一种伺服系统电子齿轮技术方案

本发明专利技术公开了一种伺服系统电子齿轮，包括脉冲处理电路模块、分频电路模块以及正交序列生成模块；脉冲处理电路模块用于接收伺服电机反馈的编码器反馈信号，所述编码器反馈信号为增量脉冲信号或绝对值编码信号，产生方向信号和第一脉冲信号，并将第一脉冲信号发送至分频电路模块，将方向信号发送至正交序列生成模块；分频电路模块用于接收第一脉冲信号并将其进行分频生成第二脉冲信号发送至正交序列生成模块；正交序列生成模块用于接收所述方向信号和第二脉冲信号并根据信号生成正交脉冲信号。该电子齿轮可以适用于不同的编码器反馈信号，提高了适应性能。

【技术实现步骤摘要】
一种伺服系统电子齿轮
本专利技术涉及机床驱动
，具体涉及伺服系统电子齿轮。
技术介绍
齿轮是数控机床重要的基础件，对机床的加工效率和精度有重要影响。伺服系统电子齿轮，对数控机床加工质量和效率具有十分重要的作用，伺服系统的电子齿轮作为高性能数控机床的核心技术，其控制精度直接决定了数控机床的性能，实现高效率高精度多适配的电子齿轮具有重要的应用意义。然而现有的伺服系统电子齿轮只能处理单一形式的编码器信号，通用性能不好。
技术实现思路
本专利技术提出了一种伺服系统电子齿轮，可以处理不同类型的编码器信号，提高了电子齿轮的适应性能。本专利技术采用的技术手段如下：一种伺服系统电子齿轮，包括脉冲处理电路模块、分频电路模块以及正交序列生成模块；脉冲处理电路模块，用于接收伺服电机反馈的编码器反馈信号，所述编码器反馈信号为增量脉冲信号或绝对值编码信号，产生方向信号和第一脉冲信号，并将所述第一脉冲信号发送至分频电路模块，将所述方向信号发送至所述正交序列生成模块；分频电路模块，用于接收所述第一脉冲信号并将其进行分频生成第二脉冲信号发送至所述正交序列生成模块；正交序列生成模块，用于接收所述方向信号和第二脉冲信号，并根据所述信号生成正交脉冲信号。进一步地，所述脉冲处理电路模块包括信号接口模块、增量脉冲信号处理模块以及绝对值编码信号处理模块；所述信号接口模块包括用于接收增量脉冲信号并将其传输至增量脉冲信号处理模块的增量编码器接口和用于接收绝对值编码信号并将其传输至绝对值编码信号处理模块的绝对值编码器接口；所述增量脉冲信号处理模块，用于接收所述增量脉冲信号并对其进行处理生成所述方向信号和所述第一脉冲信号；所述绝对值编码信号处理模块，用于接收所述绝对值脉冲信号并对其进行处理生成所述方向信号和所述第一脉冲信号。进一步地，所述分频电路模块包括脉冲信号接口、传动比信号接口以及分频处理模块；所述脉冲信号接口，用于接收所述第一脉冲信号并发送至所述分频处理模块；所述传动比信号接口，用于设定电子齿轮的传动比并将所述传动比值发送至所述分频处理模块；所述分频处理模块，用于接收所述第一脉冲信号和传动比值并将所述第一脉冲信号进行分频处理生成第二脉冲信号发送至正交序列生成模块。进一步地，所述正交序列生成模块包括方向信号接口和信号序列生成模块；所述方向信号接口，用于接收所述方向信号并将其传输至所述信号序列生成模块；所述信号序列生成模块，用于接收所述方向信号和第二脉冲信号，并根据所述方向信号和第二脉冲信号生成正交脉冲信号。与现有技术比较，本专利技术所述的伺服系统电子齿轮具有以下优点，通过设有脉冲处理电路模块，脉冲处理电路模块可以接收并处理不同类型的编码器信号，并生成正交脉冲信号，提高了电子齿轮的使用范围。附图说明图1为本专利技术公开的伺服系统电子齿轮应用结构框图；图2为本专利技术公开的伺服系统电子齿轮基本模块结构图；图3为本专利技术公开的伺服系统电子齿轮具体模块结构图；图4为正交脉冲信号图；图5为增量式编码器脉冲处理模块时序图。图中：1、脉冲处理电路模块，2、分频电路模块，3、正交脉冲生成模块。具体实施方式如图1所示，作用于传动机构的伺服电机编码器反馈，可经过编码器接口1或编码器接口2进入伺服系统，若反馈的编码器信号为正交增量型，经过差分转单端电路模块进入FPGA模块；若反馈的编码信号为绝对值式，经过RS485电路模块进入FPGA模块，由FPGA模块实现本专利技术公开的伺服系统电子齿轮功能；数控系统通过工业以太网总线或伺服调试软件通过串口，可设定伺服系统参数如：编码器1/2的功能、编码器采样周期、编码器分辨率、电子齿轮比等；硬件电路处理后的编码器信号进入以FPGA芯片为基体，采用VHDL硬件编程语言实现的伺服系统电子齿轮模块，产生正交序列脉冲信号，经过单端转差分电路模块，进入编码器1或编码器2(可有数控系统或伺服调试软件设定正交序列脉冲信号输出使用哪路编码器)，然后传输给数控系统或其它协作加工的伺服驱动器，从而数控系统知道加工工具的具体位置，其它伺服驱动器可将该信号做位置指令，实现协同加工功能。具体地，如图2和图3所示为本专利技术公开的一种伺服系统电子齿轮，包括脉冲处理电路模块、分频电路模块以及正交序列生成模块；脉冲处理电路模块1，用于接收伺服电机反馈的编码器反馈信号，所述编码器反馈信号为增量脉冲信号或绝对值编码信号，产生方向信号和第一脉冲信号，并将所述第一脉冲信号发送至分频电路模块，将所述方向信号发送至所述正交序列生成模块；分频电路模块2，用于接收所述第一脉冲信号并将其进行分频生成第二脉冲信号发送至所述正交序列生成模块；正交序列生成模块3，用于接收所述方向信号和第二脉冲信号，并根据所述信号生成正交脉冲信号。具体的，本实施例中，所述脉冲处理电路模块包括信号接口模块、增量脉冲信号处理模块以及绝对值编码信号处理模块；所述信号接口模块包括用于接收增量脉冲信号并将其传输至增量脉冲信号处理模块的增量编码器接口和用于接收绝对值编码信号并将其传输至绝对值编码信号处理模块的绝对值编码器接口；具体的，增量式编码器接口为正交的方波A和方波B脉冲信号(如图4所示)。绝对式编码器接口为编码器通信时钟信号CLK和编码器通信传输信号Data。在本实施例中，编码器接口1/2均可支持增量脉冲信号和绝对值编码信号。所述增量脉冲信号处理模块，用于接收所述增量脉冲信号并对其进行处理生成所述方向信号和所述第一脉冲信号；在本实施例中，增量脉冲信号处理模块的处理过程如下：增量脉冲信号处理模块通过增量编码器接口对收到的增量编码器发出的脉冲A和脉冲B，对其处理过程包括如下步骤：步骤1：FPGA以100MHz时钟的上升沿采集脉冲A和脉冲B信号，将这两个信号以寄存器的形式锁存起来，实现信号的同步，产生脉冲信号A1和脉冲信号B1。步骤2：100MHz时钟上升沿触发采样上一步产生的脉冲信号A1和脉冲信号B1，这两个信号若出现上升沿或下降沿，则产生一个100MHz时钟宽度的脉冲信号Pulse4，该脉冲信号Pulse4是原正交脉冲信号A/B的4倍频，该脉冲信号Pulse4即为第一脉冲信号；同时比较采样的脉冲信号A1和脉冲信号B1，若脉冲信号A1相位相对于脉冲信号B1相位超前90°,则输出方向dir信号值为1(方向信号输出为1)；若脉冲信号A1相位相对于脉冲信号B1相位滞后90°,则输出方向dir信号值为0(方向信号输出为0)，如图5所示，A,B为输出信号，A1,B1为同步锁存后的信号，Dir输出的方向信号，Pluse输出的脉冲信号。所述绝对值编码信号处理模块，用于接收所述绝对值脉冲信号并对其进行处理生成所述方向信号和所述第一脉冲信号。绝对值编码信号处理模块的处理过程如下：绝对值编码信号处理模块通过绝对值编码器接口对收到的绝对值脉冲信号，对其处理过程包括如下步本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种伺服系统电子齿轮，其特征在于：包括脉冲处理电路模块、分频电路模块以及正交序列生成模块；/n脉冲处理电路模块，用于接收伺服电机反馈的编码器反馈信号，所述编码器反馈信号为增量脉冲信号或绝对值编码信号，产生方向信号和第一脉冲信号，并将所述第一脉冲信号发送至分频电路模块，将所述方向信号发送至所述正交序列生成模块；/n分频电路模块，用于接收所述第一脉冲信号并将其进行分频生成第二脉冲信号发送至所述正交序列生成模块；/n正交序列生成模块，用于接收所述方向信号和第二脉冲信号，并根据所述信号生成正交脉冲信号。/n

【技术特征摘要】
1.一种伺服系统电子齿轮，其特征在于：包括脉冲处理电路模块、分频电路模块以及正交序列生成模块；
脉冲处理电路模块，用于接收伺服电机反馈的编码器反馈信号，所述编码器反馈信号为增量脉冲信号或绝对值编码信号，产生方向信号和第一脉冲信号，并将所述第一脉冲信号发送至分频电路模块，将所述方向信号发送至所述正交序列生成模块；
分频电路模块，用于接收所述第一脉冲信号并将其进行分频生成第二脉冲信号发送至所述正交序列生成模块；
正交序列生成模块，用于接收所述方向信号和第二脉冲信号，并根据所述信号生成正交脉冲信号。


2.根据权利要求1所述的伺服系统电子齿轮，其特征在于：所述脉冲处理电路模块包括信号接口模块、增量脉冲信号处理模块以及绝对值编码信号处理模块；
所述信号接口模块包括用于接收增量脉冲信号并将其传输至增量脉冲信号处理模块的增量编码器接口和用于接收绝对值编码信号并将其传输至绝对值编码信号处理模块的绝对值编码器接口；
所述增量脉冲信号处理模块，用于接收所述增量脉冲信号并对其进行处...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤洪涛，陈虎，王平安，陈连君，王斌，孙玉忠，郝英伯，张义正，李刚，陈星年，
申请(专利权)人：科德数控股份有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21