 und liefert an seinem Ausgang das K-Signal. Der Multiplizierer 76 empfängt an seinem zweiten Eingang das S1-Signal von der Quelle 60 und liefert ein -^roduktsignal, welches das-L-Signal des Datenumsetzers bildet und außerdem einem nichtnegierenden Eingang eines Summierers 78 zugeführt wird. Dieser Summierer empfängt an einem weiteren nichtnegierenden Eingang das Ausgangssignal des Summierers 64 und liefert das M-Signal des Datenumsetzers. Die Eingangssignale für den Datenumsetzer nach Pig. 3» die von den Quellen 50 bis 60 geliefert werden, können in analoger oder digitaler Form vorliegen. Wenn es sich um Analogsignale handelt, können die Summierer, Multiplizierer und Dividierer des Datenumsetzers von allen bekannten Analogeinheiten gebildet werden, welche die entsprechende Funktion erfüllen. Liegen die Eingangssignale in digitaler Form vor, sind die Summierer, Multiplizierer und Dividierer digitale Anordnungen und werden bei einer typischen Anwendung nacheinander in Fig. 3 von links" nach rechts derart getaktet, daß an jeder Baueinheit alle erforderlichen Eingangssignalβ vorliegen, wenn sie ihre digitale logische Funktion erfüllen müssen.the Y output of the converter and will also a non-negating input of a summer and one. Input of a multiplier 76 supplied Summer 74- receives another non-negating one Input the output signal of the summer 64 and delivers the K signal at its output. The multiplier 76 receives the S1 signal from the source 60 at its second input and delivers a product signal, which forms the L signal of the data converter and also a non-negating input of a Summer 78 is supplied. This summer receives at a further non-negating input the output signal of the summer 64 and supplies the M signal of the Data converter. The input signals for the data converter after Pig. 3 »those supplied by sources 50 to 60 can be in analog or digital form. If the signals are analog, then the summers, multipliers and dividers of the data converter are formed by all known analog units which fulfill the corresponding function. If the input signals are in digital form, are the summers, multipliers and dividers are digital arrangements and are used in a typical application one after the other in Fig. 3 from left "to right in this way clocked so that all necessary input signals are present at each unit, if they have their digital logic Function.

Fig. 4 zeigt Einzelheiten eines Ausführungsbeispieles für den Funktionsgenerator 16. Die J-, K-, M- und L-Signale, die vom Datenumsetzer 14 geliefert werden,Fig. 4 shows details of an embodiment for the function generator 16. The J, K, M and L signals supplied by the data converter 14,

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werden den Eingängen von Multiplizierern 80, 82, und 86 zugeführt. Die .J- und L-Signale werden außerdem den negierenden Eingängen von entsprechenden Summierern ,'· 88 und 90 zugeführt. Den Multiplizierern 80 und 86 wird als weiteres Signal ein sich zeitlich änderndes Cosinussignal von einem Cosinus-Funktionsgenerator 90 zugeführt, während den Multiplizierern 82 und 84 ein sich zeitlich änderndes Sinussignal von einem Sinus-Funktionsgenerator zugeführt wird. Die Funktionsgeneratoren-90 und 92 werden von einer Zeitsteuereinheit 98 gesteuert. Die Zeitsteuereinheit 98 und die Funktionsgeneratoren 90 und 92 können den in Fig. 4A dargestellten Aufbau haben. In diesem Fall werden die um 90° gegeneinander phasenverschobenen, sich zeitlich ändernden Signale von einer Dreieckspannung abgeleitet, die von einem Integrator 91 erzeugt wird, der die positiven oder negativen Spannungen integriert, die von einem Schalter 89 zugeführt werden. Der Schalter 89 wird vom Ausgangssignal des Integrators derart gesteuert, daß eine unipolare Dreieckspannung erzeugt wird, die einem Dioden-Näherungsglied 93 zugeführt wird, das durch Vollweg-Gleichrichtung eine sich zeitlich ändernde Sinusfunktion liefert. Außerdem wird das Dreiecksignal über einen. Inverter 95 einem Dioden-Näherungsglied 97 zugeführt, damit durch Vollweg-Gleichrichtung die sich zeitlich" ändernde Cosinusfunktion erzeugt wird. Um eine Phasenverschiebung von 90° zu erzielen, variiert die Dreieckspannung zwischen dem Wert Null und einem vorbestimmten oberen Grenzwert. Die resultierenden Ausgangssignale der Dioden-Näherurigsglieder stellen Vollweg-Gleichrichtungen der Sinus- und Cosinus-Funktionen dar. Diese Ausgangs-are fed to the inputs of multipliers 80, 82, and 86. The .J and L signals are also the negating inputs of corresponding totalizers, '· 88 and 90 supplied. The multipliers 80 and 86 receive a cosine signal that changes over time as a further signal supplied by a cosine function generator 90, while the multipliers 82 and 84 a time changing sine signal is fed from a sine function generator. The function generators 90 and 92 are controlled by a timing control unit 98. The time control unit 98 and function generators 90 and 92 can have the structure shown in Fig. 4A. In this case, the 90 ° out of phase with each other are Time-varying signals derived from a triangular voltage generated by an integrator 91, the positive or negative voltages, which are supplied by a switch 89, are integrated. The switch 89 is controlled by the output signal of the integrator such that a unipolar triangle voltage is generated, which is fed to a diode approximation 93, which is by full-wave rectification provides a sine function that changes over time. In addition, the triangle signal is via a. Inverter 95 is fed to a diode approximation element 97, so that through full-wave rectification the temporal " changing cosine function is generated. To a phase shift of 90 °, the triangular voltage varies between the value zero and a predetermined one upper limit. The resulting output signals from the diode proximity elements provide full-wave rectifications of the sine and cosine functions. These output

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signale werden dann mittels Tore 99 bzw. 101, welche bei jedem zweiten Zyklus einen Polaritätswechsel bewirken, in die normalen Sinus- und Cosinus-Funktions-signale umgewandelt. Die Summierer 103 und 105 liefern dann die zusammengesetzten Signale.signals are then by means of gates 99 and 101, which cause a polarity change in every second cycle into the normal sine and cosine function signals converted. The summers 103 and 105 then provide the composite signals.

Die Multiplizierer 80 und 82 liefern ihre Ausgangssignale an nichtnegierende Eingänge des Summierers 88, dem außerdem das Signal für die XO-Koordinate und das J-Signal zugeführt werden. Das Ausgangssignal des Summierers 88 ist das sich zeitlich ändernde Signal X(t), das dem Darstellungs- oder Steuergerät 22 zugeführt wird. Entsprechend führen die Multiplizierer 84 und 86 ihre Ausgangssignale den nichtnegierenden Eingängen des Summierers 90 zu, der außerdem die YO- und L-Signale empfängt. Das Ausgangssignal des Summierers 90 ist das sich zeitlich ändernde Y(t)-Signal, das dem Darstellungsoder Steuergerät 22 zugeführt wird. The multipliers 80 and 82 provide their output signals to non-negating inputs of the summer 88, which is also supplied with the signal for the XO coordinate and the J signal. The output signal of the The adder 88 is the signal X (t) which changes over time and which is fed to the display or control device 22. Likewise, multipliers 84 and 86 perform theirs Output signals to the non-negating inputs of summer 90 which also includes the YO and L signals receives. The output of summer 90 is that Y (t) signal which changes over time and which is fed to the display or control device 22.

Um zu bewirken, daß die X- und Y-Signale im typischen Anwendungsfall sich nur über eine Viertelperiode ändern und das Darstellungs- oder Steuergerät 22 auch nur während dieser Viertelperiode anspricht, überwacht ein Phasensensor 94- die Ausgangssignale der Generatoren 90 und und stellt die Viertelperioden zu den Zeiten t = 0, "Π/2, TT und 3^/4- fest. Zu diesem Zweck können bekannte Schwellenwert-Techniken verwendet werden. Der Phasensensor liefert vier Ausgangssignale, von denen jedes einen Viertelperiodenpunkt darstellt, an einen logischenIn order to ensure that the X and Y signals in the typical application only change over a quarter period and the display or control device 22 only responds during this quarter period, a phase sensor 94 monitors the output signals of the generators 90 and and sets the quarter periods at times t = 0, "Π / 2, TT and 3 ^ / 4. Known thresholding techniques can be used for this purpose. The phase sensor provides four output signals, each of which represents a quarter period point, to a logic one

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Schalter 96, der einen der vier Ausgangssignale zum Zuführen als Hückstell- oder Stop-Signal an die Zeitsteuerung 98 auswählt. Die Zeitsteuerung 98 empfängt ein START-Signal an einem Stelleingang, das dazu benutzt werden kann, ein Tor 10? in Fig. 4-A zu öffnen, damit dem Schalter 89 positive und negative Eingangssignale zugeführt werden und elektrische Sinus- und Cosinus-Funktionen, die von der Zeit t β p ausgehen, erzeugt werden können. Am Viertelperiodenpunkt wird bei entsprechender Wahl durch den logischen Schalter 96 die Zeitsteuerung 98 zurückgestellt. Das Rückstellsignal wird dazu benutzt, den Integrationskondensator des Integrators 91 zu entladen, so daß der Integrator in einen Ausgangszustand zurückkehrt und das Tor 107 zu sperren. Das von dem logischen Schalter 96 gelieferte STOP-Signal und das START-Signal werden auch einer Sperrschaltung 100 zugeführt, die als Puffer für die Austauschsteuerungen des Darstellungs- oder Steuergerätes 22 dient. Demgemäß findet keine Darstellung statt, bevor nicht das START-Signal der Zeitsteuerung zugeführt wird, und nachdem der Zeitsteuerung das STOP-Signal zugeführt worden ist.Switch 96, which sends one of the four output signals to Feeding as a reset or stop signal to the timing controller 98 selects. The timing controller 98 receives a START signal at a control input that can be used to set a gate 10? to open in Fig. 4-A so that the Switch 89 positive and negative input signals are fed and electrical sine and cosine functions, which start from the time t β p can be generated. At the quarter period point, if selected, the timing control 98 through the logic switch 96 deferred. The reset signal is used to discharge the integration capacitor of the integrator 91, so that the integrator is in an initial state returns and lock gate 107. The STOP signal supplied by the logic switch 96 and the START signals are also fed to a blocking circuit 100, which serves as a buffer for the exchange controls of the display or control device 22. Accordingly there is no display before the START signal is supplied to the timing control and after the STOP signal has been supplied to the timing control.

Eine auch in Fig. 4A dargestellte Geschwindigkeitssteuerung 102 spricht auf die sich zeitlich ändernden Signale X(t) und Y(t), die dem Darstellungs- oder Steuergerät 22 zugeführt werden, an und liefert ein Ausgangssignal, das für die Abweichung der Quadratwurzel der Summe der Quadrate der zeitlichen Ableitungen der Signale X(t) und Y(t) oder Näherungen dieses Wertes von einem Bezugswert ist. Dieses Signal"wird derA speed control 102, also shown in FIG. 4A, responds to the changes over time Signals X (t) and Y (t), which are fed to the display or control device 22, and supplies a Output signal representing the deviation of the square root the sum of the squares of the time derivatives of the signals X (t) and Y (t) or approximations thereof Value of a reference value. This signal "becomes the

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Zeitsteuerung 98 am Tor 107 zugeführt, das gleiche positive und negative Darstellungen des Eingangssignales liefert, um die Frequenz des erzeugten Dreiecksignäles zu steuern und damit die Frequenz der Sinus- und Cosinus-Funktionssignale sowie der Signale X(t) und Y(t) zu steuern. Das Ergebnis ist eine Einregelung auf eine bestimmte Vektorgeschwindigkeit, so daß die Intensität der Darstellung im Gerät 22 konstant bleibt. Y/eiter entwickelte Geschwindigkeitssteuersysteme, die für Werkzeugmaschinensteuerungen geeignet, sind, werden später anhand spezieller, für diesen Zweck bestimmte Ausführungsformen behandelt. Ein Schalter 109 ermöglicht es, das Tor 107 an eine Bezugsspannungsquelle 111 anzuschließen, wenn eine' höher« Schreibgeschwindigkeit gewünscht wird, wie es später noch erläutert wird.Timing 98 fed to gate 107, the same positive and negative representations of the input signal supplies to control the frequency of the generated triangular signal and thus the frequency of the Control sine and cosine function signals as well as the signals X (t) and Y (t). The result is adjustment to a certain vector speed, so that the intensity of the representation in the device 22 remains constant. Y / e further developed speed control systems that are used for machine tool controls are suitable, are dealt with later on the basis of specific embodiments intended for this purpose. A switch 109 enables the port 107 to be connected to a reference voltage source 111 when a ' higher «writing speed is desired, as will be explained later.

Es versteht sich, daß die Schaltungsanordnung nach Fig. 4- entweder analog oder digital verwirklicht werden kann. Wenn die vom Datenumsetzer 14 gelieferten J-, K-, L- und M-Signale in digitaler Form vorliegen, können die Multiplizierer 80 bis 86 in typischer Weise von multiplizierenden Digital-Analog-Umsetzern gebildet werden, bei denen die analogen Bezugssignale von den Generatoren 90 und 92 geliefert werden. In einem solchen Fall müssen die XO-, J-, L- und YO-Signale in Analogsignale umgesetzt werden, bevor sie den Summierern 88 und 90 zugeführt werden, die in diesem Fall normale analoge Summiernetz— werke sein können· Eine alternative digitale Ausführungsform des Funktionsgenerators nach Fig. 4- wird später im einzelnen behandelt.It goes without saying that the circuit arrangement according to FIG. 4- can be implemented either analogously or digitally can. If the J, K, L and M signals supplied by the data converter 14 are in digital form, the Multipliers 80 to 86 are typically formed by multiplying digital-to-analog converters, where the analog reference signals from the generators 90 and 92 can be delivered. In such a case you have to the XO, J, L and YO signals converted into analog signals before they are fed to the summers 88 and 90, which in this case is the normal analog summing network— Works can be · An alternative digital embodiment of the function generator of Fig. 4- will be discussed later in individual treated.

Weitere Blockschaltbilder für den Aufbau des Datenumsetzers 14 für die Fälle II, III, IV und V sind in den.Fig; 5 "bis 8 dargestellt. Dabei gelten die gleichen Annahmen wie für das Blockschaltbild nach Fig. 3· Bei der Anordnung nach Fig. 5 werden die J-, K-, M- und L-Signale als Ausgangssignale eines Summierers 102, eines Dividierers 104, eines Multiplizierers 106 und eines Summierers 108 geliefert, während die XO- und Yo-Signale unmittelbar durchgeführt sind. Der Summierer 102 empfängt an einem negierenden Eingang das Ausgangssignal eines Summierers 110 und an einem nichtnegierenden Eingang das Ausgangssignal des Dividierers 104. Der Multiplizierer 106 empfängt an seinen Eingängen das Ausgangssignal des Dividierers 104 und das SO-Signal. Der Dividierer 104 empfängt sein Z&hler-Eingangssignal von einem Summierer 112 und sein Zähler-Eingangssignal von einem Summierer 114. Der Summierer 114 empfängt an seinen nichtnegierenden Eingängen das Ausgangesignal einer fjuadrat-Wurzelschaltung 116, ein minus Eins-Bezugssignal 118 und das Ausgangssignal eines Dividierers 120. Die Quadrat-Wurzelschaltung 116 empfängt das Ausgangssignal eines Summierers 122, der seinerseits an seinem negierenden Eingang das Ausgangssignal einer Quadrierschaltung 124 und an seinem nichtnegierenden Eingang ein Eins-Bezugssignal 126 empfängt. Der Quadrierschaltung 124 wird das Ausgangssignal des Dividierers 120 zugeführt, das auch einem Multiplizierer 128 zugeführt wird. Der Multiplizierer 128 empfängt außerdem das Ausgangssignal eines Summierers 110. Der Multiplizierer 128 liefert sein Ausgangssignal dem nichtnegierenden Eingang eines Summierers 112, dessen negierender Eingang das Ausgangs-Further block diagrams for the structure of the data converter 14 for cases II, III, IV and V are in den.Fig; 5 "to 8. The same apply here Assumptions as for the block diagram according to FIG the arrangement according to FIG. 5, the J, K, M and L signals are used as output signals of a summer 102, a divider 104, a multiplier 106 and a summer 108, while the XO and Yo signals are carried out immediately. The summer 102 receives the output signal at a negating input a summer 110 and at a non-negating input the output signal of the divider 104. The multiplier 106 receives the output signal of the divider 104 and the SO signal at its inputs. Divider 104 receives its counter input from one Summer 112 and its counter input from one Summer 114. Summer 114 receives the output signal of a fjuadrat-root circuit at its non-negating inputs 116, a minus one reference signal 118, and the output of a divider 120. The square-root circuit 116 receives the output of a summer 122, which in turn has its negating Input the output signal of a squaring circuit 124 and receives a one reference signal 126 at its non-negating input. The squaring circuit 124 will Output of the divider 120 supplied, which also a multiplier 128 is supplied. The multiplier 128 also receives the output of a Summer 110. Multiplier 128 provides its output to the non-negating input of a summer 112, whose negating input is the output

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signal eines Summierers 130 empfängt. Der Dividierer empfängt en seinen Nenner- und Zähler-Eingängen das Ausgangssignal eines Summierers 132 bzw. 134. Der Summierer 132 empfängt an seinen nichtnegierenden und negierenden Eingängen das Ausgangssignal eines Multiplizierers "bzw. das Ausgangssignal eines Summierers 138· Ebenso empfängt der Summierer 134- an seinen nichtnegierenden und seinen negierenden Eingängen das Ausgangssignal eines Multiplizierers 140 bzw. eines Summierers 142. Die Multiplizierer 136 und 140 bilden die Produkte des Ausgangssignales des Summierers 110 bzw. 130 mit dem SO-Signal. Die Summierer 110, 138, 130 und 142 empfangen jeweils an ihren negierenden Eingängen eines der XO-, YO-, X3- und Y3-Signale und an ihren nichtnegierenden Eingängen eines der X1-, Y1-, X1- und Yi-Signale. Wie oben angegeben, können digitale oder analoge Ausführungsformen dieser Systeme verwendet werden. signal of a summer 130 receives. The divider receives the output signal at its denominator and numerator inputs a summer 132 or 134. The summer 132 receives the output of a multiplier at its non-negating and negating inputs "or the output of a summer 138 · Likewise the summer 134- receives at its non-negating and its negating inputs the output signal a multiplier 140 and a summer 142, respectively. The multipliers 136 and 140 form the products of the Output signal of the summer 110 or 130 with the SO signal. Summers 110, 138, 130 and 142 receive one of the XO-, YO, X3 and Y3 signals and at their non-negating inputs one of the X1, Y1, X1 and Yi signals. As noted above, digital or analog embodiments of these systems can be used.

Die Schaltungsanordnung nach Fig. 6 stimmt in vielen Einzelheiten mit der Schaltungsanordnung nach Fig. 5 überein. Im folgenden werden daher nur die Abweichungen angegeben. Die Summierer 130 und 142 sind durch die Summierer 144 und 146 ersetzt, die an ihren negierenden Eingängen das XO- bzw. YO-Signal und an ihren nichtnegierenden Eingängen das X3- bzw. Y3-Signal empfangen. Weiter wird in Fig. 6 den Multiplizierern 136 und 140 anstelle des S1-Signales das SO-Signal zugeführt. Außer diesen beiden MuItiplizierern sind auch die Summierer 132 und 134, der Dividierer 120, die Quadrierschaltung 124, der Summierer 122, die' Quadrat-Wurzelschaltung und die Summierechaltung 114 mit den BezugsSignalen und 126 erhalten. Von hier ab sind jedoch wieder UnterschiedeThe circuit arrangement according to FIG. 6 agrees in many details with the circuit arrangement according to FIG. 5 match. In the following, therefore, only the deviations are given. The summers 130 and 142 are through the Summers 144 and 146 replace the XO and YO signals on their negating inputs and the non-negating Inputs receive the X3 or Y3 signal. Next, in FIG. 6, the multipliers 136 and 140 instead of the S1 signal, the SO signal is supplied. Except these two multipliers are also the adders 132 and 134, the divider 120, the squaring circuit 124, the summer 122, the square-root circuit and the summing circuit 114 with the reference signals and received 126. From here on, however, there are again differences

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vorhanden, die nachstehend "behandelt werden. Ein Summierer 148 empfängt an" einem nichtnegierenden Eingang das Ausgangssignal des Summierers 144 und an einem negierenden Eingang das Ausgangssignal des Summierers 110. Ein Multiplizierer 150 empfängt das Aus gangssignal des Summierers 110 und das Ausgangssignal der Quadrat-Wurzelschaltung 116. Die Ausgangssignale des Summierers. 1*''8 und des Multiplizierers werden nichtnegierenden Eingängen eines Summierers zugeführt, dessen Ausgangesignal dem Zähler-Eingang eines Dividierers 154 zugeführt wird. Das Nenner-Eingangs signal für den Dividierer 154 wird von dem Ausgang eines Summierers 114 geliefert, während das Ausgangssignal des Dividierers dem nichtnegierenden Eingang eines Summierers 156 zugeführt wird. Ein negierender Eingang des Summierers -156 ist mit dem Ausgang des Summierers 110 verbunden und es bildet das Ausgangssignal des Summierers 156 das J-Signal für den Funktionsgenerator. Das K-Signal wird vom Ausgang des Dividiärers 154 geliefert., Ein Multiplizierer 158 empfängt das Ausgangssignal des Summierers 156 und das Si-Signal und liefert ein Ausgangssignal, welches das L-Signal bildet und außerdem,zusammen mit dem Ausgangssignal des Summierers 138 einem Summierer 160 zugeführt wird, dessen Ausgangssignal das M-Signal ist.which are discussed below ". Summer 148 receives at" a non-negating one Input the output signal of the summer 144 and at a negating input the output signal of the Summer 110. A multiplier 150 receives this From the output signal of the summer 110 and the output signal the square-root circuit 116. The outputs of the summer. 1 * '' 8 and the multiplier are fed to the non-negating inputs of an adder, the output signal of which is fed to the counter input a divider 154 is supplied. The denominator input signal for divider 154 is taken from the output a summer 114, while the output of the divider is supplied to the non-negating input a summer 156 is supplied. A negating input of the summer -156 is connected to the output of the Summer 110 connected and it forms the output signal of the summer 156, the J signal for the function generator. The K signal is provided from the output of the divider 154., A multiplier 158 receives the output of summer 156 and the Si signal and provides an output which forms the L signal and also, together with the output signal of the summer 138 is fed to a summer 160 whose output signal is the M signal.

In Fig. 7 ist eine Ausführungsform des Datenumsetzers dargestellt, die nach den Gleichungen des Falles TV arbeitet. Bei dieser Ausführungsform ist ein Satz von Summierern 162, 164, 166, 168, 17Ο und 172 vorgesehen, die von Summierverstärkern gebildet werden können undFIG. 7 shows an embodiment of the data converter which operates according to the equations for the case of TV. In this embodiment, a set of summers 162, 164, 166, 168, 17Ο and 172 is provided, which can be formed by summing amplifiers and

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an ihren negierenden Eingängen in der gleichen Reihenfolge die XO-, YO-, XO-, YO-, X1- und Yi-Signale und an ihren nichtnegierenden Eingängen die X1-, Y1-, X3-» Y3-, X3- und Y3-Signale empfangen. Das Ausgangssignal des Summierers 166 wird dem Eingang eines Multiplizierers 174- und das Ausgangssignal des Summierers 170 einem Eingang eines Multiplizierers 176 zugeführt. Die anderen Eingangssignale der Multiplizierer 174· und 176 werden von dem S3-Signal gebildet· Die Ausgangssignale der beiden Multiplizierer werden dem nichtnegierenden Eingang eines Summierers 178 bzw. 180 zugeführt. Die negierenden Eingänge der Summierer 178 und 180 erhalten das Ausgangssignal des Summierers 168 bzw. 172. Die Ausgangssignale der Summierer 178 und 180 bilden den Zähler- bzw. Nenner-Eingang eines Dividierers 182. Das Ausgangssignal des Dividierers 182 wird den Eingängen zweier Multiplizierer 18A- und 186 und dem Eingang einer Quadrierschaltung 188 zugeführt. Der Multiplizierer 184 empfängt ein zweites Eingangssignal in Form eines Zwei-Bezugssignals 190 und liefert sein Ausgangssignal einer Quadrat-Wurzelschaltung 192,. deren Ausgangssignal wiederum dem nichtnegierenden Eingang eines Summierers 194- zugeführt wird. Dem Summierer 194- wird an einem negierenden Eingang ein Eins-Bezugssignal 196 zugeführt. Das Ausgangssignal des Summierers 194· wird dem Eingang eines MuItiplizierers 186 zugeführt, dessen Ausgangssignal dem nichtnegierenden Eingang eines Summierers 198 zugeführt, der außerdem ein Eins-Bezugssignal empfängt. Das Ausgangssignal der Quadrierschaltung 188 wird zusammen mit einem Eins-Bezugssignal 204· einem Summierer 202 zugeführt. Die Ausgangesignale der Summierer 198 und 202 werden dem Zähler- bzw. Nenner-Eingang eines Dividierers 206 zugeführt, dessen Ausgangssignal einer Quadrierechaltung 208 und einem nichtnegierenden Eingang eines Summierersat their negating inputs in the same order the XO, YO, XO, YO, X1 and Yi signals and receive the X1, Y1, X3 »Y3, X3 and Y3 signals at their non-negating inputs. The output signal of summer 166 becomes the input of a multiplier 174 and the output of summer 170 becomes an input a multiplier 176 is supplied. The other inputs to multipliers 174 * and 176 become formed by the S3 signal · The output signals of the two multipliers are the non-negating input a summer 178 and 180, respectively. The negating ones Inputs to summers 178 and 180 receive the output of summers 168 and 172, respectively. The outputs summers 178 and 180 form the numerator and denominator inputs, respectively, of a divider 182. The output signal of divider 182 is the inputs of two multipliers 18A- and 186 and the input of a squaring circuit 188 supplied. The multiplier 184 receives a second Input signal in the form of a two-reference signal 190 and provides its output signal to a square-root circuit 192 ,. whose output signal is in turn fed to the non-negating input of an adder 194-. The totalizer 194- becomes a one reference signal at a negating input 196 supplied. The output of summer 194 · becomes fed to the input of a multiplier 186, the Output signal fed to the non-negating input of a summer 198 which also has a one reference signal receives. The output of the squaring circuit 188 becomes supplied to a summer 202 together with a one reference signal 204 *. The outputs of summers 198 and 202 are fed to the numerator or denominator input of a divider 206, the output signal of which is a squaring circuit 208 and a non-negating input of a summer

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zugeführt wird. Die Quadrierschaltung 208 liefert ein Ausgangssignal an einen negierenden Eingang eines Summierers 212, der an einem nichtnegierenden Eingang ein Eins-Bezugssignal 214- empfängt. Das Ausgangssignal des Summierers 212 wird einer Quadrat-Wurzelschaltung 216 zugeführt, deren Ausgangssignal zusammen mit einem minus Eins-Bezugssignal 218 einem nichtnegierenden Eingang eines Summierers 210 zugeführt wird. Das Ausgangssignal der Quadrat-lrVurzelschaltung 216 wird außerdem den Eingängen von Multiplizierern 220 und 222. zugeführt. Weitere Eingangssignale erhalten diese Multiplizierer vom Ausgang des Summierers 162 bzw. 164. Die Ausgänge der "beiden Multiplizierer werden dem negierenden Eingang eines Summierers 224 "bzw. 226 zugeführt, die an ihren nichtnegierenden Eingängen die Ausgangssignale des Summierers 166 "bzw. 168 empfangen. Die Ausgangssignale des Summierers 224 und 226 werden dem Zählerbzw. Nenner-Eingang entsprechenden Dividierer 228 und 2J0 zugeführt. Die Nenner- bzw. Zähler-Eingangssignale für die Dividierer 228 und 2JO werden von dem Ausgangssignal des Summierers 210 gebildet. Das Ausgangssignal des Dividierers 228 bildet das J-Signal und wird außerdem einem nichtnegierenden Eingang eines Summierers 232 zugeführt, während das Ausgangssignal des Dividierers 230 das L-Signal -bildet und einem nichtnegierenden Eingang eines Summierers 234 zugeführt wird. Die Summierer 232 und 234 empfangen an weiteren nichtnegierenden Eingängen die Aus gangs signale der Summierer 162 und 164 und liefern ihrerseits die K- und M-Signale.is fed. The squaring circuit 208 provides a Output signal to a negating input of a summer 212, which is connected to a non-negating input receives a one reference signal 214-. The output signal of the summer 212 is fed to a square-root circuit 216, the output of which together with a minus one reference signal 218 is applied to a non-negating input of a summer 210. The output signal the square-to-square circuit 216 is also applied to the inputs of multipliers 220 and 222. These multipliers receive further input signals from Output of the adder 162 or 164. The outputs the "two multipliers are connected to the negating input of a summer 224" resp. 226 supplied to their non-negating inputs the output signals of summers 166 "and 168, respectively. The outputs of summers 224 and 226 are passed to the counter and the counter, respectively. Denominator input is fed to respective divider 228 and 2J0. The denominator and numerator input signals for dividers 228 and 2JO are formed from the output of summer 210. The output signal of divider 228 forms the Y signal and also becomes a non-negating input of a summer 232, while the output signal of the divider 230 forms the L-signal and a non-negating input a summer 234 is supplied. The summers 232 and 234 receive the output signals of the summers 162 and 164 at further non-negating inputs and in turn deliver the K and M signals.

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Anhand Fig. 8 wird nunmehr die Ausbildung des Datenumsetzers 14 für den Fall V behandelt. Wie aus Fig. ersichtlich, empfangen Summierer 236, 238, 240 und an ihren negierenden Eingängen die XO- bzw. YO-Signale und an ihren nichtnegierenden Eingängen die X2-, X1-, Y.1- und Y2-Signale. Die Ausgangssignale der Summierer 238 und 240 werden jeweils einem Multiplizierer 244 bzw. 246 zugeführt. Ihre anderen Eingangssignale erhalten die Multiplizierer 244 und 246 in Form eines V2/2-Bezugssignales 248. Die Ausgangssignale der Multiplizierer 244 und 246 werden jeweils dem negierenden Eingang eines Summierers 248 bzw. 250 zugeführt, dessen nichtnegierender Eingang mit dem Ausgang des Summierers 236 bzw. 242 verbunden ist. Die Ausgangssignale der Summierers 248 und 250 sind jeweils mit dem Eingang eines Multiplizierers 252 bzw. 254 verbunden, der ein 1/V~2 - 1 - Bezugssignal 256 empfängt. Die Ausgangssignale der Multiplizierer 252 und 254· bilden das J- bzw. L-Signal und werden außerdem äea. nichtinvertierenden Eingängen von Summierern 258 und 260,zügeführt. Die Summierer 258 und 260 erhalten jeweils ein weiteres Eingangssignal vom Ausgang des Summierers 238 bzw. 240. Die Ausgangssignale der Summierer 258 und 260 sind das K- bzw. M-Signal.The design of the data converter 14 for case V will now be dealt with with reference to FIG. As can be seen from FIG. 1, summers 236, 238, 240 and receive the XO and YO signals at their negating inputs and the X2, X1, Y.1 and Y2 signals at their non-negating inputs. The outputs of summers 238 and 240 are fed to multipliers 244 and 246, respectively. The multipliers 244 and 246 receive their other input signals in the form of a V2 / 2 reference signal 248. The output signals of the multipliers 244 and 246 are each fed to the negating input of an adder 248 and 250, the non-negating input of which is connected to the output of the adder 236 and 250, respectively. 242 is connected. The outputs of summers 248 and 250 are connected to the inputs of multipliers 252 and 254, respectively, which receive a 1 / V ~ 2-1 reference signal 256. The output signals of the multipliers 252 and 254 * form the J and L signals, respectively, and also become aea. non-inverting inputs of summers 258 and 260. Summers 258 and 260 each receive another input from the output of summers 238 and 240, respectively. The outputs of summers 258 and 260 are the K and M signals, respectively.

Es versteht sich, daß der Datenumsetzer 14 für alle fünf und ggf. noch zusätzliche Fälle nach Bedarf fest verdrahtet oder programmgesteuert sowie in analoger oder digitaler Form vorliegen kann. Die jeweils verwendete Transformation kann vom Benutzer naoh Bedarf auf einen der fünf Fälle oder automatisch durch Überwachung der Art der dem Datenumsetzer zugeführten DatenVeingestellt werden.It goes without saying that the data converter 14 hard-wired for all five and possibly additional cases as required or program-controlled as well as in analog or digital form. The transformation used in each case Can be used by the user in one of the five cases or automatically by monitoring the nature of the data converter supplied data can be set.

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Anhand Fig. 9 wird nun eine digitale Ausführungsform des Funktionsgenerators 16 im Detail beschrieben. Die einzelnen J-, K-, M- und L-Signale werden in digitaler Form entsprechenden binären Geschwindigkeits-Multipli— zierern 262, 264, 268 und 270 zugeführt. Die binären Geschwindigkeits-Multiplizierer 262 und 270 empfangen digitale Impulse von dem Cosinus-Funktionsgenerator 272» dessen Ausgangssignal eine Impulsfolge ist, dessen Impulsfolgefrequenz für die Cosinusfunktion charakteristisch, ist. Die binären Geschwindigkeits-Multiplizierer 264- und 268 erhalten entsprechend digitale Signale vom Sinus-Funktionsgenerator 274-, welche für die Sinusfunktion charakteristisch sind. Die unten erläuterte Zeitsteuerung verhindert,-daß gleichzeitig Impulse von beide.n Generatoren 272 und 274- zugeführt werden. Die binären Geschwindigkeits-Multiplizierer 262 bis 270 können jeden üblichen Aufbau haben und wirken in der Weise, daß sie die Frequenz der von den Generatoren und 274· zugeführten Signale gemäß der Größe der ebenfalls zugeführten J-, K-, M- und' L-Signale steuern. Die resultierenden Ausgangssignale der Multiplizierer 262 bis 270 sind Impulsfolgen mit Frequenzen, die für das Produkt der sinusförmigen Funktionen und der vom Datenumsetzer 14- zugeführten Parameter charakteristisch sind.A digital embodiment will now be made with reference to FIG of the function generator 16 is described in detail. the individual J, K, M and L signals become digital Form corresponding binary speed multipli- feeders 262, 264, 268 and 270. Binary rate multipliers 262 and 270 receive digital pulses from the cosine function generator 272 » whose output signal is a pulse train, whose pulse train frequency is characteristic of the cosine function. The Binary Speed Multipliers 264- and 268 respectively receive digital signals from the sine function generator 274- which are for the sine function are characteristic. The timing explained below prevents -that simultaneous impulses from both.n generators 272 and 274- are fed. the binary speed multipliers 262-270 can be of any conventional construction and function Way that it adjusts the frequency of the signals supplied by the generators and 274 · according to the size of the also control supplied J, K, M and 'L signals. The resulting output signals of the multipliers 262 to 270 are pulse trains with frequencies suitable for the product of the sinusoidal functions and the parameters supplied by the data converter 14 are characteristic are.

Die Ausgangssignale der Multiplizierer 262 und 264- werden einem Impulsverschachtelungs- oder Summiernetzwerk zugeführt, während die Ausgangssignale der Multiplizierer 268 und 270 einem entsprechenden Summiernetzwerk 292 zugeführt werden. Eine Koinzidenz der den SummiernetzwerkenThe outputs of multipliers 262 and 264- become a pulse interleaving or summing network, while the output signals of the multipliers 268 and 270 are fed to a corresponding summing network 292. A coincidence of the summing networks

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zugeführten Impulse wird eine geeignete Taktsteuerung der Multiplizierer vermieden. Die Ausgangssignale der Summiernetzwerke 290 und 292 werden entsprechenden Impulsschaltern 294- und 296 zugeführt. Die Steuerung des Impulsschalters 294- erfolgt'durch eine Richtungssteuerung 298, die Eingangssignale von Vorzeichensensoren 300 und 302 und eine Quadrantinformation von der Zeitsteuerung 278 erhält. Der Vorzeichensensor 300 spricht für das von dem Cosinus-Punktionsgenerator 222 gelieferte Signal auf das Vorzeichen des J-Signales an, um anzugehen, oh dieses Vorzeichen positiv oder negativ ist. Entsprechend spricht für die Impulse vom Sinus-Funktionsgenerator 274- der Vorzeichensensor 302 auf das K-Signal an, um festzustellen, ob dessen Vorzeichen positiv oder negativ ist. Die Richtungssteuerung 298 arbeitet dann nach der folgenden Tabelle:supplied pulses, a suitable clock control of the multipliers is avoided. The output signals of the Summing networks 290 and 292 become corresponding Pulse switches 294 and 296 supplied. The control of the pulse switch 294 takes place through a direction control 298, the input signals from sign sensors 300 and 302 and quadrant information from the timing controller 278 receives. The sign sensor 300 speaks for that of the cosine puncture generator 222 delivered signal to the sign of the J signal, to address, oh that sign positive or negative is. Correspondingly speaks for the impulses from the sine function generator 274 - the sign sensor 302 responds to the K signal to determine whether its sign is positive or negative. The direction controller 298 then operates according to the following table:

Count up

Quadrant Vorzeichen von J(L) oder Vorzeichen von K(M) Quadrant sign of J (L) or sign of K (M)

1 +1 +

2 -2 -

3 +3 +

Das Abwärtszählen erfolgt bei entgegengesetzten Vorzeichen der Parameter J und K. Zu einem bestimmten Zeitpunkt wird nur ein Parameter abgetastet, weil während jedes Taktintervalles ein Impuls von nur einem der beiden Funktions— generatoren 272 und 274· vorliegen kann. Zu diesem Zweck werden getrennte Veränderungen des Taktsignalpegels mit den Ausgangs impuls en der Funkt ions generatoren 272 und 274·The down counting takes place with opposite signs the parameters J and K. At a given point in time only one parameter is scanned because during each clock interval a pulse from only one of the two function generators 272 and 274 can be present. To this end separate changes in the clock signal level are made using the output pulses of the function generators 272 and 274

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koordiniert. Die gleichen getrennten Pegeländerungen des Taktsignales steuern die Richtungssteuerung 298, um den geeigneten Koeffizienten für den aktivierten Funktionsgenerator zu prüfen.coordinated. The same separate level changes of the clock signal control the direction controller 298, to find the appropriate coefficient for the activated Check function generator.

Das resultierende Ausgangs signal der Richtungssteuerung 298 veranlaßt den Impulsschalter 294, die von dem Summiernetzwerk 290 gelieferten Impulse entsprechend auf eine Aufwärtszählleitung 304 oder eine Abwärtszählleitung zu geben.The resulting output of the direction controller 298 causes the pulse switch 294 to be used by the summing network 290 delivered pulses on an upcounting line 304 or a downcounting line, respectively admit.

In gleicher Weise empfängt der Impulsschalter 296 ein Steuersignal von der Richtungssteuerung 308, die ihrerseits Vorzeichensignale von Vorzeichensensoren 310 und 312 und eine Quadrantinformation von der Zeitsteuerung 278 empfängt. Die Vorseichensensoren 310 und 312 sprechen ihrerseits auf die Vorzeichen der M- und L-Signale an, um die Polarität der von den Fianktionsgeneratoren 272 und 274 gelieferten Signale zu bestimmen. Die oben wiedergegebene Tabelle gibt zugleich die τοπ der Richtungssteuerung 308 bestimmte Zählrichtung für die Parameter L und M an. Der Impulsschalter 296 leitet die von dem Summiernetzwerk 292 zugeführten, verschachtelten Impulse in Abhängigkeit von den von der Richtungssteuerung 308 zugeführten Signale entweder auf die Aufwärtszählleitung '314 oder die Abwärtszählleitung 316.In the same way, the pulse switch 296 receives a control signal from the direction controller 308, which in turn Sign signals from sign sensors 310 and 312 and receives quadrant information from timing controller 278. The presetting sensors 310 and 312 speak in turn on the sign of the M and L signals to determine the polarity of the function generators 272 and 274 signals supplied. The one reproduced above The table also gives the τοπ of the direction controller 308 specific counting direction for the parameters L and M on. The pulse switch 296 conducts the from Interleaved pulses supplied to summing network 292 either on the upcount line depending on the signals supplied by the direction controller 308 '314 or the countdown line 316.

Auf die von den Impulsschaltern 294 und 296 auf den Leitungen 304 und 306 bzw. 314 und 316 zugeführten Signale sprechen zwei Richtungszähler 318 bzw. 320 an. Den zwei Richtungszählern 318 und 320 werden die XO- und YO-SignaleOn the pulse switches 294 and 296 on the lines 304 and 306 or 314 and 316 supplied signals two direction counters 318 and 320 respond. The two Direction counters 318 and 320 become the XO and YO signals

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-29- 7323684-29- 7323684

zugeführt, welche die Zähler jeweils auf einen Anfangswert einstellen. Der digitale Inhalt der Zähler wird jeweils einem Digital-Analog-Umsetzer 322 bzw. 324 zugeführt, der seinerseits das analoge X(t)- bzw. Y(t)-Signal erzeugt, das einem Sichtgerät 326 mit einer Kathodenstrahlröhre zugeführt werden kann. Statt dessen kann auch der digitale Inhalt der zwei Richtungszähler 318 und 320 unmittelbar Einrichtungen zugeführt werden, die von digitalen Steuersignalen Gebrauch machen.supplied, which each set the counter to an initial value. The digital content of the counter will be a digital-to-analog converter 322 or 324, respectively supplied, which in turn generates the analog X (t) or Y (t) signal that a display device 326 with can be fed to a cathode ray tube. Instead, the digital content of the two direction counters 318 and 320 can also be fed directly to devices that make use of digital control signals.

Bei Fehlen digital gesteuerten·Positioniereinrichtungen werden Schrittmotore benutzt, um die gewünschten Bewegungsabschnitte zu durchlaufen. In diesem Fall sind Schrittschalteinrichtungen 328 dazu geeignet, unmittelbar die Signale zu empfangen, die auf den Leitungen 304, 306, 314 und 316 vorliegen, um den Schrittschalteinrichtungen inkrementale Steuersignale zuzuführen.In the absence of digitally controlled positioning devices stepper motors are used to set the desired movement segments to go through. In this case, stepping devices 328 are suitable for immediately receive the signals on lines 304, 306, 314 and 316 are present to the stepper switches supply incremental control signals.

Fig. 10 zeigt eine Ausfuhrungsform des Systems, die für. eine Werkzeugmaschinensteuerung bestimmt ist und sowohl eine Moment- als auch Geschwindigkeitssteuerung ermöglicht, um zu verhindern, daß das Werkzeug an einer Abweichung von den gewünschten Wegabschnitten infolge zu großer Beschleunigungen oder Geschwindigkeiten gehindert wird.Fig. 10 shows an embodiment of the system for. a machine tool control is intended and enables both torque and speed control, in order to prevent the tool from deviating from the desired path sections as a result of excessive accelerations or speeds is hindered.

Fig. 10 veranschaulicht Einzelheiten der Sinus- und Cosinus-Funktionsgeneratoren 272 und 274, der Zeitsteuerung 278 sowie der Werkzeuggeschwindigkeitssteuerung. Im einzelnen werden die Impulsfolgen, die für die Sinus- und Cosinusfunktionen charakteristisch sind, von binären Geschwindigkeits-Multiplizierern 325 und 327 geliefert. Dabei istFigure 10 illustrates details of the sine and cosine function generators 272 and 274, the timing control 278 as well as the tool speed control. In detail, the pulse trains for the sine and cosine functions are characteristic of binary speed multipliers 325 and 327 delivered. It is

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das Ausgangssignal des Multiplizierers 327 gegenüber dem Ausgangssignal des Multiplizierers 325 um eine halbe Taktperiode verzögert, um ein gleichzeitiges Vorliegen der Ausgangssignale zu vermeiden. Die Multiplizierer 3.25 und 327 erhalten ein Eingangssignal von einer Uhr 329» die bei jedem Ausgangsimpuls von einem HALT-Signal angehalten werden kann. Die Multipliziererempfangen weiterhin Bemessungssignale von entsprechenden Schaltern 330 und 331, die von einem Decodierer 332 gesteuert werden und die Ausgänge entsprechender sin^ und cos-Tabellen 333 und 334- mit den Multiplizierern 325 und 327 verbinden. Die sin- und cos-Tabellen geben entsprechende Impulsfolgefrequenzen an und es stellen die Schalter 330 und 331 die Verbindungen zu den Multiplizierern in verschiedenen Kombinationen her, die von dem Quadrant des Generators abhängen. Die Tabellen 333 und 334- sind übliche, adressierbare Speicher, die Adressensignale von einem Zähler 335 empfangen und entsprechende Ausgangswerte liefern, die die Differenzen zwischen den Sinus- und Cosinuswerten für den Punkt im ersten Quadrant angeben, der durch die vom Zähler 335 gelieferte Adresse charakterisiert wird. Damit für jede vom Zähler 335 bewirkte Adressenänderung mehrere Uhrimpulse erzeugt werden können, wird der Zähler 335 vom Übertrag eines weiteren Zählers 336 gesteuert, dem die Uhrimpulse zugeführt werden. Die Gesamtzahl der Impulse, die von der Uhr 329 für jede Adressenänderung durch den Zähler 335 geliefert werden, hängt von den Auflösungsforderungen des Systems ab, während der wichtige Parameter in den AusgangsSignalen der Multiplizierer 325 und 327 die Differenz der Impulse fürversus the output of multiplier 327 the output of multiplier 325 by one half a clock period delayed in order to avoid a simultaneous presence of the output signals. The multipliers 3.25 and 327 receive an input of a clock 329 "which with each output impulse from one HALT signal can be stopped. The multipliers receive Furthermore, rating signals from respective switches 330 and 331, which are from a decoder 332 be controlled and the outputs corresponding to sin ^ and cos tables 333 and 334- with the multipliers Connect 325 and 327. The sin and cos tables give corresponding pulse repetition frequencies and it sets the switches 330 and 331 the connections to the multipliers in different combinations depending on the quadrant of the generator. Tables 333 and 334- are common addressable memories, the address signals are received by a counter 335 and provide respective output values showing the differences between the Specify sine and cosine values for the point in the first quadrant by the address provided by counter 335 is characterized. So that several clock pulses are generated for each address change effected by the counter 335 can, the counter 335 is controlled by the transfer of a further counter 336, to which the clock pulses are fed. The total number of pulses emitted by the clock 329 for each Change of address provided by counter 335 depends on the resolution requirements of the system while the important parameter in the output signals of multipliers 325 and 327 is the difference in pulses for

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jede Adresse ist, denn sie Sinus- und Cosinus-Funktionen werden letztlich über die X- und Y-Signale unabhängig von der Zeit wirksam·every address is, because the sine and cosine functions are ultimately effective via the X and Y signals regardless of the time

Die Tabellen 333 und 334- enthalten nur die Werte für einen Quadrant und es werden ihre Ausgangssignale mittels der Schalter 330 und 331 für jeden Quadrant durch Quadrantsignale umgeschaltet, die vom Decodierer 332 geliefert werden, dem der Quadrantzustand von einem Zwei-Bit-Zähler 337 mitgeteilt wird, der seinerseits vom Übertrag des Zählers 335 gesteuert wird. Die impulsförmigen Ausgangssignale der Multiplizierer 325 und 327 werden in der in Fig. 9 beschriebenen Weise dazu benutzt, inkrementale Ausgangs signale auf Leitungen 304-* 306, 314 und J16 zu erzeugen, die zur Steuerung von Schrittschalteinrichtungen 328 geeignet sind, beispielsweise zur Steuerung von X- und Y-Schrittmotoren 328a bzw. 328b für ein Werkzeug 328c. Die Leitungen 304, 306, 314- und 316 sind auch mit einem digitalen Differentialanalysator 338 bekannten Aufbaues verbunden, der ein Ausgangssignal einem digitalen Differenzkreis 339 zuführt, das für eine Vektorbeschleunigung charakteristisch ist. Der Differenzkreis 339 vergleicht die Beschleunigung mit einem Bezugswert 3^0 und führt Verzögerungsschaltungen 341 und 34-2 ein Differenzsignal zu, um die Verzögerung dieser Schaltungen zu vergrößern oder zu verkleinern, wenn die Beschleunigung den Bezugswert über- bzw. unterschreitet. Die Verzögerungsschaltungen sprechen, auf die Rückflanken sowohl der Aufwärts- als auch der Abwärtszählimpulse der entsprechenden X- und Y-Signale an, um Verzögerungsintervalle auszulösen, dieTables 333 and 334- contain only the values for one quadrant and their output signals are switched by means of switches 330 and 331 for each quadrant by quadrant signals which are supplied by decoder 332, to which the quadrant status is communicated by a two-bit counter 337 which in turn is controlled by the carry of the counter 335. The pulse-shaped output signals of multipliers 325 and 327 are used in the manner described in FIG. 9 to generate incremental output signals on lines 304- * 306, 314 and J16 which are suitable for controlling stepping devices 328, e.g. - and Y stepper motors 328a or 328b for a tool 328c. Lines 304, 306, 314 and 316 are also connected to a digital differential analyzer 338 of known construction which provides an output signal to a digital differential circuit 339 which is characteristic of vector acceleration. The difference circuit 339 compares the acceleration with a reference value 3 ^ 0 and supplies a difference signal to delay circuits 341 and 34-2 in order to increase or decrease the deceleration of these circuits when the acceleration exceeds or falls below the reference value. The delay circuits are responsive to the trailing edges of both the up and down counting pulses of the respective X and Y signals to trigger delay intervals which

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entsprechenden UND-Gliedern 34-3 und 344- zugeführt werden. Die UND-Glieder 34-3 und 344- sprechen auch auf die Vorderflanken der X- und Y-Impulse an und liefern über ein ODER-Glied 3^5 das ΗΑΙ/Γ-Signal für die Uhr 329, das im Ein-Zustand ist, bis die Verzögerungszeit zwischen den von den Multiplizierern 325 und 329 gelieferten Impulsen abgelaufen ist. Die Verzögerungen haben eine Steuerung der Pulsfolgefrequenzen zur Folge und steuern dadurch die resultierende Werkzeugbewegung, um übermäßige Beschleunigungen zu vermeiden.corresponding AND gates 34-3 and 344- supplied will. The AND gates 34-3 and 344- also speak and deliver the leading edges of the X and Y pulses the ΗΑΙ / Γ signal for the clock 329 via an OR element 3 ^ 5, that is in the on-state until the delay time between the pulses supplied by multipliers 325 and 329 has expired. The delays result in a control of the pulse repetition rates and thereby control the resulting Tool movement to avoid excessive accelerations.

Statt dessen kann ein Zähler 3^ sowohl von Aufwärts- als auch von Abwärts impuls en in X— und Y-Richtung weiterge— schaltet werden, um die Werkzeugwegstellung zu registrieren und einen voreinstellbaren Speicher 3^7 zu adressieren, damit ein vorbestimmtes Steuersignal für die Verzögerungsschaltungen 34-1 und 3^2 ausgelesen wird. Der Speicher 3^7 kann während eines Versuchslaufes der Werkzeugmaschine empirisch voreingestellt werden, um eine maximale Arbeitsgeschwindigkeit ohne Verlust bezüglich der Weggenauigkeit zu erzielen.Instead, a counter 3 ^ can be used for both up and also forwarded by downward impulses in the X- and Y-direction be switched to register the toolpath position and to address a presettable memory 3 ^ 7, so that a predetermined control signal for the delay circuits 34-1 and 3 ^ 2 is read out. The memory 3 ^ 7 can be empirically preset during a test run of the machine tool in order to achieve a maximum working speed without loss of path accuracy.

Auf ein START-Signal spricht ein Flipflop 348 an, um die Uhr 329 zu veranlassen, Impulse zu liefern. Weiterhin spricht ein Schalter 3^9 auf das Quadrant-Signal des Decodierers 332 an, um das Flipflop 348 zurückzustellen und die Uhr 329 nach einer oder mehreren Viertelperioden anzuhalten.To a START signal, a flip-flop 348 responds to the To cause clock 329 to deliver pulses. Farther a switch 3 ^ 9 responds to the quadrant signal of the Decoder 332 to reset flip-flop 348 and clock 329 after one or more quarter periods to stop.

Fig. 11 zeigt das Blockschaltbild eines weiteren Systems, das zusätzliche Funktionseinheiten aufweist, um die vierFig. 11 shows the block diagram of a further system which has additional functional units to the four

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Parameter zu transformieren und außerdem codierte Signale für die Darstellung vorbestimmter Symbole und Zeichen aufzunehmen· Demgemäß ist der Datenumoetzer 350» der im wesentlichen von der in Fig. 1 dargestellten Art ist, dazu eingerichtet, die fünf verschiedenen Sätze von Punkt- und Steigungsdaten aufzunehmen, die entsprechenden Umsetzereinheiten 352, 354-, 356, 358 und 360 zugeführt werden, wie sie anhand der vorhergehenden Figuren erläutert worden sind. Ein Schalter 362 spricht auf eine äußere Steuerung 364 an, um die geeignete Umsetzer^ einheit auszuwählen und das resultierende Ausgangssignal einem Transformationsnetzwerk 366 zuzuführen. Die Parameter werden über ein Schaltersystem 368 entweder unmittelbar an einen Funktionsgenerator 370 oder aber eine Anzahl von Transformationseinheiten 372, 374-, 376, 378 und 380 weitergeleitet, die beispielsweise eine 90°-Drehung, eine Spiegelung, eine allgemeine Drehung, eine Maßstabsänderung öder eine Verschiebung bewirken. Das Schaltersystem 368 spricht auf eine äußere Steuerung 382 an, das dazu dient, die gewünschte Transformation auszuwählen. Die resultierenden transformierten Parameter,- die dem Funktionsgenerator zugeführt werden, können auch mittels einer Schalteranordnung 386, die in Abhängigkeit von einer weiteren äußeren Steuerung 388 arbeitet, auch einer Begrenzerschaltung 384 oder unmittelbar einer Darstellungseinrichtung zugeführt werden. Die Begrenzerschaltung 384 spricht auf vier voreingestellte Eingangssignale an, die von den Quellen 390, 592, 394 und 396 geliefert werden und die Minimum- und Maximum-Werte für die X- und Y-Steuersignale darstellen.To transform parameters and also coded signals for the representation of predetermined symbols and To record characters · Accordingly, the data converter 350 » of substantially the type shown in Fig. 1, adapted to include the five different sets of point and slope data, the corresponding converter units 352, 354-, 356, 358 and 360 are supplied, as they have been explained with reference to the preceding figures. A switch 362 speaks to an external controller 364 to select the appropriate translator ^ unit and the resulting output signal to a transformation network 366. The parameters are either immediate via a switch system 368 forwarded to a function generator 370 or a number of transformation units 372, 374, 376, 378 and 380, For example, a 90 ° rotation, a mirroring, a general rotation, a change of scale, or else cause a shift. The switch system 368 is responsive to an external controller 382 which is used to set the desired Select transformation. The resulting transformed parameters - those of the function generator can also be supplied by means of a switch arrangement 386, which is dependent on a further External control 388 operates, including a limiter circuit 384 or directly a display device are fed. The limiter circuit 384 is responsive to four preset input signals, those supplied by sources 390, 592, 394 and 396 and represent the minimum and maximum values for the X and Y control signals.

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Ein Symbol- und Zeichenumsetzer 400 des Systems nach Fig. 11 empfängt vorbestimmte digitale !Eingangscodes, die für darzustellende Symbole und Zeichen charakteristisch sind, sowie Stellungsbefehle für diese Symbole und Zeichen. Der Symbol- und Zeichenumsetzer 400 enthält einen ersten Speicher 402 mit wahlfreiem Zugriff und einen nur auslesbaren Speicher 404, die so programmierbar sind, daß sie Befehlssätze für eine Vielzahl vorbestimmter Zeichen enthalten, die mittels der Codes ausgelesen werden können, die von dem Symbol- und Zeichenumsetzer 400 empfangen werden. Die Steuerung 406 bewirkt eine zusätzliche Steuerung bei der Zeichenerzeugung. Der Symbol- und Zeichenumsetzer 400 bewirkt eine direkte Zufuhr der Stellungs- und Wegparameter zum Transformationsnetzwerk 366 und letztlich zum 'Funktionsgenerator 370. Die Vielzahl der Pararaetersätze, die-aus den Befhelen im Speicher ausgelesen werden können, bewirken eine Darstellung des entsprechenden Zeichens durch den Funktionsgenerator, wie es mehr im einzelnen noch beschrieben werden wird. Einzelheiten des Symbol- und Zeichenumsetzers werden im folgenden angegeben. Es sei noch erwähnt, daß die Bezeichnung "Umsetzer" für die Funktionseinheit im Hinblick auf die Analogie zum Datenumsetzer 14 bzw. gewählt worden ist, weil die Ausgangssignale des Symbol— und Zeichenumsetzers den Ausgangssignalen des Daten— Umsetzers entsprechen.A symbol and character converter 400 of the system of FIG Fig. 11 receives predetermined digital input codes which are characteristic of symbols and characters to be displayed as well as position commands for these symbols and signs. The symbol and character converter 400 includes a first random access memory 402 and a read-only memory 404, the are programmable in such a way that they contain instruction sets for a Contain a variety of predetermined characters that can be read out by means of the codes that are derived from the symbol and character converter 400 are received. The controller 406 provides additional control over character generation. The symbol and character converter 400 effects a direct supply of the position and path parameters to the transformation network 366 and ultimately to the function generator 370. The multitude of parameter sets, which can be read from the commands in the memory cause the corresponding to be displayed Character by the function generator, as it will be described in more detail. Details of the symbol and character converter are given below. It should also be mentioned that the Designation "converter" for the functional unit with regard to the analogy to the data converter 14 resp. has been selected because the output signals of the symbol and character converter the output signals of the data- Correspond to the converter.

Fig. 12 zeigt nun Einzelheiten einer Transformationseinheit, die dazu dient, den Wegabschnitten eine Drehung FIG. 12 now shows details of a transformation unit which is used to give the path sections a rotation

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um einen bestimmten Winkel zu erteilen, indem die Parameter J, K, L und M verarbeitet werden, ohne daß eine 'Neuberechnung der Daten anhand der ursprünglichen Eingangs signale zu erfolgen braucht und ohne daß Verzerrungen stattfinden· Die Winkelinformation wird_tvon einer Steuerung 410 an entsprechen cos- und sin-Gebern 412 und 414 eingestellt, bei denen es sich beispielsweise um Dioden-Näherungsschaltungen im Fall analoger Eingangssignale von-der Steuerung 410 oder um ein Tabel— lensystem im Fall digitaler Eingangssignale handeln kann. Das Ausgangssignal des cos-Gebers 412 wird den Eingängen von Multiplizierern 416, 418, 420 und 422 zugeführt, während das Ausgangs signal des sin-Ge^ers den Eingängen von Multiplizierern 424, 426, 428 und zugeführt wird. Das J-Signal wird den anderen Eingängen der Multiplizierer 416 und 428, das L-Signal den anderen Eingängen der Multiplizierer 424 und 420, das K-Signal den anderen Eingängen der Multiplizierer 418 und 430 und das M-Signal den anderen Eingängen der Multiplizierer 426 und 422 zugeführt. Ein Summierer 432 empfängt an seinem nichtnegierenden Eingang das Ausgangssignal des Multiplizierers 416 und an seinem negierenden Eingang das Ausgangssignal des Multiplizierers 424, Ein Summierer 434 empfängt an seinem" nichtnegierenden Eingang das Ausgangs signal des Multiplizierers 418 und ian seinem negierenden Eingang das Ausgangs signal des Multiplizierers 424. Ein Summierer 436 empfängt an seinen beiden nichtnegierenden Eingängen die Ausgangssignale der Multiplizierer 428 und 420, während ein vierterto give a certain angle by the parameters J, K, L and M are processed without a 'recalculation of the data based on the original input needs to be made signals and take place without distortion · The angle information is _t from a controller 410 to correspond to cos and sin transmitters 412 and 414, which can be, for example, diode proximity circuits in the case of analog input signals from the controller 410 or a table system in the case of digital input signals. The output signal of the cos encoder 412 is fed to the inputs of multipliers 416, 418, 420 and 422, while the output signal of the sin encoder 412 is fed to the inputs of multipliers 424, 426, 428 and. The J signal is applied to the other inputs of multipliers 416 and 428, the L signal to the other inputs of multipliers 424 and 420, the K signal to the other inputs of multipliers 418 and 430, and the M signal to the other inputs of multipliers 426 and 422 supplied. A summer 432 receives at its non-negating input the output signal of the multiplier 416, and at its inverting input the output signal of the multiplier 424, an adder 434 receives at its "non-negating input of which the output signal of the multiplier 418 and ian its inverting input the output signal of the multiplier 424 A summer 436 receives the output signals of multipliers 428 and 420 at its two non-negating inputs, while a fourth

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Summierer 438 an seinen ebenfalls nichtnegierenden Eingänge die Ausgangssignale der Multiplizierer 430 und 422 empfängt. Die Ausgangesignale der Summierer 432, 434, 436 und 438 bilden die transformierten Werte J¹, K¹, V und M¹ der Parameter J, K, L und M. Die Wirkungsweise der Schaltungsanordnung nach Fig. 12 ist durch die in Fig. 12A angegebenen mathematischen Beziehungen bestimmt. Es ist ersichtlich, daß wegen der speziellen Art der Parameter, die für elliptische Kurvenabschnitte erzeugt werden, nur sehr wenige Operationen auf diese Parameter anzuwenden sind, um eine Drehung um Jeden beliebigen Winkel um den Ausgangspunkt XO, XO zu bewirken. Für miteinander verbundene Wegabschnitte wird jeder folgende Ausgangspunkt vom Endpunkt des vorhergehenden Wegabschnittes'genommen. Die Drehung erfolgt ohne Verzerrung und ist infolgedessen bezüglich der ursprünglichen Stellung des Wegabschnittes invariant.Summer 438 receives the output signals of multipliers 430 and 422 at its likewise non-negating inputs. The output signals of the summers 432, 434, 436 and 438 form the transformed values J ¹ , K ¹ , V and M ^{1 of} the parameters J, K, L and M. The mode of operation of the circuit arrangement according to FIG. 12 is that shown in FIG. 12A specified mathematical relationships. It can be seen that because of the special nature of the parameters generated for elliptical curve segments, very few operations need to be applied to these parameters to effect a rotation through any angle about the origin XO, XO. For interconnected path sections, each subsequent starting point is taken from the end point of the preceding path section. The rotation takes place without distortion and is therefore invariant with respect to the original position of the path section.

Drehungen um 90° und Spiegelungen sind mit dem vereinfachten System möglich,.das in Fig, 13 dargestellt ist. Die ursprünglichen Parameter «J, IC₁ L und M werden sowohl direkt als auch über logische NIGHT-Glieder 442, 444, 446 und 448, deren Ausgangssignale die mathematische !legation des Eingangssignales darstellen, vorbestimmten Schaltern einer Schaltmatrix 440 zugeführt. Die Schalter der Schaltmatrix 440 werden von acht Einstellern 450, 452, 454, 456, 458, 460, 462 und 464 gesteuert. ,Die Tabelle nach Fig, 13A gibt die verschiedenen Drehungen und Spiegelungen an, die der Buchstabe P erleidet, wenn jeder der acht Einsteller betätigt wird, um die zugeordneten Schalter zu schließen.Rotations through 90 ° and reflections are possible with the simplified system, which is shown in FIG. The original parameters J, IC ₁ L and M are supplied to predetermined switches in a switching matrix 440 both directly and via logic NIGHT gates 442, 444, 446 and 448, the output signals of which represent the mathematical representation of the input signal. The switches of the switch matrix 440 are controlled by eight adjusters 450, 452, 454, 456, 458, 460, 462 and 464. The table of FIG. 13A shows the various rotations and reflections suffered by the letter P when each of the eight dials is actuated to close the associated switches.

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Der achte Einsteller 464 ermöglicht ein direkt e's Durchschalten der Parameter ohne Transformation.The eighth adjuster 464 enables the parameters to be switched through directly without transformation.

Fig. 14 veranschaulicht eine maßstäbliche Veränderung der Größe des erzeugten V/egabschnittes durch eine Maß— stabdstransformation, bei der ein vorbestimmter Maßstabsfaktor· 47η den Eingängen von Multiplizierern 470, 472, 474 und 476 zugeführt wird. Die anderen Eingangssignale dieser Multiplizierer sind die Signale für die Parameter J, K, L und M, während die Ausgangssignale der Multiplizierer die transformierten Parameter darstellen· Fig. 14A gibt die verwirklichten mathematischen Beziehungen wieder.14 illustrates a scaled change in the size of the generated V / EG segment by a measure- rod transformation, in which a predetermined scale factor 47η the inputs of multipliers 470, 472, 474 and 476 is fed. The other input signals these multipliers are the signals for the parameters J, K, L and M, while the output signals of the multipliers represent the transformed parameters. Fig. 14A gives the mathematical relationships implemented again.

Fig. 15 veranschaulicht eine Verschiebung für die Koordinaten XO und YO des Ausgangspunktes, die von dem Datenumsetzer zugeführt werden. Die Koordinaten XO und YO werden nichtnegierenden Eingängen entsprechender Summierer 480 und 486 zugeführt. Eine Signalquelle 488 führt ein Verschiebesignal Δ Χ einem nichtnegierenden Eingang des Summierers 480 zu, wäh- rend- ein zweiter nichtnegierender Eingang des Summierers 486 ein Verschiebesignal ΔΥ von einer Quelle 490 empfängt. Die Summierer 480 und 486 liefern die transformierten Signale XO¹ und YO' für den Ausgangspunkt, wie es durch die Beziehungen in Fig. 15A angegeben ist, um den Kurvenabschnitt und alle folgenden Kurvenabschnitte in eine andere Stellungzu bringen.Fig. 15 illustrates a shift for the coordinates XO and YO of the starting point supplied from the data converter. The XO and YO coordinates are applied to non-negating inputs of respective summers 480 and 486. A signal source 488 feeds a shift signal ΔΧ to a non-negating input of the summer 480, while a second non-negating input of the summer 486 receives a shift signal ΔΥ from a source 490. Summers 480 and 486 provide the transformed signals XO ¹ and YO 'for the starting point, as indicated by the relationships in Fig. 15A, to change the position of the curve section and all subsequent curve sections.

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Pig. 16 veranschaulicht die Begrenzerschaltung 384-in dem Punktionsgenerator 370 nach Fig. 11, die dazu dient, die Erzeugung einer Darstellung Jenseits "bestimmter Grenzen in X- und Y-Kichtung zu verhindern· Die Quellen 390, 392, 394- und 396 für die Signale X-MHi, X-MAX, Y-MIN und Y-MAX, die "beispielsweise mit Hilfe von geeigneten Einstellern ausgewählt werden können, werden entsprechenden Komparatoren 4-92j 494-, 4-96 und 4-98 an deren Bezugs eingängen zugeführt. Das X(t)-Steuersignal wird den Komparatoren 4-92 und 4-94-an deren Vergleichseingängen zugeführt, während das Y(t)-Steuersignal den Vergleichseingangen der Komparatoren 4-96 und 4-98 zugeführt wird. Die Komparatoren 4-92 bis 4-98 zeigen an, wenn die entsprechenden X(t)- und Y(t)r-Steuersignale die Maximum- und Minimumgrenzen überschreiten und erzeugen ein Signal, das einen solchen Zustand anzeigt. Die Ausgangssignale der Komparatoren werden kombiniert und einer Sperrschaltung 100 zugeführt, die ein Sper.rsignal erzeugt, das beispielsweise zum Austasten eines Sichtgerätes dient, wenn das Signal diese Grenzen überschreitet. Die kombinierten Ausgangssignale der Komparatoren werden auch dem Schalter 109 der GeschWindigkeits-Steuerschaltung 102 zugeführt, um ein Arbeiten des Punktionsgenerators mit voller Geschwindigkeit zu ermöglichen, bis die X(t)- und Y(t)-Steuersignale wieder innerhalb der vorgewählten Grenzen liegen, um dadurch den Zeitbedarf zur Erzeugung von Kurvenabschnitten, die nicht zur Darstellung kommen, auf ein Minimum zu begrenzen.Pig. 16 illustrates the limiter circuit 384 in FIG the puncture generator 370 according to FIG serves, the creation of a representation beyond "certain Preventing limits in the X and Y directions · The sources 390, 392, 394 and 396 for the signals X-MHi, X-MAX, Y-MIN and Y-MAX, which can be selected, for example, with the aid of suitable settings appropriate comparators 4-92j 494-, 4-96 and 4-98 are fed to their reference inputs. That The X (t) control signal is sent to the comparators 4-92 and 4-94 their comparison inputs are supplied, while the Y (t) control signal is fed to the comparison inputs of the comparators 4-96 and 4-98 is fed. The comparators 4-92 through 4-98 indicate when the corresponding X (t) - and Y (t) r control signals exceed the maximum and minimum limits and generate a signal that is a indicates such condition. The output signals of the comparators are combined and an interlock circuit 100 supplied, which generates a locking signal, which is used, for example, to blank a display device, when the signal exceeds these limits. The combined outputs of the comparators are also the switch 109 of the speed control circuit 102 to operate the puncture generator allow at full speed until the X (t) and Y (t) control signals return within the preselected Limits are to thereby reduce the time required to generate curve sections that are not for display come to a minimum.

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Anhand Fig. 17 wird nun die Wirkungsweise des Darstellungssystems zur Erzeugung von vorbestimmten Symbolen, und Zeichen beschrieben· Demgemäß wird ein digitaler Code, der für ein darzustellendes Symbol oder ^eichen charakteristisch ist, in einem Speicher 44-9 einer Zeigertabelle 500 zugeführt, die auf den Code reagiert und einen Zeiger für eine bestimmte Adresse im Speicher 502 aufruft. Der Speicher 502 spricht auf den Zeiger als Adresse für gespeicherte Befehlssätze an, welche die Kurvenabschnitte bestimmen, die zur Darstellung jedes Zeichens oder Buchstabens benutzt werden· Ein typischer Befehlssatz im Speicher 502 umfaßt ein Steuerwort C, das von den Parametern J, K, L, M oder X und Y gefolgt wird· Das Steuerwort kann eine Kurve, eine Bewegung zu einer bestimmten Stellung, oder einen Endpunkt angeben, der von entsprechenden Parametern J, K, L und M, X und Y-Stellungen oder dem Ende des Satzes gefolgt wird. Der Inhalt der ersten fünf Befehls-Wörter wird in dem Transformationsnetzwerk 503 einem Multiplexer 504 zugeführt, von dem das Steuerwort einem Decodierer 505 zugeführt wird, um festzustellen, ob eine Bewegung erforderlich ist. Wenn eine Kurve erzeugt werden soll, veranlaßt der Decodierer 505» daß ein Tor 506 die nächsten vier Wörter aus dem Speicher in J-, K-, L- und M-Register 507 eingibt, und erhöht den Inhalt eines Zählers 508 um fünf Schritte, um den Multiplexer 504 zu veranlassen, die nächsten fünf Befehle aufzunehmen. Venn das Steuersignal positiv ist, lenkt das Tor 506 die nächsten beiden Wörter in XO- und YO-Register 509 bzw. 510, um neueThe mode of operation of the display system will now be explained with reference to FIG for generating predetermined symbols and characters. Accordingly, a digital code, which is characteristic of a symbol or symbol to be displayed, in a memory 44-9 a pointer table 500 which is responsive to the code and retrieves a pointer to a particular address in memory 502. The memory 502 responds to the Pointer as an address for stored instruction sets that determine the curve sections that are to be displayed each character or letter can be used. A typical instruction set in memory 502 includes a Control word C, followed by parameters J, K, L, M or X and Y The control word can be a curve, a move to a specific position, or indicate an end point, by appropriate parameters J, K, L and M, X and Y positions or the end of the sentence is followed. The content of the first five command words becomes in the transformation network 503 a Multiplexer 504 supplied, of which the control word a Decoder 505 is supplied to determine whether a Movement is required. When a curve is to be generated, the decoder 505 causes a port 506 to open the enters the next four words from memory into J, K, L, and M registers 507 and increments one Counter 508 by five steps to multiplexer 504 cause the next five commands to be recorded. If the control signal is positive, gate 506 directs the next two words in XO and YO registers 509 and 510, respectively, to create new

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Ausgangs Stellungen festzusetzen. Der Zähler 508 wird in diesem Fall nur um drei Schritte weitergezählt· Ein Steuersignal EXIT "bewirkt ein Rückstellen des Zählers 508. Der Decodierer 505 liefert auch ein START-Signal zu dem der Kurvenerzeugung dienenden Funktionsgenerator.512. Die Taktung des Transformationsnetzwerkes 503 wird auf übliche Weise vom Funktionsgenerator 512 mittels des STOP-Signals gesteuert, um die Folge der Kurvenabschnitte beizubehalten· Die Parameter J₉ K₉ I< und M für den Funktionsgenerator werden über eine Maßstabseinheit 514- zugeführt, wie sie anhand Fig. 14- beschrieben worden ist. Durch die Maßstabs-einheit 514- wird ein vorbestimmter Reduktionsfaktor= eingeführt, durch den die Größe der erzeugten Symbole und Zeichen vermindert wird. Auf diese Weise ist es möglich, die Symbole und Zeichen in einem größeren Maßstab zu erzeugen, für die eine größere Anzahl von Digitalzahlen für die Parameter J, K, L und M zur Verfügung steht, wodurch sich eine größere Flexibilität hinsichtlich der Kurvenabschnitte ergibt, die zum Aufbau der einzelnen Symbole und Zeichen verwendet werden können. Die X— und Y-Parameter können ebenfalls durch die Maßstabseinheit geleitet werden, bevor sie den Registern 509 "und 510 zugeführt werden, wenn sie im Speicher 502 in vergrößertem Maßstab enthalten sind. Die Signale für die Koordinaten XO und XO des Ausgangspunktes werden von den Registern 509 und 510 aufgenommen, die auf das STOP-Signal vom Funktionsgenerator 512 ansprechen, um die Werte der X(t)~ und Y(t)-Signale des Funktionsgenerators 512 zn speichern, wenn Kurvenabschnitte erzeugt werden, so daßEstablish starting positions. In this case, the counter 508 is only incremented by three steps. A control signal EXIT "causes the counter 508 to be reset. The decoder 505 also supplies a START signal to the function generator 512 used to generate curves. The clocking of the transformation network 503 is normal The parameters J ₉ K ₉ I <and M for the function generator are supplied via a scale unit 514-, as has been described with reference to FIG. 14-. A predetermined reduction factor = is introduced by the scale unit 514-, by means of which the size of the symbols and characters generated is reduced Digital numbers for the parameters J, K, L and M are available, which means greater flexibility with regard to the curve sections tte that can be used to build up the individual symbols and characters. The X and Y parameters can also be passed through the scale unit before being fed to registers 509 "and 510 if they are contained in enlarged scale memory 502. The signals for the coordinates XO and XO of the starting point are taken from the Registers 509 and 510 included which respond to the STOP signal from function generator 512 to store the values of the X (t) ~ and Y (t) signals from function generator 512 zn when curve segments are generated so that

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der Endpunkt eines jeden Kurvenabschnittes zum Ausgangspunkt des nächsten Kurvenabschnittes wird. Der Decodierer 505 liefert auch ein START-Signal für die Zeitsteuerung des !Funktionsgenerators, um einen neuen Kurvenabschnitt auszulösen, nachdem der Multiplexer 504· auf den nächsten Satz gespeicherter Parameter indiziert worden ist und die Parameter in den zugeordneten Registern gespeichert worden sind.the end point of each curve section becomes the starting point of the next curve section. Of the Decoder 505 also provides a START signal for the Time control of the function generator to trigger a new curve segment after the multiplexer 504 has been indexed to the next set of stored parameters and the parameters in the associated registers have been saved.

Mit der Anordnung nach Fig. 17 können sehr komplizierte Zeichen, einschließlich komplizierter Schriftzeichen auf der Basis gespeicherter Instruktionen erzeugt werden, die durch einfache Codewörter abgerufen werden. Die Fähigkeit des Funktionsgenerators, Zeichen aus aufeinanderfolgenden elliptischen Kurvenabschnitten aufzubauen, ■ ', ■-: wird dadurch erhöht, daß die Steuerparameter für die Zeichen zunächst in einem größeren Maßstab erzeugt werden, als er für die Darstellung vorgesehen ist. Diese Flexibilität ermöglicht sehr subtile Stiländerungen, wie sie von dem Benutzer gewünscht werden mögen.With the arrangement of Fig. 17, very complicated characters including complicated characters can be generated on the basis of stored instructions which are retrieved by simple code words. The ability of the function generator to build characters from successive elliptical curve sections, ■ ', ■ -: is increased by the fact that the control parameters for the characters are initially generated on a larger scale than is intended for the display. This flexibility allows for very subtle style changes as desired by the user.

Die vorstehende Beschreibung von Systemen zur Erzeugung von Kurvenabschnitten zu Darstellungszwecken oder zu Zwecken der Werkzeugmaschinensteuerung bezog sich im wesentlichen auf die Verwendung von fest verdrahteten Systemen digitaler oder analoger Schaltungsanordnungen. Es ist jedoch für den Fachmann offensichtlich, daß es erwünscht sein kann, die Darstellungs- oder Steuerfunktionen nach einem, gespeicherten Programm zu steuern, um die Möglichkeit zu haben, die gespeicherten BefehleThe above description of systems for generating curve segments for display purposes or for Machine tool control purposes essentially related to the use of hardwired Systems of digital or analog circuit arrangements. However, it is obvious to those skilled in the art that It may be desirable to control the display or control functions according to a stored program, to be able to use the stored commands

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nach Bedarf zu ändern. Demgemäß zeigt Pig. 18 das Blockschaltbild eines nach Art eines Rechners ausgebildeten Systems nach der Erfindung. Dieses System weist eine Eingabe-Tastatur 550 auf, bei dem es sich um eine der typischen Fernschreibeinrichtungen handeln kann, wie sie häufig zur Eingabe von Daten in einen Miniaturrechner 552 verwendet werden. Bei dem Miniatürrechner 552 kann es sich beispielsweise um das Modell PDP-11 der Firma Digital Equipment Corporation -in Maynard, Mass·, V.St.A., handeln. Die Tastatur 550 wird dazu benutzt, die Punkt- und Steigungsinformationen in den Rechner 552 einzugeben, der seinerseits die Datenum- . setzung ausführt, die oben für die Fälle I bis V behandelt worden sind, und ggf. zusätzliche Steuerfunk— tionen. ausführt. Der Miniaturrechner 552 kann auch die mathematischen Gleichungen enthalten, die für eine Drehung, Maßstabsänderung oder Verschiebung erforderlich sind, wie sie für das Transformationsnetzwerk' fiach Fig. 11 beschrieben worden sind. Statt dessen können die Transformationen auch in einem besonderen Transformationsnetzwerk 55^· erfolgen, das die J—, Κ—, L- und M-Signale sowie, sofern erforderlich, die XO- und YO-Signale vom Rechner 552 empfängt. Typischerweise hat das Transformationsnetzwerk 55^ eine Anzahl von Registern 556, 558, 560, 562, 564 und 566, in welche die Parameter J, K, L und M sowie die Werte XO und YO eingegeben werden, die sich auf den Ausgangsieitungen des Miniaturrechners 552 befinden. Diese Register "ermöglichen dann eine Speicherung der vier Parameter und der Koordinaten des Ausgangspunktes, die dann einemchange as needed. Accordingly, Pig. 18 shows the block diagram of a computer-type system according to the invention. This system includes an input keyboard 550 which can be one of the typical teletyping devices often used to enter data into a miniature computer 552. The miniature calculator 552 can be, for example, the PDP-11 model from Digital Equipment Corporation -in Maynard, Mass., V.St.A. The keyboard 550 is used to enter the point and slope information into the computer 552, which in turn converts the data. which have been dealt with above for cases I to V, and, if necessary, additional control functions. executes. The miniature calculator 552 may also contain the mathematical equations required to rotate, scale, or translate as described for the transformation network of FIG. Instead, the transformations can also take place in a special transformation network 552 which receives the J, Κ, L and M signals and, if necessary, the XO and YO signals from the computer 552. Typically, the transformation network 55 ^ has a number of registers 556, 558, 560, 562, 564 and 566, into which the parameters J, K, L and M as well as the values XO and YO, which are on the output lines of the miniature computer 552, are entered are located. These registers "then allow the four parameters and the coordinates of the starting point to be saved, which are then assigned to a

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Funktionsgenerator 568 zugeführt werden, der in der vorher beschriebenen Weise aufgebaut sein kann. Die Ausgangs'leitungen des Miniaturrechners 552 sind auch unmittelbar mit dem Eunktionsgenerator 568 verbunden, um die Übertragung von STiJlT- und STOP-Signalen zu_t ermöglichen. Die sich zeitlich ändernden X(t)- und Y(t)-Signale werden vom Funktionsgenerator 568 bei Bedarf einem Darstellungsgerät 570 zugeführt·Function generator 568 are fed, which can be constructed in the manner previously described. The Ausgangs'leitungen the miniature computer 552 are also connected directly to the Eunktionsgenerator 568, enabling the transfer of STiJlT- and STOP signals to _t. The time-changing X (t) and Y (t) signals are fed from the function generator 568 to a display device 570 if necessary.

Obwohl eine vollständige Programmliste in der FQRTRAN-Sprache für Rechner, welche für diese Sprache eingerichtet sind, im Anhang A zusammengestellt ist, dürfte es instruktiv sein, hier im einzelnen die Programmierung für den Fall II und eine Situation zu behandeln, bei der eine Folge zusammenhängender Kurvenabschnitte darzustellen ist, bei denen ein stetiger Übergang zwischen den einzelnen Kurvenabschnitten vorhanden ist, der dadurch erzielt wird, daß die Anstiege am Ende und am Anfang aneinandergrenzender Kurvenabschnitte gleichgemacht wird, wie es mit Hilfe der Umsetzung nach Fall II möglich ist. Für diesen Fall gibt Fig. 19 einen vollständigen Flußplan wieder, der die Arbeitsweise des Rechners 552 bei dieser Betriebsart bestimmt, Im einzelnen ist gemäß Fig. 19 der Rechner 552 so programmiert, daß er von einer Ahfangsoperation 580 ausgeht. Eine folgende Operation 582 betrifft" die Dateneingabe für die Anfangssteigung SO im Punkt POV die vom Tastenfeld 550 oder anderen Datenquellen erfolgen kann, wie beispielsweise zugeordneten Verarbeitungsgeräten oder Lesegeräten 584-für Band- oder Plattenspeicher (Fig. 18). Die Operation 582 dient auch zur Eingabe der X- und Y-Koordinaten fürAlthough a full program listing in the FQRTRAN language for computers that are set up for this language, is compiled in Appendix A, should it will be instructive to deal here in detail with the programming for case II and one situation which is to represent a series of contiguous curve sections with a continuous transition between the individual curve sections is available, which is achieved by the climbs at the end and at the The beginning of adjacent curve sections is made the same as it is with the help of the implementation Case II is possible. In this case, FIG. 19 shows a complete flow chart illustrating the operation of the Computer 552 determined in this operating mode. In detail, the computer 552 is programmed in accordance with FIG. 19 so that he assumes an initial operation 580. A subsequent operation 582 is "data entry for the initial slope." SO in point POV that from the keypad 550 or other data sources, such as associated processing devices or reading devices 584-for Tape or disk storage (Fig. 18). Operation 582 is also used to enter the X and Y coordinates for

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die Anfangs- und Endpunkte sowie den Zwischenpunkt gemäß den Bedingungen des Falles II. Die folgende Operation 584 dient zur Berechnung der Zwischenwerte A, B, G, D und E gemäß dem Fall II. Danach folgt eine Verzweigung 586, die von der Größe von E abhängig ist. Hat E einen Wert zwischen 0 und 1, folgt eine weitere Operation 588, in der die Variable F und die Parameter J, K, L und M berechnet werden. Eine folgende Operation 590 dient dazu, die Daten in ein Format oder eine Ordnung zu bringen, die für das Zuführen der Daten zu liegistern zum Zwecke, der Darstellung geeignet ist. Diese Operation erfolgt unter Anwendung bekannter Techniken. In einer folgenden Operation 592 wird der Satz der Darstellungs-Parameter dem Transformationsnetzwerk 554- zugeführt, damit sie in die geeigneten fiegister eingegeben werden, und es hat eine Nebenoperation 594- die Darstellung der Daten mit Hilfe des Funktionsgenerators 568 und des Darstellungsgerätes 570 zur Folge. Auf die Operation 592 folgt eine Operation 596, die der Berechnung der Steigung im Endpunkt des Viertelperioden-Kurvenabschnittes als Verhältnis der Parameter M und K dient. Diese Steigung wird dann als SO, also als die AnfangsSteigung für den nächsten Kurvenabschnitt definiert. Die Operation 598 dient dann der Dateneingabe für die nächsten beiden Punkte, worauf in einer Operation 600 geprüft wird, ob die Daten für keinen Punkt, einen oder zwei Punkte empfangen worden sind. Wenn zwei Punkte empfangen worden sind, geht die Verarbeitung zur Operation 584 zurück. Ist kein Punkt mehr eingegeben worden, geht daraus hervor, daß das Ende einer Folge von Kurvenabschnitten erreicht ist und es führt die Verzweigungthe start and end points as well as the intermediate point according to the conditions of case II. The following Operation 584 is used to calculate the intermediate values A, B, G, D and E according to case II. This is followed by one Branch 586, which depends on the size of E. If E has a value between 0 and 1, another follows Operation 588 in which the variable F and the parameters J, K, L and M are calculated. A subsequent operation 590 is used to put the data in a format or an order to bring, which is to be registered for the supply of the data for the purpose of the representation is suitable. This operation is carried out using known techniques. In a subsequent operation 592, the set of display parameters the transformation network 554- fed so they are entered into the appropriate fiegister, and it has a side operation 594 - the representation of the data with the help of the function generator 568 and the display device 570 result. Operation 592 is followed by an operation 596, which involves calculating the slope im The end point of the quarter-period curve section serves as the ratio of the parameters M and K. This slope is then called SO, i.e. the initial slope for the next curve segment is defined. Operation 598 is then used to enter data for the next two Points, whereupon it is checked in an operation 600 whether the data is for no point, one or two points have been received. When two points are received processing transfers to operation 584 return. If no more points have been entered, it follows that the end of a sequence of curve sections is reached and it executes the branch

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2323584 - 45 - 2323584 - 45 -

zur Endoperation 602. Wenn nur die Daten für nur einen Punkt empfangen worden sind, ist eine Operation 604-vorgesehen, die auf der Annahme beruht, daß der nächste Abschnitt gemäß dem Fall I zu behandeln ist. Bei der nächsten Operation 604 werden daher die Daten für die Steigung S1 im Endpunkt eingegeben. Der eine empfangene Punkt wird als Endpunkt definiert und es folgt eine Operation 606, bei der die Zwischengrößen und Parameter A, B, J, K, I» und M gemäß Fall I berechnet werden. Nach der Operation 606 folgt die Operation 590, um die berechneten Parameter zum Zwecke der Darstellung zu ordnen.to end operation 602. If only the data for only one point has been received, an operation 604 is provided, which is based on the assumption that the next section is to be dealt with in accordance with Case I. In the The next operation 604 will therefore be the data for the Enter the slope S1 at the end point. The one received point is defined as the end point and one follows Operation 606, in which the intermediate quantities and parameters A, B, J, K, I »and M according to case I are calculated. To Operation 606 is followed by operation 590 to order the calculated parameters for display purposes.

Wenn bei der Verzweigungsoperation 586 festgestellt wird, daß die Zwischengröße E außerhalb des Bereiches zwischen 0 und 1 liegt, was anzeigt, daß unbrauchbare Daten vorliegen, wird eine Operation 610 eingeschaltet, die dazu dient, die letzten beiden Punkte zu eliminieren und den Operateur zu informieren, daß neue zwei Punkte eingegeben werden müssen, um die Forderungen zu erfüllen, die durch: die verwendeten mathematischen Beziehungen gestellt werdeii, Danach geht das Verfahren zur Operation 598 über.If at branch operation 586 it is determined that the intermediate size E is outside the range between 0 and 1, indicating that there is unusable data, an operation 610 is turned on which does so serves to eliminate the last two points and to inform the surgeon that two new points have been entered must be in order to meet the requirements set by: the mathematical relationships used, The method then moves to operation 598.

Anhand Fig. 20 wird nun ein Transformationsnetzwerk beschrieben, das eine Rotation um drei Achsen ermöglicht und in Verbindung mit einer Werkzeugmaschinensteuerung oder einem Darstellungsgerät verwendet werden kann, das einen Eingang für die Z-Achse aufweist. Bei dem Transformationsnetzwerk nach Fig. 20 werden die J-, K-, L- und M-Signale einem Multiplexer 612 über einen voreinstellbaren Decodierer 616 zugeführt. Der Multiplexer 612 empfängt auch N- und P-Signale, die AblenkkoeffizientenA transformation network which enables rotation about three axes will now be described with reference to FIG. 20 and can be used in conjunction with a machine tool controller or display device that has an input for the Z-axis. In the transformation network of FIG. 20, the J, K, L and M signals to a multiplexer 612 via a presettable Decoder 616 is supplied. Multiplexer 612 also receives N and P signals, the deflection coefficients

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darstellen, die ursprünglich auf Null gestellt sind· Während des Anfangszustandes des Zählers 614 verbindet der Multiplexer 612 diese Eingangssignale mit den Eingängen eines Satzes von Registern 618, damit die Signale einerAnzahl von Toren 620, 622 und 624· für eine Drehung um die X-, Y- und Z-Achse zugeführt werden. Das X-Tor 620 empfängt die L-, M-, N- und P-Signale und wird von dem ■-Decodierer 616 so gesteuert, daß diese Eingangssignale einer X-Hotationseinheit 626 zugeführt werden, um eine Drehuiig um die X-Achse um einen Winkel O⁷ZU bewirken, der von einer Quelle 628 bestimmt wird. Die J- und K-Signale werden unmittelbar vom X-Tor 620 einem Netzwerk 638 zugeführt. Das Y-Tor 622 empfängt die J-, K-, N- und P-Signale, um sie gesteuert der Y-Rotationseinheit 630, zuzuführen, die eine Drehung die Y-Achse um den Winkel 0 bewirkt, der von der Quelle 632 bestimmt wird. Das Y-Tor empfängt außerdem die L- und M-Signale, um sie dem Netzwerk 638 direkt zuzuführen. Entsprechend empfängt das Z-Tor 624 die J-, K-, L- und M-Signale, um 3ie während eines vorbestimmten Zustandes des Zählers 614 der Z-Rotationseinheit 634 zuzuführen, welche eine Rotation um die Z-Achse um einen Winkel θ bewirkt, der von der Quelle 636 bestimmt wird. Die N- und P-Signale werden vom Z-Tor 624 dem Netzwerk 638 unmittelbar zugeführt. Die Rotationseinheiten 626, 630 und 634 können von den gleichen Komponenten 'Gebrauch machen wie die Schaltungsanordnung nach Fig. 12. Die Verbindungen sind dabei so gewählt, daß die folgenden transformierten Ausgangssignale erzeugt werden:which are initially set to zero During the initial state of the counter 614, the multiplexer 612 connects these inputs to the inputs of a set of registers 618 to allow the signals of a number of ports 620, 622 and 624 to be rotated about the X, Y and Z axes are fed. The X gate 620 receives the L, M, N and P signals and is controlled by the decoder 616 to provide these input signals to an X hotation unit 626 for rotation about the X axis cause an angle O ⁷ ZU determined by a source 628. The J and K signals are fed to a network 638 directly from the X-gate 620. The Y gate 622 receives the J, K, N and P signals to be fed under control to the Y rotation unit 630, which causes the Y axis to rotate through the angle 0 determined by the source 632 will. The Y port also receives the L and M signals to be fed to network 638 directly. Similarly, the Z port 624 receives the J, K, L and M signals to apply 3ie during a predetermined state of the counter 614 to the Z rotation unit 634 which causes rotation about the Z axis by an angle θ determined by source 636. The N and P signals are fed directly to the network 638 from the Z-gate 624. The rotation units 626, 630 and 634 can make use of the same components as the circuit arrangement according to FIG. 12. The connections are chosen so that the following transformed output signals are generated:

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Rotationseinheit:626:Rotation unit: 626:

LL. • = Lh-Ng• = Lh-Ng ¹ « Jf-Ne ¹ «Jf-Ne S -S - sinsin σ¹ σ ¹ MM. ' = Mh-Dg'= Mh-Dg • « Kf-Pe• «Kf-Pe h »H " coacoa <r<r NN ¹ = Nh+Lg ¹ = Nh + Lg ¹ « Nf+Je ¹ «Nf + each PP. ¹ β Ph+Mg ¹ β Ph + Mg ¹ « Pf+Ke ¹ «Pf + Ke Rotationseinheit 630:Rotation unit 630: Rotationseinheit 634?Rotation unit 634? JJ e »e » sinsin 00 KK f »f » coscos 00 NN PP.

J¹ β Jd-Lc c « sin 0
K¹ = Kd-Mc d β cos 0
L¹ « Ld+Jc
M¹ « Md+Kc -s .J ¹ β Jd-Lc c «sin 0
K ¹ = Kd-Mc d β cos 0
L ¹ «Ld + Jc
M ¹ «Md + Kc -s.

Die transformierten J'-, K¹-, L¹-, M¹-, N¹- und P'-Signale werden dem ODER-Netzwerk 638 zugeführt, in dem die durch den gleichen Buchstaben bezeichneten Signale jeweils einem ODER-Glied zugeführt werden, damit für jeden Parameter ein einziges Ausgangssignal erscheint. Diese kombinierten Ausgangssignale v/erden dem Multiplexer 612 zugeführt, von dem sie während der Zustände des Zählers 614-, die dem Ausgangszustand folgen, den Registern 618 zugeführt werden, damit die Signale bei einer Wiederholung des Zyklus durch eine andere Rotationseinheit hindurchgeführt werden, um eine weitere Drehung um einen orthogonalen Winkel zu bewirken. Da die Ordnung der Drehung um die drei Winkel von BedeutungThe transformed J ', K ¹ -, L ¹ -, M ¹ -, N ¹ - and P' signals are fed to the OR network 638, in which the signals denoted by the same letter are each fed to an OR gate so that a single output signal appears for each parameter. These combined output signals are fed to the multiplexer 612, from which they are fed to the registers 618 during the states of the counter 614- following the output state, so that when the cycle is repeated, the signals are passed through another rotary unit by one to cause further rotation around an orthogonal angle. Because the order of the rotation around the three angles is important

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23238842323884

ist, ist der Decodierer 616 darauf einstellbar, welcher Rotationswinkel als erster und welcher als aw.eiter ausgeführt werden soll. Der Decodierer spricht dann auf die" ersten drei Zustände des Zählers 614- an, um die Parameter-Signale während jedes Zyklus den richtigen Rotationseinheiten zuzuführen.is, the decoder 616 can be set to determine which rotation angle is the first and which is the next shall be. The decoder then responds to the "first three states of the counter 614- to set the parameter signals Feeding the correct rotation units during each cycle.

Die transformierten Parameter J', K', L¹ und M', die vom ODER-Netzwerk 638 geliefert werden, werden einem Funktionsgenerator 640 der oben angegebenen Art zugeführt, während die N- und P-Signale einem Generator 64-2 zugeführt werden, bei dem es sich im wesentlichen um einen einzigen Kanal der oben behandelten Funktionsgeneratoren handelt, um ein Signal Z(t) nach der Punktion The transformed parameters J ', K', L ¹ and M 'supplied by the OR network 638 are fed to a function generator 640 of the type indicated above, while the N and P signals are fed to a generator 64-2, which is essentially a single channel of the function generators discussed above, a signal Z (t) after the puncture

Z(t)=N(cos t -1)+Psin t +ZOZ (t) = N (cos t -1) + Psin t + ZO

zu bilden. Die resultierenden X-, Y- und Z-Signale werden dann den entsprechenden Eingängen eines Darstellungsgerätes oder einer Werkzeugmaschinensteuerung zugeführt.to build. The resulting X, Y, and Z signals will be then fed to the corresponding inputs of a display device or a machine tool control.

Der anhand Fig. 20 behandelte Pail von drei Dimensionen kann auf jede beliebige Anzahl von Dimensionen erweitert werden, wenn bei speziellen Anwendungen ein Bedarf hierfür besteht.The three-dimensional pail treated with reference to FIG can be expanded to any number of dimensions if required for specific applications consists.

Nachdem vorstehend'spezielle Ausführungsformen einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung beschrieben worden sind, ist es für den Fachmann offensichtlich, daß die behandelten Anordnungen verändert und abgewandelt werden können, ohne den durch die folgenden Ansprüche gesteckten Rahmen der Erfindung zu verlassen.After the above special embodiments of a preferred Embodiment of the invention has been described it will be apparent to those skilled in the art that the arrangements discussed may be changed and modified can without departing from the scope of the invention set by the following claims.

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Claims

/ Device for generating control signals for movements perpendicular to each other Directions are characteristic, based on point and slope data of the route sections, which are to be passed through under the influence of the control signals, characterized in that that it comprises means (14, 16) which, depending on the point and slope data form a set of four parameters which are the coefficients of sine and cosine signals define whose sums are the orthogonal coordinates of an elliptical curve segment with the entered point and slope data that are a set of 90 ° from each other phase-shifted, temporally sinusoidally changing signals, the amplitudes of which are Je are proportional to one of the four parameters, during each selected section generate a period and the sinusoidally changing signals in pairs to the control signals combine for mutually perpendicular directions.

2, device according to claim 1, characterized in that that the set of four parameters is derived from a first set of such parameters and that changes made to the parameters of the

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first sentence for a distortion-free transformation of the. first parameter set defined curve section is characteristic.

3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that that their facilities are essentially formed by digital building blocks.

4-. Device according to one of the preceding claims, characterized in that one of the first and second of the four parameters is controlled Device generates a first and a second output signal, which output signals according to the first and the second parameter set sinusoidal signal that the one of the third and a third and a fourth output signal to the fourth of the four parameter controlled means generate which output signals the one set by the third and fourth parameters Cosine signal form that the devices for generating the four output signals are binary repetition frequency multipliers (262, 264, 268, 270), the output signals of which are sequences of elementary Signals, and that a first means (318, 322) of the first and third output signals an X control signal and a second device (320 ,. 324) from the second and fourth output signals forms a Y control signal.

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5. Device according to claim 4, characterized in that that means (278) determines the quadrant defined by the sine signal and the cosine signal it is defined that a facility (500 »502) determines the sign of the first and the third parameter and the means for generating of the X control signal to the determined quadrant and the signs of the first and des third parameter responds to each elementary signal of the X control signal as increasing or to identify decreasing elementary change, and that a device (510, 512) the sign the second and the fourth parameter, and the means for generating the Y control signal on the determined quadrant and the signs of the second and fourth parameters responds to each elementary signal of the Y control signal as increasing or decreasing identify elementary change.

6. Device according to claim 4, characterized in that that a device controls the frequency at which the elementary signals are generated, an adjustment to allow the rate at which the X and Y control signals change.

7. Apparatus according to claim 6, characterized in that

that the frequency controlling device two

binary repetition rate multipliers (525 and 527) contains, which is based on the clock signals supplied by a clock (529) and stored values of the

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Address control signals in order to deliver a sequence of elementary signals as sine and cosine signals,
and the clock signals after each elementary signal
Each of the four signal sequences locks for a certain period of time.

8 · "Device according to claim 4, characterized in that a" device for moving a part responds to the control signals and a device for controlling the generation of the sine and cosine signals is present to enable the control signals
to limit the accelerations of the part. .

9. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the selected portion of a period is a quarter period.

10. Device according to one of the preceding claims, - ■ characterized in that the four parameters of
the point and slope data according to the following
Depend on equations:

A = XI-XO; B = YI-XO
C = X3-X0; D = YJ-YO

_F (SI) CD . -j
^E (Si) AB 'F-VI

_vv (X3-X1) + AF

J = KA
L = (SI
M = L + B

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11. Device according to one of claims 1 "to 9» characterized in that the four parameters from the point and slope data to the depend on the following equations:

A-X1-X0; B «Y1-YO
C-X3-X0; D.
H = X3-X1; I.
S3) 0-D . _E.

F«Vi-(E)(E)F «Vi- (E) (E)

K-Y + A

"E + F-1

12. Device according to one of claims 2 to 11, characterized in that the distortion-free Transformation is a rotation of the curve section by a certain angle around an axis that is perpendicular to the plane in which the control signals act.

13 · Device according to claim 12, characterized in that that the parameters of the transformed set consist of a combination of two with a trigonometric Function of the specific angle multiplied parameters consist of the first set.

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2323β8 lbs

14. Device according to one of the preceding claims, characterized in that a device for rotating the curve sections in space by two and there are more axes (Fig. 20).

15. Device according to claim 14, characterized in that that the first set of parameters includes additional parameters for one or more of the one another dimensions deviating from vertical directions are characteristic that the device (626, 630, 634, 638) for generating the transformed parameters as a function of the first parameters form transformed parameters that are necessary for a rotation by an axis are characteristic, running from the perpendicular to the plane of the mutually perpendicular Directions deviates that the device (640, 642) for generating the control signals to the transformed Responds to parameters and generates additional sinusoidally changing signals whose amplitudes by the additional transformed parameters are determined, and forms additional orthogonal control signals therefrom.

16. The device according to claim 15 »characterized in that the device for generating the transformed parameters has several units (626, 630, 634) which each respond to one of several rotation angles and give a corresponding transformation to a part of the parameters of the first set, and means (638, 612, 618) are provided, _{t is} the sequential operations of the units for generating the transformed parameter effect.

3 09 8Aa/09013 09 8Aa / 0901

17 · A device according to any one of claims 2 to 11, _t characterized in that durdh of the transformation. Parameter rotations of the curve section by 90 ° and / or reflections can be effected.

18. The device according to claim 17 »characterized in that that the means for transforming the parameters means for forming combinations from the positive and negative values of the parameters of the first set.

19 · Device according to one of claims 2 to 18, characterized in that the device for Transformation of the parameters Means for scaling the values of the parameters of the first set to change the size of the curve section8.

20. Device according to one of the preceding claims, · characterized in that the parameters have values for include the coordinates of the starting point and the Device for transforming the parameters, an addition of first and second shift values to the coordinates of the starting point.

21 · Device according to one of the preceding claims, characterized in that the devices of a number of sets of sinusoidally changing Generate signals whose amplitude is brought to the values of the parameters of a number of parameter sets contained in a memory array (449), and that further devices (504, 505, 5O6, 5O8) one after the other on the saved

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Address parameter sets, they do the facilities for generating the sinusoidally changing signals to feed.

22. The device according to claim 21, characterized in that that the stored parameters are characteristic of curve sections on an enlarged scale and the means for generating the sinusoidally changing signals means (514) for Reduction of the scale is upstream.

23. Device according to one of the preceding claims, characterized in that it is used to generate continuous curves from adjacent curves' sections has a device which determines the slope at the end of each curve section generated determines, and that a device is based on the data of a following curve section and the slope at the end of the last curve segment is responsive to a set of parameters for the following curve section, for which the slope in the starting point of the following Curve section is equal to the slope at the last point of the previous curve section.

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