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《數(shù)控機床位置檢測系統(tǒng)的故障分析論文》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、數(shù)控機床位置檢測系統(tǒng)的故障分析論文摘要：檢測的精度不僅取決于檢測傳感器,也取決于測量電路，位置檢測元件由（傳感器）和信號處理裝置組成的，是數(shù)控機床閉環(huán)私服系統(tǒng)的重要組成部分。它的作用是檢測工作臺的位置和速度的實際值，并向數(shù)控裝置或私服裝置發(fā)送反饋信號，從而構(gòu)成閉環(huán)控制。檢測元件一般利用光或磁的原理完成對位置或速度的檢測。位置檢測元件的精度一般用分辨率和系統(tǒng)精度表示，分辨率是指檢測元件所能正確檢測的最小數(shù)量單位，它是由檢測元件的本身的品質(zhì)因素所決定。系統(tǒng)精度是指在監(jiān)測范圍內(nèi)，檢測元件輸出所表示的位移或速度等數(shù)值與實
2、際的位移或速度等數(shù)值之間最大的誤差值。一般要求檢測元件的分辨率和系統(tǒng)精度比加工精度高一個數(shù)量級。關(guān)鍵詞：光柵、光電編碼器、感應(yīng)同步器、旋轉(zhuǎn)變壓器、磁柵尺。前言：在數(shù)控機床的伺服中不僅有位置檢測反饋還有速度檢測反饋,檢測元件的精度是影響機床精度主要因素之一。一、光柵故障分析光柵有兩種形式：一種是透射光柵，是在透明玻璃片上刻有一系列等間隔筆記線紋。光柵利用光學(xué)原理，通過關(guān)敏元件檢測莫爾條紋移動的數(shù)量來檢測機床工作臺的位移量光柵輸出信號兩種形式：一種是TTL點評脈沖信號，即用于辨向兩個相位信號和用于機床回參考點控制的零
3、標志信號；另一種是電壓或電流的正弦信號，通過EXE脈沖整形插值器產(chǎn)生TTL電平辨向和零標志位脈沖信號。光柵安裝在機床上，容易受到油污、冷卻液污染，造成信號丟失影響位置控制精度，所以對光柵要經(jīng)常維護，保持光柵的清潔。另外要防止振動和敲擊，以免損壞光柵。二光電編碼器故障分析光電編碼器利用光電原理把機械角位移轉(zhuǎn)換成電脈沖信號，是數(shù)控機床常用的位置檢測元件。光電編碼器按輸出信號與對應(yīng)位置的關(guān)系，通常分為增量式光電編碼器、絕對式光電編碼器和混合式光電編碼器。增量式光電編碼器在光電圓盤的邊緣上刻有間隔相等的透光縫隙，在其正反
4、兩面分別裝有光源和光敏元件。當光電圓盤旋轉(zhuǎn)時光敏元件將明暗變化的光信號轉(zhuǎn)變成脈沖信號，因此增量式光電編碼器輸出的脈沖數(shù)與裝懂的角位移成正比，但是增量式光電編碼器不能檢測出軸的絕對位置。光電編碼器輸出脈沖中有兩個相位輸出作為辨相，每轉(zhuǎn)只輸出一個脈沖信號的信號是零標志位信號，用于機床會參考點控制。光電編碼器的安裝有兩種形式，一種是安裝在伺服電動機的非輸出軸端，稱為內(nèi)裝式編碼器；另一種是安裝在傳動鏈末端，稱為外置式編碼器。編碼器安裝要保證聯(lián)接部位可靠、不松動，否則會影響位置檢測精度，引起進給運動不穩(wěn)定、機床產(chǎn)生振動。三
5、感應(yīng)同步器故障分析感應(yīng)同步器是一種應(yīng)用電磁感應(yīng)原理的高精度位移檢測元件，它由定尺和滑尺組成。定尺和滑尺是相互平行的，他們之間均有氣息，一般調(diào)整為0.25mm加減0.05mm。定尺和滑尺上的繞組均為矩形繞組，其中定尺繞組是連續(xù)的，滑尺上分布著兩個勵磁繞組即正弦繞組和余弦繞組。當滑尺的繞組通過勵磁電壓時，在定尺繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，感應(yīng)電動勢的大小隨定尺和滑尺的相對位置的變化變化。感應(yīng)同步器的定尺和滑尺表面涂有一層絕緣保護層，為了防止靜電干擾，尺的表面還粘有一薄層鋁箔。一次要防止鐵屑進入定尺和滑尺之間，一免損壞定尺和
6、滑尺表面的保護層保證可靠的工作。四旋轉(zhuǎn)變壓器故障分析旋轉(zhuǎn)變壓器是利用電磁感應(yīng)原理的一種模擬式測角元件，它的輸出電壓與轉(zhuǎn)子的角位移有固定的函數(shù)關(guān)系。旋轉(zhuǎn)變壓器一般用于精度要求不高的機床其特點是堅固、耐熱、耐沖擊。旋轉(zhuǎn)變壓器分為有刷和無刷兩種，目前數(shù)控機床中常用的是無刷旋轉(zhuǎn)變壓器。旋轉(zhuǎn)變壓器又分為單極和多級兩種，單級型的釘子和轉(zhuǎn)子各有一對磁極，多級型有多對磁極。五磁柵尺故障分析磁柵尺由磁性標尺、磁頭和檢測電路組成，是一種全閉環(huán)位置檢測元件。磁性標尺是在非導(dǎo)磁材料，如玻璃、銅、不銹鋼或其他合金等材料涂上一層10~20微
7、米的磁膠，這種磁膠多是鎳-鈷合金高導(dǎo)磁材料和樹脂膠混合制成的材料。磁頭用于讀取磁尺上的磁信號。檢測電路包括：磁頭勵磁電路，讀取磁信號的放大，慮及辨向電路，細分的內(nèi)插電路，顯示及控制電路等。在使用磁柵尺時要注意不能將磁膠刮壞，要防止鐵屑和油污落在磁性標尺和磁頭上，不能用力拆裝和撞擊磁性標尺。在接線時要分清磁頭上勵磁繞組和輸出繞組。勵磁繞組是繞在磁路截面尺寸較小的橫臂上的，輸出繞在繞在磁路截面尺寸較大的豎桿上的。六數(shù)控機床檢測系統(tǒng)故障實例例：某經(jīng)濟型主軸變頻控制的數(shù)控車床在調(diào)試加工螺紋時出現(xiàn)亂牙。經(jīng)濟型主軸變頻控制的
8、數(shù)控車床使用外置光電編碼器配合機床進行螺紋加工。螺紋加工時，亂牙的主要原因多半是光電編碼器與CNC裝置的連線接觸不良、光電編碼器損壞、光電編碼器與彈性聯(lián)軸件的聯(lián)接松動或其他原因造成。拆卸光電編碼器比較麻煩，要涉及到機床外罩和主軸附近的機械部件，因此先從電氣和信號連接線等方面檢查。檢查光電編碼器與CNC裝置之間的連接線和+5V電源是正常的，在主軸通電旋轉(zhuǎn)后用示波器測量光電編
