ПРОЕКТИРОВАНИЕ
ДИСКРЕТНЫХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
к контрольным работам по одноименной дисциплине для студентов специальности 1-53 01 05
«Автоматизированные электроприводы»
ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ПРОГРАММНОЙ ИНФОРМАЦИИ.
ИНТЕРПОЛЯТОРЫ
В системах числового программного управления (ЧПУ) рабочие органы (РО) механизмов перемещаются по опорным точкам траектории движения инструмента, изделия, схвата робота и др. Координаты опорных точек и их приращения определяются на основании чертежа детали. Движения между опорными точками задаются с помощью устройств, которые называются интерполяторами. В дальнейшем за интерполятор будем принимать устройство, на вход которого кадр за кадром подается информация в виде цифровых кодов, а на выходе выдается информация для каждой координаты в виде последовательности импульсов, т. е. в виде унитарного кода. Унитарный код по каждой координате подается непосредственно в систему управления приводом данной координаты.
Движение от одной опорной точки к другой может осуществляться по прямой или по кривой. В зависимости от этого интерполяторы могут быть линейными или нелинейными.
По виду кривой различают нелинейные интерполяторы второго, третьего порядков и выше. Принципиально любая траектория может быть аппроксимирована кривой, задаваемой в виде полинома Лагранжа: у = а0 +а1 х + а2 х2 +...+ аn хn.
Примерами нелинейных интерполяторов второго порядка являются круговые и параболические. При их применении участок траектории заменяется соответственно отрезком окружности или параболы. В практике ЧПУ наиболее широкое распространение получили линейно-круговые интерполяторы. Это вызвано тем, что в подавляющем большинстве контуры деталей машиностроения представляют собой отрезки прямых и дуги окружностей. Чем выше порядок кривой, тем сложнее устройство интерполятора, но зато при одной и той же точности упрощается программирование, т. к. требуется меньше расчетов по определению координат опорных точек.
По способу применения различают автономные и встроенные интерполяторы. В последнем случае интерполятор встраивается непосредственно в систему управления и работает в ее режиме. Это означает, что считывание и обработка информации производятся последовательно, кадр за кадром. После отработки предыдущего кадра программы в систему управления поступает следующий кадр и т. д. Уплотнение режима работы достигается тем, что интерполятор при-
ступает к расшифровке последующего кадра программы до окончания отработки системой управления предыдущего кадра. Структура системы ЧПУ со встроенным интерполятором изображена на рис. 1, где обозначено БПр – блок программы, ИНТ – интерполятор, ДП – датчик положения, ϕ – отрабатываемая координата.
а)
б)
в)
Рис. 1. Схемы использования интерполяторов
Интерполятор является весьма дорогим и сложным устройством системы ЧПУ. Наиболее полно он используется в автономной схеме
(рис. 1, б).
При такой схеме один интерполятор может обслуживать несколько станков с ЧПУ и располагаться в другом цехе или даже на ином предприятии. Недостаточная гибкость схемы автономного использования интерполятора не позволила применять ее в широких масштабах. Внедрение микропроцессоров и микроЭВМ в системы ЧПУ привело к разработке аналогичной схемы, имеющей, однако, новое содержание (рис. 1, в). В данном случае ЭВМ готовит программы и хранит их в перепрограммируемом запоминающем устройстве (ППЗУ), откуда по запросам они поступают в системы ЧПУ станками.
В зависимости от вида вычислительных процедур и алгоритмов функционирования различают интерполяторы, реализующие принципы разложения пространственных функций на параметрические составляющие на основе решения алгебраических и дифференциальных уравнений.
По способу реализации следует выделить аппаратное исполнение интерполятора (на базе унифицированных узлов) и программное (на базе микроЭВМ и микропроцессоров). При линейной интерполяции в кадре указываются адрес С01 и координаты конечной точки участка. Координаты начальной точки являются координатами конечной точки предыдущего участка и уже известны. Круговая интерполяция также задается адресом С (С02 – круговая интерполяция по часовой стрелке, С0З – то же, против часовой стрелки). Алгоритмы интерполяции разделяются на две группы: к первой относятся алгоритмы, задачей которых является определение момента выдачи единичных приращений по координатам. Частота выдачи приращений зависит от скорости изменения координаты. У алгоритмов второй группы период расчета текущих значений координат постоянен. В этой группе задачей является определение приращения координаты, накопленного за период расчета (квант времени). При его постоянстве приращения зависят от скорости изменения координат.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
