數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)安裝與調(diào)試 教學(xué)課件 作者 唐靜項(xiàng)目3 數(shù)控機(jī)床的位置檢測裝置

項(xiàng)目3數(shù)控機(jī)床的位置檢測裝置項(xiàng)目3數(shù)控機(jī)床的位置檢測裝置任務(wù)3.1位置檢測裝置概述任務(wù)3.2認(rèn)知常用位置檢測裝置任務(wù)3.1位置檢測裝置概述任務(wù)引入：數(shù)控機(jī)床能夠?qū)崿F(xiàn)高精度的零件加工，其中最主要的原因是采用了位置檢測裝置進(jìn)行移動部件的實(shí)際位置檢測。數(shù)控機(jī)床的位置檢測裝置起著測量和反饋的作用，那數(shù)控機(jī)床的位置檢測裝置有哪些分類和要求呢？任務(wù)目標(biāo)：掌握數(shù)控機(jī)床位置檢測方法的分類；了解數(shù)控機(jī)床位置檢測裝置的要求。相關(guān)知識：3.1.1位置檢測方法分類（1）直接測量與間接測量直接測量：位置檢測裝置所測量的對象就是被測量量本身，如直線式檢測裝置測量直線位移、旋轉(zhuǎn)式檢測裝置測量角位移。間接測量：用旋轉(zhuǎn)式檢測裝置反應(yīng)工作臺的直線位移，即通過角位移與直線位移之間的線性關(guān)系計(jì)算出工作臺的直線位移。舉例：絲杠的螺距是5mm，旋轉(zhuǎn)式測量裝置檢測出旋轉(zhuǎn)角度是36°，則工作臺的直線位移是？5mm×36°/360°=0.5mm。（2）增量式測量與絕對式測量增量式測量：只測量位移增量，即工作臺每移動一個(gè)基本的長度單位，檢測裝置就發(fā)出一個(gè)測量信號，此信號通常是脈沖形式。一個(gè)脈沖所代表的基本長度就是分辨率，而通過脈沖計(jì)數(shù)可以得到實(shí)際位移量。舉例：一個(gè)增量式位置檢測裝置的分辨率為0.01mm/脈沖，當(dāng)計(jì)數(shù)到100個(gè)脈沖時(shí)，表示工作臺的移動位移是？——0.01mm/脈沖×100脈沖=1mm。絕對式測量：檢測裝置有一個(gè)固定的零點(diǎn)，被測的任一點(diǎn)的位置都根據(jù)這個(gè)零點(diǎn)有一個(gè)對應(yīng)的測量值，一般以數(shù)據(jù)形式表示。3.1.2位置檢測裝置的要求數(shù)控機(jī)床的加工精度主要由檢測裝置的精度決定。數(shù)控機(jī)床對檢測裝置的主要要求如下：（1）滿足精度和速度要求；（2）壽命長、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)；（3）使用維護(hù)方便，適合機(jī)床運(yùn)行環(huán)境；（4）成本低；（5）便于與計(jì)算機(jī)連接。不同類型的數(shù)控機(jī)床對檢測裝置的精度和速度的要求不同。任務(wù)3.2認(rèn)知常用位置檢測裝置任務(wù)引入：數(shù)控機(jī)床在加工下圖所示的外螺紋時(shí)，能夠保證螺紋車刀每次的進(jìn)刀點(diǎn)和退刀點(diǎn)相同……這一的位置控制是通過什么位置檢測裝置來檢測的呢？又是怎樣檢測的呢？任務(wù)目標(biāo)：掌握接近開關(guān)的功能、分類和接線方法；熟悉光電式編碼器的結(jié)構(gòu)、分類和工作原理；了解光柵尺的功能和安裝方法。相關(guān)知識：3.2.1接近開關(guān)的應(yīng)用接近開關(guān)又稱無觸點(diǎn)行程開關(guān)，當(dāng)有物體移向接近開關(guān)并接近到一定距離時(shí)，接近開關(guān)就能動作，其主要作用是完成位置檢測。（1）電感式接近開關(guān)。（2）電容式接近開關(guān)。（3）光電式接近開關(guān)。（4）霍爾接近開關(guān)。3.2.2編碼器的應(yīng)用編碼器是一種旋轉(zhuǎn)式的角位移檢測元件，通常裝在被檢測的軸上。根據(jù)內(nèi)部結(jié)構(gòu)和檢測方式的不同，編碼器可以分為接觸式、光電式和電磁式三種。光電式的精度與可靠性都優(yōu)于其他兩種，因此在數(shù)控機(jī)床中的應(yīng)用較為廣泛。增量式編碼器由光學(xué)系統(tǒng)、碼盤、檢測光柵、光電轉(zhuǎn)換電路等組成；當(dāng)碼盤隨著工作軸一起轉(zhuǎn)動時(shí)，在光源的照射下，透過碼盤和檢測光柵就會產(chǎn)生忽明忽暗的光信號，該光信號由光電檢測器件讀取后，由光敏元件轉(zhuǎn)換成電信號，通過轉(zhuǎn)換電路的整形、放大、分頻和計(jì)數(shù)后輸出。光電編碼器利用光電轉(zhuǎn)換原理通常輸出三組方波脈沖A、B和Z相。3.2.3光柵尺的應(yīng)用光柵尺也稱之為直線尺，是一種高精度的直線位移傳感器。光柵尺通常由標(biāo)尺光柵（主光柵）和光柵讀數(shù)頭（指示光柵）兩部分配套使用，長的是標(biāo)尺光柵（主光柵），安裝在數(shù)控機(jī)床的