11 Изобретение относитс к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах числового программного управлени станкам Известны линейно-круговые интерпол торы с многоразр дными приращени ми , построенные на основе цифровы дифференциальных анализаторов (ЦДЛ) Недостатками данных устройств в л ютс больша разр дность вычислений необходима дл получени достаточно точности, и, как следствие, высока сложность. Наиболее близким к изобретению по технической сущности, вл етс линейнокруговой интерпол тор, содержащий общий делитель и в каждом координатном канале последовательно соединенные первый вентиль, регистр, делитель и второй вентиль, причем первый выход делител соединен с входом регистра этого же канала, второй выход делител - с входом первого вентил другого канала,выход общего делител - с первыми входами вторых вентилей , вькоды которых соответственно подключены к входам делителей коорди натных каналов L2j. Недостатком известного устройства вл етс низка точность отработки заданной скорости перемещений (ошибка в скорости может достигать 50%). Кроме того, устройству свойственна, хот и уменьшена по сравнению с другими интерпол торами, вычислительна погрешность. Целью изобретени вл етс повышение точности отработки заданной ск рости перемещений и точности интерпол ции по контуру дуги, Поставленна цель достигаетс тем . что линейно-круговой интерпол тор, содержащий в каждом координатном канале последовательно соединенные первый регистр и делитель, подключенный первым выходом к первому входу группы вентштей, содержит блок тактировани , блок переключени и в каждом координатном канале последо вательно соединенные первый сумматор второй регистр, умножитель и второй сумматор, вьтход которого соединен с .первым входом первого регистра, а второй вход - с выходом группы вентилей , второй вход которой соединен с вторым входом первого регистра и с первым выходом блока тактировани , второй выход которого подключен к второму входу умножител , третий 8J выход - к второму входу делител , а четвертый выход - к первому входу втоР .ОГО регистра другого канала и к первому входу блока переключени , соединенного выходом с первым входом . первого сумматора, второй вход кото- : рого подключен к выходу второго регистра , блок переключени соединен BTOpbiM входом с вторым выходом делител , третий вход которого подключен к входу устройства. Кроме того, блок тактировани содержит генератор импульсов, выходом соединенный с первым входом первого элемента И, второй вход которого через первый триггер управлени соединенс выходом первого счетчика, а также последовательно соединенные второй элемент И, второй триггер управлени , второй счетчик и дешифратор, выходы которого соединены с выходами блока тактировани , выход первого элемента И соединен с входом первого счетчика и входом второго счетчика, входы второго элемента И и S-вкод первого триггера подключены к входам блока тактировани . На фиг. 1 приведена структурна схема предлагаемого интерпол тора на фиг, 2 - схема выполнени блока переключени на фиг, 3 - схема блока активировани . Интерпол тор содержит вторые 1 и 2 и первые 3 и 4 регистры, первые 5 и 6 и вторые 7 и 8 сумматоры, умножители 9 и 10, делители 11 и 12, вентили 13 и 14, блок 15 тактировани , блок 16 переключени , первые 17 и 18 н вторые 19 и 20 выходы (шины) делителей 11 и 12 соответственно,.- выходы (шины) 21 и 22 блока 16 переключени , выходы (линии) 23-30 блока 15 тактировани , входы (линии) 31 и 32 блока 16 переключени , выходные шины (линии) 33 и 34 блока 16, вход (лини ) 35 блока 15 тактировани . Схема блока 16 переключени (фиг.2) содержит четыре группы вентилей 36-39 и две группы элементов ИЛИ 40 и 41, Св зи, показанные на схеме, обеспечивают требуемое дл правильной работы интерпол тора подключение шин 19 и 20 (выходы блоков делителей 11 и 12) на выходные пшны 33 и 34 и в режиме круговой интерпол дии на шины 21 и 22 дл передачи в сумматоры 5 и 6 соответственно. 31149 Схема блока 15 тактировани ( фиг. 3) содержит триггеры 42 управлени , генератор 43 импульсов, элемент И 44, трехразр дньй счетчик 45, элемент И 46, триггер 47 управлени , счетчик 48 и дешифратор 49. По входной линии 35 поступают импульсы, зада ющие цикл вычислений, по линии 32 команда Кругова интерпол ци , выходные линии 23.-3О подключаютс к соответствующим блокам интерпол тора (фиг. 1). Устройство работает следующим образом . В регистрах 1 и 2 в исходном состо нии устанавливаютс координаты начальной точки Хр, Уд дуги при круговой интерпол ции либо величины перемещени по ос м Х, У на участке отработки при линейной интерпол ции, В процессе круговой интерпол ции в этих регистрах содержатс величины координат текущей точки дуги; в процессе линейной интерпол ции содержимое регистров 3 и 4 не мен етс . В умножител х 9 и 10 производитс умножение содержимого регистров 1 и 2 на величину шага интерпол ции по контуру Н. Величина шага Н определ етс заданной скоростью подачи V и прин той длительностью цикла вычислени приращений , т.е. Н , причем const. Если регистры 1 и 2 имеют по ш разр дов каждый, а дл шага предусмотрено К разр дов, to разр дность произведени составит (т + к). В регистрах 3 и 4 размещаютс сум мы содержимого соответствующего умно жител 9 и 10 и m младших разр дов делимого делител 11 и 12, суммированне которых производитс сумматорами 7 и 8. Делители 11 и 12 осущест вл ют деление содержимого регистров 3 и 4 на величину радиуса дуги R при круговой интерпол ции или на величину перемещени по контуру t при линейно интерпсш ции. Деление производитс с точнос-сью до к разр дов, т.е. к разр дное частно размещаетс в выходном регистре делител 11 (или 12) am- разр дный остаток остаетс в регистре делимого. Вентили 13 и 14 служат дл передачи содержимого m младших разр дов делимого делнтелей 11 и 12 на сумматоры 7 и 8, Блок 15 тактировани с приходом каждого тактового сигнала по входу 35 вьфабатывает последовательность из восьми импульсов на выходах 23-30, которые определ ют последовательность опера- ций в устройстве. Блок 16 переключени в режиме круговой интерпол ции подключает выход делител 11 - кразр дное частное с шины 19 - на вход сумматора 6 по шине 22 и выход интерпол тора по оси Y по щине 34; выход делител 12 по шине 20 подключен на вход сумматора 5 по шине 21 и на выход устройства по оси X по шине 33, В режиме линейной интерпол ции выход 19 делител 11 подключен к miHe 33, вькод 20 делител 12 - к шине 34; подключени к шинам 21 и 23 с выходов делителей не производ тс . В режиме линейной интерпол ции в регистры 1 и 2 ввод тс величины X. и ; перемещений по ос м на участке интерпол ции, в умножител х 9и 10 устанавливаетс множитель Н, в делител х 11 и 12 - делитель (длина участка интерпол ции), в регистрах 3 и 4 - нули, в блок 16 переключени задаетс по входу 31 команда Линейна интерпол ци . На каждьй сигнал цикла по входу 35 блок 15 вырабатывает восемь тактов. Первый такт по линии 23 разрешает запись содержимого регистра 1 во входной регистр умножител 9, вслед за чем производитс умножение величины Xg на Н. Второй такт по линии 24 разрешает передачу содержимого m младших раар дов делимого делител 11 через вентиль 13 на сумматор 7 и запись суммы в регистр 3. Третий такт по линии 25 разрешает запись содержимого регистра 3 в регистр делимого делител 11, вслед за чем осуществл етс операци делени . Четвертый такт по линии 26 разрешает передачу частного с шины 19 через блок 16 переключени на выходную шину 33 по оси X. П тый такт по линии 27 разрешает передачу содержимого регистра 2 в умножитель 10и осуществление операции умножени . Шестой такт по линии 28 разрешает запись результата сумю1ровани содержимого выходного регистра умножител 10 и m младшга разр дов делимого делител 12 в регистр 4. Седьмой такт по линии 29 разрешает запись содержимого регистра 4 в регистр делимого делител 12,вслед за чем вьтолн етс операци делений. Восьмью тактом по линии 30 содержимое регистра частного делител 12 с пмны 20 подключаетс на выходную шину 34 блока 16 переключени по оси Y . В режиме круговой интерпол ции в регистрах 1 и 2 устанавливаютс величины XQ, YO- координаты начальной точки дуги, в умножители 9 и 10 - величина шага интерпол ции Н по дуге, в делители 11 и 12 - радиус дуги окружности R. Последовательйост прохождени сигналов по лини м 23-30 зависит от номера цикла. В нечетных циклах сохран етс така же последовательность, как и при линейной интерпол ции. Операдни , производимые с первьв4, вторым и третьим тактами остаютс прежними. На четвертом такте по сигналу линии 26 содержимое регистра частного делител 11 поступает на выход 34 по Y и по шине 22 на вход сумматора 6. На второй вход сумматора 6 подключен выход регистра 2 координаты . По сигналу с линии 26 разрешаетс запись результата суммировани в регистр 2, т.е. образовани в кем величины у,- Yi 4ду,- . Далее посигнала п того, шестого и седьмого тактов осуществл ютс операции, аналогичные режиму линейной интерпол ции. По сигналу восьмого такта (линии 30) содержимое регистра частного делител 12 с шины 20 подаетс на выходную ши ну 33 по оси X и по шине 21 на вход сумматора 5, осуществл ющего суммирование его с содержимым регистра 1. По этому же сигналу с линии 30 произ водитс запись результата суммировани в регистр 1, в котором образуетс новое значение координаты х, т.е. X ;+1 ( В четньк циклах генераци сигнало начинаетс с линии 27 и идет в после довательности . Благодар этому вначале вычисл етс приращение ДХ, образуетс значение Х,-+,, по которому вычисл ютс значени дУ,-. В интерпол торе реализуютс следу ющие вычислени . В режиме линейной интерпол ции . X..enifl-.(..j5 .Ry Jr.H+R i . lj( JлУ: еп v. V.H + R. -&.-i , t-1 t1-1 1 8 - цела часть выражени , Х- остатки i-го шага вьтчис лений. В режиме круговой интерпол ции в нечетных циклах Y,(x. ,X. HM., -dY.R Y-taY. .jj iflX. ent r%.V. Xj.-X. 4X. . Б четных циклах последовательно ычислены Ki 4JiйХ ,еп1 RV Y.H+PV 4X:R , i ,. 3 Xj., X.X. .Y.(x. u. J+-1 X x. VV.. j.i i По сравнению с известным предлагаемое устройство при той же сложное ти обеспечивает более высокие точности интерпол ции и отработки заданной скорости перемещени . В режиме ли-нейной интерпол ции элемент И 46 закрыт, счетчики 45 и 48 установлены в нули. С приходом импульса цикла по входу-35 триггер 42 устаналиваетс в 1, открываетс элемент И 44, через который проход т импульсы генератора 43.. Очередной импульс генератора 43 увеличивает содержимое счет иков 45 и 48 на единицу на выходах дешифратора 49 последовательно , начина с линии 23 и заканчива линией 30, по вл ютс сигналы управлени . После прихода восьмого импульса счетчики 45 и 48 переполн ютс , выходной сигнал счетчика 45 устанавливает триггер 42 в состо ние О, элемент И 44 закрьгеаетс и блок ожидает прихода следующего импульса цикла по линии 35. 7 В режиме круговой интерпол ции по линии 32 открываетс элемент И 46, через который проход т на триггер 47 импульсы цикла. Если начальна установка триггера 47 О, то с приходом каждого нечетного импульса цикла счетчик 48 сбрасываетс в нуль и пор док прохождени сигналов на вы ходах дешифратора 49 остаетс таким же, как в режиме линейной интерпол ции . С приходом каждого четного импульса цикла выходной сигнал тригге .ра 47 устанавливает третий разр д счетчика 48 в 1 (состо ние счетчика 100), что определ ет последовательность прохождени сигналов на выходах дешифратора в пор дке 27-2829-30-23-24-25-26 при прохождении восьми импульсов генератора 43, Благодар чередованию циклов мето дическа ошибка интерпол ции носит периодический характер с амплитудой ..«,,, . При линейной интерпол ции методическа ошибка не превосходит одной дискретности. В предлагаемом устройстве все вычислени ведутс с целыми числами округлений нет и вычислительные погрешности не по вл ютс Кроме того уменьшаетс разр дность блоков. Так если регистры 3 и 4 имеют по m разр дов , а множитель Н - к-разр дов, то регистры умножителей 9 и 10 должны иметь по (т + к) разр дов, регистры произведени умножителей 9 и 10 и регистры делимого делителей 188 11 и 12 - по (тп + к) разр дов, регистры частного делителей - по к разр дов , сумматоры 5 и 6 при параллельном суммировании - по (к + 1) разр дов , сумматоры 7 и 8 - по (т + 1) разр дов. Типичные значени т 20-24, . Тогда максимальна разр дность регистров не превысит 34. При использовании интегр ировани с дробными числами, что обычно делаетс в ЦЦА, вычислени ведутс с точностью , что соответствует максимальной разр дности чисел 44-48 при практически такой же функ1 нональной сложности устройства. Высока точность вычислений приращений дХ и йУ обеспечивает высокую точность отработки заданной скорости перемещений , так как в устройстве со ставл ющие скорости по ос м V Y Г и скорость подачи по контуру v., а величина , участвующа в вычислени х приращений, задаетс точно, По сравнению с известным предпагаемое устройство позвол ет повысить скорость вычерчивани на координатографе при контроле геометрии деталей до 40м/мин (т.е. в 20 раз) и скорость записи программ на магнитную ленту до 800 мм/с (т.е. в 16 раз).
to