檢測裝置
位置檢測裝置是數(shù)控機(jī)床的重要組成部分。通常安裝在機(jī)床的工作臺(tái)或絲杠上，不斷地將工作臺(tái)的位移量檢測出來，并發(fā)出反饋信號(hào)與書空裝置發(fā)出的指令信號(hào)相比較，若有偏差，竟放大后控制執(zhí)行部件，使其向著消除偏差的方向運(yùn)動(dòng)，直至偏差等于零為止。數(shù)控機(jī)床的加工精度和定位精度主要取決于檢測裝置。通常，檢測裝置的檢測精度為±0.001~0.02mm/m，分辨力為0.001~0.01mm/m，能滿足機(jī)床工作臺(tái)以1~10mm/min的速度移動(dòng)。對位置檢測裝置的要求是：工作可靠，抗干擾性強(qiáng)；能滿足精度和速度的要求；使用維修方便；適合機(jī)床的工作環(huán)境；成本低。目前數(shù)控機(jī)床上經(jīng)常使用的檢測裝置分類見表7-2。
表7-2位置檢測裝置分類
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類型 |
數(shù)字型 |
模擬型 |
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增量式 |
絕對式 |
增量式 |
絕對式 |
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回轉(zhuǎn)型 |
圓光柵 |
編碼盤 |
旋轉(zhuǎn)變壓器，圓感應(yīng)同步器圓形磁柵 |
多極旋轉(zhuǎn)變壓器 |
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直線型 |
長光柵激光干涉儀 |
編碼尺 |
直線感應(yīng)同步器，磁柵，容柵 |
絕對值式磁尺 |
（1）感應(yīng)同步器
1）感應(yīng)同步器的工作原理，感應(yīng)同步器是一種電磁式的高精度位移檢測元件、按其結(jié)構(gòu)方式的不同可分為直線式和旋轉(zhuǎn)式兩種，前者用于長度測量，后者用于角度測量、感應(yīng)同步器是利用電磁耦合原理，將位移或轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，借以進(jìn)行位置檢測和反饋控制，在數(shù)控機(jī)床上使用極為普遍。直線感應(yīng)同步器中有定尺和滑尺兩部分（見圖7-22）。
定尺與滑尺平行安裝、且保持一定間隙。定尺固定不動(dòng)，當(dāng)滑尺移動(dòng)時(shí)，在定尺上產(chǎn)生感應(yīng)電壓，通過對敏感應(yīng)電壓的測量，一 精確地測量出位移量，滑尺有兩個(gè)激磁繞組，即正弦繞組A和余弦組B，它們在空間位置上相差1/4節(jié)距，借距用2τ表示。其值一般為2mm。定尺上的繞組是連續(xù)分布的。工作時(shí)，當(dāng)滑尺的繞組上加上一定頻率的交流電壓后，根據(jù)電磁感應(yīng)原理，在定尺上將感應(yīng)出相同頻率的感應(yīng)電壓。
圖7-23所示為滑尺在不同位置時(shí)定尺上的感應(yīng)電壓，當(dāng)定尺與滑尺繞組重合時(shí)，如圖中a點(diǎn)，這時(shí)感應(yīng)電壓最大。當(dāng)滑尺相對于定尺平行移動(dòng)后，感應(yīng)電壓便逐漸減小，在錯(cuò)開1/4節(jié)距的b點(diǎn)時(shí)感應(yīng)電壓為零。再繼續(xù)移動(dòng)到1/2節(jié)距的c點(diǎn)時(shí)，得到的電壓值與a點(diǎn)位置相同，但極性相反，隨后感應(yīng)電壓在3/4節(jié)距位置d點(diǎn)時(shí)又變?yōu)榱�，在移�?dòng)一個(gè)節(jié)距到e點(diǎn)時(shí)，電壓幅值與a點(diǎn)位置相同。這樣滑尺在移動(dòng)一個(gè)節(jié)距的過程中，感應(yīng)電壓變化了一個(gè)余弦波形。由此可見，在激磁繞組中加上一定的交變激磁電壓，感應(yīng)繞組中就產(chǎn)生相同頻率的感應(yīng)電壓，其幅值大小隨著滑尺移動(dòng)作余弦規(guī)律變化。滑尺移動(dòng)一個(gè)節(jié)距，感應(yīng)電壓變化一個(gè)周期，感應(yīng)同步器就是利用這個(gè)個(gè)感應(yīng)電壓的變化來進(jìn)行位置檢測的
