数控机床的检测装置.ppt

主要内容
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。
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。
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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。 ☆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。
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概述
分类
增量式
绝对式
位移
传感器
回转型—脉冲编码器、旋转变压器、圆感应同步器、圆光栅、圆磁栅
多极旋转变压器、绝对脉冲编码器绝对值式光栅等
直线型—直线感应同步器、光栅尺、磁栅尺、激光干涉仪霍耳位置传感器
绝对值磁尺、光电编码尺、磁性编码器等
速度
传感器
测速发电机、数字脉冲编码器、霍耳速度传感器
速度—角度传感器、数字电磁、磁敏式速度传感器
电流
传感器
霍耳电流传感器
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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;
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。
概述
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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。
旋转变压器
主要内容
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;
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。
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端盖
旋转变压器
1
8
7
6
2
旋转变压器有刷结构示意
5
4
机壳 3
转轴
轴承
转子铁心
定子铁心
电刷
集电环

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。
旋转变压器
主要内容
旋转变压器
分解器
变压器
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。
主要内容
旋转变压器的工作原理
原理:电磁感应,当定子加上一定频率的激磁电压时,通过电磁耦合,转子绕组产生感应电势,其输出电压的大小取决于定子和转子两个绕组轴线在空间的相对位置。
旋转变压器
U1
Z
θ