SU1282083A1 - Устройство дл коррекции эквидистанты в системах числового программного управлени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области автоматики и вычислительной техники, в частности к системам ЧПУ станками. Цель - повышение точности коррекции. Устройство содержит круговые интерпол торы поправки и радиуса и схему совпадени . Оба интерпол тора построены по принципу цифрового дифференциального анализатора. В устройство введены два элемента ИЛИ, п ть триггеров, семь элементов И, п ть счетчиков, два накапливающих сумматора, схема управлени  и св зи между элементами. Интерпол тор радиуса работает по импульсам частоты, а интерпол тор поправки - по импульсам высокой частоты. В данном устройстве повышаетс  точность расчета эквидистанты , упрощаетс  программирование, поскольку отпадает необходимость учета ошибок и их компенсации. 1 з. п. ф-лы, 3 ил. Ф (Л

Description

1чЭ

ОС Ю

00 00

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

Цель изобретени  - повышение точности коррекции.

На фиг. 1 изображена структурна  схема устройства; на фиг. 2 - графики, по сн ющие ее работу; на фиг. 3 - блок управлени .

Устройство состоит из кругового интерпол тора 1 поправки (Д/), построенного по принципу цифрового дифференциального анализатора (ЦДЛ), кругового интерпол тора 2 радиуса, построенного также по принципу ЦДЛ, блока 3 совпадени  на ноль, элементов ИЛИ 4 и 5, триггеров 6-10, элементов И II -17, счетчиков 18-22 импульсов , накапливающих сумматоров 23 и 24 блока 25 управлени . Причем иптерпол то- ры могут быть построены по любой известной схеме круговых интерпол торов на ЦДЛ. Блок 3 совпадени  на ноль представл ет собой многовходовую схему совпадени , подключенную к счетчику 20 импульсов таким образом, что на ее выходе сигнал возникает при нулевом состо нии.счетчика. Счетчик 20 импульсов дл  простоты выполн ют реверсивным, а счетчик 21 импульсов- вычитающим.

Блок 25 управлени  (фиг. 3) состоит из триггеров 26-28, элементов И 29-32, формирователей 33-35 одиночных импульсов (в простейшем случае дифференцирую- щие цепочки), элемента ИЛИ 36, элементов 37 и 38 задержки.

Перед началом работы в круговой и - терпол тор 1 (фиг. 1) поправки занос тс  в качестве начальных данных Х 0, Y« Д, ДА ДК Д/. В круговой интерпол тор 2 радиуса занос тс  следующие начальные данные Х Х н , У , Y YH , а величина Х не заноситс , так как она получаетс  автоматически, поскольку при отработке перемещени  по координате У на величину ДК Ун радиус / оказываетс  совмещенным с осью X. Счетчики 18-22 импульсов сбрасываютс  в ноль. После этого внещним сигналом включают блок 25 управлени , сигналы с первого выхода устанавливает в «1 триггеры 6 и 7.

Триггер 6, устанавлива сь в «Ь, открывает элемент И 11, и импульсы высокой частоты /6 через элемент И 11 и элемент ИЛИ 4 начинают поступать на вход аргумента кругового интерпол тора 1 поправки и на вход счетчика 18 импульсов, который подсчитывает их количество. Когда радиус- вектор поворачиваетс  на 90° и совмещаетс  с осью X (фиг. 2а), в счетчике 18 импульсов оказываетс  число, соответствующее углу 90° дл  конкретного значени  поправки Д/. При этом вырабатываетс  в интерпол торе 1 сигнал окопчани  отработки, который сбрасывает в «О триггер 6. Одновременно

0

5

0

5

0

5

с выхода элемента И 12, открытого единичным сигналом триггера 7, импульсы частоты fb начинают поступать на вход реверсивного счетчика 20 и через элемент ИЛИ 5 - на вход аргумента кругового интерпол тора 2 радиуса. Круговой интерпол тор 2 радиуса начинает осуществл ть интерпол цию в сторону ближайщей оси (дл  случа , изображенного на фиг. 26, в сторону оси X).

Интерпол ци  продолжаетс  до тех пор, пока радиус-вектор R не совпадет с осью X, что определ етс  по нулевому состо нию регистра подынтегральной функции координаты X интерпол тора 2 или по числу шагов, выданных по координате У, котора  в этом случае равна . Когда радиус-вектор R совмещаетс  с осью X, в интерпол торе 2 вырабатываетс  сигнал окончани  отработки , который сбрасывает триггер 7 в нулевое состо ние. К этому моменту в реверсивном счетчике 20 код численно равен фь но углова  величина единицы этого кода в общем случае не совпадает с угловой величиной единицы кода ф9о (Д/) в счетчике 18. После получени  обоих сигналов окончани  блок 25 управлени  формирует импульс на втором выходе, который устанавливает в состо ние «1 триггер 8. В результате открываетс  элемент И 13, и с его выхода импульсы частоты fb поступают на вход счетчика 19 импульсов и через элемент ИЛИ 5 - на вход аргумента интерпол тора радиуса, в котором после поворота радиуса-вектора / (Х н , ) на величину ф| получаютс  следующие данные: Х« R, Y« О, ДА AY R.

Таким образом импульсы аргумента, поступа  на вход интерпол тора, заставл ют его отрабатывать дугу 90° радиуса R. Направление поворота радиуса-вектора при этом значени  не имеет (на фиг. 2в показан поворот радиуса R против часовой стрелки). Когда радиус R совмещаетс  с осью У, отработка его заканчиваетс , подобно предыдущему случаю, в счетчике 19 импульсов оказываетс  число ф9о (), равное 90° дл  данного значени  радиуса, причем в общем случае число (fso i (Ю, что означает что углова  цена импульсов аргумента интерпол тора поправки и интерпол тора 2 радиуса не одинакова и зависит от соотношени  величин Д/ и R. Интерпол тор 2 радиуса вырабатывает сигнал «Окончание отработки, который выключает триггер 8, и поступает на вход блока 25 управлени , который вырабатывает сигнал на третьем выходе. Этот сигнал устанавливает в «1 триггер 9, в результате чего частота / с выхода элемента И 14 начинает поступать на вычитающий вход реверсивного счетчика 20 и на единичный вход триггер 10. Триггер 10 переключаетс  в состо ние «1 и открывает своим единичным входом элемент И 15. В результате импульсы высокой частоты fb начинают поступать на суммирующие входы на

капливающих сумматоров 23 и 24, причем сумматор 23 складывает величину ф9о°(Д), а сумматор 24 - величину (f9o°(R).

Импульсы переполнени  сумматора 23 через элемент ИЛИ 4 поступают на вход аргумента интерпол тора 1 поправки, выход- ные сигналы по координатам Л и У которого через элементы И 16 и 17, открытые единичным сигналом триггера 9, поступают на нулевой вход триггера 10 и сбрасывают его в нуль, при этом закрываетс  элемент И 15. Таким образом, частоты импульсов на нулевом и единичном входах триггера 10 равны, что всегда возможно, когда . Следующий импульс с выхода элемента И 14 вновь устанавливает в «1 триггер 10, и цикл продолжаетс  до тех пор, пока реверсивный счетчик 20 не приходит в нулевое состо ние и блок совпадени  на нуль не сбрасывает в нуль триггер 9. Вычисление поправок закончено , причем проекци  А/ на ось Л АХдк оказываетс  в счетчике 21, а проекци  Д/ на ось УДУдн оказываетс  в счетчике 22 импульсов.

Точность определени  поправки в предлагаемом устройстве значительно выше, чем в известном, так как углова  цена импульсов аргумента интерпол тора поправки и интер- пол тора радиуса выравниваетс . Действительно , элементы 18-24 и 10 и 15 представл ют собой двухкоординатный линейный интерпол тор с обратной св зью, который решает следуюшую пропорцию:

с ) Ф90Ч)

За единицу количество импульсов на выходе переполнени  сумматора 23 равно количеству импульсов на единичном входе триггера 10, умноженному на отношение

Ф90°(ДЛ) -г

ri.- 1огда, если на единичный вход тригф90° ()

гера 10 подают ф9о°(/) импульсов, на вход аргумента интерпол тора поправки приходит ф9о (Д) импульсов, так как

5)(/г)-Ф..-(д«)Следовательно , вектор Д/ в интерпол - торе 1 поправки за врем  прихода на единичный вход триггера lOf импульсов поворачиваетс  точно на угол ф, а на его вход приходит числб импульсов, равное (f

-- Благодар  этому предлагаемое

устройство вычисл ет поправки без погрешностей , которые вызываютс  несовпадением угловой цены импульсов аргумента обоих интерпол торов. Круговые интерпол торы могут быть выполнены по любой известной схеме, действующей по принципу цифрового дифференциального анализатора (ЦДА).

5

0

0

5

0

5

0

5

0

Блок управлени  работает следующим образом.

По сигналу предварительной установки (ПУ) триггеры 26-28 устанавливаютс  в нулевое состо ние. Сигнал «Пуск уста- ннавливает триггер 26 в состо ние «1, при этом на входах элементов И 29 и 30 по вл етс  разрешающий потенциал, а на выходе формировател  33 по вл етс  импульс И1. С приходом сигнала окончани  отработки с выхода интерпол тора 1 поправки он, пройд  через элемент И 29, устанавливает в «1 триггер 27. С приходом сигнала окончани  отработки с выхода интерпол тора 2 радиуса срабатывает элемент И 30 и устанавливает в «1 триггер 28. Теперь срабатывает элемент И 31, его выходной сигнал поступает на вход элемента И 32 и на вход формировател  34, на выходе которого по вл етс  импульс И2, который поступает в устройство, а через элемент 38 задержки сбрасывает триггер 26 в «О. С приходом следующего сигнала «Окончание отработки с выхода интерпол тора 2 радиуса он проходит через элемент И 32. Формирователь 35 формирует импульс ИЗ, который через элемент 37 задержки и элемент ИЛИ 36 сбрасывает в пуль все триггеры. Цикл окончен.

Claims (2)

1. Устройство дл  коррекции эквидистан- ты в системах числового программного управлени , содержащее круговой интерпол тор поправ.ки, круговой интерпол тор радиуса п блок совпадени  на нуль, отличающеес  тем, что. с целью повьилени  точности коррекции, в устройство введены блок управлени , последовательно соединенные первый триггер, первый элемент И, первый счетчик импульсов, первый сумматор и первый элемент ИЛИ, а также последовательно соединенные второй триггер, второй элемент И, второй счетчик импульсов, второй сумматор, третий триггер и третий элемент И, а также реверсивный счетчик, четвертый и п тый триггеры, четвертый, п тый, шестой и седьмой элементы И, второй элемент ИЛИ. третий и четвертый счетчики и.мпульсов, первые входы которых подключены соответственно к первому и к второму входам устройства дл  коррекции эквидистанты, выходы - соответственно к первому и BTOpoNiy выходам устройства дл  коррекции эквидистанты в системах числового программного управлени , вторые входы - к выходам четвертого и п того элементов И соответственно, первый выход блока управлени  подключен к первому входу первого триггера и к первому входу четвертого три1тера, второй вход которого соединен с первым входом второго триггера, с первым входом блока управлени  и с выходом кругового интерпол тора радиуса , первый вход которого подключен через второй элемент ИЛИ к выходам второго и шестого элементов И, а второй, третий и четвертый входы - соответственно к третьему , четвертому и п тому входам устройства дл  коррекции эквидйстанты соответственно, шестой вход которого соединен с вторым входом первого, второго, третьего элементов И и с первым входом шестого элемента И, соединенного вторым входом с выходом четвертого триггера, второй выход блока управлени  соединен с вторым входом второго

нен с вторыми входами первого и второго сумматоров.

2. Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что блок управлени  содержит первый и второй элементы И, первый триггер и последовательно соединенные третий элемент И, первый формирователь одиночных импульсов , первый элемент задержки, элемент ИЛИ второй триггер, четвертый элемент И, второй формирователь одиночных импульсов, втотриггера , третий вход - с первым входом Ю рой элемент задержки, третий триггер и третий формирователь одиночных импульсов, выход которого соединен с первым выходом блока управлени , второй выход которого подключен к выходу второго формировател  одиночных импульсов, третий выход - к выходу первого формировател  одиночных импульсов, выход третьего триггера соединен с первым входом первого и второго элементов И, вторые входы которых соединены соответственно с первым и вторым вхоп того триггера, второй вход которого через блок совпадени  на нуль соединен с выходами реверсивного счетчика, а выход - с первым входом седьмого элемента И и с первым входом четвертого и п того элементов И, вторые входы которых подключены соответственно к первому и второму выходам кругового интерпол тора поправки, третий выход которого соединен с вторым входом первого триггера и с вторым входом

15

тий формирователь одиночных импульсов, выход которого соединен с первым выходом блока управлени , второй выход которого подключен к выходу второго формировател  одиночных импульсов, третий выход - к выходу первого формировател  одиночных импульсов, выход третьего триггера соединен с первым входом первого и второго элементов И, вторые входы которых соединены соответственно с первым и вторым вхоблока управлени , первый вход которого 20 Дами блока управлени , вход «Пуск котосоединен с выходом первого элемента ИЛИ, а второй, третий, четвертый и п тый входы - соответственно с шестым, седьмым, восьмым и дев тым входами устройства дл  коррекции эквидйстанты, дес тый вход которого соединен с вторым входом седьмого элемента И, выход которого соединен с вторым входом третьего триггера и с первым входом реверсивного счетчика, второй вход которого подключен к выходу шестого элемента И, выход третьего элемента И соеди25

рого подключен к S-входу третьего триггера, третий вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, и с первым входом первого триггера, второй вход которого подключен к выходу первого элемента И, а выход - к второму входу четвертого элемента И, первый вход третьего элемента И соединен с выходом четвертого элемента И, второй вход - с вторым входом блока управлени , а вход предварительной установки - с вторым входом элемента ИЛИ.

нен с вторыми входами первого и второго сумматоров.

2. Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что блок управлени  содержит первый и второй элементы И, первый триггер и последовательно соединенные третий элемент И, первый формирователь одиночных импульсов , первый элемент задержки, элемент ИЛИ второй триггер, четвертый элемент И, второй формирователь одиночных импульсов, второй элемент задержки, третий триггер и тре

тий формирователь одиночных импульсов, выход которого соединен с первым выходом блока управлени , второй выход которого подключен к выходу второго формировател  одиночных импульсов, третий выход - к выходу первого формировател  одиночных импульсов, выход третьего триггера соединен с первым входом первого и второго элементов И, вторые входы которых соединены соответственно с первым и вторым вхоДами блока управлени , вход «Пуск кото

рого подключен к S-входу третьего триггера, третий вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, и с первым входом первого триггера, второй вход которого подключен к выходу первого элемента И, а выход - к второму входу четвертого элемента И, первый вход третьего элемента И соединен с выходом четвертого элемента И, второй вход - с вторым входом блока управлени , а вход предварительной установки - с вторым входом элемента ИЛИ.

л/

fa ffl К

В

ft

L

J8

27 ге

29so

/ у

Пуск

Отнчание ompaSomxt/ /

фиг.З

ЧУ«

fi

Ули

иг

ИЗ

зг 37

ПУ

Окончание ompoSofnKuZ