码盘及光栅.ppt

复习 1 什么是传感器 由哪些部分组成 2 位置检测装置在数控机床控制中起什么作用 数控机床常见的位置检测传感器 直线式位置检测装置 光栅 感应同步器和磁栅旋转式位置检测装置 光电编码器和旋转变压器 传感器是一种以一定的精确度将被测量 如位移 力 加速度等 转换为与之有确定对应关系的 易于精确处理和测量的某种物理量 如电量 的测量部件或装置 位置检测元件是闭环进给伺服系统的重要组成部分 它检测机床工作台的位移 伺服电动机转子的角位移和速度 将信号反馈到伺服驱动装置或数控装置与预先给定的理想值相比较 得到的差值用于实现位置闭环控制和速度闭环控制 2 2 1分类和结构码盘又称编码器 是一种旋转式的测量元件 通常装在被测轴上 随被测轴一起旋转 可以将被测的角位移转化成增量脉冲或绝对脉冲形式 根据结构和检测方式不同可分为接触式 光电式和电磁式三种 2 2码盘 2 2 2码盘的工作原理1 接触式码盘接触式码盘是一种绝对式的检测装置 可直接把被测转角用数字代码表示出来 且一个角度位置均有其对应的测量代码 因此这种测量方式即使断电也能读出转动角度 特点 体积小 功率大 但易于磨损 寿命短且转速不能太高 2 光电式码盘光电式码盘是一种光电式转角检测装置 码盘用透明及不透明的区域按一定编码构成 根据编码方式不同 可分为增量式和绝对式两类 特点 寿命长 转速及精度高 但结构复杂 价格高 光源寿命短 2 2 3码盘在数控机床中的应用1 位移测量内装式码盘 和伺服电机同轴联接 码盘在进给传动链的前端 外装式码盘 码盘联接在滚珠丝杠末端 包含进给传动链的误差 因此比内装式码盘控制精度高 2 主轴控制当数控车床主轴安装码盘后 则该主轴具有C轴插补功能 3 测速光电码盘输出脉冲的频率与转速成正比 因此可代替测速发动机的模拟测速而成为数字测速装置 4 在交流伺服电动机中的应用 2 2 4手摇脉冲发生器1 特点原理同脉冲编码器 每转产生1000个脉冲 常常是每个脉冲移动1微米的距离 信号波幅为5伏 2 作用慢速对刀 手动调整机床 格雷码 将二进制码与其本身右移一位后并舍去末位的数码作不进位加法 例 将1011化为格雷码 1011 0101 1110 2 3光栅测量装置 光栅是在玻璃或金属基体上均匀地刻划很多等节距的线纹而制成的 一般分为物理光栅和计量光栅两大类 前者利用衍射现象 后者利用透射和反射现象 2 3 1光栅的结构由主光栅和指示光栅组成 主光栅或称标尺光栅随运动部件一起移动 要求与行程等长 指示光栅固定在机床相应部件上 2 3 2莫尔条纹的形成在光源照射下 两块栅距相同 黑白宽度相同的主光栅和指示光栅平行放置时 将指示光栅在自身平面内倾斜一很小角度就会形成与光栅刻线几乎垂直的横向明暗相间的宽条纹 这就是莫尔条纹 莫尔条纹的特点 1 放大作用2 莫尔条纹的移动与栅距的移动成正比 2 3 3光栅测量系统光栅测量系统是由光源 透镜 光栅尺 光敏元件和一系列信号处理电路组成 信号处理电路又包括放大 整形和鉴向倍频 光