Многокоординатный линейно-круговой интерполятор Советский патент 1990 года по МПК G05B19/4103 

1

(21)4450606/24-24

(22)28.06.88

(46) 30о10,90. Бюл. IT 40

(71)Харьковский политехнический институт имо ВоИо Ленина и Харьковское авиационное производственное объединение им Ленинского комсомола

(72)Л,В. Личман, В,М, Мурза, О,Г, Простаков, . Раисов, В.Но Спасский и А.Н. Сухер

(53)621,503.55(088,8)

(56)Сосонкин 3,Л,, Михайлов ОЛ, Павлов Ю.АО и др. Программное управление станкамИо М,: Машиностроение, 198I, с, 227-248,

Авторское свидетельство СССР К 1315939, кл, G 05 В 19/18, 1986,

(54)МНОГОКООРДИНАТНЫЙ ЛИНЕЙНО-КРУГОВОЙ ИНТЕРПОЛЯТОР

(57)Изобретение относится к технике автоматизированного управления произ.водственными процессами и может быть использовано в системах числового программного управления станками. Цель изобретения - расширение области применения Устройство содержит блок управления 1 интерполяцией, блок управления 2 обменом информацией, коммутатор 3,блок 4 определения sHaifa оценочной функции, счетчик перемещения 5, блок 6 двухкоординатной интерполяции, два оперативных запоминающих устройства 7 и 8, демультиплек- сор 9, блок управления 10 круговой интерполяцией, п элементов ИЛИ П, блок буферной памяти типа FIFO, состоящий из п сдвиговых регистров 12 (по числу координат), два сдвиговых регистра 13 и 14, блок 15 вывода координат, Интерполятор позволяет осуществить на одном интерполяционном блоке как линейную интерполяцию в п координатах, так и круговую интерполяцию в любой из трех плоскостей XY, XZ, YZ. Интерполяция ведется в ускоренном масштабе времени по циклам с запоминанием распределения шагов в блоке памяти FIFO и последующем считыванием из него с заданной программой частотой, 9 ил о

с SS

(Л

35

со со

4 СП

10

15

20

Изобретение относится к технике автоматизированног о управления производственными процессами и может быть использовано в системах числового программного управления станка - ми.

Цель изобретения - расширение об- . ласти применения интерполятора за счет -реализации круговой интерполяции в любой из трех плоскостей

На фиг.1 приведена схема многокоординатного линейно-кругового интерполятора; на фиг о 2 - схема блока двух- координатной интерполяции совместно с ОЗУ; на фиг.З - схема блока управления интерполяцией; на фиг.4 - схема блока управления обменом информации; на фиг. 5 - временная диаграмма импульсных последовательностей; на фиго 6 - схема блока определения знака оценочной функции; на фиг о 7 - схема коммутатора; на фиг. 8 - схема блока управления круговой интерполяцией; на фиг 9 - схе- 25 ма блока вывода координат , Интерполятор содержит блок 1 управления интерполяцией, блок 2 управления обменом информации, коммутатор 3, блок 4 определения знака оценочной функции, счетчик 5 перемещения, блок 6 двухкоординатной интерполяции, блоки 7,8 оперативной памяти приращения по ведомым координатам значения оценочных функций (ОЗУ), демультиплексор 9, блок 10 управления круговой интерполяцией, п элементов ИЛИ 11, блок буферной памяти типа FIFO, содержащий п (по числу координат) регистров 12 сдвига, регистры 13, 14 сдвига, блок 15 вывода координат, а также входы 16-25 уст- ройства„

30

35

40

Плоскоть

уменьшение по абсолютной величине текущего значения соответствующей координаты X или Y, на вход 23 - по ши- 5 не команды ,,«,, оп- ределяго1цие отрицатель ноё направление перемещения по соответствующей координате, на входы 24 и 25 - только при круговой интерполяции команды Плоскость (пло Х Xj) и (пл, ), определяющие плоскость обработки дуги окрз жности соответственно XZ и YZ.

Блок 6 (фиго2) содержит два мультиплексора 26,27, два координатных ре гистра 28,29 (реверсивные двоичные счетчики), элементы И 30, 31, элемент ИЛИ 32, мультиплексор 33, комбинацион ный сумматор 34 для вычисления текущего значения оценочной функции, муль типлексор 35, элементы ИЛИ 36, 37, D-триггер 38, регистр 39 для хранения текущего значения оценочной функции, элемент ИЛИ 40, а также представлены блоки 7 и 8, хранящие в процессе линейной интерполяции соответственно приращения по ведомым координатам LX; и значения оценочных функций U, (,2,,..п). Комбинационный сумматор 34 совместно с регистром 39 образует сумматор накапливающего типа. Разрядность регистров 28,29 и 39, сумматора 34, блоков 7 и 8 равна 1 и определяется максимально возможным переме щением по координатам или максимально возможным радиусом дуги окружности Количество 1 разрядных слов, записываемых в блоки 7 и 8, равно п, где п - максимальное число координат, в которых ведется линейная интерполяция

Блок 1 (фиГоЗ) содержит счетчик 41 тактов интерполяции, элемент ИЛИ 42,

50

счетчик 43 тактов блока задания скоросВход 16 устройства соединен с выхо- ти,элементы И 44,45, счетчик 46 циклов дом блока задания скорости, а входы 17-25 - с выходами блока программы. На взйэд 17 подается-команда Круговая интерполяция (1Ш)5 на вход 18 - сигнал начальной установки (НУ), на вход 1 9 - по шине сигналы импульсных последовательностей f ,f2.,f j.f ф (фиго5), а также сигналы управления во время ввода очередного кадра информации, на вход 20 - по шине слова данных, на входы 2Г и 22 - только при круговой интерполяции команды K уменьшается (,) и Х уменьшается (), которые обозначают

55

интерполяции, элементы ИЛИ 47, 48, элемент И 49, триггер 50 блокировки тактовой частоты интерполяции (т.инт.) элемент И 51.

Блок 2 (фиг.4) содержит элементы И 52,53, элементы ИЛИ 54, триггеры 55,56, четыре элемента И 57-60, элементы ИЛИ 61, 62, элемент И 63, счетчик 64 адреса блоков 7,8,

Блок 4 (фиг с, 6) содержит элемент ИЛИ 65, элемент И 66, триггеры 67 и

68знака оценочной функции, регистр

69сдвига, элемент И 70,

0

5

0

5

0

5

0

Плоскоть

уменьшение по абсолютной величине текущего значения соответствующей координаты X или Y, на вход 23 - по ши- 5 не команды ,,«,, оп- ределяго1цие отрицатель ноё направление перемещения по соответствующей координате, на входы 24 и 25 - только при круговой интерполяции команды Плоскость (пло Х Xj) и (пл, ), определяющие плоскость обработки дуги окрз жности соответственно XZ и YZ.

Блок 6 (фиго2) содержит два мультиплексора 26,27, два координатных регистра 28,29 (реверсивные двоичные счетчики), элементы И 30, 31, элемент ИЛИ 32, мультиплексор 33, комбинационный сумматор 34 для вычисления текущего значения оценочной функции, мультиплексор 35, элементы ИЛИ 36, 37, D-триггер 38, регистр 39 для хранения текущего значения оценочной функции, элемент ИЛИ 40, а также представлены блоки 7 и 8, хранящие в процессе линейной интерполяции соответственно приращения по ведомым координатам LX; и значения оценочных функций U, (,2,,..п). Комбинационный сумматор 34 совместно с регистром 39 образует сумматор накапливающего типа. Разрядность регистров 28,29 и 39, сумматора 34, блоков 7 и 8 равна 1 и определяется максимально возможным перемещением по координатам или максимально возможным радиусом дуги окружности Количество 1 разрядных слов, записываемых в блоки 7 и 8, равно п, где п - максимальное число координат, в которых ведется линейная интерполяция

Блок 1 (фиГоЗ) содержит счетчик 41 тактов интерполяции, элемент ИЛИ 42,

ти,элементы И 44,45, счетчик 46 циклов

интерполяции, элементы ИЛИ 47, 48, элемент И 49, триггер 50 блокировки тактовой частоты интерполяции (т.инт.), элемент И 51.

Блок 2 (фиг.4) содержит элементы И 52,53, элементы ИЛИ 54, триггеры 55,56, четыре элемента И 57-60, элементы ИЛИ 61, 62, элемент И 63, счет чик 64 адреса блоков 7,8,

Блок 4 (фиг с, 6) содержит элемент ИЛИ 65, элемент И 66, триггеры 67 и

68знака оценочной функции, регистр

69сдвига, элемент И 70,

Блок 3 (фиг с, 7) содержит элемент ИЛИ 71, элементы И 72, 73, элемент ИЛИ 74о

Блок 10 (фиго 8) содержит триггеры 75-77, элементы И 78-82, элемент ИЛИ 83, элемент И 84, элемент ИЛИ 85 восемь элементов И 86-93, элементы ИЛИ 94-96, элементы И 97,98,

Блок 15 (фиго9) содержит триггеры 99,100, элемент ИЛИ 101, элемент И 102, четыре элемента 2И-ИЛИ 103- 106, элемент И 107, п триггеров 108 (по количеству координат), п элементов И 109 и п элементов И I 0„ Выходы элементов И 109 и 110 являются выходами устройства, соответствующими отрицательному и положительному направлению перемещения по координатным

осям Х ,Х2, о а oXj ,

Устройство работает следующим образом.

При линейной интерполяции в Х, Xj, о о .Xfj координатах вводится понятие условной координаты р, приращение по которой на каждом участке рав но приращению по максимальной координате, Tt,eo координата О всегда является ведущей, а координаты Х,Х,,, ao, ведомыми Интерполяция ведется в ускоренно:- масштабе времени по циклам в одном блоке 6. В первом цикле осуществляется интерполяция в координатах ведущая - первая ведомая (р-Хд), во втором цикле - ведущая - вторая ведомая (р-Х2), в п-м цикле - ведущая - п-я ведомая (), где кадый цикл состоит из m тактов интерполяции.

Используется оценочная функция, вида

y; ftX;p-u()X;,(1)

где Uj-i-л оценочная функция;

ДХ- - приращение по i-й ведомой координате;

текущее значение i-й ведомой координаты;

р - приращение по ведущей коодинате;

р - текущеее значение ведущей координаты;

1-1,,««,П«

Если , необходимо выполнить шаг по ведомой координате X j, а новое значение оценочной функции определяется

и.и--Ар.(2)

Если , необходимо выполнить шаг по ведущей координате р, а новое

X; ДРзначение оценочной функции определяется

0

5

.11

и- и,ч-йХ

(3)

Зная знак оценочной функции U.; для очередного шага и прогнозируя для следующего шага знак оценочной функции и ; или U; , ещв до выполнения очередного шага в соответствии с вы- ражения№1 (2) и (3) можно выпускать принудительно шаг по ведущей координате на очередном такте интерполяционной частоты, если его необходимо выполнить на следующем такте, Следова- 5 тельно, каждый щаг по ведомой координате будет выходить одновременно с шагом по ведущей координате,поскольку после щага по ведомой координате в соответствии с выраже шями (1)-(3) должен формироваться шаг по ведущей координате, по сле которого может быть шаг как по ведущей, так и по ведомой координате. Сигналы, вышедшие по ведущей координате, используются как сдвиговые для занесения последовательного кода шагов по ведомой координата в регистры 12 буферной памяти и для отсчета m тактов интерполяции в каждом цикле о

Появление сигнала Начальная уста0

5

0

5

0

5

новка на входе 18 инициируется с панели управления или при смене кадра информации сигналом перепои1негаш Конец отработки счетчика 5., Регистры 12 сбрасываются в нулевое состояшю, а на входе 17 устанавливается потенциал О, соответствующий линейной интерполяции, после чего начинается ввод информации кадра из блока программы в интерполятор, 1-Разрядные слова кадра выставляются блоком программы на вход 20 в строгой последовательности даже при ненулевых приращениях: приршцение по первой ведомой координате ДХ, приращение по второй ведомой координате U 5, ,. , приращение по п-й ведомой координате АХ., приращение по ведущей координате дп , после чего происходит ввод слова команд, а также кода скорости в блок задания скорости, В такой же последовательности приращения по ведомым координатам UX через блок 6 заносятся в блок 7 под воздействием комбинации сигналов с выходов блока 2, В блок 8 по всем адресам прсшзиодит- ся запись нулей, что .соответствует начальным значениям оценочных функций и,. По окончании записи по ппследнему адресу приращения АХ в блоке 7 восстанавливается начальный адрес и в регистр 28 ведомой координаты (ВМК) блока 6 заносится приращение ДХ из блока 7 о Затем в регистр 29 ведущей координаты (ВДК) блока 6 и счетчика 5 по входам 20 заносится приращениеДро Запись информации в регистры 28,29.происходит сигналами, поступающими с четвертого выхода блока 2 по шине управления на четвертый вход блока б с Сигнал Конец кадра поступает через вход 19 на второй ВХОД блока 2 после передачи слова команд из блока программы При отсутствии команды Круговая интерполяция блок 2 формирует на своем пятом выходе сигнал Конец ввода, который поступает на второй вход бло- 1 . По сигналу Конец ввода -с

ка

первого выхода блока 1 тактовая частота интерполяции С нт начинает поступать на первый вход блока 4 и пятые входы блоков 6 и 10. Начинается первый цикл интерполяции,

В зависимости от знака оценочной функции и , которая с выхода блока 4 передается на вход блока 6, в последнем вычисляется новое значение оценочной функции UJ или и в соответствии с выражениями (2) и (3) на комбинационном сумматоре 34 еще до формирования очередного шага, а прогнозируемый дпя следующего шага знак оценочной функции фиксируется на выходе блока 6 и передается на вход блока 4. Следовательно, блок 4 располагает информацией о распределении двух очередных шагов по осям ведущая - ведомая. На каждом такте f „, новое значение оценочной функ И п .

ции, вычисленное на комбинационном сумматоре 34, заносится в память

накапливающего сумматора регистр 39

блока 6. Прогнозируемый шаг по ведущей координате П формируется в виде

импульсного сигнала на выходе блока и поступает на вход блока 1 дпя подсчета количества вьшолненных тактов

- интерполяции,а, проходя через демуль типлексор 9, сигнал попадает на первый вход только одного из п элементо ШЕИ 11, номер которого равен номеру ведомой координаты, участвующей в данный момент в интерполяции и номеру цикла интерполяции Управление демультиплексором 9 осуществляется с выхода блока 1 о Сигнал с выхода

, 10

4ь-ов6033458

элемента HJlIi 1 1 используется как сдвиговый дпя занесения кода 1 или О в регистр 12 с номером, равным номеру элемента Ш1И 11, Код 1 или О формируется блоком 4.на его третьем выходе в зависимости от знака оценочной функции и, сохраняется до следую щего шага и через блок 10 передается на входы последовательного занесения информации регистров 12 При линейной интерполяции на вход последовательного занесения информации первого регистра 12 и объединенные аналогичные входы второго - п-го регистров 12 подается соответственно с третьего и четвертого выходов блока 10 одинаковый потенциал, причем высокий потенциал соответствует коду 1 и наличию шага по ведомой координате, а нулевой потенциал соответствует коду О и отсутствию шага по ведомой координа- Tsi: Когда в первом цикле интерполяции выйдет п шагов по ведущей координате р, первый га-разрядный регистр 12 будет заполнен кодом шагов по первой

15

20

25

30

35

40

45

50

55

ведомой координате X,, а блок 1 блокирует частоту f7,WHT и формирует на своем втором выходе сигнал Обмен, который поступает на первый вход блока 2о Закончился первый цикл интерполяции, начинается обмен информацией между блоком 6 и блоками 7,8 под управлением блока 25

Блок 2 вырабатывает комбинацию сигналов дпя записи информации из блока 6 в блоки 7,8 по ранее установленному (начальному) адресу, В блок 8 заносится текущее значение оценочной функции и,, а в блок 7 - приращение по первой ведомой координате ЛХ(, которое лишь подтверждает значение ЛХ,, хранящееся по указанному адресу после ввода кадра информации. Запись ДХ в блок 7 осуществляется только из соображений соблюдения идентичности выполняемых операций при обмене информа- цией, что упрощает функции блока 2. После этого блок 2 увеличивает адрес на единицу и вырабатывает комбинацию сигналов для считывания из блоков .7 8 и передачи в блок 6 слов U. Запоминание знака оценочной функции Uj и запись для интерполяции в следующем цикле знака оценочной функции Uj происходит в блоке 4 Блок 6 подготовлен к второму циклу интерполяции

С пятого выхода блока 2 по шине на второй вход блока передается синал Конец обмена, действующий аналогично сигналу Конец ввода, разблокирует j , Начинается второй цикл интерполяции, в котором заполняется последователь)1ым кодом шагов по второй ведомой координате второй регистр 12. До п-го цикла обмен информацией между блоком 6 и блоками 7,8 происходит аналогично описанному обмену после первого цикла. После окончания m тактов интерполяции в п-м цикле также происходит обмен ин- ,формацией, с той лишь разницей, что из блока 6 в блоки 7,8 слова передаются по последнем адресу, а в блок заносятся слова по восстановленному начальнрму адресу, а сигнал Конец обмена не разблокирует частоту fj,v,n Блок 6 подготовлен к продолжению и н- терполяции в координатах ведущая - первая ведомая, а все п регистров 12 заполнены кодом шагов по координатам Все п циклов интерполяции должны производиться за время, меньшее периода следования сигналов с блока заданной скорости.

Импульсы с выхода блока задания скорости (БЗС), поступающие на вход 16, подаются через элементы ИЛИ 11 на входы сдвига первого - п-го регистров 12, на выходах которых формируются управляющие сигналы по коорди натам с заданной по программе частотой. Управляюпдае сигналы по координате X ц поступают на i-й вход блока 15 и появляются на 2 i-м выходе, соответствующем отрицательному на

правлению перемещения по данной координате, если во время ввода кадра по входной шине 23 поступила команда -Х.. При отсутствии команды -Х, .сигналы появляются на (21-1 )-м выходе блока 15, соответствующем положительному направлению перемещения по координате Xj (i l,2,,,,,n),

Импульсы с входа 16 поступают на первый вход блока , где ведется подсчет числа тактовых сигналов с блока зада1шя скорости. За m тактовых сигналов fsjc регистры 12 выйдут в исходное нулевое состояние, а блок

0

5

0

5

негппем работа устройства .С сущес гвлл ется также по циклам в сгоответствии с приведенным описашшм

При линейной интерполяции на третий вход ком м / тагора 3 подается сигнал О и каждый И1 шульс с входа. 16; поступающий на четвертый вход комьг/- татора 3, появляется на его выходе, соединенном с первым входом счетчика 5, Сигнал переполнения Конец отработки счетчика 5, работающего на вычитание, свидетапь ствугт об отработке участка прямой, так как в счетчику 5 находилось максимальное прира- Д р, уменьшенное на единицу в конце вв.ода кадра.

Круговая чнтерполяция реализуется в любой из трех плоскостей на том же блоке 6, причем многоквадрьт :ая интерполяция дуги ведется с одного кадра исходной информации, Дня дуги окружности оценочная функция определяется по

. ()-(x:+Y), (4)

- значент е оценочной функции, в TOsKe с косррннатам-1

где и

J

X, и

i

X ,Y - координаты начальной точки дуги;

Xj ,Yj - целочисленные координаты текущей точки дуги, после выполнения i шагов по оси X и j шагов по оси Y, При отработке дуги в ьервом квадранте против часовой cTpev icH имеем:

V. - Y „.;

Л) -Ли i

Xj.. Х,-1 Yi

Yj,, Y:+

(5)

Из выр.ажения (4} видно, что внутри круга, очерченного дугой, U,, вне круга и,-., а на самой дуге U j 0, Следовательно, чтобы отработать дугу окружности в указанном направлении с отклонением от дуги не более, чем на один шаг, необходимо при Ujj bO делать шаг по оси Y, при - шаг по оси X,

Вычисление оценочной функции ,в каждой новой -точке производится по реку

Изобретение может быть использовано в системах числового программного управления стенками. Цель изобретения - расширение области применения. Устройство содержит блок управления 1 интерполяцией, блок управления 2 обменом информацией, коммутатор 3, блок 4 определения знака оценочной функции, счетчик перемещения 5, блок 6 двухкоординатной интерполяции, два оперативных запоминающих устройства 7 и 8, демультиплексор 9, блок управления 10 круговой интерполяцией, N элементов ИЛИ 11, блок буферной памяти типа FIFO, состоящий из N сдвиговых регистров 12 (по числу координат), два сдвиговых регистра 13 и 14, блок 15 вывода координат. Интерполятор позволяет осуществить на одном интерполяционном блоке как линейную интерполяцию в N координатах, так и круговую интерполяцию в любой из трех плоскостей XY, XZ, YZ. ИНТЕРПОЛЯЦИЯ ВЕДЕТСЯ В УСКОРЕННОМ МАСШТАБЕ ВРЕМЕНИ ПО ЦИКЛАМ С ЗАПОМИНАНИЕМ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ШАГОВ В БЛОКЕ ПАМЯТИ FIFO И ПОСЛЕДУЮЩИМ СЧИТЫВАНИЕМ ИЗ НЕГО С ЗАДАННОЙ ПРОГРАММОЙ ЧАСТОТОЙ. 9 ИЛ.

1 разблокирует частоту fr.инТ-« Б даль- рентным соотношениям:

Г U,-,,J (XoH-Yb-(X;-lf+Yj U,-j -ь(2Х;-1)

I и-- „ (xX).|)U;;-(2Y.+l), (6)

П160334

При отработке дуги в первом квадранте по часовой стрелке оценочная функция определяется следующим, видом.;,

uf.()-(Xo+Y). (7) 5

В этом случае ut. 0 вне круга, внутри Kpyralf

Использование оценочных функций U-j/j и -UJj сохраняет единообразиею

в стратегии отработки дуга: при и любом направлении отработки делается шаг по оси Y, при - по

,i

(X;-«-lf-i-Yf -(. +(2Х; + 1) tj.- xV()(xX)U,.--(2Yj-0. (9)

Оценочные функции U,j и равноправны. При многоквадрантной отработке дуги против часовой стрелки в первом и третьем квадрантах использу-- ется оценочная функция U|,j , а во втором и четвертом квадрантах -U; . При многоквадрантной отработке дуги по часовой стрелке в первом и третьем квадрантах используется оценоч- ная функция и;. S а во втором и четвертом квадрантах - 11;, , Изменение оценочной функции в зависимости от направления отработки производится в неявном виде за счет единообразия стратегии производства шагов и вычисления новых значений оценочной функции.

При круговой интерполяции теку- щее значешге координат изменяется в процессе отработки дуги. Ведущая координата с максимальным приращением) может стать ведомой, а ведомая - ведущей о Следовательно , реализация круговой интерполяции в ко- ,ординатах ведущая - ведомая по принципу линейной усложняется 1 Поэтому круговая интерполяция ведется также,. как и линейная - циклами, в ускоренном масштабе времени, но обычным способом, когда на каждом такте интерполяционной частоты fr, ИНГ ФоР мируется шаг лишь по одной из двух координатных осей, что, в свою очередь, упрощает определение момента перехода через ось при многоквадрантной обработке и выполнение необходимых операций, связанных с этимо

При дальнейшем рассмотрении работы устройства следует учесть соответствие в обозначениях координатных осей: Xj-X, ,

12

оси X. Кроме того, сохраняется единообразие в вычислении очередного значения оценочной функции И, и U., .

тт J

При отработке дуги в первом квадранте по часовой стрелке имеем:

Х(8)

При круговой интерполяции в плос- Q кости XjX в процессе ввода кадра информации блок программы выставляет слова на шину 20 в аналогичной последовательности, как и при линейной: координата начальной точки дуги по 5 оси Х-Х ,0, координата начальной

точки дуги по оси .fn-ir слово с нулевой информацией .(на месте приращения при линейной интерполяции) , полная сумма приращений по ко- 0 ординатам X, ,Х2.-&Х,+АХ j. (на месте приращения по ведущей координате Л О), затем вводится слово команд и код скорости

При отработке дуги в плоскости на место слова X Q ставится слово X ,j(j - координата начальной точки дуги по оси Z, в плоскости Х-Х,на

0

5

0

5

место X Qставится XJQ, а на место нулевого слова ставится ,.

Аналогично и в такой же последовательности, как и при линейной интерполяции, осуществляется ввод слов в блоки 7 и 8, регистры 28,29 блока 6 и счетчик 5о Следовательно, перед вводом слова команд в блоке 7 записаны: по начальному адресу слово Х, , по второму - слово X,2(j. по остальным адресам нулевые слова, в блоке 8.по всем адресам записаны нулевые слова, в регистрах 28 и 29 блока 6 соответственно XK, и (AXi+iX.) в счетчике 5 - C&Xj+AX), причем на адресных входах блоков 7 и 8 выставлен началь-- ный адрес После передачи слова команд из блока программы на входе 17 появляется потенциал 1, соответствующий круговой интерполяции и поступающий на третьи входы блоков 2,4, 6 и 10, коммутатора 3 и пятый вход

блока 1 о В этом случае по сигналу Конец кадра, поступающему из блока программы на вход 19, блок 2 не формирует сигнал Конец ввода, а инициирует обмен информацией между блоком 6 и блоками 7,8. В блок 7 7 из регистра 28 блока 6 передается значение разрушения содержимого регистра 28о В блок 8 заносится нулевое значение оценочной функции. Адрес увеличивается на единицу и из блока 7 передается слово в блок 6, но не в регистр 28, как при линейной интерполяции, а в регистр 29 В регистрах 28 и 29 блока 6 теперь находятся соответственно значения X ,о и , а блок 2 формирует сигнал Конец ввода, поступающий на блок 1, который разблокирует . инт Начинается круговая интерполяция. Блок 2 в дальнейшей работе устройства участия не принимает, так как обмены информацией между блоком- 6 и блоками 7,8 при двухкоординатной круговой интерполяции не нужны. Второй выход блока 4 перекрыт, где при линейной интерполяции формируется шаг по ведущей координате р.. Следовательно, на выходе демультиплексора 9 сигналы не появляются, а блок 1 не ведет отсчет тактов интерполяции в цикле, а также и количества циклов и не формирует сигнал Обмен, Конец цикла фиксируется блоком 1 по появлению на его третьем иил четвертом входах, соединенных соответственно с выходами первого и второго регистрв 12, потенциала.

В зависимости от знака оценочной функции, находящегося в блоке 4 и передаваемого на вход блока 6, в последнем вычисляется новое значение оценочной функции в соответствии с блоками 6 или 9. Каждый тактовый импульс f

т. ИНГ

заносит новое значение

оценочной функции в память накапливающего сумматора блока 6, а ее знак фиксируется в блоке 4 Эти же сигналы f т.инт поступающие на вход бло- ка 10, появляются только при круговой интерполяции на его выходах, Каждьш сигнал с выхода блока 10 поступает на вход блока 6 и изменяв- содержимое одного из регистров 28 или 29 на +1, или -1 в зависимости от того, по какой координатной оси производился шаг и увеличивается или уменьшается данная координата по абсолютной ве

5

личине. G выхода блока Ю скгнач (f iQ vu) поступает на объединенные

С До, li,n)

третьи входы первого и второго элементов ИЛИ 11, с выхода которых этот импульс подается на сдвиговые входы первого и второго регистров 12 для занесения кода шагов по координатам, а также - на сдвиговые входы регистров 13 и 14 На входы , последовательного занесения информшши первого и второго регистров 12 с третьего выхода блока 4 в зависимости от знака оценочной функции через блок 10 подается код шага. Причем если шаг должен выполняться по оси X , то на вход

0

первого регистра 12 подается Г , на вход второго регистра 12 - О, если же шаг должен выполняться по оси Xg то на вход первого регистра 12 подается О, а на вход второго регистра 12 -

В регистрах 13 или 14 фиксируется соответственно момент перехода через 5 ось X,, или X , при многоквадрантной отработке дуги окружности На нход последовательного занесения информации регистров 13 или 14, соединенных с пятым и щестым выxoдa м блока 10, подается код 1 только при переходе через соответствующую осьо Переход через координатную ось фиксируется в блоке 10 прн переполнении одного из регистров 28 или 29, работающего на вычитание, из содержимого которого после ввода координаты начальной точки дуги была вычтена единица о Под управлением блока 10 в блоке 6 при переходе через ось регистр координа0

5

0

5

0

ты, работающий на вычитание, переводится в режим сложения, а регистр второй координаты - в режим вычитания, содержимое которого при этом равно радиусу дуги и из его значения вычитается единица, а в другом регистре восстанавливается 11улевое зна- чеьше прибавлением единицы, Значение оценочной функции сбрасывается в нуль. Все указанные операции при переходе через ось производятся до поступления очередного тактового импульса Гт.ннтБлок 1 блокирует поступлеш-ie частоты f j,j при появлении 1 на выходе первого или второго регистров 12, Б третьем - п-м регистрах 12 будет нулевая информация, так как на их входы сдвига сигналов не поступило, Считывание кода шагов из регистров 12

ведется cигнaлa и с выхода блока задания скорости fgjc поступающими на ВХОД 16, как и при линейной, интерполяции ,, В блоке 15 выходные сигналы первого и второго регистров 12 приводятся к нужной плоскости обработки: , Х, J в зависимости от команд, поступивших на входы 24, 25

(фиГо5). Триггер 55 устанавливается в состояние 1, с инверсного выхода которого подается сигнал Выборка А на входы блоков 7,8 и V-вход мультиплексора 35 о Мультиплексор 35 в соответствии с потенциалом О на V-BXOде подключает к D-входу регистра 39 выход данных блока 8 о Сигнал из им- при кадра. Если же на очередном ю пульсной последовательности f про- такте f, формируется сигнал на вы- ходит через элемент И 59 и как сигнал ходе одного из регистров 13 или 14, Запись ОЗУ поступает на входы блото в блоке 15 происходит переключе- 1ше направления отработки на обратное по координате, по которой прираще- i кия выходили в положительном направлении „ Каждый тактовый сигнал f,, приходящий на вход 16, подсчитывается блоком 1, которь1й после m таких сигналов разблокирует частоту fit инт 20 дпя продолжения интерполяции. Каждый )сигнал с выходов первого и второго регистров 12, соединенных с первым и вторым входами коммутатора 3, появляется на его выходе Импульс перепол- 25 нения счетчика 5 свидетельствует об окончании отработки дуги окружности, так как выработалась полная сумма приращений (,) по координатам, уменьшенная в счетчике 5 на единицу 30 в конце ввода кадра

На время ввода информации кадра на V-входы мультиплексоров 26,27 подается с. прямого выхода триггера 56 потенциал О

чу на выходы мультиплексоров 26, 27. данных с их D,-входов, т,е, с шины 20 Триггеры 55, 56, счетчик 64 сброшены в состояние О сигналом Начапьков 7,8;, Происходит запись в блоки 7 и 8 по начальному адресу информации, находящейся на входах данных этих блокоВо По заднему фронту сигнала Запись ОЗУ, поступающему на С-вход счетчика 64, происходит увеличение адреса на единицу По окончании сигнала Запись ОЗУ на выходе данных блоков 7,8 появляется код слов, находящихся в блоках 7,8 под вторым адресом, так как сигнал Выборка А еще не снят (режим считывания ОЗУ). Сигнал из импульсной последовательности 4 проходит через элементы И 60 и 58, поскольку на входе 17 установлен потенциал О сигналом Начальная установка, С выхода элемента И 58 сигнал Запись per, ВМК и поступает на V-вход регистра 28 и через элемент ИЛИ 36 на С-вход регистра 39, В регистр 28 поступившим сигналом на его V-вход записывается

что определяет переда- 35 поданная на D-вход информация, т,е,

слово, находящееся в блоке 7 по вто- - рому адресу, В регистр 39 запись сигналом, поступившим на С-вход, не производится, так как на R-входе сбро 1. По

ная установка , а на R-вход сброса ре-40 присутствует потенциал

гистра 39 через элемент ИЛИ 37 подается потенциал 1 с инверсного выхода триггера 56 на все время ввода кадра, С выхода счетчика 64 на шину Адрес блоков 7,8 поступает начальный адресо На шину 20 из блока программы- выставляется код первого слова кадра &.Xj (X,,), который через мультиплексор 26 подается на вход данных блока 7, а через мультиплексор 27 - на D-вход регистра На вход данных блока 8 подается нулевая информация с выхода регистра 39, После того, как код слова выставлен на шину 20, на второй вход элемента ИЛИ 54 из блока программы по входной шине 19 поступает сигнал Ввод, совпадаюдай во времени с сигналом из импульсной последовательности f

заднему фронту сигнала, поступившего с выхода элемента И 60 на С-вход триггера 55, последний устаравливается в состояние О, Снимается сигнал 45 Выборка А и закрываются элементы И 59,60, На шину 20 выставляется следующее слово кадра iX j. (Х ), а на вход элемента ШШ 54 подается сигнал Ввод, Далее выполняются описанные операции по записи слов в блоки 7,8 и считыванию из них информации по следующему адресу. Когда на ши- . ну 20 выставлено п-е, слово кадра и подан сигнал Ввод, запись слов в блоках 7,8 осуществляется по последнему адресу Счетчик 64 с информа- . :: ционной емкостью, равной п, переполняется с поступлением импульса на его С-вход после записи слов в блоки 7,8

50

55

(фиГо5). Триггер 55 устанавливается в состояние 1, с инверсного выхода которого подается сигнал Выборка А на входы блоков 7,8 и V-вход мультиплексора 35 о Мультиплексор 35 в соответствии с потенциалом О на V-BXOков 7,8;, Происходит запись в блоки 7 и 8 по начальному адресу информации, находящейся на входах данных этих блокоВо По заднему фронту сигнала Зпись ОЗУ, поступающему на С-вход счетчика 64, происходит увеличение адреса на единицу По окончании сигнала Запись ОЗУ на выходе данных блоков 7,8 появляется код слов, находящихся в блоках 7,8 под вторым адресом, так как сигнал Выборка А еще не снят (режим считывания ОЗУ). Сигнал из импульсной последовательности 4 проходит через элементы И 60 и 58, поскольку на входе 17 установлен потенциал О сигналом Начальная установка, С выхода элемента И 58 сигнал Запись per, ВМК и поступает на V-вход регистра 28 и через элемент ИЛИ 36 на С-вход регистра 39, В регистр 28 поступившим сигналом на его V-вход записывается

заднему фронту сигнала, поступившего с выхода элемента И 60 на С-вход триггера 55, последний устаравливается в состояние О, Снимается сигнал 5 Выборка А и закрываются элементы И 59,60, На шину 20 выставляется следующее слово кадра iX j. (Х ), а на вход элемента ШШ 54 подается сигнал Ввод, Далее выполняются описанные операции по записи слов в блоки 7,8 и считыванию из них информации по следующему адресу. Когда на ши- . ну 20 выставлено п-е, слово кадра и подан сигнал Ввод, запись слов в блоках 7,8 осуществляется по последнему адресу Счетчик 64 с информа- . :: ционной емкостью, равной п, переполняется с поступлением импульса на его С-вход после записи слов в блоки 7,8

0

5

и выходит в начальное состояние. Теперь при считывании в регистр 28 занесется из блока 7 первое слово кадра UX(). В блок 7 по мере возр астания адресов записано п слов кадра в последовательности их поступления на шину 20, а в блок 8 по всем п адресам записаны нулевые слова Следующим на шину 20 выставляется , (п+1)-е слово А р (UXt+UXg), но сигна Ввод на вход элемента ИЛИ 54 не подается и ,запись в блоки 7,8 не осуществляется Подается сигнал Запись per. ВДК по шине 19 на первый вход элемента ИЛИ 61, с выхода которого о поступает на V-вход регистра 29 и осуществляет запись в него слова, находящегося на шине 20 о Это же слово ДрСЛХ, H-AXj,) заносится и в счетчик 5, а с поступлением сигнала Конец ввода на третий вход элемента И 74 из содержимого счетчика 5 вычитается единица. Далее в интерполятор заносится слово командо

Сигнал Конец кадра, поступающий по шине 19 за вводом слова команд, переводит триггер 56 в состояние 1 С R-входа регистра 39 снимается сигнал Сброс, а на V-входы мульти- плексоров 26, 27 подается потенциал 1, что определяет передачу на выходы мультиплексоров 26, 27 данных с их рг-вхосов. Вход данных блока 7 ,подключается через мультиплексор 26 к выходу регистра 28, а D-вход регистра 29 через мультиплексор 27 - к выходу данных блока 7 на все время отработки кадра Этот же сигнал .Конец кадра поступает на вторые входы элементов И 52,53, Если отсутствует команда Круговая интерполяция, то на вход 17 и первые входы элементов И 52 или 53 подается потенциал О и сигнал Конец кад- ра проходит через элемент И 53, появляясь на выходе элемента ИЛИ 62, как сигнал Конец ввода. Если есть команда Круговая интерполяция, то на вход 17 подается потенциал 1 и сигнал Конец кадра проходит чере элементы И 53, ИЛИ 54, устанавливая триггер 55 в состояние 1, Начинаются аналогичные описанным операции по обмену информацией между бло- ком 6 и блоками 7,8. Б блок 7 по начальному адресу записывается слово регистра 28 без разрушения информации в последнем, а в блок 8 0

5

5

0 5 0 5 0 5

нулевое слово из регистра 39, В счетчике. 64 адрес увеличивается на единицу, а блоки 7,8 переходят и з режима записи в режим считыва1шя. Импульс из последовательности f; проходит через элементы И 60,57, ИЛИ 61 и как сигнап Запись per, ВДК поступает на V-вход регистра 29, записывает в него слово Х, код которого подан с выхода данных блока 7 через мультиплексор 27 на В-вход регистра 29. На выходе элемента ИЛИ 62 появляется сигнал Конец ввода, а триггер 55 возвращается в состояние О.

К моменту появления сигнала Конец ввода при линейной интерполяции в регистрах 2 и 29 находятся соответственно слова йХ| и up , в регистре 39 - нулевое (начальное) значь.ше оценочной функции, а при круговой интерполяции в регистрах 28 и 29 - соответственно

Чо

и Х,-, в регистре 39 нулевое значение оценочной функции

Сигнал Конец ввода поступа р.т на третий вход элемента ЛШИ 4/ и, проходя через него, устанавливает триггер 50 в состояние 1. На выходе элемента И 51 появляется частота f г ИНТ- Дальнейшая работа блоков устройства (фиг,2-8) для i-ro цикла линейной интерполяции осуществляется следующим образом.

Прямой вход элемента ИЛИ 65 соединен с выходом элемента ИЛИ 37, Следовательно, триггера 67,68 и регистр 69, на R-входы которых подается сигнал Начальная установка, сбрасываются в состояние О перед отработкой каждого кадра. Инверсный выход триггера 67 знака оценочной функции и соединен с V-входом мультиплексора 33 и вторым входом элемента И ЗК Если , то триггер 67 находится в состоянии О и на V-вход мультиплексора 33, вход элемента И 31 подается потенциал 1, который определяет передачу обратного кода из регистра 29 на В-вход сумматора 34, а на Р -вход сумматора.34 - потенциал 1 с выхода элемента mili 32, Это соответствует передаче дополнительного кода содержимого регистра 29 в сумматор 34, на А-вход которого подается значение оценочной функции U с выхода регистра 39. На S-выходе сумматора 34 появляется новое значе1дае оценочной функции и и--Лр, которое че19

-w

pes мультиплексор 35 передается на D-вход регистра 39. В этом случав значение u всегда становится ртрицательньпз. Переполнения сумматора

34 нет, а на его инверсном .-выходе будет потенциал 1, который подается на D-вход триггера 67 и второй вход элемента И 66о Потенциал

на прямом выходе триггера 67 указывает на положительное значение U и на

. необходимость формирования очередного шага по ведомой координате X;, а потенциал 1 на D-входе триггера 67 указыва ет на отрицательное значение и и что следующий-за очередным шаг необходимо будет выполнять по ведущей координате р , Этот шаг по дущей координате выпускается одновременно с шагом по ведомой координате на очередном такте т,инг Импульс ,,- поступает на С-входь: триггеров 67j68 и третий вход элемента И 66, на выходе которого он появляется как сигнал Шаг л. По переднему фронту поступившего импульса T.HkV триггер 68-заносится состоя- ние триггера 67, ко торое сохраняется там до прихода следующего импульса fT.HHT 3 по заднему фронту триггер 67 устанавливается в состояние Этот же импульс поступает на второй вход элемента ИЛИ 36 и по заднему фронту записывает в регистр

. 39 новое значение U . Прямой выход триггера 68 соединен с вторыми вхо-дами элементов И 87,97, а инверсный выход - с вторыми входами элемеи1тов И 86,98о На первые входы элементов И 86,87 подается потенциал 1 с прямого выхода триггера 50 на время цикла интерполяциио Следовательно,

с выхода элемента И 86 на объединенные входы последовательного занесения информации второго п-го регистров 12 и с выхода элемента ИЛИ 96 на аналогичный вход первого регист- ра 12-подается потеьщиал 1 при U5-0, учитывая, что на входе 17 - потенциал О. Сигнал Шаг р с выхода элемента И 66 через демульти- плексор 9 и один из элементов ИЛИ 11 подается на вход сдвига регистра 12 С номером, равным номеру ведомой координаты. В данный регистр 12 заносится единицу, соответствующая . шагу по ведомой координатео

Если , то триггер 67 находится в состоянии 1 и на V-вход мульти1603345 °

плексора 33, вход элемента И 31 подается потенциал О, который оп- передачу прямого кода из 28 на В-вход сумматора 34,

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

ределяет регистра

а на PJJ-вход сумматора 34 - потен- циал На S-выходе сумматора 34 появляется новое значение оценочной функции и и+йХ;, Значение U может быть как отрицательным, так и положительным. Если , а ., то очередной шаг необходимо выполнит по ведущей координате п, но он уже выпущен на предыдущем такте fr инг« а следующий шаг необходимо выполнит по ведомой координате В этом случае

II

когда и 0, происходит переполнение сумматора 34 и на его Ё, -выходе буде потенциал Очередной тактовый

сигнал f ,.j- устанавливает триггер 68 в состояние 1, триггер 67 - в -состояние О ,, заносит в регистр 39 значение U, но на выход элемента И 66 не проходит о Вели же и U 0 то очередной и следующий шаг необходимо выполнить по ведущей координате При и 0 переполнения сумматора 34 нет, на Р,-выходе - потенциал Очередной тактовый сигнал f по переднему фронту устанавливает триггер 68 в состояние 1, проходит через элемент ИЛИ 66, по заднему фрон ту подтверждает состояние 1 тригге ра 67 и заносит значение U в регистр 39 о На входы последовательного занесения информации первого - п-го регистров 12 подается потенциал О и сигнал сдвига, поступивший на i-й регистр 2, занесет в него нуль, что соответствует отсутствию шага по вед мой координате на данном такте.

Счетчики 41,43 и 46 и триггер 50 сбрасываются в нуль сигналом Начальная установка о На С-вход счетчика 41 поступают сигналы Шагр с выхода элемента И 66 для подсчета ко личества тактов интерполяции в цикле Счетчик 41, имеющий информационную емкость т, формирует на своем выходе импульс переполнения после m сигнало Шаг р и выходит в начальное состоя ние Нуль Сигнал переполнения счет чика 41 через элемент ИЛИ 48 поступа ет на R-вход триггера 50, который

блокирует частоту f

г.инт

Этот же

импульс переполнения, как сигнал

Об

мен, поступает на третий вход элемента И 54, а также увеличивает на един цу содержимое счетчика 4б, с выхода

плексора 33, вход элемента И 31 подается потенциал О, который оп- передачу прямого кода из 28 на В-вход сумматора 34,

ределяет регистра

а на PJJ-вход сумматора 34 - потен- . циал На S-выходе сумматора 34 появляется новое значение оценочной функции и и+йХ;, Значение U может быть как отрицательным, так и положительным. Если , а ., то очередной шаг необходимо выполнит по ведущей координате п, но он уже выпущен на предыдущем такте fr инг« а следующий шаг необходимо выполнить по ведомой координате В этом случае,

II

когда и 0, происходит переполнение сумматора 34 и на его Ё, -выходе будет потенциал Очередной тактовый

0

5

0

5

0

5

0

сигнал f ,.j- устанавливает триггер 68 в состояние 1, триггер 67 - в -состояние О ,, заносит в регистр 39 значение U, но на выход элемента И 66 не проходит о Вели же и U 0, то очередной и следующий шаг необходимо выполнить по ведущей координате. При и 0 переполнения сумматора 34 нет, на Р,-выходе - потенциал Очередной тактовый сигнал f по переднему фронту устанавливает триггер 68 в состояние 1, проходит через элемент ИЛИ 66, по заднему фронту подтверждает состояние 1 триггера 67 и заносит значение U в регистр 39 о На входы последовательного занесения информации первого - п-го регистров 12 подается потенциал О и сигнал сдвига, поступивший на i-й регистр 2, занесет в него нуль, что соответствует отсутствию шага по ведомой координате на данном такте.

Счетчики 41,43 и 46 и триггер 50 сбрасываются в нуль сигналом Начальная установка о На С-вход счетчика 41 поступают сигналы Шагр с выхода элемента И 66 для подсчета количества тактов интерполяции в циклео Счетчик 41, имеющий информационную емкость т, формирует на своем выходе импульс переполнения после m сигналов Шаг р и выходит в начальное состояние Нуль Сигнал переполнения счетчика 41 через элемент ИЛИ 48 поступа- ет на R-вход триггера 50, который

блокирует частоту f

г.инт

Этот же

импульс переполнения, как сигнал

Обмен, поступает на третий вход элемента И 54, а также увеличивает на единицу содержимое счетчика 4б, с выхода

которого осуществляется управление де- муль.типлексором 9,

Сигнал Обмен устанавливает триггер 55 в состояние 1 Далее , блок 2 выполняет аналогичные операции по управлению обменом информацией между блоком 6 и блоками 7,8, как и при взводе слова кадра из блока программы, когда на входе 17 - потенциал О, д с той лишь разницей, что триггер 56 в данном случае находится в состоянии 1. Сигнал Запись ОЗУ занесет по установленному счетчикрм 64 адресу в блоки 7 и 8 соответственно ДХ j 5 из регистра 28 и текущее значе ше U из регистра ЗЯ. Из блоков 7 и 8 по увеличенному на единицу адресу считываются слова &Х и и., , которые сигналом Запись per.ВМК и заносят- 20 ся соответственно в регистры 28 и 39. Сигнал Обмен также поступает на С-вход сдвига п-разрядного ре- гистра 69, на D -вход последовательного значения, информации которого 25 подан потенциал с прямого выхода триггера 67, соответствующий знаку оценочной функции Uj. Знак и ; запишется в первый разряд регистра 69, а с его выхода потенциал, соответствую- 30 щий-знаку Uj,, подается на первый вход .элемента И 70 о В момент обмена информацией сигнал Запись ОЗУ поступает на инверсный вход злемента ИЛИ 65, проходя через который Осуществ- эс ляет сброс триггеров 67,68, а импульс Запись рего ВМК и приходит на второй вход злемента И 70 Если Uj4.bO, то на первом входе элемента И 70 .потенциал О и сигнал Запись 40 per,. ВМК иS не проходит на S-вход триггера 67, который остается в состоянии О о Если . , то на первом входе элемента И 70 потенциал 1 и сигнал Запись per. ВМК и 2Г , по- 45 ступая на S-вход триггера 67, устанавливает его в состояние 1,

Одновременно с сигналом Запись per о ВМК и 2 на выходе элемента И 63 возникает сигнал Конец обмена, JQ который проходит через элементы И 49, ИЛИ 47 и устанавливает триггер 50 в состояние 1. Начинается (1+1)-й цикл интерполяции, После п-го цикла на инверсном выходе счетчика 46 jj появляется потенциал О и сигнал Конец обмена не проходит через закрытый злемент И 49. Триггер 50 остается в состоянии О, блокируя частоту . Поступающие на вход 16 сигналы f p,g производят считывание кода шагов из регистров 12, а также поступают в счетчик 43, который формирует на своем выходе импульс переполнения и устанавливается в начальное состояние О после п сигналов, пришедших на его вход. Импульс переполнения счетчика 43, проходя через элемент ИЛИ 42, сбрасывает счетчик 4 в состояние О и, проходя через элемент ИЛИ 47, устанавливает триг- ге 50 в состояние 1, который разблокирует частоту f йн 1

Каждый сигнал f БЗС поступающий на второй вход злемента И 72, появляется на выходе элемента ИЛИ 74 и подается на вход счетчика 5, Сигналы

с выхода элемента ИЛИ 71 через элемент И 73 не проходят, так как на ег второй вход с входа 17 подается потенциал О о

При круговой интерполяции на входе 17 присутствует потенциал Г. Один из триггеров 75 или 76 находится в состоянии 1, другой - в состоянии Триггер 75 устанавливается в состояние 1 при вводе информации кадра импульсной командой Х умо, а триггер 76 - командой Хд ум/ . Сигнал Конец ввода проходит через элементы И 82, ИЛИ 94 и поступает на вычитаюп1ий 1-вход регистра 28, в котором теперь будет значение ( если триггер 75 в состоянии Сигнал Конец ввода проходит через элементы И 84, ИЛИ 95 и поступает на 1-вход регистра 29, в котором устанавливается значение () если триггер 76 в состоянии 1. В состояние О триггеры 75-77 сбрасываются перед вводом кадра сигналом Начальная установка. Когда сигнал Крнец ввода, устанавливает триггер 50 в состояние 1, начинается интерполяция.

Триггер 38 при круговой интерполяции является первым разрядом накапливающего сумматораа При линейной интерполяции триггер 38 не участвовал в работе накапливающего сумматора, .так как элемент И 30 был закрыт потенциалом О с входа 17, Первый разряд накапливающего сумматора при линейной интерполяции, образованный первым разрядом сумматора 34 и первы разрядом регистра 39, становится вто

рым разрядом при круговой интерполяции. На Р -в;сод сумматора 34 через ;элемеиты И 30, ИЛИ 32 передается потенциал с прямого выхода триггера 38, - т.е. с выхода первого разряда накапливающего сумматора Триггер 38 на каждом сигнале f

т,ИНТ поступающем на

to

-it I

его С-вход, изменяет свое состояние на противоположное, что соответствует прибавлению единицы к каждому вновь вычисляемому значению оценочной функции, .

Следовательно, в -накапливающий сумматор будет передаваться в зависи (5 мости от знака оценочной функции уд- военное значение содержимого одного из регистро в 28 или 29 и прибавляться еди1Шца, причем иа регистра 29 передается удвоенный обратный Удвоение при передаче содержимого регистров 28 или 29 достигается за счет того, что в накапливающий сумматор информация попадает со сдвигом на один разряд в сторону старшего, т.ео из iyro разряда регистров 28 или 29 в (1+1)-й разряд сумматора.

Если , то с инверсного выхода триггера 67 .на V-вход мультиплексо1603345 .,24

При Х ум« в накапливающий сумматор в соответствии с выражением (9) передается число (2X,J +1), где X, j текущее значение координаты X,, нахо дящееся в регистре 28. При Х, ум, в накапливающий сумматор в соответст вии с (6) должно передаваться число С2Х,; -О:

(2Х,; -1)( -1)+1.

.В квадратных скобах - удвоенный код числа (X,;; -1), находящегося в р гистре 28, так как перед началом интерполяции из содержимого X ,,о реги стра 28 бьша вычтена единица, а посл каждого шага по координатной оси Хц из текущего значения Х, также вычитается, единица,.

При по переднему фронту очере ного импульса f т.инГ в триггер 68 запишется состояние О из триггера 67 С выхода элемента И 86 на вход после довательного занесения информации вто рого регистра 12 подается потенциал

1 , а на аналогичный вход первого регистра 1.2 с выхода элемента ИЛИ 96

20

25

30

35

ра 33 подается потенциал 1 и к В-входу сумматора 34 подключается выход регистра 29, При Х, ум, в накапливающий сумматор в соответствий с выражением (6) должен передаться дополнительный код числа (2Х2;+1) который равен 2 (2X2,j +1) при (1+1)-разрядной сетке сумматора, Тое,

(2Х,. +1) .) + 1.

В квадратных скобках правой части равенства - удвоенньй обратный код текущего значения Х,„ , находящегося в регистре 29с При .ум, в накапли- ваюЕщй сумматор в соответствии с выражением (9) должен передаваться до- 45 полнительный код числа (2X5,; -1), который равен 2 C2Xg -1):.

40

по тенциал О, так как на вторые вхо ды элементов И 86 и 87 поступают соответственно потенциалы 1 и О с инверсного и прямого выходов триггера 68 Импульс f,ий, установивший триггер 68 в сост ояние О, проходит через элемент И 79, поступает на объединенные третьи входы первого и второго элементов ИЛИ 11 (f. ), с выхода которых.подается на входы сдвига только первого и второго регистров 12о в первый регистр 12 занесется О, а во второй - I., что соответствует шагу по координатной оси Х. -Этот же импульс т.инт выхода элемейта И 79 поступает на вторые входы элементов И 80 и 81, первые входы которых соединены соответственно с прямьм и инверсным выходами триггера 67, Элемент И 80 закрыт потенч 4 J

2 -(2Х. - )(X2,j г1)1. Циалом О, Сигнал f.H проходит-, чеВ фигурных скобках - удвоенный обратный код числа (Х,; -1), находящегося в регистру 29, так как перед началом интерполяции из содержимого 2,0 регистра 29 бьша вычтена единица, а после каждого шага по коорди- натной оси Х из текущего значения Х, также вычитается единица.

Если , то к-В- входу сумматора 34 подключается выход регистра 28,

Itrini . - . -

рез элементы И 81, ИЛИ 85.и с выхо- 50 да элемента И 91 поступает на -И-вход регистра 29, если триггер 76 в состоянии О, или же с выхода элемен- та И 90 через Элемент ИЛИ 95 поступает на.-1гвход регистра 29, если триг- 55 гер 76 в состоянии 1, Текущее значение координаты Х в регистре 29 изменяется по заднему фронту импульса, поступающего на его +1- или -1-вход. Импульс ffviMT устанавливает по зад, - to

(5 603345 .,24

При Х ум« в накапливающий сумматор в соответствии с выражением (9) передается число (2X,J +1), где X, j - текущее значение координаты X,, находящееся в регистре 28. При Х, ум,, в накапливающий сумматор в соответствии с (6) должно передаваться число С2Х,; -О:

(2Х,; -1)( -1)+1.

.В квадратных скобах - удвоенный код числа (X,;; -1), находящегося в регистре 28, так как перед началом интерполяции из содержимого X ,,о регистра 28 бьша вычтена единица, а после каждого шага по координатной оси Хц из текущего значения Х, также вычитается, единица,.

При по переднему фронту очередного импульса f т.инГ в триггер 68 запишется состояние О из триггера 67, С выхода элемента И 86 на вход последовательного занесения информации второго регистра 12 подается потенциал

1 , а на аналогичный вход первого регистра 1.2 с выхода элемента ИЛИ 96 20

25

30

35

45

40

по тенциал О, так как на вторые входы элементов И 86 и 87 поступают соответственно потенциалы 1 и О с инверсного и прямого выходов триггера 68 Импульс f,ий, установивший триггер 68 в сост ояние О, проходит через элемент И 79, поступает на объединенные третьи входы первого и второго элементов ИЛИ 11 (f. ), с выхода которых.подается на входы сдвига только первого и второго регистров 12о в первый регистр 12 занесется О, а во второй - I., что соответствует шагу по координатной оси Х. -Этот же импульс т.инт выхода элемейта И 79 поступает на вторые входы элементов И 80 и 81, первые входы которых соединены соответственно с прямьм и инверсным выходами триггера 67, Элемент И 80 закрыт потен. Циалом О, Сигнал f.H проходит-, чеЦиалом О, Сигнал f.H проходит-, чеItrini . - . -

рез элементы И 81, ИЛИ 85.и с выхо- да элемента И 91 поступает на -И-вход регистра 29, если триггер 76 в состоянии О, или же с выхода элемен- та И 90 через Элемент ИЛИ 95 поступает на.-1гвход регистра 29, если триг- гер 76 в состоянии 1, Текущее значение координаты Х в регистре 29 изменяется по заднему фронту импульса, поступающего на его +1- или -1-вход. Импульс ffviMT устанавливает по зад

нему фронту триггер 67 в состояние, соответствующее потенциалу на его D-входе, а значит, и знаку вновь вычисленной оценочной функции, значение которой этим же импульсом заносится в триггер 38 и регистр 39

При U-iO триггер 67 находится в состоянии 1 и в триггер 68 записывается единица по переднему фронту очередного импульса ,ц. На вход последовательного занесения информации первого регистра 12 с выхода элемента И 93 через элемент ИЛИ 96 подается потенциал 1, а на аналогич- ный вход второго регистра 12 с выхода элемента И 86 - потенциал Сигналом сдвига .K.M первый регистр 12 запишется единица, а во второй регистр 12 - нуль, что соответствует шагу по координатной оси X,. Элемент И 8 закрыт. Сигнал ft.ИНТ проходит через элементы И 80, ИШ 83 и с выхода элемента И 89 поступает на -t-1-вход регистра 28, если триггер 75 в состоянии О, или же с выхода элемента И 88 через элемент ИЛИ 9А поступает на -Нвход регистра 29, если триггер 75 в состоянии 1. Текущее значение координаты X., в регистре 28 изменяется по заднему фронту импульса, поступившего на го +1- или -1-вход, Запись вновь вычисленного значения оценочной функции в триггер 38, оегисто 39 и ее зна- ка в триггер 67 осуществляется также по заднему фронту импульса f-r HTПри переходе через координатную .ось импульс переполнения одного из ргистров 28 или 29, работающего на вычитание,.проходит через элемент ИЛИ 40 и поступает на С-входы триггеров 75, 76 и S-вход триггера 77, который лерейдет в состояние 1 . Потенциал 1 появляется на выходе элемента И 98 и подается на вход последовательного занесения информации регистра 14, если L%C (шаг по координате Х) и импульс переполнения ныше с выхода регистра 29. Потенциал I появляется на выходе элемента И 97 и подается на вход последовательного занесения информации регистра 13, если (шаг по координате Х) и импульс переполнения вышел с выхода ре

гистра 28.

Импульс переполнения практически совпадает во времени с импульсом, поступившим на -1-вход регистра 28

0

5

s 0 5

0 5 0

или 29, так как регистры 23,29 построены по принципу синхронного реверсивного счетчика. Следовательно в регистр 13 записывается еданида одновременно с занесеш-.ем единнгды в первый регистр 12, а запись едиюг- цы в регистр 14 осуществляется одновременно с занесением единицы вр- второй регистр 12 одним и тем же сигналом сдвига.

Импульс переполнения, поступивший на С-входы триггеров 75 н 76, устанавливает по заднему фронту триггер 75 в состояние, в котором нахо- дил ся триггер 76, а триггер 76 устанавливает в состояние, в котором на- триггер 75,Таес. регистр, работавший на вычитание, переводится в режим сложения, а другой регистр - в режим вычитания о Сигнал из импульсной последовательности f, поступающий с задержкой относительно сигнала переполнения одного из регистров 28 или 29 на вход элемента И 78, проходит через него и элементы ИЛИ 83, ИЛИ 85, Далее этот сигнал под управлением триггеров 75,76 поступит на -t-l-BXOA ранее работавшего на вычитание и переполнившегося регистра, устанавливая его в нуль, и на -1-вход. ранее работавшего на сложение регистра, устанавливая в нем значение (R-l), где R - радиус дуги окружности. Этот же сигнал с выхода элемента И 78 поступает ка второй вход элемента ИЛИ 37, Осуществляется сброс текущего значения оценочной функции в триггере 38, регистре 39 и ее знака R триггерах 67j68. По заднему фронту сигнала, появляющегося на выходе элемента И 78, триггер 77 устанавливается в состояние О, т,е, все операции при переходе из квадранта в квадрант выполняются до момента появления следующего импульса f ,„,

При круговой интерполяции сигналы Шаг о на выходе элеметгга И 66 не появляются, так как он закрыт по ин- BepcHot-iy входу потенциалом 1. Сле допатель о, на С-вход счетчика 41 импульсы не поступают и сигнал Обмен не формируется. Цикл интерполяции ведется до тех пор, пока на выходе первого или второго регистров 12 не появится потеициап 1, свидетель спзуьжий о заполнении указанных регистров кодом -niaroB по координатным осяу., Потенциал 1 с выхода первого регистра 12 через элементы И 44, ИЛИ 48 или же с выхода второго регистра 12 через элементы И 5, ИЛИ 48 поступает на S-вход триггера 80, устанавливая его в состояние О Влокируется частота Сигналы с выхода блока задания скорости , поступающие на вход 16 и С-вход счетчика 43, осуществляют считывание кода jg задается состоянием первого

.шагов из регистров 12 также, как и при линейной интерполяции Триггер 50 снимает блокировку частоты т. инт для продолжения интерполяции с поступлением на его S-вход импульса переполнения счетчика 43о

Каждый импульсный счетчик, сформированный на выходах первого и второго регистров 12 при считывании частотой f Бзс поступает соответствен- 20 но на первый и второй вход элемента ИЛИ 71 о С выхода элемента ИЛИ 71 сигналы через элементы И 73,.ИЛИ 74 поступают на вход счетчика 5, импульс переполнения которого свидетельствует об окончании отработки участка

п-го триггеров 108о Если на S-вход i-ro триггера 108 в процессе ввода информации кадра поступил импульс шине 23, соответствующий команде 15 j то i-й триггер 108 устанавливается в состояние 1 и задает отрицательное направление перемеще ния по координате При отсутствии команды -Xj i-й триггер .108 оста ется в состоянии О и задает поло тельное направление перемещения по координате Переключение на обратн состояние одного из первых трех тр геров 108 в процессе круговой инте поляции при переходе из квадранта в квадрант, а значит, и изменение направления перемещения по одной и координатных осей осуществляется в соответствии с таблЛ Следует учесть, что триггер 99 установлен в состояние 1, если обработка ве дется в плоскости Х,Хз, а триггер установлен в состояние 1, если обработка ведется в плоскости X,Х Когда оба триггера 99,100 находятс в состоянии П, в плоскости Х.Х,

25

Одновременно со считыванием кода шагов частотой f (.з регистров 12 осуществляется считывание и из регистров 13, 14. Возникающий сигнал на выходе регистра 13 или 14 свидетельствует о том, что на данном шаге, при шггерполяции было переполнение

регистра 28 или 29 Сигнал Х или Х,2, с выходов соответственно регистров13 или 14 подается на входы элемен

«м

1 Сигналы с ьыходов первого - третьего регистров 12 подаются на вхо- дь1 элементов 102-104, с выходов которьпс импульсы, приведенные к необходимым координатньш осям, поступают на входы первого - третьего элементов 109 и tlO, а сигналы с выходов четвертого - п-го регистров

тов 105-107, с выходов которых поступают на С-входы первого - третьего триггеров 108 для переключения направления отработки на обратное по координате до этого увеличивающейся по абсолютной величине, Тое регистр 28 или 29 которой работал на сложение- Направление отработки по координатам

задается состоянием первого

п-го триггеров 108о Если на S-вход i-ro триггера 108 в процессе ввода информации кадра поступил импульс по шине 23, соответствующий команде j то i-й триггер 108 устанавливается в состояние 1 и задает отрицательное направление перемещения по координате При отсутствии команды -Xj i-й триггер .108 остается в состоянии О и задает положительное направление перемещения по координате Переключение на обратное состояние одного из первых трех триггеров 108 в процессе круговой интерполяции при переходе из квадранта в квадрант, а значит, и изменение направления перемещения по одной из координатных осей осуществляется в соответствии с таблЛ Следует учесть, что триггер 99 установлен в состояние 1, если обработка ведется в плоскости Х,Хз, а триггер 100 установлен в состояние 1, если обработка ведется в плоскости X,Х. Когда оба триггера 99,100 находятся в состоянии П, в плоскости Х.Х,

обработка ведется

Таблица 1

12 подаются соответственно на входы четвертого - п-го элементов И 109 и 110с,

В табЛо2 показано, на какую из координатных осей X,X.j или X-j подаются -сигналы с выходов первого - третьего регистров 12 ВТ зависимости от вида интерполяции и плоскости об29

работки с учетом того, что при круговой интерполяции на выходе третьегося

ре

В предлагаемом устройстве, с одной стороны, сокращены аппаратные затраты дяя реализации линейной интерполяции в п координатах по сравнению с известными устройствами, с другой стороны, введены несложные в аппа- ратном отношении блоки, позволяющие , реализовать круговую интерполяцию в любой из трех плоскостей на том же двухкоординатном блоке интерполяции, что расширяет функциональные возмож- ности устройства Причем многоквадрантная интерполяция дуги ведется с одного кадра исходной информации, что упрощает программирование, уменьшает длину исходного программоноси- теля, уменьшает сложность постпроцессоров и повышает качество изготавливания на станке деталей о

Введение понятия условной ведущей координаты р при линейной интерполяции, приращение по которой задается равным приращению по максимальной реальной координате X;, позволяет сократить аппаратные затраты по срав- нению с устройством-прототипом, Тое, отпадает необходимость в третьем ОЗУ хранящем разности приращений &ВДК- Д(ВМК)-, , не нужно присваивать код для опознавания ведущей и ведомых коор- динат, которые теперь поступают в ОЗУ из блока программы в определенной последовательности, что сокращает количество элементов ИЛИ и де- мультиплексоров, а увеличение на оди количества циклов интерполяции (условная ведущая р- максимальная X ;) на временные соотношения работы интерполятора не влияето

ося

1603345 30

регистра 12 импульсы не формируютТа6лица2

Формула изобретения

1, Многокоординатный линейно-круговой интерполятор, содержащий при линейной интерполяции в п координатах один блок двухкоординатной интерполяции, первый и второй блоки памяти приращения по ведомым координатам и значения оценочных функций, блок управления интерполяцией, блок управления обменом информации между блоком двухкоординатной интерполяции и блоками памяти приращения по ведомым координатам и значениям оценочных функций, блок определения знака оценочной функции, счетчик перемещения выход перемещения которого является выходом многокоординатного линейно- кругового интерполятора, демульти- плексор, п элементов ИЛИ и блок буферной памяти типа первый вошел - первый вышел, состоящий из п сдвиговых регистров, входы сдвига которых соединены с выходами соответствующих элементов ШШ, первые входы элементов ИЛИ соединены с соответствующими п выходами демультиплексора, а объединенные вторые входы всех элементов ИЛИ соед11нены с первым информационны входом блока управления интерполяцие и входом задания скорости интерполятора, выхода первого и второго блоков памяти приращения по ведомым координатам и значения оценочных функций соединены соответственно с первым и вторым входами данных блока двухкоординатной интерполяции, входы данных которых соединены с первым и вторым выxoдa в данных блока двух- координатной интерполяции, а первый.

второй и третий управляющие входы соединены соатветстввнно с первым, вторым и -третьим выходами адреса, выборки и записи блока управления обменом информации соответственно, шина управления которого соединена с управляющим входом блока двухкоор- динатной интерполяции, блока определения знака оценочной функции, пер- вая группа информационных выходов которого подключена к соответствующим входам блока двухкоординатной интерполяции, первая группа выходов которого соединена с соответствующим входами блока определения знака оценочной функции, вход начальной установки которого соединен с входом начальной установки блока управления интерполяцией, блока управления обме ном информации и с входом начальной установки многокоординатного линейно-кругового интерполятора,выход тактовой частоты блока управления интерполяцией соединен с соответст- вующими входами блока определения знака оценочной функции, шина данных многокоординатного линейно-кругового интерполятора соединена с информационными входаг-ги счетчика перемеще- НИИ, а информационная шина - с груп- пой информационных входов блока управления интерполяцией, блока управления круговой интерполяцией и блока управления обменом информации, вторые группы инфор мационных входов и выходов которого соединены соответственно с группой выходов и входов блока управления интерполяцией, о т- личающийся тем, что,с цель расширения области применения многокоординатного интерполятора за счет реализации круговой интерполяции в любой из трех плоскостей, в него введены блок управления круговой ин- терполяцией, (п+1) -й и (п+2)-й сдвиговые регистры, блок вывода координа и коммутатор, входы команды Кругова интерполяция многокоординатного ли-

нейно-круговогр интерполятора подклю - 50 выходом частоты сдвига блока уп- чен к управляющим входам блока управления интерполяцией, блока управлеравления круговой интерполяцией, в ды последовательного занесения информации первого (п+1)-го и (п+2)сдвиговых регистров соединены соответственно с первым, вторым и треть управляю1 1ими выходами блока управле ния круговой интерполяцией, а четве тый управЛяюидий выхо д - с входами последовательного занесения информа

ния обменом информации, коммутатора, блока определения знака оценочной функции, блока двухкоординатной интерполяции, блока управления круговой интерполяцией, выход коммутатора соединен с первым входом счетчика перемещения, первый и второй входы

0 5 0 0 5

5

группы информационных входов татора соединеж соответственно с первым и вторым информационными входами блока управления интерполяцией и с выходами первого и второго сдвиговых регистров, третий вход группы информационных входов коммутатора соединен с входом задания скорости многокоординатного линейно-кругового интерполятора, выход управления блока управления интерполяцией соединен с входом управления демультиплексора, а тактовый вход демультиплексора соединен с выходом блока определения оценочной функции и с. третьим информационным входом блока управления интерполяцией, выход тактовой частоты которого соединен с соответствующим входом блока интерполяции и с группой входов блока управлеь-шя круговой интерполяцией, вход данных блока двухкоординатной интерполяции соединен с шиной данных многокоординатного линейно- .кругового интерполятора, вторая группа информационных выходов блока двухкоординатной интерполя ции соединена с соответствующими входами блока управления круговой интерполяцией, а вторая группа информационных входов - с группой соответствующих выходов блока управления круговой интерполяцией, вход начальной установки которого подключен соответственно к входу начальной установки и управления многокоординатного линейно-кругового интерполятора, вход тактовой частоты - к выходам тактовой частоты блока управления интерполяцией, а группа управляющих входов - к шине управления блока управления обменом информацией и к вторым управляющим входам коммутатора, вторая группа управляющих входов блока управле1-шя круговой интерполяцией подключена к выходу блока определения знака оценочной функции, третьи входы первого и второго элементов ИЛИ, соединены

выходом частоты сдвига блока уп-

равления круговой интерполяцией, входы последовательного занесения информации первого (п+1)-го и (п+2)го сдвиговых регистров соединены соответственно с первым, вторым и третьим управляю1 1ими выходами блока управления круговой интерполяцией, а четвертый управЛяюидий выхо д - с входами последовательного занесения информа

ции с второго по п-й сдвиговых регистров, входы сдвига (п4-1)-го и (п+2)-го сдвиговых регистров соединены с выходами первого и второго элементов ИЛИ, выходы сдвиговьгх регистров с первого по (п+2)-й соединены соответственно с первым - (п+2)-м входами блока вывода координат, 2п выходив которого являются выходами многокоординатного линейно-кругового интерполятора, вход начальной установки которого подключен к входам сброса сдвиговых регистров и (п+3)-м входу блока вывода координат, первый .орой и третий входы команд которого соединены с первой группой входов задания многокоординатного линейно- кругового интерполятора, вторая группа входов задания которого подключе- на соответственно к первому и втором входам команд блока управления круговой интерполяцией.

входом девятого элемента И, выход которого является выходогз блока и соединен с инверсным С-входоь третьего D-триггера и с вторыми входами первого, второго элементов ЮШ, пер вые входы десятого и одиннадцатого элементов И являются выходом двенадцатого элемента и и выходом блока, второй вход двенадцатого элемента И является управляющим входом блока и соединен с инверсным и прямым первыми входами соответственно тринадцатого и четырнадцатого элементов И, выходы которых через третий элемент ИЛИ сое- .дийены с первым управляющим выходом .бло5о

5 0 вторые

0

5

ка, вторые входы .восьмого и седьмого элементов И являются информационными входами блока и соединены с первыми входами соответственно пятнадцатого и шестнадцатого элементов И, вторые входы которых соединены с упраиляю- 1ЧИМ входом блока, а выходы - с вторыми входами соответственно четырнадцатого и тринадцатого элементов И, вторые входы девятого и двенадцатого эле 1ентов И соединены с соответствующими упралляю1 {ими входам блока, выходы десятого и одиннадцатого элементов И соединены г первыми входами соответственно первого и второго элементов ИЛИ, выходы которых соединены с вторыми входами соответственно второго, пятого,четвертого и шестого элементов И, нторые вхолы парного и третьего элементов И соединены с управляющим входом блока, а их выходы - с первым входами соответственно четвертого и пятого элементов ИЛИ, входы которых соединены с выходами второго и четвертого элементов И, выходы четвертого и пятого элементов ИЛИ и выходы шестнадцатого, того, шестого, седьмого и восьмого элементов И являются выходами шины блокл управления круговой интерполяцией, вторые входы десятого и одиннадцатого элементов И являются информационными входами блока.

«.)

4/

1№т

45

Л

Л Л.

4

4с

/АЭ

Л

Фие. г

Л

-

t

«

-&-

п пп

П Пп

ППОП ПCU

Фиг. 5

Фиг.

Фиг. 6

77о- W

4

Фиг. 7

73

п

Фиг. 9