數(shù)控檢測裝置適用專業(yè)機(jī)設(shè)

數(shù)控檢測裝置適用專業(yè)機(jī)設(shè)第一頁，共十五頁，編輯于2023年，星期三第一節(jié)概述第五章數(shù)控檢測裝置第二節(jié)旋轉(zhuǎn)變壓器第四節(jié)光柵第三節(jié)感應(yīng)同步器第五節(jié)光電脈沖編碼器第二頁，共十五頁，編輯于2023年，星期三第一節(jié)概述檢測元件是閉環(huán)、半閉環(huán)伺服系統(tǒng)的重要組成部分。1．對位置檢測裝置的要求1)工作可靠，抗干擾性強(qiáng)；3)使用維護(hù)方便，適應(yīng)機(jī)床的工作環(huán)境；2．位置檢測裝置的分類2)能滿足精度和速度的要求；4)成本低。第三頁，共十五頁，編輯于2023年，星期三第二節(jié)旋轉(zhuǎn)變壓器1.旋轉(zhuǎn)變壓器結(jié)構(gòu)

旋轉(zhuǎn)變壓器是—種轉(zhuǎn)角檢測元件。它是一種小型的交流發(fā)電機(jī)，由定子和轉(zhuǎn)子組成。定子繞組能通過固定在殼體上的接線柱直接引出，轉(zhuǎn)子繞組有兩種不同的引出方式，根據(jù)轉(zhuǎn)子繞組的引出方式，旋轉(zhuǎn)變壓器分有刷和無刷兩種。有刷式旋轉(zhuǎn)變壓器的轉(zhuǎn)子繞組通過滑環(huán)和電刷直接引出。無有刷式旋轉(zhuǎn)變壓器由旋轉(zhuǎn)變壓器本體和附加變壓器兩大部分組成。第四頁，共十五頁，編輯于2023年，星期三第二節(jié)旋轉(zhuǎn)變壓器2.旋轉(zhuǎn)變壓器工作原理

旋轉(zhuǎn)變壓器一般采用正弦繞組的繞組形式。當(dāng)激磁電壓加到定子繞組上時，通過電磁耦合，轉(zhuǎn)子繞組產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。設(shè)在定子繞組上的激磁電壓為，通過電磁耦合，轉(zhuǎn)子繞組將產(chǎn)生感應(yīng)電動勢2EtVVmwsin1=tKVKVEmwqqsincoscos12==K—電磁耦合系數(shù)mVsV的幅值q—轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)角，當(dāng)轉(zhuǎn)子和定子的磁軸垂直時，θ=90。若轉(zhuǎn)子安裝在機(jī)床絲杠上，定子安裝在機(jī)床底座上，則角代表的是絲杠轉(zhuǎn)過的角度，它間接反映了機(jī)床工作臺的位移?！獎t：第五頁，共十五頁，編輯于2023年，星期三第三節(jié)感應(yīng)同步器感應(yīng)同步器是利用電磁耦合原理，將位移或轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柕奈恢脵z測元件。根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可分為：旋轉(zhuǎn)式和直線式兩種。1.感應(yīng)同步器的結(jié)構(gòu)

定尺和滑尺的基板由與機(jī)床熱膨脹系數(shù)相似的鋼板做成、鋼板上用絕緣粘結(jié)劑貼有銅箔，并利用照相腐蝕的辦法做成印制繞組。感應(yīng)同步器定尺和滑尺繞組的節(jié)距相等，均為２τ，這是衡量感應(yīng)同步器精度的主要參數(shù)，工藝上要保證其節(jié)距的精度。第六頁，共十五頁，編輯于2023年，星期三第三節(jié)感應(yīng)同步器mV2.感應(yīng)同步器的工作原理是加在滑尺任一繞組上的激磁交變電壓：

定尺繞組上的感應(yīng)電動勢為：

當(dāng)滑尺移動的距離為X時，則對應(yīng)于感應(yīng)電勢以余弦函數(shù)將變化θ角：SVtVVmswsin=tKVKVVmSBwqqsincoscos==Kq—電磁耦合系數(shù)—的幅值—反映的是定尺和滑尺的相對移動的距離x。SVptptqxx==22設(shè)第七頁，共十五頁，編輯于2023年，星期三第四節(jié)光柵

光柵通常作為高精度數(shù)控機(jī)床的位置檢測元件，將機(jī)械位移或模擬量轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字脈沖，反饋給數(shù)控裝置，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)位置控制。光柵分類為：

透射光柵是在玻璃表面上制成一系列平行等距的透光縫隙和不透光的柵線，反射光柵是在金屬的鏡面上制成全反射和漫反射間隔相等的條紋。條紋之間的距離稱為柵距。光柵檢測裝置主要由光源、聚光鏡、標(biāo)尺光柵、指示光柵和光敏元件。ìí?圓光柵長光柵ìí?透射光柵反射光柵1．光柵的結(jié)構(gòu)第八頁，共十五頁，編輯于2023年，星期三2、光柵的工作原理指示光柵標(biāo)尺光柵第四節(jié)光柵光柵檢測裝置的組成

第九頁，共十五頁，編輯于2023年，星期三3、光柵的效應(yīng)4、莫爾條紋的特點(diǎn)1）放大性橫向效應(yīng)縱向效應(yīng)斜向效應(yīng)

直線效應(yīng)弧線效應(yīng)第四節(jié)光柵第十頁，共十五頁，編輯于2023年，星期三2）平均效應(yīng)

莫爾條紋是由若干條線紋共同形成的，對個別光柵線紋之間的誤差具有平均效應(yīng)，能消除柵距不均勻所造成的影響。第四節(jié)光柵3）移動規(guī)律

光柵相對移動一個W，莫爾條紋移動一個B，當(dāng)光柵移動方向變化時，莫爾條紋的移動方向也變化。4、莫爾條紋的特點(diǎn)1）放大性第十一頁，共十五頁，編輯于2023年，星期三5、光柵在數(shù)控機(jī)床中的應(yīng)用第四節(jié)光柵1.工作臺移動位移的檢測

B→W，可計算出位移x。2.工作臺移動速度的檢測

根據(jù)光強(qiáng)的變化頻率可推斷出兩光柵尺的相對位移速度。3.工作臺移動方向的檢測測量通過A與B的莫爾條紋相位超前滯后關(guān)系，可判斷出移動方向。AB第十二頁，共十五頁，編輯于2023年，星期三6、光柵產(chǎn)品簡介b.敞開式光柵尺a.封閉式光柵尺c.長度計第四節(jié)光柵第十三頁，共十五頁，編輯于2023年，星期三第五節(jié)光電脈沖編碼器脈沖編碼器是一種旋轉(zhuǎn)式的檢測角位移的傳感器。按編碼的方式分為增量式編碼器和絕對式編碼器；按結(jié)構(gòu)分為接觸式編碼器、光電式編碼器和電磁式編碼器。1.增量式光電編碼器

第十四頁，共十五頁，編輯于2023年，星期三第五節(jié)光電脈沖編碼器2.絕對式光電編碼器

絕對式光電編碼器是利用自然二進(jìn)制或循環(huán)二進(jìn)制編碼方式進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換的。圖表示按二進(jìn)制編碼構(gòu)成絕對式編碼