数控技术及应用教案及讲稿 上部分：数控技术及编程 比较器是完成指令信号与测量反馈信号比较的环节，比较器的输出反应了指令信号 与反馈信号的差值以及差值的方向。将这一输出信号放大后，由速度单元控制执行元件。 在数字脉冲比较系统中，使用的比较器有多种结构，根据其功能可分为两种：一种 是数码比较器，另一种是数字脉冲比较器。在数码比较器中，比较的是两个数码信号， 而输出可以是定性的，即只指出参加比较的数谁大谁小，也可以是定量的，指出大多少 或小多少。现在有许多通用大规模芯片可以完成这个任务，用软件程序实现也很方便。 数字脉冲比较器中常采用带有可逆回路的可逆计数器进行工作。在加、减脉冲先后分别 到来时，各自按预定的要求经加法计数端或减法计数端进入可逆计数器：若加、减脉冲 同时到来时，则先作加法计数，然后经过几个时钟的延迟再作减法计数。这样，可保证 两路计数脉冲均不会丢失。 (4)数字脉冲数码转换器 在数字脉冲比较式伺服系统中，常用的测量装置是光栅、编码盘和脉冲编码器。光 橱和脉冲编码器能提供数字脉冲信号，而编码盘能提供数码信号。由于指令信号和反馈 信号不一定适合比较器的需要，因此，在指令信号和比较器之间，以及反馈信号和比较 器之间有时需要安装数字脉冲数码转换器。数字脉冲数码转换器是数字脉冲信号与数码 信号相互转换的部件。对于数字脉冲转化为数码，其最简单的实现方法是采用一个可逆 计数器，它将输入的脉冲进行计数，以数码值输出。对于数码转化为数字脉冲，常用的 有两种方法：第一种方法是采用减法计数器组成的线路：第二种方法是用一个脉冲乘法 器，数字脉冲乘法器实质上就是将输入的二进制数码转化为等值的脉冲数输出。 (5)动执行元件 这部分实质是速度单元和电动机，根据比较器的输出带动工作台移动。 根据指令信号和测量反馈信号的形式，以及选择比较器的形式，一个具体的脉冲比 较系统可以包括以上各主要环节，也可以由其中某几个环节组成。 2.数字脉冲比较伺服系统的工作原理 下面以测量元件为光电脉冲编码器的数字脉冲比较式伺服系统为例，说明数字脉冲 比较式伺服系统的工作原理。 光电编码器与伺服电动机的转轴连接，随着电动机的转动产生脉冲序列输出，其脉 冲的频率将随着转速的快慢而升降。最初没有指令脉冲输入时，即P,=0时，工作台处 于静止状态，这时反馈脉冲P=0,经比较器可得偏差=P-P=0,则伺服电动机的速 度给定为零，工作台继续保持静止不动。随着指令脉冲的输入，即P≠0，在工作台尚 未移动之前，反馈脉冲仍为零，即P,=0,经比较器比较，得偏差=P-P,≠0，若指令 脉冲为正向进给脉冲，则>0，该偏差放大后，由速度控制单元驱动电动机带动工作台 正向进给。随着电动机运转，光电脉冲编码器将输出反馈脉冲P,送入比较器，与指令脉 冲P进行比较，若偏差=P-P,≠0，工作台将继续运动，光电脉冲编码器不断反馈， 直到=P-P=0,即反馈脉冲数等于指令脉冲数，工作台停在指令规定的位置上。当指 令脉冲为反向进给脉冲时，控制过程与P为正时基本上类似，只是<0，工作台作反向 兰州交通大学机电工程学院 数控技术及应用教案及讲稿 上部分：数控技术及编程 兰州交通大学机电工程学院 15 比较器是完成指令信号与测量反馈信号比较的环节，比较器的输出反应了指令信号 与反馈信号的差值以及差值的方向。将这一输出信号放大后，由速度单元控制执行元件。 在数字脉冲比较系统中，使用的比较器有多种结构，根据其功能可分为两种：一种 是数码比较器，另一种是数字脉冲比较器。在数码比较器中，比较的是两个数码信号， 而输出可以是定性的，即只指出参加比较的数谁大谁小，也可以是定量的，指出大多少 或小多少。现在有许多通用大规模芯片可以完成这个任务，用软件程序实现也很方便。 数字脉冲比较器中常采用带有可逆回路的可逆计数器进行工作。在加、减脉冲先后分别 到来时，各自按预定的要求经加法计数端或减法计数端进入可逆计数器；若加、减脉冲 同时到来时，则先作加法计数，然后经过几个时钟的延迟再作减法计数。这样，可保证 两路计数脉冲均不会丢失。 (4) 数字脉冲数码转换器 在数字脉冲比较式伺服系统中，常用的测量装置是光栅、编码盘和脉冲编码器。光 栅和脉冲编码器能提供数字脉冲信号，而编码盘能提供数码信号。由于指令信号和反馈 信号不一定适合比较器的需要，因此，在指令信号和比较器之间，以及反馈信号和比较 器之间有时需要安装数字脉冲数码转换器。数字脉冲数码转换器是数字脉冲信号与数码 信号相互转换的部件。对于数字脉冲转化为数码，其最简单的实现方法是采用一个可逆 计数器，它将输入的脉冲进行计数，以数码值输出。对于数码转化为数字脉冲，常用的 有两种方法：第一种方法是采用减法计数器组成的线路；第二种方法是用一个脉冲乘法 器，数字脉冲乘法器实质上就是将输入的二进制数码转化为等值的脉冲数输出。 (5) 驱动执行元件 这部分实质是速度单元和电动机，根据比较器的输出带动工作台移动。 根据指令信号和测量反馈信号的形式，以及选择比较器的形式，一个具体的脉冲比 较系统可以包括以上各主要环节，也可以由其中某几个环节组成。 2．数字脉冲比较伺服系统的工作原理 下面以测量元件为光电脉冲编码器的数字脉冲比较式伺服系统为例，说明数字脉冲 比较式伺服系统的工作原理。 光电编码器与伺服电动机的转轴连接，随着电动机的转动产生脉冲序列输出，其脉 冲的频率将随着转速的快慢而升降。最初没有指令脉冲输入时，即 Pc = 0 时，工作台处 于静止状态，这时反馈脉冲 Pf = 0 ，经比较器可得偏差 e = Pc − Pf = 0 ，则伺服电动机的速 度给定为零，工作台继续保持静止不动。随着指令脉冲的输入，即 Pc  0 ，在工作台尚 未移动之前，反馈脉冲仍为零，即 Pf = 0 ，经比较器比较，得偏差 e = Pc − Pf  0 ，若指令 脉冲为正向进给脉冲，则 e  0 ，该偏差放大后，由速度控制单元驱动电动机带动工作台 正向进给。随着电动机运转，光电脉冲编码器将输出反馈脉冲 Pf 送入比较器，与指令脉 冲 Pc 进行比较，若偏差 e = Pc − Pf  0 ，工作台将继续运动，光电脉冲编码器不断反馈， 直到 e = Pc − Pf = 0 ，即反馈脉冲数等于指令脉冲数，工作台停在指令规定的位置上。当指 令脉冲为反向进给脉冲时，控制过程与 Pc 为正时基本上类似，只是 e  0 ，工作台作反向