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                浅析光栅全▂闭环乐信彩票登陆机床的理念

                2019-05-23 09:46 admin
                日前在电火花线切割机/乐信彩票登陆机床中采用光栅尺闭环一直是一个系统设计者想做的〖事情,但是闭环在数控系统设计中←还有很多需要解决的技术问题,本文供大家参考。
                 
                目前在电火花线切割机/乐信彩票登陆机床中当系统发出一个进给々指令,经驱动电路功率放大,驱动电机旋转一个角度,再经齿轮减速装置带动丝杠旋转,通过丝杠螺母机构♀转换为机床的直线位移。机床各个轴的移动速度与位移量由输入脉冲的频率与脉冲数所决定。此时机床的信息流是单向的,即进给脉冲发出后,实际移动值不再反馈回来。系统对机床的实际位移量不进行监测,也不能进行误差校正。因此∮步进电动机的失步、步距角误差、齿轮与丝杠等传动误差都将▆影响被加工零件的精№度。为了■提高机床的精度,采用直线电机和位置检测元件组成闭环系统。它消除了旋转电机齿轮间隙带来的误差,减小了系统的惯ㄨ性,改善了系统的动态性能。电机能否精确定位,取决于位置』反馈是否精确,光栅尺精度♂高、价位低、性能优良、故其成为首选传感器,以⌒ 实现位置信号的反馈。
                 
                光栅尺信≡号输出频率很高,如直▓接给工控机读取,实时性难以保证,采用高性能工控机虽能实现,但∮需编制大量程序。设计@光栅尺接口模块,能实现信号的细分、辩向、位置的计算与≡显示。模块是独立工〓作的,上位机何时需要数据,通过数据总线直接读取即可。既保证控制系统的◥实时性,提高了系统的反应♀速度。采用的光栅尺分辨率为1µm。
                 
                浅析光栅全闭环乐信彩票登陆机床的理念
                 
                1、光栅尺信号
                 
                光栅尺输↑出信号是电信号,动尺移动一个栅距,输出电信号便变化一个周期,它是通过对←信号变化周期的测量来测出移动〇的相对位移。计数器所计数乘以光栅距即为直线电机所走的@ 位移。
                 
                输出信号是相位角相差卐№90º时,方向为正,反之为负。Z信号作为校准信号以消除累积误差。
                 
                在A信号怕下降沿采集B信号,就可判断出运动方↓向。当A信号的上升沿及下降沿均比B信号超前1/4W,在A信号下降沿采集的B信号为“1”,此时︻为正向运动;A信号的上升沿及下降沿均比B信号滞后1/4W,在A信号下降沿采』集到的B信号为“0”,此时为反向运动。根据采集到的运动信号方向和A信号变化的周期数★用计数器进行计数(正向计数或逆向计数),就可测算出总位移。
                 
                2、接口模块整体结▃构
                 
                光栅尺输∮出信号的测量和处理需经过:滤波、整流,细分辨向电路,计数电路,接口电路,实现与系统总线的交换。接口模块原理图见设备出厂说≡明书原理图。
                 
                细分辨向电路
                 
                光栅尺信号的细分与辨向是提高光栅尺测量精度的关键性一步。光栅辨向和细分电路的设计中,有的设计把辨向和细分电路◥分开,辨向电路只对光栅尺的输出信号进行辨向,而不对细分后的脉冲信号进行辨向,这样实现的测量Ψ误差仍是光栅尺的栅距。在考虑辨向功能时,应对细分后的信号进行辨向设计,否则不能提高测量精度。此处为▓细分辨向电路设计的重点。
                 
                以X轴输出信号为例。光栅尺输出的相差为90º的@ 方波信号XA和XB,经RC滤波和6N137快速光耦,消除输入信号中尖脉冲带来的影响,提高系统的抗干扰性能。通过4倍频电路实现精度◣的担高,原来光栅尺的分辨率为5µm,倍◆频后分辨率变为1.25µm。译码电路为(GAL1.22V10提供时钟CLK。电机的运动方向由辨向电路来实现。当光栅尺正向运︻动时,从I/O端口输∞出脉冲序列PX;当光栅尺反向运动时,从I/O端口输出脉冲序列NX。
                 
                计数电路
                 
                本系统中√采用8254实现计数功能。正反向脉冲PX,NX分别作▃为计数器8254的时钟CLK,输出信号即为位移的脉冲数。地址线A0、A1与8254的片选取线一起确定8254的地址。