第二章-位置检测装置..ppt

第二章位置检测装置、第一节概要第二节角度编码器、第三节光栅、第四节磁栅和磁阻位移测量装置、第五节感应同步器和旋转变压器、第一节概要、第一、直接测量和间接测量数控机床中，位置测量的对象有工作台的直线位移和旋转工作台的角位移等，相对于此需要直线式和旋转式的检测装置图2-1直接测量和间接测量的示意图a )直接测量b )间接测量1-导轨2-运动部件3-直线式位置传感器4-旋转式位置传感器5-导程螺母对，第1节的概要，第2，增量测量和绝对测量的增量测量的特征是通过仅测量位移的增量，每当移动部位移动基本长度(或角度)单位时，测量装置所述信号为正常脉冲形式，且所述脉冲指示的基本长度的单位为低分辨率，并且可通过对所述脉冲进行计数而获得位移量。 三、数字测量和模拟测量用于将测量出的位置量直接转换为数字信号，例如一系列的脉冲或二进制码等。 第二节角编码器、一、绝对式编码器的绝对式编码器是根据角度直接编码的传感器，测量的角位移可以直接用数字编码表现，有与各个角度位置对应的编码。 1 .接触式编码器，图2-2接触式代码盘a )结构概略图b)4位二进制代码盘c)4位格雷码盘1-代码盘2-导体3-绝缘体4-刷，第二角编码器，图2-3绝对式代码盘a)8代码光代码光代码盘与光源(LED )、受光元件(v )的对应关系(4通道)、第2角编码器、2 .绝对式光编码器表2-1绝对旋转编码器数据、第2节角编码器、第2、增量编码器中常用的增量、图2-4增量型光电式编码器a )结构组成b )代码板条纹和分辨率c )符号1-旋转轴2LED3光滑板4-零标记槽5-光电元件6-代码板7-印刷电路板8-电源和信号线连接台、第二节角编码器、图2-5光电式编码器的输出波形a)A为B90 (正转和超声波前A90 (反转) c)4倍3，编码器在数控机床中的应用1 .位移测量2 .主轴控制，第二节角编码器，(1)螺纹车削和刚性自攻卧式车床在切削螺纹时，在主轴箱和进给箱之间挂齿轮，实现主轴的旋转和进给运动的匹配，从而实现不同的螺纹螺距图2-6编码器的安装方式a )内置式b )外装式1-伺服电动机2-编码器、第二螺距编码器、图2-7螺纹车削1-主轴编码器2-主轴、第二螺距编码器、1 )通过编码器输出脉冲的计算，保证主轴每旋转1圈正确地移动1个螺距(导程) 2 )螺纹加工通常经过几次切削完成，但每次重复切削，进刀的开始位置必须相同。 第二节角编码器，图2-8的恒定线速切削，(2)恒定线速切削控制车床和磨床进行端面或者锥面切削的情况下，第二节角编码器为了使加工表面粗糙度保持一定的数值，要求工具和工件的接触点的线速度一定。 (3)C轴控制数控车床在配置主轴编码器后，检测主轴的角位移，数控系统控制主轴角位移，主轴具有c轴功能(因为绕主轴z旋转，所以称为c轴)。图2-9空间曲线加工示意图a)NC车床c轴b)NC车床旋转台1-车床主轴2-动力头3-旋转刀具台4-工作台5-光电式编码器6-伺服电动机7-旋转台9-主轴台10-工件11-尾台、第二节方式编码器、3 .数字速度(1)M法速度以一定的时间间隔TP (2)T法速度将确定在编码器发生的相邻两个脉冲之间的时间内测量的速度的方法称为t法速度，如图2-10b所示。 图2-10数字速度a)M法速度b)T法速度c)M/T法速度、第二节角编码器、(3)M/T法速度上述两种速度方法的综合为M/T法速度，如图2-10c所示。4 .零标记脉冲为基准点控制、第二节角编码器、图2-11卧式加工中心基准点、第二节角编码器、图2-12次基准点方式a )限位位置b ) 基准点控制1-左挡块及开关2-工作台3-挡块及减速开关4-右挡块及开关5-编码器6-伺服电动机图2-13直线光栅的外观及剖面示意图a )外观b )剖面1-尺寸体(铝壳体)2-带聚光透镜的LED3光栅尺4-指示光栅5-光标(光标) 6 -密封唇7 -簧片头8 -电子电路9 -信号电缆、第三节栅、图2-14安装示意图(拆下盖后)1-底座体2 -标尺头4 -滚珠丝杠螺母副5 -底座鞍、第三节栅、第一、栅结构和原理数字控制机床采用测量栅作为位置检测装置图2-15计量光栅种类a )透射光栅b )反射光栅1-光源2-透镜3-指示光栅4-标尺光栅5-受光元件、第三节光栅、1 .放大作用2 .莫尔条纹与间距成比例的图2-16直线透射光栅结构的结构和动作原理a )透射光栅的莫尔条纹生成示意图b ) 莫尔条纹1-光源2-透镜3-指示光栅4-标度光栅5-零光栅6-受光元件、第三节点光栅、图2-17信号处理波形a )正弦测量信号b )整形后的测量信号c)5倍频处理后的测量信号、第三节点光栅、第二信号处理1 .信号波形2 .倍频处理表2-2LS系列标度输出信号， 第四节磁栅和磁阻位移测量装置，一、磁栅结构，图2-18线性磁栅1-标尺体2-接口3-信号线(蛇皮管保护)4-标尺(读头)5-密封唇，第四节磁栅和磁阻位移测量装置， 1 .磁尺2 .拾取磁头图2-19磁尺a )带状磁尺b )线性磁尺c )圆形磁尺1-框架2-带状磁尺3-磁头4-磁尺杆5-磁盘、第四节磁尺和磁阻位移测量装置，图2-2 动作原理、第4节磁尺及磁阻位移测定装置、高频励磁电流通过励磁绕组而在磁头中产生磁通、当磁头接近磁尺时磁尺上的磁信号产生的磁通通过磁头芯、被高频励磁电流产生的磁通调制而进行磁拾取的三位， 磁阻位移测量磁阻位移测量装置是近年来发展起来的新型位移传感器，利用磁阻的磁场强度大小的变化引起的电阻值的变化来实现位移测量，图221是磁阻位移测量的示意图。 由图2-21磁阻位移测定1-线性导轨2-磁尺3-信号电缆4-检测头5-滑块、第四节磁栅和磁阻位移测定装置、图2-22测定原理a )构成的b )波形1-标尺2-磁阻3-磁铁4-检测头5-磁材料、第五节感应同步器和分解器感应同步器有直线式和圆盘式两种，前者用于直线位移测量，有标准型、狭窄型、带型和三重型的后者用于角位移的测量。图2-23直线式感应同步结构示意图a )外观b )绕组1-固定部件(床)2-运动部件(工作台或刀架)3-定尺绕组引线4-定尺台5-保护罩6-滑尺台7-正弦励磁绕组引线8-滑尺台9-馀弦励磁绕组引线10-调整垫11-定尺12-定尺绕组13-正弦励磁绕组13 第5节感应同步和旋转变压器1 .相位动作方式2 .振幅动作方式2、旋转变压器、图2-24正、馀弦旋转变压器的原理图、第5节感应同步器和旋转变压器， 1 .动作原理图2-25无刷旋转变压器结构1-旋转轴2-壳体3-旋转变压器定子4-旋转变压器定子5-变压器定子6-变压器次级绕组7-励磁绕组电缆8-输出信号电缆9-变压器定子10-变压器初级绕组、第五节感应同步器和旋转变压器、2 .旋转变压器结构1 .位置检测装置为数控机床2 .位置检测装置有哪些种类？ 可以分别安装在机床的哪里？ 3 .什么是绝对测量和增量测量、间接测量和直接测量？ 4 .有同轴安装了光电式编码器的伺服电动机，指标为1024脉冲/r，该伺服电动机通过耦合器与间距为6mm的滚珠丝杠连接，在位置控制伺服中断的4ms以内，对光电式编码器的输出脉冲信号进行4倍频处理后，将合计脉冲数5 k (1k=1k ) 桌子移动了几毫米？ 3 )伺服电机的转速(r/min )是多少？ 5 .光电编码器的滚珠丝杠的驱动前端和前端有什么不同？ 简述编码器在第五节感应同步器和分解器、6 .数控机床中的应用。 7 .光栅是由哪些部件组成的？ 莫尔条纹的作用是什么？增量光电编码器或光栅输出的“6脉