數(shù)控機床位置檢測裝置(編輯修改稿)
2025-05-26 08:51 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 360176。 / 2n C4 C3 C2 C1 二進制碼盤 葛萊碼盤 二 編碼盤測量裝置 ? 工作原理： 黑的部分為導(dǎo)電部分表示 1，白的部分為絕緣部分表示 0，四個碼道都裝有電刷，最里一圈是公共極。由于四個碼道產(chǎn)生四位二進制數(shù)，碼盤每轉(zhuǎn)一周產(chǎn)生0000~1111十六個二進制數(shù)，編碼代表實際角位移，知道了編碼就知道了角位移。 圖 67 接觸式碼盤結(jié)構(gòu)及工作原理 第三節(jié) 光柵測量裝置 ? 按光路分反射光柵和透射光柵 ? 反射光柵： ? 優(yōu)點： 膨脹系數(shù)與機床材料一致，安裝調(diào)整方便，可用鋼帶做成長達數(shù)米的長光柵，適于大位移測量的場合 ? 缺點： 為了使反射后的莫爾條紋反差較大，每 mm內(nèi)線紋不宜過多，常用的有 2 50線 /mm ? 透射光柵： ? 優(yōu)點： 光電元件直接接受光照，信號幅值大， 信噪比好， 光電轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)簡單，如線性密度 200線 /mm ? 缺點 ： 玻璃易破裂， 膨脹系數(shù)與機床材料不一致，影響測量精度，測量長度在 2m以內(nèi) 第三節(jié) 光柵測量裝置 ?按其結(jié)構(gòu)形式分為長光柵和圓光柵 ? 長光柵： 測量直線位移 ? 圓光柵： 測量角位移 ?按線紋密度分粗光柵和細光柵 一 光柵測量的工作原理 光柵測量 1標(biāo)尺光柵 2指示光柵 3光電接收器 4光源 莫爾條紋示意圖 W ≈ P /θ 在光源的照射下 ， 交叉點附近的區(qū)域內(nèi)黑線重疊 ， 透明區(qū)域變大 ，擋光效應(yīng)最弱 ， 透光的累積使該區(qū)域出現(xiàn)亮帶；而距交叉點越遠的區(qū)域 ， 兩光柵不透明黑線的重疊部分越少 ， 黑線的擋光效應(yīng)增強 ， 該區(qū)域出現(xiàn)暗帶 。 這種明暗相間與光柵線紋幾乎垂直的條紋稱為莫爾條紋 。 莫爾 （ 1） 放大作用 。 當(dāng)兩光柵尺線紋之間的夾角 θ很小時 ， 莫爾條紋的節(jié)距 W和柵距 P之間的關(guān)系為 ??PPW ??s in? (2)平均效應(yīng)。莫爾條紋由許多明暗相間的條紋組成，如 100條／mm的光柵， 10mm寬的莫爾條紋就由 1000條線紋組成，這樣對個別線紋的間距誤差就不敏感，這在很大程度上消除了柵距刻制不均勻造成的誤差。 (3)信息變換作用 。 莫爾條紋的移動與柵距之間的移動成比例 。P時 ， 莫爾條紋也相應(yīng)地向上或向下準確地移動一個節(jié)距 W 。 根據(jù)光柵柵距的位移和莫爾條紋位移的對應(yīng)關(guān)系 ， 只要測量出莫爾條紋移過的距離 ， 就可以得出光柵移動的微小距離 。 （ 4） 光強分布規(guī)律 。 當(dāng)用平行光束照射光柵時 ， 就會形成明 、 暗相間的莫爾條紋 。 由亮紋到暗紋 ， 再由暗紋到亮紋的光強分布近似余弦函數(shù) 。 3) 光柵輸出的信號有兩種：一種是正弦波信號；另一種是方波信號 。 （ 1） 倍頻處理 。 正弦波輸出有電流型和電壓型 ， 對正弦波輸出信號需經(jīng)過差動放大 、 整形及倍頻處理后得到脈沖信號 。 倍頻可提高光柵的分辨精度 ， 如 5倍頻 、 10倍頻等 。如原光柵線紋為 50條／ mm， 經(jīng) 5倍頻處理后 ， 相當(dāng)于將線紋密度提高到 250條／ mm。 圖所示為 HEIDENHAIN光柵電流型輸出信號經(jīng) 5倍頻處理后的信號波形 。 HEIDENHAIN (a)正弦信號 。(b)整形后的信號 。(c)5倍頻處理后的信號 (2)方向判別 。 光柵輸出信號經(jīng)差動放大和信號處理后 ，獲得 PA、 PB脈沖信號 ， PA和 PB的超前或滯后經(jīng)方向判別電路處理后 ， 得到以高 、 低電平表示的方向信號 ， 如圖所示 。 二 光柵測量裝置的數(shù)字變換線路 光柵測量系統(tǒng)簡圖 二 光柵測量裝置的數(shù)字變換線路 P 2整
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