Die Regelung von Antriebsachsen, z.B. in CNC Maschinen, erfolgt mittels einer programmierbaren Steuerung. Um die Regelalgorithmen im Labor testen zu können entwarfen wir eine elektronische Achse, die das Verhalten einer mechanischen simuliert.

Das Drehen der Achse wird durch zwei um 90 verschobene Rechtecksignale, den AB-Signalen, angezeigt. Die Frequenz dieser Impulse ist linear zur Drehgeschwindigkeit der Achse. Erzeugt werden diese Impulse von einer Lochscheibe, dem sogenannten Inkrementgeber. Die mechanischen Eigenschaften und das Zeitverhalten der Achse wurden modelliert, mit Hilfe der Hardware Beschreibungssprache VHDL beschrieben und in einem Chip programmiert.

In einem Altera FPGA (Flex 10k70) implementierten wir zwei elektronische Antriebsachsen. Als Eingangsignal dient der digitalisierte Regelausgang der Steuerung. Daraus werden dann die AB-Signale erzeugt. Das Zeitverhalten der Achse wird mit einem IIR-Filter 2. Ordnung beschrieben.

Die Parametrisierung der Achseigenschaften erfolgt mit einer PC Applikationssoftware über die serielle Schnittstelle.

Für die Antriebsachse wurden die gesteckten Ziele erreicht. Sie erlaubt dem Regelungstechniker fortan seine Software bequem am Arbeitsplatz zu prüfen und dort zu optimieren.