Цифровой линейный интерполятор Советский патент 1984 года по МПК G05B19/4103 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть Использовано в системах програ много управления станками. Известен линейно-круговой интерполятор, содержащий основной и зада ющие счетчики, умножители, дешифрат ры, элементы совпадения, делители, триггеры и элемент задержки l . Недостатком известного устройств является сложность реализации и, ка следствие, низкая надежность работы Наиболее близким к предлагаемому является цифровой линейный интерпол тор, содержащий последовательно сое диненные блок управления, генератор импульсов, делитель частоты, выход которого подключен к первому входу второго счетчика, второй вход перво го счетчика подключен к выходу перв го блока сравнения и к первому вход .блока управления, а выход первого счетчика подключен к входу первого Яблока сравнения, второй вход которо соединен с вторым входом делителя частоты и выходом первого регистра приращений, вход которого соединен одним из выходов блока управления, один из выходов которого через второй регистр приращений подключен к третьему входу делителя частоты и к первому входу второго блока сравн ния, второй вход которого подключен к выходу второго счетчика, а выход :второго блока сравнения подключен к вторым входам второго счетчика и блока управления, а также третий счетчик, первый вход которого подключен 1 к второму входу первого счетчика, третий блок сравнения, первый вход которого подключен к второму входу первого счетчика,третий блок сравнения, первый вход которого соединен с выходом третьего счетчика, второй вход которого подключен к выходу второго регистра при ращений, а выход подключен к третьему входу блока управления и к второму входу третьего счетчика и четвертый блок сравнения, первый вход которого подключен к выходу четверто го счетчика, второй вход четвертохо блока сравнения соединен с выходом первого регистра, а выход четвертого блока сравнени-я - с четвертым входом (блока управления нес вторым юсодом четвертого счетчика 2j , Недостатками указанного устройств являются необходимость в задании координат точки в виде приращений по отношению к предыдущему значению Кроме этого, алгоритм скорости изменения приращений по каждой координа те задается извне, что усложняет программирование. Цель изобретения - упрощение устройства и расширение его функциональ .ных возможностей за счет обеспечения функционирования с программированной скоростью подачи по одной координате. Поставленная дель достигается тем, что в цифровой линейный интерполятор, содержащий генератор тактовых импульсов , первый, второй, третий и четвер- . тый счетчики импульсов, введены первый и второй делители с переменным коэффициентом деления, шесть элементов И, первый и второй элементы ИЛИ, соединенные входами соответственно с выходами первого, второго, третьего, четвертого, пятого, шестого элементов И, причем первые входы шестого и третьего элементов И подключены к шине Интерполяция noY первые входы пятого и .второго элементов И - к шине Интерполяция по X, первый вход четвертого злемента И - к шине Координата X, а первый вход первого элемента И - к шине КоординатаY , второй его вход связан с ВЫХОДОМ первого делителя частоты с переменным коэффициентом деления, с вторыг/ш входами второго, четвертого и шестого элементов И и с управляющими входами первого регистра, первого счетчика импульсов и второго счетчика импульсов, подключенного установочным входом к шине Отношение скоростей по координатам X иУ, а выходом - к счетному входу первого счетчика импульсов, соединенного выходом с информационным входом первого регистра, подключенного выходом к установочному входу второго делителя частоты с переменным коэффициентом деления, связанного выходом с вторыми входами третьего и пятого элементов И, а информационным входом- с счетными входами второго и третьего счетчиков, с выходом генератора тактовых .импульсов и с информационным входом первого делителя частоты с переменным коэффициентом деления, подключенного установочным входом к выходу второго регистра, соединенного информационным входом с выходом четвертого счетчи ка импульсов, а управляющим входом - с управляющим входом четвертого счетчика импульсов, с шиной частота вращения шпин деля и с управляющим входом третьего счетчика импульсов, подключенного установочным входом к шине скорость подачи привода, а выходом - к счетному входу четвертого счетчика импульсов. На фиг.1 изображена функциональная схема предлагаемого интерполятора; на фиг.2 - потенциальная ди аграмма его работы. Интерполятрр содержит генератор 1тактовых импульсов, третий счетчик 2импульсов, второй счетчик 3 импульсов, первый делитель 4 с переменным коэффициентом деления, второй регистр 5, четвертый счетчик 6 импульсов. второй делитель 7 частоты с переменHbffjj коэффициентом деления, первый регистр 8, первый счетчик 9 импульсов, первый и второй- элементы ИЛИ 10 и 11, первый, второй, третий, четвер тый, пятый и шестой элементы И 12-17 Устройство работает следующим образом. Высокий логический уровень подан на шину Инт X, разрешая прохождение импульсов с выхода делителя 4с переменным коэффициентом деления через элементы И 13 и ИЛИ 10 на вход .блока управления шаговым двигателем по оси ,Y , а импульсов с выхода делителя 7 с переменным коэффициентом деления через элементы и 16 и ИЛИ 11 на вход блока управления шаговым двигателем по оси X. При этом датчик частоты вра- . щения шпинделя вырабатывает импульсную последовательность с частотой f)( , которая является функцией уг ловой скорости вращения шпинделя. Передний фронт каждого импульса частоты ix переписывает содержимое счетчиков 6 и 9 соответственно в регистры 5 и 8 памяти, а задний фронт каждого импульса сбрасывает в ноль содержимое- счетчиков б и 9, Так как предлагаемое устройство состоит из двух идентичных каналов, рассмотрим для простоты первый из них, состоящий из счетчиков 2 и 6, регистра. 5 памяти и делителя 4 с переменным коэффициентом деления. Генератор 1 импульсов вырабатывает тактовую последовательность импульсов частоты {Q . При этом на установочный вход счетчика 2 подается код требуемой скорости коэффициент К определяющий коэффициент пересчета.счетчика 2. Число импульсов, поступающих на . вход счетчика б с выхода счетчика 2 за время, равное периоду импульсов частоты fx / равно: Тх где IK - период импульсов частоты, tfl - период импульсов с выхода генератора 1. Число N будучи переписано в регистр 5 памяти будет определять коэффициент деления делителя с перемен ным коэффициентом деления, делители 4 с переменным коэффициентом деления и частота импульсов на его выходе .будет равна i -IxK; вых% , Таким образом/ для K,j . - const частота импульсов i . пряк-о пропорц ональна угловой скорости вращения шпинделя, т.е. при подачи частоты ВЫХ блок управления шаговым приводом будет осуществляться равно мерная подача режущего инструмента (в миллиметрах на оборот вращения шпинделя. Вторая часть схемы, состоящая из счетчиков 3 и 9, регистра 8 памяти и делителя 7 с переменным коэффициентом делений эквивалента ранее рассмотренной, за исключением.того,что вместо импульсов частоты 1 на вход устройства подается частота i Q с выхода делителя 4 -с переменным коэффициентом деления. При этом., как и рассматривалось , ранее, число импульсов, поступившие на вход счетчика 9 за период между двумя импульсами частоты i ewx будет равно где период импульсов частоты/ п - коэффициент, задающи;й соотношения ме:кду скоростями V Ч Vy . V, Очевидно, что частота импульсод на быходе делителя 7 с переменным коэффициентом деления будет равна , Таким образом, частота импульсов на выходе делителя 7 с переменным коэффициентом деления будет пропор.циональна угловой скорости вращения шпинделя и требуемой скорости подачи. В рассматриваемом случае скорость Vy будет определяться частотойi gbUf скорость Vx - частотой{ f I , -тпг-- При подаче высокого логического уровня на вход Инту -скорость Vj( будет задаваться коэффициентом k , а скорость tj будет определяться коэффициентом п, . К дополнительным возможностям предлагаемого устройства относится работа без интерполятора с программированной скоростью подачи tio одной из координат при подаче высокого логического уровня на шину X или соответственно. При этом коэффициент,П4 устанавливается равным нулю. В этом случае предлагаемое устройство, так как ОЕЮ осуществляет равномерную подачу режуЩегО инструмента (,в миллиметрах на оборот вращения шпинделя) может быть использовано для нарезания точных реэь

/AW7 у l/нтЛ

ЦИФРОВОЙ ЛИНЕЙНЫЙ ИНТЕРПОЛЯТОР, содержащий генератор тактовых импульсов, первый, второй, третий и четвертый счетчики импульсов, первый и второй регистры, отличающийся тем, что, с целью упрощения схемы и расширения функциональных возможностей за счет обеспечения функционирования с программированной скоростью подачи по одной координате, в него введены первый и второй делители с переменным коэффициентом деления, шесть элементов И, первый и второй элементы ИЛИ, соединенные входами соответственно с выходс1ми первого, второго, третьего, четвертого, пятого, шестого элементов И, причем первые входы шестого и третьего элементов И подключены к шине Интерполяция по Y , первые входы пятого и второго элементов И - к шине Интерполяция по X, первый вход четвертого элемента И - к шине Координата X, а первый вход тт.зрвого элемента И к шине КоординатаY, второй его вход связан с выходом первого делителя частоты с переменным коэффициентом деления, с вторыми входами второго, четвертого и шестого элементов И и с управляющими входами первого регистра, первого счетчика импульсов и второго счетчика импульсов, подключенного установочным входом к шине Отношение скоростей по координатам X и Y , а выходом - к счетному входу первого счетчика импульсов, соединенного выходом с информационным входом первого регистра, подключенного BUXoiiOM к установочному входу второго делителя частоты с переменным коэффициентом деления, связанного выходом с вторыми входами третьего и пятого элементов И, а информационным входом - с счетными входами второго и третьего счетчиков, с выходом генератора тактовых импульсов и с информационным.,входом первого делителя частоты с переменным коэффициентом деления, подключенного установочным входом к выходу второго регистра, соединенного информационным входом с выходом четвертого счетчика импульсов, а управляющим входом - с управляющим входом четвертого счетчика импульсов с шиной Частота вращения шпинделя и с управляющим входом третьего счет чика импульсов, подключенного установочным входом к шине Скорость подачи привода, а выходом - к счетному входу четвертого счетчика им пульсов.