数控系统位置检测元件.ppt

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概述
数控系统位置检测元件
位置检测元件是进给伺服系统中重要的组成部分,它检测机床工作台的位移、伺服电动机转子的角位移和速度,将信号反馈到伺服驱动装置或数控装置与预先给定的理想值比较,得到的差值用于实现机床位置或速度的控制。
检测元件的精度一般用分辨率表示,它是检测元件所能正确测量的最小数量单位,它由检测元件本身的品质以及测量电路决定
常用位置检测元件
角位移传感器
线位移传感器
数控系统位置检测元件
线位移传感器
在透射式直线光栅中,把主光栅与指示光栅的刻线面相对叠合在一起,中间留有很小的间隙,并使两者的栅线保持很小的夹角。在两光栅的刻线重合处,光从缝隙透过,形成亮带;在两光栅刻线的错开处,由于相互挡光作用而形成暗带,该亮暗带称摩尔条纹。光栅水平方向正反移动时,摩尔条纹上下移动。因为摩尔条纹对栅距的放大作用,摩尔条纹距离为L(L>>W),光敏元件将摩尔条纹转换为脉冲信号。每移动一个栅距,即产生一个脉冲信号。
光栅指标:线/mm
如100线/mm,则栅距W=,若计数脉冲1000,×1000=10mm
原理
数控系统位置检测元件
线位移传感器

尺身
可移动电缆
扫描头
透射式光栅
摩尔条纹
概述
数控系统位置检测元件
线位移传感器
输出信号
数控系统位置检测元件
线位移传感器
倍频技术能在不增加光栅刻线数及价格的情况下提高光栅的分辨力。细分前,光栅的分辨力只有一个栅距的大小。采用4倍频技术后,计数脉冲的频率提高了4倍,相当于原光栅的分辨力提高了3倍,测量步距是原来的1/4,较大地提高了测量精度。
倍频前
倍频后
倍频
有一直线光栅,每毫米刻线数为50,细分数为4细分,则:
分辨力=W/4=(1mm/50)/4
==5m
采用细分技术,在不增加光栅刻线数(成本)的情况下,将分辨力提高了3倍。
数控系统位置检测元件
角位移传感器
编码器

轴式
套式
电信号
二进制编码
脉冲

外观
数控系统位置检测元件
角位移传感器
位置反馈

x
通过测量滚珠丝杠的角位移,间接获得工作台的直线位移x,构成位置半闭环伺服系统。
x=t/360×
螺母
丝杠
螺距
测量方式
数控系统位置检测元件
角位移传感器
90
A
B
A
B
光敏元件所产生的信号A、B彼此相差90相位,用于辨向。当码盘正转时,A信号超前B信号90;当码盘反转时,B信号超前A信号90。
辨向
数控系统位置检测元件