數(shù)控機(jī)床的位置檢測裝置

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1、數(shù)控機(jī)床的位置檢測裝置學(xué)號：姓名：學(xué)校：院系：專業(yè)：班級：指導(dǎo)老師：時(shí)間：10目錄一、概述……………………………………………………………3二、數(shù)控機(jī)床對位置檢測裝置的要求……………………………3三、位置檢測裝置的分類…………………………………………4四、常見的位置檢測裝置…………………………………………51、旋轉(zhuǎn)變壓器…………………………………………………52、感應(yīng)同步器…………………………………………………73、光柵…………………………………………………………84、磁柵…………………………………………………………95、編碼器………………………………………………………9五、參考文獻(xiàn)……………

2、…………………………………………1010數(shù)控機(jī)床的位置檢測裝置[摘要]數(shù)控系統(tǒng)的位置控制是將插補(bǔ)計(jì)算的指令位置與實(shí)際反饋位置相比較，用其差值去控制進(jìn)給電機(jī)。而實(shí)際反饋位置的檢測則是通過位置檢測裝置來實(shí)現(xiàn)的。位置檢測裝置不僅在閉環(huán)數(shù)控機(jī)床作位置檢測反饋用，也可在普通機(jī)床上作坐標(biāo)位置測量數(shù)碼顯示，取代了普通機(jī)床的刻度盤和標(biāo)尺。因此，位置檢測裝置是保證數(shù)控系統(tǒng)位移精度的關(guān)鍵。本文主要介紹了數(shù)控機(jī)床對位置檢測裝置的要求及其位置檢測裝置的分類，常見的位置檢測裝置有旋轉(zhuǎn)變壓器、感應(yīng)同步器、光柵、磁柵、編碼器等。[關(guān)鍵詞]位置檢測裝置旋轉(zhuǎn)變壓器感應(yīng)同步器光柵磁柵編碼器一、概述位置檢測裝置是數(shù)控機(jī)床閉環(huán)和半

3、閉環(huán)伺服系統(tǒng)的重要組成部分，其作用是檢測位移（線位移或角位移）和速度，發(fā)送反饋信號至數(shù)控裝置；構(gòu)成伺服系統(tǒng)的閉環(huán)或半閉環(huán)控制，使工作臺按指令的路徑精確的移動。閉環(huán)或半閉環(huán)控制的數(shù)控機(jī)床的加工精度主要由檢測系統(tǒng)的精度決定。對于采用半閉環(huán)的數(shù)控機(jī)床，其位置檢測裝置一般采用旋轉(zhuǎn)變壓器或編碼器，安裝在進(jìn)給電機(jī)或絲杠上，旋轉(zhuǎn)變壓器或編碼器每旋轉(zhuǎn)一定角度，都嚴(yán)格地對應(yīng)著工作臺移動著一定距離。測量了電機(jī)或絲杠的角位移，也就間接地測量了工作臺的直線位移。對于采用閉環(huán)系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床，可采用感應(yīng)同步器、光柵、磁柵等測量裝置，安裝在工作臺和導(dǎo)軌上，直接測量工作臺的直線位移。在閉環(huán)伺服系統(tǒng)中，位置檢測裝置主要作用是

4、檢測位移量，并發(fā)出反饋信號與數(shù)控裝置發(fā)出的指令信號相比較，若有偏差，經(jīng)放大后控制執(zhí)行部件，使其向著消除偏差的方向運(yùn)動，直至偏差減小到零為止。二、數(shù)控機(jī)床對位置檢測裝置的要求不同類型數(shù)控機(jī)床對檢測裝置的精度和適應(yīng)的速度要求是不同的。對大型機(jī)床以滿足速度要求為主，對中小型機(jī)床和高精度機(jī)床以滿足精度要求為主。檢測系統(tǒng)的分辨率要比加工精度高一個(gè)數(shù)量級。數(shù)控機(jī)床對檢測裝置主要有以下幾點(diǎn)要求：1、在機(jī)床工作臺移動范圍內(nèi)，能滿足精度和速度的要求。不同類型的數(shù)控機(jī)床對檢測裝置的精度和速度要求不一樣。通常要求檢測元件的分辨度（即檢測的最小位移量）在0.001~0.01mm之內(nèi)；從速度上講，進(jìn)給速度為0~30m

5、10/min。主軸轉(zhuǎn)速也達(dá)到10000r/min，有些甚至更高，因此要求檢測裝置必須滿足數(shù)控機(jī)床精度和高速度的要求。2、在機(jī)床的工作環(huán)境中，能可靠地工作，亦即受溫度影響小，抗干擾能力強(qiáng)，并能長期保持精度。3、易于實(shí)現(xiàn)高速的動態(tài)測量和處理，易于實(shí)現(xiàn)測量自動化。4、易于與數(shù)控系統(tǒng)連接，使用、維護(hù)簡單、方便。5、成本低、壽命長。三、位置檢測裝置的分類數(shù)控機(jī)床常用的位置檢測裝置的類型很多，由于工作條件和測量要求不同，數(shù)控機(jī)床常用以下幾種測量方式：1、增量測量和絕對值測量增量測量檢測的是相對位移量，有多個(gè)測量基準(zhǔn)，任何一個(gè)點(diǎn)都可作為測量基準(zhǔn)，每移動一個(gè)測量單位就發(fā)出一個(gè)測量信號。其優(yōu)點(diǎn)是測量裝置比較簡

6、單，任何一個(gè)對中點(diǎn)都可以作為測量起點(diǎn)。在輪廓控制的數(shù)控機(jī)床上都采用這種測量方式，典型的測量元件有感應(yīng)同步器、光柵、磁柵等。缺點(diǎn)是在增量式測量系統(tǒng)中，移距是靠對測量信號計(jì)數(shù)后讀出的，一旦計(jì)數(shù)有誤，此后的測量結(jié)果將全錯(cuò)；另外在發(fā)生某種事故（如斷電、刀具損壞等）時(shí)，事故排除后，不能再找到事故前執(zhí)行部件的正確位置，這是由于這種測量方式?jīng)]有一個(gè)特定的標(biāo)志。絕對值測量是任一被測量點(diǎn)位置都由一個(gè)固定的零點(diǎn)（即坐標(biāo)原點(diǎn)）作為基準(zhǔn)，每一測量點(diǎn)都有一個(gè)相應(yīng)的對零點(diǎn)的測量值。這樣就避免了增量檢測方式的缺陷。它的被測量的任何一點(diǎn)的位置都由一個(gè)固定的零點(diǎn)算起，每一個(gè)被測點(diǎn)都有一個(gè)相應(yīng)的測量值。這種測量方式分辨率要求越

7、高，結(jié)構(gòu)也越復(fù)雜。2、數(shù)字式測量和模擬式測量數(shù)字式測量是將被測量以數(shù)字形式表示。數(shù)字測量輸出信號一般是電脈沖，可以把它直接送到數(shù)控裝置（計(jì)算機(jī)）進(jìn)行比較、處理。其典型的檢測裝置如光柵位移測量裝置。數(shù)字式測量的特點(diǎn)是：1）被測量轉(zhuǎn)化成脈沖個(gè)數(shù)，便于顯示和處理。2）測量精度取決于測量單位，與量程基本無關(guān)（當(dāng)然也有積累誤差）。3）測量裝置比較簡單，抗干擾能力強(qiáng)。模擬式測量是將被測量用連續(xù)的變量（如相位變化、電壓幅值