数控系统位置检测元件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,数控系统位置 检测元件,1,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,2,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,3,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,=0.01mm,，若计数脉冲,1000,，则光栅移动距离为,0.011000=10mm,原 理,数控系统位置检测元件,4,线位移传感器,1.,直线光栅,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,5,线位移传感器,输出信号,数控系统位置检测元件,6,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,=0.005mm=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,7,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,8,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,9,角位移传感器,1 1 1 1 337.5,输出,n,位二进制编码，每一个编码对应唯一的角度。,0 0 0 0 0,0 0 0 1 22.5 ,0 0 1 0 45,1 1 1 1 337.5,1.,绝对式测量,（,ABS,）,二进制编码,数控系统位置检测元件,10,角位移传感器,4,位二进制码盘,4,个电刷,（导电为“,1”,，非导电为“,0”,）,最小分辨角,360,2,n,当,n,4,，,360,2,4,22.5,分辨角,数控系统位置检测元件,11,角位移传感器,绝对式光电码盘,增量式光电码盘,码盘,数控系统位置检测元件,12,角位移传感器,输出信号为一串脉冲，每一个脉冲对应一个分辨角,，对脉冲进行计数,N,，就是对,的累加，即，角位移,N,。,如：,0.352,，脉冲,N,1000,，则：,0.3521000,352,2.,增量式测量（,INC,）,输出信号及分辨角,数控系统位置检测元件,13,角位移传感器,码盘,光栏板,LED,零位标志（一转脉冲）,光敏元件,360,条纹数,透光条纹,内部结构,数控系统位置检测元件,14,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,15,角位移传感器,A,B,A,B,A,超前于,B 90,，正向,A,滞后于,B 90,，反向,辨向脉冲信号,数控系统位置检测元件,16,角位移传感器,/,4,细分前,4,细分后,在现有编码器的条件下，通过细分技术能提高编码器的分辨力。细分前，编码器的分辨力只有一个分辨角的大小。采用,4,细分技术后，计数脉冲的频率提高了,4,倍，相当于将原编码器的分辨力提高了,3,倍，测量分辨角是原来的,1/4,，提高了测量精度。,倍频,数控系统位置检测元件,17,角位移传感器,一转,（,360,）,C,C,在码盘里圈，还有一条狭缝,C,，每转能产生一个脉冲，该脉冲信号又称“一转信号”或零标志脉冲，作为测量的起始基准。,零标志,数控系统位置检测元件,18,谢谢！,严巍,2010.11.27,19,