SU1003022A1 - Цифровой интерпол тор - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах числового программного управлени  станками.

Известен круговой интерпол тор, содержащий накапливающий сумматор, соединенный с выходами двух ревер- сивных счетчиков, с блоком сравнени  координат, блоком сравнени  с радиусом и блоком выбора сектора, соединенным с генератором Ц.

Известен- также линейный интерпол тор , содержащий коммутатор, соединенный с двум  регистрами, схемой сравнени , блоком управлени  и с последовательно соединенными делителем, блоком пам ти, двоичным сумматором, накапливающим сумматором и выходным коммутатором 2.

Недостатком этих интерпол торов  вл етс  больша  сложность, обусловленна  применением специальных зна- ковых разр дов арифметических узлов, и низкое быстродействие, св занное с; необходимостью выполнени  нескольких вычислительных тактов дл  размещени  единичного приращени  координат при круговой,интерпол ции.

Наиболее близким техническим решением к изобретению  вл етс  интерпол тор , содержащий вводное устройство, соединенное с координатными регистрами и блоком задани  скорости, подключенный к накапливающему сумматору через блок определени  знака оценочной функции, причем координатные регистры через злемент И-ИЛИ и НЕ подсоединены к накапливающему сумматору 3. Недостатком известного интерпол 10 тора  вл етс  его сложность и уменьшение быст родействи  при круговой интерпол ции . Это св зано с тем, что в соответствии с выражением круговой интерпол ции по оценочным функци м

15

r:(2x.)-E:().0.

текущие значени  параметров интерпол ции суммированием необходимо удваи20 вать, дл  чего требуютс  дополнительные разр ды сумматора и регистров, а также дополнительный такт (на сдвиг или повторное суммирование). Усложн ет интерпол тор также использование

25 специальных знаковых разр дов, по которым устанавливаетс  текущее значение знака оценочной функции.

. Целью изобретени   вл етс  упрощение интерпол тора, что приводит так30 же и к повышению его быстродействи . Поставленна  цель достигаетс  те что цифровой интерпол тор, содержащий первый элемент НЕ, элемент заде ки, блок ввода программы, соединенный входом с запускающим входом интерпол тора , первым выходом - с вхо дом блока задани  скорости, а вторы выходами - с установочными и первыми управл ющими входами координатны регистров, подключенных выходами к nepBEiM входам элемента И-ИЛИ, выход JKOTOporo соединен с информационным входом накапливающего сумматора, св ванного командным входом с выходом блока задани  скорости, а выходом с первым входом первого элемента И и через второй элемент НЕ - с первы входом второго элемента И, выход ко торого подключен к R-входу первого RS-триггера, св занного с S-входом с выходом первого элемента И, содер жит три элемента И, элемент ИЛИ, триггер со счетным входом, элемент ЗАПРЕТ и второй RS-триггер, S-вход которого соединен с запускающим вхо дом интерпол тора, R-выход - с управл ющим входом элемента ЗАПРЕТ и с первым входом элемента ИЛИ, а Rвход - с вторыми входами первого и второго элементов И, с выходом элемента задержки и через триггер со счетным входом - с первым входом тр тьего элемента И, подключенного выходом «к управл ющему входу накапливающего сумматора, а вторым входом к третьему выходу блока ввода программы и к первым входам четвертого п того элементов И, соединенных вто рыми входами с входом элемента задержки и с выходом блока задани  ск рости, информационный вход элемента ЗАПРЕТ подключен к S-выходу первого RS-триггера, а выход - к второму вхо ду элемента ИЛИ, соединенного выходом с вторым входом элемента И-ИЛИ, с выходом интерпол тора, с третьим входом п того элемента И и с входом первого элемента НЕ, выход которого подключен к третьему входу элемента И-ИЛИ, к третьему входу четвертого элемента И и к выходу интерпол тора причем выходы четвертого и п того элементов И соединены с вторыми управл ющими входами соответствующих координатных регистров. На чертеже представлена функциональна  схема интерпол тора. Интерпол тор содержит координатные регистры 1 и 2, элемент И-ИЛИ 3 накапливающий сумматор 4, третий элемент И 5, триггер б со счетным входом, четвертый 7 и п тый 8 элемен ты И, блок 9 задани  скорости, элемент 10 задержки, элемент ИЛИ 11, первый элемент НЕ 12, первый 13 и второй 14 элементы И, второй элемент НЕ 15, первый RS-триггер 1б, элемент ЗАПРЕТ 17, второй RS-триггер 18 и блок 19 ввода программы. Принцип работы интерпол тора заключаетс  в следующем. На младший разр д накапливающего сумматора при круговой интерпол ции текущие значени  операндов после их удвоени  (сдвига) не воздействует и этот разр д суммирует в накапливающем режиме единицу, что позвол ет путем введени  триггера со счетным входом реализовать функцию младшего разр да сумматора, при этом текущие значени  операндов окажутс  сдвинутыми по отношению к добавочно;му разр ду на разр д в сторону старших , т.е. удвоенными. При линейной интерпол ции работа триггера может быть заблокирована, в этом случае по отношению к разр дам сумматора операнды оказываютс  не сдвинутыми. При выполнении операций в соответствии с выражени ми дл  линейной и круговой интерпол ции по оценочной функции пр мой код операнда мен етс  на дополнительный и обратно при каждой смене знака оценочной функции и, следовательно , суммирование дополнительных кодов после смены знака исключаетс . Это позвол ет заменить операции над знаковыми разр дами простой идентификацией наличи  или отсутстви  сигнала Перенос на выходе сумматора , а, следовательно, исключить знаковые разр ды. Несоответствие знака оценочной функции сигналу Перенос при начальном ходе ликвидируетс  его детерминированием. Интерпол тор работает следующим образом. При поступлении- на блок 1Э сигнала Пуск информаци  программоносител  блока 19 дешифрируетс  и на его выходах возникают информационные и управл ющие сигналы, при этом при линейной интерпол ции в регистр 1 записываетс  в пр мом коде заданное пе-. ремещение по первой координате (например Л X) ив регистр 2 - обратный код заданного перемещени  по второй координате (например Z); при круговой интерпол ции в эти регистры записываютс  соответственно пр мой и обратный коды параметров интерпол ции I и К . При линейной интерпол ции блок 19 на выходе кругова  интерпол ци  формирует запрещающий сигнал и элементы И 5, 7 и 8 отключены. Таким образом, на управл ющий вход (переноса ) сумматора 4 при обработке участка линейной интерпол ции сигналов передаватьс  не будет. Сигнал Пуск устройства 19 поступает также на .Sвход триггера 18 и переводит его в состо ние S, в результате- запрещающий потенциал поступает на управл ющий вход элемента 17 и запрещает передачу управл ющего сигнала от триггера 16,Таким образом,перед поступлением первого командного импульса от блока 9 на элемент И-ИЛИ 3 поступит сигнал,разрешающий передачу содержимого регистра на информационный вход (суммировани )сумматора 4.

Первый командный импульс, поступивший от блока задани  9, поступает на командный вход (суммирование) сумматора 4 и записывает содержимое регистра 2 в сумматор 4. Таким образом, блокирующий сигнал с триггера 18 обеспечивает принудительный шаг по первой коор- динате, так как в соответствии с алроритмом оценочной функции дл  линейной интерпол ции шаг координаты противоположен заносимой в сумматор оординаты: ЛХ--1 при при II .-11л2.0 д X - ВЫХОД при Л Z - выход 1 Первый командный импульс блока 9 поступает также на вход элемента 10, а с его выхода на R-вход триггера 18 и входы элементов И 13 и 14. Триггер 18 переводитс  в состо ние R, сигнал блокировки с входа элемента 17 снимаетс , и Элемент ИЛИ 11 подключен теперь через элемент 17 к триггеру 16. Так как при первом принудительном ходе сигнал на выходе Перенос сумматора 4 не возникает, то через элемент НЕ 15 разрешающий сигнал поступает на второй вход элемента И 14 и сигналом с его выхода триггер Г6 переводитс  в состо ние Р. Сигнал с выхода триггера 16 через элементы 17 и 11 подключит теперь к входам сумматора 4 через элемент 3 выходы регистра 1. При последующих шагах передачи на суммирование содержимого регистров 1 или 2 зависит от возникновени  или отсутстви  сигнала Перенос на выходе сумматора 4. При этом наличию сигнала соответствует значение оценочной функции , а его отсутствию - значение . При круговой интерпол ции разрешающий сигнал с выхода блока 19 подключает элементы и 5, 7 и 8. Через элемент И 5 на управл ющий вход Пе ренос сумматора 4 теперь будет передаватьс  содержимое дополнительного разр да сумматора, реализованного на триггере Ь. Записанные в регистры 1 и 2 параметры I и К круговой интер пол ции теперь по отношению к дополнительному разр ду сдвинуты на один разр д в сторону старшего, что соответствуе их удвоению, необходимому дл  реализации алгоритма круговой

интерпол ции методом оценочной функции .

Claims (1)

1. Через элементы И 7 и 8 на регистры 1 и 2 поступают импульсы дл  преобразовани  параметров интерпол ции. Первый принудительный шаг, независ щий от состо ни  сумматора 4, выполн етс  аналогично рассмотренному при линейной интерпол ции. А последующие шаги выполн ютс  по знаку оценочной функции, формируемому элементами 15, 13, 14, 16, 17, 11 и12 по сигналу Перенос с выхода сумматора 4. Таким образом, благодар  триггеру 6 производитс  псевдоудвоение разр дности оборудовани  и при круговой интерпол ции максимальновозможные перемещени  не отличаютс  от максимальных перемещений при линейной интерпол ции . Формула изобретени  Цифровой интерпол тор, содержащий первый элемент НЕ, элемент задержки, блок ввода программы, соединенный входом с запускающим входом интерпол тора , первым выходом - с входом блока задани  скорости, а вторыми выходами - с установочными и первыми управл ющими входами координатных регистров , подключенных к первым входам элемента И-ИЛИ,выход которого соединен с информационным входом накапливающего сумматора,св занного командным входом с выходом блока задани  скорости,а- выходом - с первым входом первого элемента И и через второй элемент НЕ - с первым входом второго элемента И, выход которого подключен к R-входу первого RS-триггера , св занногоS-входом с выходом, первого элемента И, отличающийс  тем, что, с целью упрощени  интерпол тора, он содержит три элемента И, элемент ИЛИ, триггер со счетным входом, элемент ЗАПРЕТ и второй RS-тpиггep,S-вxoд которого соединен с запускающим входом интерпол тора ,R-ьыход- с управл к цим входом эле-. мента ЗАПРЕТ и с первым входом элемен та ИЛИ, а R-вход - с вторыми входами первого и второго элементов И, с выходом элемента задержки и через триггер со счетным входом - с первым входом третьего элемента И, подключенного выходом к управл ющему входу накапливающего сумматора, а вторым входом - к третьему выходу блока ввода программы, и к первым входам четвертого и п того элементов И, соединенных вторыми входами с входом элемента задержки и с выходом блока задани  скорости, информационный вход элемента ЗАПРЕТ подключен к S-выходу первого КЗ-триггера, а выход - к второму входу элемента ИЛИ, соединенного

   выходом с вторым входом элемента ИИЛИ , с выходом интерпол тора, с третьим входом п того элемента И и с входом первого, элемента НЕ, выход которого подключен к третьему входу элемента И-ИЛИ, к третьему вход,у четверто- - То элемента Инк выходу интерпол тора , причем выходы четвертого и п того элементов И соединены с вторыми управл ющими входами соответствующих координатных регистров,10

   Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

   1,Авторское свидетельство СССР № 637783, кл. G 05 В 19/18, 1976.

   2,Авторское свидетельство СССР № 579599, кл. G 05 В 19/18, 1975.

   3,Сб. Способы подготовки программ и интерпол тор дл  контурных систем числового управлени  станками . М., Машиностроение, 1970, с. 55-57, рис. 19 (прототип).