第六章 位移检测.ppt

圆光栅 脉冲编码器 脉冲编码器是一种回转编码器，可以用来测相对位移，单位时间内的相对角位移就是角速度 * 编码器是一种旋转式测量元件，通常装在被检测轴上（或同步带联接）；随被测轴一起转 4. 编码器 动，可将被测轴的角位移转换为增量脉冲形式或绝对式的代码形式。根据内部结构和检测方式，编码器可分为接触式、光电式和电磁式3种。其中，光电编码器在数控机床上应用较多，由霍尔效应构成的电磁编码器则可用作速度检测元件。 * （一）接触式编码器 接触式编码器是一种绝对式的检测装置，可直接把被测转角用数字代码表示出来，且每一个角度位置均有其对应的测量代码，因此这种测量方式即使断电或切断电源，也能读出转动角度。 接触式编码器体积小，输出信号功率大，但易磨损，寿命短且转速不能太高。 * （二） 光电式编码器 光电式编码器是一种光电式转角检测装置。编码器用透明及不透明区域按一定编码构成，根据其编码方式不同，可分为增量式光电编码器和绝对式光电编码器。 增量式光电编码器可通过光电转换将被测轴的角位移增量转换成相应的脉冲数字量，然后由微机数控系统或计数器计数得到角位移量和直线位移量。 * 增量式光电编码器 * 光电编码器需解决的两个问题： 1、正反向辨别 2、掉电位置记忆 为了测量出转向，光澜板的两个窄缝距离比编码器两个窄缝之间的距离小1/4节距，使两个光敏元件的输出信号相差π/2相位。 如果将其输出的脉冲信号经频率—电压变换后，得到与转轴转速成正比的电压信号，它就是速度反馈信号。 * C相产生的脉冲叫基准脉冲,也叫零点脉冲,在数控车床主轴末端通常就使用增量式光栅编码器，来检测主轴的位置，以保证切削螺纹时不会乱扣。 例如，J1CJK6146型数控车床主轴编码器就采用增量式光栅编码器LF-90BM-CO5D；MJ-520数控车床主轴编码器采用的是Y615-720型增量式圆光栅编码器。此外，增量式光栅编码器也可以用于高速旋转的转数计数或加工中心等数控机床上的主轴准停信号。 绝对式编码盘 它是一种直接编码式的测量元件。它把被测转角转换成相应的代码指示绝对位置，没有积累误差。 编码盘有光电式、接触式和电磁式三种。 接触式易磨损，不易高速；光电式和电磁式是非接触式，允许用于高速。因此，最常用的是光电式编码盘。 1．结构及工作原理 四位编码盘，其分辨角θ＝360°/24＝22.5°。 如用n位编码盘，即分辨角θ＝360°/2n，所以n越大，分辨角度就越小，精确度也就越高。 目前接触式码盘一般可以做到9位二进制，而光电式码盘可做到18位二进制。 2．格雷码盘 在实际应用中，二进制码盘盘上图案变化较大，对码盘制作和电刷安装要求十分严格，否则就会产生非单值性误差，即容易产生读数错误。 例如，当电刷由位置0111向位置1000过渡时，若电刷安装位置不准或接触不良，可能会出现8到15之间的任一个十进制数。 为了消除这种非单值性误差，可采用二进制循环码盘(格雷码盘)。 第六章 数控机床的位移检测 * * ※ 本章学习的内容 数控系统的组成 数控系统中的位置检测装置 6-1 概 述 组成： 一、计算机数控系统的组成及各部分功能 程序 输入设备 计算机 数字控 制装置 （CNC 装置） 可 编 程 控 制器（PLC） 主轴控制单元 速度控制单元 输出设备 主轴电机 进给电机 位置检测器 机 床 位置检测装置是数控机床的重要组成部分。在闭环、半闭环控制系统中，它的主要作用是检测位移和速度，并发出反馈信号，构成闭环或半闭环控制。 数控机床对位置检测装置的要求如下： （1）?工作可靠，抗干扰能力强； （2）?满足精度和速度的要求； （3）安装，维护方便，适合机床工作环境； （4）?成本低。 6.2 位移 速度 位置检测装置 二、检测装置的类型 1)直线位移测量 它是将检测装置直接安装在机床拖板上，直接测量机床坐标的直线位移量，因此也称直接测量，作为全闭环伺服系统的位置反馈用。 缺点: 是测量装置要和工作台行程等长，所以在大型数控机床上受到一定限制。 1．按检测对象不同分类 2)转动角度测量 它是将检测装置安装在驱动电动机轴上或滚珠丝杠上，通过检测转动件的角位移来间接测量机床坐标的直线位移量，因此也称为间接测量，作为半闭环伺服系统的位置反馈用。 优点:是测量方便可靠、无长度限制。 缺点:是测量信号中增加了由回转运动转变为直线运动的传动链误差，从而影响其测量精度。 2．按其检测信号的选