數(shù)控機(jī)床的位置檢測裝置-文庫吧
2025-04-23 01:29 本頁面
【正文】 起轉(zhuǎn)動(dòng)，直接將被測角位移轉(zhuǎn)換成數(shù)字(脈沖 )信號(hào)，所以也稱為旋轉(zhuǎn)脈沖編碼器，這種測量方式?jīng)]有累積誤差。旋轉(zhuǎn)編碼器也可用來檢測轉(zhuǎn)速。 ? 按輸出信號(hào)形式，旋轉(zhuǎn)編碼器可以分為增量式和絕對(duì)式兩種類型。 ? 常用的增量式旋轉(zhuǎn)編碼器為增量式光電編碼器，其原理如圖 。 圖 增量式光電編碼器示意原理 ? 增量式光電編碼器檢測裝置由光源、聚光鏡、光柵盤、光柵板、光電管、信號(hào)處理電路等組成。光柵盤和光柵板用玻璃研磨拋光制成，玻璃的表面在真空中鍍一層不透明的鉻，然后用照相腐蝕法，在光柵盤的邊緣上開有間距相等的透光狹縫。在光柵板上制成兩條狹縫，每條狹縫的后面對(duì)應(yīng)安裝一個(gè)光電管。 ? 當(dāng)光柵盤隨被測工作軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，每轉(zhuǎn)過一個(gè)縫隙，光電管就會(huì)感受到一次光線的明暗變化，使光電管的電阻值改變，這樣就把光線的明暗變化轉(zhuǎn)變成電信號(hào)的強(qiáng)弱變化，而這個(gè)電信號(hào)的強(qiáng)弱變化近似于正弦波的信號(hào)，經(jīng)過整形和放大等處理，變換成脈沖信號(hào)。通過計(jì)數(shù)器計(jì)量脈沖的數(shù)目，即可測定旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的角位移；通過計(jì)量脈沖的頻率，即可測定旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)速，測量結(jié)果可以通過數(shù)字顯示裝置進(jìn)行顯示或直接輸入到數(shù)控系統(tǒng)中 圖 ? 增量式光電編碼器外形結(jié)構(gòu)見圖 。實(shí)際應(yīng)用的光電編碼器的光柵板上有兩組條紋 A、 A和 B、 B， A組與 B組的條紋彼此錯(cuò)開 1／ 4節(jié)距，兩組條紋相對(duì)應(yīng)的光敏元件所產(chǎn)生的信號(hào)彼此相差 90176。 相位，用于辨向。此外，在光電碼盤的里圈里還有一條透光條紋 C(零標(biāo)志刻線 )，用以每轉(zhuǎn)產(chǎn)生一個(gè)脈沖，該脈沖信號(hào)又稱零標(biāo)志脈沖，作為測量基準(zhǔn)。 圖 光電編碼器的輸出波形 ? 光電編碼器的輸出波形如圖 。通過光欄板兩條狹縫的光信號(hào) A和 B，相位角相差 90176。 ，通過光電管轉(zhuǎn)換并經(jīng)過信號(hào)的放大整形后，成為兩相方波信號(hào)。 ? 為了判斷光柵盤轉(zhuǎn)動(dòng)的方向，可采用圖 )的邏輯控制電路 ,將光電管 A、 B信號(hào)（也就是中的 0176。 及 90 176。 信號(hào)）放大整形后變成 a、 b兩組方波。 a組分成兩路，一路直接微分產(chǎn)生脈沖 d，另一組經(jīng)反相后再微分得到脈沖 e。d、 e兩路脈沖進(jìn)入與門電路后分別輸出正轉(zhuǎn)脈沖 f和反轉(zhuǎn)脈沖 g。 （運(yùn)用我們學(xué)過的數(shù)字電子技術(shù)知識(shí)同學(xué)們從時(shí)序圖可以分析出） b組方波作為與門的控制信號(hào)，使光電盤正轉(zhuǎn)時(shí) f有脈沖輸出，反轉(zhuǎn)時(shí) g有脈沖輸出，這樣就可判別光電編碼器的旋轉(zhuǎn)方向。 ? 光電編碼器的測量精度取決于它所能分辨的最小角度，而這與光柵盤圓周的條紋數(shù)有關(guān)，即分辨角 分辨角 α=360176。 /條紋 如果數(shù)條紋數(shù)為 1024， 則分辨角 α=360176。 /1024=176。 。 圖 ? 三、光 柵 ? 光柵是一種高精度的位移傳感器，按結(jié)構(gòu)可分為直線光柵和圓光柵，直線光柵用于測量直線位移，園光柵用來測量角位移。光柵裝置在數(shù)控設(shè)備、坐標(biāo)鏜床、工具顯微鏡 XY工作臺(tái)上廣泛使用的位置檢測裝置，光柵主要用于測量運(yùn)動(dòng)位移，確定工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)方向及確定工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)的速度。圖 安裝示意圖。 ? 與其他位置檢測裝置相比， 光柵的主要特點(diǎn) 如下： ? 1)檢測精度高。 直線光柵的精度可達(dá) 3μm，分辨率可達(dá)0． 1μm。 ? 2)響應(yīng)速度較快 ，可實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)測量，易于實(shí)
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