数控技术ppt电子教案课件第六章位置检测装置

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1、Clicktoaddyourtext河北理工大学机械工程学院工程训练中心张好强第六章位置检测装置§6-2常用典型位置检测装置§6-1对位置检测装置的要求第六章位置检测装置位置检测装置是数控机床的重要组成部分。在闭环系统中，它的主要作用是检测位移量，并发出反馈信号和数控装置发出的指令信号相比较，若有偏差，经放大后控制执行部件，使着向消除偏差的方向运动直至偏差等于零为止。§6-1对位置检测装置的要求第六章位置检测装置●受温度、湿度影响小，工作可靠，能长期保持精度，抗干扰能力强;●在机床执行部件工作范围内，能满足精度和速度的要求；进给速度20—30m/min，转速高达100000r/min。●使用维

2、护方便，适应机床工作环境；●成本低。一、数控机床对位置检测装置的要求：第六章位置检测装置1、按测量对象不同分类位移检测装置:脉冲编码器、光栅速度检测装置：测速发电机2、按安装位置不同分类直接测量:将检测装置安装在执行部件上间接测量:将检测元件安装在滚珠丝杠或驱动电动机轴上二、检测装置的分类第六章位置检测装置(1)直接测量将直线型检测装置安装在移动部件上，直接测量工作台的直线位移，作为全闭环伺服系统的位置反馈信号，构成位置闭环控制。优点是准确性高、可靠性好，缺点是测量装置要和工作台行程等长，在大型数控机床上受到一定限制。(2)间接测量将旋转型检测装置安装在驱动电机轴或滚珠丝杠上，通过检测转动件的

3、角位移来间接测量机床工作台的直线位移，作为半闭环伺服系统的位置反馈用。优点是测量方便、无长度限制。缺点是测量信号中增加了由回转运动转变为直线运动的传动链误差，从而影响了测量精度。第六章位置检测装置3、按测量方法不同分类增量式测量绝对式测量绝对式测量：对于被测量的任意一点位置均由固定的零点标起。每一个被测点都有一个相应的测量值。特点：装置的结构较为复杂增量式测量：只测量位移量。测量单位为0.01mm每移动0.01mm发出一个脉冲信号。第六章位置检测装置优点：装置简单，任何一个点都可作为测量的起点。在轮廓控制的数控机床上大都采用这种方式。缺点：在增量式检测系统中，移距是由测量信号计数读出，一旦计

4、数有误，以后的测量结果则完全错误。如出某种事故，无法恢复。第六章位置检测装置第六章位置检测装置4、按检测信号不同分类数字式测量模拟式测量模拟式测量：模拟式测量是将被测量用连续变量来表示。如电压变化、相位变化等。数控机床所用模拟式测量主要用于小量程的测量，如感应同步器的一个线距（2mm）内的信号相位变化等。特点：●直接测量被测的量，无需变换；●在小量程内实现较高精度的测量，技术成熟。第六章位置检测装置数字式测量：被测的量以数字的形式来表示。测量信号为电脉冲，可以直接把它们送入数控装置进行比较、处理。特点：●被测的量转换为脉冲个数，便于显示和处理；●测量精度取决于测量单位，和量程基本无关；●测量装

5、置比较简单，脉冲信号抗干扰能力较强。第六章位置检测装置§6-2常用典型位置检测装置一、旋转变压器（角位移检测元件）旋转变压器是一种角度测量元件，它是一种小型交流电机。在结构上与两相绕组式异步电动机相似，由定子和转子组成，定子绕组为变压器的原边，转子绕组为变压器的副边。激磁电压接到定子绕组上，激磁频率通常为400H、500H、1000H、3000H、5000H，特点：其结构简单、动作灵敏，对环境无特殊要求，维护方便，输出信号幅度大，抗干扰性强，工作可靠。第六章位置检测装置工作原理：定子绕组输入电压第六章位置检测装置设加到定子绕组的励磁电压为U1=Umsint，通过电磁耦合，将在转子绕组中产生的

6、感应电压为U2=KU1sin=KUmsintsin=KUmsinsint式中K—变压比（K=N1/N2为定子、转子绕组的匝数）Um—励磁最大电压—励磁电压角频率—转子与定子相对角位移，当转子磁轴与定子磁轴垂直时，=0；当转子磁轴与定子磁轴平行时，=90。第六章位置检测装置二、感应同步器——非接触电磁式测量元件，测角位移或直线位移1、分类：直线型感应同步器—测量直线位移旋转型感应同步器—测量角位移2、结构：直线型旋转型定尺—安装在机床床身上滑尺—安装在移动部件上转子定子第六章位置检测装置3、工作原理：（标准直线型感应同步器为例）利用电磁耦合原理，将位移或转角变成电信号（极为

7、普遍）。即使滑尺与定尺相互平行，并保持一定的间距。向滑尺通以交流激磁电压，则在滑尺中产生激磁电流，绕组周围产生按正弦规律变化的磁场，由电磁感应，在定尺上感出感应电压，当滑尺与定尺间产生相对位移时，由于电磁耦合的变化，使定尺上感应电压随位移的变化而变化（相同频率）。第六章位置检测装置定尺—定尺上制有单向均匀感应绕组，一般为250mm滑尺—长100mm，绕有两个励磁绕组第六章位置检测装置定尺绕组产生感