Трехмерный интерполятор

Трехмерный интерполятор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (и) 4530 6О

Соав Совотоиии

Социалистически»

Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 01.02.73 (21) 1882294/18-24 (51) М. Кл. G 05b 19/18 с присоединением заявки №

Государственный комитет (32) Приоритет

Опубликовано 25.11.74. Бюллетень ¹ 43

Дата опубликования описания 07.05.75

Совета Министров СССР ло делан изобретений и открытий (53) УДК 681.327.54 (088.8) (72) Авторы изобретения

Ф. Н. Киселевский, Д. А. Безносенко, Л. В. Волченко, Л. И. Костенко, P. И. Рыжова и А. Г. Хазай (71) Заявитель Киевский ордена Ленина политехнический институт им. 50-летия

Великой Октябрьской социалистической революции ф®Д 30МРЯ1 (54) ТРЕХМЕРНЫЙ ИНТЕРПОЛЯТОР

Изобретение касается автоматического управления и предназначено для использования в системах числового программного управления металлорежущими станками, обеспечивающими обработку изделий сложной формы.

Известные трехмерные интерполяторы, содержащие счетчики текущих координат, вентили и сумматоры, характеризуются относительной сложностью.

Предлагаемый интерполятор отличается от известных тем, что он содержит индикатор экстремального кода, схемы совпадения и два сглаживающих счетчика, причем выход одного счетчика текущих координат через первый вентиль подсоединен к первым входам двух сумматоров, вторые входы которых через второй и третий вентили связаны с выходами двух других счетчиков текущих, координат, одни выходы сумматоров через схемы совпадения соединены с входами соответствующих счетчиков текущих координат и вентилей, другие выходы сумматоров подсоединены к индикатору экстремального кода, выходы которого подключены к разрешающим входам схем совпадений, суммирующие и вычитающие входы каждого сглаживающего счетчика связаны с выходами соответствующих схем совпадения, а выходы — с третьими входами сумматоров.

Это позволяет упростить интерполятор.

На чертеже показана функциональная схема предлагаемого интерполятора.

Устройство содержит счетчики 1, 2 и 3 текущих координат, первый вентиль 4, сумма5 торы 5 и 6, второй вентиль 7, третий вентиль

8, схемы совпадения 9 — 12, индикатор 13 экстремального кода и сглаживающие счетчики

14 и 15.

Устройство работает следующим образом.

l0 Счетчики 1 и 2 вместе с вентилями 4 и 7, сумматором 5 и схемами совпадения 9 и 10 отрабатывают проекцию воспроизводимой кривой на одну координатную плоскость, а счетчики 2 и 3 вместе с вентилями 4 и 8, сум15 матором 6 и схемами совпадения 11 и 12 служат для воспроизведения проекции этой кривой на вторую координатную плоскость.

Рассматривают вначале работу интерполятора при построении одной из проекций про20 странственной кривой. Пусть эта проекция представляет собой окружность с радиусом, равным пяти единицам, исходная точка построения имеет координаты Х-З, У-4, а направление движения совпадает с вращением

25 часовой стрелки. Предполагают также, что проекция воспроизводится той частью интерполятора, которая содержит счетчики 1 и 2, вентили 4 и 7, сумматор 5 и схемы совпадения 9 и 10. В этом случае в счетчики 1 и 2

30 заносятся соответственно коды 011 и 100, а в

451060

Ж,Л вЂ” Y,ЛУ,— = О.

>cAX<+ Ycb 1 ю =сумматоре 5 устанавливается код нуля, который принимается за отрицательное число.

При отрицательном числе в сумматоре на выходе схемы совпадения 9 появляется сигнал, увеличивающий код числа в счетчике 1 на единицу и передающий со знаком «+» модуль полученного значения кода через вентили 7 в накапливающий сумматор 5, вследствие чего в последнем образуется код +4.

Так как число в сумматоре стало положительным, то на следующем шаге работы иптерполятора сигнал формируется па выходе схемы совпадения 10. Этот сигнал уменьшает код числа в счетчике 2 и открывает вентиль

4, подающий на вход накапливающего сумматора модуль измененного значения кода счетчика 2 со знаком « — » и т, д.

Следовательно, на каждом такте работы рассматриваемой части интерполятора изменяется содержимое одного из счетчиков и полученный код передается в сумматор 5. Последний в зависимости от своего знака формирует такие приращения, которые стремятся изменить этот знак иа противоположный, т. е. функции, выполняемые сумматором, сводятся к поддержанию равенства

Аналогично происходит работа счетчиков 2 и 3, вентилей 4 и 8, сумматора 6 и схем совпадения 11 и 12 при построении проекции пространственной кривой на вторую координатную плоскость.

Если же одна из проекций представляет собой, например, гиперболу, то алгоритм работы соответствующей части схемы следует изменить с тем, чтобы отрабатывалось разностное уравнение решением которого является гипербола.

Совместная отработка проекций пространственной кривой на две координатные плоскости обеспечивает их воспроизведение. При этом индикатор экстремального кода координирует работу сумматоров, предотвращая их переполнение. Переполнение сумматора 6, например, может возникнуть, если с выхода схемы совпадения 10 будут непрерывно следовать импульсы и модуль числа в счетчике 2 больше модуля числа в счетчике 3. B этом

50 случае на каждом такте работы интерполятора на входы сумматора b будет подаваться больший код счетчика 2 с одним знаком и меньший код счетчика 3 с другим, что приведет к переполнению этого сумматора. Индикатор i3 предотвращает переполнение, анализируя состояние старших разрядов сумматора

6 и блокируя схемы совпадения 9 и 10, если в этом сумматоре появляется код, близкий к переполнению (О, i, ... для положительных чисел или l, О, ... — для отрицательных).

Чтобы повысить равномерность движения, в интерполятор введены два двухразрядных счетчика i4 и i5. Один вход счетчиков является суммирующим, а второи — вычитающим.

1.сли íà оОа входа импульсы поступают равномерно, то коды счетчиков сначала увеличиваются на единицу, а затем возвращаются в исходное состояние. Если же какая-либо координата изменяется непрерывно и линейная скорость перемещения рабочего инструмента увеличивается, то на выходе счетчиков периодически оудут возникать импульсы переполнения. 11оявление последних вызывает задержку в раооте соответствующего сумматора, а следовательно, и интерполятора на один такт, что приводит к уменьшению неравномерности движения.

Предмет изобретения 1 рехмерный интерполятор, содержащий счетчики текущих координат, вентили и сумматоры, отличающиися тем, что, с целью упрощения интерполятора, он содержит инди" катор экстремального кода, схемы совпадения и два сглаживающих счетчика, причем выход одного счетчика текущих координат через первый вентиль подсоединен к первым входам двух сумматоров, вторые входы которых чере; второи и третии вентили связаны с выходами двух других счетчиков текущих координат, одни выходы сумматоров через схемы совпадения соединены с входами соответствующих счетчиков текущих координат и вентилей, другие выходы сумматоров подсоединены к индикатору экстремального кода, выходы которого подключены к разрешающим входам схем совпадения, суммирующие .и вычитающие входы каждого сглаживающего счетчика связаны с выходами соответствующих схем совпадения, а выходы с третьими входами сумматоров.

451060

Составитель В. Казаков

Техред О. Гумен|ок

Корректор А. Дзесова

Редактор Т. Иванова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1066/8 Изд. № 4g5 Тираж 760 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5