1one
Изобретение относитс к автоматике и вычислительной технике, в частности,, к системам числового программного управлени .jThe invention relates to automation and computing, in particular, to numerical control systems .j
По основному авт. св. № 734615 известен линейно-круговой интерпол тор , позвол ющий оперативно измен ть коррекцию эквидистанты в любой момент обработки и содержащий блок JQ управлени , первый выход которого подключен ко входу блока задани скорости , выход которого подключен к первому входу блока линейно-круговой интерпол ции, второй и третий выходы блока управлени подсоединены к первым входам первых коммутаторов в каждой координате, а четвертый выход ко вторым входам первых коммутаторов, третьи входы которых соединены с соответствующими первыми выходами блока линейно-круговой интерпол ции, второй вход которого подключен к п тому выходу блокг управлени , а также два блока сраЕчени , блок совпадени и t по каждой координате блок переноса, первый регистр и последовательно соединенные умножитель, делитель, второй коммутатор, второй регистр, первый и второй сумматоры, в каждой координате первый вход умножител соединен 30According to the main author. St. No. 734615 is known for a linear-circular interpolator, which allows promptly changing the correction of equidistants at any time of processing and containing a control JQ unit, the first output of which is connected to the input of the speed setting unit, the output of which is connected to the first input of the linear-circular interpolation unit, the second and the third outputs of the control unit are connected to the first inputs of the first switches in each coordinate, and the fourth output to the second inputs of the first switches, the third inputs of which are connected to the corresponding first outputs linear-circular interpolation block, the second input of which is connected to the fifth output control block, as well as two match blocks, match block and t for each coordinate transfer block, first register and serially connected multiplier, divider, second switch, second register, first and the second adders, in each coordinate the first input of the multiplier is connected 30
с выходом первого коммутатора, авыход - со вторым входом второго коммутатора , вход первого регистра соединен с выходом блока Переноса, первый вход которого подключен к шестому выходу блока управлени , а второй вход - к выходу второго регистра, второй вход второго сумматора соединен ОС вторым выходом блока линейнокруговой интерпол ции, первые выходы которого подключены соответственно к первым входам первого и второго блоков сравнени , вторые входы которых подключены к седьмому и восьмому выходам блока управлени , а выходы ко входам блока совпадени , выход которого соединен со входом блока управлени , входы вторых коммутаторов подключены ко вторым входам первых коммутаторов, вторые входы умножителей и делителей подключены к дев тому и дес тому выходам блока управлени соответственно il}.the output of the first switch, the output - with the second input of the second switch, the input of the first register is connected to the output of the Transfer unit, the first input of which is connected to the sixth output of the control unit, and the second input - to the output of the second register, the second input of the second adder is connected to the OS by the second output of the block linear-circular interpolation, the first outputs of which are connected respectively to the first inputs of the first and second comparison blocks, the second inputs of which are connected to the seventh and eighth outputs of the control unit, and the outputs to the inputs b eye coincidence, an output connected to an input of the control unit, inputs of second switches connected to the second inputs of the first switch, the second inputs of the multipliers and dividers are connected to a ninth and a tenth output control unit accordingly il}.
Однако область применени интер-пол тора ограничена классом деталей, допускающих скругление углов излома эквидистанты.However, the field of application of the inter-torus is limited to the class of details allowing rounding of the angles of fracture equidistants.
Недостаток известного интерпол тора легко показать на примере детапи из труднообрабатываемого материаJia , при обработке котордй желательн получить внутренние углы с наименьш радиусом скруглени , если учесть, что при обработке этого материала возни1 а т большой изгибающий момент вызывающий изгиб фрезы, обратно про порциональный третьей степени ее ра циуса. Небольшое уменьшение радиуса фрезы существенно увеличивает ее изгиб и понижает точность обработки а увеличение радиуса фрезы ограничи ваетс радиусом скруглени внутренних углов. Здесь оптимальным вл етс случай, когда раДиус скруглени равен радиусу фрезы, то есть когда нет скруглени угла излома эквидистанты . Скругление угла излома эквидистанты требует уменьшени радиуса фрезы S.сравнении со случаем, когда нет скруглени , что и ограничивает область применени интерпол тора. Цель изобретени - расширение области применени интерпол тора. Поставленна цель достигаетс те что первые выходы блока интерпол ци подключены к третьим входам первых ком мутаторов каждой координаты через соответствующие третьи сумматоры, вторые входы которых подключены к дополнительным выходам блока управлени . На фиг, 1 представлена блок-схем предлагаемого интерпол тора; на фиг 2 - диаграмма его работы в режиме линейной интерпол ции без скруг лени углов излома расчетной эквидистанты; на фиг, 3 - то же, со округлением углов излома рас четной эквидистанты; на фиг. 4 диаграмма работы в режиме круговой интерпол ции. Линейно-круговой интерпол тор со держит блок 1 линейно-круговой инте пол ции, блок 2 задани скорости, умножители 3 и 4, делители 5 и б, первые 7 и 8 и вторые 9 и 10 регистры , первые 11 и 12 и вторые 13 и 14 сумматоры, блоки 15 и 16 переноса, первый 17 и второй 18 блоки сравнени , блок 19 совпадени , блок 20 управлени , первые 21 и 22 и вторые 23 и 24 коммутаторы и третьи сумматоры 25 и 26. На фиг, 2-4 прин ты следуюЕцие условные обозначени : эквидистанта к моменту начала i-ro цикла вычислений; Э - эквидистанта в конце i-ro цикла вычислений; RKI рассто ние по нормали между Э и контуром в конце i-ro цикла вычислений, Y, - координаты начальной точки V / -дуги , XK, Уц. - координаты конечной точки пр мой относительно начальной (на фиг, 2 и 3)и координаты конечной точки дуги (на фиг. 4); i-1 - началь на точка (-го цикла, i - конечна точка i-ro цикла, рц - начальное значение радиуса-вектора пр мой; р-, радиус-вектор пр мой в конце i-ro цикла, Р - рассто ние от точки пересечени биссектрис углов излома эквидистант до пр мой; , RK.I.векторы коррекции к моменту начала i-ro цикла (на фиг. 3-5 соответственно ) ; к; , RK; - векторы коррекции в конце I-го цикла (на фиг, 3-5 соответственно); - вектор, декодированный блоком 1 от начала первого цикла до конца 1-го цикла (на фиг.2); R( - вектор дуги в конце i-ro цикла вычислений (на фиг. 4); д ,R векторы , декодированные блоком 1 в i-oM цикле (на фиг. 2-4 соответст-венно ); R - радиус дуги, ,дЯэ -векторы , декодированные интерпол тором в i-oM цикле вычислений. Интерпол тор функционирует в трех режимах: линейной интерпол ции без скруглени углов излома расчетной эквидистантыf линейной интерпол ции со округлением углов излома расчетной эквидистанты; круговой интерпол ции. Во всех режимах работы в качеству исходных данных в интерпол тор задаютс . в блок 2 - величина контурной скорости, на входы блоков 17 и 18 соответственно координаты конечной точки пр мой или дуги «х, у,,;, на входы умножителей 3 и 4 -.величина радиуса коррекции эквидистанты R, котора может мен тьс по любому закону. Знак учитывает положение инструмента относительно детали, В режиме линейной интерпол ции без скругленк углов излома расчетной эквидистанты в качестве исходных данных в интерпол тор задаютс (фиг, 2): с выхода блока 20 на вход блока 1 -координаты конечной точки пр мой X ц , Уц; с дополнительных выходов блока 20 на входы сумматоров 25 н 26 - соответственно величины PjiUf определ югдие вектор pj., и с выхода блока 20 на входы делителей 5 и 6 - величина Р , В режиме линейной интерпол ции без круглени углов излома расчетной квтедистанты интерпол тор работает ледующим образом. С выхода блока 20 на входы комviyTaTopoB 21-24 поступает команда одключени выходов cyivtMaTopoB 25 26 через коммутаторы 21 и 22 к вхоам умножителей 3 и 4 и выходов деителей 5 и 6 через коммутаторы 23 24 ко входам регистров 9 и 10. лок 1 вместе с блоком 2 производ т нтерпол цию контура детали. С выодов блока 1 на входы сумматоров 5 и 26 поступают соответственно еличины текущих координат и , предел ющие вектор , где они уммируютс с величинами рцу . результате на выходах сумматоров 5 и 26 образуютс соответственно еличины, определ ющие вектор в ответствии с соотнс еиием (фиг, 2) i РН +ьi . Эти коды через коммутаторы 21 и 22 поступают на входы умно жителей 3 и 4. После умножени в умн жител х 3 и 4 на величину и деле ни в делител х 5 и б на величину Р получаем величины, определ ющие вектор в соответст вии с соотношением (фиг. 2) - рц 1- L . Эти коды посту пают в регистры 9 и 10. в регистрах 7и 8 хран тс коды, определ ющие ве рор . Они перенос тс через блоки 15 и 16 из регистров 9 и 10 в дополнительном коде в конце предыдущего цикла по команде с выхода блока 20, 8cy мaтopax 11 и 12 выполн етс сложение кодов, поступающих соотзетственно из регистров 7, 9 и 8, 10. В результате образуютс величины, определ ющие разность векторов и KI. ,поступающих на соответствующие входы сумматоров 13 и 14. Таким образом, на выходах суммато ров 13 и 14, которые вл ютс выходами интерпол тора, образуютс величины , определ ющие вектор . в соответствии с соотношением (фиг. 2 Mg/i u.L K-j.., В режиме линейной интерпол ции со округлением углов излома расчетной эквидистанты Б качестве исходных дан ных в интерпол тор задаютс (фиг,- 3) с выхода блока 20 на вход блока 1 координаты конечной точки пр мой х и у f с других выходов блока 20 на входыкоммутаторов 21 и 22 соответственно функции угла наклона пр мой S i п с FT COS с . NK- в режиме линейной интерпол ции со скруглением углов излома расчетной эквидистанты интерпол тор работает следующим образом. С выхода блока 20 на входы кaм syтаторов 21-24 поступает команда подключени выходов блока 20 через коммутаторы 21 и 22 к входам умножителей 3 и 4 и выходов этих умножителей через коммутаторы 23 и 24 ко входам регистров 9 и 10. Значени siпоб и cosod умножаютс в умножител х 3 и 4 на величину , В результате ем величины, определ ющие вектор Яц. Эти величины поступают в регис ры 9 и 10 . В регистрах 7 и 8 хран т с величины, определ ющие вектор Ki-t- В cyr-iMaTOpax 11 и 12 выполн етс сложение величин, поступающих соответственно из регистров 7, 9 и 8, 10. В результате образуютс величины , определ ющие разность векторов и Rj,-, которые поступают на соответствующие входы сум латороз 13 и 14. В результате на выходах сумматоров 13 и 14 образуютс величины , определ ющие вектор Л 1э1 в соответствии с соотношением (фиг, 3 u L В режиме круговой интерпол ции в качестве исходных данных в интерпол тор задаютс (фиг. 4): с выхода блока 20 на вход блока 1 - координаты начальной точки дуги x,.y ; с другого выхода блока 20 на входы делителей 5 и 6 - величина R. В режиме круговой интерпол ции интерпол тор работает следующим образом. С выхода блока 20 на входы коммутаторов 21-24 поступает команда подключени выходов блока 1 через сум /таторы 25 и 26 и коммутаторы 21 и 22 к входам умножителей 3 и 4 и выходов делителей 5 и б через коммутаторы 23 и 24 ко входам регистров 9 и 10. Блок 1 вместе с блоком 2 производ т интерпол цию контура детали. С выходов блока 1 через суь1маторы 25 и 26 и KOMNiyT oры 21 и 22 на входы умножителей 3 и 4 поступают соответственно величины текущих координат х,, и , определ ющие вектор . После умножени на величину R и делени в делител х 5 и б на величину R в регистры 9 и 10 поступают величины , определ ющие вектор в соответствии срСоотношением (Фиг. 4) RKI R -j , В регистрах 7 и 8 хран тс величины, определ юшле вектор . В cytv-nviaTopax 11 и 12 выполн етс сложение величин, поступающих соответственно из регистров 7, 6-и 9, 10. В результате образуютс величины, определ ющие разность векторов К)и RK-I-Л Эти величины поступают на соответствующие входы сумматоров, 13 и 14. В результате на выходах cyMiviaTopoB 13 и 14 образуютс величины, определ ьащие вектор в соответствш- с соотношением ARg д R R Ki--fФункционировакие интерпол тора в каждом режиме заканчиваетс при равенстве текущих координат и координат конечной точки У и , определ емом блокал-м 17 и 18, выходные сигналы каторых поступают в блок 19, где формируетс сигнал конца кадра. Последний поступает на вход блока 20. Экономический эффект получают при обработке класса деталей, имеющих участки, где недопустимо уменьшение расчетного радиуса фрезы и приходитс отказыватьс от скруглеыи углов расчетной эквидистанты (например при обработке внутренних контуров с большой кривизной у деталей из труднообрабатывае1 .их материалов) , за счет оперативкой коррекции зквидистанты в любой момент обработки, например при адаптивном управлении точностью обработки путем изменен1; траектории движени центра фрезы, при разработке устройств аварийного отвода инструмента от обрабатываемой поверхности .The disadvantage of a known interpolator is easily shown by the example of a detail from a hard-to-cut material, while processing it is desirable to obtain internal corners with the smallest rounding radius, if we take into account that when processing this material, a large bending moment causing the cutter to bend back to third-degree proportional Cyus. A slight decrease in the cutter radius significantly increases its bending and reduces machining accuracy, and an increase in the cutter radius is limited by the rounding radius of the inner corners. Here, the optimal case is when the radius of rounding is equal to the radius of the cutter, i.e., when there is no rounding of the angle of fracture equidistant. The rounding off of the corner of the equidistants requires a reduction in the cutter radius S. in comparison with the case when there is no rounding, which limits the scope of the interpolator. The purpose of the invention is to expand the field of application of the interpolator. The goal is achieved by the fact that the first outputs of the interpolation unit are connected to the third inputs of the first commutators of each coordinate through the corresponding third adders, the second inputs of which are connected to the additional outputs of the control unit. Fig, 1 shows the block diagrams of the proposed interpolator; FIG. 2 is a diagram of its operation in the linear interpolation mode without rounding the break angles of the calculated equidistants; Fig. 3 is the same, with rounding of the kink angles of the calculated equidistants; in fig. 4 diagram of operation in the circular interpolation mode. The linear-circular interpolator contains a block of 1 linear-circular integration, a block of 2 speed settings, multipliers 3 and 4, dividers 5 and b, first 7 and 8, and second 9 and 10 registers, first 11 and 12, and second 13 and 14 adders, transfer blocks 15 and 16, first 17 and second 18 compare blocks, match block 19, control block 20, first 21 and 22 and second 23 and 24 switches, and third adders 25 and 26. In FIG. 2-4, the following ELEMENTS of the legend: equidistant by the time of the beginning of the i-ro cycle of calculations; E - equidistant at the end of the i-ro cycle of calculations; RKI is the normal distance between E and the contour at the end of the i-ro cycle of computations, Y, are the coordinates of the starting point of the V / -arc, XK, Vc. - coordinates of the end point direct relative to the initial point (in Figs. 2 and 3) and coordinates of the end point of the arc (in Fig. 4); i-1 is the origin of the point (th cycle, i is the end point of the i-ro cycle, rc is the initial value of the forward radius vector; p-, the radius vector direct at the end of the i-ro cycle, P is the distance from the point of intersection of the bisectors of the angle of the kink of the equidistant to the straight line;, RK.I. vectors of correction by the moment of the beginning of the i-cycle (in Fig. 3-5, respectively); to;, RK; - correction vectors at the end of the I-th cycle ( in Fig. 3-5, respectively); - Vector decoded by block 1 from the beginning of the first cycle to the end of the 1st cycle (in Fig. 2); R (- arc vector at the end of the i-ro calculation cycle (in Fig. 4) ; d, R vectors decoded by blo com 1 in the i-oM cycle (in Fig. 2-4, respectively); R is the radius of the arc, and the DA vectors decoded by the interpolator in the i-oM computation cycle. The interpolator operates in three modes: linear interpolation without the rounding of the angles of kink of the calculated equidistant “linear interpolation with rounding of the bend angles of the calculated equidistant”; circular interpolation. In all modes of operation, the quality of the initial data is set to the interpolator. in block 2, the magnitude of the contour speed, to the inputs of blocks 17 and 18, respectively, the coordinates of the end point of the direct or arc "x, y ,,;, to the inputs of multipliers 3 and 4 - the magnitude of the correction radius of the equidistant R, which can vary according to any to the law. The sign takes into account the position of the tool relative to the part. In linear interpolation mode without the rounded kink angles of the calculated equidistants, the initial data to the interpolator are given (FIG. 2): from the output of block 20 to the input of block 1, the coordinates of the end point direct X c, Y ; from additional outputs of block 20 to inputs of adders 25 and 26 — respectively, the PjiUf values determine the yugdie vector pj., and from the output of block 20 to the inputs of dividers 5 and 6 — the value of Р, In the linear interpolation mode without rounding of the bend angles of the calculated quantized, the interpolator works following way. From the output of block 20, the cyivtMaTopoB 25 26 outputs through switches 21 and 22 to the inputs of multipliers 3 and 4 and outputs of switches 5 and 6 through switches 23 24 to the inputs of registers 9 and 10 come to the inputs of comviaTaTopoB 21-24 through switches 23 and 24 to inputs of registers 9 and 10. Lok 1 together with the unit 2, the contour of the part is interpolated. From the outputs of block 1, the inputs of the adders 5 and 26 receive, respectively, the magnitudes of the current coordinates and the bounding vector, where they are mixed with the values of rtsu. As a result, at the outputs of adders 5 and 26, respectively, the values determining the vector are formed in accordance with the relation (FIG. 2) i PH + i. These codes, via switches 21 and 22, enter the inputs of intelligent residents 3 and 4. After multiplying in smart residents 3 and 4 by the value and in dividers 5 and b by the value of P, we obtain the values defining the vector in accordance with the ratio (Fig. 2) - RC 1-L. These codes are stored in registers 9 and 10. In registers 7 and 8, codes defining the vertex are stored. They are transferred through blocks 15 and 16 from registers 9 and 10 in the additional code at the end of the previous cycle, following the command from the output of block 20, 8cy of maths 11 and 12, the addition of the codes received respectively from registers 7, 9 and 8, 10 is performed. as a result, values defining the difference of vectors and KI are formed. arriving at the corresponding inputs of adders 13 and 14. Thus, the outputs of the adders 13 and 14, which are the outputs of the interpolator, form the values that define the vector. In accordance with the relation (Fig. 2 Mg / i uL Kj .., In the linear interpolation mode with rounding of the kink angles, the calculated equidistants B are given as initial data to the interpolator (Fig, - 3) from the output of block 20 to the input of block 1 the coordinates of the end point of direct x and y f from the other outputs of block 20 to the inputs of switches 21 and 22, respectively, the function of the angle of inclination of direct S i p with FT COS p. NK- in the mode of linear interpolation with rounding of the bend angles the calculated equidistant interpolator works as follows way. From the output of block 20 to the inputs of the syttors 21-24 to the command to connect the outputs of block 20 through switches 21 and 22 to the inputs of multipliers 3 and 4 and the outputs of these multipliers through switches 23 and 24 to the inputs of registers 9 and 10 is stupid. The values of siob and cosod are multiplied in multipliers 3 and 4 by the amount, resulting in the values defining the vector Yats. These values are entered into registers 9 and 10. Registers 7 and 8 store the values that determine the vector Ki-t- In cyr-iMaTOpax 11 and 12, the addition of the values coming from the registers is performed 7, 9 and 8, 10. As a result, quantities are formed that determine the difference of vectors and R j, -, which are fed to the corresponding inputs of the sutatoriosis 13 and 14. As a result, the outputs of the adders 13 and 14 form the quantities defining the vector L 1e1 in accordance with the relation (Fig. 3 u L In the circular interpolation mode, as initial data an interpolator is set (FIG. 4): from the output of block 20 to the input of block 1 - coordinates of the starting point of the arc x, .y; from another output of block 20 to the inputs of dividers 5 and 6 is the value of R. In the circular interpolation mode, the interpolator works as follows. From the output of block 20 to the inputs of switches 21-24, a command is received to connect the outputs of block 1 through summers 25 and 26 and switches 21 and 22 to inputs of multipliers 3 and 4 and outputs of dividers 5 and b through switches 23 and 24 to inputs of registers 9 and 10. Block 1 together with block 2 interpolates the contour of the part. From the outputs of block 1, through sumatists 25 and 26 and KOMNiyT ory 21 and 22, the inputs of multipliers 3 and 4 receive, respectively, the values of the current coordinates x ,, and defining the vector. After multiplying by the value of R and dividing in dividers 5 and b by the value of R, the registers 9 and 10 receive the values defining the vector in accordance with the ratio (Fig. 4) RKI R-j, In registers 7 and 8, the values determined yushle vector. In cytv-nviaTopax 11 and 12, the addition of the values coming from registers 7, 6 and 9, 10 is performed. As a result, the values that determine the difference of the vectors K) and RK-I-L are formed. These values go to the corresponding inputs of the adders, 13 and 14. As a result, at the outputs of cyMiviaTopoB 13 and 14, values are formed that determine the vector in accordance with the relation ARg and RR Ki - f The interpolator's function in each mode ends when the current coordinates and the coordinates of the end point Y and the block are equal m 17 and 18, output signals upayut to block 19 where the end of frame signal is generated. The latter arrives at the input of block 20. The economic effect is obtained when processing a class of parts that have areas where it is unacceptable to reduce the calculated radius of the cutter and have to refuse from the rounded corners of the calculated equidistant angles (for example, when processing internal contours with a large curvature of parts of difficult-to-work 1) materials due to the operative correction, the liquidators at any time of processing, for example, with the adaptive control of the processing accuracy by changing 1; the trajectory of the center of the cutter, in the development of devices for emergency removal of the tool from the treated surface.