数控机床检测装置ppt课件.ppt

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1、第三章数控机床检测装置3.1概述检测装置是数控机床的重要组成部分，它是依靠指令值和检测装置的反馈值比较后发出控制指令，控制伺服系统和传动装置驱动机床的运动部件，实现数控机床各种加工过程，保证具有较高的加工精度。数控检测装置的主要作用是检测运动部件的位移和速度，并反馈检测信号。其精度对数控机床的定位精度和加工精度均有很大影响，要提高数控机床的加工精度，就必须提高检测装置和检测系统的精度。数控机床对检测装置的要求主要有以下几点：（1）工作有较高的可靠性和抗干扰能力检测装置应能抗各种电磁干扰，抗干扰能力强，基准尺对温度和湿度敏感性低，温湿度变化对测量精度等

2、环境因素的影响小。（2）满足精度和速度的要求分辨率应在0.001～0.01㎜内，测量精度应满足±0.002～0.02㎜/m，运动速度应满足0～20m/min。（3）便于安装和维护检测装置安装时要满足一定的安装精度要求，安装精度要合理，考虑到影响，整个检测装置要求有较好的防尘、防油污、防切屑等措施。（4）成本低、寿命长不同类型的数控机床对检测系统的分辨率和速度有不同的要求，一般情况下，选择检测系统的分辨率或脉冲当量，要求比加工精度高一个数量级。检测装置根据被测物理量分为位移、速度、和电流三种类型；按测量方法分为增量式和绝对值式两种；根据运动形式分为旋转

3、型和直线型检测装置。表3-1数控机床检测装置的分类3.1.1检测装置的分类3.1.2数控检测装置的性能指标传感器的性能指标包括静态特性和动态特性（1）精度符合输出量与输入量之间的特定函数关系的准确程度称为精度，数控用传感器要满足高精度和高速实时测量的要求。（2）分辨率分辨率应适应机床精度和伺服系统的要求。分辨率的提高，对提高系统其他性能指标和运行平稳性都很重要。（3）灵敏度实时测量装置灵敏度要高，输出、输入关系中对应的灵敏度要求一致。（4）迟滞对某一输入量，传感器的正行程的输出量和反行程的输出量的不一致，称为迟滞。数控伺服系统的传感器要求迟滞要小。（

4、5）测量范围传感器的测量范围要满足系统的要求，并留有余地。（6）零漂与温漂传感器的漂移量是其重要性能标志，它反映了随时间和温度的改变，传感器测量精度的微小变化。3.1.3位置传感器的测量方式1、直接测量和间接测量位置传感器按形状可分为直线式和旋转式。用直线式位置传感器测直线位移，用旋转式位置传感器测角位移，则该测量方式称为直接测量。由于检测装置要和行程等长，故其在大型数控机床的应用中受到限制。如旋转式位置传感器测量的回转运动只是中间值，由它再推算出与之相关联的工作台的直线位移，那么该测量方式称为间接测量。这种检测方式先由检测装置测量进给丝杠的旋转位移

5、，再利用旋转位移与直线位移之间的线性关系求出直线位移量。由于存在着直线与回转运动间的中间传递误差，故准确性和可靠性不如直接测量。其优点是无长度限制。2、数字式测量和模拟式测量数字式测量是以量化后的数字形式表示被测量。得到的测量信号通常是电脉冲形式，它将脉冲个数计数后以数字形式表示位移。模拟式测量是以模拟量表示被测量，得到的测量信号是电压或电流，电压或电流的大小反映位移量的大小。由于模拟量需经A/D转换后才能被计算机数控系统接受，所以目前模拟式测量在计算机数控系统中应用很少。而数字式测量检测装置简单，信号抗干扰能力强，且便于显示和处理，所以目前应用非常

6、普遍。3、增量式测量和绝对式测量增量式测量的特点是只测量位移增量，即工作台每移动一个基本长度单位，检测装置便发出一个测量信号，此信号通常是脉冲形式。这样，一个脉冲所代表的基本长度单位就是分辨率，而通过对脉冲计数便可得到位移量。3.2.1感应同步器的结构和类型结构:感应同步器是一种电磁感应式多极位置传感元件，是由旋转变压器演变而来，即相当于一个展开的旋转变压器。它的极对数一般取600、720对极，最多的可达2000对极。由于多极结构，在电与磁两方面均能对误差起补偿作用，所以具有很高的精度。感应同步器的励磁频率一般取2～10kHz。分类：感应同步器按其运

7、动方式分为旋转式（圆形感应同步器）和直线式两种。两者都包括固定和运动两部分，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。前者测量角位移，后者测量直线位移。3.2感应同步器1.旋转式感应同步器旋转式感应同步器的结构如图3-1所示。定子、转子都用不锈钢、硬铝合金等材料作基板，呈环形辐射状。定子和转子相对的一面均有导电绕组，绕组用铜箔构成（厚0.05mm）。基板和绕组之间有绝缘层。绕组表面还要加一层和绕组绝缘的屏蔽层（材料为铝箔或铝膜）。转子绕组为连续绕组；定子上有两相正交绕组（正弦绕组和余弦绕组），做成分段式，两相绕组交差分布，相差成90°相

8、位角。属于同一相的各相绕组用导线串联起来（如图3-2）。1-转子基板：2-转子绕组：3-定子绕组；4-定子基