文档介绍：数控机床检测装置
第三章
数控机床检测装置
概述
感应同步器
光栅位置检测装置
光电脉冲编码器
旋转变压器
磁尺位置检测装置
数控机床检测装置
数控机床对检测装置的要求主要有以下几点:
(1)工作有较高的可靠性和抗干扰能力检测装置应能抗各种电磁干扰,抗干扰能力强,基准尺对温度和湿度敏感性低,温湿度变化对测量精度等环境因素的影响小。
(2)满足精度和速度的要求随着数控机床的发展,其精度和速度越来越高,因此,要求检测装置必须满足数控机床的高精度和高速度的要求。.~㎜内,测量精度应满足±~㎜/m,运动速度应满足0~20m/min。
概述
数控机床检测装置
(3)便于安装和维护检测装置安装时要满足一定的安装精度要求,安装精度要合理,考虑到影响,整个检测装置要求有较好的防尘、防油污、防切屑等措施。
(4)成本低、寿命长不同类型的数控机床对检测系统的分辨率和速度有不同的要求,一般情况下,选择检测系统的分辨率或脉冲当量,要求比加工精度高一个数量级。
数控机床检测装置
检测装置的分类
在当前常用的闭环和半闭环系统中,检测装置根据被测物理量分为位移、速度、和电流三种类型;按测量方法分为增量式和绝对值式两种;根据运动形式分为旋转型和直线型检测装置。数控机床常用的检测装置见表3-1。
数控机床伺服系统中采用的位置检测装置一般分为直线型和旋转型两大类。直线型的位置检测装置用来检测运动位移的直线位移量;旋转型的位置检测装置用来检测回转部件的转动位移量。除了以上位置检测装置,伺服系统中往往还包括检测速度元件,用以检测和调节电动机的转速。常用的测速元件是测速发电机。
数控机床检测装置
分类
增量式
绝对式
位移检
测装置
旋转型
脉冲编码器、自整角机、旋转编码器、感应同步器、光栅角度传感器、光栅、磁栅
多极旋转变压器、绝对脉冲编码器、绝对值式光栅、三速圆感应同步器、磁阻式多极旋转变压器
直线型
直线感应同步器、光栅尺、磁栅尺、激光干涉仪、霍尔传感器
三速感应同步器、绝对值磁尺、光电编码尺、磁性编码器
速度检
测装置
交、直流测速发电机、数字脉冲编码式速度传感器、霍尔速度传感器
速度-角度传感器、数字电磁式传感器、磁敏式速度传感器
电流检
测装置
霍尔电流传感器
表3-1 数控机床检测装置的分类
数控机床检测装置
检测装置放置在伺服驱动系统中。由于所测量的各种物理量不断变化的,因此传感器的测量输出必须能准确、快速地跟随反应这些被测量的变化。传感器的性能指标包括静态特性和动态特性,主要如下:
(1)精度符合输出量与输入量之间的特定函数关系的准确程度称为精度,数控用传感器要满足高精度和高速实时测量的要求。
(2)分辨率分辨率应适应机床精度和伺服系统的要求。分辨率的提高,对提高系统其他性能指标和运行平稳性都很重要。
数控机床检测装置
(3)灵敏度实时测量装置灵敏度要高,输出、输入关系中对应的灵敏度要求一致。
(4)迟滞对某一输入量,传感器的正行程的输出量和反行程的输出量的不一致,称为迟滞。数控伺服系统的传感器要求迟滞要小。
(5)测量范围传感器的测量范围要满足系统的要求,并留有余地。
(6)零漂与温漂传感器的漂移量是其重要性能标志,它反映了随时间和温度的改变,传感器测量精度的微小变化。
数控机床检测装置
位置传感器的测量方式
由于工作条件和测量要求的不同,位置传感器有不同的测量方式。
直接测量和间接测量
位置传感器按形状可分为直线式和旋转式。用直线式位置传感器测直线位移,用旋转式位置传感器测角位移,则该测量方式称为直接测量。用直线式检测装置测量,可直接反映工作台的实际位移量。但由于检测装置要和行程等长,故其在大型数控机床的应用中受到限制。
数控机床检测装置
数字式测量和模拟式测量
数字式测量是以量化后的数字形式表示被测量。得到的测量信号通常是电脉冲形式,它将脉冲个数计数后以数字形式表示位移。
模拟式测量是以模拟量表示被测量,得到的测量信号是电压或电流,电压或电流的大小反映位移量的大小。由于模拟量需经/转换后才能被计算机数控系统接受,所以目前模拟式测量在计算机数控系统中应用很少。而数字式测量检测装置简单,信号抗干扰能力强,且便于显示和处理,所以目前应用非常普遍。