外文翻译--数字控制的发展及数控用传感器

英文原文： C C he C of As C of in C in to of to A of in it to In to of by of in of be as of A of to in by be or an to in in as as of or as of a is to is in or in it to in as is as by NC or C on a In ,000 to a of of be to C ti of of NC of oc NC he NC in on at it is in is to in NC to of of to , be in an an be be to C be be to or of as it to of of In of is to is to a C of be of is an is to is a ac in of a 20of a 0 As as an by a is in of is to of t is a a of 44 60 to a of of as in of C as be as or of a at of 0 mm 50 mm 0 a or of is to a An 60 60 if an 500 is to a 25 mm a be mm of be by if so of be by of of to of An be to as a of to be he in of to As of do to in in of 0 is by of of in a a is 0 of is by t of a to a is or of 50 mm An in a a is to 00 mm to In is a is by ac in is to of is te a d 2d 2c o be 0 to of at 中文译文： 数字控制的发 展及数控用传感器 第一代数控装置采用的是真空管，继电器及复杂的机械控制接口；第二代数控装置则采用了小型电子管及后来的固体电路。随着计算机技术的不断发展， 置以历史上最快的速度得到了发展；第三代数控装置采用了性能好得多的集成电路。随着计算机的硬件越来越便宜，可靠性越来越好，数控装置制造商首次引入 术。在专用设备中，使用 存储程序，从而使 统问世。 统成功的应用于几乎每一个制造工艺，如在加工中心和车削中心上完成钻、铣和车削加工，还应用于玻璃切割、模型制造、电火花加工、钢铁厂轧轧辊磨 削、坐标测量、电子束焊接、弯管、制图、印刷电路板、绕线、功能测试、机器人及许多其他的工艺。 研制开发 了一套预先编制好的子程序，叫做固定循环供日常使用，这些程序记录了在 ，失去电后仍然保存。加工程序可以存入存储器，并从存储器取出指令来操作机床；除具有编辑功能外，还可避免出现由读带错误所产生的一些问题。 除有许多固定循环可供任选择外，还设有显示装置（ 可显示存储器内零件程序的编辑，对各种循环内出现的问题可发出报警，并能显示几百个诊断信息。机床的几乎每个功能均与系统连在一起，操作期间可进行监控， 采用恒线速控制，能不断使主保持在最佳切削转速，从而使主轴加速时间减至最小。除传统的直角座标直线和圆弧插补外，还采用了极座标和螺旋线插补；由编码或内部参数所设定的安全区域建立了电子防撞壁可防止刀具碰撞，这些特性标志着制造和金属切削工业水平达到了高技术。 传动系统的改进和采用微处理机或小型计算机一样，对系统是最重要。进给传动通常称作伺服传动，它用电动机和接收 动指令的控制装置组成。其性能如何将影响 统的精度，可靠性和灵活性。虽然开环系统经技术改进后可用于连续控制系统，但一般仍用于简单的点位或定位系统 中。闭环系统比开环系统更精确，更可靠，但成本也较高。尽管仍有许多 统采用液压或肪冲马达，但直流驱动装置已在相当大荡围内得到应用。在多数情况下，驱动设备是从专门经营驱动系统的制造商处购买。这些永久磁铁磁场的直流伺服电机转速范围从 3000 转 /分到 1 转 /分也不失速。这些伺服电机具有性能好，峰值转矩惯性低等特点，使系统响应达最佳化。大多数驱动系统可选用晶体管化的可控硅整流器或全程放大电压的脉宽调制。它能驱动任何丝杠，其内部电流环响应快，可对扭矩负载失调进行可靠调整，还有一个高增益的前置放大器，可用来接高带宽 速度环。 直流驱动装置加上轴的固有刚度对 统实现加减速，停止及恒速等功能是必不可少的。它还可应用于机器人，传送线，航模，绘图仪等领域。由于这些驱动装置均为无级变速和全反馈，帮对各种规格的电机都可实现最佳控制。随着齿轮箱和离合器的去除，第三代 统驱动装置的成本也随之大大减小。 第四代采用微处理机的 统在许多情况下采用磁泡存储器。磁泡是在非磁性基片上造成的磁性石晶体，大小为 23 微米，可用作永久性数据存储器。虽然目前磁泡存储器在大计算机中还缺乏竞争力。但其价格正在接近磁盘存储器。它在车间环境中 对温度变化，防尘和防震要求低而可靠性又高，通用数字公司推荐使用磁泡存储器的第四代 日立公司认为磁泡用于数字控制（ 比较经济。 第四代 优点是增加了零件程序存储器的储存量，减少了印刷电路板，可编程接口，存储器快速存取，参数子程序，宏指令能力等功能。 用户可将专用的固定循环直接写进“用户宏指令”中，这比通常的固定循环更经济，更有效。可对零件程序中带 环的变量子程序进行数学，微处理机可控制计算及运动指令。在加工过程中测出超差时将反馈，自动对刀具补偿值进行修正以达到所要求的零件尺寸。 数 控的位置装置反馈装置可分为两大类，即旋转型和直线型传感器。旋转型传感器可直接或者经过精密传动装置与丝杠相连。这种装置通过测定角度来间接测出刀架的位置，而进给传动比与刀架的直线运动相同。直线型传感器则是指示刀架的位置，其传感器的一部分固定在机床的部件上，而另一部分装在可动部件上。 这种传感器由于其紧凑性以及灵活性而广泛用于数控机床上。主要有分解器和编码器两种：分解器是一种将模拟量输入转换成数字量输出的传感器；而编码器则直接输出数字数据。 结构上与同步机相似。是一种小而简单的圆筒型交流电机， 同步机定子由三个间隔 120 度的绕组组成，而分解器定子是由两个间隔 90 度的绕组组成。转子旋转时候，同步机和分解器相当于旋转变压器，定子和转子间存在感应耦合。励磁转子绕组时，在定子绕组中会产生一感应电压，这感应电压的大小与转子线圈轴和定子线圈轴间夹角的余弦值成正比。 这种感应同步器象一个带多极（ 144 或 360 极）和一个转子线圈的分解器。由于极数多，故每一转的输出信号大量增加（ 1/2 极数）。 这种编码器广泛用于数控机床的位置和运动的检测元件。可分为增量编码器和绝对值编码器两种。 光增量编 码器由一个按一定间隔、精确刻线的玻璃盘组成。盘的直径范围为 60150线数为 102500 条。此盘在光源和单个或多个光电极管间旋转，刻线使光电束通或断，将所产生的脉冲信号经过放大后以矩形波的形式输出，有 360 条刻线的编码器没转产生 360 个脉冲，若将有 2500 条刻线的编码器直接与一个螺距为 25没每个脉冲使刀架移动 通过齿条和小齿轮，精密传动装置和调速皮带等机械放大装置来进一步提高分辨率。用两个轨迹的刻线就可检测转向，故可采用两个光电管系统读同一盘，在此情况下，两组刻线 相位差为 90 度。将两个轨迹来的 信号送给可区分两种信号的方向检测逻辑线路，并检测其相互关系。可采用指示脉冲作为零基准位，就可对轴的角度增量进行记数。 这种传感器的工作原理与旋转型传感器十分相似，由于它们是直接测量刀架位置，故不需要诸如丝杠和螺母副及传动装置等精度高的中间环节，这样就不存在由中间环节所产生的误差。主要有以下几种型式： 透明的指示光栅 R 和刻度光栅 R 的原理类似于直线分度。两光栅 R 间的相对运动产生交替的明暗条纹（摩尔条纹）。明暗条纹的宽度为 20 微米，光电二极管用来检测光的通断。其电阻 随光的强度而变，从而产生电脉冲。计数器按光栅 R 每移动 5 或 10 微米产生一个计数脉冲，并对这些周期信号进行计数，从而可确定总的行程。 它由一个通常固定在机床床身上的刻度尺和一滑尺组成，刻度尺由 250 毫米长的钢或铝制成，外包绝缘层。波形为连续方波的线圈（周期节距一般为 2毫米）和刻度尺相连。约 100 毫米长的滑尺有两个独立的但相同的线圈轨道，线圈轨道和面向刻度尺的表面相连。 工作时感应同步器如一多极分解器，当刻度尺（转子）由交流信号 两个滑尺（转子）绕组由 感应的电压与滑尺间距的正弦和余弦成正比。若 d 为周期节距的间距，而 y 为一节距内滑尺的位移量，则横过滑尺绕组的端电压： d 2d 2c o 滑尺线圈以相位差 90 度交替励磁，从而可在刻度尺线圈内产生与输出信号相位差对应的直线位移量。