数控机床的检测装置.pdf

C NC 第6章数控机床的检测装置
主要内容Ø 概述
Ø 旋转变压器
Ø 感应同步器
Ø 光栅
Ø 磁栅
Ø 编码器
C NC 概述
组成:位置检测装置是由检测元件(传感器)和
信号处理装置组成的。主要内容
作用: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。它是闭环、
半闭环进给伺服系统的重要组成部分。
闭环数控机床的加工精度在很大程度上是由位置
检测装置的精度决定的,在设计数控机床进给伺服系
统,尤其是高精度进给伺服系统时,必须精心选择位
置检测装置。
C NC 概述
数控系统中的检测装置分为位移、速度和电流三种类型。
主要内容
☆安装的位置及耦合方式—直接测量和间接测量;
☆测量方法—增量型和绝对型;
☆检测信号的类型—模拟式和数字式;
☆运动型式—回转型和直线型;
☆信号转换的原理—光电效应、光栅效应、电磁感应原
理、压电效应、压阻效应和磁阻效应等。
C NC 概述
增式分类绝对式增量
回转型—脉冲编码器、旋转变多极旋转变压器、绝对脉
压器、圆感应同步器主要内容、圆光冲编码器绝对值式光栅
位移栅、圆磁栅等
传感器直线型—直线感应同步器、光绝对值磁尺、光电编码
栅尺、磁栅尺、激光干涉仪尺、磁性编码器等
霍耳位置传感器
速度测速发电机、数字脉冲编码速度—角度传感器、数字电
传感器器、霍耳速度传感器磁、磁敏式速度传感器
电流霍耳电流传感器
传感器
C NC 概述
数控机床对检测装置的主要要求
1)受温、湿度影响小,工作可靠,抗干扰能力强;主要内容
2)在机床移动范围内满足精度和速度要求;
3)使用维护方便,适合机床运行环境;
4)成本低;
5)易于实现高速的动态测量。
C NC 旋转变压器
旋转变压器
是一种输出电压与角位移量成连续函数关系的感应
式微电机,数控机床上常见的主要内容角位移测量装置,广泛用
于半闭环控制的数控机床。
优点:结构简单、动作灵敏、工作可靠、对环境条件要
求低(特别是高温、高粉尘的地方)、输出信号幅度大
和抗干扰能力强等特点。
缺点:信号处理比较复杂。
旋转变压器转子轴与电机轴或丝杠连接在一起,实现电机
轴或丝杠转角的测量。
C NC 旋转变压器
旋转变压器的分类
按有无电刷分:接触式和无接触式两种;
主要内容
按极对数分:单对极和多对极;
按输出电压与转子转角间的函数关系分:正余弦旋
转变压器、线性旋转变压器、比例式旋转变压器以
及特殊函数旋转变压器等。
C NC 旋转变压器

转子铁心
轴承机壳 3 定子铁心
2 54 端盖
6
转轴 1
主要内容 7 电刷
8
集电环
旋转变压器有刷结构示意
C NC 旋转变压器

主要内容
由定子和转子组成,是一种旋转式的小型交流
电机。
有刷旋转变压器定子、转子上两相绕组轴线分
别相互垂直,转子绕组的引线(端点)经滑环
引出,并通过电刷送到外面。
C NC 旋转变压器
3
分解器 2 变压器
主要内容
5
6
1 8 4 7
数控机床主要使用无刷旋转变压器,无刷旋转变压器具
有输出信号大、可靠性高、寿命长及不用维修等优点。