应用于数控系统的检测元件.pptx

数控系统位置数控系统位置 检测元件检测元件 概述概述数控系统位置检测元件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 常用位置检测元件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数控系统位置检测元件 线位移传感器线位移传感器 在在透透射射式式直直线线光光栅栅中中，把把主主光光栅栅与与指指示示光光栅栅的的刻刻线线面面相相对对叠叠合合在在一一起起，中中间间留留有有很很小小的的间间隙隙，并并使使两两者者的的栅栅线线保保持持很很小小的的夹夹角角。在在两两光光栅栅的的刻刻线线重重合合处处，光光从从缝缝隙隙透透过过，形形成成亮亮带带；在在两两光光栅栅刻刻线线的的错错开开处处，由由于于相相互互挡挡光光作作用用而而形形成成暗暗带带，该该亮亮暗暗带带称称摩摩尔尔条条纹纹。光光栅栅水水平平方方向向正正反反移移动动时时，摩摩尔尔条条纹纹上上下下移移动动。因因为为摩摩尔尔条条纹纹对对栅栅距距的的放放大大作作用用，摩摩尔尔条条纹纹距距离离为为L（LW），光光敏敏元元件件将将摩摩尔尔条条纹纹转转换换为为脉脉冲冲信信号号。每每移移动动一一个个栅栅距距，即即产产生生一一个个脉脉冲冲信号。信号。光栅指标：线光栅指标：线/mm 如如100线线/mm，则则栅栅距距W=0.01mm，若若计计数数脉脉冲冲1000，则则光光栅栅移移动动距距离离为为0.011000=10mml 原原 理理数控系统位置检测元件数控系统位置检测元件 线位移传感器线位移传感器1.直线光栅直线光栅尺身尺身可移动电缆可移动电缆扫描头扫描头透射式光栅透射式光栅摩尔条纹摩尔条纹l 概概 述述数控系统位置检测元件数控系统位置检测元件 线位移传感器线位移传感器l 输出信号输出信号数控系统位置检测元件数控系统位置检测元件 线位移传感器线位移传感器 倍倍频频技技术术能能在在不不增增加加光光栅栅刻刻线线数数及及价价格格的的情情况况下下提提高高光光栅栅的的分分辨辨力力。细细分分前前，光光栅栅的的分分辨辨力力只只有有一一个个栅栅距距的的大大小小。采采用用4 4倍倍频频技技术术后后，计计数数脉脉冲冲的的频频率率提提高高了了4 4倍倍，相相当当于于原原光光栅栅的的分分辨辨力力提提高高了了3 3倍倍，测测量量步步距距是是原原来来的的1/41/4，较大地提高了测量精度。，较大地提高了测量精度。倍频前倍频前 倍频后倍频后l 倍倍 频频 有有一一直直线线光光栅栅，每每毫毫米米刻刻线线数数为为50，细分数为，细分数为4细分，则：细分，则：分辨力分辨力 =W/4=（1mm/50）/4=0.005mm=5 m 采采用用细细分分技技术术，在在不不增增加加光光栅栅刻刻线线数数（成成本本）的的情情况况下下，将将分分辨辨力力提提高了高了3倍。倍。数控系统位置检测元件数控系统位置检测元件 角位移传感器角位移传感器 编码器 轴式轴式套式套式电信号电信号二进制编码二进制编码脉冲脉冲 l 外观外观数控系统位置检测元件数控系统位置检测元件 角位移传感器角位移传感器位置反馈位置反馈 x 通通过过测测量量滚滚珠珠丝丝杠杠的的角角位位移移，间间接接获获得得工工作作台台的的直直线线位位移移x x，构构成成位位置置半半闭闭环环伺服系统。伺服系统。xt/360 螺母螺母丝杠丝杠螺距螺距l 测量方式测量方式数控系统位置检测元件数控系统位置检测元件 角位移传感器角位移传感器1 1 1 1 337.5 输出输出n位二进制编码，每一个位二进制编码，每一个编码对应唯一的角度。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.绝对式测量绝对式测量（ABS）l 二进制编码二进制编码数控系统位置检测元件数控系统位置检测元件 角位移传感器角位移传感器4位二进制码盘位二进制码盘4个电刷个电刷（导电为（导电为“1”1”，非导电为，非导电为“0”0”）最小分辨角最小分辨角 3602n 当当n4，3602422.5 l 分辨角分辨角数控系统位置检测元件数控系统位置检测元件 角位移传感器角位移传感器绝对式光电码盘绝对式光电码盘增量式光电码盘增量式光电码盘l 码盘码盘数控系统位置检测元件数控系统位置检测元件 角位移传感器角位移传感器 输输出出信信号号为为一一串串脉脉冲冲，每每一一个个脉脉冲冲对对应应一一个个分分辨辨角角，对对脉脉冲冲进进行行计计数数N，就就是是对对 的的累累加加，即，角位移即，角位移 N。如如：0.352，脉脉冲冲N1000，则：，则：0.352 1000 352 2.增量式测量（增量式测量（INC）l 输出信号及分辨角输出信号及分辨角数控系统位置检测元件数控系统位置检测元件 角位移传感器角位移传感器码盘码盘光栏板光栏板LED零位标志（一转脉冲）零位标志（一转脉冲）光敏元件光敏元件 360条纹数条纹数 透光条纹透光条纹l 内部结构内部结构数控系统位置检测元件数控系统位置检测元件 角位移传感器角位移传感器90 ABAB 光光敏敏元元件件所所产产生生的的信信号号A、B彼彼此此相相差差90 相相位位，用用于于辨辨向向。当当码码盘盘正正转转时时，A信信号号超超前前B信信号号90；当当码码盘盘反反转转时时，B信信号号超超前前A信信号号90。l 辨向辨向数控系统位置检测元件数控系统位置检测元件 角位移传感器角位移传感器ABABA 超前于超前于B 90，正向，正向A 滞后于滞后于B 90，反向，反向l 辨向脉冲信号辨向脉冲信号数控系统位置检测元件数控系统位置检测元件 角位移传感器角位移传感器 /4细分前细分前4细分后细分后 在在现现有有编编码码器器的的条条件件下下，通通过过细细分分技技术术能能提提高高编编码码器器的的分分辨辨力力。细细分分前前，编编码码器器的的分分辨辨力力只只有有一一个个分分辨辨角角的的大大小小。采采用用4细细分分技技术术后后，计计数数脉脉冲冲的的频频率率提提高高了了4倍倍，相相当当于于将将原原编编码码器器的的分分辨辨力力提提高高了了3倍倍，测测量量分分辨辨角角是是原原来来的的1/4，提提高了测量精度。高了测量精度。l 倍频倍频数控系统位置检测元件数控系统位置检测元件 角位移传感器角位移传感器 一转（360）CC 在在码码盘盘里里圈圈，还还有有一一条条狭狭缝缝C，每每转转能能产产生生一一个个脉脉冲冲，该该脉脉冲冲信信号号又又称称“一一转转信信号号”或或零零标标志志脉脉冲冲，作作为为测量的起始基准。测量的起始基准。l 零标志零标志数控系统位置检测元件数控系统位置检测元件 谢谢！谢谢！严巍 2010.11.27