光柵尺與磁柵尺的優(yōu)缺點(diǎn)與特長

1、介紹一下開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)嗎？若在機(jī)床上用閉環(huán)控制系統(tǒng)有哪些優(yōu)缺點(diǎn)？還 有光柵尺磁柵尺的優(yōu)缺點(diǎn)及特長，通常磁柵尺光柵尺在哪些地方應(yīng)用？回復(fù)如下：（經(jīng)整理）控制系統(tǒng)大致分類：按控制原理的不同，自動控制系統(tǒng)分為開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系 統(tǒng)。1）開環(huán)控制系統(tǒng)開環(huán)控制系統(tǒng)是指被控對象的輸出（被控制量）對控制器的輸出沒有影響。在這種控制系統(tǒng) 中，不依賴將被控量反送回來以形成任何閉環(huán)回路。2）閉環(huán)控制系統(tǒng)閉環(huán)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)是系統(tǒng)被控對象的輸出（被控制量）會反送回來影響控制器的輸出， 形成一個或多個閉環(huán)。閉環(huán)控制系統(tǒng)有正反饋和負(fù)反饋，若反饋信號與系統(tǒng)給定值信號相反， 則稱為負(fù)反饋，若極性相同，則稱為

2、正反饋。一般閉環(huán)控制系統(tǒng)均采用負(fù)反饋，又稱負(fù)反饋 控制系統(tǒng)。3）開環(huán)、閉環(huán)控制系統(tǒng)的各自特點(diǎn)：在開環(huán)控制系統(tǒng)中，系統(tǒng)輸出只受輸入的控制，控制精度和抑制干擾的特性都相對比較 差。閉環(huán)控制系統(tǒng)是建立在反饋原理基礎(chǔ)之上的，利用輸出量同期望值的偏差對系統(tǒng)進(jìn)行控 制，可獲得比較好的控制性能。通常大多數(shù)重要的自動控制系統(tǒng)都采用閉環(huán)控制的方式。閉環(huán)控制系統(tǒng)按控制和測量信號的不同，又可分為連續(xù)控制系統(tǒng)和離散控制系統(tǒng)?？刂?信號連續(xù)地作用于系統(tǒng)的，稱為連續(xù)控制系統(tǒng)?？刂菩盘枖嗬m(xù)地作用于系統(tǒng)的，稱為離散控 制系統(tǒng)。此外，在工程中，自動控制系統(tǒng)也有按所控制變量的物理屬性進(jìn)行分類，如速度、 位置、壓力、溫度、流量、液

3、位等等。4）閉環(huán)控制系統(tǒng)的應(yīng)用自動控制系統(tǒng)已被廣泛應(yīng)用于人類社會的各個領(lǐng)域。在工業(yè)方面，對于冶金、化工、機(jī) 械制造等生產(chǎn)過程中遇到的各種物理量，包括溫度、流量、壓力、厚度、張力、速度、位置、 頻率、相位等等。應(yīng)用例子有很多，人類使用自動裝置的歷史可以追溯到古代。中國古代的指南車和銅壺 滴漏，古羅馬人家庭水管系統(tǒng)的簡單水位調(diào)節(jié)裝置都是自動控制系統(tǒng)的萌芽。比如人自己就是一個具有負(fù)反饋的閉環(huán)控制系統(tǒng)，眼睛便是傳感器，充當(dāng)反饋，人體系 統(tǒng)能通過不斷的修正最后作出各種正確的動作。如果沒有眼睛，就沒有了反饋回路，也就成 了一個開環(huán)控制系統(tǒng)。再如，當(dāng)一臺真正的全自動洗衣機(jī)具有能連續(xù)檢查衣物是否洗凈，并 在洗

4、凈之后能自動切斷電源，它就是一個閉環(huán)控制系統(tǒng)。在軍事技術(shù)方面，自動控制的應(yīng)用實(shí)例有各種類型的伺服系統(tǒng)、制導(dǎo)與控制系統(tǒng)等。在 航天、航空和航海方面，除了各種形式的控制系統(tǒng)外，應(yīng)用的領(lǐng)域還包括導(dǎo)航系統(tǒng)、遙控系 統(tǒng)和各種仿真器等。5）機(jī)床制造領(lǐng)域的閉環(huán)控制應(yīng)用機(jī)床制造領(lǐng)域的閉環(huán)控制應(yīng)屬各種閉環(huán)控制系統(tǒng)中的一類。隨著數(shù)控技術(shù)在機(jī)床制造領(lǐng)域的普及，現(xiàn)代機(jī)床在加工速度，加工精度和可靠性方面都 有了巨大的進(jìn)步。作為數(shù)控機(jī)床核心技術(shù)之一的光柵測量技術(shù)對保障現(xiàn)代機(jī)床的各項(xiàng)性能指 標(biāo)起著決定性的作用。了解現(xiàn)代光柵測量技術(shù)的發(fā)展趨勢，選擇適合自身需求的光柵測量系 統(tǒng)對機(jī)床設(shè)計和機(jī)床用戶將有著重要的意義。由于精密絲杠

5、和編碼器構(gòu)成的半閉環(huán)控制系統(tǒng)對于如機(jī)床熱變形等因素，導(dǎo)致的機(jī)床加 工誤差無法進(jìn)行補(bǔ)償。在過去的十余年中，采用數(shù)學(xué)建模預(yù)測變形或通過實(shí)時測量溫度變化 來計算變形等嘗試，在技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)性上都未能取得令人滿意的結(jié)果。采用全閉環(huán)控制結(jié)構(gòu)的機(jī)床，機(jī)床傳動部件的熱變形處于位置控制環(huán)之內(nèi)，誤差自動得 到補(bǔ)償。與半閉環(huán)系統(tǒng)不同是，由于采用增加光柵尺（磁柵尺）作為機(jī)床的最終位置反饋， 構(gòu)成了機(jī)床全閉環(huán)系統(tǒng)，其補(bǔ)償效果幾乎不隨機(jī)床工況，磨損狀況及加工程序的不同而發(fā)生 變化，機(jī)床可以長期保持初始加工精度。這對于機(jī)床生產(chǎn)廠家和用戶來說，都意味著巨大的 經(jīng)濟(jì)效益6）采用機(jī)床全閉環(huán)系統(tǒng)有哪些好處？采用全閉環(huán)系統(tǒng)好處體現(xiàn)在

6、以下幾個方面：縮減機(jī)床非生產(chǎn)時間為了對機(jī)床的機(jī)械運(yùn)動部分進(jìn)行保護(hù)，通常采用行程開關(guān)來確保機(jī)床各部件的運(yùn)動不超 出允許范圍。行程開關(guān)長期處在惡劣環(huán)境之中（冷卻液，金屬屑等），極易損壞。加上機(jī)床 正常運(yùn)行時較少使用到行程開關(guān)，所以無法隨時確定其功能是否仍然正常。為了保證工作安 全，用戶將不得不定期檢查行程開關(guān)的狀態(tài)。提高機(jī)床可靠性機(jī)床的可靠性直接決定零件生產(chǎn)的效率和經(jīng)濟(jì)性。機(jī)床每分鐘的故障時間對用戶而言都 意味著成本的增加。因此，機(jī)床設(shè)計的一個趨勢是對重要部件的狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控。再先進(jìn)的機(jī)床，沒有高可靠性就無法為用戶創(chuàng)造效益，就不會被市場接受。與機(jī)床用戶 被迫停工可能造成的巨大損失相比，為提高機(jī)床

7、重要功能部件可靠性的投資是微小的。提高機(jī)床安全性為了對機(jī)床的機(jī)械運(yùn)動部分進(jìn)行保護(hù)，通常采用行程開關(guān)來確保機(jī)床各部件的運(yùn)動不超 出允許范圍。行程開關(guān)長期處在惡劣環(huán)境之中（冷卻液，金屬屑等），極易損壞。加上機(jī)床 正常運(yùn)行時較少使用到行程開關(guān)，所以無法隨時確定其功能是否仍然正常。為了保證工作安 全，用戶將不得不定期檢查行程開關(guān)的狀態(tài)。采用光柵尺的機(jī)床可以在任何時間確定機(jī)床運(yùn)動部件所處位置，通過在數(shù)控系統(tǒng)中作相 應(yīng)設(shè)置可以省去行程開關(guān)。這樣節(jié)省了機(jī)床用戶的設(shè)備維護(hù)時間，同時也避免了行程開關(guān)損 壞可能帶來的安全問題，提高了機(jī)床使用時的安全性。當(dāng)然，要注意的是，光柵尺有絕對式光柵和增量式光柵之分；應(yīng)用也略

8、有不同。7）光柵尺（磁柵尺）通常有哪些地方應(yīng)用，各有什么特點(diǎn)注意事項(xiàng)？光柵尺以精度見長，量程在長度0-2米范圍性價比有明顯優(yōu)勢，應(yīng)用如金屬切削機(jī)床、 線切割、電火花、測量光學(xué)投影儀等等。因光柵尺生產(chǎn)工藝的原因，若測量長度超過5米， 生產(chǎn)制造將很困難（兩塊玻璃尺要45斜角對接以增加長度，用于玻璃尺鍍鉻機(jī)空間有限）, 價格會很貴。（就在前次九月份的無錫工業(yè)品展會上，有電脈沖電火花整機(jī)廠，展示其技術(shù)走向：原 CNC+手動+滾珠絲杠+光柵尺反饋+數(shù)顯，閉環(huán)手動方式；改為數(shù)控CNC+伺服電機(jī)驅(qū)動+ 滾珠絲杠，半閉環(huán)自動方式）磁柵尺以耐水耐油污耐粉塵耐震動性見長，長度在2米以上性價比優(yōu)勢愈加明顯，并且 長度越長優(yōu)勢越明顯。磁柵尺的量程可達(dá)30米。在大型金屬切削機(jī)床如大的鏜床、銑床， 水下測量，木材石材加工機(jī)床（工作環(huán)境粉塵很重），金屬板材壓軋設(shè)備（大型成套設(shè)備） 等應(yīng)用方面有明顯優(yōu)勢。8）運(yùn)動控制系統(tǒng)框圖運(yùn)動參數(shù)=.控制器口 .驅(qū)動器伺服電機(jī)口 .減速箱口 .動力傳動裝置= 載荷.反饋根據(jù)用戶的需要，以及用戶的運(yùn)動控制要求，為您可以提供完整的系統(tǒng)解決方案。包括 伺服電機(jī)，減速器，聯(lián)軸器，反饋編碼器，伺服驅(qū)動器等。集成商的價值在于，可以充