檢測(cè)裝置
位置檢測(cè)裝置是數(shù)控機(jī)床的重要組成部分。通常安裝在機(jī)床的工作臺(tái)或絲杠上,不斷地將工作臺(tái)的位移量檢測(cè)出來,并發(fā)出反饋信號(hào)與書空裝置發(fā)出的指令信號(hào)相比較,若有偏差,竟放大后控制執(zhí)行部件,使其向著消除偏差的方向運(yùn)動(dòng),直至偏差等于零為止。數(shù)控機(jī)床的加工精度和定位精度主要取決于檢測(cè)裝置。通常,檢測(cè)裝置的檢測(cè)精度為±0.001~0.02mm/m,分辨力為0.001~0.01mm/m,能滿足機(jī)床工作臺(tái)以1~10mm/min的速度移動(dòng)。對(duì)位置檢測(cè)裝置的要求是:工作可靠,抗干擾性強(qiáng);能滿足精度和速度的要求;使用維修方便;適合機(jī)床的工作環(huán)境;成本低。目前數(shù)控機(jī)床上經(jīng)常使用的檢測(cè)裝置分類見表7-2。
表7-2位置檢測(cè)裝置分類
類型 |
數(shù)字型 |
模擬型 |
增量式 |
絕對(duì)式 |
增量式 |
絕對(duì)式 |
回轉(zhuǎn)型 |
圓光柵 |
編碼盤 |
旋轉(zhuǎn)變壓器,圓感應(yīng)同步器圓形磁柵 |
多極旋轉(zhuǎn)變壓器 |
直線型 |
長(zhǎng)光柵激光干涉儀 |
編碼尺 |
直線感應(yīng)同步器,磁柵,容柵 |
絕對(duì)值式磁尺 |
(1)感應(yīng)同步器
1)感應(yīng)同步器的工作原理,感應(yīng)同步器是一種電磁式的高精度位移檢測(cè)元件、按其結(jié)構(gòu)方式的不同可分為直線式和旋轉(zhuǎn)式兩種,前者用于長(zhǎng)度測(cè)量,后者用于角度測(cè)量、感應(yīng)同步器是利用電磁耦合原理,將位移或轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào),借以進(jìn)行位置檢測(cè)和反饋控制,在數(shù)控機(jī)床上使用極為普遍。直線感應(yīng)同步器中有定尺和滑尺兩部分(見圖7-22)。
定尺與滑尺平行安裝、且保持一定間隙。定尺固定不動(dòng),當(dāng)滑尺移動(dòng)時(shí),在定尺上產(chǎn)生感應(yīng)電壓,通過對(duì)敏感應(yīng)電壓的測(cè)量,一 精確地測(cè)量出位移量,滑尺有兩個(gè)激磁繞組,即正弦繞組A和余弦組B,它們?cè)诳臻g位置上相差1/4節(jié)距,借距用2τ表示。其值一般為2mm。定尺上的繞組是連續(xù)分布的。工作時(shí),當(dāng)滑尺的繞組上加上一定頻率的交流電壓后,根據(jù)電磁感應(yīng)原理,在定尺上將感應(yīng)出相同頻率的感應(yīng)電壓。
圖7-23所示為滑尺在不同位置時(shí)定尺上的感應(yīng)電壓,當(dāng)定尺與滑尺繞組重合時(shí),如圖中a點(diǎn),這時(shí)感應(yīng)電壓最大。當(dāng)滑尺相對(duì)于定尺平行移動(dòng)后,感應(yīng)電壓便逐漸減小,在錯(cuò)開1/4節(jié)距的b點(diǎn)時(shí)感應(yīng)電壓為零。再繼續(xù)移動(dòng)到1/2節(jié)距的c點(diǎn)時(shí),得到的電壓值與a點(diǎn)位置相同,但極性相反,隨后感應(yīng)電壓在3/4節(jié)距位置d點(diǎn)時(shí)又變?yōu)榱,在移?dòng)一個(gè)節(jié)距到e點(diǎn)時(shí),電壓幅值與a點(diǎn)位置相同。這樣滑尺在移動(dòng)一個(gè)節(jié)距的過程中,感應(yīng)電壓變化了一個(gè)余弦波形。由此可見,在激磁繞組中加上一定的交變激磁電壓,感應(yīng)繞組中就產(chǎn)生相同頻率的感應(yīng)電壓,其幅值大小隨著滑尺移動(dòng)作余弦規(guī)律變化;咭苿(dòng)一個(gè)節(jié)距,感應(yīng)電壓變化一個(gè)周期,感應(yīng)同步器就是利用這個(gè)個(gè)感應(yīng)電壓的變化來進(jìn)行位置檢測(cè)的