数控编程第三十五讲

《数控编程第三十五讲》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、数控技术主讲教师：仇晓黎东南大学远程教育第三十五讲1二、光电盘与编码盘1．光电盘光电盘是一种光电式转角测量元件，如图所示，在一个圆盘周围分成相等的透明与不透明部份。2当圆盘与工作轴一起转动时，光电元件接受时断时续的光，产生近似的正弦信号，经放大整形后成脉冲信号被送到计数器，根据脉冲的数目或频率可测出工作轮的转角及转速，所以可以用作脉冲发生器，当然亦可以由测得的转角求出相应的直线位移。3在结构上除上述光电式外，还有接触式或电感式的。接触式的圆盘是由导电部分和绝缘部分相间而成，通过导电环取得信号，感应式则是在圆盘周围嵌入等距离的直径为

2、1.4-2mm的永久磁铁，利用霍尔元件磁电效应取得信号。这类测量装置对要求不高的场合是一种经济而实用的检测手段。42.编码盘编码盘是一种直接编码式的测量元件。它可直接把被测转角或位移转换成相应的代码，指示的是绝对位置而无累积误差，在电源切断后位置信息不会失去，由于通道多结构复杂，不易做到高精度。编码盘按其工作原理可分为光电式及电磁式等几种。5如图是一个四位二进制码盘，涂黑部分是导电的，其余是绝缘的。四位码盘对应四个码道上都装有电刷经电阻接着电源正极，最里一圈是公用的接电源负极。当码盘与工作轴一起转动时，就可依次得到0000，000

3、1，0010，11ll的二进制输出。6码盘的分辨率与码道多少有关，码道越多，码盘容量越大，每一位数移动的转角也越小，如有n个码道，则其角度分辨率为：θ=360°/2。从结构上讲除了上述接触式外，还有光电式和电磁式等类型，接触式码盘优点是简单，体积小，输出信号强，不要放大，但由于电刷的磨损所以寿命不长，转速不能太高。7光电式码盘由于是不接触式，所以允许速度高，精度高，但结构较复杂，光源寿命短。电磁式码盘同样是一种不接触式码盘，由于其寿命长、转速高、精度高等优点，所以是一种很有前途的直接编码式测量元件。8三、光栅测量装置计量光栅有长光

4、栅和圆光栅两种，是数控机床和数显系统常用的检测元件，它具有精度高、响应速度较快等优点。是一种非接触式测量。1．光栅的基本工作原理光栅就是在一块长条形的光学玻璃上均匀地刻上很多和运动方向垂直的线条。9线条之间距离（称之为栅距）可以根据所需的精度决定，一般是每毫米刻50、100、200条线。长光栅G装在机床的移动部件上，称之为标尺光栅；短光栅G装在机床的固定部件上，称之为指示光栅。两块光标互相平行并保持一定的间隙（如0.05毫米或0.l毫米等）而两块光栅的刻线密度相同。10光栅位置检测装置由光源、二块光栅（长光栅、短光栅）和光电元件等

5、组成，见图中a。11如果将指示光栅在其自身的平面内转过一个很小的角度θ，这样两块光栅的刻线相交，则在相交处出现黑色条纹，称为莫尔条纹。由于两块光栅的刻线密度相等，即栅距ω相等，而产生的莫尔条纹的方向和光栅刻线方向大致垂直，其几何关系见图中c，当θ很小时，莫尔条纹的节距W为：W≈ω/θ。12这表明莫尔条纹的节距是光栅栅距的1／θ倍，当标尺光栅移动时，莫尔条纹就沿垂直于光栅移动方向移动。当光栅移动一个栅距ω时，莫尔条纹就相应准确地移动一个节距W，也就是说两者一一对应，所以，只要读出移过莫尔条纹的数目，就可以知道光栅移过了多少个栅距，而

6、栅距在制造光栅时是已知的，所以光栅的移动距离就可以通过电气系统自动地测量出来。13如果光栅的刻线为100条，即栅距为0.01mm时，人们是无法用肉眼来分辨的，但它的莫尔条纹却清晰可见，所以莫尔条纹是一种简单的放大机构。其放大倍数，取决于两光栅刻线的交角θ，如ω=0.01mm、W=10mm，则其放大倍数1／θ=W／ω=1000倍，这是莫尔条纹系统的独具特点。莫尔条纹的另一特点，就是平均效应。14因为莫尔条纹是由若干条光栅刻线组成，若光电元件接受长度为10mm，在ω=0.01mm时，光电元件接受的信号是由1000条刻线组成，因此制造上

7、的缺陷，例如间断地少几根线只会影响千分之几的光电效果。所以用莫尔条纹测量长度，决定其精度的要素不是一根线，而是一组线的平均效应。其精度比单纯栅距精度高，尤其是重复精度有显著提高。152.光栅测量装置在实际使用中，大多数是把光源、指示光栅和光电元件组合在一起，称之为读数头。读数头的结构形式很多，但就其光路来看可以分为以下几种。（1）分光读数头（2）垂直入射读数头（3）反射读数头16四、感应同步器测量装置常用的电磁测量装置有感应同步器和旋转变压器，感应同步器是一种检测机械角位移或直线位移的精密传感器。在伺服系统中，它提供被测部件偏移基

8、准点的角度和位置的测量电信号。感应同步器有旋转式和直线式两种，前者用于测量角度；后者用于测量长度。由于在数控机床上应用直线式感应同步器较多，所以下面介绍直线式感应同步器。17而旋转变压器的工作原理及使用方法和感应同步器相似，它可以用于测量角度，但其