数控原理与系统第2版教学配套课件郑晓峰第六章.pdf

第六章 位置检测装置 光电编码器 光栅检测装置 感应同步器 重点掌握角位移和直线位移检测装置在数 控机床上的应用。 第一节 概 述 一、位置检测装置的作用与要求 数控机床加工中的位置精度，主要取 决于数控机床驱动元件和位置检测装置的 精度。 位置检测装置对于提高数控机床的加 工精度有决定性的作用。 位置检测装置的精度指标主要包括系 统精度和系统分辨率。 系统精度是指在某单位长度或角度内 的最大累积测量误差； 系统分辨率是指位置检测装置能够正 确检测的最小位移量。 位置检测装置应满足如下要求 : 1.在机床工作台移动范围内，能满足 精度和速度的要求。 2.工作可靠,抗干扰能力强，并能长期 保持精度。 3.使用、维护简单方便，成本低。 二、分类 1.绝对式测量和增量式测量 绝对式测量被测的任一点位置都从一个固定的零点算起，每个测量 点 都有一个对应编码。 增量式测量只测量位移增量，每移动一个基本单位长度，检测装置 发 出一个脉冲。每次通电要回参考点。 2.数字式测量和模拟式测量 数字式测量的特点是: (1)被测量量化成脉冲个数，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)测量装置比较简单，脉冲信号抗干扰能力强。 模拟式测量的特点是 : (1)直接测量被测量，无须信号转换； (2)在小量程内可以实现高精度测量。 3.直接测量和间接测量 直接测量是将检测装置直接安装在执 行部件上。 优点—直接反映工作台的直线位移量。 缺点—检测装置要和工作台行程等长。 间接测量—通过对与工作台运动相关联的 伺服电动机输出轴式丝杠回转运动的测 量，间接地反映工作台位移。 优点—可靠方便，无长度限制。 缺点—测量信号加入了机械运动传动链的 误差，从而影响测量精度。 第二节 光电编码器 光电编码器—角位移检测装置。 将被测角位移转换成数字（脉冲）信号表 示—脉冲编码器。 没有累积误差。 可用来检测转速。 一、种类 增量式 绝对式 二、增量式光电编码器 增量式光电编码器—光电盘。 1一转轴 2—LED 3一光 栏板 4一零基准槽 图6-2 增量式光电编码器结构及其输出信号 5一光电元件 6一编码盘 7一印制电路板 8一电源及信号线连接座 正向脉冲 与门 反向脉冲 电路 图6-3 光电盘辨向环节逻辑图及波形 分辨率α： 360  刻线数细分倍数 例如，光电盘刻线数为900条，配合电子四等分细分 电路，则其分辨率为： 360 0.1   900 4  若数控设备移动工作台丝杠螺距L =12mm， 0 则对应单位角位移的脉冲当量δ为： a 0.1   L12 0.003mm mm 0 360 360