数控机床原理及应用教学课件作者何伟第十二讲课件

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1、数控机床原理及应用第十一讲本讲内容提要旋转变压器脉冲编码器光栅测量装置磁尺测量装置感应测量装置旋转变压器旋转变压器将机械转角变换成与该转角呈某一函数关系的电信号。在结构上与二相线绕式异步电动机相似，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。旋转变压器结构简单，工作可靠，对环境要求低，信号输出幅值大，抗干扰性强，被广泛应用在数控机床上。脉冲编码器脉冲编码器是一种旋转式脉冲发生器，能把机械转角转变成电脉冲，是数控机床上使用广泛的位置检测装置。脉冲编码器分光电式、接触式和电磁感应式三种。

2、从精度和可靠性方面来看，光电式脉冲编码器优于其他两种。数控机床上主要使用光电式脉冲编码器。脉冲编码器是一种增量检测装置，它的型号是由每转发出的脉冲数来区分。数控机床上常用的脉冲编码器有：2000P/r、2500P/r和3000P/r等。光电脉冲编码器主光栅与转轴一起旋转。在主光栅刻线的圆周位置，与主光栅平行地放置一个固定的指示光栅，它是一小块扇形薄片，制有三个狭缝。其中两个狭缝在同一圆周上相差1/4节距，另外一个狭缝叫做零位狭缝，主光栅转一周时，由此狭缝发出一个脉冲。在主光栅和指示光栅两边，与主光栅垂直的

3、方向上固定安装有光源、光电接收元件。光电脉冲编码器当圆光栅旋转时，光线透过两个光栅的线纹部分，形成明暗相间的三路莫尔条纹。同时光电元件接收这些光信号，并转化为交替变化的电信号A、B。再经放大和整形变成方波。其中A、B信号称为主计数脉冲，它们在相位上相差90°。光栅测量装置光栅位置检测装置具有精度高、响应速度比较快等优点，是一种非接触式测量装置，也是数控机床和数字显示系统常用的检测装置。光栅是一块上面刻有一系列平行等间隔密集线纹的透明玻璃片，或是在长条形金属镜面上制成全反射与漫反射间隔相等的密集线纹制品。前

4、者利用透射光的原理，称为透射光栅；后者利用反射光的原理，称为反射光栅。透射光栅的特点是：光源可以采用垂直入射光，光电元件能够直接接受，因此信号幅值比较大，信噪比好，光电转换器（读数头）的结构简单。光栅测量装置光栅位置检测装置由光源、指示光栅、标尺光栅、光电元件等组成。标尺光栅长光栅固定在机床活动部件上，长度相当于工作台移动的全行程。指示光栅装在机床的固定部件上。两块光栅互相平行，并保持一定间隙，而两块光栅的刻线密度相同。磁尺测量装置磁尺由磁性标尺、磁头和检测电路组成。它是利用录磁原理工作的。先用录磁磁头将

5、按一定周期变化的方波、正弦波或电脉冲信号录制在磁性标尺上，作为测量基准。检测时，用拾磁磁头将磁性标尺上的磁信号转化成电信号，再送到检测电路中去，把磁头相对于磁性标尺的位移量用数字显示出来，并传输给数控系统。感应测量装置感应同步器是一种电磁式高精度感应检测装置，由旋转变压器演变而来，按运动方式分为旋转式和直线式两种。前者用来测量角度位移信号，后者用来传感和测量直线位移信号。在结构上，两者都包括固定和运动两大部分，对旋转式分别称为定子和转子；对直线式分别称为定尺和滑尺。感应测量装置直线感应同步器由定尺和滑尺组

6、成。定尺和滑尺均用绝缘粘合剂将铜箔粘合在基板上。用和制造印制电路板相同的腐蚀方法，制成节距一般为2mm的方齿型绕组。定尺表面涂上一层耐切削液的涂层。为了防止滑尺上的静电感应，在铜箔绕组上再用绝缘粘合剂粘接上一层铝箔，当滑尺装在机床上时，铝箔与床身接触而接地。1-定子基体2-定尺粘合剂3-定尺绕组4-定尺耐切削液层图5-滑尺绕组6-滑尺铝箔7-滑尺粘合剂8-滑尺基体本章小结常见数控机床检测元件工作原理及其区别作业数控机床常用检测元件有哪些？