Линейный интерполятор Советский патент 1979 года по МПК G05B19/18 G05B19/4103 

(54) ЛИНЕЙНЫЙ ИНТЕРПОЛЯТОР

Изобретение относится к области Ьвтоматизации мелкосерийного и индивидуального производства и предназначено для использования в цифровых системах программного управления станками.

Известен линейный интерпблятор, содержащий генератор импульсов, двоичный умйожитель и блоки выхода координат Т| ,

Недостаток его заключается в переменной скорости Отработки кадров, причем скорость В каждом случае зависит от величинь задаваемь1Х прирашений по координатам.

Известен также линейный интерполятор, содержащий два генератора импульсов (генератор высокой и генератор низкой частоть:), двоичный умножитель, блоки выхода координат, триггер управления и схему ИЛИ Г21|.

Недостаток этого интерполятора при этом заключается в низкой точности поддержания контурной скорости.

поскольку для переключений триггера управления к нему подсоединены выходы всех координат, что существенно снижает скорость отработжи кадров и ее постоянство при переходах от кадра S кадру.

Иаэестен, кроме того, линейный интерполятор, содержащий генератор импульсов с ДВОИЧНЫМ; умножителем, регистры мантисс координатных приращений и логические схемы, входа, которых связаны с выходами соответстВукядих разрядов двоичного умножителя и реги-, стров мантиЬс координатных приращение, регистр порядка наибольшего координатного приращения, выход которого связан с разрешающими входами логической схемы конца интерполирования, соединенной также с выходом двоичного умножителя, причем выход схемы соединен со сбросовыми Шинами регистров мантисс координатных приращений .

Недостаток такого интерполятора заключается также в переменной контурной скорости отработки кадров, ее зависимости от величины задаваемых перемёшёвий; что 1вызь1вает необходимос-л каждый раз рассчитывать частоту задающего генератора. Наиболее близким по техническому решению к данному изобретению являет линейный интерполятор, содержащий бло ввода программы, соединенный через первый генератор частоты со входом второго генератора частоты и со входам ;ш 1ходных координатных блоков, и тригге управления, соединенный через входной вентиль со входом Двоичного умножителя, причем первый генератор частоты подключен )со второму входу входного вентиля, второй генератор частоты - к е диничному входу триггера управления, а выход двоичного умножителя подключен ко входам выходных координатных блоков и ко входу блока ввода програм . Недостатком этого интерполятора являются низкие быстродействие и точность. Цель Изобретения- - повышение точности и быстродейсавия - достигается тем , что интерполятор содержит вентили обратной связи, соединенные с блог ком ввода программы и с нулевым входом триггера управления, и по каждой координате выходные триггеры, выходные вентили и элементы ИЛИ, выходны координатные блоки подсоединены к одним из входов соответствующих вентилей обратной СВЕЗИ, к единичным входам первых выходных триггеров и через первые выходные вентили к единичным входам вторых выходных триггеров соответствующих координат, едйн1гчные выходь первых выходных триггеров под ключены к первым входам элементов ИЛИ и к входам первых выходных вент лей той же координаты, нулевые вьисод первых выходных триггеров соединены со вторыми выходными вентилями, выход второго генератора часюты подсое динен к нулевым входам Первых выходных триггеров и через вторые выходны вентили к нулевым входам вторых выходных триггеров, единичные выходы которых соединены со вторыми входами элементов ИЛИ соответствующих координат. Схема, интерполятора изображена на чертеже. Интерполятор содержит блок ввода программ 1, первый генератор часто8ты 2, входной вентиль 3, двоичный умножитель 4, второй генератор частоты 5, триггер управления 6, выходные координатные блоки координаты X 7 и координаты У 8, первый и второй выходные триггеры координат X 9, первый и второй выходные вентили координаты X 10, первый и второй выходные триггеры координаты У 11, первый и второй выходные вентили координаты У 12, элемент ИЛИ координаты X 13, элемент ИЛИ координаты У 14, вентили обратной связи 15, Интерполятор работает следующим образом. В блоке ввода программ 1 хранят информацию, считанную с перфоленты, которой определяется частота генераторов 2 и 5, количество импульсов, которое пройдет в процессе отработки кадра через блоки 7 и 8, а также признак больщей координаты, который открьтает один из вентилей обратной связи 15. Ввод от программы признака большей координаты позволяет расширить функщональные возможности интерполятора и в различных кадрах задавать большие перемещения не только по координате X, . но и по другим координатам, В таком случае обратная связь кюжет срответственйо заводиться не только по координате X. Импульсами первого генератора 2, через открытый входной вентиль .3, заполняют .двоичный умножитель 4 до появления первого импульса по ведущей, большей координате, который записьшает единицу в первый выходной триггер 9 (11) по этой координате и устанавливает в нулевое состояние триггер управления 6, последний в свою очередь закрывает входной вентиль 3, чем преКращает заполнение двоичного умножителя 4 импульсами высокой частоты генератора 2. Следующий за этим импульс второго reiieparopa 5 устанавливает триггер управления 6 в единичное состояние и тем разрешает заполнение двоичного умножителя 4 импульсами первого генератора 2. Это заполнение вновь продолжаетс.я до появления выходного импульса по большей координате. Импульс второго генератора 5, помимо установки в едпинчное состояние триггера управления 6, счиаъшает импульсы, записанные о первые выходные триггеров 9 н 11 кооргишат X и У. Пр1Г1ем, если в промежутке 5 .,6 двумя тактами- импульсами второго генератора - по меньшей координате возникают сдвоетпле импульсы, то первый из этих импульсов установит, в единичное состояние первый выходной три ггер 9 (11) по этой координате, который в свою очередь откроет первый выходной вентиль 10 (12) по этой координате так, что следующий, второй из сдвоенных импульсов, проходя через открытый вентиль, установит в единичное состояние второй выходной триггер 9(11 по этой же координате. При установке в нулевое состояние первого выходного триггера 9 (11) импульсом генератора 5 формируется выходной импульс на управление исполнительными органами. При нулевом состоянии первого выходного триггера 9(11) открыт второй выход ной вентиль 1О (12) соответствующей координаты, поэтому очередной импульс второго генератора 5 через открытый вентиль проходит на нулевой установочный вход второго выходного триггера9 (11), устанавливает его в нулевое состояние и тем формирует импульс на выход, который через элемент ИЛИ 13(14 посаупает на управление исполнитель11ыми органами по этой координате. В процессе отработки кадра по большей координате участвует в работе только первый выходной триггер, второй выходной триггер предусмотрен для случая , когда эта координата в одном из кадров окажется 1иеньшей. Импульс переполнения двоичного умножителя свидетельствует о конце отработки кадра и его направляют в блок ввода программ для ввода нового кадра. Использование данного интерполятора на станках с программным управлением позволит значительно повысить точность обработки и производительность станков. . Формула изобретения Линейный интерполятор, содержащий блок ввода программы, соединенный через первый генератор частоты со входом второго генератора частоты и со входами выход1 ых координатных блоков, и триггер управления, соединонный чере 8б входной вентиль со входом двоичного умножителя, причем первый генератор частоты подключен ко второму входу входного вентиля, второй генератор частоты - к единичному входу триггера управления, а выход двоичного умножителя подключен ко входам вых одных координатных блоков и ко входу блока ввода программы, отличающийся тем, что, с целью повыщения быстродействия и точности интерполятора, он содержит вентили обратной связи, соединенные с блоком ввода программы и с нулевым входом триггера управления, и по каждой координате выходные триггеры, выходные вентили и элементы ИЛИ, выходные координатные блоки подсоединены к одним из входов соответствующих вентилей обратной связи, к единичным входам первых выходных триггеров и через первые выходные вентили к единичным входам вторых выходш,1х триггеров соответствующих координат, единичные выходы первь1Х выходных триггеров подключены к первым входам элементов ИЛИ и к входам первых выходных вентилей той же координаты, нулевые выходы первьис выходных триггеров соединены со вторыми выходными вентилями, выход второго генератора частоты подсоединен к нулевым входам первых выходных триггеров и через вторые выходные вентили к нулевым входам вTopbtx выходных Триггеров, единичные выходы которых соединень со вторыми входами элементов ИЛИ соответствующих координат. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Агурский М. С. и др. Числовое программное управление станками, М., Машиностроение, 1966, с. 147, ил. 6О. 2.Лгурский М. С. и др. Числовое йрограмг ное управление станками, М., Машиностроение , 1966, с. 149, ил. 61. 3.Авторское свидетельство СССР № 34М15, кл. q О5 В 19/18, 1971. 4.Система числового управления тяжелых Продольно-фрезерных станков, N9 5-(т5-11в5/26, М., ГОСИНТИ, 1965, с. 13-23.