數(shù)控技術(shù)之位置檢測(cè)裝置(已修改)
2025-01-08 15:44 本頁(yè)面
【正文】 第 6章 位置檢測(cè)裝置v 大連交通大學(xué)本章主要內(nèi)容v 概述v 光柵v 脈沖編碼器v 旋轉(zhuǎn)變壓器v 感應(yīng)同步器 概述 位置檢測(cè)裝置是數(shù)控機(jī)床的重要組成部分。在閉環(huán)、半閉環(huán)控制系統(tǒng)中，它的主要作用是檢測(cè)位移和速度，并發(fā)出反饋信號(hào)，構(gòu)成閉環(huán)或半閉環(huán)控制。數(shù)控機(jī)床對(duì)位置檢測(cè)裝置的要求如下：（ 1） 工作可靠，抗干擾能力強(qiáng)；（ 2） 滿足精度和速度的要求；（ 3）易于安裝，維護(hù)方便，適應(yīng)機(jī)床工作環(huán)境； 成本低。位置檢測(cè)裝置按工作條件和測(cè)量要求不同，有下面幾種分類方法： 1.直接測(cè)量直接測(cè)量是將直線型檢測(cè)裝置安裝在移動(dòng)部件上，用來(lái)直接測(cè)量工作臺(tái)的直線位移，作為全閉環(huán)伺服系統(tǒng)的位置反饋信號(hào)，而構(gòu)成位置閉環(huán)控制。其優(yōu)點(diǎn)是準(zhǔn)確性高、可靠性好，缺點(diǎn)是測(cè)量裝置要和工作臺(tái)行程等長(zhǎng)，所以在大型數(shù)控機(jī)床上受到一定限制。2.間接測(cè)量 它是將旋轉(zhuǎn)型檢測(cè)裝置安裝在驅(qū)動(dòng)電機(jī)軸或滾珠絲杠上，通過(guò)檢測(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)件的角位移來(lái)間接測(cè)量機(jī)床工作臺(tái)的直線位移，作為半閉環(huán)伺服系統(tǒng)的位置反饋用。優(yōu)點(diǎn)是測(cè)量方便、無(wú)長(zhǎng)度限制。缺點(diǎn)是測(cè)量信號(hào)中增加了由回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)鏈誤差，從而影響了測(cè)量精度。直接測(cè)量和間接測(cè)量1. 數(shù)字式測(cè)量 它是將被測(cè)的量以數(shù)字形式來(lái)表示，測(cè)量信號(hào)一般為脈沖，可以直接把它送到數(shù)控裝置進(jìn)行比較、處理。信號(hào)抗干擾能力強(qiáng)、處理簡(jiǎn)單。2. 模擬量測(cè)量 它是將被測(cè)的量用連續(xù)變量來(lái)表示，如電壓變化、相位變化等。它對(duì)信號(hào)處理的方法相對(duì)來(lái)說(shuō)比較復(fù)雜。 數(shù)字式測(cè)量和模擬式測(cè)量1.增量式測(cè)量 在輪廓控制數(shù)控機(jī)床上多采用這種測(cè)量方式，增量式測(cè)量只測(cè)相對(duì)位移量，如測(cè)量單位為 ，則每移動(dòng)，其優(yōu)點(diǎn)是測(cè)量裝置較簡(jiǎn)單，任何一個(gè)對(duì)中點(diǎn)都可以作為測(cè)量的起點(diǎn)，而移距是由測(cè)量信號(hào)計(jì)數(shù)累加所得，但一旦計(jì)數(shù)有誤，以后測(cè)量所得結(jié)果完全錯(cuò)誤。2.絕對(duì)式測(cè)量 絕對(duì)式測(cè)量裝置對(duì)于被測(cè)量的任意一點(diǎn)位置均由固定的零點(diǎn)標(biāo)起，每一個(gè)被測(cè)點(diǎn)都有一個(gè)相應(yīng)的測(cè)量值。測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)較增量式復(fù)雜，如編碼盤中，對(duì)應(yīng)于碼盤的每一個(gè)角度位置便有一組二進(jìn)制位數(shù)。顯然，分辨精度要求愈高，量程愈大，則所要求的二進(jìn)制位數(shù)也愈多，結(jié)構(gòu)就愈復(fù)雜。 增量式測(cè)量和絕對(duì)式測(cè)量 光柵根據(jù)光線在光柵中是透射還是反射分為 透射光柵和反射光柵 ，透射光柵分辨率較反射光柵高，其檢測(cè)精度可達(dá) 1μm以上。從形狀上看，又可分為圓光柵和直線光柵。 圓光柵用于測(cè)量轉(zhuǎn)角位移，直線光柵用于檢測(cè)直線位移。兩者工作原理基本相似，本節(jié)著重介紹一種應(yīng)用比較廣泛的透射式直線光柵。直線光柵通常包括一長(zhǎng)和一短兩塊配套使用，其中長(zhǎng)的稱為 標(biāo)尺光柵或長(zhǎng)光柵 ，一般固定 在機(jī)床移動(dòng)部件上 ，要求與行程等長(zhǎng)。短的為 指示光柵或短光柵 ，裝 在機(jī)床固定部件 上。兩光柵尺是刻有均勻密集線紋的透明玻璃片，線紋密度為 2 50、 100、 250條 /mm等。線紋之間距離相等，該間距稱為柵距，測(cè)量時(shí)它們相互平行放置，并保持~。 結(jié)構(gòu)光柵尺實(shí)物圖9當(dāng)指示光柵上的線紋與標(biāo)尺光柵上的線紋成一小角度放置時(shí)，兩光柵尺上線紋互相交叉。在光源的照射下，交叉點(diǎn)附近的小區(qū)域內(nèi)黑線重疊，形成黑色條紋，其它部分為明亮條紋，這種明暗相間的條紋稱為 莫爾條紋。莫爾條紋與光柵線紋幾乎成垂直方向排列。嚴(yán)格地說(shuō)，是與兩片光柵線紋夾角的平分線相垂直。 工作原理莫爾條紋具有如下特點(diǎn)：（ 1） .放大作用用 W（ mm）表示莫爾條紋的寬度， P(mm)表示柵距， (rad)為光柵線紋之間的夾角，如右圖所示則有莫爾條紋寬度 W與角成反比，越小，放大倍數(shù)越大。（ 2） .均化誤差作用莫爾條紋是由光柵的大量刻線共同組成，例如， 200條/mm的光柵， 10mm寬的光柵就由 2023條線紋組成，這樣?xùn)啪嘀g的固有相鄰誤差就被平均化了，消除了柵距之間不均勻造成的誤差。θ標(biāo)尺光柵W指示光柵（斜）P（ 3） .莫爾條紋的移
教學(xué)課件相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1