第9章 位置控制技术.ppt

二、位置检测装置的分类 （一）数字式测量和模拟式测量1.?? 数字式测量 它是将被测的量以数字形式来表示，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。如光栅位置检测装置。数字式测量特点：被测的量转换为脉冲个数便与显示和处理；测量精度取决于测量单位，与量程基本无关。测量装置简单，信号抗干扰能力强。2.?? 模拟量测量  它是将被测的量用连续变量来表示，如电压变化、相位变化等。它对信号处理的方法相对来说比较复杂。测量特点：直接测量被测的量，无需变换。在小量程内实现较高精度的测量。如用旋转变压器和感应同步器 （二）?? 增量式测量和绝对式测量1. 增量式测量  在轮廓控制数控机床上多采用这种测量方式，增量式测量只测相对位移量，如测量单位为0.001mm，则每移动0.001mm就发出一个脉冲信号，其优点是测量装置较简单，任何一个对中点都可以作为测量的起点，而移距是由测量信号计数累加所得，但一旦计数有误，以后测量所得结果完全错误。2. 绝对式测量  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，每一个被测点都有一个相应的测量值。测量装置的结构较增量式复杂，如编码盘中，对应于码盘的每一个角度位置便有一组二进制位数。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，结构就愈复杂。 （三）直接测量和间接测量 1.直接测量 直接测量是将直线型检测装置安装在移动部件上，用来直接测量工作台的直线位移，作为全闭环伺服系统的位置反馈信号，从而构成位置闭环控制。其优点是准确性高、可靠性好，缺点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。 2. 间接测量 它是将旋转型检测装置安装在驱动电机轴或滚珠丝杠上，通过检测转动件的角位移来间接测量机床工作台的直线位移，作为半闭环伺服系统的位置反馈用。 优点是测量方便、无长度限制。缺点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，从而影响了测量精度。 9.1.1 感应同步器 一、结构与工作原理 感应同步器为电磁式检测装置，属模拟式测量，其输出电压随被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式两种： 直线式感应同步器由定尺和滑尺组成，用于直线位移测量。 旋转式感应同步器由转子和定子组成，用于角位移测量。 以直线式感应同步器为例，介绍其结构和工作原理。 ? U0 ? 定尺 ? ? ? 滑尺 正弦绕组 Us Uc 余弦绕组 图1-1 直线感应同步器结构 感应同步器 三、感应同步器的特点及使用注意事项 由于感应同步器具有一系列优点，所以广泛用于位置检测 （1）精度高。感应同步器系直接对机床位移进行测量，中间不经过任何机械转换装置，测量精度只受本身精度的限制。 （2）可拼接成各种需要的长度。根据测量长度的需要，采用多块定尺接长，相邻定尺间隔也可以调整。 （3）对环境的适应性强。直线式感应同步器金属基尺与安装部件的材料的膨胀系数相近，当温度变化时，二者的变化规律相同，而不影响测量精度。 （4）使用寿命长。由于办应同步器定尺和滑尺之间没有直接接触，因而没有磨损，所以寿命长。 （5）注意安装间隙。 9.1.2 光栅 光栅是数控机床和数显系统常用的测量元件，可用作位移或转角的检测，且测量输出的信号为数字脉冲，是数控闭环系统用得较多的一种检测装置 光栅位置检测装置的特点 1、测量精度高。由于光栅的刻线可以制作十分精确，同时莫尔条纹对刻线局部误差有均化作用，栅距误差对测量精度影响较小；也可以采用倍