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数控系统中螺纹电路设计及常见问题处理方法
     
 
 
 
 
 
     
     
 
 
 
 
 
     
 
 
 
 
    数控车床进行螺纹切削时，通常在主轴上安装一个与主轴同步回转的光电编码器用来测量主轴角位移，据此控制进给轴的进给量，使进给轴和主轴角位移之间遵循严格的比例关系。要保证切削出符合要求的螺纹，脉冲计数及同步控制成为关键。在螺纹电路设计时，应解决好计数和判向电路设计、同步控制电路设计、抗干扰电路设计等问题。本文介绍了基本脉冲电路设计思想，并结合实际出现的问题加以讨论，提出改进处理方法。
1 数控车床螺纹加工原理
    在数控车床中，一般采用光电编码器作为主轴脉冲发生器，与主轴同步旋转，采集的主轴位置信号经微机数控系统处理后驱动机床工作台运动。在位置控制系统中，为了提高控制精度，准确测量控制对象的位置是十分重要的。主轴脉冲发生器送出两组信号脉冲，一组为计数脉冲，每转送出2048个脉冲，另一组为同步脉冲，每转送出一个脉冲。车削螺纹时，数控系统检测到SC同步信号到来时开始切削，否则处于等待状态。这样就保证每次切削的初始位置在被加工工件圆周的某一定点位置上，防止了多次切削乱扣现象发生。
    在螺纹加工状态下，微机系统在接到同步脉冲信号后，开始读取计数脉冲，均匀地在这串脉冲中取出F个脉冲值，使之满足数控程序中规定的F值。以它作为中断信号来控制插补速度，使伺服驱动在Z方向进给F值，达到主轴每转一周，刀架在Z方向上移动一个螺距的目的。
    在数控系统中，完成螺纹加工的要素为：主轴转速n和螺纹导程t，进给速度F＝nt。在加工螺纹时，有资料推荐主轴转速n≤[(1200／t)－K]r／min。K是保险系数，一般取80。
    同步脉冲极为重要，它是保证在螺纹加工中不产生乱扣的唯一控制信号。
2 数控系统螺纹脉冲信号检测
    进给脉冲信号检测
    当控制对象位置发生变化时，光电编码器便会输出SA、SB两路相位相差90°的数字脉冲信号。当编码器正转时SA超前SB90°，反转时SB超前SA90°，脉冲的个数与位移变化量成比例关系。因此，通过对脉冲个数计数就能计算出相应的位移。图1是本系统脉冲计数电路设计原理框图。
图1 基本脉冲计数原理框图
    SA、SB两路脉冲通过整形、鉴相得到计数脉冲，再根据SC、SD同步控制，送往CTC。
    同步脉冲信号检测
    在螺纹加工中，正确地检测出同步脉冲信号SC极为重要。螺纹加工一般须经过多次反复切削才能完成，为了保证加工精度，数控系统必须控制螺纹刀每次切削的起始位置和切削相位，保证每次切削都在螺纹的同一切削点进行。起始位置一般由脉冲计数电路及相应软件来保证其复位精度，切削相位则由同步脉冲信号SC决定。
    系统计数一般用中断方式，当计算机系统发出螺纹启动信号SD高电平后，如果门控电路检测到SC，利用SC的上跳沿，打开控制门，CTC开始接受脉冲信号，CTC开始计数。在螺纹加工每刀完成并返回时系统发出螺纹启动信号低电平，关断控制门，CTC停止接受脉冲信号。螺纹启动后保证在起始位置检测到SC信号后，发出中断请求并计数，机床开