数控机床常用检测装置分析课件.pptVIP

第5章数控机床常用检测装置5.1检测装置简介nnn元件的精度主要包括系统精度和系统分辨率两项。系统精度是指在一定长度或转角范围内测量积累误差的最大，目前一般度位置精度均已达到±0.002mm/m以内，回角量精度达到±10″/360°；系统分辨率是测量元件所能正确检测的最小位移量，目前度位移的分辨率多数1μm，高精度系分辨率可达0.1μm，回分辨率2″。nn不同类型数控机床对检测装置的精度和使用速度要求是不同的。2023/9/5星期二1

5.1检测装置简介系分辨率的提高，加工精度有一定的影响，但也不宜小，分辨率的取通常和脉冲当量的取方法一，数也相同，均按机床加工精度的1/3~1/10取。n数控机床对检测装置的主要要求有：工作可靠，抗干扰性能强。n?????使用维护方便，适应机床的工作环境。满足精度和速度的要求。易于实现高速的动态测量、处理的自动化。成本低。2023/9/5星期二2

5.2旋转变压器5.2.1旋转变压器的结构和工作原理（1）旋转变压器的结构图5-1旋转变压器a）有刷结构b）无刷结构2023/9/5星期二3

5.2.1旋转变压器的结构和工作原理2023/9/5星期二4

5.2.2旋转变压器的应用（1）2023/9/5星期二5

5.2.2旋转变压器的应用（2）2023/9/5星期二6

5.2.2旋转变压器的应用（3）2023/9/5星期二7

5.3感应同步器5.3.1感同步器的构和种按结构可分为直线感应同步器和圆形感应同步器两种，n直线式用于测量直线位移，而圆形感应同步器用于检测角位移。直线式由定尺和滑尺两部分组成；而圆形感应同步器由n定子和转子组成。感应同步器的这两部分绕组相当于旋转变压器的初级和n次级线圈，它们都是利用交变磁场和互感原理工作的。2023/9/5星期二8

5.3.1感应同步器的结构和种类2023/9/5星期二9

5.3.2感应同步器的工作原理(1)如5-8所示，滑尺上具有在空上相差1/4距的正弦和余弦，且定尺与滑尺距相同。nn当滑尺励磁与定尺感生相位移，由于磁耦合的作用，感中的感随位移的化而呈周期性地化，感同步器就是利用一特点来尺相定尺的位置的。2023/9/5星期二图5–8直线感应同步器的结构10

5.3.2感应同步器的工作原理(2)当定尺与滑尺之一相重合，如5-9的A点，定尺出的感最大；nn当滑尺于定尺平行移感逐减小，到达1/4距的位置B，由于各滑尺圈磁在定尺各圈中生的方向相反，所以定尺圈出零；如果滑尺向C点移，滑尺磁在定尺中生的方向上逐增大，C点达到最大；n当滑尺再向D点移，定尺又逐零。nn当移一个距，到达E点，又与A点的情况相同。图5-9感应同步器工作原理2023/9/5星期二11

5.3.4感应同步器测量系统感应同步器也有：鉴相测量系统和鉴幅测量系统。（1）鉴相测量系统给感应同步器滑尺的两个正余弦绕组分别供以频率和幅值相同，相位差为90°的励磁信号：n则滑尺二绕组在定尺绕组中分别产生的感应电动势为：2023/9/5星期二12

5.3.4感应同步器测量系统（2）鉴幅测控系统鉴幅工作方式是根据感应输出电压的幅值变化来检测位n移的。在这种工作方式下，滑尺的两个正余弦绕组分别供以频率和相位相同，幅值不同正弦电压，即2023/9/5星期二13

5.4光栅光栅是利用光的反射、透射和干涉现象制成，有物理光栅和计量光栅。nn物理光栅两刻线之间距离在0.002-0.005mm之间，常用于光谱分析和光波波长的测定；n计量光栅栅距在之间，常用于高精度位移的检测，是数控系统中应用较多的一种检测装置5.4.1计量光栅的种类按照不同的分类方法，计量光栅可分为：直线光栅和圆形n光栅；逶射光栅和反射光栅；增量式光栅和绝对式光栅等。2023/9/5星期二14

5.4.2计量光栅的工作原理（1）2023/9/5星期二15

5.4.2计量光栅的工作原理（2）莫条有以下几个重要特性：1）平均效n莫条是由大量的光共同作用生的，光?的差有平均作用。从而可以在很大程度上消除光的制造差。光越，参加工作的越多，种平均效就越大。2）关系n如5-11所示，当光移一个距d，摩条也相?移一个距W，其光化近似正弦波形；若移方向相反，摩条移的方向也相反。3）放大作用n2023/9/5星期二16

5.4.2计量光栅的工作原理（3）2023/9/5星期二17

5.4.2计量光栅的工作原理（4）（2）光电转换光栅检测系统的光电转换转由光栅读数头完成。最基本的光栅读数头由光源、聚光镜、指示尺光栅和硅光电池组成，如图5-12a所示。n为了便于说明其工作原理，以光闸莫尔光栅为例，说明当光栅移动一个栅距时，其输出波形和两块光栅相互位