位置检测装置课件

第七章位置检测装置1位置检测装置是数控机床的重要组成部分。主要作用是检测位移和速度，并发出反馈信号，构成闭环或半闭环控制。数控机床对位置检测装置的要求如下：（1）工作可靠，抗干扰能力强；（2）满足精度和速度的要求；（3）易于安装，维护方便，适应机床工作环境；（4）成本低。6.1 6.1 概述概述淮海工学院位置检测装置是数控机床的重要组成部分。2位置检测装置分类方法位置检测装置分类方法：（一）（一）直接测量和间接测量直接测量和间接测量1.直接测量2.间接测量6.1 6.1 概述概述淮海工学院位置检测装置分类方法：6.1概述淮海工学院3（二）（二）数字式测量和模拟式测量数字式测量和模拟式测量1.数字式测量2.模拟量测量（三）（三）增量式测量和绝对式测量增量式测量和绝对式测量1.增量式测量2.绝对式测量6.1 6.1 概述概述淮海工学院6.1概述淮海工学院4一、结构与工作原理一、结构与工作原理旋转变压器是一种角位移测量装置，由定子和转子组成。旋转变压器的工作原理与普通变压器基本相似，其中定子绕组作为变压器的一次侧，接受励磁电压。转子绕组作为变压器的二次侧，通过电磁耦合得到感应电压，只是其输出电压大小与转子位置有关。6.2 6.2 旋转变压器旋转变压器淮海工学院一、结构与工作原理6.2旋转变压5图图6-1 旋转变压器工作原理旋转变压器工作原理淮海工学院图6-1旋转变压器工作原理淮海工学院6二、应用二、应用 旋转变压器作为位置检测装置，有两种典型工作方式，鉴相式和鉴幅式。鉴相式是根据感应输出电压的相位来检测位移量；鉴幅式是根据感应输出电压的幅值来检测位移量。6.2 6.2 旋转变压器旋转变压器淮海工学院二、应用6.2旋转变压器淮海工学院7一、结构与工作原理一、结构与工作原理感感应应同同步步器器按按其其结结构构特特点点一一般般分分为为直直线线式式和旋转式两种。和旋转式两种。直直线线式式感感应应同同步步器器由由定定尺尺和和滑滑尺尺组组成成，用用于直线位移测量。于直线位移测量。旋旋转转式式感感应应同同步步器器由由转转子子和和定定子子组组成成，用用于角位移测量。于角位移测量。以以直直线线式式感感应应同同步步器器为为例例，介介绍绍其其结结构构和和工作原理。工作原理。6.3 6.3 感应同步器感应同步器淮海工学院一、结构与工作原理6.3感应同步器淮海工8图图6-2 直线感应同步器结构直线感应同步器结构淮海工学院图6-2直线感应同步器结构淮海工学院9图图6-3 感应电压幅值与定尺滑尺相对位置关系感应电压幅值与定尺滑尺相对位置关系工作原理工作原理淮海工学院图6-3感应电压幅值与定尺滑尺相对位置关系工作原理淮海工10二、应用二、应用 感应同步器作为位置测量装置安装在数控机床上，它也有两种工作方式，鉴相式和鉴幅式。6.3 6.3 感应同步器感应同步器淮海工学院二、应用6.3感应同步器淮海工学院11图图6-4 感应同步器鉴相测量系统框图感应同步器鉴相测量系统框图1.鉴相式系统鉴相式系统淮海工学院图6-4感应同步器鉴相测量系统框图1.鉴相式系统淮海工学122.鉴幅式系统鉴幅式系统图图6-5 鉴幅式伺服系统原理框图鉴幅式伺服系统原理框图淮海工学院2.鉴幅式系统图6-5鉴幅式伺服系统原理框图淮海工学院13脉脉冲冲编编码码器器是是一一种种旋旋转转式式脉脉冲冲发发生生器器，能能把把机机械械转转角角变变成成电电脉脉冲冲，是是数数控控机机床床上上使用很广泛的位置检测装置。使用很广泛的位置检测装置。脉冲编码器类：脉冲编码器类：一、绝对式编码器一、绝对式编码器二、增量式脉冲编码器二、增量式脉冲编码器6.4 6.4 脉冲编码器脉冲编码器淮海工学院脉冲编码器是一种旋转式脉冲发生器，能把14a)b)图图 6-6 四位二进制编码盘四位二进制编码盘淮海工学院a)15淮海工学院淮海工学院16图图6-9 光电式脉冲编码器结构示意图光电式脉冲编码器结构示意图淮海工学院图6-9光电式脉冲编码器结构示意图淮海工学院17一、结构光栅分为透射光栅和反射光栅，透射光栅分辨率较反射光栅高，其检测精度可达1m以上。从形状上看，又可分为圆光栅和直线光栅。圆光栅用于测量转角位移，直线光栅用于检测直线位移。直线光栅通常包括一长和一短两块配套使用，其中长的称为标尺光栅或长光栅，一般固定在机床移动部件上，要求与行程等长。短的为指示光栅或短光栅，装在机床固定部件上。两光栅尺是刻有均匀密集线纹的透明玻璃片。线纹之间距称为栅距。6.5 6.5 光栅光栅淮海工学院一、结构6.5光栅淮海工学院18二、工作原理二、工作原理莫尔条纹具有如下特点：莫尔条纹具有如下特点：1.放大作用放大作用2.均化误差作用均化误差作用3.莫莫尔尔条条纹纹的的移移动动与与栅栅距距的的移移动动成成比比例例6.5 6.5 光栅光栅淮海工学院二、工作原理6.5光栅淮海工学院19P标尺光栅标尺光栅图图6-10 莫尔条纹莫尔条纹淮海工学院20图图6-11 光栅测量系统光栅测量系统淮海工学院图6-11光栅测量系统淮海工学院21三、应用三、应用对脉冲计数可得到工作台的移动距离。6.5 6.5 光栅光栅淮海工学院三、应用6.5光栅淮海工学院22