数控机床电气连接与调试 教学课件 作者张光跃 学习模块七.ppt

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1、数控机床位置检测装置的电气连接与调试学习模块七数控机床电气连接与调试电子课件张光跃2012.8【学习目的】1.认识数控机床位置检测电路系统的组成和工作特点；2.学习各种位置检测装置的工作原理和主要技术指标；3.学习位置检测装置与CNC、机床主体的连接和调试；4.能正确选用数控机床的位置检测装置；5.认识角位移和直线位移检测装置在数控机床电气控制上应用；6.正确安装和调试数控机床上常用的位置检测装置。【学习方法建议】讲授、讨论式、现场教学【知识点和技能点】数控机床位置检测装置电路系统组成、不同位置检测装置性能指标、参数的选用、

2、电路的连接与调试。一、任务引入任务1感应同步器位置检测装置电气连接与调试数控机床上，将工作台的实际直线位移检测出来并反馈到比较环节，组成闭环控制，感应同步器就是用于检测工作台直线位移的一种位置检测装置。数控机床闭环控制位置检测二、任务分析感应同步器是一种电磁式位置检测元件,按其结构特点一般分为直线式和旋转式两种。直线式感应同步器由定尺和滑尺组成。广泛应用于数控机床及各类机床数控改造。感应同步器是如何检测工作台移动的位移？如何在数控机床位置检测中构成闭环控制？感应同步器组成的位置检测装置的电气连接与调试如何实现？三、相关知识1

3、．认识感应同步器的结构直线式感应同步器为例,感应同步器由定尺和滑尺两部分组成，定尺表面制有连续平面绕组，滑尺上制有两组分段绕组，分别称为正弦绕组（sin绕组）和余弦绕组（cos绕组）。当在滑尺两个绕组中的任一绕组上加激励电压时，由于电磁感应，在定尺绕组中会感应出相同频率的感应电压，通过对感应电压的测量，可以精确地测量出位移量。直线式感应同步器的定尺与滑尺1-基板；2-绝缘层；3-绕组；4-屏蔽层直线同步器的结构（1）直线式感应同步器定尺与滑尺之间的间隙为0.25mm0.05mm左右。一般定尺安装在固定导轨上，长度不够可以多块

4、连接。定尺与滑尺绕组上两有效导体之间的距离为节距，用2τ表示，常取为2mm，节距代表了测量周期。（2）旋转式感应同步器旋转式感应同步器的结构转子绕组为连续绕组；定子上有两相正交绕组(sin绕组和cos绕组)，做成分段式，两相绕组交差分布，相差90°相位角。属于同一相的各相绕组用导线串联起来。2．感应同步器的工作原理及工作方式（1）感应同步器的工作原理定尺绕组感应电动势产生原理滑尺在移动一个节距的过程中，感应电压变化了一个余弦波形。由此可见，在励磁绕组中加上一定的交变励磁电压，感应绕组中会感应出相同频率的感应电压，其幅值大小随

5、着滑尺移动作余弦规律变化。滑尺移动一个节距，感应电压变化一个周期，感应同步器就是利用感应电压的变化进行位置检测的。（2）感应同步器的工作方式感应同步器作为位置测量装置在数控机床上有两种工作方式：鉴相式和鉴幅式。以鉴相工作方式为例，介绍其检测的方法。在此种工作方式下，给滑尺的正弦绕组和余弦绕组分别通上幅值、频率相同，而相位差为90°的交流电压：Us=UmsinωtUc=Umcosωt根据滑尺在定尺上的感应电压关系，分别在定尺绕组上得到感应电势为：U0S=KUmsinωtcosθU0C=-KUmcosωtcos(θ+π/2)=-

6、Kumcosωtsinθ根据叠加原理可以直接求出感应电动势：U0=KUmsinωtcosθ-KUmcosωtsinθ=KUmsin（ωt-θ）式中Um——励磁电压幅值（V）；ω——励磁电压角频率（rad/s）；K——比例常数，其值与绕组间最大互感系数有关；θ——滑尺相对定尺在空间的相位角。由此可知,在一个节距内θ与ｘ是一一对应的，通过测量定尺感应电动势的相位θ，即可测量出滑尺相对于定尺的位移ｘ。例如，定尺感应电动势与滑尺励磁电动势之间的相位角θ=18°，在节距2τ=2mm的情况下，表明滑尺移动了0.1mm。设感应同步器的节距

7、为2τ，则测量滑尺直线位移量ｘ和相位差θ之间的关系为：感应同步器鉴相工作方式四、任务实施感应同步器的安装与调试1—机床不动部件2—定尺3—定尺座4—防护罩5—滑尺6—滑尺座7—机床可动部件直线感应同步器总装图1．定、滑尺的安装要求（1)定尺侧母线与机床导轨基准面A的不平行度允差0.1mm／全长，定尺安装平面与机床导轨基准面B的不平行度允差0.04mm／全长；（2)滑尺侧母线与机床导轨基准面A的不平行度允0.02mm／全长；（3)定尺基准侧面与滑尺基准侧面相距(88±0.1)mm；（4)定、滑尺之间的间隙为(0.25±0.05

8、)mm，在全行程中间隙变化应小于0.1mm;（5)定尺与滑尺的平行度在滑尺四个角处用塞尺测量时，其间隙差不大于0.05mm；（6)定尺安装面挠曲度，每250mm时≤0.01mm。2．定、滑尺的调试要求(1)安装螺孔要与安装面垂直，以免拧紧紧固螺栓时移动定尺；(2)尺子的安装用孔的孔径应大于