Круговой интерполятор для контурных систем программного управления станками

Круговой интерполятор для контурных систем программного управления станками

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

O П И С А Н И Е " 484502

ИЗОБРЕТЕН ИЯ, Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное и авт. свид-ву— (22) Заявлено 24.06.73 (21) 1949949/18-24 (51) М.1 л. О 05Ь 19/18 с присоединением заявки М—

Государственный комитет

Совета Мнннстрав СССР па дели нвс6ретеннй и вткрытнй (23) Приоритет—

Опубликовано 15.09.75. Бюллетень М 34 (53) УДК 681.323:621.9. .503,55 (088.8) Дата опубликования описания 24.06.76 (72) Авторы изобретения

И. 3. Бреслав, И. Н. Томашевская и А. В. Фельдман (71) Заявитель (54) КРУГОВОЙ ИНТЕРПОЛЯТОР ДЛЯ КОНТУРНЫХ СИСТЕМ

ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ СТАНКАМИ

Изобретение огносптся к области .контурных систем программного управления станками, в,которых широкое распространение получили круговые,интер поляторы, работающие в д воично-десятичной системе KopHpolBBHHÿ, что упрощает согла сование интерстолятора с устройc âàìH ввода и цифровой яндикацни данных. При этом в некоторых режимах обработки (папример, нарезание резьбы фрезой, диаметр которой меньше д иа мет ра окружности отверстия детали, а центр, сне совпадающий с центром отверстия, .движется Do эквидистасчтной окружности) требуется обеспечить постоянство линейной скорости,по контуру.

Интерполяторы,,работающие,по ееринципу цифрового дифференциального анализатора (ЦДА), обеспечивают постоя нспво угловой (линейной) скорости и:выдачу,диоирет центрального угла. Угловая частота интврполятора на ЦДА определяется выражением о — "Q где f,„,— входная частота интерполятора, Q — объем интеграторов интерполятора. Для обеспечения нужной линейной скорости

= o>R частота повторения импульсов f„,. должна иметь определенное значение. При .программировании линейной скорости |в мм/мин. для окружностей различ ных ра диу сав в схеме янтврполятора следует предуомогреть изменение частоты f,, в отношении

2 — — - - ).,„, R,, " . . где R „,„., — максимальное значение радуса, R; — любое запрограммированное значение

5 ради уса.

Диапазон изменения ча стоты f,„ìîæíî уменьшить путем переключения числа работающих трипгер ных ячеек регистров иснтеграторов, T. å. уменьшения объемов интеграторов

10 ирп малых .радиусах. Обычно изменение объемов производится,в 6 раз, где Ь вЂ” основание системы кодирования, в которой работает еентерполятор. При этом частота f „для значений радиусов, .при которых объем интеграторов не меняется (внутри ступени переключения объемов, должна плавно увеличиваться от Дмакс к Ямин В Ь раз.

Если увеличение частоты невозможно, то в b раз уменьшается быстродействие интерпол ятор а.

Известна схема кругового интерполятора для контурных систем программного управления станками, содержащая интегратор линейной скорости, ко входу подынтегральной

25 функции которого подключен выход регистра программируемой линейной скорости, интеграторы синуса и косинуса угла наклона радиуса окружности, выходы .которых через последовательно соединенные интеграторы ра30 диуса и накопители координатных,прираще484502

l0

65

3 ний подсоединены к соопвегствующим схемам у1правления .при водагми и схемам окончания .11нтерпoJIkkpoBaikEHkk, соединенным с,регистрами конечных значений,Koор дигнат, а также регистр .программируемого радиуса.

В,известном интерполяторе за данная линейная скорость обеопечи1вается только для одного расчетного значения радиуса, при обработке окружностей меньших радиусов линей ная око рость уменьшается, т. е. интерполятор не обеспечивает требуемого быстро дейспвия.

Ограниченная область применения и 1низкое быстродейcTlBHB я1вляегся недостатком известного янтер полятора.

Целью 1изобретения является устранение указа1нных,недостатков, т. е. tpalcIIIHpmHe обл асти,применения и по вы шеи не быстр одейст вия интерлолятора.

У казанная цель достигаегся путем Biaeipe ния (в нутри общепринятого диапазона лереключения объемов 6 = 10) нескольких дополнительных ступеней переключения объемов с плааным изменением частоты f Hà tBxogIе интерполягора в зависимости от ра диуса R внутри каждой дополнительной сту пенн. Переключение объемов производится IB за виоимости от старшего десятичного разряда радиуса, соответствующего переключаемой,декаде интепратора. Внутри вы деленного диапазона изменения радиуса, соо пвегствующего переключаемому объему Q; входная частота меняется в от1ношении — " "- °

R чин

КОЭфф ИЦИЕНТ IIPOIIIOPIIiHOHBJIbHOtCTH (МЕ>1(ДУ входной частотой интерполятора и радиусом R развея величине переключаемого объема Q;, т. е. изменяется ступенчато в зависимости от величи1ны Q,-. Внутри переключаемого объема Q; 1входная частота HtHTBplIIQJIHTopa /„„изменяегся по закону:

f = QI !

Пр и заданной ра бочей частоте интерполятора, Определяемой .допустимой, рабочей частотой его элементо в, предлагаемая схема обеспечивает повышение выходной частоты интерполятора, то есть пс вышение егo быстро!действия.

Предлагаемый антерполятор отличается тем, что содержит схему формирава ния входной частоты, шифратор, схему определения приведенного радиуса iH,два IBetkITHJIII. Первый вход .схемы формиро|вания входной частоты подключен к интегратору линейной скорости, а,выход — ко,входагм независимой переменной интеграторов синуса и коаинуса угла наклона радиуса окружности. Выход репистра программируемого радиуса соединен с первым входом схемы определения прн1веденного радиуса и входом 111tkIgtpaTopa, один выход которого подключен ко входу схемы форми рования tBxolptkIOH частоты, а,другой — ко второ20

Зз

00 му входу схемы определения приведенного радиуса и к кодовым входам вентилей. Управляющий .вход первого вентиля соединен с выходом интегратора синуса угла наклона радиуса окружности, а выход — со входом подынтегральной фун1(ции и нтегратора косинуса угла накло|на радиуса окружности, выхо д которого подключен к управляющему входу второго вентиля, подсоединенного ко входу подынтегральной функции интегратора синуса угла наклона радиуса окруженности.

Выход схемы определения,пргзведенного ipaдиуса подсоединен к гретьему входу схемы формирования входной частоты и:ко входам ладынтегральной функции интеграторов tpaдиуса.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого усгройсвва.

Регистр 1 программ ирующей линейной скорости Ч подключен ко !входу подынтегралыгой функции интегратора 2 линейной скорости, на вход независимой перемен ной которого .подключен сигнал задания временных интервалов f = — At, а,выход которо го подключен,к,первому IBxopу схемы 3 фо рмирования входной частоты пнтерполятора, второй вход которой, подключен к первому выходу шифратора 4, а третий вход подключен к выходу схемы 5 определения,пряведенного радиуса RÄp и ко входам поды нтепральных функций интепраторов 6 и 7 радиуса. Выход схемы 3 соединен со входами независимой переменной интеграторов 8 и 9 синуса и косинуса угла наклона радиуса, вход нодын гегральной фу н кции интегратора 8 соединен с .выходом |вентиля 10, кодовый .вход, которого соединен с кодовым;вхо дом вентиля 11, со вторым IBblxolgfом шифратора 4 и с первым входом схемы 5 определения рад|иуса R„„ входы подынтепральной функции интегратоp0tB 8 и 9 соединены с,выходами вентилей 10 и 11, у|п ра вляющие входы которых подключены cooTBFpcTIBBkItkko к выходам интеграторов 9 и 8 и,ко входа м независимой .переменной IHHтеграторов 6 и 7 радиуса.

Выход интегратора 6 соединен со IBxopом на|копителя 12 текущего приращения Ах, выход накопителя 12 соединен со входами схемы 13 упра вления приводом и схемы 14 определениЯ конца HHTBP1IIQJIIIIIHH по Х, iBTQPQH вход коTolpoH подключен к регистру 15 конечного значения координаты Х. Выход интегратора 7 соединен со входом накопителя 16 текущих приращен|ий Лу, выход которого соединен со входагми схемы 17 управления приводом и схемы 18 определения конца и|нтерполяции пo У, второй IBxop, которой подключен к,регистру 19 конечного значения коор динаты У. Выход регистра 20 радиуса R подключен ко iBxоду шифратора 4 и Ко Bòîðoìó входу схемы 5 о праделения .при веденного радиуса R„

УcTpoHcTIBQ работает следующим образом.

Диапазон изменения радиуса в разбивает484502

Q ú»»;с

Й макс т=

R макс .

35 г!

65 ся на 2 ступеней, каждой из которых соответствует авой объвм интеграторов Ql,. .Изменение объемом интеграторов 8 (sill(at) и 9 (сos! lt) достигается путем изменения цены дискрет пг этих 7777теграторов. Величина 112 определяется .как: где: Д „,,„, — максимальный радиус внутри

" " 7 г-и ступени.

Переключение объемов гпгтеграторов 6 и

7, умножающих величину silllat (coslat) на величину R, достигается путем умножения величины si27

Величина програ»ммируавмого радиуса R поступает на вход шиф ратора 4. Шифратор в за висимости от диа пазона ра7д иуса R выдает величину цены дискреты т интеграторов 8 и 9 и величину масштабного коэффициента

К. Схема 5 получения радиуса R.„„, умножает величину R на велггчину 1п, Так .как,величпI! a 117 77редставлена целым числом 1)2 = 1, 2, 5), схема умножения может быть выполнена путем простого гп-кратного суммирова ния .величины R. В интеграторе 2 с частотой

f == — At суммируются значения линейной ско,рости V, при этом на выходе интегратора 2 получается частота f„, пропорциональная скорости. Частота f., поступает на вход схемы 3 получення входной частоты интерполятора, на другие .два входа которой поступают величины масштабного коэффициента К и радиуса R „. Частота 1 вк на выходе схемы 3 опрс7деляется формулой:

f„, /1

f вх

Д»р

Схема 3 получения .вход ной частоты интерполятора может быть;вьг|полнена с помощью двух,гга раллельных интеграторов, причем частота проходит на .вход неза висимой,переменiFIoH интеграторов, а |величины К и R р — на входы подынтегральных функций интеграторов. Частота f»,ïîñòóïàåò на входы независимой, переменной интсграторсв 8 и 9, соеди ненных друкг с друаго»м при .по мощи отрицательной обратной связи. В регистры по дынтегральных функций интеграторов 8 (H 9 BBQдятся значения з1пс2 и costi в начальной точке обработчики.

I0

6

При наличии импульса переполнения на управляющих входах вентилей 10 н 11 на вход подынтегральных фучгг ций интеграторов

8 и 9 происходит значение дпскреты 17., на величину которой изменяется содержимое регистров подынтсгральных функций интеграторов 8 и 9. 1-1а выходе интеграторов 8 и 9 получаются:приращения функций cos<)t;7

s1I1(0t, которые в интеграторах 6 и 7 умножаются на радиус R»ð. На выходе интеграторов

6 и 7 получаются приращения Лх и Лу. При этом при увеличении дпскреты интеграторов 8 и 9,в гп раз количество импульсов на входах независимой переменной интеграторов 8 и 9 уменьшается в пг раз. Чтобы не изменилась цена дискреты велHRHH Лл и Лгг, необходимо увеличить во столько же раз цену дискреты интеграторов 6 и 7, что достигается при умножении импульсов приращеггий Лз1пог(и

Лсозгг/,на величину радиуса, увеличенного в гп раз. При этом одинаково,изменяются объемы интеграторов 6 — 9. Значения Лх и Лу накапливаюгся в накопителях 12 и 16. Текущие значения координат Х и У с выхода накопителей 12 и 16 поступают н схему управления приводом и !В схему определения конца интерполяции по данной координате, где они сравниваются с конечнывмп значениями координат

Х,и Ук

Дискретьг центрального угла для управления третьей координатой получаются на выходе схемы получения входноп частоты интер»1 полятора (частота 1„= — ). При этом цена

Пг дпскреты центрального угла зависит от диапазона радиуса, что может быть легко учтеilo в схеме управления третьей координатой умножением частоты, „,. на величину 1п, Предмет изобретения

Круговой ннтерполятор для контурных систем программного управления станками, содержащий интегратор линейной скорости, ко входу подынтегральной функцггп которого подключен выход регистра программируемой лннейной скорости, интеграторы синуса и косинуса угла наклона радиуса окружности, выходы, которых через последовательно соединенные интеграторы радиуса и накопители координатных приращений подсоединены и соот вет ст вующим схемам управления приводами и схемам окончания интерполapoBàíHH, соеди|ненным с регистрами конечных значений координат, а также регистр программируемого радиуса, от.гичагощггйся тем, что, с целью расширения области примспсппя и повышения быстродействия интсрполятора, оп содержит схему формирснапия |входной частоты, шифратор, схему определения приведенного радиуса и два!BBHTBl;IH, причем первый

BxoIa,cõåìû формированпя, входной частоты подключен к интегратору линейной скорости, а выход — ко входам независимой перемен484502 и

Лсл&s

=i <7j

Составитель И. Томашевская

Текред Л, Казаикова

Редактор Е. Семанова

Корректор Е. Рожкова

Заказ 564 Изд. № 1909 Тираж 869 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

МОТ, Загорский филиал

7 ной интеграторов синуса и,косинуса угла наклона радиуса окруженности, выход репистра программируемого радиуса соединен .с первым входом схемы определения пр иведен ного радиуса и |входом шифратора, о1дин выход которого по дключен ко второму 1входу схемы формирования входной ча стоты, а другой— ко второму входу схемы определения приведенного радиуса и к кодовым входам вентилей, управляющий вход первого вентиля соединен с,выходом:и нтепратора синуса угла наклона радиуса окружности, а выход — со

8 входом .п одынтегральной функции интеграто ра кооинуса угла наклона радиуса окружности, выход котс рого подключен к управля1ощему;входу второго:вентиля, подсоединенно5 го ко входу подыятепральной фун кции интегратора синуса угла, наклона радиуса окружности, выход схемы определения приведенного радиуса подсоединен к третьему входу с.;.емы формирования входной частоты и ко вхо10 дам подынтегралыной функции интеграторов радиуса.