第12期 2016年12月
组合机床与自动化加工技术
ModularMachineTool&AutomaticManufacturingTechnique
文章编号：10012265(2016)12000904
D0I:10. 13462/j. cnki. mmtamt. 2016. 12.003
No.12 Dec.2016
基于EnDat数据传输周期的多卡同步采集方法
周楷涛"，姜歌东",，陶涛"，，邹创“
（西安交通大学a.机械工程学院：b.机械制造系统工程国家重点实验室，西安710049）
摘要：在基于内置传感器的数控机床性能测试中，以三通方式采集EnDat编码器信号与其它类型编码器信号时，存在同步不准的问题，故提出了一种以EnDat信号采集卡为主卡，EnDat数据传输周期分频信号作为采样时钟的多卡同步采集方法。基于CPLD+MCU实现了EnDat数据传输周期的获取及分频电路的设计。通过在数控磨齿机上进行EnDat数据传输周期获取实验，验证了EnDat数据传输周期获取方法及分频电路设计的正确性，并在该数控磨齿机的传动链测试实验中验证了基于En-Dat数据传输周期的多卡同步采集方法的可行性。
关键词：EnDat编码器信号；数据传输周期；分频信号；同步采集
中图分类号：TH166;TG659
文献标识码：A
Synchronous Acquisition Method between DAQ Cards
Based on EnDat Data Transmission Period
ZHOU Kai-tao", JIANG Ge-dong", TAO Tao-, ZOU Chuang
eaeereaeaos JiaotongUniversity，Xian 710049,China)
Abstract : In the performance test of CNC machine tool based on built-in sensors, there exists a problem that synchronization is not accurate when EnDat encoder signal and the other encoders signal are acquired by tee way- A method is proposed that EnDat data acquisition card serves as main card, and the frequency division signal of EnDat data transmission period is used as sample clock to realize synchronous acquisition between multiple DAQ Cards. The acquisition of EnDat data transmission period and the design of frequency division circuit were realized based on CPLD + MCU, which have been verified to be true through an experiment made on a numerical control gear grinding machine to acquire EnDat data transmission period. Moreover, the method feasibility of synchronous acquisition between multiple DAQ Cards based on EnDat data trans-mission period has been proved in the test experiment of transmission chain of the CNC gear grinding ma-chine.
Key words : EnDat encoder signal; data transmission period; frequency division signal; synchronous acqui-sition
引言 0
EnDat接口是HEIDENHAIN公司推出的一种全双工数字式的同步串行传输协议[1]，主要用于编码器和光栅尺位置数据的传输[2,3]。由于其传输速度快，抗干扰能力强，连线方式简单等特点，现已广泛应用于数控机床、高精度伺服系统的内部通信
国内外一些公司和学者专门对此协议进行了研究和应用，HEIDENHAIN公司[4]、TI公司[3]、华中科技大学的huYongbing等[6]设计了针对EnDat2.2位置编码器的通信接口设备。然而，这些设备与EnDat编码器的通信都属于主动通信。在基于内置传感器的数控机床性能测试中[7-9]需要在机床正常工作、不改变数控系统通信状态情况下，读取编码器、光栅尺等数控机床
反馈元件的信号，我们称这种方式为三通方式的信号采集[8-9]。EnDat接口在数控系统中采用了主动通信方式，在这种情况下，同样采用主动通信方式工作的采集卡和接口设备无法实现三通方式的信号采集。为此，西安交通大学的陶涛、范胜乾等[]提出并开发了一种基于三通方式的EnDat信号采集卡，但其还未提出解决EnDat采集卡与其他类型采集卡的同步采集问题的方法。多通道数据同步采集是多传感器信息融合技术的关键")。数控机床各轴常见的位置反馈信号包括正余弦1VpP、TTL和EnDat等多种形式，实现这些信号的同步采集，可以对机床的多轴联动性能进行分析。德国的ADDI-DATAGmbH公司[12]针对Endat 接口，设计开发了APCI-8008等板卡，能够实现8个 EnDat2.2编码器信号的同步采集，但其只是对一种形
收稿日期：2015-12-31;修回日期：2016-01-27
*基金项目：国家科技支撑计划：陕西省数控一代机械产品创新应用示范工程(2013BAF04B01）
作者简务数据990—），男，江西九江人，西安交通大学硕士研究生，研究方向为数控机床性能测试与分析，（E-mail)1184759264@qq.com。