机床数控技术 第4版 第6章 数控机床的位移检测装置.ppt

2、光栅测量的基本原理当指示光栅和标尺光栅的线纹相交一个微小的夹角时，由于挡光效应(当线纹密度≤50条/mm时)或光的衍射作用(当线纹密度≥100条/mm时)，在与光栅线纹大致垂直的方向上(两线纹夹角的等分线上)产生出亮、暗相间的条纹——称为“莫尔条纹”。莫尔条纹：2、光栅测量的基本原理当主光栅间距W1=指示光栅间距W2时：tana=-tanθ/2B=W/θB=W1/θ平均效应3、莫尔条纹特点若移动的指示光栅长度10mm,当光栅距离W=0.01mm,则一条莫尔条纹由1000条线纹组成。测量长度时，决定其精度的不是一两条线纹，而是一组线纹的平均效应。放大作用3、莫尔条纹特点B=W/θB是W的1/θ倍若W=0.01mm,θ=0.001rad，则光栅的栅距是多少？放大了多少倍？S1S2S1和S2的光元件信号曲线？对应关系作业光栅栅距为0.02mm，指示光栅与标尺光栅的夹角为0.0057度时，莫尔条纹的宽度。机床数控技术2024年5月一、概述1、位置检测的作用实时测量执行部件的位移和速度信号。1、光电编码器2、光栅尺2、旋转变压器3、霍尔元件4、激光测量系统5、陀螺仪测角6、测速发电机旋转编码器角度编码器常见的位置检测装置第二节编码器装在被检测轴上，随被测轴一起转动，可将被测轴的角位移转换为增量脉冲形式或绝对式的代码形式。根据内部结构和角位移检测方式可分为：接触式、光电式和电磁式。增量式编码器绝对式编码器角度编码器18000线旋转编码器3600线1、增量式脉冲编码器光电式脉冲编码器结构及工作原理abz码盘基片透镜光源光敏元件透光狭缝光栅板节距τm+τ/4信号处理装置1、增量式脉冲编码器光电式脉冲编码器结构及工作原理信号处理装置abz节距τm+τ/4AAa1、增量式脉冲编码器光电式脉冲编码器结构及工作原理信号处理装置abz节距τm+τ/4Z……码盘转一圈AB90°1、增量式脉冲编码器各输出信号的作用：A、B两相的作用：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。ABCP90O四倍频细分处理1、增量式脉冲编码器各输出信号的作用：Z相的作用：被测轴的周向定位基准信号；被测轴的旋转圈数计数信号。相的作用：后续电路可利用A、两相实现差分输入，以消除远距离传输的共模干扰。Z……码盘转一圈回参考点时！作业请绘制增量编码器正反转输出A相、B相、Z相及反相的信号波形，叙述各波形的作用。结构和工作原理码盘基片上有多圈码道，且每码道的刻线数相等；对应每圈都有光电传感器；输出信号的路数与码盘圈数成正比；检测信号按某种规律编码输出，故可测得被测轴的周向绝对位置。232221202、绝对式脉冲编码器定义：码盘每一转角位置刻有表示该位置的唯一代码2、绝对式脉冲编码器编码方式及特点方式：二进制编码，特点：编码循序与位置循序相一致，但可能产生非单值性误差。1111100023222120请问：8位输出的编码，可测量的最小角位移是几度？2、绝对式脉冲编码器格雷码（循环码、葛莱码）特点：任何两个编码之间只有一位是变化的，因而可把误差控制在最小分辨率上。但编码与位置循序无直接规律。232221200001-0011-0010-0110第三节光栅用途分：物理光栅和计量光栅运动方式分：长光栅和圆光栅光线的走向分：透射光栅和反射光栅光栅的分类：按原理分物理光栅计量光栅按形状分直线光栅圆光栅按输出信号种类分增量式光栅绝对式光栅按材质分-金属光栅-玻璃光栅-陶瓷光栅按光路分-透射式光栅-反射式光栅按结构分-封闭式光栅-开放式光栅1－床身；2－光栅尺；3－扫描头；4－滚珠丝杠螺母副；5－床鞍光栅尺在机床上的安装示意图光栅尺在机床导轨上的安装光栅检测装置的结构透射光栅1、计量光栅的组成标尺光栅光源指示光栅光电接受器件010,00,11,01,1衍射光栅透射光栅优点：1）光源垂直入射，信号幅值比较大，信噪比好，光电转换器（光