SU545972A1 - Линейный интерпол тор с оценочной функцией - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике и предназначено дл  использовани  в системах числового программного управлени  контурной обработкой на металлорежущих и электроэрозионных станках и установках дл  электроннолучевой резки и сварки материалов.

Известны линейные интерпол торы с оценочной функцией, содержащие сумматоры, блоки вентилей, блок анализа знака, счетчики приращений координат, программный блок и задающие регистры. Недостатком этих интерпол торов  вл етс  невысока  точность работы fl, 2.

Наиболее близким техническим решением к предложенному  вл етс  линейный интерпол тор , содержащий первые регистры сдвига , выдоды которых через первый сумматс подключены к их входам, элемент НЕ, второй сумматор, выход которого подключен ко входам блока определени  знака оценочной функции и блока пам ти, выход которого соединен со входом второго сумматора, и блок ввода программы, выходы которого подключены ко входу блока задани  скороети и через вторые регистры сдвига ко входам блока сравнени  З.

Недостатком известного устройства  вл етс  возрастание погрешности интерпол ции с уменьшением угла наклона кривой, ошибка при этом приближаетс  к цене тага (дискрета).

Цель изобретени  - повышение точности работы интерпол тора. Эта цель достпгаетс  тем, что в интерпол тор введены триггеры , элементы ИЛИ и двухвходовые и трехвходовые элементы И, Выходы первого триггера подключены к первым входам трехвходовых элементов И, выходы блоков задани  скорости и определени  знака оценочной функции подключены ко вторым и третьим входам первых трехвходовых элементов И,, выходы которых соединены со входами первого триггера, двухвходовых элементов И и элементов ИЛИ. Выходы первых эпекшнто ИЛИ подключены ко вторым входам вторых трехвходовых элементов И, выходы вторых элементов ИЛИ соединены с соответств тощими входами второго триггера, выход которого подсоединен ко входам двухвходовых элементов И. Выходы первых регистров сдв га подключены ко входам блока сравнени , выходы вторых регистров соединены с третьими входами вторых трехвходовых элемен тов И, выход первого из которых кепосредCTBeHHOj а выход второго через элемент НЕ подключены ко входам второго сумматора. На чертеже изображена функциональна  схема предложенного интерпол тора. Первые регистры сдвига 1 и 2 закольцованы с первым сумматором 3, при этом их выходы соединены со входами первого сумматора 3, а по другой цепи - с первыми двум  входами блока сравнени  4. Блой ввода программы 5 подключен выходами ко входам вторых регистров сдвига 6, 7 и блока задани  скорости 8. Выходы регистров 6 и 7 соединены соответственно по одной цепи непосредственно с двум  другими входами блока сравнени  4, а по другой цепи - через один второй трехвходовый элемент И 9 на выходе регистра 6 и другой второй трехвходовый элемент И Ю и элемент НЕ 11 в цепи регистра 7 - с двум  входами второго сумматора 12, к третьему входу которого подключен выход блока пам ти 13. Выход суммат-ора 12 соединен со входом блока 13 и со входом &1ока определени  знака оценочной функции 14. Первые входы первых трехвходовых элементов И 15-18 подключены соответственно к нулевому и единичному выходам первого триггера 19, соединенным также со входами вторых трехвходовых элементов И 9 и 10. Вторые входы элементов И 15-18 подключены на выход блока задани  скорости 8, а третьи входы элементов И 15, 18 и 16, 17 соединены соответственно с плюсовым и минусовым выходами блока 14. Единичный вход триггера 19 соединен с выходом элемента И 17, а нулевой вход - с вы ходом элемента И. 15. Первыми входами двухвходовые элементы И 2О, 21, 22 и 23 соединены с выходами элементов И 15,16, 17 и 18 соответственно, а вторыми входами - с единичным выходом второго триггера 24. К выходам элементов И 16,17 и 15, 18 через первые элементы ИЛИ 25 fi 26 подсоединены соответствен но третьи входы логических элементов И 9 и 10. По другим цеп м через второй эле мент ИЛИ 27 выходы элементов И 15, 17 соединены с единичным входом триггера 24; а выхода элементов И 16, 18 че рез другой второй элемент ИЛИ 28 - со счетным входом того же триггера. Рабочими выходами интерпол тора  вл ютс  по координате X выходы элементов И 22 т 23 по координате Y - выходы элементов И 20 и 21. Регистры сдвига 1 и 2 предназначенл л  хранени  текущих значений координат -, промежуточных точек отрабатывамых участков и в начальный момент нахо  тс  в нулевом положении. В регистры 6 7 из блока 5 занос тс  значени  координат X j , У конечной точки участка. В процессе интерпол ции в пределах данного трезка содержимое этих регистров не мен етс . БЛОК 4 предназначен дл  сравнени  ырабатываемых сумматором 3 значений оординат промежуточных точек х, у; с оординатами к , V, и выдачи сигнала к9ец о;гработкн кадра. Блок 13 служит дл  хранени  текущего начени  оценочной функции Т , определ мой с помощью сумматора 12 в соответ твии с формулами: при шаге по оси X, V . - р . . -v X T-i 11 при шаге по оси У. Блок определени  знака оценочной функции 14 запоминает знак вычисленного значени  оценочной функции. Блок задани  скорости 8 тактирует работу интерпол тора с частотой , котора  определ етс  наклоном отрезка к ос м координат. Принцип работЬ интерпол тора следующий . Каждому шагу в направлении любой из двух осей координат предшествует вычисление оценочной функции. Если при этом знак оценочной функции не мен етс , то вырабатываетс  управл ющий сигнал шага по той же оси координат с максимальной ценой дискретности, в данном случае - удвоенной. В случае когда происходит изменение знака оценочной функции, вырабатываетс  укороченный, дробный шаг в том же направлении и происходит переключение триггера 19 и вместе с этим - изменение направлени  следующего шага. Процесс продолжаетс  до совпадени  текущих и конечных значений отрезка интерпол ции, после чего от блока ввода прогршхгмы 5 поступают в регистры 6, 7 и блок задани  скорости 8 данные об очередном участке интерпол ции. В начальный момент регистры 1, 2 и блок 13 наход тс  в нулевом состо нии. В регистры 6 и 7 занесены значени  Xj и V соответственно. Триггер 19 находитс  в единичном положении, соответствующем отсчету по оси координат X. Триггер 24 находит с  в нулевом положении, разрешающий сигнал с выхода блока определени  знака 14 по плюсовой шине подаетс  на входы элемей-гов И 15 и 18. Интерполирование начина-етс  с подсчета значени  и определени  зна ка оценочной функции в предположении сметевЕЕЯ на шаг по оси X. В данном случае родсчет Вддё7 с  по ЧМ- И- КОбратный код значени  Y с. регистра 7 через элемент И 10, оихрытый разрешающим потенциалом с выхода триггера 19, поступает в сумматор 12 и вычитаетс  из, значени  : , в начальный момент равного нулю. Вычисленное значение ; зано-, ситс  в блок 13, а знак его запоминаетс  блоком определени  знака 14. Через элемент И 18, открытый разрешающими потенциалами с единичного выхода триггера 19 и с плюсового выхода блока определени  знака 14, и элемент ИЛИ 28 управл ющий сигнал устанавливает триггер 24 в единичное состо ние, йри этом на элементы И 2О-23 подаетс  разрешающий потенциал. Если знак оценочной функции изменилс , то с минусового выхода блока определени  знака 14 подаетс  разрешающий потенциал на вход элемента И 17 и на выходе X интерпол тора по витс  импульсный сигнал управлени  дробным шагом по оси координат X. Через элемент ИЛИ 25 управл ющи сигнал поступает на вход элемента И 9, и производитс  подсчет очередного значени  оценочной функции по формуле PVJ.. -.-- Триггер 19 переключаетс  в нулевое положение , соответствующее движению вдоль оси V . Временна  задержка сигнала переключени  на схеме опущена. При переключении триггера 19 подаетс  разрешающий потенциал на входы элементов И 15, 16. Если знак оценочной функции не изменилс , например осталс  отрицательным, то по цепи из элементов И 16 и 21 на выход Yj интерпол тора проходит управл ющий сигнал перемещени  на один полный щаг с максимальной дискретностью по оси Y . Триггер 19 остаетс  в предыдущем положении и подсчет следующего значени  оценочной функции будет вестись по той же формуле. Если в результате вычислени  знак оценочной фун ции изменилс , например стал положительны то вырабатываетс  управл ющий сигнал на отработку дробного шага по оси Y , поступающий с выхода У. элемента И 20. Сле дующее значение оценочной функции подсчитываетс  по формуле Т- . 7- - , 4+i,j 1 к Триггер 19 переключаетс  в единичное положение , соответствующее шагу по оси координат X, и схема продолжает работать по описанному алгоритму. 54 2 Прнменеш- е даккого нкгерпогштора ; теме программного упраЕленк  cTais.. .позвол ет значительно повысить т,)чкос обработки. Ф о р м j- л а из Линейный интерпол тор с ; цией, содержащий первые реп выходы которых через первь й су;-.;м ключены ко входам данных ретиг.тр,: мент НЕ, второй сумматор, .г ь: подключен ко входам блока onpe. ка оценочной функции ц бпока псл. : которого соединен ее БХОДОХ: зториго cv: тора, и блок ввоца прогрг,::.,:ь, , рого подключены ко входу cnoiu; аацали  скорости и через вторые регисгры ко входам блока сравнеЕп . о т :i щ и и с   тем, чт с цепью поЕк:11ек)1Я точности интерпол4Т1 гира, в неге Бзет;е;ъ; триггеры, элементы к дЕухБХО,;,овь; ii трехвходовые элементы 11 выходь гервогс триггера подключены к перБЫ входовых элементоБ И, выходы блокоБ з дани  скорости и определени  знака оцого--го; функции подключены ко вторьн./; ;: грегь; ;; входам первых трехвходовьзх эпе:-:е:п:-с iJ, выходы которых соединеиз: со вхоцам;; ;}.р вого триггера двухвходовых элеменг-.З П и элементов ИЛ1-1, выходы перхзьзх эле :е::: тов ИЛИ подключены ко вторым зхол,. ;vrc рых трехвходовых элемент-ов lu БЬ;Л-СДХ-, STJ рых элементов ИЛИ соединены с coort vrcT вуюшими входами второго триггера, зь::,од которого подсоединен ко входал; двухьходс вых элементов И, выходы пернь;х регмсгро сдвига подключены ко входа; блока сраэне ни ; выходы вторых регистров соед1л--5нъ- с третьими входами вторых трехБходстлых зпементов И, выход первого из которьх ueijocредственно , а выход второго через эг;е.;е;гг НЕ подключены по входам второго су;-. ра. Источники информации, прин тые .вс мание при экспертизе; 1.Агурский М,С. и др. Числоиое раммное управление станками, AL, . построение ; 1966, стр. 174-179. 2.Авторское свидетельстве .Vj Кл- q 05 В 19/20 от 17.05.71 г, 3.Сб. Способы подготовки пpoгpa интерпол торы дл  контурных систем вого управлени  станками, л,. Млшин, ение, 197О , стр. 52-57.