第3章 数控机床检测装置.ppt

高分辨率的脉冲编码器 3，6，12 30000脉冲／r 5，10 25000脉冲／r 2，3，4，6，8 20000脉冲／r 每转脉冲移动量（mm） 脉冲编码器 10万乃至几百万个脉冲的编码器已使用，该类脉冲编码器装置内部应用了微处理器。 3，6，12 3000脉冲／r 5，10 2500脉冲／r 2，3，4，6，8 2000脉冲／r 每转脉冲移动量（mm） 脉冲编码器 数控机床常用编码器：根据丝杠螺距来选用。 3.6 编码器 3.6 编码器 安装： 3.6 编码器 滚珠丝杠的导程 脉冲当量 减速齿轮的减速比 脉冲编码器每转的脉冲数（p/r） 光源、聚光镜、光栏板、光电码盘、光电元件、信号处理电路 码盘及狭缝 转轴 光敏元件 光栏板及辨向用的A组、B组狭缝 光源 零位标志C 3.6 编码器 A组与B组两组狭缝，彼此错开1/4节距，两组狭缝相对应的光敏元件产生的信号A、 B彼此相差90?相位，用于辩向。 ☆根据脉冲数目可得被测轴的角位移； ☆根据脉冲频率可得被测轴的转速； ☆根据A、B两相相位超前滞后关系可判断被测轴旋转方向。 ☆后续电路可利用A、B两相的90°相位差进行细分处理（四倍频电路实现）。 3.6 编码器 码盘里圈，有一条狭缝 C，每转能产生1个脉冲，该脉冲信号又称“零点脉冲”，作为测量的起始基准。 作用： ☆被测轴的周向定位基准信号； 　☆被测轴的旋转圈数记数信号 3.6 编码器 测量精度为能分辨的最小角度，分辨角α＝360°/狭缝数。如条纹数为1024，则α＝360°/1024＝0.352°。 光电编码器的输出信号为差动信号，进行倍频处理，进一步提高分辨率。 例如：配置2000脉冲／r光电编码器的伺服电机直接驱动8mm螺距的滚珠丝杠，经4倍频处理后，相当于8000脉冲／r的角度分辨率，对应工作台的直线分辨率由倍频前的0.004mm提高到0.001mm 。 3.6 编码器 光电式编码器优点：没有接触磨损，码盘寿命长，允许转速高，最外圈每片宽度可做得很小，因而精度高。 缺点：结构复杂，价格高，光源寿命短。 3.6 编码器 3.6.4 编码器在数控机床中的应用 3.6 编码器 1. 位置检测(进给系统) 2. C轴控制(主轴控制) 定向停止 螺纹加工 3. 测速 3.3 感应同步器 感应电压幅值与定尺滑尺相对位置关系 A B C D 当滑尺移动距离为 2?，V2 变化 2?,当移动 x时，则对应感应电压以余弦函数变化 ?角度。 3.3 感应同步器 可得 设 表示滑尺上一相绕组的激磁电压则定尺绕组感应电压为 1.鉴相工作方式 供给滑尺的正、余弦绕组的激磁信号是频率、幅值相同，相位相差900的交流励磁电压 根据叠加原理，定尺上的总感应电压为 通过鉴别定尺感应输出电压的相位，即可测量定尺和滑尺之间的相对位移。 3.3 感应同步器 例如： 定尺感应输出电压与滑尺励磁电压之间的相位差为3.60，表明滑尺移动了多少mm？(0.02mm) 2mm 3.3 感应同步器 将 称为相移—位移转换系数。 例：设节距2τ=2㎜，则 　 　　　　　　　　　　 若脉冲当量δ＝2μm/脉冲，则相移系数θρ为 　　　 3.3 感应同步器 供给滑尺上正、余弦绕组的励磁电压的频率相同、相位相同但幅值不同。 2.鉴幅工作方式 则在定尺绕组产生的总感应电压为 3.3 感应同步器 若电气角α已知，只要测出V2幅值，便能求出与位移对应的角度θ。实际测量时，不断调整α ，让幅值为零。α的变化量则代表θ对应的位移量，就可测得机械位移。 3.4 光栅 通常意义上讲，光栅按用途分有两大类： 物理光栅（衍射光栅）：200～500条/㎜，栅距0.002～0.005㎜，主要是利用光的衍射原理，用于光谱分析和光波波长的测定。 计量光栅：25条/㎜、50条/㎜、100条/㎜、250条/㎜等，栅距0.004～0.25㎜，主要是利用光的透射和反射现象，用于数控机床闭环检测系统。 按形状：长光栅（直线光栅）、圆光栅。 长光栅检测线位移，圆光栅测量角位移 直线光栅按制作原理：玻璃透射光栅、金属反射光栅。 3.4 光栅 3.4.1 光栅的种类 玻璃透射光栅是在玻璃的表面上涂上一层均匀的感光材料或金属镀膜，用照相腐蚀等方法制成透明与不透明间隔相等的线纹。 特点： 光源可采用垂直入射，光电元件可直接接受光信号，因