数控机床位置检测装置
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数控机床对检测装置的主要要求和分类
位置检测装置的组成:位置检测装置由检测元件(传感器)和信号处理装置组成。
位置检测装置的作用:实时测量执行部件的位移和速度信号,并变换成位置掌握单元所要求的信号形式。
是闭环、半闭环进给伺服系统的重要组成部分。
闭环和半闭环数控机床的加工精度在很大程度上由位置检测装置的精度打算,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,必需细心选择位置检测装置。
位置检测装置的精度:系统精度和辨别率。
1、数控机床对检测装置的主要要求
(1)受温、湿度影响小,工作牢靠,抗干扰力量强;
(2)在机床移动范围内满意精度和速度要求;
(3)使用维护便利,适合机床运行环境;
(4)成本低;
(5)易于实现高速的动态测量。
2、位置检测装置分类
数控系统中的检测装置分为位移、速度和电流三种类型。
(1)安装的位置及耦合方式——直接测量和间接测量;
(2)测量方法——增量型和肯定型;
(3)检测信号的类型——模拟式和数字式;
(4)运动型式——回转型和直线型;
(5)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。
数控机床位置检测装置分类数控机床检测装置的种类许多。
若按被测量的几何量分,有回转型(测角位移)和直线型(测线位移);若按检测信号的类型分,有数字式和模拟式;若按检测量的基准分,有增量式和肯定式。
如表1所示。
对于不同类型的数控机床,因工作条件和检测要求不同,可采纳不同的检测方式。
表1 位置检测装置分类1.增量式与肯定式1)增量式检测方式增量式检测方式单纯测量位移增量,移动一个测量单位就发出一个测量信号。
其优点是检测装置比较简洁,任何一个对中点均可作为测量起点;缺点是对测量信号计数后才能读出移距,一旦计数有误,此后的测量结果将全错;同时发生故障时(如断电、断刀等)不能再找到事故前的正确位置,事故排解后,这时必需将工作台移至起点重新计数才能找到事故前的正确位置。
2)肯定式测量方式肯定式测量方式中,被测量的任一点的位置都以一个固定的零点作基准,每一被测点都有一个相应的测量值。
这样就避开了增量式检测方式的缺陷,但其结构较为简单。
2.数字式与模拟式1)数字式测量方式数字式检测是将被测量单位量化以后以数字形式表示,测量信号一般为电脉冲,可以直接把它送到数控装置进行比较、处理。
数字式检测装置的特点是:(1)被测量量化后转换成脉冲个数,便于显示和处理;(2)测量精度取决于测量单位,与量程基本无关;(3)检测装置比较简洁,脉冲信号抗干扰力量强。
2)模拟式测量方式模拟式检测是将被测量用连续的变量来表示,如用相位变化、电压变化来表示。
主要用于小量程测量。
它的主要特点是:(1)直接对被测量进行检测,无需量化;(2)在小量程内可以实现高精度测量;(3)可用于直接检测和间接检测。
3.直接测量与间接测量1)直接测量对机床的直线位移采纳直线型检测装置测量,称为直接检测。
其测量精度主要取决于测量元件的精度,不受机床传动精度的影响。
但检测装置要与行程等长,这对大型数控机床来说,是一个很大的限制。
2)间接测量对机床的直线位移采纳回转型检测元件测量,称为间接测量。