数控机床的位置检测装置培训课件.ppt

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1、第三章数控机床的位置检测装置第一节数控机床中位置检测装置所起的作用与要求第二节数控机床位置检测装置的分类第三节位置检测装置的主要性能指标第四节常用位置检测装置的结构和工作原理3.1位置检测装置的作用与要求位置检测装置是数控系统的重要组成部分，在第二章中我们知道：在闭环或半闭环控制的数控机床中，必须利用位置检测装置把机床运动部件的实际位移量随时检测出来，与给定的控制值(指令信号)进行比较，从而控制驱动元件正确运转，使工作台(或刀具)按规定的轨迹和坐标移动。第三章数控机床的位置检测装置第三章数控机床的位置检测装置3.1位置检测装置的作用与

2、要求1）稳定可靠、抗干扰能力强。数控机床的工作环境存在油污、潮湿、灰尘、冲击振动等，检测装置要能够在这样的恶劣环境下工作稳定，并且受环境温度影响小，能够抵抗较强的电磁干扰。2）满足精度和速度的要求。为保证数控机床的精度和效率，检测装置必须具有足够的精度和检测速度，位置检测装置分辨率应高于数控机床的分辨率一个数量级。3）安装维护方便、成本低廉。受机床结构和应用环境的限制，要求位置检测装置体积小巧，便于安装调试。尽量选用价格低廉，性能价格比高的检测装置。数控机床加工精度，在很大程度上取决于数控机床位置检测装置的精度，因此，位置检测装置是数

3、控机床的关键部件之一，它对于提高数控机床的加工精度有决定性的作用。第三章数控机床的位置检测装置3.2位置检测装置的分类数控机床的位置检测装置类型很多，按检测信号的类型可分为数字式和模拟式；按检测量的基准可分为增量式和绝对式；按测量值的性质可分为直接测量和间接测量。对于不同类型的数控机床，因工作条件和检测要求不同，应采用不同的检测方式。1）按输出信号的形式分类：数字式:模拟式:将被测量以数字形式表示，测量信号一般为电脉冲。将被测量以连续变化的物理量来表示（电压相位/电压幅值变化）脉冲编码器、光栅等测速发电机、旋转变压器、感应同步器和磁尺

4、等第三章数控机床的位置检测装置3.2位置检测装置的分类2）按测量基点的类型分类:增量式：绝对式：只测量位移增量，并用数字脉冲的个数表示单位位移的数量。测量的是被测部件在某一绝对坐标系中的绝对坐标位置。脉冲编码器、旋转变压器、感应同步器、光栅、磁栅、激光干涉仪等绝对式脉冲编码器、三速式绝对编码器（或称多圈式绝对编码器）等。第三章数控机床的位置检测装置3.2位置检测装置的分类2）按位置检测元件的运动形式分类：回转型:直线型:测量直线位移测量角位移第三章数控机床的位置检测装置3.2位置检测装置的分类3）按位置检测元件的安装位置分类间接测量:

5、直接测量:间接测量是将位置检测装置安装在执行部件前面的传动元件或驱动电机轴上，测量其角位移，经过转换以后才能得到执行部件的直线位移。直接测量是将位置检测装置安装在执行部件（即末端件）上，直接测量执行部件末端件的直线位移或角位移。第三章数控机床的位置检测装置3.3位置检测装置的主要性能指标1）精度检测精度是指检测装置在一定长度或转角范围内测量累积误差的最大值。数控机床用传感器要满足高精度和高速实时测量的要求。直线位移检测精度通常在±0.002～0.02mm/m、角位移检测精度在±0.4″～1″/360°。2）分辨率位置检测装置能检测的最

6、小位置变化量称作分辨率。分辨率应适应机床精度和伺服系统的要求。分辨率的高低，对系统的性能和运行平稳性具有很大的影响。检测装置的分辨率一般按机床加工精度的1／3～1／10选取（也就是说，位置检测装置的分辨率要高于机床加工精度）。直线位移分辨率一般为1μm，高精度系统分辨率可达0.001μm、角位移分辨率可达0.01″/360°第三章数控机床的位置检测装置3.3位置检测装置的主要性能指标3）灵敏度输出信号的变化量相对于输入信号变化量的比值为灵敏度。实时测量装置不但要灵敏度高，而且输出、输入关系中各点的灵敏度应该是一致的。4）迟滞对某一输入

7、量，传感器的正行程的输出量与反行程的输出量的不一致，称为迟滞。数控伺服系统的传感器要求迟滞小。5）测量范围和量程传感器的测量范围要满足系统的要求，并留有余地。6）零漂与温漂零漂与温漂是在输入量没有变化时，随时间和温度的变化，位置检测装置的输出量发生了变化。传感器的漂移量是其重要性能标志，零漂和温漂反映了随时间和温度的改变，传感器测量精度的微小变化。第三章数控机床的位置检测装置3.4常用位置检测装置的结构和工作原理3.4.1旋转变压器第三章数控机床的位置检测装置3.4常用位置检测装置的结构和工作原理3.4.1旋转变压器旋转变压器又称同步

8、分解器，是利用变压器原理实现角位移测量的检测装置。它属于模拟式测量装置，具有输出信号幅值大、抗干扰能力强、结构简单、动作灵敏、性能可靠等特点，同时，对环境条件要求不高，广泛用于半闭环进给伺服驱动系统中。但其信号处理比较复