文档介绍：第五章数控机床的检测装置
数控机床的检测装置
概述
感应同步器
光栅
编码器
概述
常用的检测装置有旋转变压器、感应同步器、编码器、光栅、磁栅等。
位置检测装置的作用:是检测位移(线位移或角位移)和速度,发送反馈信号至数控装置,构成伺服系统的闭环或半闭环控制,使工作台按指令的路径精确地移动。
位置检测装置的精度主要包括系统精度和分辨率。系统精度是指在一定长度或转角范围内测量累积误差的最大值,目前一般长度位置检测精度均已达到±~㎜/m以内,回转角测量精度达到±10″/360°;系统分辨率是测量元件所能正确检测的最小位移量,目前直线位移的分辨率多数为1μm,,回转分辨率为2″
对于大型机床以满足速度要求为主,对于中小型机床和高精度机床以满足精度要求为主。
数控机床对检测装置的主要要求
数控机床对检测装置的主要要求有:
1)受温度、湿度的影响小,工作可靠,抗干扰能力强;
2)在机床移动的范围内满足精度和速度要求;
3)使用维护方便,适合机床运行环境;
4)成本低;
5)易于实现高速的动态测量。
位置检测装置的分类
若按被测量的几何量分,有回转型(测角位移)和直线型(测线位移);
若按检测信号的类型分,有数字式和模拟式;
若按检测量的基准分,有增量式和绝对式。
数字式
模拟式
增量式
绝对式
增量式
绝对式
回转型
增量式脉冲编码器
圆光栅
绝对式脉冲编码器
旋转变压器
圆感应同步器
圆磁尺
多极旋转变压器
3速圆感应同步器
直线型
计量光栅、激光干涉仪
多通道透射光栅
直线感应同步器、磁尺
3速直线感应同步器
绝对值式磁尺
位置检测装置分类

1)增量式检测方式
增量式检测方式单纯测量位移增量,移动一个测量单位就发出一个测量信号。其优点是检测装置比较简单,任何一个对中点均可作为测量起点;缺点是对测量信号计数后才能读出移距,一旦计数有误,此后的测量结果将全错;同时发生故障时(如断电、断刀等)不能再找到事故前的正确位置,事故排除后,这时必须将工作台移至起点重新计数才能找到事故前的正确位置。
2)绝对式测量方式
绝对式测量方式中,被测量的任一点的位置都以一个固定的零点作基准,每一被测点都有一个相应的测量值。

1)数字式测量方式
数字式检测是将被测量单位量化以后以数字形式表示,测量信号一般为电脉冲,可以直接把它送到数控装置进行比较、处理。数字式检测装置的特点是:
(1)被测量量化后转换成脉冲个数,便于显示和处理;
(2)测量精度取决于测量单位,与量程基本无关;
(3)检测装置比较简单,脉冲信号抗干扰能力强。

2)模拟式测量方式
模拟式检测是将被测量用连续的变量来表示,如用相位变化、电压变化来表示。主要用于小量程测量。它的主要特点是:
(1)直接对被测量进行检测,无需量化;
(2)在小量程内可以实现高精度测量;
(3)可用于直接检测和间接检测。

1)直接测量
对机床的直线位移采用直线型检测装置测量,称为直接检测。其测量精度主要取决于测量元件的精度,不受机床传动精度的影响。但检测装置要与行程等长,这对大型数控机床来说,是一个很大的限制。
2)间接测量
对机床的直线位移采用回转型检测元件测量,称为间接测量。间接检测使用可靠方便,无长度限制,缺点是在检测信号中加入了直线转变为旋转运动的传动链误差,从而影响检测精度。因此为了提高定位精度,常常需要对机床的传动误差进行补偿。