4单元 数字脉冲相乘法插补原理.ppt

4单元数字脉冲相乘法插补原理 一数字脉冲相乘法插补的基本原理二数字脉冲相乘法直线插补 理解数字脉冲相乘法插补原理理解数字脉冲相乘法直线插补 本单元学习目标 一数字脉冲相乘法插补的基本原理 4单元数字脉冲相乘法插补原理 概述数字脉冲乘法器又称二进制比例乘法器 它是数控机床上最早使用的一种插补器 也是 种最简单的直线插补器 它可以方便地实现多坐标直线插补 把两个基点间的各坐标增量值 用几串同一段时间内发出的脉冲数来表示 通过这些脉冲控制系统运动所得到的合成轨迹就是一条近似直线 直线与理想直线的偏差小于一个脉冲当量 数字脉冲相乘法插补就是将坐标增量数字变成相应的数字脉冲 按二进位相乘法则实施 2原理根据二进制计数器的工作原理 从CP端每输入16个脉冲 计数器就完成一次计数循环 计数器在计数过程中一次计数循环的时间 就是指全部触发器由0态 Ql Q4全为0 开始计数到下一次全部0态的时间 这段时间的分隔 可以利用T 触发器进位脉冲 即溢出脉冲 作为计数循环时间的分隔信号 或者称为程序间隔信号 见图示 同时在计数过程中 由于各触发器的输出经过适当的 与 运算后 经与门P1 P P3 P4输出 结果当各触发器的输出Q每次由0态到1态跳变时 在各自的触发器的与门输出P端即有一个脉冲输出 宽度等于CP脉冲的宽度 如P4端分别输出第1 3 5 7 9 11 13 15号共8个脉冲 P1端输出第8号脉冲 因此 在一次计数循环中 或者说在前后两个溢出脉冲出现的时间间隔中 P4共发出8个脉冲 P3共发出4个脉冲 第2 6 10 14号 P2共发出2个脉冲 第4 12号 P1发出1个脉冲 这些脉冲在时间上是互不重叠的 实质上就是把一次计数循环中的16个脉冲按8 4 2 1的分配方式分别从P4一P1四位输出 而相邻两级的脉冲输出数目相差一倍 所以称它为脉冲分频器 如上图所示为各级分原器的P端输出波图形 2原理数字脉冲乘法器是由一个分频器和一系列 乘法门 所组成的线路 如图所示 数字脉冲乘法器的作用实质上就是将输入的数值转换为对应的脉冲数目而输出 由图可见 N位分频器在一次循环中 它的各级触发器按2n 1 2n 2 21 20的规律掐出的脉冲送到各级乘法门Gn Gn 1 G2 G1 即 与 门 的输入端 各乘法门的输出和输入之间有如下的逻辑关系 Gn anPn Gn 1 an 1Pn 1 G1 a1P1 在一个程序间隔时间内 图中 或 门输出的脉冲总数S应为意即 脉冲乘法器在一个程序间隔时间内 输出的脉冲总数S等于控制端的二进制数A 例如 设四位分频器 当 A 2 0011时 S输出脉冲为3个 当 A 2 0111时 S输出脉冲为7个 当 A 2 1001时 S输出脉冲为9个 显然 若T1溢出m个脉冲 即在m个程序间隔时间内 则S输出的脉冲总数为S mA 换句话说 在一段时间内 S输出的脉冲总数等于溢出的脉冲数m与二进制数A之乘积 数字脉冲乘法器的名称即由此而来 二数字脉冲相乘法直线插补1原理控制 与 门的数据分别是直线的终点坐标Xe和Ye值 这两个数值是用二进制数码表示的 通常情况下 Xe和Ye数值存放在各自的寄存器JXe和JYe中 由寄存器各位输出端和乘法器 与 门控制端直接连接 因此 数字脉冲乘法器的平而直线插补装置由分频器 一个 坐标寄存器 2Py方向个 和乘法门 212方向各一套 等组成 这样 在一个程序时间间隔内 两交门电路输出序列的总数分别为两个方向的脉冲数比为两个方向的速度比为 同上因此 利用这两序列脉冲Sx和Sy去控制各自的伺服系统 使机床工作台运动 就可以描画出平面上坐标增量为Xe和Ye 斜率为K Ye Xe的直线 2应用 例1 欲用脉冲乘法器 四位分按器 加工直线OE 起点在原点O 0 0 终点坐标为E 10 6 即 Xe 2 1010 Ye 2 0110 试画出脉冲分配图和插补轨迹 Xe a4a3a2a1 1010 2 因而a4 a2 1 使G4和G2门开启 结果在一个循环内从Sx门输出了10个脉冲 Sx等于G2门输出的2个脉冲与G4门输出的8个脉冲之和 Ye b4b3b2b1 0110 2 因而b3 b2 1 使G3和G2门开启 因此在一个循环内从Sy门输出了6个脉