数控原理-检测元件课件.ppt

* 根据闭环进给位置控制系统的结构，不难画出系统数学模型框图如图5.2所示。 * · Kv为位置放大系数（软件增益）， 它是由CNC内部的参数设置的， 单位为数字/数字。 可通过设置Kv值来调整整个回路的开环增益。 · Kda为数模转换系数。 CNC装置通过DAC数模转换器输出-10～+10 V的电压来控制伺服电动机的运动。 Kda的单位为V／数字， 它描述了CNC内每一个数值“1”对应的电压值 开环增益K是决定整个系统性能的重要参数，在机床调试时需进行调整。由上可以看出，当设备选定后，调整开环增益的唯一方法就是调整软件增益KV和伺服放大倍数Km。 * 伺服驱动系统是一个复杂的双闭环系统， 属于二阶振荡。 考虑到CNC内部的DAC转换以及驱动死区特性， * 4.19 * 根据闭环进给位置控制系统的结构，不难画出系统数学模型框图如图5.2所示。 * 周二 * Nihao 11.3 * * 周一 W 条纹间距 W 条纹间距 光电元件 W 如何测量微小位移量？ 光电元件 光电元件感受的光强变化是否明显？ β 莫尔现象演示 条纹位置 方向不同 条纹运动 方向不同 β L β W L 3、莫尔条纹的特点 （1）放大 L=W/sinβ 条纹间距大大增加 2）平均效应 莫尔条纹是由若干条线纹共同形成的，对个别光栅线纹之间的误差具有平均效应，能消除栅距不均匀所造成的影响。 3）移动规律 光栅相对移动一个W，莫尔条纹移动一个B，当光栅移动方向变化时，莫尔条纹的移动方向也变化。 分辨力? =W =1/50=0.02mm=20?m 放大倍数≈1/θ= 1/(1.8? ×3.14/180? )≈ 31.83 莫尔条纹的宽度 L=W/θ≈0.637 mm 例：一直线光栅，每毫米刻线数为50，主光栅与指示光栅的夹角β= 1.8?，分辨力、放大倍数、莫尔条纹的宽度分别为多少？ A B 4、光栅在数控机床中的应用 1. 工作台移动位移的检测 B→W，可计算出位移x。 2.工作台移动速度的检测 根据光强的变化频率可推断出两光栅尺的相对位移速度。 3.工作台移动方向的检测 测量通过A与B的莫尔条纹相位超前滞后关系，可判断出移动方向。 光栅尺及数显表 尺身 尺身安装孔 反射式扫描头 （与移动部件固定） 扫描头安装孔 可移动电缆 防尘保护罩的内部为长光栅 扫描头（与移动部件固定） 光栅尺 可移动电缆 光栅在机床上的安装位置（2个自由度） 光栅在机床上的安装位置（3个自由度） 数显表 光栅在机床上的安装位置 （3个自由度）（续） 安装有直线光栅的数控机床加工实况 防护罩内为直线光栅 光栅扫描头 被加工工件 切削刀具 角编码器安装在夹具的端部 4.2.2 脉冲编码器 机械转角 电脉冲 脉冲编码器是一种旋转式脉冲发生器。 固定 4.2.3 感应同步器 一种电磁式位置检测元件 分为：直线式 测长度位移 旋转式 测角位移 1．直线式感应同步器结构 定尺 移动部件的导轨上 感应同步器 长度应大于被检测件的长度 滑尺 运动部件上 短 基板（钢或铝合金板） 定尺和滑尺 平面绕组 保护屏蔽层 图 直线感应同步器 2．感应同步器的工作原理 对滑尺上的绕组通以交流电，根据电磁原理，将在定尺绕组上感应出电压 定尺绕组上的感应电压是滑尺上正弦绕组和余弦绕组所产生的感应电压的矢量和 滑尺每移动一个节距，定尺上的感应电压按余弦规律变化一周 3． 感应同步器的安装总图 本章小结 概述 开环 闭环 半闭环 开环伺服系统 步进电机 步距角 矩频特性 开环伺服系统的位移 速度 方向控制 闭环伺服系统 位置检测装置 光栅 感应同步器 步进电机的基本概念 结构 相 拍 步进电机的工作原理 * 4.19 * 在数控系统中，环形脉冲分配器的作用是将数控装置送来的一串指令脉冲，按照运行通电方式所要求的顺序和分配规律，分配到各相驱动电路输入端，用以控制各相绕组中电流的开通和关断。由于步进电动机有正反转要求，因而脉冲分配器的输出既是周期性的，又是可逆