數控機床的伺服系統(tǒng)(2)-資料下載頁
2025-05-01 00:09本頁面
【正文】 一）直接測量和間接測量 將直線型檢測裝置安裝在移動部件上，用來直接測量工作臺的直線位移，作為全閉環(huán)伺服系統(tǒng)的位置反饋信號，而構成位置閉環(huán)控制。 優(yōu)點 是準確性高、可靠性好， 缺點 是測量裝置要和工作臺行程等長，所以在大型數控機床上受到一定限制。 2. 間接測量 將旋轉型檢測裝置安裝在驅動電機軸或滾珠絲杠上，通過檢測轉動件的角位移來間接測量機床工作臺的直線位移，作為半閉環(huán)伺服系統(tǒng)的位置反饋用。 優(yōu)點 是測量方便、無長度限制。缺點 是測量信號中增加了由回轉運動轉變?yōu)橹本€運動的傳動鏈誤差，從而影響了測量精度。 第四節(jié) 數控機床的檢測裝置 黑龍江大學機電工程學院 第四節(jié) 數控機床的檢測裝置 （二）數字式測量和模擬式測量 1. 數字式測量 將被測的量以數字形式來表示，測量信號一般為脈沖，可以直接把它送到數控裝置進行比較、處理。信號抗干擾能力強、處理簡單。 2. 模擬量測量 將被測的量用連續(xù)變量來表示，如電壓變化、相位變化等。對信號處理的方法相對來說比較復雜。 黑龍江大學機電工程學院 第四節(jié) 數控機床的檢測裝置 （三）增量式測量和絕對式測量 在輪廓控制數控機床上多采用這種測量方式，增量式測量只測相對位移量，優(yōu)點是測量裝置較簡單，任何一個對中點都可以作為測量的起點，而移距是由測量信號計數累加所得，但一旦計數有誤，以后測量所得結果完全錯誤。 絕對式測量裝置對于被測量的任意一點位置均由固定的零點標起，每一個被測點都有一個相應的測量值。測量裝置的結構較增量式復雜，如編碼盤中，對應于碼盤的每一個角度位置便有一組二進制位數。顯然，分辨精度要求愈高，量程愈大，則所要求的二進制位數也愈多，結構就愈復雜。 黑龍江大學機電工程學院 第四節(jié) 數控機床的檢測裝置 （一）結構與工作原理 旋轉變壓器是一種角位移測量裝置，由定子和轉子組成。工作原理與普通變壓器基本相似，根據互感原理工作 ,其中定子繞組作為變壓器的一次側，接受勵磁電壓。轉子繞組作為變壓器的二次側，通過電磁耦合得到感應電壓，只是其輸出電壓大小與轉子位置有關。旋轉變壓器通過測量電動機或被測軸的轉角來間接測量工作臺的位移。 二、旋轉變壓器 有兩種典型工作方式 ， 鑒相式和鑒幅式 。 ? 鑒相式是根據感應輸出電壓的相位來檢測位移量； ? 鑒幅式是根據感應輸出電壓的幅值來檢測位移量。 黑龍江大學機電工程學院 根據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，其檢測精度可達 1μm以上。從形狀上看，又可分為圓光柵和直線光柵。圓光柵用于測量轉角位移，直線光柵用于檢測直線位移。 直線光柵通常包括一長和一短兩塊配套使用，其中長的稱為標尺光柵或長光柵，一般固定在機床移動部件上，要求與行程等長。短的為指示光柵或短光柵，裝在機床固定部件上。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，測量時它們相互平行放置，并保持 ~。 三、光柵 第四節(jié) 數控機床的檢測裝置 黑龍江大學機電工程學院 第四節(jié) 數控機床的檢測裝置 （ 二 ） 工作原理 當指示光柵上的線紋與標尺光柵上的線紋成一小角度放置時，兩光柵尺上線紋互相交叉。在光源的照射下，交叉點附近的小區(qū)域內黑線重疊，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 。 直線光柵莫爾條紋 黑龍江大學機電工程學院 第四節(jié) 數控機床的檢測裝置 2 si n( / 2)WWB????1）放大性 2）平均效應 莫爾條紋是由若干條線紋共同形成的，對個別光柵線紋之間的誤差具有平均效應，能消除柵距不均勻所造成的影響。 3）移動規(guī)律 光柵相對移動一個 W，莫爾條紋移動一個 B，當光柵移動方向變化時，莫爾條紋的移動方向也變化。 黑龍江大學機電工程學院 第四節(jié) 數控機床的檢測裝置 ? 脈沖編碼器是一種 光學式位置檢測元件 ，編碼盤直接裝在轉軸上，以測出軸的旋轉角度位置和速度變化，其輸出信號為電脈沖。 ? 脈沖編碼器是一種 旋轉式脈沖發(fā)生器 ，能把機械轉角變成電脈沖，是數控機床上使用很廣泛的位置檢測裝置。 ? 特點： 檢測方式是非接觸式的，無摩擦和磨損，驅動力小，響應速度快。按編碼的方式，可分為增量式和絕對值式兩種。 四、脈沖編碼器 黑龍江大學機電工程學院 第四節(jié) 數控機床的檢測裝置 光電式脈沖編碼器由 光源、聚光鏡、光電盤、圓盤、光電元件和信號處理電路 等組成。光電盤是用玻璃材料表面制成向心透光窄縫，窄縫在圓周上等分，其數量從幾百條到幾千條。圓盤也用玻璃材料研磨拋光制成，其透光窄縫為兩條，每一條后面安裝有一只光電元件。光電盤與工作軸連在一起 ，光電盤轉動時，每轉過一個縫隙就發(fā)生一次光線的明暗變化，光電元件把通過光電盤和圓盤射來的忽明忽暗的光信號轉換為近似正弦波的電信號，經過處理后輸出脈沖信號。通過記錄脈沖的數目，就可以測出轉角。測出單位時間脈沖的數目，就可以求出速度。 （一）增量式編碼器 黑龍江大學機電工程學院 第四節(jié) 數控機床的檢測裝置 ? 絕對式編碼器是一種旋轉式檢測裝置，可直接把被測轉角用數字代碼表示出來，且每一個角度位置均有其對應的測量代碼，它能表示絕對位置，沒有累積誤差，電源切除后，位置信息不丟失，仍能讀出轉動角度。 ? 絕對值式編碼器利用其圓盤上的圖案來表示數值。 (二 ) 絕對值式編碼器
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