<address id="ndtrr"><form id="ndtrr"><nobr id="ndtrr"></nobr></form></address>

        <noframes id="ndtrr">

        <form id="ndtrr"><nobr id="ndtrr"><meter id="ndtrr"></meter></nobr></form>
          <noframes id="ndtrr"><listing id="ndtrr"><listing id="ndtrr"></listing></listing>

          登錄  |  注冊
          河北華利機械配件有限公司

          Mahr891E電子手輪倍頻電路研制

          2014/9/3 11:03:24
          0    引言
                  Mahr891E齒輪測量機是我國引進較早的齒輪測量機之一。該機是德國Mahr公司基于電子展成原理的產品,其良好的設計思想及制造工藝,至今仍被認為是測量精度較高的齒輪測量儀。某單位的Mahr891E齒輪測量機經過多年使用之后,其電子系統已經老化,故障率高,影響了正常使用,故委托我們對其進行改造。針對此設備的具體情況,我們重新開發了測量與控制系統的軟件并替換原測控系統。本文擬對新系統中電子手輪的倍頻鑒相電路進行介紹。
          1    4倍頻鑒相
          1.1    原理
                  電子手輪是數控機床、加工中心和測量中心等數控設備常用的手動操作元件,它實際上就是一個增量式手動編碼器,每周通常為幾十至數百細分。本系統采用的是一百細分的手輪,其輸出為兩路相差90o的方波。為了驅動電機等執行元件,有時需將這兩路方波信號變換成一路方向一路脈沖,或一路正轉脈沖一路反轉脈沖的形式,同時進行適當的細分再送入電機驅動器,這就是倍頻鑒相。這里采用的是第一種形式,即一路為方向信號,另一路為脈沖信號。倍頻鑒相電路可以由阻容元件結合邏輯電路來實現,但是阻容元件會老化而逐漸改變其特性,進而影響到電路的可靠性。因此這里使用了一種由純邏輯電路組成的4倍頻鑒相電路。
                  實際上,基于這種原理還可對脈沖進行更高次的倍頻,特別應注意CLK信號的選擇。首先,CLK的周期應大于所允許的最小脈寬(通常,驅動器和計數器都有最小脈寬限制)。其次,通過分析可知,要使電路可靠工作,則CLK的頻率必須為A相或B相頻率的8倍以上。
                  由于本設計中采用了Altera公司的CPLD器件,所以電路很容易實現。
          2    方向信號的穩定
                  安裝在電機或主軸上的編碼器,其轉軸由轉動變為停止時可停留在任意位置。電子手輪則不同,為了避免不操作手輪時手輪受外界震動等因素的影響而發生蠕動,需在其一周設定有固定的??奎c,通常為每細分一個??奎c,這有些類似于波段開關。本系統中的一百細分手輪即有一百個??奎c。另外,當操作人員操作手輪時,很難實現由電機帶動編碼器的連續運動,從表面看似乎手輪被連續搖動,實則在每個??奎c都有頓挫,即在每個??奎c都包含有手輪向??奎c式碼盤,白區為透光區,輸出為高,黑區為遮擋區,輸出為低,并且光源位于T區內,??奎c位于S區內。同時還規定外圈為A相,內圈為B相。不管是逆時針旋轉還是順時針旋轉,都有可能導致方向信號的不穩定。例如當手輪順時針旋轉時,在每次頓挫中,擺動回??奎c之前的暫停位置在相鄰兩個??奎c之間是服從平均概率分布的。當暫停位置落在T區內且向左方S區擺動時,原來位于左方S區右邊界的B相下降沿會變為上升沿,從而導致方向信號由低變高。逆時針旋轉的情況也與此類似。這種情況會導致被手輪控制的運動軸正、反方向速度不一致,在極端情況下甚至會使運動軸僅向一個方向運動。當碰到以上問題時,解決的方法有三種:¹給兩相信號均插入反相器;º將兩相信號互換;»在方向信號中插入延時環節以產生滯回環節。其中第三條措施在任何情況下均有效,而第一、第二條措施則需依據??奎c所處的區段采用。
          3    鎖相環倍頻電路
                  經過上面的電路處理之后,脈沖信號的頻率一般仍然小于1kHz,然而,加工中心或測量中心為了達到高的加工精度或測量精度,其脈沖當量都較小,所以在對電子手輪的信號進行上述處理之后還需進行高倍頻以提高效率。例如,直線軸的移動速度v(mm/s)計的擺動,從而造成方向信號的不穩定。
                  Mahr891E的直線軸脈沖當量為0.0001mm,假設上述電路輸出的脈沖頻率可達到500Hz,那么若想使移動速度達到5mm/s,則還需將其進行100倍頻,對于如此高的倍頻數,鎖相環是一個不錯的選擇。
          3.1    鎖相環技術
                  鎖相的意義是相位同步的自動控制,能夠完成兩個電信號相位同步的自動控制閉環系統叫做鎖相環,簡稱PLL。鎖相環主要由相位比較器(PC)、壓控振蕩器(VCO)、低通濾波器(LPF)三部分組成。當鎖相環入鎖時,它具有“捕捉”信號的能力,VCO可在某一范圍內自動跟蹤輸入信號的變化,如果輸入信號頻率在鎖相環的捕捉范圍內發生變化,鎖相環能捕捉到輸入信號頻率,并強迫VCO鎖定在這個頻率上。鎖相環應用非常靈活,如果輸入信號頻率不等于VCO輸出信號頻率,而要求兩者保持一定的關系,例如比例關系或差值關系,則可以在外部加入一個運算器,以滿足不同工作的需要。
          3.2    100倍頻電路的實現
                  本設計采用高性能CMOS集成鎖相環電路CD4046作為高倍頻電路的核心。用CD4046與除法器構成的100倍頻電路。VCO的輸出經由除法器進行100分頻后,再送至相位比較器II,并進而與Ui進行相位比較,最后使f′out=fin,二者的相位差恒定,從而實現鎖相。由于f′out=fout/100=fin,可推得:fout=100fin。由此表明:盡管從局部看使用除法器完成的是分頻,但就鎖相環整體而言卻是實現100倍頻。其中的除法器是在EPM7128中實現的。
                  CD4046鎖相環采用的是RC型壓控振蕩器,必須外接電阻R1和電容C1作為充放電元件。由于它的充電和放電都由同一個電容C1完成,故它的輸出波形是對稱方波。選擇R1和C1的時候需要仔細考慮,因為R1與C1之積決定了CD4046所能輸出脈沖的最高頻率。
                  另外,為了方便設備的使用及調試,在該系統中還設計了手動操作時工作臺移動的高、中、低速選擇功能。該功能實際上是利用波段開關的切換,分別選擇電子手輪輸出脈沖的4倍、40倍和400倍頻來實現的,在此不再贅述。
          4    結論
                  本文設計了Mahr891E齒輪測量機新測控系統的電子手輪電路,利用鎖相環技術及CPLD技術實現了電子手輪輸出脈沖的可靠倍頻及鑒相,并使其最高倍頻數達到了400,即在手動操作時可使其直線軸移動速度達到5mm/s,滿足了設計要求。目前Mahr891E齒輪測量機的測控系統改造已經完工并通過了驗收。使用單位對新系統小巧的體積、完善的功能及友好的人機界面非常滿意,對手動操作部分也給予了較高的評價。
          華利膠木手輪
          揉着人妻饱满高耸乳尖

              <address id="ndtrr"><form id="ndtrr"><nobr id="ndtrr"></nobr></form></address>

                <noframes id="ndtrr">

                <form id="ndtrr"><nobr id="ndtrr"><meter id="ndtrr"></meter></nobr></form>
                  <noframes id="ndtrr"><listing id="ndtrr"><listing id="ndtrr"></listing></listing>