RU1837257C - Устройство дл измерени угла в системах числового программного управлени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано в системах числового программного управлени  станками. Целью изобретени   вилось расширение области применени . Расширение функциональных возможностей и области применени  заключаетс  втом, что устройство в состо  нии обеспечить поворот радиуса-вектора на заданный угол, т.е. произвести измерение угла . Указанна  цель достигаетс  тем, что в известное устройство, состо щее из первого реверсивного счетчика, элемента ИЛИ кругового интерпол тора, элементов И, счетчика импульсов, линейного интерпол тора , трех триггеров, дополнительно введены со второго по четвертый элементы ИЛИ, четвертый триггер, с восьмого по дес тый элементы И. 6 ил.

Description

Изобретение относитс  к области автоматики л вычислительной техники и может Зыть использовано в системах числового программного управлени  станками.

Цель изобретени  - расширение облачи применени  устройства.

На фиг. 1 изображена схема устройства; на фиг. 2 - графическа  аналоги  первого ггапа работы; на фиг. 3 - графическа  ана- юги  второго этапа работы; на фиг. 4 - гра- ическа  аналоги  заключительного этапа аботы; на фиг. 5 - вариант выполнени  хемы линейного интерпол тора; на фиг. 6- хема накапливающего сумматора.

Устройство состоит из кругового интер- юл тора 1, построенного по принципу цифровых дифференциальных анализаторов, еверсивных счетчиков 2-5, счетчика 6, (инейного интерпол тора 7, элементов И 8 17, элементов ИЛИ 18-21, триггеров 22 25 , генератора 26, причем реверсивные счетчики 2,3  вл ютс  рабочими счетчиками интерпол тора 1.

Линейный интерпол тор 7 (фиг. 5) состоит из двух накапливающих сумматоров 27, 28, элементов И 29, 30, регистра 31.

Перед началом работы информаци  распредел етс  по блокам устройства следующим образом. В счетчики 2,3 занос тс  соответственно Хн, Ун - декартовы координаты точки, дл  которой необходимо измерить угол рх, образуемый радиусом-вектором этой точки и осью X,

Устройство работает следующим образом . Режим работы запускаетс  сигналом Пуск измерени . Этот сигнал поступает на единичные входы триггеров 22 и 25 и устанавливает их в единицу.

Как только триггер 22 установитс  в единицу , открываетс  элемент И 12 и импульсы

СП

С

00

00

VJ

N: сг

генератора 26 начинают проходить через элемент ИЛИ 18 на вход кругового интерпол тора 1, а также через элемент ИЛИ 19 на вычитающий вход счетчика 4. Т.к. триггер 23 сброшен в ноль, то открыты элементы И 9.10, и выходные импульсы координаты X кругового интерпол тора 1 поступают через элемент И 9 на вычитающий вход реверсивного счетчика 2, а выходные импульсы координаты У - на суммирующий вход счетчика 3.

Така  коммутаци  выходов кругового интерпол тора 1 и входов счетчиков 2, 3 соответствует повороту радиуса-вектора точки с координатами Хн1, Ун против часовой стрелки (см. фиг. 2). Так продолжаетс  до тех пор, пока радиус-вектор не совместитс  с осью У, т.е. пока не по витс  сигнал обнулени  счетчика 2, который сбросит в ноль триггер 22, а также пройд  через элемент ИЛИ 20, установит триггер 23 в единицу . В этот момент счетчик 2 будет находитьс  в нулевом состо нии, в счетчике 3 будет находитьс  величина R радиуса-вектора точки (Хн, Ун), а в счетчике 4 - количество импульсов в дополнительном коде, прошедших на вход кругового интерпол тора 1.

Известно, что дл  кругового интерпол тора , построенного на цифровых дифференциальных анализаторах, имеетс  пр ма  пропорциональна  зависимость между количеством импульсов, прошедших на его вход, и углом поворота радиуса-вектора точки , координаты которой наход тс  в рабочих счетчиках интерпол тора. Поэтому в счетчике 4 к этому моменту оказалась величина в дополнительном коде, пр мо пропор- циональна  углуу у между

радиусом-вектором точки (Хн, Ун) и осью У или, что то же самое, величина угла в единицах отсчета кругового интерпол тора.

Т.к. триггер 23 установлен в единицу то открываетс  элемент И 13, и импульсы генератора 26 начинают проходить на суммирующие входы счетчиков 6,4, а также черёз: элемент ИЛИ 18 на вход кругового интерпол тора 1, кроме того, открыты элементы И 8, 11 и импульсы с координаты X кругового интерпол тора 1 поступают на суммирующий вход счетчика 3. Така  коммутаци  выходов кругового интерпол тора 1 и его рабочих счетчиков соответствует вращению радиуса-вектора по часовой стрелке (фиг. 3). Вращение происходит до совмещени  его с осью X, т.е. до по влени  сигнала обнулени  счетчика 3, который сбросит в ноль триггер 23 и установит в единицу триггер 24. К этому времени в счетчике 6 будет подсчитано количество импульсов, поступивших на вход

кругового интерпол тора 1 при повороте радиуса-вектора на 90°, т.е. фактически величина в отсчетах кругового интерпол тора 1.

В счетчике 4 будет находитьс  в пр мом

коде величина (- fo+ PQO), равна  р, т.е. величина угла, образуемого радиусом-вектором точки (Хн. Ун) и осью X в отсчетах кругового интерпол тора 1. При прохождении счетчика 4 через нулевое состо ние возникнет сигнал нул  счетчика 4, который однако не повли ет на работу схемы, т.к. триггер 24 и так находитс  в нуле.

Целью следующего этапа вычислений

 вл етс  пересчет значени  угла р в счетчике 4 из единиц отсчета угла интерпол тора в нужные нам единицы: градусы, угловые минуты или радианы.

Дл  этого на первый вход линейного

интерпол тора 7 подаютс  кодовые сигналы счетчика 6,гкоторые содержат вычисленную величину - количество отсчетов кругового интерпол тора 1 на угол 90°; на вход второй координаты подаетс  код 90° или

5400 или п в зависимости от необходимой

нам единицы измерени .

После установки триггера 24 в единицу открываетс  элемент И 14, и импульсы генератора 26 начинают проходить на вход аргумента линейного интерпол тора 1; однако работа кругового интерпол тора 1 на данном этапе в режиме измерени  угла  вл етс  несущественной.

Импульсы с выхода первой координаты линейного интерпол тора 7 через элемент ИЛИ 19 поступают на вычитающий вход счетчика 4, а импульсы с выхода второй координаты - через элемент И 15, открытый

единичным сигналом с триггера 25, поступают на суммирующий вход счетчика 5. Так продолжаетс  до обнулени  счетчика 4, сигнал нул  которого через элемент ИЛИ 21 сбросит триггер 24. Процесс окончен. В

счетчике 5 находитс  величина искомого угла в заданных единицах измерени . Отработка первого режима закончена. В счетчиках 2 и 3 наход тс  соответственно Хк и УК - координаты искомой точки,

Рассмотрим работу устройства при использовании его дл  задани  угла, т.е. нахождени  координат (Хн, Ун) точки, лежащей на окружности заданного радиуса R с центром в начале координат, радиус-вектор которой образует с осью X заданный угол . Перед началом работы информаци  распредел етс  следующим образом. В счетчик 3 заноситс  величина R, в счетчик 5 - величина угла рх в заданных единицах измерени , триггер 25 находитс  в произвольном состо нии, остальные счетчики и триггеры сброшены в ноль, а триггер 23 через элемент ИЛИ 20 устанавливаетс  в единицу. Импульсы генератора 26 через элемент И 13 начинают проходить на суммирующие входы счетчиков 4,6, а также через элемент ИЛИ 18 на вход кругового интерпол тора 1. При этом, т.к. триггер 23 установлен в единицу , открыты элементы И 8,11, что соответствует вращению радиуса-вектора по часовой стрелке (фиг.З).

Когда радиус-вектор совместитс  с осью X, сигнал нулевого состо ни  счетчика 3 сбросит в ноль триггер 23 и установит триггер 24 в единицу. В этот момент в счетчиках 6 и 4 находитс  величина рдо, т.е.. количество импульсов кругового интерпол тора 1, приход щеес  на 90° поворота. Кодовые выходы счетчика 6 подаютс  на .входы первой координаты линейного интерпол тора 7, на входы второй координаты необходимо подать код 90° или 5400 или ту.

Claims (1)

1. Когда триггер 24 установитс  в единицу, импульсы с генератора 26 через И 14 начи- нают проходить на вход аргумента линейно- го интерпол тора 7 и через элемент ИЛИ 18 на вход кругового интерпол тора 1. При этом, т.к. триггер 23 в нуле, открыты элемен- ты И 9, 10. Эта коммутаци  соответствует вращению против часовой стрелки радиуса- вектора (фиг. 4).-Импульсы с выхода второй координаты линейного интерпол тора 7 че- рез элемент И 16, открытый единичным по- тенциалом с инверсного выхода триггера 25, проход т на вычитающий вход счетчика 5. Сигнал нулевого состо ни  счетчика 5, пройд  через элемент И 17; открытый еди- ничным потенциалом инверсного выхода триггера 25, и через элемент ИЛИ 21, сбра- сываеттриггер 24 в ноль. Процесс закончен. В счетчиках 2 и 3 наход тс  соответственно Хк и УК - координаты искомой точки. Необходимо заметить, что сигнал обну- лени  счетчика 4 не может возникнуть до сигнала обнулени  счетчика 5, т.к. в счетчи- ке 4 записан код, соответствующий поворо- ту на 90° в отсчетах кругового интерпол тора 1 в то врем , как в счетчике 5 записан код угла (в общеприн тых или еобходимых измерени х). Формула изобретени  Устройство дл  измерени  угла в систё- мах числового программного управлени , одержащее первый реверсивный счетчик, первый элемент ИЛИ, выход которого сое- динен с входом аргумента кругового интерол тора , первый выход которого подключен к первым входам первого и второго элементов И, второй выход которого подключен к первым входам второго и третьего элементов И, выходы первого и второго элементов И подключены соответ- 5 ственно к суммирующему и вычитающему входам второго реверсивного счетчика, кодовые выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами кругового интерпол тора, выходы третьего

   10 и четвертого элементов И подключены соответственно к суммирующему и вычитающему входам третьего реверсивного счетчика, выход генератора импульсов подключен к первым входам п того, шестого и седьмого

   15 элементов И, ко вторым входам которых подключены пр мые выходы первого, второго и третьего триггеров соответственно, выход п того элемента И подсоединен к первому входу первого элемента ИЛИ, к

   0 второму входу которого подключен выход шестого элемента И, разр дные выходы счетчика импульсов соединены с группе информационных входов линейного интерпол тора , к входу аргумента которого под5 ключей выход седьмого элемента И и третий вход первого элемента ИЛИ, отличающеес  тем, что, с целью расширени  области применени , в него дополнительно введены второй, третий и четвертый элементы ИЛИ,

   0 восьмой, дев тый и дес тый элементы И и четвертый триггер, причем S-входы первого и четвертого триггеров подключены к входу Пуск измерени  устройства, R-вход четвертого триггера и первый вход второго эле5 мента ИЛИ подключены к входу Пуск задани  устройства, выход нулевого состо ни  второго реверсивного счетчика соединен с R-входом первого триггера и с вторым входом третьего элемента ИЛИ, выход кото0 рого соединен с S-входом второго триггера, R-вход которого соединен с выходом третьего реверсивного счетчика и S-входом третьего триггера, R-вход которого подключен выход четвертого элемента ИЛИ, пер- 5 вый вход которого подключен к выходу нулевого состо ни  четвертого реверсивного счетчика, второй вход- к выходу дес того элемента И, первый вход которого подключен к выходу нулевого состо ни  первого

   0 реверсивного счетчика, а второй вход - к первому выходу дев того элемента И и инверсному выходу четвертого триггера, пр мой выход которого подключен к первому входу восьмого элемента И, второй вход

   5 восьмого и дев того элементов И соединен с первым выходом линейного интерпол тора , второй выход которого подключен к первому входу второго элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу первого элемента И, выходы восьмого и дев того

   элементов И соединены соответственно с суммирующим и вычитающим входами первого реверсивного сметчика, выход нулевого состо ни  которого подключен к второму входу дес того элемента И, к вторым входам первого и четвертого элементов И подключен пр мой выход второго триггера, инверсный выход которого подключен к вторым входам второго и третьего элементов И, суммирующий вход четвертого реверсивного счетчика соединен со счетным входом .счетчика импульсов, а к вычитающему входу подключен выход второго элемента ИЛИ.

   Фиг. /