《检测装置》PPT课件

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1、数控机床的检测装置主要内容概述旋转变压器感应同步器光栅编码器一、概述作用：检测位移（线位移或角位移）和速度，发送反馈信号至数控装置，构成伺服系统闭环或半闭环控制，使工作台按指令路径精确地移动。组成：检测元件（传感器）和信号处理装置。分：位移、速度和电流三种类型。常用检测装置：旋转变压器感应同步器编码器光栅闭环或半闭环控制的数控机床的加工精度主要由检测系统精度决定。半闭环控制的数控机床：旋转变压器、编码器等，安装在电机或丝杠上，测量电机或丝杠的角位移间接测量工作台的直线位移。闭环控制系统的数控机床：感应同步器、光栅、

2、磁栅等，安装在工作台和导轨上，直接测量工作台的直线位移。一、概述位置检测装置的精度：系统精度、分辨率系统精度：一定长度或转角范围内测量累积误差的最大值。一般：直线位移检测精度：±0.002～0.02㎜／m；回转角测量精度：±10″／360°系统分辨率：测量元件所能正确检测的最小位移量。目前：直线位移分辨率：1μm，高精度0.1μm；回转分辨率：可达2″。不同数控机床对检测装置精度、速度要求：大型机床：速度为主；中小型机床、高精度机床：精度为主。一、概述1、数控机床对检测装置的主要要求1）受温度、湿度影响小，工作可靠

3、，抗干扰能力强；2）在机床移动范围内满足精度和速度要求；3）使用维护方便，适合机床运行环境；4）成本低；5）易于实现高速的动态测量。一、概述2、位置检测装置分类(位移传感器)一、概述3速直线感应同步器绝对值式磁尺直线感应同步器磁尺多通道透射光栅计量光栅激光干涉仪直线型多极旋转变压器3速圆感应同步器旋转变压器圆感应同步器圆磁尺绝对式脉冲编码器增量式脉冲编码器圆光栅回转型绝对式增量式绝对式增量式模拟式数字式增量式与绝对式1）增量式检测方式测量位移增量，移动1个测量单位发出1个测量信号。如：测量单位为0.001mm，每移

4、动0.001mm发出1个脉冲信号，对脉冲计数得到位移量。优点：装置较简单，任何一个对中点均可作测量起点；缺点：一旦计数有误，此后测量结果全错；发生故障（如断电、断刀等）时不能找到事故前的位置，须将工作台移至起点重新计数。一、概述2）绝对式测量方式被测量的任一点的位置都以一个固定的零点作基准，每一被测点都有一个相应的对零点的测量值。避免了增量式检测方式的缺陷，但结构较复杂。如：接触式码盘一、概述数字式与模拟式1）数字式测量方式以数字形式表示被测量，测量信号一般为脉冲，可直接把它送到数控装置进行比较、处理。特点：（1）

5、便于显示、处理；（2）测量精度取决于测量单位，与量程基本无关（存在累加误差）；（3）检测装置简单，脉冲信号抗干扰能力强。一、概述2）模拟式测量方式用连续的变量表示被测量，如用相位变化、电压变化表示。特点：（1）直接对被测量进行检测；（2）在小量程内可以实现高精度测量；（3）可用于直接检测和间接检测。一、概述直接测量与间接测量1）直接测量用直线式检测装置测直线位移，用旋转式检测装置测角位移，作为全闭环伺服系统的位置反馈信号，构成闭环控制。直接检测：对机床的直线位移采用直线型检测装置测量。测量精度取决于测量元件的精度，

6、不受机床传动精度的影响。检测装置要与行程等长，对大型数控机床来说，是一个很大的限制。一、概述2）间接测量若回转型位置检测装置测量的回转运动只是中间值，再由它推算出与之关联的移动部件的直线位移，作为半闭环伺服系统的位置反馈。对机床的直线位移采用回转型检测装置测量，称为间接测量。优点：使用可靠方便，无长度限制，缺点：检测信号中加入了直线运动转变为旋转运动的传动链误差，影响检测精度。为提高定位精度，常需要对机床的传动误差进行补偿。一、概述二、旋转变压器一种输出电压与角位移量成连续函数关系的感应式微电机，用于半闭环控制的数

7、控机床。优点：结构简单、动作灵敏、工作可靠、对环境条件要求低（特别是高温、高粉尘地方）、输出信号幅度大、抗干扰能力强。缺点：信号处理比较复杂。二、旋转变压器分类：按有无电刷分：接触式和无接触式两种；按极对数分：单对极和多对极；按用途分：计算用和数据传输用；按输出电压与转子转角间的函数关系分：正余弦旋转变压器、线性旋转变压器、比例式旋转变压器、特殊函数旋转变压器旋转变压器的结构旋转变压器（同步分解器），与两相绕线式异步电机相似，由定子和转子组成，是一种旋转式的小型交流电机。有刷旋转变压器：定子、转子上两相绕组轴线相互

8、垂直，转子绕组的引线（端点）经滑环引出，通过电刷送到外面来。无刷旋转变压器：输出信号大、可靠性高、寿命长、不用维修。二、旋转变压器数控机床用无刷旋转变压器，组成：分解器：左，结构与有刷旋转变压器基本相同。变压器：右，无电刷与滑环即可把信号传递出来二、旋转变压器二、旋转变压器分解器定子线圈外接激磁电压，频率较高（400、500、1000、2000、5000Hz