SU1695267A1 - Linear interpolator - Google Patents

Linear interpolator Download PDF

Info

Publication number
SU1695267A1
SU1695267A1 SU894699514A SU4699514A SU1695267A1 SU 1695267 A1 SU1695267 A1 SU 1695267A1 SU 894699514 A SU894699514 A SU 894699514A SU 4699514 A SU4699514 A SU 4699514A SU 1695267 A1 SU1695267 A1 SU 1695267A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
input
output
pulse
counter
pulse counter
Prior art date
Application number
SU894699514A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Давид Ардалионович Пурцхванидзе
Григорий Давидович Челидзе
Original Assignee
Институт Систем Управления Ан Гсср
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Институт Систем Управления Ан Гсср filed Critical Институт Систем Управления Ан Гсср
Priority to SU894699514A priority Critical patent/SU1695267A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1695267A1 publication Critical patent/SU1695267A1/en

Links

Abstract

Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике. Линейный интерпол тор предназначен дл  преобразовани  числовой информации о приращени х координат в выходные управл ющие сигналы и может быть использован в системах программного управлени  станками. Цель изобретени  - повышение точности интерпол ции и расширение области применени . Интерпол тор содержит генератор задающих импульсов , регистр сдвига и счетчики приращений по координатным ос м, регистр и счетчик длины интерполируемого отрезка, блок считывани  программы, блок управлени , логические элементы и выходные делители частоты. Достоинством интерпол тора  вл етс  однозначна  зависимость скорости перемещени  управл емого рабочего органа от частоты задающего генератора. 2 ил.This invention relates to automation and computing. A linear interpolator is designed to convert numeric information about coordinate increments into output control signals and can be used in software systems for controlling machine tools. The purpose of the invention is to improve the accuracy of interpolation and the expansion of the field of application. The interpolator contains the master pulse generator, the shift register and increment counters along the coordinate axes, the register and counter of the length of the interpolated segment, the program reading unit, the control unit, logic elements and output frequency dividers. The advantage of the interpolator is the unambiguous dependence of the speed of movement of the controlled working organ on the frequency of the master oscillator. 2 Il.

Description

ЁYo

Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике и предназначено дл  использовани  в системах программного управлени  станками.The invention relates to automation and computer technology and is intended for use in software systems for controlling machine tools.

Цель изобретени  - повышение точности интерпол ции и расширение области применени .The purpose of the invention is to improve the accuracy of interpolation and the expansion of the field of application.

На фиг. 1 представлена функциональна  схема линейного интерпол тора; на фиг.FIG. 1 shows a functional diagram of a linear interpolator; in fig.

2- схема формировател  импульсов;на фиг.2 shows a pulse shaper; FIG.

3- временна  диаграмма работы.3- time diagram of work.

В предлагаемом интерпол торе частота импульсной последовательности (fn) с выхода счетчика (U) пропорциональна скорости перемещени  рабочего органа вдоль интерполирующего отрезкаIn the proposed interpolator, the frequency of the pulse sequence (fn) from the output of the counter (U) is proportional to the speed of movement of the working body along the interpolating segment

fn U/A qkfn U / A qk

где U - скорость вдоль интерполируемой кривой;where U is the speed along the interpolable curve;

А- величина единичного перемещени ;A is the magnitude of the unit displacement;

q - основание системы счислени  приращений координат (в данном случае q 10);q is the base of the number system of coordinate increments (in this case, q 10);

k - максимально возможна  разр дность цифровых эквивалентов приращений.k is the maximum possible size of digital equivalents of increments.

Линейный интерпол тор содержит блок 1 считывани  программы, регистр 2 сдвига, разр ды которого разбиты на четыре группы 3-6 дл  записи кодов L, Ду, Ах, U соответственно , формирователь 7 импульсов, счетчик 8 импульсов (счетчик L), счетчик 9 импульсов (счетчик Ау), счетчик 10 импуль- сов(счетчикДх),счетчик 11 импульсов (счетчик U), генератор 12 импульсов (посто нной частоты), делители 13 и 14 частоты, первый 15, второй 16 и третий 17 триггеры и элементы И 18-20.The linear interpolator contains a program 1 readout block, the shift register 2, the bits of which are divided into four groups 3-6 for writing the codes L, Dy, Ax, U, respectively, pulse generator 7, pulse counter 8 (counter L), pulse counter 9 (counter Ay), counter 10 pulses (counter Dx), counter 11 pulses (counter U), generator 12 pulses (constant frequency), dividers 13 and 14 frequencies, first 15, second 16 and third 17 triggers And 18 elements -20.

Формирователь 7 импульсов содержит элемент 21 задержки с временем задержки т, элемент ИЛИ 22 и делитель 23 с коэффициентом делени  q .The pulse shaper 7 comprises a delay element 21 with a delay time τ, an element OR 22, and a divider 23 with a division factor q.

О Ч)O h)

елate

ГчЭHche

аbut

VJVj

На фиг. За приведены импульсы с выхода счетчика 11; б - импульсы управлени  с первого выхода блока управлени , поступающие на триггеры 15-17 и счетчики 8-10; в - импульсы переполнени  с выхода счетчика 10 (счетчика Лх), устанавливающие триггер 17 в нулевое состо ние, г - импульсы заполнени  делител  13; д- импульсы переполнени  с выхода счетчика 9 (счетчик Лу), устанавливающие триггер 16 в нулевое состо ние; е - импульсы заполнени  делител  14,FIG. For given pulses from the output of the counter 11; b - control pulses from the first output of the control unit, arriving at triggers 15-17 and counters 8-10; c — overflow pulses from the output of counter 10 (counter Lx), setting trigger 17 to the zero state; d — pulses of filling of the divider 13; d - overflow pulses from the output of counter 9 (Lu counter), setting trigger 16 to the zero state; e - the pulses of the filling of the divider 14,

Интерпол тор работает следующим образом .The interpolator works as follows.

Дл  правильного функционировани  интерпол тора необходимо обеспечить зависимость скорости перемещени  рабочего органа по координатным ос м от значени  приращений по ним, обеспечив при этом независимость скорости перемещени  вдоль интерполируемого отрезка от его длины L Дл  этого частота тактовых импульсов выбрана обратно пропорциональной LIn order for the interpolator to function properly, it is necessary to ensure that the speed of movement of the working body along the coordinate axes depends on the increment value over them, while ensuring that the speed of movement along the interpolated segment is independent of its length L For this, the clock frequency is inversely proportional to L

Процесс формировани  тактовых импульсов с частотой fT fn/L осуществл етс  следующим образом.The process of forming clock pulses with a frequency fT fn / L is carried out as follows.

Импульсы с выхода элемента И 18 с частотой следовани  fn заполн ют счетчик 8 импульсов. При поступлении в него импульсов в количестве, соответствующем значению L, сигнал переполнени  с его выхода с частотой fn/L поступает на второй вход формировател  7, Формирователь 7 импульсов по сигналу, поступившему на его второй вход, формирует на первом выходе импульс,  вл ющийс  тактовым.The pulses from the output of the element And 18 with the frequency of the sequence fn fill the counter 8 pulses. When pulses enter it, corresponding to the value of L, the overflow signal from its output at a frequency fn / L is fed to the second input of the imaging unit 7. The imaging unit of the impulses 7 generates a pulse at the first output, which is a clock pulse. .

Каждый цикл интерпол ции начинаетс  с ввода информации с кадра программы блоком 1, начальный пуск которого производитс  сигналом, подаваемым извне, а затем при вводе каждого кадра пуск осуществл етс  автоматически по сигналу с второго выхода формировател  7 импульсов .Each interpolation cycle begins with the input of information from the program frame by block 1, the initial start of which is made by a signal supplied from the outside, and then at the input of each frame, the start is made automatically by the signal from the second output of the pulse former 7.

В каждый кадр вход т коды: скорости подачи, который соответствует обратному значению скорости перемещени  рабочего органа вдоль интерполируемого отрезкаEach frame includes codes: feed rates, which correspond to the inverse of the speed of movement of the working body along the interpolated segment.

-rj , приращени  абсциссы Ах, приращени  ординаты Ау, длины интерполируемого-rj, increments of the abscissa Ah, increments of the ordinates Ay, interpolated length

отрезка L VA x + А/ .segment L VA x + A /.

Ввод информации в интерпол тор с кадра блоком 1 осуществл етс  в обратном двоично-дес тичном коде в младшие разр ды группы 3 регистра 2 сдвига. Коды блоком 1 считываютс  с кадра и ввод тс  в регистрInformation is entered into the interpolator from the frame by block 1 in the reverse binary-decimal code into the lower bits of group 3 of the shift register 2. Codes in block 1 are read from the frame and entered into the register.

2 в следующей последовательности: код скорости подачи, код Ах, код А у, код L. Таким образом, при по влении сигнала о конце ввода кадра блок 1 останавливаетс ,2 in the following sequence: the feed rate code, the code Ax, the code A y, the code L. Thus, when a signal about the end of the frame entry appears, block 1 stops,

а в регистре 2 в группе 6 записан код скорости подачи, в группе 5 - коды Ах, в группе 4 - код Ау, в группе 3 - код L.and in register 2 in group 6, the feed rate code is recorded, in group 5, the codes are Ah, in group 4, the code is Ay, in group 3, the code is L.

Сигналом с выхода блока 1 о конце вао- да кадра, к содержимому групп регистра 2A signal from the output of block 1 about the end of the frame frame to the contents of the register 2 groups

сдвига через их счетные входы прибавл етс  единица, делители частоты 13 и 14 устанавливаютс  к нулевое состо ние. Этот же сигнал поступает на первый вход формиро- вател  7 импульсов, при этом на его выходеshifting through their counting inputs is added one, frequency dividers 13 and 14 are set to zero. The same signal is fed to the first input of the driver 7 pulses, while at its output

с задержкой г формируетс  импульс,который поступает на управл ющие входы счетчиков 8-10 и единичные входы триггеров 15-17. При этом-по переднему фронту импульсаwith a delay r, a pulse is generated, which is fed to the control inputs of counters 8-10 and single inputs of flip-flops 15-17. In this case, on the leading edge of the pulse

происходит перепись содержимого групп разр дов в счетчики 8-10 соответственно , а по его заднему фронту триггеры 15-17 устанавливаютс  в единичное состо ние. Задержка на врем  т необходима дл  обеспечени  суммировани  единицы в гр/ппах разр дов регистра 2.there is a census of the contents of the groups of bits into counters 8-10, respectively, and on its falling edge triggers 15-17 are set to one. A time delay is necessary to ensure the summation of the unit in g / pp bits of register 2.

При переходе триггеров 15-17 вединич- ное состо ние элементы И 18-20 открываютс  и импульсы с выхода счетчика 11 (фиг.When switching triggers 15-17, the unit state And elements 18-20 open and the pulses from the output of counter 11 (Fig.

За) поступают в счетчики 8-10 и делители 13 и 14, При заполнении счетчика 10 импульс переполнени  с его выхода (фиг. Зв) перебрасывает триггер 17 в нулевое состо ние, при котором элемент И 19 закрываетс , Число импульсов, поступивших в делитель 13 частоты (фиг. Зг) на данном такте соответствует приращению А х. При заполнении счетчика 9 импульс переполнени  с его выхода (фиг. Зд) перебрасывает триггер 16 вOver) enters the counters 8-10 and dividers 13 and 14. When the counter 10 is filled, an overflow pulse from its output (fig. Sv) flips the trigger 17 to the zero state at which the element 19 closes, the number of pulses received in the divider 13 frequency (Fig. 3g) on this clock corresponds to the increment A x. When the counter 9 is filled, an overflow pulse from its output (Fig. A) flips trigger 16 into

нулевое состо ние, при котором элемент И 20 закрываетс . Число импульсов, поступивших в делитель 14 частоты (фиг. Зе) на данном такте соответствует приращению Ау. При поступлении импульсов в счетчик 8a zero state in which the AND element 20 is closed. The number of pulses received in the frequency divider 14 (Fig. ZE) at this time step corresponds to the increment of Ay. Upon receipt of pulses in the counter 8

в количестве, соответствующем значению L, он устанавливаетс  в нулевое состо ние. Сигнал переполнени  с его выхода поступает на второй вход формировател  7 импульсов . На этом заканчиваетс  один тактin the quantity corresponding to the value of L, it is set to the zero state. The overflow signal from its output goes to the second input of the driver 7 pulses. This completes one cycle.

работы интерпол тора.the work of the interpolator.

Формирователь 7 импульсов по сигналу , поступившему на его второй вход, формирует на первом выходе импульс (фиг. 36), с которого начинаетс  следующий такт работы интерпол тора. Передним фронтом этот импульс, в паузе между импульсами с выхода счетчика 11 осуществл ет перепись содержимого групп разр дов 3-5 в счетчики 8-10, соответственно,- а по его заднему фронту триггеры 16 и 17 устанавливаютс  вThe pulse shaper 7, according to the signal received at its second input, generates at the first output a pulse (Fig. 36), from which the next clock cycle of the interpolator begins. The leading edge of this pulse, in the pause between pulses from the output of counter 11, rewrites the contents of groups of bits 3-5 into counters 8-10, respectively, and along its falling edge triggers 16 and 17 are set to

единичное состо ние и подтверждаетс  предыдущее,единичное, состо ние триггера 15.the single state and the previous, single, state of the trigger 15 is confirmed.

После того, как работа интерпол тора повторитс  qk раз, на втором выходе формировател  7 формируетс  импульс, передний фронт которого перебрасывает триггер 15 в нулевое состо ние, при котором элемент И 18 закрываетс , а задний фронт этого импульса запускает блок 1 дл  считывани  следующего кадра программы. За qk тактов каждого цикла интерпол ции на делители 13 и 14 частоты поступает Ах qk и А у . qk импульсов, соответственно, а с выходов делителей выдаетс  Дх и Д у управл ющих импульсов.After the interpolator operation repeats qk times, at the second output of the imaging unit 7, a pulse is formed, the leading edge of which pushes the trigger 15 into the zero state, in which the element 18 closes and the back edge of this pulse starts block 1 to read the next program frame . During the qk clock cycles of each interpolation cycle, the frequency divisors Ah and qk come to the dividers 13 and 14. qk pulses, respectively, and Dx and D from the control pulses are output from the outputs of the dividers.

Частота следовани  тактовых импульсов с первого выхода формировател  7 импульсов равна fT fn/L. При каждом такте на делители 13 и 14 частоты поступает Дх и Ду импульсов. Таким образом, за 1 с на делитель 13 поступает Ax«fn/L импульсов, а на делитель 14 - Ду fn/L импульсов. Делители 13 и 14 частоты дел т частоту соответствующей импульсной последовательности на qk. Таким образом, частота импульсных последовательностей на выходах делителейThe frequency of the clock pulses from the first output of the driver 7 pulses is equal to fT fn / L. At each clock cycle, the Dh and Dy pulses are fed to the frequency dividers 13 and 14. Thus, for 1 s, Ax “fn / L pulses arrive at divider 13, and divider 13 receives impulses fn / L. The dividers 13 and 14 frequencies divide the frequency of the corresponding pulse sequence by qk. Thus, the frequency of the pulse sequences at the outputs of the dividers

13 и 14 равна Дх - fn/L qk и Ay.fn/bgk соответственно.13 and 14 is equal to Dx - fn / L qk and Ay.fn / bgk, respectively.

Использование интерпол тора позвол ет при высоком быстродействии в системах программного управлени  обеспечить точную интерпол цию как больших, так и малых значений приращений и, кроме того, выдерживать скорость перемещени  управл емого рабочего органа по ее значени м, задаваемым из технологических соображений .The use of an interpolator allows for high speed in software control systems to provide accurate interpolation of both large and small increments and, in addition, to withstand the speed of movement of the controlled working body according to its values specified for technological reasons.

Claims (1)

Формула изобретени  Линейный интерпол тор, содержащий генератор импульсов, три элемента И, первый делитель частоты, три счетчика импульсов , а также блок считывани  .программы, управл ющий выход которого соединен с управл ющим записью входом каждой из четырех групп разр дов регистра сдвига, счетный вход которых подключен к выходу Конец ввода блока считывани  программы и первому входу формировател  импульсов , разр дные выходы каждой группыA linear interpolator comprising a pulse generator, three AND elements, a first frequency divider, three pulse counters, and a program reading unit, the control output of which is connected to the shift control input of each of the four groups of bits of the shift register, the count input which are connected to the output of the input of the program reading unit and the first input of the pulse former, the bit outputs of each group разр дов регист ра сдвига соединены с группой информационных входов соответствующего счетчика импульсов, первый выходthe shift register bits are connected to the group of information inputs of the corresponding pulse counter, the first output формировател  импульсов соединен с управл ющими записью входами первого, второго и третьего счетчиков импульсов и S-входами первого и второго триггеров, выходы которых соединены с первыми входа- ми соответственно первого и второго элементов И, второй вход первого элемента И подключен к выходу второго элемента И, выход первого счетчика импульсов соединен с вторым входом формировател  импульсов , второй выход которого соединен с входом Пуск блока считывани  программы , информационный выход которого соединен с информационным входом младшего разр да регистра сдвига, а выход первогоthe pulse former is connected to the recording control inputs of the first, second, and third pulse counters and the S inputs of the first and second triggers, whose outputs are connected to the first inputs of the first and second And elements, respectively, the second input of the first And element, and , the output of the first pulse counter is connected to the second input of the pulse generator, the second output of which is connected to the input. Start of the program reading unit, the information output of which is connected to the information input of small Sheha discharge shift register and the output of the first элемента И соединен со счетными входами второго счетчика импульсов и первого делител  частоты, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности интерпол ции и расширени  области применени , в негоelement I is connected to the counting inputs of the second pulse counter and the first frequency divider, characterized in that, in order to increase the interpolation accuracy and expand the field of application, into it введены третий триггер, четвертый счетчик импульсов и второй делитель частоты, вход Установка в О которого соединен с выходом Конец ввода блока считывани  программы и с входом Установка в О первогоentered the third trigger, the fourth pulse counter and the second frequency divider, the input Setting in About which is connected to the output End of the input of the program reading unit and the input Setting in About the first делител  частоты, счетный вход второго делител  частоты соединен с выходом третьего элемента И и со счетным входом третьего счетчика импульсов, выход которого подключен к управл ющему входу третьегоthe frequency divider, the counting input of the second frequency splitter is connected to the output of the third element I and to the counting input of the third pulse counter, the output of which is connected to the control input of the third триггера, установочный вход которого соединен с S-входом первого триггера, управл ющий вход которого соединен с вторым выходом формировател  импульсов, второй вход второго элемента И соединен с управл ющим входом и выходом переполнени  четвертого счетчика импульсов, счетный вход которого соединен с выходом генератора импульсов, а группа информационных входов - с разр дными выходами соответствующей четвертой группы разр дов регистра сдвига, выходы первого и второго делителей частоты  вл ютс  выходами линейного интерпол тора, выход второго счетчика импульсов соединен с управл ющимthe trigger, the setup input of which is connected to the S-input of the first trigger, the control input of which is connected to the second output of the pulse generator, the second input of the second element I is connected to the control input and the overflow output of the fourth pulse counter, the counting input of which is connected to the output of the pulse generator, and the group of information inputs — with the bit outputs of the corresponding fourth group of bits of the shift register; the outputs of the first and second frequency dividers are the outputs of a linear interpolator; g of the second pulse counter is connected to the control эходом второго триггера, а счетный вход первого счетчика импульсов - с выходом второго элемента И.the second trigger trigger, and the counting input of the first pulse counter - with the output of the second element I. Фиг.11 2121 8 ход 28 move 2 Фиг.11 Выход1Output1 Выход 2 Output 2 , 11ГШЛШШ1Г1ЛЛЛЛЛ. s JИ, 11GShLShSh1G1LLLLLL. s JI ДхDx лl JlЛJlШlГL lГl ГLГLJlЛJlШlГL lГl ГLГL ЯI ЛУLU . пппппп пп. ppppppp ppp Фм. 3Fm 3
SU894699514A 1989-06-05 1989-06-05 Linear interpolator SU1695267A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894699514A SU1695267A1 (en) 1989-06-05 1989-06-05 Linear interpolator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894699514A SU1695267A1 (en) 1989-06-05 1989-06-05 Linear interpolator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1695267A1 true SU1695267A1 (en) 1991-11-30

Family

ID=21451458

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU894699514A SU1695267A1 (en) 1989-06-05 1989-06-05 Linear interpolator

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1695267A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 579599, кл. G 05 В 19/18, 1977. Авторское свидетельство СССР № 543922, кл, G 05 В 19/18, 1977. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
GB1481616A (en) Tachometric and angular programming system for a rotary device
US3725794A (en) Interpolating apparatus
SU1695267A1 (en) Linear interpolator
US3590226A (en) Machine tool control system
US4533867A (en) Method and apparatus for measuring high frequency signals
SU1108392A1 (en) Programmed control device
SU991374A1 (en) Function interpolator
SU395839A1 (en) DIGITAL LINEAR INTERPOLATOR
SU1167736A1 (en) Number-to-frequency converter
SU543922A1 (en) Linear interpolator
SU1238194A1 (en) Frequency multiplier
SU1115215A1 (en) Device for delaying pulses
SU1462251A1 (en) Program control apparatus
SU1003321A1 (en) Device for delaying square-wave pulses
SU790210A1 (en) Multiphase digital phase shifter
SU949821A1 (en) Rate scaler with variable countdown ratio
KR100287427B1 (en) Apparatus for generating pulse train
SU760032A1 (en) Programme-control device
SU1506553A1 (en) Frequency to code converter
SU1336216A1 (en) Pulse-delay device
SU551611A1 (en) Digital linear interpolator
SU473990A1 (en) Device for setting the interpolation speed
SU1129635A1 (en) Position encoder
RU2010293C1 (en) Linear-circular interpolator
SU1670788A1 (en) Frequency divider of sequence of pulses with variable fractional coefficient of division