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第一节概述
位置检测装置是数控系统的重要组成部分,在闭环数控系统中,必须利用位置检测装置把机床运动部件的实际位移量随时检测出来,与给定的控制值(指令信号)进行比较,从而控制驱动元件正确运转,使工作台(或***)按规定的轨迹和坐标移动。数控机床加工中的位置精度,主要取决于数控机床驱动元件和位置检测装置的精度,因此,位置检测装置是数控机床的关键部件之一,它对于提高数控机床的加工精度有决定性的作用。
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第一节概述
通常位置检测装置的精度指标主要包括系统精度和系统分辨率。系统精度是指在某单位长度或角度内的最大累积测量误差,目前直线位移的测量精度可达±~±,角位移的测量精度可达±10“/360°。而系统分辨率是指位置检测装置能够正确检测的最小位移量,,角位移的分辨率可达2”。通常检测装置能检测到的数控机床运动部件的运动速度为0~24m/min。
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第一节概述
一、要求
数控系统对位置检测元件的要求除应满足对传感器的一般要求外,还应具有下列要求:
·工作可靠,寿命长;
.满足速度和精度要求;
.使用维护方便,便于与计算机连接;
.经济性好。
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第一节概述
二、分类
增量式测量只测位移增量,每移动一个测量单位就发出一个测量信号。其优点是测量装置比较简单,任何一个对中点都可作为测量起点。在轮廓控制的数控机床上大都采用这种测量方式,典型的测量元件有感应同步器、光栅、磁尺等。
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第一节概述
缺点是在增量式测量系统中,移距是靠对测量信号计数后读出的,一旦计数有误,此后的测量结果将全错;另外在发生某种事故(如断电,***损坏等)时,事故排除后,不能再找到事故前执行部件的正确位置,这是由于这种测量方式没有一个特定的标志。
绝对式测量可避免下述缺点,它的被测量的任一点的位置都由一个固定的零点算起,每一个被测点都有一个相应的测量值。这种测量方式分辨率要求越高,结构电越复杂。
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第一节概述
数字式测量是将被测的量以数字的形式来表示。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,如光栅位置测量装置。数字式测量的特点是:
.被测的量转换为脉冲个数,便于显示和处理;
.测量精度取决于测量单位,和量程基本上无关(但存在累积误差);
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第一节概述
.测量装置比较简单,脉冲信号抗干扰能力强。
模拟式测量是将被测的量用连续变量来表示,如电压变化,相位变化等,数控机床所用模拟式测量主要用于小量程的测量。在大量程内作精确的模拟式测量时,对技术要求较高。如旋转变压器,感应同步器等,模拟式测量的特点是:
.直接测量被测量,无须变换;
.在小量程内实现较高精度的测量,技术较为成熟。
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第一节概述
直接测量是将测量装置直接安装在执行部件上,如光栅,感应同步器等用来直接测量工作台的直线位移。其缺点是测量装置要和行程等长,因此不便于在大行程情况下使用。
间接测量是将测量装置安装在滚珠丝杠或驱动电机轴上,通过检测转动件的角位移来间接测量执行部件的直线位移。间接测量使用方便,无长度限制。缺点是测量信号中增加了由旋转运动转变为直线运动的传动链误差,从而影响了测量精度。
常用位置检测装置见表3-1所示。本章主要介绍光电编码器、光栅、感应同步器等。
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第二节光电编码器
.可以直接读出角度坐标的绝对值;
·没有累积误差;
.电源切除后位置信息不会丢失。但是分辨率是由二进制的位数来决定的,也就是说精度取决于位数,目前有10位、14位等多种。
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