Claims (1)
Изобретение относитс к числовому программному управлению металлорежущими станками. .Известен круговой интерпол тор дли контурных систем программного управлени , содеркащий интегратор линейной скорости, регистр программируемой линейной скорости, интеграторы синуса и косинуса угла наклона радиуса окружности, накопители координатных приращений, схемы управлени приводами, схеглы окончани интерполировани ,, регистры конечных значений координат, регистр программируемого радиуса, схему формировани входной частоты, шифратор , схему определени приведенного радиуса и два вентил . Интерпол тор осуществл ет вычисле ние координат обрабатываемого конту ра деталей с дугами различных радиу сов, причем диапазон изменени ради са разбиваетс на несколько ступене каждый из которых соответствует свой объем интеграторов. Изменение объемов интеграторов достигаетс пу тем изменени цены дискрет этих интеграторов l. Однако конструктивные особенност интерпол тора позвол ют использоват его в системах числового программного управлени (ЧПУ) преимущественно дл станков с малыгли скорост ми подачи , так как скорость вычислени интерпол тора ограничена, допустимой тактовой частотой. Увеличение скорости подачи станка требует повышени тактовой частоты интерпол то- ра , поэтому точность вычислений на высоких тактовых частотах низка , что ведет к недостаточной точности обработки деталей. Известен также круговой интерпол тор дл контурных систем программного управлени станками, содержащий интегратор линейной скорости, регистр программируемой линейной скорости, интеграторы синуса и косинуса угла наклона радиуса окружности , накопители координатных приращений , блоки управлени приводами, блоки окончани интерполировани , регистры конечных значений координа регистр программируемого радиуса, блок определени величины дискреты подинтегральных функций и два вентил . В таком интерпол торе при обработке деталей, имек цих дуги различных оадиусов, обеспечиваетс пост.о аство задани линейной скорости обработки . Дл этого увеличивают угловую скорость перемещени обрабатывагадего инструмента обратно пропорционально радиусу, что достигаетс увеличением цены дискреты интеграторов синуса и косинуса угла наклона радиуса окружности. Ввиду этого тактова частота на выходе интерпол тора неизменна и в результате сокращаетс врем Обработки контура обрабатываемой детали 2 . Однако конструктивные особенности этого интерпол тора позвол ют исполь зовать его в системах числового программного управлени только дл станков а. малыми скорост ми подачи. Скорость вычислени координат отрабатьюаемого контура также ограничена допустимой тактовой частотой интерпол тора . Обработка деталей на малых скорост х подачи ухудшает технологичность и производительность обработки , а повышение скоростей подачи приводит к необходимости увеличени тактовой частоты интерпол тора, что снижает точность вычислени , и следо вательно, не обеспечивает требуемой точности обработки деталей. Наиболее б шзким по технической сущности к предлагаемому вл етс круговой интерпол тор, осуществл ющий вычисление координат обрабатывае мого контура при высоких скорост х подачи станка, содержащий интегратор координаты X, интегратор координаты У и интегратор угловой скорости,выход которого соединен с первым входом каждого из упом нутых интеграто- ров. Второй вход интегратора координаты X соединен с выходом интегратора координс4,ты У, а второй вход интег ратора координаты У - с выходом интегратора координаты X. Интерпол тор работает по принципу накапливающего сумматора. В качестве приращений используетс величина при ращений центрального угла дуги обрабатываемого контура. Приращени выражаютс многоразр дными числами. Ша интерпол ции, пропорциональный заданной линейной скорости, выбираетс более величины дискреты, ввиду чего вычислени координат в интерпол торе происходит при больших скорост х подачи станка на посто нной минималь ной частоте (100... 2.0 Гц), определ е мой след щим приводом станка З. Однако такой интерпол тор в силу своих конструктивных особенностей не может обеспечить требуемой точности вычислений координат обрабатываемого контура. Погрешность интегри ровани в интерпол торе значительна точность интерполировани недостаточ на , а следовательно, данный интерпол тор не обеспечивает требуемой точности обработки деталей, Цель изобретени - повышение точнйсти интерпол тора. Поставленна цель достигаетс тем, что круговой интерпол тор, содержащий первый интегратор и в каждой координате интерполировани второй интегратор, первый вход которого соединен с выходом первого интерпол тора , в каждую координату интерполировани введены делитель, сумматор и третий интегратор, первый вход которого соединен с выходом сумматора , второй вход - с выходом первого интегратора, а первый и второй выходы второго интегратора - соответственно с входом делител и с первым входом сумматора данной координаты интерполировани , причем :ыход делител и выход третьего ин/ гратора каходой координаты интерполировани подключены к второму входу сумматора и второму входу второго интегратора соответствующей координаты интерполировани . На чертеже схематически представлено предлагаемое устройство. Устройство содержит первый интегратор 1, вторые интеграторы 2 и 3, делители 4 и 5, сумматоры 6 и 7, третьи интеграторы 8 и 9. Устройство работает следующим образом . В исходном состо нии в регистр подинтегральной функции интегратора 1 вводитс величина угловой скорости , а в регистры подинтегральных функций интеграторов 2 и 3 - соответственно координаты начальной точки дуги окружности XQ и УС,. Аргументом при интегрировании скорости вл етс врем t. Приращени аргумента ut представл ют собой единичные импульсы , следующие с посто нной тактовой частотой f. Интегрирование производ т по центральному углу дуги cLИнтегратором 1 вырабатываютс приращени центрального угла дуги Ло( . Сигнал, соответствунндий значению t.dL, поступает на входы интеграторов 2, 3, 8 и 9 в качестве независимой переменной. В результате интегрировани на выходе интеграторов 2 на каждом шаге i получают приращение текущей координаты Af , а на выходе интегратора .3 - приращение текущей координаты лХ. После делени на два на первый вход сумматора 6 поступает сигнал, соответствующий л., а на первый вход сумматора 7 - сигнал, соответствующий &.12. Па вторые входы сумматоров 6 и 7 поступают сигналы, соответствуквдие содержимому регистров подинтегральных функций интеграторов 2 и 3: на вход сумматора 6 - , на вход сумматора 7 . После сложени на выходе суюлатора 6 получают величину(х, © ) а на выходе сумматора 7 - величину ( Y--® -j) которые записываютс в регистр подинтегральных функций соответственно интеграторов 8 и 9. С выходов интеграторов 8 и 9 многоразр дные приращени лХ и АУ поступают на входы накопительных регистров интеграторов 2 и 3 соответственно . С приходом на вход интегратора 1 следующего импульса с частотой цикл вычислений повтор етс . Погрешность вычислени в предлага емом интерпол торе уменьшена по срав нению с известным при условии равенства скорости подачи и радиуса обрабатываемой дуги. Уменьшение погрешности интегрировани повышает точность интерполировани не менее, чем на пор док, ввиду чего повышаетс точность обработки деталей на станках, испольэуквдих систему числового программного управ лени с предлагаемым круговым интерпол тором . Формула изобретени . Круговой интерпол тор, содержащий первый интегратор и в казкдой координате интерполировани второй интегратор , первый вход которого соединен с выходом первого интегратора, отличающийс тем, что, с целью повышени точности интерпол тора, в каждую координату интерполировани введены делитель, сумматор и третий интегратор, первый вход которого соединен с выходом сумматора, второй вход - с выходом первого интегратора , а первый и второй выходы второго интегратора - соответственно с входом делител и с первым входом сумматора данной координаты интерполировани , причем выход делител и выход третьего интегратора ка щой координа ты интерполировани подключены к второглу входу сумматора и BTopcwiy вхо- ду второго интегратора соответству эс1ей координаты интерполировани . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР №484502, кл. G 05 В 19/18. 1974. 2,Авторское свидетельство СССР №499566, кл. G 05 В 19/18, 1974. .. -г--( 3 .Сб.Станки с числовым программным управлением, участки и автоматические линии на их основе. М. , Машиностроение, 1974,- с.98 - (прототип ) .This invention relates to numerical program control of machine tools. . A circular interpolator for contour software control systems is known, containing linear velocity integrator, programmable linear velocity register, sine and cosine integrators of a circle radius, accumulators of coordinate increments, drive control circuits, interpolation end patterns, finite coordinate value registers, programmed register radius, input frequency shaping circuit, encoder, reduced radius determination circuit, and two valves. The interpolator calculates the coordinates of the processed contour of parts with arcs of different radii, and the radius of variation is divided into several stages, each of which corresponds to its own volume of integrators. The change in the volume of integrators is achieved by changing the price of discrete values of these integrators l. However, the design features of the interpolator allow it to be used in numerical control systems (NC) mainly for machines with low feed rates, since the calculation speed of the interpolator is limited by an allowable clock frequency. An increase in the machine feed rate requires an increase in the interpolator clock frequency, therefore, the accuracy of calculations at high clock frequencies is low, which leads to a lack of accuracy in the machining of parts. Also known is a circular interpolator for contour systems of software control of machines, containing a linear velocity integrator, a programmable linear velocity register, sine and cosine integrators of a circle radius of inclination, incremental accumulators, drive control blocks, interpolation end blocks, registers of finite values of coordinates, a programmable radius register , the unit for determining the magnitude of the discrete functions of the integral functions and two vents. In such an interpolator, when machining parts, such as arcs of different o-rays, it is ensured that the linear machining speed is specified. To do this, increase the angular speed of movement of the tool and tool inversely proportional to the radius, which is achieved by increasing the price of the discretes of the sine and cosine integrators of the angle of inclination of the radius of the circle. Because of this, the clock frequency at the output of the interpolator is unchanged and, as a result, the processing time of the contour of the workpiece 2 is reduced. However, the design features of this interpolator allow it to be used in computer numerical control systems only for machine tools a. low feed rates. The speed of calculating the coordinates of the contour being developed is also limited by the admissible clock frequency of the interpolator. The machining of parts at low feed rates deteriorates the processability and machining productivity, and an increase in feed rates necessitates an increase in the interpolator clock frequency, which reduces the calculation accuracy and, therefore, does not provide the required accuracy of part machining. The most technical to the proposed invention is a circular interpolator that calculates the coordinates of the machined contour at high feed rates of the machine, containing the integrator of the X coordinate, the integrator of the Y coordinate and the angular velocity integrator, the output of which is connected to the first input of each of the integral integrators. The second input of the integrator of the X coordinate is connected to the output of the integrator of the 4 coordinate, you Y, and the second input of the integrator of the Y coordinate is connected to the output of the integrator of the X coordinate. The interpolator works on the principle of accumulating adder. As increments, the value is used when growing the central angle of the arc of the contour to be machined. Increments are expressed in multi-digit numbers. The interpolation step, proportional to the given linear speed, is chosen more than the magnitude of the discrete values, which is why the coordinates in the interpolator are calculated at high machine feed rates at a constant minimum frequency (100 ... 2.0 Hz) determined by the next drive of the machine. H. However, such an interpolator, due to its design features, cannot provide the required accuracy of calculations of the coordinates of the contour to be processed. The error of integration in the interpolator is significant, the interpolation accuracy is insufficient, and consequently, this interpolator does not provide the required accuracy of machining of parts. The purpose of the invention is to increase the accuracy of the interpolator. The goal is achieved by the fact that the circular interpolator containing the first integrator and in each interpolation coordinate the second integrator, the first input of which is connected to the output of the first interpolator, is inserted into each coordinate of the interpolation divider, adder and the third integrator, the first input of which is connected to the output of the adder , the second input is with the output of the first integrator, and the first and second outputs of the second integrator are respectively with the input of the divider and with the first input of the adder of the given interpolation coordinate , Wherein: Exit divider output and a third in / gratora kahodoy interpolating coordinates connected to the second input of the adder and the second input of the second integrator corresponding coordinate interpolation. The drawing schematically shows the proposed device. The device contains the first integrator 1, the second integrators 2 and 3, dividers 4 and 5, adders 6 and 7, the third integrators 8 and 9. The device operates as follows. In the initial state, the value of the angular velocity is entered into the register of the integrand function of integrator 1, and the coordinates of the initial point of the arc of a circle XQ and US, are entered into the registers of integrand functions of integrator 2 and 3, respectively. The argument for integrating speed is time t. The increments of the argument ut are single pulses following at a constant clock frequency f. The integration is performed at the central angle of the arc. With the integrator 1, the center angle of the arc Lo is generated (. The signal corresponding to the value t.dL is fed to the inputs of the integrators 2, 3, 8 and 9 as an independent variable. As a result, the integration at the output of the integrators 2 on each in step i, the current coordinate Af is incremented, and the integrator’s output, .3, is incremented by the current coordinate lH. After dividing by two, the first input of the adder 6 receives a signal corresponding to l, and the first input of the adder 7 - the signal corresponding & 12. Pa the second inputs of adders 6 and 7 receive signals corresponding to the contents of the registers of integrand functions of integrators 2 and 3: to the input of the adder 6 -, to the input of the adder 7. After adding at the output of the scraper 6 get the value (x, ©) and at the output of the adder 7, the value (Y - ® -j) that is written to the register of integrand functions, respectively, of integrators 8 and 9. From the outputs of integrators 8 and 9, multi-bit increments lX and AU are fed to the inputs of accumulative registers of integrators 2 and 3, respectively. When the next pulse arrives at the input of the integrator 1 with a frequency, the calculation cycle is repeated. The calculation error in the proposed interpolator is reduced in comparison with the known one, provided that the feed rate and the radius of the arc processed are equal. Reducing the integration error improves the interpolation accuracy by no less than an order of magnitude, which means that the accuracy of machining of parts on machines that use the numerical control system with the proposed circular interpolator is improved. Claims. A circular interpolator containing the first integrator and in the interpolation coordinate of the second integrator, the first input of which is connected to the output of the first integrator, characterized in that, to increase the accuracy of the interpolator, a divider, an adder and the third integrator, the first input are entered into each interpolation coordinate which is connected to the output of the adder, the second input - with the output of the first integrator, and the first and second outputs of the second integrator - respectively with the input of the divider and the first input of the adder of this coordinate Inaty are interpolation, and the output of the divider and the output of the third integrator of each interpolation coordinate is connected to the second input of the adder and the BTopcwiy input of the second integrator corresponding to the third coordinate of interpolation. Sources of information taken into account during the examination 1. USSR author's certificate No. 484502, cl. G 05 B 19/18. 1974. 2, USSR Copyright Certificate No. 499566, cl. G 05 19/18, 1974. .. -g - (3. Sat. Machine tools with numerical control, sections and automatic lines based on them. Moscow, Mashinostroenie, 1974, - p.98 - (prototype).
эuh
СОWITH
//
/ч/ h
VJVj
«м"M
VOVO
гg
ff
/ /