[实用新型]对数控系统主轴编码器信号进行倍频的电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及电子技术倍频技术领域，尤其是涉及一种对数控系统主轴编码器信号进行倍频的电路。 

背景技术

当今世界，工业发达国家对工业自动化高度重视，竞相发展机电一体化、高精、高效、高自动化先进设备，特别是随着微电子、计算机技术、电力技术、传感技术、数控技术的高速发展，自动化控制在20世纪80年代以后成为各国制造商竞相展示先进技术、争夺用户、扩大市场的焦点。

目前在数控系统加工技术中的螺纹插补加工技术多数采用的是主轴编码器跟踪技术，即加工刀具电机跟随主轴编码器的旋转而旋转，也就是说加工刀具电机伺服驱动器的脉冲源来自主轴编码器信号。

常用主轴编码器的线数多数是1024线/转或1200线/转，目前数控系统的精度是0.001mm，如果主轴编码器转一转加工一个螺距的话，其可最大加工1.024mm或1.2mm螺距的螺纹，这远远达不到目前市场需要，解决不了大螺纹加工问题，所以必须对主轴编码器信号进行倍频处理。

传统的主轴编码器倍频技术解决方案是用软件技术进行倍频：通过软件计算主轴编码器的转速，计算在一个编码器脉冲周期中产生多个脉冲（如：10倍频就产生10个脉冲）给刀具电机伺服驱动器，从而实现大螺距螺纹加工。这个算法的主要问题是：软件算法占用大量的系统资源，实时性差、有累计误差、脉冲不均匀时加工振动大、光洁度不好。 

发明内容

本实用新型的目的在于：针对现有技术存在的问题，提供一种对数控系统主轴编码器信号进行倍频的电路，其采用简单的结构，结合完善的芯片技术，实现主轴编码器信号倍频同步算法，在精度、实时、速度方面最大限度的满足了目前数控技术大螺距螺纹加工技术的要求。

本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：

一种对数控系统主轴编码器信号进行倍频的电路，其特征在于，该电路包括异或电路、锁相环芯片和十进制除法芯片，所述异或电路的输入端连接主轴编码器的信号输出端，异或电路的输出端连接锁相环芯片的基准信号输入端，所述锁相环芯片的压控振荡器输出端连接十进制除法芯片的频率信号输入端，所述十进制除法芯片的输出接脚连接锁相环芯片的比较信号输入端。

优选的，所述的异或电路为74F86型号芯片。

优选的，所述的锁相环芯片为CD4046型号芯片。

优选的，所述的十进制除法芯片为CD4017型号芯片。

优选的，所述十进制除法芯片的Q9输出接脚连接锁相环芯片的比较信号输入端。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

1、采用异或电路（74F86型号芯片）、锁相环芯片U2（CD4046型号）和十进制除法芯片U3（CD4017型号）组成倍频电路，其结构简单，体积小，成本低；

2、输出信号占空比50%，充分保证输出信号的脉冲宽度，增强了产品的抗干扰能力和稳定性。

附图说明

图1为本实用新型的电路示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。

实施例  

如图1所示，本实用新型采用简单的结构，结合完善的芯片技术，实现主轴编码器信号倍频同步算法，在精度、实时、速度方面最大限度的满足了目前数控技术大螺距螺纹加工技术的要求。

对数控系统主轴编码器信号进行倍频的电路包括异或电路U1、锁相环芯片U2和十进制除法芯片U3。异或电路U1的输入端（U1的引脚1、2）连接主轴编码器的信号输出端，异或电路U1的输出端（U1的引脚3）连接锁相环芯片U2的基准信号输入端（U2的引脚14）。锁相环芯片U2的压控振荡器输出端（U2的引脚4）连接十进制除法芯片U3的频率信号输入端（U3的引脚14）。十进制除法芯片U3的输出接脚连接锁相环芯片U2的比较信号输入端（U2的引脚3）。

本实用新型的异或电路采用74F86型号芯片。锁相环芯片采用CD4046型号芯片。十进制除法芯片采用CD4017型号芯片。十进制除法芯片的Q9输出接脚连接锁相环芯片的比较信号输入端。

本实用新型的工作原理是：主轴编码器的信号PA和PB（PA和PB为正交90°信号）经异或电路U1（74F86）产生2倍频PAB2信号，输入到锁相环芯片U2的基准信号输入端，即引脚14(AIN信号)。