Устройство для вычисления координат одномерного раскроя линейных неоднородных материалов Советский патент 1983 года по МПК G06F17/00 G06F15/173 

Гцом блока регистрации, с первыми взебиа. ми девятого элемента И и третьего блока вычатания, седьмой выхоа блока пацяти подключен к вхоау бло« ка регистрации и к BTOppiwy входу четвертого блока деления, в(Х5ьмой выход подключен к четвертому входу блока регистрации и к вторым входам первого блока сравнения и третьего блока вьгчи : тания, выход которого соединен с вто- , рым .входом первого блока деления, выход которого и выход первого блока срав- нения соединены с пятым входом блока рагистрации и с первым входом останова

блока заданий опорного напряжения, вход пуска которого является BxofsoM пуска устройства, выход первого блоха сравнения через второй элемент коммутации соединен с вторым входом девятого элемента И, выход которого подключен к второму входу второго блока вычитания, выход которого соединен с вторым входом первого блока умножения, выходы третьего блока деления и второго блока сравнения соединены с вторым входом останова блока задания опорного нагфяже- ; ния и с шестым входом блока регистрапии.

-УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИС, ЛЕНИЯ КООРДИНАТ ОДНОМЕРНОГО РАСКРОЯ ЛИНЕЙНЫХ НЕОДНОРОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ, соаержашее измерительный элемент, блок согласования, блок , сравнения, четыре элемента И, датчик линейных перемещений, отличающееся тем, что, с целью повьпиения точности, в него введены блок выделения . экстремалы1ых значений напряжений, блок памяти, второй блок сравнения, цва блока умножения, четыре блока целения, три блока вычитания, блок удвоения, два блока логарифмирования, пять элементов И, блок регистрации и блок задания onojsioro .-напряжения, причем выход датчика линейных перемещений подключен к первым входам первого и вторюго элементов И, выход измерительного элемента через блок согласования соединен с входом блока выделения экстремальных значений напряжений вы|ХОД которого подключен к первым третьего, четвертого, пятого и шестого элементов И, BTOfx e входы второтЬ пятого и шестого элементов И соединены с первым информационным входом yci ройства, второй информационный вход которого соединен с вторыми входами {Ю1 iBkJro , третьего и четвертого элементов И, входы блока памяти с первого по седьмой подключены соответственно к выходам первого, второго, седьмогоТ третьего, четвертого, пятого и шестого элементов И, первый н второй выходы блока памяти соединены соответственно с входами первого блока вычитания, выход которого подключен к первому вхо;ду седьмого элемента И, второй вход ко . , торого соединен с третьим выходом бло jKa памяти, четвертый ььрсод которого подключен к первым входам первого и второго блоков умножения, выход первого блока умножения соединён с первым вхо« дом первого блока деления, выход восьмого элемента И соединен с первым входом (Л второго блока деления, выход которого соединен с входом блока логари ь .мирования, выход которого подключ ен к второму входу второго блока умножения, выход которого соединен с первым входом третьего блока деления, выход четвертого блока дедения через последовательно соединенные второй блох, логарифмирования :л и блок удвоения подключен к второму вхо ду третьего блока деления, первый выел :ход блока задания опорного напряжения соединен с первым входом первого блока .сравнения и с первым входом второго блока вычитания, второй выход подключен к второму входу второго блока деления я к первому входу Btoporo блока сравнения, выхоп которого через первый элемент коммутации соединен с первым входом ; восьмого э темента И, второй вход которого, второй вход jвторого блока сраенейия, nepiibie входь четвертого блока деления и блока регистрации соединены с . пятым вьосодом блока памяти, шестой выход которого соединен .с вторым вхо

Изобретение относится к вычислитель ной технике и может быть использовано для измерения параметров и определе- ния координат одномерного раскроя линейных неоднородных материалов, в частности для измерения удельного сопротивления полупроводниковых моно- кристаллических слитков и их раскроя. Известно устройство для поиска опти мального решения задачи одномер- ного раскроя, содержащее блоки ввода, сравнения, коммутации, Ш1{фратор, масштабные резисторы, элемент И, операцион ные усилители, генератор тактовых импульсов, регистр сдвига Щ . Данное устройство обладает недостаточней точностью, необходимой для измерения удельного сопротивления полу1 рОЕлодникдвых монокристаплических слитков и их раскроя. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является вычислительное устройство для поиска оптимального решения задачи одномерно го раскроя, содержащее блок ввода, бло коммутации, масштабные р1езисторы, one рационные усилители, блок сравнения, элементы И, дешифратор, счетчик импул сов, блок управления, р(5гистр, поги ческий блок формирования сигналов., Это устройство реализует алгоритм опгимального размещения точек раскроя с учетом ограничения по длине, налагае мого на сортовую часть.слитка 2Q . Однако это устройство требует наличия на входе информации о координатах .точек раскроя. Оно не позволяет опре- делять координаты одномерного раскроя по детерминированной модели распределения удельного сопротивления по длине слитка с использованием параметрюв разброс«1 удельного сопротивления по объему и сечению слитка. Цель изобретения - повьшение точности. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для вычисления координат одномерного раскроя линейных неоднородных материалов, соцеркащее измерительный элемент, блок согласования, блок сравнения, четыре элемента И, датчик линейных п рремещений, введены блок выделения экстремальных значений напряжений, блок памяти, второй блок сравнения, два блока умножения, четыре блока деления, три блока вычитания, блок удвоения, два блока логарифмирования, пять элементов И, блок регистрации и блок заданияопорного напряжения, причем выход датчика линейных пе« .ремещений подключен к первьпи входам первого и второго элементов И, выход измерительного элемента через блок согласования ссдадинен с входом блока выделения экстремальных значений напряжений, выход которого подключен к первым входам третьего, четвертого, пятого и. iuecToro элементов И, вторые входы второ го, пятого и шестого элементов И соединены с первым информационным входом устройства, второй информационный вход которого соединен с вторыми входами j первого, третьего и четвертого элементов. И, вхоаы блока памяти с первого по сецьмсй подключены соответственно к выходам первого, BTojxjro, седьмого, третьего, четвертого, пятого и шестого элементов И, первый и второй выходы блока памяти соединены соответственно с входами первого блока вычитания, выход которого подключен к первому входу седьмого элемента И, второй вход которого соединен с третьим выходом блока памяти, четвертый выход которого подключен к первым входам первого и второго блоков умножения, выхоа первого . блока умножения соединен с первым . входом первого блока целения, выход восьмого элемента И соединен с первьпи входом второго блока деления, выход которого соединен с входом первого блока логарифмирования, выход которого подключен к второму входу второго блока .умножения, выход которого соединен с первым входом третьего блока деления, выход четвертого блока целения через последовательно соединенные второй блок логарифмирования и блок удвоения подключен к второму входу третьего блока деления, первый выход блока задания опрриого напряжения .соединен . с первым входом первого блока сравне ния и с первым входом второго блока вычитания, второй выход подключен к второму входу второго блока деления и к первому входу второго блока сравнения, выход которого через первый злемент коммутации соединен с первым входом восьмого элемента И, второй вход которого, второй вход второго бло ка сравнения, первые входы четвертого блока деления и блока регистрации соединены с пятым выходом блока памяти, шестой выход которого соединен с вторым входом блока регистрации, с первых ми входами девятого элемента И и третьего блока вычитания, седьмой выход блока памяти подключен к третьему вхо ду блока регистрации и к второму входу четвертого блока деления, восьмой выход подключен к четвертому входу блока регистрации и к вторым входам первого блока сравнения и третьего блока вычитания, выход которого соединен с входом первого блока деления, выход которого и выход первого блока сравнения соединены с пягым входом бпока регистрации и с первым вхоцом останов блока задания опорного напряжения, вхо .пуска которого является входом пуска устройства, выход первого блока сравнения через второй элемент коммутации соединен с вторым входом девятого элемента И, выход которого подключен к второму входу второго блока вычитания, выход которого соединение вторым входом первого бло.ка умножения, выходы третьего блока деления и второго блока сравнения соединены с вторым входом останова блока задания опорного напряжения и с шестым вхоцом блока регистрации. На чертеже представлена схема уст ройства. Устройство для вычисления координат одномерного раскроя линейных неоднородных материалов имеет вхоцы 1 и 2; измерительный элемент 3; дарчик 4 линейных перемещений; блок 5 согласования; блок 6 выделения экстремальных значений напряжений; элементы И 7-15; блок 16 памяти; блоки 1719 вычитания; блоки 2О и 21 умноже- ния; блоки 22-25 деления, блоки 26, 27 логарифмирования; блоки 28 и 29 сравнения; блок ЗО удвоения; блок 31 задания опорного напряжения; блок 32 регистрации, элементы 33 и 34 коммутации. Измерительный элемент 3,механически совмещенный с датчиком 4 и соединенный с блоком 5, выполняют 49нкции ввода .данных. Блоки 28 и 29 сравнения рассчитаны на выгодной сигнал трех уровней - нулевого и двух единичных с противоположными, знаками. Блок 31 имеет два входа Стоп, вход Пуск и два выхода с напряжениями, пропорциональными границам допустимого номинального удельного сопротивления. Установка этих напряжений в соответствии с требуемыми величинами удельного сопротивления для конкретных марок слит кЬв осуществляется вручную. Этот блок может быть реализован с применением регулируемого источника опорного напряжения на два выхода, кнопки Пух;к ;и пвух репе, откпючаюших поаачу напря- жений по сигналам Стоп. Блок 6 предназначен для выделения экстремальных (минимального и максима/() значений удельного сопротивления. В качестве элементов 33 и 34 коммутации могут быть применены диоды. Устройство работает следующим обра- ;зом. В исходном состоянии В блоке 16 памяти записаны нули, измерительный 1 йпемент 3 вместе с аатчиком 4 линей,ных перемещений находится на левом то|М1В слитка. Блок 31 находится в со стоянии Стоп, т.е. на его вьгхоаах напряжения, соответствуют пренелам номинального значения удельного сопротивления на торцах слитка, отсутствуют. При включении кнопки вхоаа 2 иэ мерительный элемент 3 производит измерение удельного сопротивления на левом торце слитка в четырнадцати точках Сигналры, соответствующие этим значениям, через блок 5 согласования поступают на блок 6 выделения экстремальных значений и сигналов, соответствуюших максимальному и минимальному зна ченийм удельного иопротивления на этом торце слктка, которью через элементы И 9 и 10 соответственно заносятся в четвертую и пятую ячейки блока 16 пам ш и поступают на блок 32 регистрации. По максималмюму показанию оператор может визуально фиксировать необходимость раскроя левой части слитка. В этом же положении измерительного элемента 3 совмещенный с ним датчик линейных перемещений формирует на сво выходе сигнал, соответствуйщий коораи- нате левого торца слитка, который через элемент И 7 заносится в первую ячейку блока 16 памяти. Затем измерительный элемент S вместе с датчиком 4 линейных пбремешений переводится на правый торец слит ка. В этом положении при нажатии кноп ки входа 1 производится; измерение удел ного сопротивления в четь1рт1адцати точках этого Tofttia. Соответствующие этим значениям удельного сопротивления сиркалы, поступив на блок 5, сорти{уются далее блоком 6, На его выходе формиИются экстремальные по значению сигч налы, соответствующие максимальному м минимальному значениим удельного сопротивления на правом торце слитка, которые через элементы И 11 и 12 заносятся соответственно s шестую и седьмую ячейки блока 16 памяти и ре«« гистрируются блоком 32, По минимал ному показанию оператор может визуаль но фиксировать необходимсх:ть раскроя правой части слитка. Находясь на этом торце слитка, датчик 4 линейных переме щений формирует сигнал, соответствую щий его координате, который через эле«мент И 8 заносится во вторую я-чейку блока 16 памяти. 44& С выходов блока 16 памяти сигналы подаются на вхоаы блока 17 вычитания, на выходе которого образуется разност ный сигнал, поступающий на вхоц элемента И 13, На другой вход этого элеivisHTa И 13 подается сигаал в обратном коде с icJBspcHoro выхода блока 16 памяти. Так как в исходном состоянии в третьей ячейке блока памяти записан нуль, то разностный сигнал, пройдя через элемент И 13, заносится в третью я гейку блока памяти. После это« го iHa вход элемента И 13 с кмверсного входа блока 16 памяти поступает запрет на прохождение разностного этому моменту времени в устройство введена вен необходимая информация для рескроя: экстремальньв значения удельного сопротивления на крайних торцах слитка p((0),p(L),p,(L) и его длина Ь. Устройство готово к работе. При поступлении команды Пуск с выхода блока 31 сигнал, соответствуюь щий нижней допустимой границе номи- нального сопротивления , поступает на вход бпока 28 сравнения, ка второй вход которого подансигнал {(ь) выхода блока памяти, На выходе блока 28 сравнения а случае it , iJ р ц О формируется отридательный разрешающий сиг-шл, 1:оторый через элемент 33 поступав вход элемента И 15, на второй вхоц .которого подан сигнал Up« (0) с выхода бпб ка 16 памяти, Однов{:жменно этот скгнеш подается на вход блока 19 вычитания, на второй вход которого с выхода бяока памяти подав сигнал U ,) . Прощеп- ший через элемент И 15 сигнал п(й поступает на вход блока 18 вычитаний, на вход которого подан с выхода блока. 31 сипнал .На выходе (5лока 18 вычитания формируется разностный сигнал Un,((u) который поступает на вход блока 20 умножения, на другом входе которого находится сигнал Ui, , пропорциональный длине слитка. С выхода этого блока 20 умножения сигнал поступает на вход блока 22 деления, на цругой вход которого подан сигнал с выхода блока 19 вычитания. Выходной сигнал блока 22 деленЕШ, несущий информацию о координате гочки. | аскроя части слитка, поступает блока 32 к на вход сютанова блока 6l, возвращая его в исходное состояние. 7 Если на выходе блока 28 сравнения . формируется либонулевой,либс5йоложитяль ный разностный сигнал.что с ортветствует Ситуации, когца минимальное удельное сопротивление на правом торце слитка находится в пределах номинального значения, элемент 33 закрыт, блок 31 возвращается этим сигналом в исходное состояние. Такое состояние j :тройства говорит об отсутствии необходимости раскроя правой .,„части слитка. При подаче с выхода блока 31 сигнала и (3 ц I . соответствующего вер ней допустимой границе номинального удельного сопротивления, на вход блока 29 сравнения и вход блока 23 деления, работа устройства протекает следую щим образом. Блок 29 сравнивает сигнал Up«(oj, по ступаю111ий с выхода блока памяти, с сигналом У п« ц . В случае формировани на выходе блока 29 сравнения полс кительного сигнала, что соответствует ситуации, когда максимальное удельное сопротивление на левом торие слитка выше верхней допустимой границы номинального, элемент 34 открыт. Поэтому элемент И 14 пропускает сигнал U с выхода блока памяти на вход блока 2 деления, на вход которого подан сигнал с выхода блока 31. На выходе блока 23 деления формируется сигнал, KOTOfaifi подается на вход блока 26 логарифмирования. Сформированные на выходе блока 26 логарифмирования и выходе блока памяти сигналы поступают на входы бло ка 21 умножений. В результате подачи с четвертой и шестой ячеек блока 16 памяти на входы, блока 24 деления сигналов {1 рЩо и Ut,) на его выходе формируется сиг нал, который поступает на вход блока 2 логарифмирования. Выходирй си гнал блока 27 удваивается блоком 30 и поступает на вход блока 25 деления, на входе которого находится сигнал, поступиаший с выхода блока 21 умножения. Выходной сигнал блока 25 деления, несущий информацию о координате точки раскроя левой части слитка, поступает на вход блока 32 и на вход останова . блока 31. Если на выходе блока 29 сравнения фо алируется либо нулевой, либо отрицательный сигнал, что соответствует ситуаш1и, когда максимальное удельное сопротивленуш на левом торце слитка на кодится в пределах номинального знача- 448 ния, элемент 34 закрыт, блок 31 возвращается этим сигналом в исходное состояние. Такое состояние говорит об отсутствии необходимости раскроя левой части . После осуществления операции раскроя слитка в местах, координаты которых были определены данным устройством, последний устанавливается в исходное положение для контроля удельного сопротивления на его торцах. В случае необходимости коррекции раскроя, которая может возникнуть за счет наличия случайной составляющей модели раопределения удельного сопротивления по длине слитка, работа устройства осущест вляется аналогичным образом. Слиток устанавливается в исходное состояние, при котором измерительный элемент 3 вместе с 4 линейных перемещений находится на его Левом торце. При включении кнопки входа 2 производится запись координаты левого торца, а также максимального и минимального значен1й удельного сопротивления на этом торце слитка в первую, четвертую и пятую ячейки блока 16 памяти. Затем измерительный элемент 3 вместе с дат никем 4 линейных перемещений перево- дится на правый торец слитка. При нажатии кнопки входа 1 производится запись коорпинаты правого тоща слитка, а также максимального и минимального значений удельного сопротивления на этом торце во вторую, щестую и седьмую ячейки блока памяти. Блок регистрации представляет результаты измерения удельного сопротивления на обоих торцах, а при поступлении сигнала Пуск и координаты раск« роя данного слитка. Устройство выполнит не только функцию измерения удельйого сся1ротивления, но и позволит определить координаты одномермого раскроя как корни функций, определяемых следующими уравнениями: р1е)--р( (o)-B,p, (2) де р(0)ир(0)- экстремальные значения удельного сопротивления на левом торце слитка; ft И В параметры функций. 1 Решения этих урввне гай цают спецуКхцие выражения аля координат оцномериого раскроя слитка: -, (3) L|)«( ,1 ,« - -:: ) |)UT ,fHoVpUb где LI - алина слитка - верхняя и нижняя границы йоминаль«ого удельного со44противления для конкретной марки слитка; p(np,L)- экстремальные значения удельного сопротивления на первом торце слитка. Целесообразность применения устройства демонстрирует таблица, в которой представлены результаты опытной эксплуатации предлагаемого алгоритма определения координат раскроя, заложенного в схему устройства, в сравнении с базовым вариантом.