數(shù)控機床的位置檢測裝置培訓課件(編輯修改稿)
2025-01-18 16:27 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 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。 按結(jié)構(gòu)和用途可分為直線感應(yīng)同步器和圓盤旋轉(zhuǎn)式感應(yīng)同步器兩類，直線感應(yīng)同步器用于測量直線位移，圓盤旋轉(zhuǎn)式感應(yīng)同步器用于測量角位移，兩者的工作原理基本相同。 感應(yīng)同步器具有較高的測量精度和分辨率，工作可靠，抗干擾能力強，使用壽命長。目前，直線式感應(yīng)同步器的測量精度可達 ，測量分辨率可 ，并可測量較大位移。因此，感應(yīng)同步器廣泛應(yīng)用于坐標鏜床、坐標銑床及其他機床的定位；旋轉(zhuǎn)式感應(yīng)同步器常用于雷達天線定位跟蹤、精密機床或測量儀器的分度裝置等。 第三章 數(shù)控機床的位置檢測裝置 感應(yīng)同步器 第三章 數(shù)控機床的位置檢測裝置 感應(yīng)同步器 1. 直線型 感應(yīng) 同步器的結(jié)構(gòu) 直線式感應(yīng)同步器由定尺和滑尺兩部分組成，下圖是感應(yīng)同步器結(jié)構(gòu)示意圖。定尺和滑尺分別安裝在機床床身和移動部件上，定尺或滑尺隨工作臺一起移動，兩者平行放置，保持 ～ 。標準的感應(yīng)同步器定尺250mm，尺上有一組感應(yīng)繞組；滑尺長 100mm， 感應(yīng)同步器在實際應(yīng)用時，如果被測量的位移 長度比定尺長，怎樣解決呢？ 第三章 數(shù)控機床的位置檢測裝置 感應(yīng)同步器 1. 直線型 感應(yīng) 同步器的結(jié)構(gòu) 尺上有兩組勵磁繞組，一組為正弦勵磁繞組 Us，一組為余弦勵磁繞組Uc。繞組的節(jié)距與定尺繞組節(jié)距相同，均為 2mm，用 τ表示。當正弦勵磁繞組與定尺繞組對齊時，余弦勵磁繞組與定尺繞組相差 1／ 4節(jié)距。由于定尺繞組是均勻的，因此，滑尺上的兩個繞組在空間位置上相差 1／ 4節(jié)距，即 π/2相位角。 W 可以看出：滑尺在移動一個節(jié)距的過程中，感應(yīng)電勢變化了一個周期。 圖 定尺繞組感應(yīng)電動勢產(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)。在滑尺移動一個節(jié)距的過程中，感應(yīng)電壓變化了一個 余弦周期 。 同樣，若在滑尺的余弦繞組中通以交流勵磁電壓，也能得出定尺繞組中感應(yīng)電壓與兩尺相對位移的關(guān)系曲線，它們之間為 正弦函數(shù) 關(guān)系。 若勵磁電壓 u＝ Umsinωt 則定尺繞組產(chǎn)生的感應(yīng)電勢 e e＝ kUmcosθcos ωt 式中 Um— 勵磁電壓幅值 (V)； ω— 勵磁電壓角頻率 (rad/s)； k— 比例常數(shù)，其值與繞組間 最大互感系數(shù)有關(guān)； θ— 滑尺相對定尺在空間的相 位角。 在一個節(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，來檢測在一個節(jié)距 W內(nèi)的位移量，為絕對式測量。 例：感應(yīng)電勢與勵磁電壓相位差 θ=176。，節(jié)距 W=2mm， 由 θ= 2πx/W，則 X= 感應(yīng)同步器作為位置測量裝置在數(shù)控機床上有兩種工作方式： 鑒相式 和 鑒幅式 。 鑒相式： 在該工作方式下，給滑尺的正弦繞組和余弦繞組分別通上幅值、頻率相同，而相位角相差 π/2的交流電壓： Us=Umsinωt Uc=Umcosωt 激磁信號將在空間產(chǎn)生一個以 ω為頻率移動的電磁波。磁場切割定尺導線，并在其中感應(yīng)出電動勢，該電動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。根據(jù)滑尺在定尺上的感應(yīng)電壓關(guān)系，分別在定尺繞組上得到感應(yīng)電勢為： es＝ kUmcosθcosωt ec＝－ kUmcos(θ＋ π/2)sinωt＝ kUmsinθsinωt 根據(jù)疊加原理，定尺繞組上總輸出感應(yīng)電勢 e為 e＝ es＋ ec ＝ kUmcosθcosωt＋ kUmsinθsinωt ＝ kUmcos(ωt－ θ) ＝ kUmcos(ωt－ 2πx/W) 根據(jù)上式，通過鑒別定尺輸出的感應(yīng)電勢的相位，即可測量定尺和滑尺之間的相對位置。 感應(yīng)同步器的鑒相方式用在相位比較伺服系統(tǒng)中。 鑒幅方式： 根據(jù)定尺輸出的感應(yīng)電勢的振幅變化來檢測位移量。 滑尺的正弦、余弦繞組勵磁電壓為同頻率、同相位，但不同幅值，即 us＝ Umsinθdsinωt uc＝ Umcosθdsinωt 式中 θd— 勵磁電壓的給定相位角 分別勵磁時，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 ＋
教學課件相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1