SU930262A1 - Устройство дл формировани шаговых траекторий - Google Patents

Description

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ШАГОВЫХ ТРАЕКТОРИЙ Устройство относитс  к устройствам автоматики и вычислительной техники и может быть использовано дл  формировани  траекторий движени  исполнительных органов, например, в чертежно-графических автоматах или металлорежущих станках . Известно устройство дл  формировани  траекторий, в котором расчет шаговых траекторий выполн етс  с использованием знаков оценочной функции. В этом устройстве дл  определени  момента окончани  процесса формировани  траекторий используютс  реверсные счетчики, что усложн ет устройство. Наиболее близким по технической сущ ности к изобретению  вл етс  линейный интерпол тор с оценочной функцией, содержащий сумматор с блоком анализа зн ка, координатные сумматоры с блоками вентилей, блок конца интерпол ции, программный блок и координатные регистры. Сущность формировани  траекторий с помощью этого интерпол тора заключаетс  В расчете узловых точек с использованием оценочной функции, причем совоKynHocfb узловых точек представл ет пр молинейную траекторию 2. Недостатком этого интерпол тора  вл етс  TQ что он сложен, так как дл  определени  момента окончани  процесса формировани  шаговой траектории в нем йопользуютс  координатные регистры, счетчики приращений координат, блоки вентилей и блок конца интерпол ции . Цель изобретени  - упрощение и повышение точности устройства. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  формировани  ша- j говых траекторий, содержащее сумматор, и счетчики, введены блоки элементов задержки, элементы 2И-ИЛИ и ИЛИ, информационные выходы счетчиков подключены к информационным входам сумматора , первый выход знакового разр да которого подключен к входу первого блока элементов задержки и к счетному входу первого счетчика, а второй выход S3 знакового разр да - к входу второго блока элементов задержки и к счетному входу второго счетчика, выходы переполнени  счетчиков подкпючешы к входам элемента ИЛИ, первые выходы блоков элементов задержки подключены к управл ющим входам сумматора, а вторые выходы к соответствующим входам элемента 2И-ИЛИ. На фиг. 1 представлена блок-схема устройства-, на фиг. 2 - шагова  траектори , сформированна  с помощью устройства . В состав устройства вход т сумматор 1, счетчшси 2 и 3 приращений координат, блоки 4 и 5 элементов задержки, эпемен ты 2И-ИЛИ 6 и ИЛИ 7. Входы устройства шинами 8 и 9 подключены к числовым входам счетчиков 2 иЗ соответствен но. Информационные выходы обоих счетчиков подключены к информационным входам сумматора. Первый выход знакового разр да сумматора шиной 1О подключен к счетному входу счетчика 3 и к входу блока 4 элементов задержки. Второй выход знакового разр да сумматора шиной 11 подключен к счетному входу счетчика 2 и к входу блока 5 элементов задержки Выходы переполнени  счетчиков 2 и 3 шинами 12 и 13 подключены к входам элемента ИЛИ 7. Первый выход блока 4 элементов задержки подключен шиной 14 к первому управл ющему входу -сумматора 1, второй выход шиной 15 подключен к первому входу элемента 2И-ИЛИ 6, а третий выход шиной 16 - к второму входу элемента 2И-ИЛИ 6 и к выходной шане устройства 17. Первый выход блока 5 элементов задержки подключен шиной 18 к второму управл ющему, входу сумматора, второй выход шиной 19 - к третьему входу элемента 2И-ИЛИ 6, а третий выход шиной 20 - к четвертому входу элемента 2И-ИЛИ 6 и к выходной шине устройства 21. Выход элемента ИЛИ 7 подклю чен Е выходной шине устройства 22. Первый и четвертый входы элемента 2И-ИЛИ 6  вл ютс  входами первого элемента И, а второй и третий входы элемента 2И-ИЛИ 6  вл ютс  входами второго элемента И. Сумматор 1 служит дл  вычислени  значени  оценочной функции в узловых точках шаговой траектории и выработки управл ющих импульсов на вь1ход ус ройства . Счетчики 2 и 3 служат дл  вычисч лени  текущих значений приращений по 24 каждой координате. Блоки 4 и 5 ,выполненны например, в виде трехразр аных регистров сдвига, служат дл  задержки управл ющих импульсов, поступающих со знакового разр да сумматора 1. Элемент 2И-ИЛИ 6 предназначен дл  анализа импульсов , поступающих со знаковых разр дов сумматора через блоки элементов задержки, и выработки сигналов (по шй нам 17 и 21 одновременно), если на вход лрбого из элементов И одновреме но поступает два сигнала с линией 3anef жек . Элемент ИЛИ 7 служит дл  формировани  сигнала окончани  процесса форм ровани  шаговой траектории., Формирование шаговой траектории выполн етс  с использованием вычислений значений оценочной функции в соответствии с-еьфажением: (( -Э„ где г- - экстраполированна  оценочна  функци  в узловых точках f , J , ЛХ; , ДУ - текущие значени  приращений координат отрезка формируемой траектории. Ах 4У - начальные значени  приращений координат; j O,m , i-0,n - индексы узловых точек шаговой траектории,- тп , п количество элементарных шагов по координате - и соответственно, выполненных при формировании шаговой траектории. При реализации выражени  (1) следует учитывать что при i 0, значение , при i 0 зна чение , при i 1, значение л: ЛУ г1, при j 1 значение ЛХ дх-1 и затем при о 1, j 1 значени  ЛХ.-и Д.{ вычисл ютс  с помощью рекуррентного соотношени  4ХзГДУ -.-1 .. Правило расчета оценочной функции сПОМОЩЬЮ выражени  (1) следующее: если F;:7/0, то значение j в следук щем цикле увеличиваетс  ie единицу, если pfj О, то в следующем цикле зна увеличиваетс  на единицу. чение 1 Правило формировани  шаговой траекто .рии следующее: при выполнении услови , . что знак оценочной функции не изменилс  по отношению к знаку оценочной функции в предыдущем цикле, выполн етс  элементарный шаг или по координате х , если з предыдущем цикле 7/ О или по координате у , если в предыдущем цикле , -При выполнении услови , что знак оиеночной функции изменилс  на противоположный , по отношению к знаку оценочной функции в предыдущем цикле, выполн ет с  элементарный комбинированный шаг, т. е. по координатам х и if одновременно После выполнени  комбинированного шага выполн етс  один цикл расчета оценоч93 2 ной функции без формировани  элементарных шагов по координате х и у Пример выполнени  расчетов и формировани  импульсов при отработке шаговой траектопии с рсходными данными АУ 12, А-а 3, Ро-Ю,5(дХ-Дэ)4,5 приведёк в таблице.

Устройство работает следующим оёразом . В исходном состо нии счетчика 2 и 3 сумматор 1 и блоки 4 и 5 наход тс  в нулевом состо нии. В подготовительном цикле на входы устройства по шинам 8 и 9 поступают приращени  ЛХ и соответственно (например,ЛХ 12, д-а 3) а сумматор 1 - начальное значение оденочной функции FOO «(дх-л-а) O.S.S (первый цикл таблицы, столбец 4). Так как значение знака сумматора 1 положительно, то на шине 11 вырабаты Баетс  сигнал, который поступает на счетный вход счетчика 2 текущего приращени  ЛУг и на вход блока 5. При этом из содержимого счетчика 2 выч таетс  единица, и в нем образуетс  число (таблица, цикл 1, столбец 5 Задержанный на такт сигнал со знакового разр да (шина 11} поступает по шине 19 -на вход элемента 2И-ИЛИ 6, однако на выход этого элемента сигналы не поступают , так как на втором его входе в это врем  сигнал отсутствует. На выход устройства сигналы по шинам 17 и 21 также не поступают. Во втором цикле работы устройства на управл ющий вход сумматора 1 по шине 18с блока 5 элементов задержки поступает стенал вычитани , и из содержимого сумматора 1 вычитаетс  содержимое счетчика 3, т. е. из значени  опе ночной функции вычитаетс  значение пр ращени  .. При этом в сумматоре 1 Образуетс  число 4,,5. Знак сумматора 1 в этом цикле осталс  положительным , и на вход блока 5 снова поступает сигнал, а сигнал, который поступает на вход этого блока в предыдущем цвкле , по вл етс  на выходных гйинах 19 и 21, что соответствует формированию элементарного шага дх испсинительным органом, формирующим траекторию. На фкг. 2 показан этот шаг (из точки О в точку А). В этом же цикЛе сигнал со знакового разр да сумматора 1 поступае на счетный вход счетчика 2, из содержимого которого вычитаетс  единица, и в нем образуетс  новое число 11-1 1О. (таблица, цикл. 2, столбец 5). В третьем цикле на управл ющий вход сумматора по шине 18 снова поступает сигнал на вычитание, и из содержимого сумматора 1 вычитаетс  содержимое сче чика 3. Таким образом, в сумматоре образуетс  число 1,,5. Знак содержимого сумматора измен етс  по отноше нию к знаку, который он имел в предыдущем цикле. По щине 10 со знакового разр да сумматора поступает сигнал на счетный вход счетчика 3 и на вход блока 4. С выхода блока 4 сигнал по шине 15 поступает на первый вход элемента 2И-ИЛИ 6, а на четвертый - по шине 20 сигнал с блока 5. Таким образом, на выходах элемента 2И-ИЛИ 6 вырабатываютс  сигналы, которые по шинам 17 и 21 поступают на выход устройства в соответствии с которыми выполн етс  элементарный комбинированный шаг из точки А в точку В (рис. 2). После этого блоки 4 и 5 устанавливаютс  в ис ходное состо ние. В этом же цикле из с держимого счетчика 3 вычитаетс  единица , и в счетчике 3 образуетс  чиспо . Таким образом, работа устройства продолжаетс  до тех пор, пока в счетчиках 2 и 3 не образуетс  нуль. В следующем (после этого состо ни  счетчиков) цикле из содержимого одного из счетчиков вычитаетс  единица, и на выходе этого счетчика, напр1шер, по шине 12, по вл етс  сигнал, который поступает на вход элемента ИЛИ 7. С в хода этого элемента по шине 22 поступает сигнал, который свидетельствует о прекращении процесса формировани  траектории, и все устройство устанавливаетс  в исходное состо ние. Эффективность предлагаемого устройсгва состоит в том, что в нем дл  опре делени  момента окончани  процесса формировани  шаговой траектории испопьзует с  один логический элемент ИЛИ вместо двух координатных регистров, двух блоков вентилей и блока конца интерпол ции, что значительно сокращает количество оборудовани . По сравнению с известным интерпол тором предлагаемое устройство обеспечивает более высокую точность формирова, ни  траектории за счет исключени  из расчетной траектории узловых точек, наиболее удаленных от идеальной пр мой линии,  вл ющейс  аналогом шаговой траектории. При этом сглаживание траектории осуществл етс  с использованием простых блоков элементов задержки и одного элемента 2И-ИЛИ. Формуоа изобретени  Устройство дл  формировани  шаговых траекторий, содержащее сумматор и счетчики , отличающеес  тем, что, с целью упрощени  и повышени  точности устройства, в него введены блоки элементов задержки, элементы 2И-ИЛИ и ИЛИ, информационные выходы счетчиков подключены к информационным входам сумматора , первый выход знакового разр да которого подключен к входу :первого блока элементов задержки и к счетному входу первого счетчика, а второй выход знакового разр да - к входу второго блока элементов задержки и к счетному входу второго счетчика, выходы переполнени  счетчиков подключены к входам элемента ИЛИ, первые выходы блоков элементов задержки подключены к управл ющим входам сумматора, а вторые выходы - к соответствующим входам элемента 2И-ИЛИ. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1Авторское свидетельство СССР № 481023, кл. Q 05 В 19/18, 1973. 2Авторское свидетельство СССР № 401964, кл. Q05 В 19/20, 1972 (прототип).

630262

Фиг.}

1

В

у

W Л

1г

%г/

Claims (1)

1. Устройство для формирования шаговых траекторий, содержащее сумматор и счетчики, отличающееся тем, что, с целью упрощения и повышения точности устройства, в него введены блоки элементов задержки, элементы 2И-ИЛИ и ИЛИ, информационные выходы счетчиков подключены к информационным входам сумматора, первый выход знакового разряда которого подключен к входу первого блока элементов задержки и к счетному входу первого счетчика, а второй выход знакового разряда - к входу второго блока элементов задержки и к счетному входу второго счетчика, выходы переполнения счетчиков подключены к входам элемента ИЛИ, первые выходы блоков элементов задержки подключены к управляющим входам сумматора, а вторые выходы - к соответствующим входам элемента 2И-ИЛИ.