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数控机床位置检测系统设计及CPLD器件在其的应用介绍
作者:佚名    数控机床来源:本站原创    点击数:    更新时间:2019-6-28    

  、计数电路等,系统通过这些检测电机的位移和速度,发出反馈信号,从而形成闭环或半闭环节制。构成差值节制电机,进而提高机床加工精度。数控机床位置检测系统采用和开放式节制,可削减电路规模和提高数控机床的加工精度,构成高密度、高精度的数控机床。采用

  操纵可编程逻辑器件CPLD(Complex Programable Logic Device)设想硬件系统很是便利。工程师通过保守的道理图输入法,或是硬件描述言语自在设想数字系统。通过软件仿真验证事先设想的准确性。在PCB完成后,还可操纵CPLD在线点窜能力,随时点窜设想而不必改动硬件电路。因而,利用CPLD可大大加速硬件电路设想历程,削减PCB面积,提高系统靠得住性。

  按照所需逻辑门数量以及将与其毗连的电路引脚数,选用ALTERA公司的EPM570T144C5型CPLD,该器件采用TQFP144封装,内部有570个逻辑单位,相当于440个宏单位,而此前常用的EPM7128只要128个宏单位。

  EPM570T144C5内部有2个I/O分区,共116个通用I/O,引脚延时为8.8 ns,满足位置检测系统所需的90多个通用I/O和延时不跨越10 ns的设想要求。

  在引见位置检测系统前,先简要引见伺服电机节制系统(图1)。CPLD先对伺服电机光电编码器上发出的反馈信号进行译码、四倍频鉴相计数,然后将计数值存入锁存器,当用于电机节制的DSP节制器对CPLD进行读操作时,CPLD将锁存器里的计数值通过三态门输出给DSP节制器,由其节制电机的位移和速度。

  位置检测系统采用CPLD器件实现硬件电路功能,用VHDL言语编程实现译码器、四倍频鉴相计数器、选通器等模块。图2为位置检测系统构成道理图。图2 中,光电编码器A和四倍频鉴相计数器A(光电编码器B和四倍频鉴相计数器B)形成单轴计数电路,将两个单轴计数电路共同译码器、选通器则形成双轴计数电路,就是用译码器节制选通器,以选通两个计数器的计数成果并传输到总线.总线和选通器之间添加三态门进行节制。如许就实现双轴位置检测。

  该系统设想的次要部门为伺服电机节制系统中的位置检测系统。在Ouartus II开辟情况下设想系统,系统设想包罗四倍频鉴相计数器、二四译码器和选通器的VHDL法式设想,如图3所示。通过图2所示的道理框图,将该系统设想的各个模块组合起来构成顶层文件,形成双轴的检测系统。图3中YMO模块为译码电路,用来选通哪轴输出,Y0、Y2用来节制计数器的清零与计数,Y1节制选通器选通,译码器线所示。

  5 系统仿线为系统仿真成果。当译码器节制信号AB=00时,可看出 A1超前B1,所以轴1正转;B2超前A2所以轴2反转。

  三态门使能信号EN=1时,数据选择器选通G口所对应的汁数器,即轴2,清零F口对应计数器,即对轴1清零。并将计数成果传输到总线,输出信号H从FFF 变化到FF8表白轴2反转,因而汁数器逆向计数。同时在AB译码器节制信号改变时和轴1,轴2正反转的其他环境时,仿真成果均准确,满足双轴位置检测系统设想。

  在现代数控系统中,采用 CPLD实现位置检测系统已成为支流。新一代CPLD产物MAX II EPM570以面积小、集成度高和 GPIO口多等特点使得

  集成度和抗干扰性都得以提高,便利连系DSP节制伺服电机位臀。总之,CPLD器件的成长使得逻辑电子电路的设想更矫捷、便利。它将鞭策数控机床以至工业各范畴的成长。

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