數(shù)控機(jī)床的位置檢測裝置培訓(xùn)課件(文件)
【正文】 計(jì)數(shù)值就反映了光柵尺移動(dòng)的距離。可用于直線和轉(zhuǎn)角的測量，其優(yōu)點(diǎn)是精度高、復(fù)制簡單及安裝方便等，且具有較好的穩(wěn)定性，常用在油污、粉塵較多的場合。是在非導(dǎo)磁材料的基體上，采用涂敷，化學(xué)沉積或電鍍上一層很薄的磁性材料，先用錄磁磁頭將按一定周期變化的方波、正弦波或電脈沖信號錄制在磁性標(biāo)尺上，作為測量基準(zhǔn)。 第三章 數(shù)控機(jī)床的位置檢測裝置 磁尺 磁頭 磁頭是進(jìn)行磁 — 電轉(zhuǎn)換的器件，它把反映位置的磁信號檢測出來，并轉(zhuǎn)換成電信號輸送給檢測電路。 磁化信號可以是脈沖，也可以為正弦波或飽和磁波。 第三章 數(shù)控機(jī)床的位置檢測裝置 磁尺的組成及結(jié)構(gòu) 磁尺由磁性標(biāo)尺，磁頭和檢測電路組成，磁頭是進(jìn)行磁 — 電轉(zhuǎn)換的器件，它把反映位置的磁信號檢測出來，并轉(zhuǎn)換成電信號輸送給檢測電路。通過過鑒相電路可判別其運(yùn)動(dòng)方向。 第三章 數(shù)控機(jī)床的位置檢測裝置 光柵 光柵的組成結(jié)構(gòu)和檢測原理 為了對莫爾條紋的移動(dòng)計(jì)數(shù)，并 判別工作臺移動(dòng)的方向 ，在光柵尺的一側(cè)安裝上光源，另一側(cè)安裝上 4個(gè)光敏元件，每個(gè)光敏元件相距為四分之一光柵刻線間距 ( ω／ 4) 。 在光源的照射下，交叉點(diǎn)近旁的小區(qū)域內(nèi)由于黑色線紋重疊，因而遮光面積最小，擋光效應(yīng)最弱，光的累積作用使得這個(gè)區(qū)域出現(xiàn)亮帶。短光柵隨工作臺一起移動(dòng)，長光柵的有效長度即為測量范圍。數(shù)控機(jī)床上用的光柵尺，是利用兩個(gè)光柵相互重疊時(shí)形成的 莫爾條紋現(xiàn)象 ，制成的光電式位移測量裝置。 2)響應(yīng)速度較快，可實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)測量，易于實(shí)現(xiàn)檢測及數(shù)據(jù)處理的自動(dòng)化。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，確定工作臺運(yùn)動(dòng)方向及確定工作臺運(yùn)動(dòng)的速度。 第三章 數(shù)控機(jī)床的位置檢測裝置 編碼器 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。 第三章 數(shù)控機(jī)床的位置檢測裝置 編碼器 光電編碼器的輸出波形 通過光欄板兩條狹縫的光信號 A和 B，相位角相差 90176。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。 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、信號處理電路等組成。旋轉(zhuǎn)編碼器通常安裝在被測軸上，隨被測軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)，直接將被測角位移轉(zhuǎn)換成數(shù)字 (脈沖 )信號，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。 滑尺的正弦、余弦繞組勵(lì)磁電壓為同頻率、同相位，但不同幅值，即 us＝ Umsinθdsinωt uc＝ Umcosθdsinωt 式中 θd— 勵(lì)磁電壓的給定相位角 分別勵(lì)磁時(shí)，在定尺繞組上產(chǎn)生的輸出感應(yīng)電勢分別為： es＝ kUmsinθdcosθcosωt ec＝ kUmcosθdcos(θ＋ π/2)cosωt ＝－ kUm cosθd sinθcosωt 根據(jù)疊加原理，定尺上輸出總感應(yīng)電勢為 e＝ es ＋ ec ＝ k Um (sinθd cosθ－ cosθd sinθ) cosωt ＝ k Um sin(θd － θ) cosωt ＝ k Um sin(θd－ 2πx /W) cosωt 設(shè)初始狀態(tài) θd＝ θ，則 e＝ 0。磁場切割定尺導(dǎo)線，并在其中感應(yīng)出電動(dòng)勢，該電動(dòng)勢隨著定尺與滑尺位置的不同而產(chǎn)生超前或滯后的相位差 θ。 在一個(gè)節(jié)距 W內(nèi)， 位移 x與 θ的關(guān)系應(yīng)為 θ＝ 2πx/W 感應(yīng)同步器就是利用感應(yīng)電勢的變化，來檢測在一個(gè)節(jié)距 W內(nèi)的位移量，為絕對式測量。 圖 定尺繞組感應(yīng)電動(dòng)勢產(chǎn)生原理 顯然在定尺和滑尺的相對位移中，感應(yīng)電壓呈周期性變化，其波形為余弦函數(shù)。繞組的節(jié)距與定尺繞組節(jié)距相同，均為 2mm，用 τ表示。因此，感應(yīng)同步器廣泛應(yīng)用于坐標(biāo)鏜床、坐標(biāo)銑床及其他機(jī)床的定位；旋轉(zhuǎn)式感應(yīng)同步器常用于雷達(dá)天線定位跟蹤、精密機(jī)床或測量儀器的分度裝置等。 ? 問題 由角位移如何計(jì)算直線位移？ 第三章 數(shù)控機(jī)床的位置檢測裝置 感應(yīng)同步器 感應(yīng)同步器是旋轉(zhuǎn)變壓器演變而來，也是一種電磁感應(yīng)式的位移檢測裝置。 當(dāng)轉(zhuǎn)子正轉(zhuǎn)時(shí)，這兩個(gè)勵(lì)磁電壓在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生的感應(yīng)電壓經(jīng)疊加，得到轉(zhuǎn)子的輸出電壓 U2： 當(dāng)轉(zhuǎn)子反轉(zhuǎn)時(shí)，輸出電壓 U2： 由此可見，若電氣角 α已知，測出輸出電壓的幅值
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