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数控机床第四章进给运动的控制

数控机床第五章位置检测装置一、概述1、组成：位置测量装置是由检测元件（传感器）和信号处理装置组成的。第四2、作用：章实时测量执行部件的位移和速度信号，并变换成位置控制单元所要求的信号形式，将运动部件现实位置反馈到位置控制单元，以实施闭环控制。进给运动分辨率：所能测量的最小位移量。的3、数控系统中的检测装置分为位移、速度和电流三种类控型。制

数控一、概述机4、直接测量和间接测量床位置传感器有直线式和旋转式两大类。若位置传感器所测量的对象就是被测量本身，即用直线式传感器测直线位移，用旋转式传感器测角位移，则该测量方式为直接测量。第四章进给运动的控制若旋转式位置传感器测量的回转运动只是中间值，再由它推算出与之关联的移动部件的直线位移，则该测量方式为间接测量。5、要求在机床工作台移动范围内，能满足精度和速度的要求。可靠，抗干扰性强、使用维护方便、成本低等。

数控机床一、概述工作台间接测量示例丝杠第四章进给运动的控制编码器

数控机床一、概述直接测量示例第四章进给运动的控制光栅

数控机床二、光电编码器1、简介：光电编码器是一种回转式数字测量元件，通常装在被检测轴上，随被测轴一起转动，可将被测轴的角位移第四转换为增量脉冲形式或绝对式的代码形式。章进给运动的控制

数控机床二、光电编码器2、工作原理批示光栅及辨向用的A、B狭缝光源光敏元件第四章进给运动的控制码盘及狭缝转轴零位标志

数控机床二、光电编码器——工作原理光电编码器的指示光栅上有A组与B组两组狭缝，彼此错开1/4节距，两组狭缝相对应的光敏元件所产生的信号A、B彼此相差90?相位，用于辩向。A、B两相的作用第四章进给运动的控制☆根据脉冲的数目可得出被测轴的角位移；☆根据脉冲的频率可得被测轴的转速；☆根据A、B两相的相位超前滞后关系可判断被测轴旋转方向。☆后续电路可利用A、B两相的90°相位差进行细分处理（四倍频电路实现）。

数控机床二、光电编码器码盘里圈，还有一根狭缝，每转能产生一个脉冲，该脉冲信号又称“一转信号”或零标志脉冲，作为测量的起始基准。C第四章进给运动的控制C相的作用☆被测轴的周向定位基准信号；☆被测轴的旋转圈数记数信号C

数控机床二、光电编码器——在伺服电机中的应用利用编码器测第四章进给运动的控制量伺服电机的转速、转角，并通过伺服控制系统控制其各种运行参数。

数控机床二、光电编码器——刀库选刀控制中的应用第四章进给运动的控制角编码器的输出为当前刀具号

数控机床三、光栅1、光栅的种类数控机床上用计量光栅。计量光栅可分为透射式光栅和反射式光栅两大类，均由光源、光栅副、光敏元件三大部分组成。计量光栅按形状又可分为长光栅和圆光栅。第四章进给运动的控制尺身安装孔尺身扫描头（与移动部件固定）可移动电缆

数控机床三、光栅2、透射光栅的结构光栅传感器是由光源、透镜、主光栅、指示光栅和光电接收元件组成主光栅，是测量的基准，另一块光栅为指示光栅，在使用长光栅尺的数控机床中，标尺光栅往往固定在床身上不动，而指示光栅随拖第四章进给运板一起移动。标尺光栅的尺寸常由测量范围确定，指示光栅则为一小块，只要能满足测量所需的莫尔条纹数量即可。动的控制

数控机床三、光栅2、透射光栅的结构在直光栅中，若a为刻线宽度，b为缝隙宽度，则ω＝a+b称为光栅的栅距(也称光栅常数)。通常a＝b，或a:b＝1.1:0.9。线纹密度一般为每毫米100、50、25和10线。第四章进给运动的控制

数控机床三、光栅3、莫尔条纹的产生主光栅明暗相间条纹均匀刻线移动夹角莫尔条纹第四章进给运动的控制指示光栅ω条纹宽度：W

数控机床三、光栅4、莫尔条纹的特性☆放大性：W=ω/θ，夹角θ很小→Wω→光学放大→提高灵敏度☆莫尔条纹移动与栅距成比例：光栅移动一个栅距ω→莫尔条纹沿垂直方向移动第四章一个间距W☆准确性：大量刻线→误差平均效应→克服个别/局部误差→提高精度☆在一个栅距内，光电元件所检测的光强变化为正弦（或余弦）变化。进给运动的控制

数控机床三、光栅5、光栅尺的输出信号与测量电路光栅读数头组成：光源、聚光透镜、指示光栅、光敏元件、信号处理电路（包括放大、整形和鉴向倍频）。第四章进给运动的控制光栅读数头作用：将莫尔条纹的光信号转换成电脉冲信号。

数控机床三、光栅5、光栅尺的输出信号与测量电路——信号转变过程W光强度光栅位移第四章进给电输的放压出输大电压光光栅栅位位移移出后的整输形电运压出后光栅位移光栅位移动的微输分出后的控制电压

数控机床三、光栅5、光栅尺的输出信号与测量电路——辨向第四章进给运动的控制

数控机床三、光栅5、光栅尺的输出信号与测量电路——脉冲细分细分前细分技术能在不增加光栅刻线数及价格的情况下