CNC 數(shù) 控 機(jī) 床 的 檢 測 裝 置 主 要 內(nèi) 容 概 述 旋 轉(zhuǎn) 變 壓 器 感 應(yīng) 同 步 器 光 柵 編 碼 器 CNC 一 、 概 述作 用 ： 檢 測 位 移 （ 線 位 移 或 角 位 移 ） 和 速 度 ，發(fā) 送 反 饋 信 號 至 數(shù) 控 裝 置 ， 構(gòu) 成 伺 服 系 統(tǒng) 閉 環(huán)或 半 閉 環(huán) 控 制 ， 使 工 作 臺(tái) 按 指 令 路 徑 精 確 地 移動(dòng) 。組 成 ： 檢 測 元 件 （ 傳 感 器 ） 和 信 號 處 理 裝 置 。分 ： 位 移 、 速 度 和 電 流 三 種 類 型 。常 用 檢 測 裝 置 ： 旋 轉(zhuǎn) 變 壓 器 感 應(yīng) 同 步 器 編 碼 器 光 柵 CNC閉 環(huán) 或 半 閉 環(huán) 控 制 的 數(shù) 控 機(jī) 床 的 加 工 精 度 主要 由 檢 測 系 統(tǒng) 精 度 決 定 。半 閉 環(huán) 控 制 的 數(shù) 控 機(jī) 床 ：旋 轉(zhuǎn) 變 壓 器 、 編 碼 器 等 ， 安 裝 在 電 機(jī) 或 絲 杠上 ， 測 量 電 機(jī) 或 絲 杠 的 角 位 移 間 接 測 量 工 作臺(tái) 的 直 線 位 移 。閉 環(huán) 控 制 系 統(tǒng) 的 數(shù) 控 機(jī) 床 ：感 應(yīng) 同 步 器 、 光 柵 、 磁 柵 等 ， 安 裝 在 工 作 臺(tái)和 導(dǎo) 軌 上 ， 直 接 測 量 工 作 臺(tái) 的 直 線 位 移 。一 、 概 述 CNC位 置 檢 測 裝 置 的 精 度 ： 系 統(tǒng) 精 度 、 分 辨 率系 統(tǒng) 精 度 ： 一 定 長 度 或 轉(zhuǎn) 角 范 圍 內(nèi) 測 量 累 積 誤 差 的 最 大 值 。一 般 ： 直 線 位 移 檢 測 精 度 ： 0.002 0.02 m； 回 轉(zhuǎn) 角 測 量 精 度 ： 10 360系 統(tǒng) 分 辨 率 ： 測 量 元 件 所 能 正 確 檢 測 的 最 小 位 移 量 。目 前 ： 直 線 位 移 分 辨 率 ： 1m， 高 精 度 0.1m； 回 轉(zhuǎn) 分 辨 率 ： 可 達(dá) 2 。不 同 數(shù) 控 機(jī) 床 對 檢 測 裝 置 精 度 、 速 度 要 求 ： 大 型 機(jī) 床 ： 速 度 為 主 ； 中 小 型 機(jī) 床 、 高 精 度 機(jī) 床 ： 精 度 為 主 。一 、 概 述 CNC1、 數(shù) 控 機(jī) 床 對 檢 測 裝 置 的 主 要 要 求 1） 受 溫 度 、 濕 度 影 響 小 ， 工 作 可 靠 ， 抗 干 擾 能 力 強(qiáng) ；2） 在 機(jī) 床 移 動(dòng) 范 圍 內(nèi) 滿 足 精 度 和 速 度 要 求 ；3） 使 用 維 護(hù) 方 便 ， 適 合 機(jī) 床 運(yùn) 行 環(huán) 境 ；4） 成 本 低 ；5） 易 于 實(shí) 現(xiàn) 高 速 的 動(dòng) 態(tài) 測 量 。 一 、 概 述 CNC2、 位 置 檢 測 裝 置 分 類 (位 移 傳 感 器 ) 一 、 概 述 3速 直 線 感 應(yīng) 同 步 器絕 對 值 式 磁 尺 直 線 感 應(yīng) 同 步 器磁 尺 多 通 道 透 射光 柵 計(jì) 量 光 柵激 光 干 涉 儀 直線型 多 極 旋 轉(zhuǎn) 變 壓 器3速 圓 感 應(yīng) 同 步 器 旋 轉(zhuǎn) 變 壓 器圓 感 應(yīng) 同 步 器圓 磁 尺 絕 對 式 脈 沖編 碼 器 增 量 式 脈 沖編 碼 器圓 光 柵 回轉(zhuǎn)型 絕 對 式 增 量 式 絕 對 式 增 量 式 模 擬 式 數(shù) 字 式 CNC 增 量 式 與 絕 對 式 1） 增 量 式 檢 測 方 式測 量 位 移 增 量 ， 移 動(dòng) 1個(gè) 測 量 單 位 發(fā) 出 1個(gè) 測 量 信號 。如 ： 測 量 單 位 為 0.001mm， 每 移 動(dòng) 0.001mm發(fā) 出1個(gè) 脈 沖 信 號 ， 對 脈 沖 計(jì) 數(shù) 得 到 位 移 量 。優(yōu) 點(diǎn) ： 裝 置 較 簡 單 ， 任 何 一 個(gè) 對 中 點(diǎn) 均 可 作 測 量起 點(diǎn) ；缺 點(diǎn) ： 一 旦 計(jì) 數(shù) 有 誤 ， 此 后 測 量 結(jié) 果 全 錯(cuò) ； 發(fā) 生故 障 （ 如 斷 電 、 斷 刀 等 ） 時(shí) 不 能 找 到 事 故 前 的 位置 ， 須 將 工 作 臺(tái) 移 至 起 點(diǎn) 重 新 計(jì) 數(shù) 。一 、 概 述 CNC2） 絕 對 式 測 量 方 式被 測 量 的 任 一 點(diǎn) 的 位 置 都 以 一 個(gè) 固 定 的 零 點(diǎn) 作基 準(zhǔn) ， 每 一 被 測 點(diǎn) 都 有 一 個(gè) 相 應(yīng) 的 對 零 點(diǎn) 的 測量 值 。避 免 了 增 量 式 檢 測 方 式 的 缺 陷 ， 但 結(jié) 構(gòu) 較 復(fù) 雜 。如 ： 接 觸 式 碼 盤一 、 概 述 CNC 數(shù) 字 式 與 模 擬 式1） 數(shù) 字 式 測 量 方 式以 數(shù) 字 形 式 表 示 被 測 量 ， 測 量 信 號 一 般 為 脈 沖 ，可 直 接 把 它 送 到 數(shù) 控 裝 置 進(jìn) 行 比 較 、 處 理 。特 點(diǎn) ：（ 1） 便 于 顯 示 、 處 理 ；（ 2） 測 量 精 度 取 決 于 測 量 單 位 ， 與 量 程 基 本 無關(guān) （ 存 在 累 加 誤 差 ） ；（ 3） 檢 測 裝 置 簡 單 ， 脈 沖 信 號 抗 干 擾 能 力 強(qiáng) 。一 、 概 述 CNC2） 模 擬 式 測 量 方 式用 連 續(xù) 的 變 量 表 示 被 測 量 ， 如 用 相 位 變 化 、電 壓 變 化 表 示 。特 點(diǎn) ：（ 1） 直 接 對 被 測 量 進(jìn) 行 檢 測 ；（ 2） 在 小 量 程 內(nèi) 可 以 實(shí) 現(xiàn) 高 精 度 測 量 ；（ 3） 可 用 于 直 接 檢 測 和 間 接 檢 測 。一 、 概 述 CNC 直 接 測 量 與 間 接 測 量1） 直 接 測 量 用 直 線 式 檢 測 裝 置 測 直 線 位 移 ， 用 旋 轉(zhuǎn) 式 檢 測 裝 置 測角 位 移 ， 作 為 全 閉 環(huán) 伺 服 系 統(tǒng) 的 位 置 反 饋 信 號 ， 構(gòu) 成 閉 環(huán)控 制 。直 接 檢 測 ： 對 機(jī) 床 的 直 線 位 移 采 用 直 線 型 檢 測 裝 置 測 量 。測 量 精 度 取 決 于 測 量 元 件 的 精 度 ， 不 受 機(jī) 床 傳 動(dòng) 精 度 的 影響 。檢 測 裝 置 要 與 行 程 等 長 ， 對 大 型 數(shù) 控 機(jī) 床 來 說 ， 是 一 個(gè) 很大 的 限 制 。 一 、 概 述 CNC2） 間 接 測 量若 回 轉(zhuǎn) 型 位 置 檢 測 裝 置 測 量 的 回 轉(zhuǎn) 運(yùn) 動(dòng) 只 是 中 間值 ， 再 由 它 推 算 出 與 之 關(guān) 聯(lián) 的 移 動(dòng) 部 件 的 直 線 位移 ， 作 為 半 閉 環(huán) 伺 服 系 統(tǒng) 的 位 置 反 饋 。對 機(jī) 床 的 直 線 位 移 采 用 回 轉(zhuǎn) 型 檢 測 裝 置 測 量 ， 稱為 間 接 測 量 。優(yōu) 點(diǎn) ： 使 用 可 靠 方 便 ， 無 長 度 限 制 ，缺 點(diǎn) ： 檢 測 信 號 中 加 入 了 直 線 運(yùn) 動(dòng) 轉(zhuǎn) 變 為 旋 轉(zhuǎn) 運(yùn)動(dòng) 的 傳 動(dòng) 鏈 誤 差 ， 影 響 檢 測 精 度 。 為 提 高 定 位 精度 ， 常 需 要 對 機(jī) 床 的 傳 動(dòng) 誤 差 進(jìn) 行 補(bǔ) 償 。一 、 概 述 CNC 二 、 旋 轉(zhuǎn) 變 壓 器一 種 輸 出 電 壓 與 角 位 移 量 成 連 續(xù) 函 數(shù) 關(guān) 系 的 感應(yīng) 式 微 電 機(jī) ， 用 于 半 閉 環(huán) 控 制 的 數(shù) 控 機(jī) 床 。優(yōu) 點(diǎn) ： 結(jié) 構(gòu) 簡 單 、 動(dòng) 作 靈 敏 、 工 作 可 靠 、 對 環(huán)境 條 件 要 求 低 （ 特 別 是 高 溫 、 高 粉 塵 地 方 ） 、輸 出 信 號 幅 度 大 、 抗 干 擾 能 力 強(qiáng) 。缺 點(diǎn) ： 信 號 處 理 比 較 復(fù) 雜 。 CNC 二 、 旋 轉(zhuǎn) 變 壓 器分 類 ： 按 有 無 電 刷 分 ： 接 觸 式 和 無 接 觸 式 兩 種 ；按 極 對 數(shù) 分 ： 單 對 極 和 多 對 極 ；按 用 途 分 ： 計(jì) 算 用 和 數(shù) 據(jù) 傳 輸 用 ；按 輸 出 電 壓 與 轉(zhuǎn) 子 轉(zhuǎn) 角 間 的 函 數(shù) 關(guān) 系 分 ：正 余 弦 旋 轉(zhuǎn) 變 壓 器 、 線 性 旋 轉(zhuǎn) 變 壓 器 、比 例 式 旋 轉(zhuǎn) 變 壓 器 、 特 殊 函 數(shù) 旋 轉(zhuǎn) 變 壓 器 CNC 旋 轉(zhuǎn) 變 壓 器 的 結(jié) 構(gòu) 旋 轉(zhuǎn) 變 壓 器 （ 同 步 分 解 器 ） ， 與 兩 相 繞 線 式異 步 電 機(jī) 相 似 ， 由 定 子 和 轉(zhuǎn) 子 組 成 ， 是 一 種旋 轉(zhuǎn) 式 的 小 型 交 流 電 機(jī) 。有 刷 旋 轉(zhuǎn) 變 壓 器 ： 定 子 、 轉(zhuǎn) 子 上 兩 相 繞 組 軸線 相 互 垂 直 ， 轉(zhuǎn) 子 繞 組 的 引 線 （ 端 點(diǎn) ） 經(jīng) 滑環(huán) 引 出 ， 通 過 電 刷 送 到 外 面 來 。無 刷 旋 轉(zhuǎn) 變 壓 器 ： 輸 出 信 號 大 、 可 靠 性 高 、壽 命 長 、 不 用 維 修 。二 、 旋 轉(zhuǎn) 變 壓 器 CNC數(shù) 控 機(jī) 床 用 無刷 旋 轉(zhuǎn) 變 壓 器 ，組 成 ：分 解 器 ： 左 ，結(jié) 構(gòu) 與 有 刷 旋轉(zhuǎn) 變 壓 器 基 本相 同 。 變 壓 器 ： 右 ，無 電 刷 與 滑 環(huán)即 可 把 信 號 傳遞 出 來 二 、 旋 轉(zhuǎn) 變 壓 器 CNC 1 2 3 56 748 二 、 旋 轉(zhuǎn) 變 壓 器分 解 器 定 子 線 圈 外 接 激 磁 電 壓 ， 頻 率 較 高 （ 400、 500、1000、 2000、 5000H z） ， 尺 寸 減 小 ， 轉(zhuǎn) 子 轉(zhuǎn) 動(dòng) 慣 量 小 ，適 用 加 、 減 速 比 較 大 或 精 度 高 的 齒 輪 、 齒 條 組 合 的 場 合分 解 器 轉(zhuǎn) 子 線 圈 輸 出 信 號 接 變 壓 器 一 次 繞 組 5 ， 從 變壓 器 二 次 繞 組 （ 轉(zhuǎn) 子 繞 組 ） 7 引 出 輸 出 信 號 CNC單 極 對 ： 定 子 和 轉(zhuǎn)子 各 有 一 對 磁 極 。多 極 對 ： 定 子 或 轉(zhuǎn)子 極 對 數(shù) 增 加 ， 使電 氣 轉(zhuǎn) 角 為 機(jī) 械 轉(zhuǎn)角 的 倍 數(shù) ， 用 于 高精 度 絕 對 式 檢 測 。雙 極 對 ： 定 子 和 轉(zhuǎn)子 各 有 兩 對 相 互 垂直 的 磁 極 ， 檢 測 精度 較 高 ， 數(shù) 控 機(jī) 床應(yīng) 用 普 遍 。二 、 旋 轉(zhuǎn) 變 壓 器 CNC旋 轉(zhuǎn) 變 壓 器 轉(zhuǎn) 子 軸 與 電 機(jī) 軸 或 絲 杠 連 接 在 一 起 。單 極 對 ： 轉(zhuǎn) 子 經(jīng) 精 密 齒 輪 升 速 后 再 與 電 機(jī) 軸 相 聯(lián) ，根 據(jù) 絲 杠 導(dǎo) 程 選 用 齒 輪 升 速 比 （ 通 常 為 1:2、 1:3、1:4、 2:3、 1:5、 2:5等 ） ， 保 證 機(jī) 床 的 脈 沖 當(dāng) 量 與 輸入 設(shè) 定 的 單 位 相 同 。多 極 對 ： 不 用 升 速 ， 與 電 機(jī) 直 接 相 聯(lián) ， 精 度 更 高 。一 極 對 數(shù) 少 的 和 一 個(gè) 極 對 數(shù) 多 的 兩 種 旋 轉(zhuǎn) 變 壓 器 可構(gòu) 成 “ 粗 測 ” 和 “ 精 測 ” 電 氣 變 速 雙 通 道 檢 測 裝 置 ，用 于 高 精 度 檢 測 。二 、 旋 轉(zhuǎn) 變 壓 器 CNC 旋 轉(zhuǎn) 變 壓 器 的 工 作 原 理 互 感 原 理 ， 定 子 與 轉(zhuǎn) 子 間 氣 隙 磁 通 呈 正 余 弦規(guī) 律 分 布 。當(dāng) 定 子 加 上 一 定 頻 率 的 激 磁 電 壓 時(shí) ， 通 過 電 磁耦 合 ， 轉(zhuǎn) 子 繞 組 產(chǎn) 生 感 應(yīng) 電 勢 ， 其 輸 出 電 壓 的大 小 取 決 于 定 子 和 轉(zhuǎn) 子 兩 個(gè) 繞 組 軸 線 在 空 間 的相 對 位 置 。 二 、 旋 轉(zhuǎn) 變 壓 器 CNC 56 2 2 2 1 1 1 0 U1=Umsin t U1=Umsin t U1=Umsin t定 子 轉(zhuǎn) 子 激 磁 輸 出 U1 U2 tt =0 2=0U2=0 =90 2=k 1U2=nUmsin t0 2=k 1sinU2=nUmsin tsin2 k 1sinU2 nUm sint sin 二 、 旋 轉(zhuǎn) 變 壓 器 CNC 二 、 旋 轉(zhuǎn) 變 壓 器以 單 極 對 旋 轉(zhuǎn) 變 壓 器 為 例tUU m sin1 sinsin12 tnUnUU m Um激 磁 電 壓 幅 值n繞 組 匝 數(shù) 比轉(zhuǎn) 子 偏 轉(zhuǎn) 角定 子 繞 組 勵(lì) 磁 電 壓轉(zhuǎn) 子 產(chǎn) 生 感 應(yīng) 電 勢 CNC 56 2 2 2 1 1 1 0 U1=Umsin t U1=Umsin t U1=Umsin t定 子 轉(zhuǎn) 子 激 磁 輸 出 U1 U2 tt =0 2=0U2=0 =90 2=k 1U2=nUmsin t0 2=k 1sinU2=nUmsin tsin 二 、 旋 轉(zhuǎn) 變 壓 器 tUU m sin1 sinsinsin12 tnUnUU m CNC1 鑒 相 工 作 方 式定 子 的 兩 個(gè) 繞 組 通 同 幅 值 、 頻 率 ， 但 相 位 差 /2的 交 流 激 磁 電 壓 U1s Umsin t U1c Um（ sin t+ /2） Umcos t轉(zhuǎn) 子 正 轉(zhuǎn) 時(shí) ， U1s 、 U1c在 轉(zhuǎn) 子 繞 組 中 產(chǎn) 生的 感 應(yīng) 電 壓 疊 加 ， 得 轉(zhuǎn) 子 感 應(yīng) 電 壓 U2 二 、 旋 轉(zhuǎn) 變 壓 器 cossin 112 cs kUkUU CNCU2 kUmsin tsin kUmcos tcos =kUmcos（ t- ） Um激 磁 電 壓 幅 值 ； k電 磁 耦 合 系 數(shù) ， k1； 相 位 角 ， 即 ： 轉(zhuǎn) 子 偏 轉(zhuǎn) 角 。轉(zhuǎn) 子 反 轉(zhuǎn) 時(shí) ， U2 kUmcos（ t+ ）轉(zhuǎn) 子 輸 出 電 壓 的 相 位 角 t+ 和 間 有 對 應(yīng) 關(guān)系 ， 檢 測 出 t+ ， 可 得 ， 得 被 測 軸 角 位移 。實(shí) 際 應(yīng) 用 時(shí) ， 把 定 子 余 弦 繞 組 激 磁 電 壓 的 相 位 t作 為 基 準(zhǔn) 相 位 ， 與 t+ 比 較 ， 確 定 大 小 。 二 、 旋 轉(zhuǎn) 變 壓 器 CNC2 鑒 幅 工 作 方 式 定 子 的 兩 個(gè) 繞 組 分 別 通 同 頻 率 、 同 相 位 、 幅 值分 別 按 正 弦 、 余 弦 變 化 的 交 流 激 磁 電 壓 ， 即 U1s Umsinasint U1c= Umcosa sin t 給 定 電 氣 角 時(shí) ， 交 流 激 磁 電 壓 的 幅 值 分 別 為 U sm Umsin Ucm Umcos 二 、 旋 轉(zhuǎn) 變 壓 器 CNC轉(zhuǎn) 子 正 轉(zhuǎn) 時(shí) ， U1s、 U1c經(jīng) 疊 加 ， 轉(zhuǎn) 子 感 應(yīng) 電 壓 U2為 ：U2 kUmsin sin tsin k Umcos sin tcos kUmcos（ ） sin t轉(zhuǎn) 子 反 轉(zhuǎn) 時(shí) ， 同 理 有 ： U2 kUmcos（ ） sin tU 2的 幅 值 分 別 為 :kUmcos（ ） 、 kUmcos（ ）幅 值 隨 轉(zhuǎn) 子 偏 轉(zhuǎn) 角 變 化 。 測 量 出 幅 值 可 測 出 。 二 、 旋 轉(zhuǎn) 變 壓 器 CNC由 角 位 移 如 何 計(jì) 算 直 線 位 移 ?旋 轉(zhuǎn) 變 壓 器 安 裝 在 絲 杠 上 ， 當(dāng) 角 0 360 變 化 時(shí) ，表 示 絲 杠 上 的 螺 母 走 1個(gè) 導(dǎo) 程 ， 間 接 測 量 了 絲 杠 的 直線 位 移 （ 導(dǎo) 程 ） 大 小 。加 一 臺(tái) 絕 對 位 置 計(jì) 數(shù) 器 檢 測 工 作 臺(tái) 的 絕 對 位 置 ， 累 計(jì)所 走 的 導(dǎo) 程 數(shù) ， 折 算 成 位 移 總 長 度 。轉(zhuǎn) 子 每 轉(zhuǎn) 1周 ， 轉(zhuǎn) 子 的 輸 出 電 壓 不 止 一 次 通 過 零 點(diǎn) ，需 加 相 敏 檢 波 器 來 辨 別 轉(zhuǎn) 換 點(diǎn) 和 區(qū) 別 不 同 的 轉(zhuǎn) 向 。 旋 轉(zhuǎn) 變 壓 器 的 應(yīng) 用 二 、 旋 轉(zhuǎn) 變 壓 器 CNC 三 、 感 應(yīng) 同 步 器感 應(yīng) 同 步 器 和 旋 轉(zhuǎn) 變 壓 器 均 為 電 磁 式 檢 測 裝 置 ， 模 擬式 測 量 ， 二 者 工 作 原 理 相 同 。種 類 ： 直 線 式 、 旋 轉(zhuǎn) 式 （ 圓 盤 式 ） 。直 線 式 ： 定 尺 、 滑 尺 ， 測 直 線 位 移 ， 全 閉 環(huán) 伺 服 系 統(tǒng) 。旋 轉(zhuǎn) 式 ： 定 子 、 轉(zhuǎn) 子 ， 測 角 位 移 ， 半 閉 環(huán) 伺 服 系 統(tǒng) 。工 作 原 理 與 直 線 式 相 同 ， 不 同 的 是 定 子 （ 相 當(dāng) 于 定尺 ） 、 轉(zhuǎn) 子 （ 相 當(dāng) 于 滑 尺 ） 及 繞 組 形 狀 不 同 ， 結(jié) 構(gòu) 上分 ： 圓 形 、 扇 形 。 CNC 感 應(yīng) 同 步 器 的 結(jié) 構(gòu) 與 種 類 三 、 感 應(yīng) 同 步 器（ 固 定 在 床 身 上 ） （ 安 裝 在 移 動(dòng) 部 件 上 ）平 行 ， 間 隙 為 0.250.05mm CNC 三 、 感 應(yīng) 同 步 器w2 2（ a2+b2） w1 2（ a1+b1） 一 般 w1 w2或 w1 2/3 w2 CNC 三 、 感 應(yīng) 同 步 器 （ 當(dāng) 正 弦 繞 組 與 定尺 繞 組 對 齊 時(shí) ，余 弦 繞 組 與 定 尺 繞 組 相 差 1/4節(jié) 距 ） CNC 三 、 感 應(yīng) 同 步 器標(biāo) 準(zhǔn) 感 應(yīng) 同 步 器 定 尺 250mm， 滑 尺 100mm， 節(jié) 距 2mm直 線 式 感 應(yīng) 同 步 器 有 ：標(biāo) 準(zhǔn) 式 ： 精 度 最 高 、 使 用 最 廣 ；窄 式 ： 定 尺 、 滑 尺 寬 度 比 標(biāo) 準(zhǔn) 式 小 ， 比 標(biāo) 準(zhǔn) 式 精 度 低 ，精 度 較 低 、 機(jī) 床 上 安 裝 位 置 窄 小 且 安 裝 面 難 于 加 工 ；帶 式 ： 定 尺 可 至 3m以 上 ， 不 需 接 長 ， 定 尺 隨 床 身 熱 變形 而 變 形 ， 剛 性 稍 差 ， 總 測 量 精 度 比 標(biāo) 準(zhǔn) 式 低 ；3重 式 ： 定 尺 有 粗 、 中 、 細(xì) 繞 組 ， 為 絕 對 式 檢 測 系 統(tǒng) ，大 型 機(jī) 床 。 CNC 三 、 感 應(yīng) 同 步 器結(jié) 構(gòu) ： CNC轉(zhuǎn) 子 繞 組 ： 連 續(xù) 繞 組 ；定 子 繞 組 ： 分 段 式 、 兩 相 正 交 （ 相 差 90 電 角 度 ）sin繞 組 、 cos繞 組三 、 感 應(yīng) 同 步 器 CNC 感 應(yīng) 同 步 器 的 安 裝 定 尺 安 裝 在 機(jī) 床 的 不 動(dòng) 部 件 上 ；滑 尺 安 裝 在 機(jī) 床 的 移 動(dòng) 部 件 上 。安 裝 防 護(hù) 罩 ： 防 止 切 屑 和 油 污 浸 入保 持 定 尺 和 滑 尺 平 行 、 間 隙 約0 25 0 05mm， 其 它 安 裝 要 求 視 具 體 產(chǎn)品 說 明 而 定 。 保 證 定 尺 和 滑 尺 在 全 工 作 長 度上 正 常 耦 合 ， 減 少 測 量 誤 差 。三 、 感 應(yīng) 同 步 器 CNC直 線 感 應(yīng) 同 步 器 標(biāo) 準(zhǔn) 定 尺 長 度 為 250mm， 測 量 范 圍增 加 時(shí) ， 將 定 尺 接 長 。根 據(jù) 具 體 使 用 情 況 ， 按 一 定 步 驟 和 要 求 拼 接 定 尺 定 尺 全 部 接 好 后 ， 采 用 激 光 干 涉 儀 或 量 塊 加 千 分 表進(jìn) 行 全 長 誤 差 測 量 ，超 差 處 進(jìn) 行 重 新 調(diào) 整 ， 使 總 長 度 上 的 累 積 誤 差 單塊 定 尺 的 最 大 偏 差 。 三 、 感 應(yīng) 同 步 器 CNC 感 應(yīng) 同 步 器 工 作 原 理 正 弦 繞 組 余 弦 繞 組滑 尺定 尺 2 /2Ud Us Uc 三 、 感 應(yīng) 同 步 器滑 尺 與 定 尺 發(fā) 生 相 對 位 移 時(shí) ， 即 ： 勵(lì) 磁 繞 組 與 感應(yīng) 繞 組 間 發(fā) 生 相 對 位 移 時(shí) ， 由 于 電 磁 耦 合 的 變 化 ，感 應(yīng) 繞 組 中 感 應(yīng) 電 壓 隨 位 移 的 變 化 而 變 化 。 CNC 三 、 感 應(yīng) 同 步 器感 應(yīng) 電 壓 幅 值 與 定 尺 滑 尺 相 對 位 置 關(guān) 系 定 尺 滑 A 尺 B 241 位 C 221 置 D 243 E 2 E A V2 M N 正 弦 繞 組 余 弦 繞 組 B D C O P CNC當(dāng) 滑 尺 移 動(dòng) 距 離 2， V2 變 化 2p,當(dāng) 移 動(dòng) x時(shí) ， 對 應(yīng)感 應(yīng) 電 壓 以 余 弦 函 數(shù) 變 化 角 度 。 設(shè) 滑 尺 上 一 相 繞 組 的 激 磁 電 壓 則 定 尺 繞 組 感 應(yīng) 電 壓 為 K耦 合 系 數(shù) ； 激 磁 電 壓 的 幅 值 ； 激 磁 電 壓 的 角 頻 率 ； 與 位 移 對 應(yīng) 的 角 度 。p 22 x pp xx 22 tVV ms sin tKVKVV ms sincoscos2 mV 三 、 感 應(yīng) 同 步 器 CNC 1.鑒 相 工 作 方 式 滑 尺 正 、 余 弦 繞 組 的 激 磁 信 號 是 頻 率 、 幅 值 相 同 ，相 位 差 900的 交 流 勵(lì) 磁 電 壓 根 據(jù) 疊 加 原 理 ， 定 尺 上 總 感 應(yīng) 電 壓 為 鑒 別 定 尺 感 應(yīng) 輸 出 電 壓 的 相 位 t+ ， 可 測 ，可 測 定 尺 和 滑 尺 間 的 相 對 位 移 x。 tVV tVV mc ms cossin )sin( 2coscoscossin2 p tKV tKVtKVV m mm 三 、 感 應(yīng) 同 步 器 CNC pp xx 22 例 如 ：定 尺 感 應(yīng) 輸 出 電 壓 與 滑 尺 勵(lì) 磁 電 壓 間 的 相 位差 為 3.60， 表 明 滑 尺 移 動(dòng) 了 多 少 mm？(0.02mm) 2mm 三 、 感 應(yīng) 同 步 器 CNC相 移 位 移 轉(zhuǎn) 換 系 數(shù) ：例 ： 設(shè) 節(jié) 距 2=2 ， 則 若 脈 沖 當(dāng) 量 2m/脈 沖 ， 則 相 移 位 移 系 數(shù) 為 p x mmx /1801 pp 脈 沖脈 沖 /36.0/180002.0 三 、 感 應(yīng) 同 步 器 CNC 滑 尺 正 、 余 弦 繞 組 的 勵(lì) 磁 電 壓 頻 率 同 、 相 位 同 ， 但幅 值 不 同 。 2.鑒 幅 工 作 方 式 tVV tVV mc ms a a sincos sinsin定 尺 繞 組 產(chǎn) 生 的 總 感 應(yīng) 電 壓 為 aa sinsincoscossinsin2 tKVtKVV mm tKVm a sinsin 三 、 感 應(yīng) 同 步 器若 電 氣 角 已 知 ， 測 出 V 2幅 值 kVmsin（ ） 便 能求 出 角 。 實(shí) 際 測 量 時(shí) ， 不 斷 調(diào) 整 ， 使 kVmsin（ ） =0。 的 變 化 量 代 表 了 對 應(yīng) 的 位 移 量 變 化 ， 測得 機(jī) 械 位 移 。 CNC 四 、 光柵通 常 ， 光 柵 按 用 途 分 兩 大 類 ：物 理 光 柵 （ 衍 射 光 柵 ） ： 200 500條 / ， 柵 距0.002 0.005 ， 利 用 光 的 衍 射 原 理 ， 用 于 光 譜 分析 和 光 波 波 長 測 定 。計(jì) 量 光 柵 ： 25條 / 、 50條 / 、 100條 / 、 250條 / 等 ， 柵 距 0.004 0.25 ， 利 用 光 的 透 射 和 反 射現(xiàn) 象 ， 用 于 數(shù) 控 機(jī) 床 檢 測 系 統(tǒng) 。用 于 閉 環(huán) 控 制 系 統(tǒng) ， 可 測 位 移 和 轉(zhuǎn) 角 。 讀 數(shù) 速 率高 （ 0 數(shù) 十 萬 次 /每 秒 ） ， 適 用 動(dòng) 態(tài) 測 量 。 CNC 光 柵 的 種 類按 形 狀 ： 長 光 柵 （ 直 線 光 柵 ） 、 圓 光 柵 。長 光 柵 檢 測 線 位 移 ， 圓 光 柵 測 量 角 位 移直 線 光 柵 按 制 作 原 理 ： 玻 璃 透 射 光 柵 、 金 屬 反 射 光 柵 。 四 、 光 柵 CNC 長 光 柵（ 1） 玻 璃 透 射 光 柵 ： 在 玻 璃 表 面 上 用 真 空 鍍 膜 法鍍 一 層 金 屬 膜 ， 再 涂 上 一 層 均 勻 的 感 光 材 料 ， 用照 相 腐 蝕 法 制 成 透 明 與 不 透 明 間 隔 相 等 的 線 紋 。特 點(diǎn) ：1） 光 源 可 采 用 垂 直 入 射 ， 光 電 元 件 直 接 接 受 光 信號 ， 因 此 信 號 幅 度 大 ， 讀 數(shù) 頭 結(jié) 構(gòu) 較 簡 單 ；2） 一 般 為 100、 125、 250條 /mm， 經(jīng) 過 電 路 細(xì) 分 ，可 做 到 微 米 級 的 分 辨 率 。 四 、 光 柵 CNC（ 2） 金 屬 反 射 光 柵 ： 在 鋼 尺 或 不 銹 鋼 的 鏡 面 上 用照 相 腐 蝕 法 或 用 鉆 石 刀 刻 劃 制 成 光 柵 線 紋 ； 常 用 4、10、 25、 40、 50條 /mm ， 分 辨 率 低 。 特 點(diǎn) ：1） 標(biāo) 尺 光 柵 的 線 膨 脹 系 數(shù) 易 于 與 機(jī) 床 材 料 一 致 ；2） 標(biāo) 尺 光 柵 的 安 裝 和 調(diào) 整 較 方 便 ；3） 安 裝 面 積 較 小 ；4） 易 于 接 長 或 制 成 整 根 的 鋼 帶 長 光 柵 ；5） 不 易 碰 碎 。四 、 光 柵 CNC 圓 光 柵在 玻 璃 圓 盤 外 環(huán) 端 面 上 ， 做 成 黑 白 相 間 、 呈 輻 射狀 條 紋 ， 相 互 間 夾 角 （ 柵 距 角 ） 相 等 。一 般 有 3種 形 式 ：（ 1） 六 十 進(jìn) 制 ，（ 2） 十 進(jìn) 制 ，（ 3） 二 進(jìn) 制 ，四 、 光 柵 CNC 光 柵 的 結(jié) 構(gòu) 與 測 量 原 理 （ 以 玻 璃 透 射 式 直 線 光 柵 為 例 ）1 光 柵 的 結(jié) 構(gòu)組 成 ： 標(biāo) 尺 光 柵 （ 長 光 柵 ） 、 光 柵 讀 數(shù) 頭 標(biāo) 尺 光 柵 與 行 程 等 長 ， 通 常 光 柵 長 度1m， 行 程 大 于 1m時(shí) 需 要 接 長安 裝 ： 標(biāo) 尺 光 柵 一 般 安 裝 在 機(jī) 床 活 動(dòng) 部 件 上（ 如 工 作 臺(tái) 上 或 絲 杠 ） 光 柵 讀 數(shù) 頭 安 裝 在 機(jī) 床 固 定 部 件 上 （ 如機(jī) 床 底 座 ） 。 指 示 光 柵 （ 短 光 柵 ） 裝 在 光 柵 讀數(shù) 頭 中 。四 、 光 柵 CNC 光 柵 的 結(jié) 構(gòu) 與 測 量 原 理光 柵 讀 數(shù) 頭 組 成 ：光 源 、 透 鏡 、 指 示光 柵 、 光 敏 元 件 、驅(qū) 動(dòng) 線 路 。常 見 結(jié) 構(gòu) 按 光 路 分 ：分 光 讀 數(shù) 頭 、 垂 直入 射 讀 數(shù) 頭 、 反 射讀 數(shù) 頭作 用 ： 將 莫 爾 條 紋的 光 信 號 轉(zhuǎn) 換 成 電脈 沖 信 號 。 S PL2 G2G1L1Q G1 G2 PL tQL1 G1G2 L2 PQ CNC 光 柵 四 、 光 柵 CNC 尺 身 尺 身 安 裝 孔 掃 描 頭 （ 與 移 動(dòng) 部 件 固 定 ） 可 移 動(dòng) 電 纜四 、 光 柵 CNC不 透 光 條 紋 寬 度 （ 縫 隙 寬 度 ） a， 透 光 寬 度（ 刻 線 寬 度 ） b， 通 常 a=b， 柵 距 d a+b。 a b 標(biāo) 尺 光 柵指 示 光 柵d 四 、 光 柵 CNC2 光 柵 的 基 本 測 量 原 理安 裝 時(shí) 保 證 兩 光 柵 尺 沿 線 紋 方 向 保 持 一 個(gè) 很小 夾 角 、 刻 劃 面 平 行 且 有 一 個(gè) 很 小 間 隙（ 一 般 0.05mm， 0.1mm）在 光 源 照 射 下 ， 在 與 的 平 分 線 相 垂 直 的 方向 上 ， 形 成 明 暗 相 間 條 紋 莫 爾 條 紋 （ 橫向 莫 爾 條 紋 ） ， 兩 條 亮 （ 暗 ） 紋 間 的 距 離 稱莫 爾 條 紋 寬 度 w 。四 、 光 柵 CNC 均 勻 刻 線標(biāo) 尺光 柵指 示光 柵 夾 角 明 暗 相 間條 紋 莫 爾 條 紋移 動(dòng) d w四 、 光柵 CNC莫 爾 條 紋 特 性 ：（ 1） 光 學(xué) 放 大 作 用 標(biāo) 尺 光 柵指 示 光 柵 d w /2 2cos 2sin2 2 2d d dw tg 放 大 比 k為 ： 1 dwk若 d=0.01mm， 0.01rad，則 w 1mm， k 100 四 、 光 柵 xd wxwxtg 2cos 222 CNC（ 2） 實(shí) 現(xiàn) 平 均 誤 差 作 用莫 爾 條 紋 大 量 光 柵 線 紋 干 涉 誤 差 平 均 效 應(yīng) 克 服 個(gè) 別 /局 部 誤 差 提 高 精 度 （ 3） 莫 爾 條 紋 移 動(dòng) 與 柵 距 移 動(dòng) 成 比 例光 柵 移 動(dòng) 1個(gè) 柵 距 d 莫 爾 條 紋 移 動(dòng) 1個(gè) 間 距 w光 柵 移 動(dòng) 方 向 相 反 ， 莫 爾 條 紋 移 動(dòng) 方 向 也 相 反 。莫 爾 條 紋 移 動(dòng) 方 向 與 角 分 線 方 向 垂 直 。 檢 測 莫 爾 條 紋 移 動(dòng) 位 移 來 測 量 光 柵 移 動(dòng) 的 微 小 距 離 。 在 1個(gè) 柵 距 d內(nèi) ， 光 電 元 件 所 檢 測 的 光 強(qiáng) 變 化 為 正 弦（ 或 余 弦 ） 變 化 。四 、 光 柵 CNC光 柵 測 量 系 統(tǒng) P 1P2P3P4硅 光 電 池 差動(dòng)放大器 整形器差 動(dòng)放大器 整形器 方向判別 門電路 可逆計(jì)數(shù)器 控 制 回 路 正 向 脈 沖 反 向 脈 沖 標(biāo) 尺 光 柵 指 示 光 柵聚 光 鏡光 源 標(biāo) 尺 光 柵 移 動(dòng) ， 莫 爾 條 紋 交 替 由 亮 帶 到 暗 帶 、暗 帶 到 亮 帶 ， 光 強(qiáng) 度 分 布 近 似 余 弦 曲 線 ， 光電 元 件 變 為 同 頻 率 電 壓 信 號 ， 經(jīng) 光 柵 位 移 數(shù) 字 變 換 電 路 放 大 、 整 形 、 微 分 輸 出 脈 沖 。每 產(chǎn) 生 一 個(gè) 脈 沖 ， 代 表 移 動(dòng) 了 一 個(gè) 柵 距 ， 對脈 沖 計(jì) 數(shù) 可 得 工 作 臺(tái) 的 移 動(dòng) 距 離四 、 光 柵 CNC 四 、 光 柵增 加 線 紋 密 度 ， 但 制 造 較 困 難 ， 成 本 高 。采 用 倍 頻 的 方 法 來 提 高 光 柵 的 分 辨 精 度 。 在 莫 爾 條 紋 的 寬 度 內(nèi) ， 放 置 四 個(gè) 光 電 元 件 ， 每 隔1/4光 柵 柵 距 產(chǎn) 生 一 個(gè) 脈 沖 ， 一 個(gè) 脈 沖 代 表 移 動(dòng)了 1/4柵 距 的 位 移 ， 分 辨 精 度 可 提 高 四 倍 ， 這 就是 四 倍 頻 方 案 。 一 個(gè) 光 電 元 件 只 能 計(jì) 數(shù) ,無 法 判 斷 移 動(dòng) 方 向如 何 辯 向 ？如 何 提 高 光 柵 檢 測 裝 置 的 精 度 ? CNC鑒 向 倍 頻 電 路 作 用 :辨 向 、 細(xì) 分 ， 提 高 光 柵 的 分 辨 率莫 爾 條 紋 原 1個(gè) 脈 沖 信 號 ： 0 、 90 、 180 、270 都 有 脈 沖 輸 出 ， 一 個(gè) 周 期 內(nèi) 送 出 4個(gè) 脈 沖 。 分辨 率 提 高 4倍 。分 辨 率 取 決 于 光 柵 柵 距 d 和 鑒 向 倍 頻 的 倍 數(shù) n， 即 ：分 辨 率 d/n。例 ： 光 柵 線 紋 密 度 50條 /mm（ 柵 距 20m） ， 經(jīng) 4倍 頻處 理 后 ， 線 紋 密 度 提 高 到 200條 /mm， 工 作 臺(tái) 每 移 動(dòng)5m送 出 一 個(gè) 脈 沖 ， 即 分 辨 率 為 5m， 提 高 4倍 。四 、 光 柵 CNC 五 、 編 碼 器旋 轉(zhuǎn) 式 測 量 元 件 ， 裝 在 被 測 軸 上 ；二 進(jìn) 制 、 二 進(jìn) 制 循 環(huán) 碼 （ 格 雷 碼 ） 、 余 三 碼和 二 一 十 進(jìn) 制 碼 等 編 碼 器 ；輸 出 信 號 的 形 式 ： 絕 對 值 式 編 碼 器 、 脈 沖 增量 式 編 碼 器 ；內(nèi) 部 結(jié) 構(gòu) 和 檢 測 方 式 ： 接 觸 式 、 光 電 式 、 電磁 式 。 CNC安 裝 方 式1、 和 伺 服 電機(jī) 同 軸 聯(lián) 接 ，編 碼 器 在 進(jìn) 給傳 動(dòng) 鏈 前 端 ；安 裝 方 便 。2、 連 在 滾 珠絲 杠 末 端 ， 包含 的 傳 動(dòng) 鏈 誤差 比 前 者 多 ，位 置 控 制 精 度較 高 ； 工 作 臺(tái) 絲 杠 編 碼 器電 機(jī)五 、 編 碼 器 CNC 接 觸 式 編 碼 器一 種 絕 對 值 式 的 檢 測 裝 置 ， 直 接 把 被 測 轉(zhuǎn) 角用 數(shù) 字 代 碼 表 示 出 來 ， 每 一 個(gè) 角 度 位 置 均 有唯 一 對 應(yīng) 的 代 碼 。即 使 斷 電 或 切 斷 電 源 ， 也 能 讀 出 轉(zhuǎn) 動(dòng) 角 度 。 五 、 編 碼 器 CNC4位 二 進(jìn) 制 碼 盤 高 位 在 內(nèi) ， 低 位 在 外 。 n位 二 進(jìn) 制 碼 盤 ， n圈 碼 道 ，圓 周 均 分 2n份 ， 即 有 2n個(gè) 數(shù) 據(jù) 表 示 不 同 位 置 ， 分 辨角 360 /2 n。 n 越 大 ， 能 分 辨 的 角 度 越 小 ， 測 量精 度 越 高 。 目 前 n =8 14位-+電 刷絕 緣 體導(dǎo) 電 體轉(zhuǎn) 軸 E 000010001001101110101110 1111 1101 1100 0100 0101 0111 0110001000110001 2000000001001000110100 0101 0110 0111 1000 1001 1010 10111100110111101111 22232120212223 五 、 編 碼 器采 用 組 合 碼 盤 ， 一 個(gè) 為 粗 計(jì) 碼 盤 ， 一 個(gè) 為 精 計(jì) 碼 盤 。精 計(jì) 碼 盤 轉(zhuǎn) 1圈 ， 粗 計(jì) 碼 盤 轉(zhuǎn) 1格 。 CNC若 電 刷 位 于 兩 位 碼 中 間 或 電 刷 接 觸 不 良 ，則 電 刷 的 檢 測 讀 數(shù) 可 能 會(huì) 是 任 意 的 數(shù) 字例 ： 電 刷 由 位 置 （ 0111） 向 位 置 （ 1000）過 渡 時(shí) ， 可 能 出 現(xiàn) 8 15之 間 的 任 一 十 進(jìn)制 數(shù) 。 這 種 誤 差 稱 為 非 單 值 誤 差 。消 除 誤 差 ： 采 用 循 環(huán) 碼 （ 雷 格 碼 ） 。五 、 編 碼 器 CNC 五 、 編 碼 器格 雷 碼 盤 ： 各 碼 道 的 數(shù) 碼 不 同 時(shí) 改 變 ， 任 何 兩 個(gè)相 鄰 數(shù) 碼 間 只 有 一 位 是 變 化 的 ， 所 以 每 次 只 切 換一 位 數(shù) ， 把 誤 差 控 制 在 最 小 單 位 內(nèi) 。 1000 1 3 2 6 7 4 12 13 14 15 10 11 9 0000 5 0 0001 0011 0010 0110 0111 0101 1001 1011 1010 1110 1111 1101 0100 1100 8 CNC 接 觸 式 絕 對 值 編 碼 器優(yōu) 點(diǎn) ： 結(jié) 構(gòu) 簡 單 、 體 積 小 、 輸 出 信 號 強(qiáng) 。缺 點(diǎn) ： 電 刷 磨 損 造 成 壽 命 降 低 ， 轉(zhuǎn) 速 不 能太 高 （ 每 分 鐘 幾 十 轉(zhuǎn) ） ， 精 度 受 外 圈 （ 最低 位 ） 碼 道 寬 度 限 制 。 使 用 范 圍 有 限 。 五 、 編 碼 器 CNC 光 電 式 編 碼 器 常 用 光 電 式 編 碼 器 （ 光 電 碼 盤 、 光 電 脈 沖 發(fā)生 器 、 光 電 脈 沖 編 碼 器 ） 為 增 量 式 光 電 編 碼器 ， 一 種 旋 轉(zhuǎn) 式 脈 沖 發(fā) 生 器把 機(jī) 械 轉(zhuǎn) 角 變 成 電 脈 沖 ， 是 數(shù) 控 機(jī) 床 常 用 的角 位 移 檢 測 元 件 ， 也 可 用 于 角 速 度 檢 測 。五 、 編 碼 器 CNC高 分 辨 率 的 脈 沖 編 碼 器 3， 6， 1230000脈 沖 r 5， 1025000脈 沖 r 2， 3， 4， 6， 820000脈 沖 r 每 轉(zhuǎn) 脈 沖 移 動(dòng) 量 （ mm）脈 沖 編 碼 器現(xiàn) 已 有 每 轉(zhuǎn) 發(fā) 出 10萬 乃 至 幾 百 萬 個(gè) 脈 沖 的 編 碼 器 ，內(nèi) 部 應(yīng) 用 了 微 處 理 器 。 3， 6， 123000脈 沖 r 5， 102500脈 沖 r 2， 3， 4， 6， 82000脈 沖 r 每 轉(zhuǎn) 脈 沖 移 動(dòng) 量 （ mm）脈 沖 編 碼 器數(shù) 控 機(jī) 床 常 用 編 碼 器 :根 據(jù) 絲 杠 螺 距 來 選 用 。五 、 編 碼 器 CNC 五 、 編 碼 器 滾 珠 絲 杠 的 導(dǎo) 程iMS脈 沖 當(dāng) 量減 速 齒 輪 的 減 速 比脈 沖 編 碼 器 每 轉(zhuǎn) 的 脈 沖 數(shù) （ p/r） CNC光 源 、 聚 光 鏡 、 光 欄 板 、 光 電 碼 盤 、 光 電 元 件 、信 號 處 理 電 路 碼 盤 及 狹 縫轉(zhuǎn) 軸 光 敏 元 件光 欄 板 及 辨 向用 的 A組 、 B組狹 縫光 源 零 位 標(biāo) 志 C五 、 編 碼 器 CNCA組 與 B組 狹 縫 彼 此 錯(cuò) 開 1/4節(jié) 距 ，對 應(yīng) 的 光 敏 元 件 產(chǎn) 生 的 信 號 A、 B彼 此 相 差 90 相 位 ， 用 于 辨 向 。 根 據(jù) 脈 沖 數(shù) 目 可 得 被 測 軸 的角 位 移 ； 根 據(jù) 脈 沖 頻 率 可 得 被 測 軸 的轉(zhuǎn) 速 ； 根 據(jù) A、 B兩 相 相 位 超 前 滯 后關(guān) 系 可 得 被 測 軸 旋 轉(zhuǎn) 方 向 。 后 續(xù) 電 路 可 利 用 A、 B兩 相 的90 相 位 差 進(jìn) 行 細(xì) 分 處 理 （ 四倍 頻 電 路 實(shí) 現(xiàn) ） 。五 、 編 碼 器 CNC 五 、 編 碼 器 CNC碼 盤 里 圈 ， 有 一 條 狹 縫 C， 每 轉(zhuǎn) 能 產(chǎn) 生 1個(gè) 脈 沖 ， 該脈 沖 信 號 又 稱 “ 零 點(diǎn) 脈 沖 ” ， 作 為 測 量 的 起 始 基 準(zhǔn) 。作 用 ： 被 測 軸 的 周 向 定 位 基 準(zhǔn) 信 號 ； 被 測 軸 的 旋 轉(zhuǎn) 圈 數(shù) 記 數(shù) 信 號五 、 編 碼 器 CNC分 辨 角 360 /狹 縫 數(shù) 。 如 條 紋 數(shù) 為 1024， 則 360 /1024 0.352 。光 電 編 碼 器 的 輸 出 信 號 為 差 動(dòng) 信 號 ， 進(jìn) 行 倍 頻 處理 ， 進(jìn) 一 步 提 高 分 辨 力 。例 如 ： 配 置 2000脈 沖 r光 電 編 碼 器 的 伺 服 電 機(jī)直 接 驅(qū) 動(dòng) 8mm螺 距 的 滾 珠 絲 杠 ， 經(jīng) 4倍 頻 處 理 后 ，相 當(dāng) 于 8000脈 沖 r的 角 度 分 辨 力 ， 對 應(yīng) 工 作 臺(tái)的 直 線 分 辨 力 由 倍 頻 前 的 0.004mm提 高 到0.001mrn。五 、 編 碼 器 CNC光 電 式 編 碼 器 優(yōu) 點(diǎn) ： 沒 有 接 觸 磨 損 ， 碼 盤 壽 命 長 ，允 許 轉(zhuǎn) 速 高 ， 最 外 圈 每 片 寬 度 可 做 得 很 小 ， 因 而精 度 高 。缺 點(diǎn) ： 結(jié) 構(gòu) 復(fù) 雜 ， 價(jià) 格 高 ， 光 源 壽 命 短 。目 前 ， 有 一 種 混 合 式 絕 對 值 脈 沖 編 碼 器 ： 最 外 圈是 高 密 度 的 增 量 制 條 紋 ，中 間 有 四 個(gè) 碼 道 組 成 絕 對 值 式 四 位 循 環(huán) 碼 ，圓 盤 最 里 面 有 發(fā) 一 轉(zhuǎn) 信 號 的 狹 縫 。工 作 原 理 是 粗 、 中 、 精 三 級 計(jì) 數(shù) ， 碼 盤 轉(zhuǎn) 的 轉(zhuǎn) 數(shù)由 “ 一 轉(zhuǎn) 脈 沖 ” 的 計(jì) 數(shù) 表 示五 、 編 碼 器 CNC 電 磁 式 編 碼 器 （ 磁 性 編 碼 器 ）輸 出 的 信 號 形 式 是 數(shù) 字 脈 沖 信 號 。優(yōu) 點(diǎn) ： 抗 環(huán) 境 干 擾 能 力 強(qiáng) 、 響 應(yīng) 速 度 快 、 壽 命 長 、結(jié) 構(gòu) 簡 單 、 價(jià) 格 低 廉 等用 得 最 多 的 類 型 ： 磁 敏 電 阻 式 、 勵(lì) 磁 環(huán) 式磁 敏 電 阻 式 磁 性 編 碼 器 又 分 ： 強(qiáng) 磁 金 屬 磁 敏 電 阻 式 、半 導(dǎo) 體 磁 敏 電 阻 式 。勵(lì) 磁 環(huán) 式 磁 性 編 碼 器 又 稱 磁 柵 或 磁 尺 ，電 磁 式 編 碼 器 可 分 為 增 量 式 、 絕 對 值 式 。 五 、 編 碼 器 CNC 編 碼 器 在 數(shù) 控 機(jī) 床 中 的 應(yīng) 用 1 位 移 測 量 （ 進(jìn) 給 系 統(tǒng) ）在 數(shù) 控 回 轉(zhuǎn) 工 作 臺(tái) 回 轉(zhuǎn) 軸 末 端 安 裝 編 碼 器 ， 可測 量 回 轉(zhuǎn) 工 作 臺(tái) 角 位 移 。 數(shù) 控 回 轉(zhuǎn) 工 作 臺(tái) 與 直線 軸 聯(lián) 動(dòng) 時(shí) ， 可 加 工 空 間 曲 線 。在 交 流 電 機(jī) 變 頻 控 制 中 ， 與 電 動(dòng) 機(jī) 同 軸 聯(lián) 接 的編 碼 器 可 檢 測 轉(zhuǎn) 子 磁 極 相 對 定 子 繞 組 的 角 度 位置 ， 用 于 變 頻 控 制 。 五 、 編 碼 器 CNC2 主 軸 控 制 （ 1） 主 軸 旋 轉(zhuǎn) 與 坐 標(biāo) 軸 進(jìn) 給 的 同 步 控 制螺 紋 加 工 中 ，1） 對 編 碼 器 輸 出 脈 沖 計(jì) 數(shù) ， 保 證 主 軸 每 轉(zhuǎn) 1周 ，刀 具 準(zhǔn) 確 移 動(dòng) 1個(gè) 螺 距 （ 導(dǎo) 程 ）2） 一 般 的 螺 紋 加 工 要 經(jīng) 過 幾 次 切 削 完 成 ， 每 次重 復(fù) 切 削 ， 進(jìn) 刀 位 置 必 須 相 同 。為 保 證 重 復(fù) 切 削 不 亂 扣 ， 數(shù) 控 系 統(tǒng) 在 接 收 到 光 電編 碼 器 中 的 1轉(zhuǎn) 脈 沖 （ 零 點(diǎn) 脈 沖 ） 后 ， 才 開 始 螺紋 切 削 的 計(jì) 算 。五 、 編 碼 器 CNC(2)主 軸 定 向 準(zhǔn) 停 控 制加 工 中 心 換 刀 時(shí) ， 為 使機(jī) 械 手 對 準(zhǔn) 刀 柄 ， 主 軸需 停 在 固 定 的 徑 向 位 置在 固 定 切 削 循 環(huán) 中 （ 如精 鏜 孔 ） 要 求 刀 具 停 在某 一 徑 向 位 置 才 能 退 出這 要 求 主 軸 能 準(zhǔn) 確 地 停在 某 一 固 定 位 置 上 ， 這就 是 主 軸 定 向 準(zhǔn) 停 功 能 。 編 碼 器 的 輸 出 為 當(dāng) 前 刀 具 號五 、 編 碼 器 CNC（ 3） 恒 線 速 切 削 控 制車 床 、 磨 床 進(jìn) 行 端 面 或 錐 面 切 削 時(shí) ， 為 保 證 Ra保 持 一定 值 ， 要 求 刀 具 與 工 件 接 觸 點(diǎn) 的 線 速 度 為 恒 值 。隨 著 刀 具 徑 向 進(jìn) 給 及 切 削 直 徑 的 逐 漸 減 小 或 增 大 ， 應(yīng)不 斷 提 高 或 降 低 主 軸 轉(zhuǎn) 速 ， 保 持 V 2 Dn為 常 值 V： 切 削 線 速 度 ； D： 工 件 切 削 直 徑 ， 隨 刀 具 進(jìn) 給 不 斷 變 化 n： 主 軸 轉(zhuǎn) 速 。D 由 光 電 編 碼 器 獲 得 。 經(jīng) 軟 件 處 理 后 得 n， 轉(zhuǎn) 換 成 速度 信 號 至 主 軸 驅(qū) 動(dòng) 裝 置 。 五 、 編 碼 器 CNC3 測 速光 電 編 碼 器 輸 出 脈 沖 的 頻 率 與 其 轉(zhuǎn) 速 成 正 比 ， 可 代替 測 速 發(fā) 電 機(jī) 的 模 擬 測 速 ， 成 為 數(shù) 字 測 速 裝 置 。五 、 編 碼 器4 零 標(biāo) 志 脈 沖 用 于 回 參 考 點(diǎn) 控 制采 用 增 量 式 的 位 置 檢 測 裝 置 時(shí) ， 數(shù) 控 機(jī) 床 在 接 通 電源 后 要 做 回 到 參 考 點(diǎn) 的 操 作 。參 考 點(diǎn) 位 置 是 否 正 確 與 檢 測 裝 置 中 的 零 標(biāo) 志 脈 沖 有相 當(dāng) 大 的 關(guān) 系 。在 回 參 考 點(diǎn) 方 式 時(shí) ， 數(shù) 控 機(jī) 床 坐 標(biāo) 軸 先 以 快 速 向 參考 點(diǎn) 方 向 運(yùn) 動(dòng) ， 當(dāng) 碰 到 減 速 擋 塊 后 ， 坐 標(biāo) 軸 再 以 慢速 趨 近 ， 當(dāng) 編 碼 器 產(chǎn) 生 零 標(biāo) 志 信 號 后 ， 坐 標(biāo) 軸 再 移動(dòng) 一 設(shè) 定 距 離 而 停 止 于 參 考 點(diǎn) 。 CNC在 進(jìn) 給 坐 標(biāo) 軸 中 ， 還 應(yīng) 用 一 種 手 搖 脈 沖 發(fā) 生 器 ，一 般 每 轉(zhuǎn) 產(chǎn) 生 1000個(gè) 脈 沖 ， 脈 沖 當(dāng) 量 為 1m， 輸出 信 號 波 幅 為 5V。作 用 ： 慢 速 對 刀 和 手 動(dòng) 調(diào) 整 機(jī) 床 。 五 、 編 碼 器