检测技术在数控机床中的应用

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1、检测技术在数控机床中的应用检测技术在数控机床中的应用摘要首先，了解一下检测技术的特点：1.实时性强；2.精确度高；3.可靠性高；4.通道多；5.功能强。检测元件是闭环、半闭环伺服系统的重要组成部分。常用的检测元件有：1.旋转变压器；2.感应同步器；3.光栅；4.编码器。关键词检测技术·数控机床正文旋转变压器：旋转变压器是—种转角检测元件。它是一种小型的交流发电机，由定子和转子组成。定子绕组能通过固定在壳体上的接线柱直接引出，转子绕组有两种不同的引出方式，根据转子绕组的引出方式，旋转变压器分有刷和无刷两种。旋转变压器转子绕组输出电压的幅值是严格地按转子偏转角θ的余弦规律变化的，由此可知，只要测

2、量出旋转变压器转子绕组输出电压的幅值，就能测量出转子偏转角θ。若转子安装在机床丝杠上，定子安装在机床底座上，则角代表的是丝杠转过的角度，它间接反映了机床工作台的位移感应同步器：感应同步器是利用电磁感应原理制成的位移测量装置。按结构和用途可分为直线感应同步器和圆盘旋转式感应同步器两类，直线感应同步器用于测量直线位移，圆盘旋转式感应同步器用于测量角位移，两者的工作原理基本相同。直线式感应同步器由定尺和滑尺两部分组成，定尺和滑尺分别安装在机床床身和移动部件上，定尺或滑尺随工作台一起移动，两者平行放置，保持0.2～0.3mm间隙。标准的感应同步器定尺250mm，尺上有一组感应绕组；滑尺长100mm，

3、尺上有两组励磁绕组，一组为正弦励磁绕组us，一组为余弦励磁绕组uc。绕组的节距与定尺绕组节距相同，均为2mm，用τ表示。当正弦励磁绕组与定尺绕组对齐时，余弦励磁绕组与定尺绕组相差1／4节距。由于定尺绕组是均匀的，因此，滑尺上的两个绕组在空间位置上相差1／4节距，即π/2相位角。感应同步器一般当在滑尺的正弦绕组加一组交流电压，产生励磁，绕组中产生励磁电流，并产生交变磁通，这个交变磁通与定尺绕组耦合，在定尺绕组上分别感应出同频率的交流电压。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。光栅：光栅通常作为高精度数控机床的位置检测元件，将机械位移或模拟量转变为数字脉冲，反馈给

4、数控装置，实现闭环位置控制。光栅分类为：1.圆光栅；2.长光栅；3.透射光栅；4.反射光栅。透射光栅是在玻璃表面上制成一系列平行等距的透光缝隙和不透光的栅线，反射光栅是在金属的镜面上制成全反射和漫反射间，隔相等的条纹。条纹之间的距离称为栅距。光栅检测装置主要由光源、聚光镜、标尺光栅、指示光栅和光敏元件。6/6检测技术在数控机床中的应用当光栅移动一个栅距形时，莫尔条纹也相应移动一莫尔条纹的间距B，即光栅某一固定点的光强按明一暗一明规律交替变化一次。因此，光电元件只要读出移动的莫尔条纹数目，就知道光栅移动了多少栅距，从而也就知道了运动部件的准确位移量。编码器：编码器是将直线运动和转角运动变换为数

5、字信号进行测量的一种传感器。有光电式、电磁式和接触式等各种类型。实际应用的光电编码器的光栅板上有两组条纹A、A和B、B，A组与B组的条纹彼此错开1／4节距，两组条纹相对应的光敏元件所产生的信号彼此相差90°相位，用于辨向。此外，在光电码盘的里圈里还有一条透光条纹C(零标志刻线)，用以每转产生一个脉冲，该脉冲信号又称零标志脉冲，作为测量基准。绝对式编码器按照角度直接进行编码，直接用数字代码表示。根据内部结构和检测方式有接触式、光电式等。绝对式光电编码器的编码盘由透明及不透明区组成，编码盘上码道的条数就是数码的位数数控机床是现代高科技发展的产物，每当一批零件开始加工时，有大量的检测需要完成，包括

6、夹具和零件的装卡、找正、零件编程原点的测定、首件零件的检测、工序间检测及加工完毕检测等。目前完成这些检测工作的主要手段有手工检测、离线检测和在线检测。在线检测也称实时检测，是在加工的过程中实时对刀具进行检测，并依据检测的结果做出相应的处理。在线检测是一种基于计算机自动控制的检测技术，其检测过程由数控程序来控制。闭环在线检测的优点是：能够保证数控机床精度，扩大数控机床功能，改善数控机床性能，提高数控机床效率。1、数控机床在线检测系统的组成数控机床在线检测系统分为两种，一种为直接调用基本宏程序，而不用计算机辅助；另一种则要自己开发宏程序库，借助于计算机辅助编程系统，随时生成检测程序，然后传输到数

7、控系统中。数控机床的在线检测系统由软件和硬件组成。硬件部分通常由以下几部分组成：(1)机床本体机床本体是实现加工、检测的基础，其工作部件是实现所需基本运动的部件，它的传动部件的精度直接影响着加工、检测的精度。(2)数控系统目前数控机床一般都采用CNC数控系统，其主要特点是输入存储、数控加工、插补运算以及机床各种控制功能都通过程序来实现。计算机与其他装置之间可通过接口设备联接，当控制对象或功能改变时，只需改变软