一种任意比率电子齿轮分频器的实现方法

申建广,陶涛,2,梅雪松,2,许睦旬,刘善慧,彭志会

(1.西安交通大学机械工程学院, 710049, 西安; 2.西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室, 710049, 西安)

一种任意比率电子齿轮分频器的实现方法

申建广1,陶涛1,2,梅雪松1,2,许睦旬1,刘善慧1,彭志会1

(1.西安交通大学机械工程学院, 710049, 西安; 2.西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室, 710049, 西安)

针对滚齿机数控系统电子齿轮箱的设计要求,提出了一种根据现场可编程门阵列和Bresenham算法的任意比率电子齿轮分频器的实现方法。该方法的实现原理是将计算机图形学上描绘由两点所决定的直线的算法应用到电子齿轮的脉冲频率分频上,采用硬件描述语言来实现电子齿轮分频。该方法对Bresenham算法进行了改进,将累计误差值和溢出斜率修改为整数,使算法只涉及整数的加减运算,因此更快捷、更可靠。软件仿真和实验结果表明,所提出的电子齿轮分频方法可使分频过程更为简便,不仅减少了硬件资源耗费,而且算法具有较强的实用性。

滚齿机;电子齿轮;Bresenham算法;任意分频器

在滚齿机数控系统中,电子齿轮功能及脉冲合成的组合可以完成展成运动和差动运动,是滚齿运动控制的关键[1]。电子齿轮实现了机械传动的电气化,齿轮比可以任意改变,可以随时增加电子齿轮的数量,使用灵活方便,传动比范围大,而且传递运动的精度高,在简化机械传动系统、替代内联传动方面得到了广泛的应用[2]。

目前,电子齿轮的实现方式主要有硬件实现的模拟式的电子齿轮、软件实现的电子齿轮,以及利用锁相环方式实现的电子齿轮等[3-5]。……