第5章数控机床的位置检测装置祥解.ppt

四、旋转编码器 旋转编码器是一种旋转式的角位移检测装置，在数控机床中得到了广泛的使用。旋转编码器通常安装在被测轴上，随被测轴一起转动，直接将被测角位移转换成数字(脉冲)信号，所以也称为旋转脉冲编码器，这种测量方式没有累积误差。旋转编码器也可用来检测转速。 图5.2增量式光电编码器外形结构图 当光电盘随被测工作轴一起转动时，每转过一个缝隙，光电管就会感受到一次光线的明暗变化，使光电管的电阻值改变，这样就把光线的明暗变化转变成电信号的强弱变化，而这个电信号的强弱变化近似于正弦波的信号，经过整形和放大等处理，变换成脉冲信号。通过计数器计量脉冲的数目，即可测定旋转运动的角位移；通过计量脉冲的频率，即可测定旋转运动的转速，测量结果可以通过数字显示装置进行显示或直接输入到数控系统中。 增量式光电编码器外形结构见图5.2。实际应用的光电编码器的光栏板上有两组条纹A、A和B、B，A组与B组的条纹彼此错开1／4节距，两组条纹相对应的光敏元件所产生的信号彼此相差90°相位，用于辨向。此外，在光电码盘的里圈里还有一条透光条纹C(零标志刻线)，用以每转产生一个脉冲，该脉冲信号又称零标志脉冲，作为测量基准。 图5.10 莫尔条纹形成的原理 五、光栅的组成结构和检测原理 光栅是一种在透明玻璃上或金属的反光平面上刻上平行、等距的密集刻线，制成的光学元件。数控机床上用的光栅尺，是利用两个光栅相互重叠时形成的莫尔条纹现象，制成的光电式位移测量装置。 当光线平行照射光栅时，由于光的透射及衍射效应，在与线纹垂直的方向上，准确地说，在与两光栅线纹夹角θ的平分线相垂直的方向上，会出现明暗交替、间隔相等的粗条纹，这就是“莫尔干涉条纹”，简称莫尔条纹。图5.10是莫尔条纹形成的原理图。 第6章 数控机床的可编程控制器（PLC） 传统的继电接触器控制具有结构简单、易于掌握、价格便宜等优点，在工业生产中应用甚广。但是，这些控制装置体积大、动作速度较慢、耗电较多、功能少，特别是传统的继电器—接触器控制采用的是固定接线方式，一旦生产过程有所变动，就得重新设计线路和连线安装，不利于产品的更新换代。目前大都用可编程控制器取代。 一、可编程序控制器的主要特点 1.可靠性高、抗干扰能力强 工业生产一般对控制设备的可靠性有很高的要求：要能够在恶劣的环境中可靠地工作，控制设备应具有很强的抗干扰能力。 2. 控制系统构成简单、通用性强 PLC是一种存储程序控制器，其输入和输出设备与继电接触器控制系统类似，但它们可直接连接在PLC的I/O端。 3.编程简单、使用、维护方便 编程简单是PLC优于微机的另一特点。PLC的设计宗旨之一是方便使用，目前大多数的PLC均可采用与实际电路接线图非常接近的梯形图编程，这种编程语言形象直观，易于掌握，只要具有一定电工和工艺知识的人就可在短时间内学会。 4.组合方便、功能强、应用范围广 现代的PLC不仅具有逻辑运算、定时、计数、步进等功能，而且还能完成A/D（模拟量/数字量）、D/A（数字量/模拟量）转换，数字运算和数据处理以及通信联网、生产过程控制等。 5.体积小、重量轻、功耗低 PLC采用了半导体集成电路，外形尺寸很小，重量轻，同时功耗也很低，空载功耗约l.2W。 二、 PLC程序的表达方式 PLC备有多种编程语言，供用户选用。由于PLC是为在工业环境中应用而设计的，对PLC编程时可以不考虑其内部的复杂结构，也不必使用计算机的编程语言，而把PLC内部看作是由许多“软继电器”等逻辑部件组成的。利用PLC所提供的编程语言，按照用户不同的控制任务和要求编制不同的应用程序，这就是PLC的应用程序设计。 三、PLC中常用的编程语言有梯形图、语句表、功能表图等。 1.梯形图编程 梯形图是各种PLC通用的一种图形编程语言，在形式上类似于继电器控制电路。它直观、易懂，是目前应用最多的一种编程语言。 2.语句表编程 语句表又叫做指令表，在形式上类似于计算机汇编语言。它是用指令的助记符来编程的，通常一条指令由步序号、助记符和元件号三部分组成。 图6.10 装载位操作指令的应用示例 如图6.10所示的逻辑操作指令功能是：当输入点I0.0与输入点I 0.1的状态都为“l”时，Q 0.0为“l”，上面的输入点I0.0与输入点I 0.1的逻辑关系为“与” ；而输入点I0.0或输入点I0.1只要某一个为“l”状态，即可使Q 0.2输出“l”，这时输入点I0.0与输入点I 0.1的逻辑关系为“或” 。 图6.13复杂逻辑关系及程序表达方法 例6-1：分析图6.13左图所示的梯形图，写出对应的指令表。分析：图6.13所示的程序中第一段为“或”装载关系，第二段为“与”装载关系。也就是说：第一段的OLD指令把两个串联环节“并联”起来，而第二段的ALD指令把两个并联环