[发明专利]一种基于方波脉冲编码器反馈信号的误差补偿器及方法

权利要求书

1.一种基于方波脉冲编码器反馈信号的误差补偿器，用于对数控机床的加工误差进行实时补偿，其特征在于，包括：

FPGA模块，用于接收所述方波脉冲编码器输出的反馈脉冲，包括用于通过所述反馈脉冲来得到数控机床位置信息的位置检测单元以及用于对所述反馈脉冲进行补偿的补偿信号发生单元；以及

DSP模块，包括与所述位置检测单元通信连接的用于存放补偿误差表并根据所述数控机床位置信息在所述补偿误差表中寻找对应的误差补偿值的补偿误差表存放单元以及与所述补偿信号发生单元通信连接的用于将所述误差补偿值转化为所需补偿脉冲个数的补偿脉冲值转换单元，

其中，所述位置检测单元中具有用于对所述反馈脉冲进行鉴相的倍频鉴相组件以及用于对所述反馈脉冲进行计数的脉冲计数组件，

所述补偿信号发生单元包括用于检测所述反馈脉冲每个周期的频率和相位关系的反馈脉冲检测组件、用于根据所述所需补偿脉冲个数的正负来确定脉冲补偿模式的补偿模式选择组件、用于对所述反馈脉冲进行计数的反馈脉冲计数组件、用于对所述反馈脉冲进行补偿的插补脉冲发生组件、用于对完成补偿后的反馈脉冲进行计数的补偿脉冲计数组件以及用于实现补偿后的所述反馈脉冲与所述反馈脉冲的同频率输出的反馈脉冲同步组件。

2.根据权利要求1所述的基于方波脉冲编码器反馈信号的误差补偿器，其特征在于：

其中，所述补偿误差表以TXT文本形式进行存放。

3.根据权利要求1所述的基于方波脉冲编码器反馈信号的误差补偿器，其特征在于：

其中，所述脉冲补偿模式为正向补偿或反向补偿，

当所述所需补偿脉冲个数的数值大于0时，对所述反馈脉冲进行正向补偿，对所述反馈脉冲进行脉冲叠加，

当所述所需补偿脉冲个数的数值小于0时，对所述反馈脉冲进行反向补偿，对所述反馈脉冲进行脉冲删减。

4.一种采用如权利要求1所述的基于方波脉冲编码器反馈信号的误差补偿器的误差补偿方法，包括以下步骤：

步骤1，计算所述数控机床的脉冲当量

步骤2，将安装在所述数控机床运动轴上的所述方波脉冲编码器接入所述误差补偿器，检测到所述方波脉冲编码器的反馈脉冲的数量为m，根据所述脉冲当量和所述反馈脉冲的数量来计算所述数控机床上的工件台的位移量l＝mp，根据所述位移量l在所述补偿误差表上寻找对应的所述所需误差补偿值x_l；

步骤3，根据所述脉冲当量p和所述所需误差补偿值x_l计算出所述所需补偿脉冲个数

步骤4，对所述反馈脉冲进行脉冲删减或脉冲叠加，同时保证时序的完整，向所述数控机床输入所述完成补偿后的反馈脉冲，从而完成误差补偿，

其中，所述步骤1中d为丝杆螺距,f为电机每转方波脉冲编码器的反馈脉冲数,α为电子齿轮比，β为减速比。

5.根据权利要求1所述的基于方波脉冲编码器反馈信号的误差补偿器，其特征在于：

其中，所述步骤4中，保证时序的完整包括以下子步骤：

在第i个补偿周期内所述补偿信号发生单元产生了a_i个脉冲，同时接收到所述方波脉冲编码器的b_i个所述反馈脉冲，从而得到所述第i个补偿周期所补偿的脉冲数k_i＝a_i-b_i，则总共已完成补偿的脉冲数当所述所需补偿脉冲个数与所述已完成补偿的脉冲数相等，即时，所述插补脉冲发生组件完成了所述所需补偿脉冲个数的脉冲补偿，此时通过所述反馈脉冲同步组件来使得所述补偿后的反馈脉冲与所述反馈脉冲进行同频率输出，从而保证了时序的完整。