2019数控技术6ppt课件.ppt

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1、第6章位置检测装置组成：位置测量装置是由检测元件（传感器）和信号处理装置组成的。一、概述作用：实时测量执行部件的位移和速度信号，并变换成位置控制单元所要求的信号形式，将运动部件实际位置反馈到位置控制单元，以实施闭环控制，从而提高机床的定位精度和加工精度。2021/10/61数控技术一、概述进给伺服系统对位置检测装置的要求高可靠性和高抗干扰性：能满足精度和速度的要求：使用维护方便，适应机床工作环境；成本低。2021/10/62数控技术.位置检测装置的分类按输出信号的形式分类：数字式和模拟式按测量基点的类型分类：增量式和绝对式按位置检测元件的运动形式分类：回

2、转型和直线型一、概述2021/10/63数控技术常用位置检测装置分类表一、概述2021/10/64数控技术二、光栅P200可以测量长度、角度、速度等——在真空镀膜的透明玻璃或金属镜面上用光刻出的一些平行、等距的密集线纹。2021/10/65数控技术（一）计量光栅的分类按照不同的方法可分：直线光栅和圆形光栅；透射光栅和反射光栅；增量式光栅和绝对式光栅等。1、直线光栅（1）玻璃透射光栅在玻璃表面刻有透明和不透明的间隔相等的线纹2021/10/66数控技术特点：光源可以采用垂直入射光，信号幅值比较大，光电转换元件结构简单。单位长度上所刻的条纹数比较多．分辨率一

3、般可达0.01mm，使检测电子线路大大简化。但其长度不能做得太长，容易破碎。目前可达到2m左右。2021/10/67数控技术（2）金属反射光栅在钢尺或不锈钢表面上用照相腐蚀工艺制作线纹，或用钻石刀刻制条纹。线膨胀系数很容易做到与机床的床身材料一致，可补偿热变形的影响，可做成长光栅，不易破碎。标尺光栅安装在机床上所需的面积小，而且安装调整方便，可以直接用螺钉或压板固定在机床床身上。常用的反射光栅每毫米的线纹数为4、10、25、40、50特点：2021/10/68数控技术2、圆光栅——测量角位移圆光栅是在玻璃盘的外环端面上做成黑白相间的线纹，线纹呈辐射状，线

4、纹之间夹角相等。三种线纹数制60进制，如10800、21600、32400、64800等10进制，如1000、2500、5000等；2进制，如512、1024、2048等。2021/10/69数控技术（二）直线透射光栅的工作原理直线透射光栅实质上是一种增量式编码器，它是通过形成莫尔条纹、光电转换辨向和细化等环节实现数字计量的。在真空镀膜的透明玻璃或金属镜面上用光刻出的一些平行、等距的密集线纹。光栅分标尺光栅和指示光栅，当两光栅保持一定间隙平行放置时，并使刻线倾斜一个微小的角度θ，就会产生明暗交替的干涉条纹——莫尔条纹2021/10/610数控技术莫尔条纹

5、的形成标尺光栅固定指示光栅移动光栅栅距莫尔条纹节距暗亮暗亮暗亮暗亮暗亮暗亮2021/10/611数控技术（1）放大作用莫尔条纹的节距为光栅栅距的1／θ倍。由于θ很小(小于10’)，因此节距W比栅距d放大了很多倍。若当d=0.01mm，θ=0.01弧度时，则W=1mm。即将光栅的栅距d放大100倍，转换成莫尔条纹的节距W。莫尔条纹的特点：注意：θ单位为弧度2021/10/612数控技术莫尔条纹的特点：(2)平均效应莫尔条纹是由若干线纹组成，例如每毫米100线的光栅，10mm长的莫尔条纹，等亮带由2000根刻线交叉形成。因而对个别栅线的间距误差(或缺陷)就平

6、均化了，在很大程度上消除误差的影响。莫尔条纹的节距误差就取决于光栅刻线的平均误差。2021/10/613数控技术莫尔条纹的特点：(3)莫尔条纹的移动规律莫尔条纹的移动与栅距之间的移动成比例。移动方向：若标尺光栅不动，将指示光栅顺时针方向转动一很小的角度θ后，当指示光栅向右移动，则莫尔条纹向下移动；反之，指示光栅向左移动，则莫尔条纹向上移动。若将指示光栅逆时针方向转一很小的角度θ后，并使指示光栅向右移动，则莫尔条纹便向上移动；反之若指示光栅向左移动时，则莫尔条纹向下移动。2021/10/614数控技术为了辨别运动方向，需配置两个彼此错开1/4纹距的光电元件

7、，使输出电信号彼此在相位上差90º，若以其中的一个作为参考信号，则另一个信号将超前或滞后参考信号90º。为了进一步提高测量精度，广泛采用倍频电路。2021/10/615数控技术三.脉冲编码器（码盘）P204是一种回转式数字测量元件，通常装在被检测轴上，可将被测轴的角位移转换为增量脉冲形式或绝对式的代码形式。分类：增量式：光电式绝对式：接触式、光电式和电磁式2021/10/616数控技术.增量脉冲编码器结构及工作原理信号处理装置baz码盘基片透镜光源光敏元件透光狭缝光欄板节距ττ/4玻璃圆盘→镀金属膜→感光材料→照相腐蚀2021/10/617数控技术输出的

8、波形有六路：其中，是的取反信号。AB90°Z……码盘转一圈信号处理装置baz码盘