Устройство для задания программы Советский патент 1987 года по МПК G05B19/18 

13

Изобретение относится к автоматик и вычислительной технике, может быть использовано в системах числового программного управления станками, прежде всего токарными станками, для обработки зеркал, а также асферической оптики.

Целью изобретения является создание возможности интерполяции эллип- сов с произвольным соотношением осей и повышение быстродействия.

На фиг. I изображена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - пространственная аналогия, поясняющая принцип действия устройства, т.е. интерполяцию эллипса; на фиг. 3 - схема блока 5 управления, приведенная в варианте; на фиг. 4 - функциональная схема двухкоординатно- го интерполятора 2 с принудительным шагом на большей координате; на фиг. 5 - временная диаграмма работы двухкоординатного линейного интерполятора с принудительным шагом по большей координате.

Устройство содержит круговой интерполятор 1, двухкоординатный линейный интерполятор 2 с принудительным шагом по большей координате, счетчи- ки 3 и 4, блок 5 управления.

Блок 5 управления содержит триггеры 6 и 7, элемент КПИ 8, элемент И 9.

Двухкоординатный линейный интерполятор 2 с принудительным шагом по большей координате содержит накапливающий сумматор 10 оценочной функции блок I1 элементов ИЛИ, первый 12 и второй 13 блоки элементов И, первый 14 и второй 15 регистры, элемент И 16 элементы 17 и 18 задержки.

Пространственная аналогия (фиг. 2) показывает, что при выполнении в плоскости Z J- круговой интерполяции окруж- ности радиуса R проекция этой окружности на плоскость XZ дает эллипс с осями , a Rcosct, где oi. - угол между осями Х,у или между плоскостями Z( и XZ. В случае интерполяции дуги АБ окружности радиуса R проекция этой дуги на плоскость ZX дает дугу А Б эллипса с осями , a Rcosoci.

Убедимся, что схема фиг. 1 выпол

няет интерполяцию дуги эллипса Д В . Перед началом работы занесем информацию в блоки устройства: в круговой интерпол ;тор I - величины Z „

и

где ;V,

п линейный инь

Q

15 о 25

о

0

5 Q

35

5

терполятор 2 - величины R и a Rcosod; в счетчики 3,4 - величины uZ и ЛХ в дополнительном коде, причем д . По сигналу Пуск, поступающему на второй вход блока 5 управления, с его выхода на вход ар- , гумента кругового интерполятора 1 начинает поступать импульсы частоты f. Круговой интерполятор 1 начинает интерполяцию окружности радиуса R в координатах Z,Y от точки А по часовой стрелке, так как задана команда G02 (интерполяция по часовой стрелке) в сторону точки Б. Выходные импульсы координаты Z поступают на первый вход счетчика 3 и на выход устройства. Выходные импульсы координаты Y поступают на вход аргумента линейного интерполятора 2, который начинает интерполировать прямую, заданную вели-чинами R и а. Так как линейный интерполятор 2 вьтолнен по схеме с принудительным шагом по большей координате, а , то каждый импульс аргумента, который является импульсом координаты ) интерполятора 1, проходит на выход линейного интерполятора 2 по координате У, причем в нашем случае он не используется. А каждый импульс координаты, в которую записана величина а, проходит на выход устройства по координате X и на первый вход счетчика 4. Так как количество импульсов на выходах координат у интерполяторов 1 и 2 равно, а линейный интерполятор 2 решает пропорцию a:R, то очевидно, что в осях XZ устройство будет интерполировать заданный эллипс. Интерполяция закончится, когда с выходов устройства пройдет соответственно uZ ийХ импульсов, при этом переполняются счетчики 3, 4 и сигналы их переполнения поступят в блок 5. При этом блок 5 прекращает пропускать импульсы частоты f на вход аргут-1ента кругового интерполятора 1. Отработка заданного участка эллипса закончена..

Блок 5 управления (фиг. 3) работаем т следующим образом.

По сигналу Пуск триггеры 6 и 7 уст.-у1,1вливаются в состояние 1, их У1-.1Ходные единичные потенциалы через элемент ИЛИ 8 открывают элемент И 9, выходная частота f которого начинает поступать на вход аргумента интерполятора 1 . Сигнал с выд; счетчика 3 с:5раг.ызает в О грш гер 6, сигнал с

выхода счетчика 4 сбрасьтает в О триггер 7, В результате на обоих входах элемента ИЛИ 8 оказьшаются нулевые потенциалы, на его выходе - также О и, следовательно, закрывается элемент И 9. Прохождение импульсов частоты f на вход аргумента интерполятора 1 прекращается.

Линейный интерполятор 2 (фиг. 4) работает следуюпщм образом.

Перед началом работы в регистр 14 заносится величина R, а в регистр 15 - а в дополнительном коде, причем . Сумматор 10 сброшен в О. Поскольку нуль - число положительное, то .

Пришедший на вход первый импульс проходит на выход по координате х и через элемент 18 задержки поступает на управля О 1Щй вход блок,а 13 элементов И. В сумматор 10 добавляется дополнительный код числа а. В результате U-iO. Следующий импульс с входа проходит по координате У на выход, через элемент 18 задержки - на вход блока 13, через элемент И 16, открытый сигналом , на выходе по координате X и через элемент 17 задержки - на вход блока 12.

Величины задержек в элементах 17 и 18 делают неодинаковыми, поэтому в сумматор 10 последовательно добавляется прямой код величины R и дополнительный код величины а, т.е. величина (R-a). Но , поэтому величина (R-a)0. В сумматоре была величина отрицательная, к ней добавляется - . положительная. Следующий входной импульс отработается в зависимости от знака и, как в первом или как ца втором случае.

Пример. Пусть , . Тогда работа интерполятора соответствуе таблице.

Таблица отражает временную диаграмму на фиг. 5, т.е. на 10 импульсов на входе линейный интерполятор 2 формирует 10 импульсов на своем выходе у и один импульс на выходе X, причем входной импульс линейного интерполятора 2 и импульс по большей (j) координате всегда совпадают. Кроме того, импульс по меньшей координате (X) выдается одновременно с импульсом по большей координате.

Формула изобретения

Устройство для задания программы, содержащее круговой интерполятор и первый счетчик, отличающее- с я тем, что, с целью обеспечения возможности интерполяции эллипсов с

5 произвольным соотношением осей и по- вьш1ения быстродействия, введены двух- координатный линейный интерполятор с принудительным шагом по большей координате, блок управления и второй

0 счетчик, причем первый выход кругового интерполятора подключен к первому входу первого счетчика, а второй выход - к входу аргумента двухкоорди- натного линейного интерполятора с

5 принудительным шагом по большей координате, первый выход которого соединен с первым входом второго счетчика, выходы переполнения первого и второго счетчиков подключены к первым вхо0 дам блока управления, второй и третий входы которого являются пусковым входом и частотным входом устройства соответственно, выход блока управления соединен с входом аргумента кругового интерполятора, первые входы которого являются входами координат начальной точки интерполяции, второй вход кругового интерполятора является входом направления интерполяQ ции, первые входы двухкоординатного линейного интерполятора с принудительным шагом по большей координате являются входами величин осей эллипса, вторые входы первого и второго счетчиков являются входами приращений координат, первый выход кругового интерполятора и первый и второй выходы двухкоординатного линейного интерполятора с принудительным шагом по большей координате являются коор5

0

динатными выходами устройства.

ZH , XH)

AIZH.H}

5(ZKfXf() ВИк K)

Фиг. 2

фиг. J

ю

/h

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах ЧПУ токарными станками для обработки зеркал, а также асферической оптики. Целью изобретения является обеспечение- интерполяции эллипсов с произвольным соотношением осей и повышение быстродействия. В устройство введены двух- координатный линейный интерполятор 2 с принудительным шагом по большей координате, блок управления 5 и второй счетчик 4. Обработка эллипса задается одним кадром программы, что упрощает программирование и сокращает обьем устройства. 5 ил., 1 табл. с & (Л СХ7 4 оо vj со Фие.1

ц 18

X

1 2 3 5 S 7 в 9 WriJ213

ша I I I I I I I I I I I I I I I I

У.,г.Л I I I I I I I I I I I I I I I

2 /2

1 Вы ход I

Составитель A. Исправникова Редактор A. Маковская Техред Л,Сердюкова Корректор С. Шекмар

Заказ 5186/45 . Тираж 862Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

J

/

/J

/5

Л7/7.

Фиг. «

;0i/f, 5