微型计算机接口技术应用

1、微型计算机接口技术应用组成：组成：一、计算机数控系统的组成及各部分功能输入设备输入设备数字控数字控制装置制装置（CNC装置）装置）可可 编编 程程 控控制器（制器（PLC）主轴控制单元主轴控制单元速度控制单元速度控制单元输出设备输出设备主轴电机主轴电机进给电机进给电机位置检测器位置检测器机机床床（二）（二） 各部分功能各部分功能1. 用户程序用户程序 它是零件加工程序。根据零件图纸，用手它是零件加工程序。根据零件图纸，用手工编程或自动编程的方法编制出数控加工程工编程或自动编程的方法编制出数控加工程序并存储在一种信息载体上。序并存储在一种信息载体上。2. 输入输出设备输入输出设备 CNC系统对数

2、控设备进行自动控制所需系统对数控设备进行自动控制所需的各种外部控制信息及加工数据的各种外部控制信息及加工数据,都是通过输都是通过输入设备存入入设备存入CNC装置的存储器中。输入装置的存储器中。输入CNC装置的有零件加工程序、控制参数、补偿数装置的有零件加工程序、控制参数、补偿数据等。据等。 输出设备主要的功能为显示、打印、输出输出设备主要的功能为显示、打印、输出加工程序、控制参数、补偿参数等。加工程序、控制参数、补偿参数等。3. CNC装置装置 CNC装置由硬件和软件组成。装置由硬件和软件组成。 硬件主要由微处理器、存储器、位置硬件主要由微处理器、存储器、位置控制、输入控制、输入/输出接口、可

3、编程控制器、图输出接口、可编程控制器、图形控制、电源等模块组成。形控制、电源等模块组成。 软件由管理软件和控制软件组成。管软件由管理软件和控制软件组成。管理软件系指零件加工程序的输入输出、系统理软件系指零件加工程序的输入输出、系统的显示功能和诊断功能。控制软件则包括译的显示功能和诊断功能。控制软件则包括译码处理、刀具补偿、插补运算、位置控制和码处理、刀具补偿、插补运算、位置控制和速度控制。速度控制。4. 4. 可编程控制器可编程控制器(PLC)(PLC) 数控设备用可编程控制器主要完成数控数控设备用可编程控制器主要完成数控设备的各种执行机构的逻辑顺序控制，即用设备的各种执行机构的逻辑顺序控制，

4、即用PLCPLC程序代替用继电器控制线路，实现数控设程序代替用继电器控制线路，实现数控设备的辅助功能、主轴转速功能、刀具功能的备的辅助功能、主轴转速功能、刀具功能的译码和控制。译码和控制。 数控设备用数控设备用PLCPLC有内装型和独立型两种。有内装型和独立型两种。内装型内装型PLCPLC从属于从属于CNCCNC装置，装置，PLCPLC硬件电路可与硬件电路可与CNCCNC装置其它电路制作在同一块印刷板上，也装置其它电路制作在同一块印刷板上，也可以作成独立的电路板。独立型可以作成独立的电路板。独立型PLCPLC独立独立CNCCNC装置，本身具有完备的硬、软件功能，可以装置，本身具有完备的硬、软件

5、功能，可以独立完成所规定的控制任务独立完成所规定的控制任务。5.伺服系统伺服系统 伺服系统包括驱动部分和执行机构两大伺服系统包括驱动部分和执行机构两大部分。伺服系统主要指数控设备的主轴驱动部分。伺服系统主要指数控设备的主轴驱动和进给驱动，是和进给驱动，是CNC系统的执行部分。伺服系统的执行部分。伺服系统的作用是把来自系统的作用是把来自CNC装置的各种指令装置的各种指令（脉冲信号），转换成数控设备移动部件的（脉冲信号），转换成数控设备移动部件的运动。运动。 在数控机床的伺服驱动机构中，常用的在数控机床的伺服驱动机构中，常用的驱动元件有功率步进电机、直流伺服电机和驱动元件有功率步进电机、直流伺服电

6、机和交流伺服电机，后二者都带有感应同步器、交流伺服电机，后二者都带有感应同步器、编码器等位置检测元件。编码器等位置检测元件。 位置检测装置是数控机床的重要组成部位置检测装置是数控机床的重要组成部分。在闭环、半闭环控制系统中，它的主要分。在闭环、半闭环控制系统中，它的主要作用是检测位移和速度，并发出反馈信号，作用是检测位移和速度，并发出反馈信号，构成闭环或半闭环控制。构成闭环或半闭环控制。 数控机床对位置检测装置的要求如下：数控机床对位置检测装置的要求如下：（1） 工作可靠，抗干扰能力强；工作可靠，抗干扰能力强；（2） 满足精度和速度的要求；满足精度和速度的要求；（3）安装，维护方便，适合机床工

7、作环境；安装，维护方便，适合机床工作环境；（4） 成本低。成本低。4.2 4.2 位移位移 速度速度 位置检测装置位置检测装置1)1)直线位移测量直线位移测量 它是将检测装它是将检测装置直接安装在机床置直接安装在机床拖板上，直接测量拖板上，直接测量机床坐标的直线位机床坐标的直线位移量，因此也称直移量，因此也称直接测量，作为全闭接测量，作为全闭环伺服系统的位置环伺服系统的位置反馈用。反馈用。缺点缺点: 是测量装置要和工作台行程等长，所是测量装置要和工作台行程等长，所以在大型数控机床上受到一定限制。以在大型数控机床上受到一定限制。 2)2)转动角度测量转动角度测量 它是将检测装置安装在驱动电动机轴

8、它是将检测装置安装在驱动电动机轴上或滚珠丝杠上，通过检测转动件的角位上或滚珠丝杠上，通过检测转动件的角位移来间接测量机床坐标的直线位移量，因移来间接测量机床坐标的直线位移量，因此也称为间接测量，作为半闭环伺服系统此也称为间接测量，作为半闭环伺服系统的位置反馈用。的位置反馈用。 优点优点: :是测量方便可靠、无长度限制。是测量方便可靠、无长度限制。 缺点缺点: :是测量信号中增加了由回转运动是测量信号中增加了由回转运动转变为直线运动的传动链误差，从而影响转变为直线运动的传动链误差，从而影响其测量精度。其测量精度。 1)1)数字式测量数字式测量 它是将被测位移量转换为脉冲个数，它是将被测位移量转换

9、为脉冲个数，即数字形式来表示，具有信号处理简单，即数字形式来表示，具有信号处理简单，抗干扰性强等优点。抗干扰性强等优点。 2)2)模拟式测量模拟式测量 它是将被测位移量转换为连续变化的它是将被测位移量转换为连续变化的模拟电量来表示，如电压幅值变化、相位模拟电量来表示，如电压幅值变化、相位的变化等。因此，它对信号处理的方法相的变化等。因此，它对信号处理的方法相对来说比较复杂，并且需增加滤波器等，对来说比较复杂，并且需增加滤波器等，来提高抗干扰性。来提高抗干扰性。 1)1)增量式测量增量式测量 它只测相对位移量，其特点是测量装它只测相对位移量，其特点是测量装置较简单，对任何一个中间点都可作为测置较

10、简单，对任何一个中间点都可作为测量的起点，而移动距离是由测量信号计数量的起点，而移动距离是由测量信号计数累加所得，一旦计数有误，以后测量所得累加所得，一旦计数有误，以后测量所得结果则完全错误。因此，在增量式检测系结果则完全错误。因此，在增量式检测系统中基点特别重要。统中基点特别重要。2)2)绝对式测量绝对式测量 绝对式测量装置对于被测量的任意一点绝对式测量装置对于被测量的任意一点位置均由固定的零点标起，每一个被检点都位置均由固定的零点标起，每一个被检点都有一个相应的测量值。有一个相应的测量值。 装置的结构较增量式复杂，如编码盘，装置的结构较增量式复杂，如编码盘，对应于码盘的每一个角度位置便有一

11、组二进对应于码盘的每一个角度位置便有一组二进制位数。制位数。 显然，分辨精度要求愈高，量程愈大，显然，分辨精度要求愈高，量程愈大，则所要求的二进制位数也愈多，结构也就愈则所要求的二进制位数也愈多，结构也就愈复杂。复杂。 常用的有光电盘、编码盘、旋转变压常用的有光电盘、编码盘、旋转变压器、感应同步器、光栅、磁尺等。器、感应同步器、光栅、磁尺等。 综合上述各种分类方法，可用下表表示。综合上述各种分类方法，可用下表表示。 一、结构与工作原理一、结构与工作原理 旋转变压器是一种角位移测量装置，由定子和转旋转变压器是一种角位移测量装置，由定子和转子组成。子组成。 旋转变压器的工作原理与普通变压器基本相似

12、，旋转变压器的工作原理与普通变压器基本相似，其中定子绕组作为变压器的一次侧，接受励磁电压。其中定子绕组作为变压器的一次侧，接受励磁电压。转子绕组作为变压器的二次侧，通过电磁耦合得到感转子绕组作为变压器的二次侧，通过电磁耦合得到感应电压，只是其输出电压大小与转子位置有关。应电压，只是其输出电压大小与转子位置有关。 旋转变压器通过测量电动机或被测轴的转角来间旋转变压器通过测量电动机或被测轴的转角来间接测量工作台的位移。接测量工作台的位移。 旋转变压器分为单极和多极形式，先分析一下单旋转变压器分为单极和多极形式，先分析一下单极工作情况。极工作情况。234如图所示，定子和转子各有一对磁极，设加如图所示

13、，定子和转子各有一对磁极，设加到定子绕组励磁电压为到定子绕组励磁电压为 ，当转，当转子绕组的磁轴自垂直位置转过一定角度时，子绕组的磁轴自垂直位置转过一定角度时，转子绕组中产生的感应电压为转子绕组中产生的感应电压为当转子转过当转子转过900，两磁轴平行，此时转子绕组，两磁轴平行，此时转子绕组中感应电压最大，即中感应电压最大，即 。sinsin2tKUUmtKUUmsin2tUUmsin1U1U1U1定子定子转子转子U2U2U21=00= 1=900二、应用二、应用 旋转变压器典型工作方式，鉴相式和鉴幅式。旋转变压器典型工作方式，鉴相式和鉴幅式。鉴相式鉴相式 是根据感应输出电压的相位来检测位移量；

14、是根据感应输出电压的相位来检测位移量；鉴幅式鉴幅式 是根据感应输出电压的幅值来检测位移量。是根据感应输出电压的幅值来检测位移量。 1 . 1 . 鉴相工作方式鉴相工作方式 给定子两绕组分别通以幅值相同、频率相同、相给定子两绕组分别通以幅值相同、频率相同、相位差位差90900 0的交流励磁电压，即的交流励磁电压，即 tVVtVVmcmscossin 这两个励磁电压在转子绕组中都产生了感这两个励磁电压在转子绕组中都产生了感应电压，如上图所示，根据线性叠加原理，转应电压，如上图所示，根据线性叠加原理，转子中的感应电压应为这两个电压的代数和：子中的感应电压应为这两个电压的代数和：cossin2csKV

15、KVV)cos(coscossinsintKVtKVtKVmmm定子定子转子转子VCVSV2 由式可见，转子输出电压的相位角和转子的由式可见，转子输出电压的相位角和转子的偏转角之间有严格的对应关系，这样，只要偏转角之间有严格的对应关系，这样，只要检测出转子输出电压的相位角，就可知道转检测出转子输出电压的相位角，就可知道转子的转角。由于旋转变压器的转子和被测轴子的转角。由于旋转变压器的转子和被测轴连接在一起，所以，被测轴的角位移就知道连接在一起，所以，被测轴的角位移就知道了了。 2. 鉴幅工作方式鉴幅工作方式 给定子的两个绕组分别通以频率相同、给定子的两个绕组分别通以频率相同、相位相同、幅值分别

16、按正弦和余弦变化的交相位相同、幅值分别按正弦和余弦变化的交流激磁电压，即流激磁电压，即tVVtVVmcmssincossinsin由式可见，转子感应电压的幅值随转子的偏转由式可见，转子感应电压的幅值随转子的偏转角而变化，测量出幅值即可求得转角。角而变化，测量出幅值即可求得转角。 如果将旋转变压器装在数控机床的滚珠如果将旋转变压器装在数控机床的滚珠丝杠上，当角从丝杠上，当角从00到到3600时，丝杠上的螺母带时，丝杠上的螺母带动工作台移动了一个导程，间接测量了执行部动工作台移动了一个导程，间接测量了执行部件的直线位移。测量所走过的行程时，可加一件的直线位移。测量所走过的行程时，可加一个计数器，累

17、计所转的转数，折算成位移总长个计数器，累计所转的转数，折算成位移总长度。度。则转子上的叠加电压为则转子上的叠加电压为cossin2csKVKVVtKVtKVmmsin)cos()coscossin(sinsin1）结构与工作原理）结构与工作原理 感应同步器和旋转变压器均为电磁式检测装置，感应同步器和旋转变压器均为电磁式检测装置，属模拟式测量，二者工作原理相同，其输出电压随被属模拟式测量，二者工作原理相同，其输出电压随被测直线位移或角位移而改变。测直线位移或角位移而改变。 感应同步器按其结构特点一般分为直线式和旋转感应同步器按其结构特点一般分为直线式和旋转式两种：式两种： 直线式感应同步器由定尺

18、和滑尺组成，用于直线直线式感应同步器由定尺和滑尺组成，用于直线位移测量。位移测量。 旋转式感应同步器由转子和定子组成，用于角位旋转式感应同步器由转子和定子组成，用于角位移测量。移测量。 以直线式感应同步器为例，介绍其结构和工作原以直线式感应同步器为例，介绍其结构和工作原理。理。 2. 感应同步器感应同步器 结构：结构： 直线感应同步器相当于一个展开的多极旋转变压器，如图所直线感应同步器相当于一个展开的多极旋转变压器，如图所示，定尺和滑尺的基板采用与机床热膨胀系数相近的钢板制成，示，定尺和滑尺的基板采用与机床热膨胀系数相近的钢板制成，钢板上用绝缘粘结剂贴有铜箔，并利用腐蚀的办法做成图示的印钢板上

19、用绝缘粘结剂贴有铜箔，并利用腐蚀的办法做成图示的印刷绕组。长尺叫定尺，安装在机床床身上，短尺为滑尺，安装于刷绕组。长尺叫定尺，安装在机床床身上，短尺为滑尺，安装于移动部件上，两者平行放置，保持间隙。移动部件上，两者平行放置，保持间隙。 感应同步器两个单元绕组之间的距离为节距，滑尺和定尺的节感应同步器两个单元绕组之间的距离为节距，滑尺和定尺的节距均为距均为2mm ，这是衡量感应同步器精度的主要参数。标准感应，这是衡量感应同步器精度的主要参数。标准感应同步器定尺长同步器定尺长250mm，滑尺长，滑尺长100mm，节距为，节距为2mm。定尺上是。定尺上是单向、均匀、连续的感应绕组，滑尺有两组绕组，一

20、组为正弦绕单向、均匀、连续的感应绕组，滑尺有两组绕组，一组为正弦绕组，另一为余弦绕组。当正弦绕组与定尺绕组对齐时，余弦绕组组，另一为余弦绕组。当正弦绕组与定尺绕组对齐时，余弦绕组与定尺绕组相差与定尺绕组相差1/4节距。节距。 定尺滑尺余弦绕组正弦绕组V2VsVc2t2t/4 定 尺滑 A 尺 Bt241位 Ct221置 Dt243E t2EAV2MN正弦绕组余弦绕组BDCOP 工作原理：工作原理： 二、应用二、应用 感应同步器典型工作方式，鉴相式和鉴幅式。感应同步器典型工作方式，鉴相式和鉴幅式。鉴相式鉴相式 是根据感应输出电压的相位来检测位移量；是根据感应输出电压的相位来检测位移量；鉴幅式鉴幅

21、式 是根据感应输出电压的幅值来检测位移量。是根据感应输出电压的幅值来检测位移量。 1 . 1 . 鉴相工作方式鉴相工作方式 给正、余弦两绕组分别通以幅值相同、频率相给正、余弦两绕组分别通以幅值相同、频率相同、相位差同、相位差90900 0的交流励磁电压，即的交流励磁电压，即tVVtVVmcmscossin在定尺的感应电压应为：在定尺的感应电压应为：21VVV)sin(sincoscossintKVtKVtKVmmmtKVVmsincos1tKVVmcossin2滑尺直线位移量滑尺直线位移量x x与与 之间的关系为：之间的关系为：ttxx222. 鉴幅工作方式鉴幅工作方式 给滑尺的两个绕组分别通

22、以频率相同、给滑尺的两个绕组分别通以频率相同、相位相同、幅值分别按正弦和余弦变化的交相位相同、幅值分别按正弦和余弦变化的交流激磁电压，即流激磁电压，即tVVtVVmcmssincossinsin在定尺绕组的感应电势为：在定尺绕组的感应电势为：sin()sinmmVKVt 为定尺、滑尺实际相位角。为定尺、滑尺实际相位角。m2. 鉴幅工作方式鉴幅工作方式 设设 sinsinmVKVt 感应电势与感应电势与 成正比，即成正比，即V随给定的位移随给定的位移量量 与工作台实际位移与工作台实际位移 的差值的差值 成正比变化。成正比变化。m则：则：(sin)mVKVt 当当 较小时，有较小时，有( )x1(

23、)mx( )x感应同步器的特点：感应同步器的特点：1 1）精度高）精度高极对数多，平均效应产生的测量精度比制造精度高，极对数多，平均效应产生的测量精度比制造精度高，定、滑尺间无机械转换环节，测量结果只受本身精度定、滑尺间无机械转换环节，测量结果只受本身精度的影响。的影响。2 2）测量长度不受限制，可多块尺相接安装。）测量长度不受限制，可多块尺相接安装。3 3）对环境的适应性强）对环境的适应性强金属基尺与安装部件材料的膨胀系数相近，温度变化金属基尺与安装部件材料的膨胀系数相近，温度变化时，热膨胀相同，不影响测量精度。时，热膨胀相同，不影响测量精度。4 4）维护简单，寿命长）维护简单，寿命长定、滑

24、尺无接触，无磨损，安装简单。要装防护罩。定、滑尺无接触，无磨损，安装简单。要装防护罩。3. 光栅 光栅种类较多。根据光线在光栅中是透射还是反射光栅种类较多。根据光线在光栅中是透射还是反射分为透射光栅和反射光栅，透射光栅分辨率较反射光分为透射光栅和反射光栅，透射光栅分辨率较反射光栅高，其检测精度可达栅高，其检测精度可达1m以上。从形状上看，又可以上。从形状上看，又可分为圆光栅和直线光栅。圆光栅用于测量转角位移，分为圆光栅和直线光栅。圆光栅用于测量转角位移，直线光栅用于检测直线位移。两者工作原理基本相似，直线光栅用于检测直线位移。两者工作原理基本相似，本节着重介绍一种应用比较广泛的透射式直线光栅。

25、本节着重介绍一种应用比较广泛的透射式直线光栅。光栅尺的结构光栅尺的结构直线光栅通常包括一长和一短两块配套使用，其中长直线光栅通常包括一长和一短两块配套使用，其中长的称为标尺光栅或长光栅，一般固定在机床移动部件的称为标尺光栅或长光栅，一般固定在机床移动部件上，要求与行程等长。短的为指示光栅或短光栅，装上，要求与行程等长。短的为指示光栅或短光栅，装在机床固定部件上。两光栅尺是刻有均匀密集线纹的在机床固定部件上。两光栅尺是刻有均匀密集线纹的透明玻璃片，线纹密度为透明玻璃片，线纹密度为25、50、100、250条条/mm等。等。线纹之间距离相等，该间距称为栅距，测量时它们相线纹之间距离相等，该间距称为

26、栅距，测量时它们相互平行放置，并保持的间隙。互平行放置，并保持的间隙。 30原理：原理： 如果将指示光栅在其自身的平面内转过一如果将指示光栅在其自身的平面内转过一个很小的角度，这样两块光栅的刻线相交，个很小的角度，这样两块光栅的刻线相交，当平行光线垂直照射标尺光栅时，则在相交当平行光线垂直照射标尺光栅时，则在相交区域出现明暗交替、间隔相等的粗大条纹，区域出现明暗交替、间隔相等的粗大条纹，称为摩尔条纹。当两光栅尺沿与刻线垂直的称为摩尔条纹。当两光栅尺沿与刻线垂直的方向相对移动时，莫尔条纹沿刻线方向移动，方向相对移动时，莫尔条纹沿刻线方向移动，当光栅尺移动一个栅距，莫尔条纹正好移动当光栅尺移动一个

27、栅距，莫尔条纹正好移动一个节距。这样只要通过光电元件检测出莫一个节距。这样只要通过光电元件检测出莫尔条纹移动的数目和方向，就可以知道光栅尔条纹移动的数目和方向，就可以知道光栅移过了多少个栅距和移动的方向。移过了多少个栅距和移动的方向。31工作原理：工作原理： 特点：特点： 1. 放大作用放大作用 用用W（mm）表示莫尔条）表示莫尔条纹的宽度，纹的宽度，P(mm)表示栅距，表示栅距，为光栅线纹之间的夹角，为光栅线纹之间的夹角，如图所示则有如图所示则有 莫尔条纹宽度莫尔条纹宽度W与角成反比，与角成反比，越小，放大倍数越大。越小，放大倍数越大。 PPWsinWPWP 2. 均化误差作用均化误差作用

28、莫尔条纹是由光栅的大量刻线共同组成，莫尔条纹是由光栅的大量刻线共同组成，例如，例如，200条条/mm的光栅，的光栅，10mm宽的光栅就宽的光栅就由由2000条线纹组成，这样栅距之间的固有相条线纹组成，这样栅距之间的固有相邻误差就被平均化了，消除了栅距之间不均邻误差就被平均化了，消除了栅距之间不均匀造成的误差。匀造成的误差。3. 莫尔条纹的移动与栅距的移动成比例莫尔条纹的移动与栅距的移动成比例 当光栅尺移动一个栅距当光栅尺移动一个栅距P时，莫尔条纹也时，莫尔条纹也刚好移动了一个条纹宽度刚好移动了一个条纹宽度W。只要通过光电。只要通过光电元件测出莫尔条纹的数目，就可知道光栅移元件测出莫尔条纹的数目

29、，就可知道光栅移动了多少个栅距，工作台移动的距离可以计动了多少个栅距，工作台移动的距离可以计算出来。若光栅移动方向相反，则莫尔条纹算出来。若光栅移动方向相反，则莫尔条纹移动方向也相反。移动方向也相反。 P1 P2 P3 P4 指示光栅 标尺光栅 硅光电池 聚光镜 光源 光栅测量系统：光栅测量系统：光栅测量系统如图所示，由光源、聚光镜、光栅测量系统如图所示，由光源、聚光镜、光栅尺、光电元件和驱动线路组成。读数头光栅尺、光电元件和驱动线路组成。读数头光源采用普通的灯泡，发出辐射光线，经过光源采用普通的灯泡，发出辐射光线，经过聚光镜后变为平行光束，照射光栅尺。光电聚光镜后变为平行光束，照射光栅尺。光

30、电元件（常使用硅光电池）接受透过光栅尺光元件（常使用硅光电池）接受透过光栅尺光强信号，并将其转换成相应的电压信号。由强信号，并将其转换成相应的电压信号。由于此信号比较微弱，在长距离传递时，很容于此信号比较微弱，在长距离传递时，很容易被各种干扰信号淹没，造成传递失真，驱易被各种干扰信号淹没，造成传递失真，驱动线路的作用就是将电压信号进行电压和功动线路的作用就是将电压信号进行电压和功率放大。除标尺光栅与工作台一起移动外，率放大。除标尺光栅与工作台一起移动外，光源、聚光镜、指示光栅、光电元件和驱动光源、聚光镜、指示光栅、光电元件和驱动线路均装在一个壳体内，作成一个单独部件线路均装在一个壳体内，作成一

31、个单独部件固定在机床上，这个部件称为光栅读数头，固定在机床上，这个部件称为光栅读数头，又叫光电转换器，其作用把光栅莫尔条纹的又叫光电转换器，其作用把光栅莫尔条纹的光信号变成电信号。光信号变成电信号。(圆光栅工作原理相同圆光栅工作原理相同)圆光栅37 编码器是一种旋转式编码器是一种旋转式测量元件，通常装在被测量元件，通常装在被检测轴上（或同步带联检测轴上（或同步带联接）；随被测轴一起转接）；随被测轴一起转4. 编码器编码器动，可将被测轴的角位移转换为增量动，可将被测轴的角位移转换为增量脉冲形式或绝对式的代码形式。根据脉冲形式或绝对式的代码形式。根据内部结构和检测方式，编码器可分为内部结构和检测方

32、式，编码器可分为接触式、光电式和电磁式接触式、光电式和电磁式3种。其中，种。其中，光电编码器在数控机床上应用较多，光电编码器在数控机床上应用较多，由霍尔效应构成的电磁编码器则可用由霍尔效应构成的电磁编码器则可用作速度检测元件。作速度检测元件。 38（一）接触式编码器（一）接触式编码器 接触式编码器是一种绝对式的检测接触式编码器是一种绝对式的检测装置，可直接把被测转角用数字代码装置，可直接把被测转角用数字代码表示出来，且每一个角度位置均有其表示出来，且每一个角度位置均有其对应的测量代码，因此这种测量方式对应的测量代码，因此这种测量方式即使断电或切断电源，也能读出转动即使断电或切断电源，也能读出转

33、动角度。角度。 接触式编码器体积小，输出信号功接触式编码器体积小，输出信号功率大，但易磨损，寿命短且转速不能率大，但易磨损，寿命短且转速不能太高。太高。39（二）（二） 光电式编码器光电式编码器 光电式编码器是一种光电式转角检光电式编码器是一种光电式转角检测装置。编码器用透明及不透明区域测装置。编码器用透明及不透明区域按一定编码构成，根据其编码方式不按一定编码构成，根据其编码方式不同，可分为增量式光电编码器和绝对同，可分为增量式光电编码器和绝对式光电编码器。式光电编码器。 增量式光电编码器可通过光电转换增量式光电编码器可通过光电转换将被测轴的角位移增量转换成相应的将被测轴的角位移增量转换成相应

34、的脉冲数字量，然后由微机数控系统或脉冲数字量，然后由微机数控系统或计数器计数得到角位移量和直线位移计数器计数得到角位移量和直线位移量。量。 40增量式光电编码器增量式光电编码器41光电编码器需解决的两个问题：光电编码器需解决的两个问题： 1、正反向辨别、正反向辨别 2、掉电位置记忆、掉电位置记忆 为了测量出转向，光为了测量出转向，光澜板的两个窄缝距离比澜板的两个窄缝距离比编码器两个窄缝之间的编码器两个窄缝之间的距离小距离小1/4节距，使两个节距，使两个光敏元件的输出信号相光敏元件的输出信号相差差/2相位。相位。 如果将其输出的脉冲如果将其输出的脉冲信号经频率信号经频率电压变换电压变换后，得到与

35、转轴转速成后，得到与转轴转速成正比的电压信号，它就正比的电压信号，它就是速度反馈信号。是速度反馈信号。42 C相产生的脉冲叫基准脉冲相产生的脉冲叫基准脉冲,也叫零点脉也叫零点脉冲冲,在数控车床主轴末端通常就使用增量式在数控车床主轴末端通常就使用增量式光栅编码器，来检测主轴的位置，以保证切光栅编码器，来检测主轴的位置，以保证切削螺纹时不会乱扣。削螺纹时不会乱扣。 例如，例如，J1CJK6146型数控车床主轴编码器型数控车床主轴编码器就采用增量式光栅编码器就采用增量式光栅编码器LF-90BM-CO5D；MJ-520数控车床主轴编码器采用的是数控车床主轴编码器采用的是Y615-720型增量式圆光栅编码器。此外，增量式型增量式圆光栅编码器。此外，增量式光栅编码器也可以用于高速旋转的转数计数光栅编码器也可以用于高速旋转的转数计数或加工中心等数控机床上的主轴准停信号。或加工中心等数控机床上的主轴准停信号。 它是一种直接编码式的测量元件。它把