Устройство для задания программы обработки в полярных координатах Советский патент 1988 года по МПК G05B19/18 

(Я

со со

sj

4

Фиг.{

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах управления станками и другим оборудб- ваиием..

Цель изобретения - расширение у функциональных возможностей устройства.

На фиг. 1 изображена структурная схема устройства; на фиг. 2 - геометрическая схема, поясняющая его работу.

Устройство состоит из накапливающих сумматоров 1-5, комбинационного сумматора 6, счетчиков 7-11, линейного интерполятора 12, регистров 13 и 14, блока 15 элементов ИЛИ, блоков 16 и 17 элементов И, элемента .НЕ 18, генератора 19 высокой частоты f., 5 элементов И 20-26, элементов ИЛИ 27-29, триггеров 30-33, причем элементы 3,4,9,10,22 и 23 образуют круговой интерполятор, построенный на цифровых дифференциальных анализаторах (ЦДЛ).

Задачей устройства является интерполяция в полярных координатах окружности, центр которой не совпадает с полюсом (фиг. 2), т.е. в декартовых координатах она описьюается уравнением вида

(х а) + у R

(1)

Для перехода в полярные координазаменим в (1) х на fi-cos V у на sin 45 и получим

200

Р- 2а р: cos If + а R ,

(2)

Тогда оценочная функция принимает -вид

211

и, ; р. - 2а f. cos If- + а -R . д , J

Таким образом, для первой четверти и обхода против часовой стрелки (фиг, 2) справедлив следуюший алгоритм работы.

При и , О шаг по р на минус еди- ницу; т.е. f. f. . Тогда новое значение оценочной функции

U,,1,J ПД-, ) 2а-(р.- 1) XCOS Ц1- + а - R

или после тождественных преобразований с учетом формулы (3) получим

и. . и. . - 2Р. + 2а 1.

H-t,-f,

X

(4)

При и 4. О шаг по f на плюс единицу, т.е. f. Vj . Тогда новое значение оценочной функции

+а

Ui,JM Р - 2ap со8(.+ 1) + - R, Си

(6)

но сов(Ч . + 1) cos . + дсовМ , тогда

J 2U; ;, /, + 2ар- соз.- 2ар,- X 4 co sV- + R2(7)

о

или с учетом формулы (3)

i, i,J - 2аУ, dcosV. (8)

Для реализации круговой интерполяции в полярных координатах информация перед началом работы распределяется по блокам устройства (фиг. 1) следующим образом: в счетчик 7 заносится величина Лрв дополнительном коде, т.e., в. сумматор 2 заносится величина 2ар в дополнительном коде, в регистр 13 - величина 2а, в счетчик 8 - величина 2 ft в допол-.

нительном коде, в сумматор 5 - величина 2a.cos4p, в регистр 14 - величина 2а в дополнительном коде, сдвинутая вправо на п разрядов, где п - разрядность кругового интерполятора, в счетчики 9 и 10 - величины cosif и sinf соответственно, в счетчик 11 - величина Л Ч в дополнительном коде, в регистры линейного интерполятора 12 заносятся константы „ (КИ), т.е. количество импульсов аргумента кругового интерполятора, соответствующее 90°, и (ДОС), т.е. количество отсче.тов датчика обратной связи координаты f за 90, ВСЕ

триггеры в нуле.

I

Пусть сумматор 1 в нуле. Тогда на.выходе элемента НЕ 18 имеется единица. По сигналу Пуск 1 триггеры 32 и 33 устанавливаются в единицу,

при этом через элемент ИЛИ 29 открывается элемент И 26 и импульсы частоты f поступают на входы элементов И 20 и 21. Так как U , то открыт элемент И 20, поэтому шаг делается

по координате р, при этом импульс с выхода элемента И 20 через элемент ИЛИ 27 поступает на вход записи сумматора 1 и своим задним фронтом добавляет к содержимому сумматора 1

с выхода комбинационного сумматора 6 по цепи блоков 17 и 15 величину (2Я)з 2a-cosfj+ 1, осуществляя вычисление нового значения оценочной функции . Тот же импульс

своим задним фронтом добавляет единицы в счетчики 7 и 8 и вычитает из содержимого сумматора 2 величину 2а. Но так, как на выходе сумматора 2 мы имеем 2а J. в дополнительном коде, то вычитание осуществляется добавлением прямого уода 2а. При U 0 импульс частоты f проходит че-рез элемент И 21 на выход устройства по координате ( и поступает на единичный вход триггера 30. В результате открывается элемент И 24 и импульсы частоты -f „ через элемент ИЛИ 28 поступают на вход аргумента линейного интерполятора 12. Выходные импульсы его первой координаты поступают на вход аргумента кругового интерполятора на ЦДЛ. Если при этом вырабатывается импульс прирашения cos Ift то он корректирует код в счетчике 9 на минус единицу, а пройдя через элемент ИЛИ 27, по заднему фронту обеспечивает добавление к коду в сумматоре 1 величины 2а р- в дополнительном коде с выхода сумматора 2 по цепи блоков 16 и 15. Этот же импульс обеспечивает добавление к содержимому сумматора 5 величины 2а. 2 КЗ регистра 14 Первый же импульс по второй координате линейного интерполятора 12 сбрасьшает в нуль триггер 30. С приходом следующего импульса частоты f в зависимости от знака U повторяется один из этих циклов. Отработка заданной ду ги АВ заканчивается, когда переполняются оба счетчика 7 (др) и 1 1 (йЧ) , при этом оба триггера 32 и 33 сбрасьшаются в нуль. При желании можно осуществить автоматическое вычисление величин cos Vf ,. , 2a-cos Для этого необходимо занести в счетчики 9 и 10 единицу и нуль соответственно, в сумматор 5 - величину 2а, в счетчик 1 1 - величину Ч . По сигналу Пуск 2 триггер 31 устанавливается в единицу и на вход линейного интерполятора 12 поступают импульсы f - через элементы И 25, ИЛИ 28 до тех пор, пока не переполнится счетчик 11 и выключит триггер 31. К этому моменту в счетчиках 9 и 10 оказываются величины co sf, sinV, а в сумматоре 5 - величина

Р . о

в качестве линейного интерполятора 12 может быть использован любой двухкоординатный линейный интерполя

5

0

5

0

5

0

5

0

5

тор, построенный по любому известному принципу.

Формула изобретения

Устройство для задания программы обработки в полярных координатах, состоящее из первого счетчика, пе:рво- го и второго блоков элементов И, выходы которых через блок элементов ИЛИ соединены с входами первого накапливающего сумматора, выход переноса которого соединен с входами первого блока элементов И, с входом первого элемента И и с входом элемента НЕ, выход которого соединен с входами второго блока элементов И и второго элемента И,отличаю- щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него дополнительно введены второй, третий, четвертый и пятый накапливающие сумматоры, комбинационный сумматор, второй, третий, четвертый и пятый счетчики, первый и второй регистры, линейный интерполятор, третий, четвертый, пятый, шестой и седьмой элементы И, первый, второй и третий элементы ИЛИ, первый, второй, третий и четвертый триггеры и генератор высокой частоты, причем выход первого элемента И сое динен с входом третьего триггера, выход второго элемента И соединен с входами первого элемента ИЛИ, первого счетчика, второго накапливающего сумматог ра и второго счетчика, выход которого соединен с первым входом комбинационного сумматора, второй вход которого подключен к выходу пятого накапливающего сумматора, выход ком- бинационного сумматора подключен к входу второго блока элементов И, выход первого регистра подключен к входу второго накапливающего сумматора, а его выход - к входу первого блока элементов И, выход второго регистра соединен с входом пятого накапливающего сумматора, выходы третьего и четвертого счетчиков соединены с входами третьего и четвертого накапливающих сумматоров соответственно, вькоды переноса которых присоединены к входам третьего и четвертого элементов И соответственнб, другие входы которых, также как и входы суммирования третьего и четвертого накапливающих сумматоров.

51

соединены с первым выходом линейного интерполятора, выход третьего элемента И соединен с входом четвертого счетчика, выход четвертого элемента .И подключен к входам третьего счетчика, пятого накапливающего сумматора и первого элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу первого накапливающего сумматора, выход первого счетчика соединен с входом первого триггера, другой вход которого соединен с аналогичным входом второго триггера, и их вьжоды соединены с входами второго элемента ИЛИ, а его выход - с входом щестого элемента И,

099746

выход которого подключен к входам первого и второго элементов И, вы- ход генератора подключен к входам пятого и седьмого элементов И, выход третьего триггера подключен к входу пятого элемента И, а его выход - к входу третьего элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с вы- Q ходом седьмого элемента И, а выход - с входом линейного интерполятора, выход которого подключен к входам третьего триггера и пятого счетчика, а его выход - к входам второго и 15 четвертого триггеров, а выход последнего - к входу седьмого элемента И,

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано в системах управления станками и другим оборудованием. Цель изобретения состоит в расширении функциональных возможностей устройства за счет осуществления интерполяции окружности в полярньпс координатах, центр которой не совпадает с полюсом. Решение данной Задачи обеспечивается введением четырех накапливающих сумматоров 2-5, комбинационного сумматора 6, четырех счетчиков 8-11 линейного интерполятора 12, двух регистров, пяти элементов И 22-26, трех элементов ИЛИ 27-29, четырех триггеров 30-33 и генератора частоты 19. 2 ил.

фиг. 2