数控原理与系统（第2版）课件：位置检测装置.pptx

数控原理与系统（第2版）;;项目任务;任务4;1;;一、概述

数控机床加工中的位置精度，主要取决于数控机床驱动元件和位置检测装置的精度。位置检测装置是闭环、半闭环伺服系统的重要组成部分，是数控机床的关键部件之一，其作用是检测位移和速度，发送反馈信号，构成闭环控制。它对于提高数控机床的加工精度有决定性的作用。

通常位置检测装置的精度指标主要包括系统精度和系统分辨率。系统精度是指在某单位长度或角度内的最大累积测量误差，目前直线位移的测量精度在±0.001/m到±0.02mm/m范围内，角位移的测量精度可达±10″/360°。而系统分辨率是指位置检测装置能够正确检测的最小位移量，目前直线位移的分辨率可达0.001㎜，角位移的分辨率可达2″,分辨率不仅取决于检测装置本身，也取决于检测电路的设计。;位置检测装置的分类:

一）绝对值测量方式和增量测量方式绝对值测量方式是任一被测量点位置都由一个固定的测量基准（即坐标原点）算起，每一测量点，都有一个相对原点的绝对测量值。绝对值测量装置的结构较增量式复杂，且分辨精度要求越高，量程越大，结构也越复杂。增量测量方式检测的是相对位移量，是终点对起点的位置坐标增量，而任何一个对中点都可作为测量起点，因而检测装置比较简单，在轮廓控制数控机床上大都采用这种测量方式。增量测量的不足是，一旦某种事故(如停电、刀具损坏而停机等)发生，当事故排除后不能再找到事故前执行部件的正确位置，必须将执行部件移至起始点重新计数才能找到事故前的正确位置。典型的检测元件有感应同步器、光栅、磁尺等。

二）数字式测量和模拟式测量数字式测量是将被测量以数字形式表示。数字式测量输出信号一般是电脉冲，可以把它直接送到数控装置（计算机）进行比较、处理。其典型的检测装置如光栅位移测量装置。

三）直接测量和间接测量直接测量的精度主要取决于测量元件的精度。检测装置直接安装在执行部件上，其优点是直接反映工作台的直线位移量。缺点是检测装置要和工作台行程等长，这对大型数控机床是一个很大的限制。;表5-1???用位置检测装置;;;;;;;;;;;;;;;;;;1;1;1;1;1;1;;;;;;;;;;;;;;;长光栅莫尔条纹;播放中……;;;;;;;;;一、光栅的工作原理

光栅主要有两大类，物理光栅和计量光栅。物理光栅的测量精度非常高（栅距为0.002～0.005㎜）通常用于光谱分析和光波波长测定等。计量光栅相对而言刻度线粗一些，栅距大一些（0.004～0.25mm）通常用于检测直线位移和角位移等。在高精度数控机床上，目前大量使用计量光栅作为位置检测装置。下面介绍的就是计量光栅。光栅位置检测装置的构成如图5-8所示;1;1;1;1;1;1;1;1;1;;1;1;2.旋转式感应同步器

旋转式感应同步器的结构如图5-17所示。定子相当于直线同步器的定尺、其上两个绕组也错开1/4节距，转子相当于滑尺，两者都用不锈钢、硬铝合金等材料作基板，绕组呈环形辐射状。定子和转子相对的一面均有导电绕组，绕组用铜箔构成(厚0.05mm)。基板和绕组之间有绝缘层。绕组表面还要加一层和绕组绝缘的屏蔽层(材料为铝箔或铝膜)。转子绕组为连续绕组；定子上有两相正交绕组(sin绕组和cos绕组)，做成分段式，两相绕组交差分布，相差90。相位角。属于同一相的各相绕组用导线串联起来。;二、感应同步器的工作原理;感应同步器作为位置测量装置在数控机床上有两种工作方式：鉴相式和鉴幅式。;谢谢