SU819796A1 - Linear interpolator - Google Patents

Description

1one

Изобретение относитс  к области автоматизации управлени  перемещением рабочих органов автоматических устройств и предназначено дл  использовани  в цифровых системах программного управлени .The invention relates to the field of automating the control of the movement of working elements of automatic devices and is intended for use in digital program control systems.

Известны линейные интерпол торы, содержащие логический блок выдачи командных импульсов, регистр, счетчик, выход которого соединен с входами регистра и логического блока, а выходы регистра и блока сопровождени  динамического регистра соединены с соответствующими входами счетчика и логического блока .Linear interpolators are known that contain a logic block for issuing command pulses, a register, a counter, the output of which is connected to the inputs of the register and a logic block, and the outputs of the register and tracking block of a dynamic register are connected to the corresponding inputs of the counter and logic block.

Погрешностью этих устройств  вл етс  низкое быстродействие, и большое количество оборудовани , необходимое дл  управлени  исполнительными механизмами.The accuracy of these devices is the low speed, and a large amount of equipment necessary to control the actuators.

Наиболее близким техническим решением к изобретению  вл етс  линейный интерпол тор , содержащий генератор импульсов , первый счетчик, делитель частоты, блок коммутации, второй счетчик, блок управлени , блок считывани  программы, счетчик повторени  кадра 2.The closest technical solution to the invention is a linear interpolator comprising a pulse generator, a first counter, a frequency divider, a switching unit, a second counter, a control unit, a program reading unit, a frame 2 count counter.

Целью изобретени   вл етс  повышение быстродействи .The aim of the invention is to increase speed.

Достигаетс  это тем, что линейный интерпол тор , содержащий блок вычислени  исходных данных, соединенный первым выходом через регистр с входом первого дешифратора , а вторым выходом - с первым входом счетчика, второй дешифратор, входом соединенный с выходом счетчика, а выходом - с первым входом первого элемента И, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов , а выход - с вторым входом счетчика, первым входом коммутатора и входом первого триггера, выходом соединенного с вторым и третьимThis is achieved by the fact that a linear interpolator containing a source data calculation block, connected by a first output through a register to the input of the first decoder, and a second output - to the first input of the counter, a second decoder, input connected to the output of the counter, and output to the first input of the first And, the second input of which is connected to the output of the pulse generator, and the output to the second input of the counter, the first input of the switch and the input of the first trigger, the output connected to the second and third

входами коммутатора, дополнительно содержит блок вторых элементов И и дл  каждой координаты второй триггер, элемент ИЛИ и два третьих элемента И, первые входы которых подключены к выходуswitch inputs, additionally contains a block of second And elements and for each coordinate a second trigger, an OR element, and two third And elements, the first inputs of which are connected to the output

элемента ИЛИ, а вторые входы - к первому и второму выходам второго триггера соответственно , первый и второй входы которого соединены с третьими входами блока вычислени  исходных данных, первые входы блока вторых элементов И соединены с первым входом коммутатора, вторые входы - с соответствующими выходами первого дешифратора, а выходы - с соответствующими входами элементов ИЛИof the OR element, and the second inputs to the first and second outputs of the second trigger, respectively, the first and second inputs of which are connected to the third inputs of the initial data calculation unit, the first inputs of the second elements block I connected to the first input of the switch, the second inputs to the corresponding outputs of the first decoder , and outputs - with the corresponding inputs of the elements OR

дл  каждой координаты.for each coordinate.

Анализ чертежей обрабатываемых деталей показывает, что около 90% формообразных элементов представл ют собой отрезки пр мых, расположенные под угломAn analysis of the drawings of the workpieces shows that about 90% of the shaped elements are straight sections, angled

0°, 30°, 45°, 60°, 90° к ос м координат. Использование алгоритма интерпол ции отрезков фиксированных направлений позвол ет повысить производительность и быстродействие интерпол тора, а также существенно сократить количество оборудовани , необходимого дл  его реализации. Предлагаемое устройство реализует интерполирование отрезков, имеющих строго фиксированные направлени : по оси У (0); по оси X (); под углом 45° (Х F); под углом 30° (); под углом 60° (). На чертеже приведена блок-схема линейного интерпол тора. Устройство состоит из регистра 1 управл ющего слова, дешифратора 2 режимов работы, генератора 3 импульсов, первого элемента И 4, первого триггера 5 делени  частоты, счетчика 6 количества исполнительных импульсов ведущей координаты, второго дешифратора 7, коммутатора 8, который состоит из блока вторых элементов И 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, третьи элементы И 16, 17, 18, 19 и элементы ИЛИ 20, 21, а также триггера 22 направлени  перемещени  по оси абсцисс, триггера 23 направлени  перемещени  по оси ординат, блока 24 вычислени  исходных данных. Работа устройства осуществл етс  еледующим образом. С носител  входной информации координаты начала и конца интерполируемого отрезка поступают в блок 24 вычислени  исходных данных. В блоке 24 осуществл етс  вычисление длин проекций интерполируемого отрезка на координатные оси. Сравнением этих длин проекций определ етс  больша  из них. При этом координата, проекци  которой имеет большую абсолютную величину. авл етс  ведущей. Друга  координата  вл етс  ведомой. Из блока 24 вычислени  исходных данных двоичный код количества унитарных импульсов по ведущей координате поступает в счетчик- 6, информаци  о режиме работы поступает в регистр 1 управл ющего слова, данные о направлени х перемещений рабочего органа по координатным ос м - в триггеры 22, 23 направлени  перемещени  по ос м координат. После записи кода количества импульсов в счетчик 6 на выходе дешифратора 7 по вл етс  сигнал, соответствующий нулевому состо нию, поступающий на вход элемента И 4 и разрешающий прохождение исполнительных импульсов от генератора 3. Сигналы с выхода элемента И 4 поступают на счетный вход вычитани  счетчика 6, в коммутатор унитарных импульсов на входы элементов И 9- 14, а также на счетный вход триггера 5. Сигналы с едини.лого выхода триггера 5, частота следовани  которых в 2 раза меньше частоты генератора 3, поступают на входы элементов И 13, 15 соответствующих режимам работы Х-2У и . Импульсы, поступающие в блок 8 с выхода элемента И 4, соответствуют унитарным кодам перемещений по ведущей координате . При 0 открываетс  элемент И 9, обеспечива  поступление импульсов от генератора 3 через элемент ИЛИ 21 на входы элементов И 18 и 19. В зависимости от состо ни  триггера 23 знака «У открываетс  соответствующий элемент И 18 или 19, и импульсы перемещений поступают на входы 4-Y или -У привода перемещений по оси У. При аналогично режиму отрабатываютс  перемещени  по оси X, в этом случае задействуют элемент И 10, элемент ИЛИ 20, элементы И 16, 17 и триггер 22 знака «J соответственно, При через элемент И И исполнительные импульсы поступают на входы элементов ИЛИ 20 и 21, а оттуда - на входы элементов И 16-19, обеспечива  поступление импульсов перемещений по ос м X и У одновременно. Направление перемещени  определ етс  совместным состо нием триггеров Щ и 23. При обработке режимов и одновременно открываютс  элементы И 12 и 13 или 14 и 15 перемещений по ос м X и У соответственно. При наличии на входах элементов И 13 и 15 соответствующего сигнала с единичного выхода триггера 4 через элементы И 12 и 13 (дл  .2У) или через элементы И 14 и 15 (дл  ) поступают через элементы ИЛИ 20 и 21 на входы элементов И 16-19, обеспечива  одновременно поступление импульсов перемещений по обеим координатам, Когда триггер 5 находитс  в нулевом состо нии , элементы И 13 и 15 закрыты и через элементы И 12 (дл  ) или 14 (У 2Х) обеспечиваетс  поступление импульсов перемещений только по координате X или У соответственно. Каждый импульс с выхода элемента И 4 поступает на вход (-1) счетчика 6 ведущей координаты. Когда код в счетчике 6 станет равным нулю, работа схемы прекращаетс . На выходе щины «О дещифратора 7 формируетс  сигнал, поступающий в устройство обмена и разрешающий ввод следующего кадра информации, в блок 24 вычислени  исходных данных. Далее работа устройства повтор етс  аналогично описанному выще. Использование устройства интерполировани  дл  фиксированных направлений позвол ет существенно упростить конструкцию устройства и повысить быстродейтвие . Устройство может быть использова0 °, 30 °, 45 °, 60 °, 90 ° to the coordinate axes. The use of the interpolation algorithm of segments of fixed directions allows to increase the performance and speed of the interpolator, as well as significantly reduce the amount of equipment necessary for its implementation. The proposed device realizes the interpolation of segments having strictly fixed directions: along the Y (0) axis; X axis (); at an angle of 45 ° (X F); at an angle of 30 ° (); at an angle of 60 ° (). The drawing shows a block diagram of a linear interpolator. The device consists of a control word register 1, a decoder of 2 operating modes, a pulse generator 3, a first element 4, a first frequency division trigger 5, a counter 6 of the number of executive pulses of the leading coordinate, a second decoder 7, a switch 8 which consists of a block of second elements And 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, the third elements AND 16, 17, 18, 19 and the elements OR 20, 21, as well as the trigger 22 of the direction of movement along the abscissa axis, the trigger 23 of the direction of movement along the axis of ordinates, block 24 calculation of the original data. The operation of the device is carried out in the following manner. From the input information carrier, the coordinates of the beginning and end of the interpolated segment go to block 24 for calculating the source data. In block 24, the lengths of the projections of the interpolated segment to the coordinate axes are calculated. By comparing these projection lengths, most of them are determined. The coordinate, the projection of which has a large absolute value. Leading the way. Another coordinate is slave. From the source data calculation unit 24, the binary code of the number of unitary pulses at the leading coordinate enters the counter-6, information about the operation mode enters the control word register 1, the data about the directions of the working body on the coordinate axes - to the trigger triggers 22, 23 moving along the coordinate axes. After writing the code of the number of pulses into the counter 6, a signal corresponding to the zero state appears at the output of the decoder 7, arriving at the input of the AND 4 element and allowing the passage of the executive pulses from the generator 3. Signals from the output of the AND 4 element arrive at the counting input of the counter 6 , into the switch of unitary pulses to the inputs of elements I 9-14, as well as to the counting input of trigger 5. Signals from the single output of trigger 5, the frequency of which is 2 times less than the frequency of generator 3, are fed to the inputs of elements I 13, 15 respectively There are X-2U operation modes and. The pulses arriving in block 8 from the output of the element And 4 correspond to the unitary codes of displacement along the leading coordinate. At 0, element AND 9 opens, providing pulses from generator 3 through element OR 21 to inputs of elements AND 18 and 19. Depending on the state of flip-flop 23 of the sign "Y, the corresponding element opens And 18 or 19, and the movement pulses go to inputs 4 -Y or -Y of the drive of movements along the Y axis. When the mode is similar, the movements along the X axis are worked out, in this case the element AND 10, the element OR 20, the elements AND 16, 17 and the trigger 22 of the sign "J, respectively, are activated. Through the element AND AND executive pulses arrive at the inputs of the elements OR 20 and 21, and from there to the inputs of AND 16-19 elements, ensuring the supply of displacement pulses along the axes X and Y simultaneously. The direction of movement is determined by the joint state of the flip-flops U and 23. When processing modes and simultaneously, elements AND 12 and 13 or 14 and 15 movements on the X and Y axes are opened, respectively. When the inputs of the elements And 13 and 15 of the corresponding signal from a single output of the trigger 4 through the elements And 12 and 13 (dl. 2U) or through the elements And 14 and 15 (dl) go through the elements OR 20 and 21 to the inputs of the elements 16 19, providing simultaneous arrival of displacement pulses in both coordinates. When trigger 5 is in the zero state, elements 13 and 15 are closed, and through elements 12 (for) or 14 (2X), displacement of pulses is provided only along the X or Y coordinate. respectively. Each pulse from the output of the element And 4 is fed to the input (-1) of the counter 6 leading coordinates. When the code in the counter 6 becomes zero, the operation of the circuit is terminated. At the output of the decider 7, a signal is generated, which enters the exchange device and permits the input of the next frame of information, to the source data calculation unit 24. Further, the operation of the device is repeated as described above. The use of an interpolation device for fixed directions makes it possible to significantly simplify the design of the device and improve the response speed. Device can be used

Claims (1)

Формула изобретенияClaim Линейный интерполятор, содержащий блок вычисления исходных данных, соединенный первым выходом через регистр с входом первого дешифратора, а вторым выходом с первым входом счетчика, второй дешифратор, входом соединенный с выходом счетчика, а выходом — с первым входом первого элемента И, второй вход которого соединен с выходом генератора им- 15 пульсов, а выход — с вторым входом счетчика, первым входом коммутатора и входом первого триггера, выходом соединенного с вторым и третьим входами коммутатора, отличающийся тем, что, с 20 целью повышения быстродействия интерполятора, в нем коммутатор содержит блокA linear interpolator containing a block for calculating the initial data, connected by the first output through the register to the input of the first decoder, and by the second output to the first input of the counter, the second decoder connected to the output of the counter, and the output to the first input of the first element And, the second input of which is connected with the output of the generator, 15 pulses, and the output with the second input of the counter, the first input of the switch and the input of the first trigger, the output connected to the second and third inputs of the switch, characterized in that, with the aim of increasing optimal interpolator, it comprises a switch block