数控机床的检测装置.ppt

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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磁栅概述1、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，构成伺服系统的闭环或半闭环控制，使工作台按指令的路径精确地移动，其精度决定了加工精度。2、应用范围：半闭环控制的数控机床：旋转变压器、编码器，安装在电机或丝杠上，测量了电机或丝杠的角位移，也就间接地测量了工作台的直线位移。闭环控制系统的数控机床：感应同步器、光栅、磁栅等测量装置，安装在工作台和导轨上，直接测量工作台的直线位移。概述3、位置检测装置的精度包括系统精度和分辨率系统精度：在一定长度或转角范围内测量累积误差的

2、最大值。分辨率：位置检测系统能够测量的最小位移量。3、要求：受温度、湿度的影响小，工作可靠，抗干扰能力强；在机床移动的范围内满足精度和速度要求；使用维护方便，适合机床运行环境；成本低；易于实现高速的动态测量。概述主要内容.2位置检测装置分类按被测量的几何量分：回转型（测角位移）和直线型（测线位移）；按检测信号的类型分：数字式和模拟式；按检测量的基准分：增量式和绝对式。不同类型的数控机床，因工作条件和检测要求不同，可采用不同的检测方式。概述主要内容概述数字式数字式模拟式模拟式增量式绝对式增量式绝对式回转型增量式脉冲编码器圆光栅绝对式脉冲编码器旋转变

3、压器圆感应同步器圆磁尺多极旋转变压器3速圆感应同步器直线型计量光栅激光干涉仪多通道透射光栅直线感应同步器磁尺3速直线感应同步器绝对值式磁尺移动一个测量单位就发出一个测量信号被测量的任一点的位置都以一个固定零点作基准概述主要内容1．增量式与绝对式1）增量式检测方式增量式检测方式测量位移增量，移动一个测量单位就发出一个测量信号。优点：检测装置较简单，任何一个对中点均可作为测量起点；轮廓控制常采用缺点：对测量信号计数后才能读出移距，一旦计数有误，此后的测量结果将全错；发生故障时（如断电、断刀等）不能再找到事故前的正确位置，必须将工作台移至起点重新计数。

4、概述2）绝对式测量方式绝对式测量方式中，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，但其结构较为复杂。概述2．数字式与模拟式1）数字式测量方式将被测量单位量化后以数字形式表示，测量信号一般为电脉冲，可直接把它送到数控装置进行比较、处理特点：（1）被测量量化后转换成脉冲个数，便于显示和处理；（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）检测装置较简单，脉冲信号抗干扰能力强。概述2）模拟式测量方式将被测量用连续的变量来表示，如用相位变化、电压变化来表示，主要用

5、于小量程测量。主要特点：（1）直接对被测量进行检测，无需量化；（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。概述3．直接测量与间接测量1）直接测量对机床的直线位移采用直线型检测装置测量，称为直接检测。测量精度主要取决于测量元件的精度，不受机床传动精度的影响。但检测装置要与行程等长，对大型数控机床来说，这是一个很大的限制。概述2）间接测量对机床的直线位移采用回转型检测元件测量，称为间接测量。优点：使用可靠方便，无长度限制，缺点：在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。因此为了提高定位精度，常常需要对

6、机床的传动误差进行补偿。旋转变压器.1旋转变压器的结构组成：定子、转子分类：有刷和无刷两种旋转式的小型交流电动机转子轴承分解器转子变压器定子变压器二次绕组变压器转子线轴壳体分解器定子变压器一次绕组无刷旋转变压器：特点：输出信号大可靠性高寿命长不用维修旋转变压器旋转变压器分：单极对、多极对。常用单极对旋转变压器和双极对旋转变压器。单极对：定子和转子上各有一对磁极。转子通常不直接与电机轴相联，经精密齿轮升速后再与电机轴相联，根据丝杠导程选用齿轮升速比，以保证机床的脉冲当量与输入设定的单位相同，升速比通常为1:2、1:3、1:4、2:3、1:5、2:5

7、等。多极对：增加定子或转子的极对数，使电气转角为机械转角的倍数，用于高精度绝对式检测系统。双极对：定子和转子上各有两对相互垂直的磁极，其检测精度较高，在数控机床中应用普遍。旋转变压器.2旋转变压器的工作原理根据互感原理工作，定子与转子之间气隙磁通分布呈正／余弦规律。当定子加上一定频率的激磁电压时，通过电磁耦合，转子绕组产生感应电势，其输出电压的大小取决于定子和转子两个绕组轴线在空间的相对位置。旋转变压器旋转变压器主要内容单极对旋转变压器：由变压器原理，设一次绕组匝数N1，二次绕组匝数N2，变压比n＝N1／N2，一次侧输入交变电压：二次侧产生感应电

8、势：U2—转子绕组感应电势U1—定子的激磁电压Um—激磁电压幅值θ—转子偏转角旋转变压器主要内容正弦余弦旋转变压器的工作原理定子和转子绕