《部分数控机床的伺服系统位置检测.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《部分数控机床的伺服系统位置检测.ppt（39页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、数控加工技术数控加工技术数控机床伺服系统数控机床伺服系统数控机床伺服系统数控机床伺服系统第第二二节节 数数控控机机床床的的位位置置检检测测3.2.1 3.2.1 数控机床的位置检测概述数控机床的位置检测概述组成：位置检测装置是由检测元件组成：位置检测装置是由检测元件（传感器传感器）和信号处和信号处理装置组成的。理装置组成的。作用：实时测量执行部件的位移和速度信号，并变换作用：实时测量执行部件的位移和速度信号，并变换成位置控制单元所要求的信号形式，将运动部件现实位成位置控制单元所要求的信号形式，将运动部件现实位置反馈到位置控制单元，以实施闭环控制。它是闭环、置反馈到位置控制单元，以实施闭环控制。
2、它是闭环、半闭环进给伺服系统的重要组成部分。半闭环进给伺服系统的重要组成部分。闭环数控机床的加工精度在很大程度上是由位置检闭环数控机床的加工精度在很大程度上是由位置检测装置的精度决定的，在设计数控机床进给伺服系统，测装置的精度决定的，在设计数控机床进给伺服系统，尤其是高精度进给伺服系统时，必须精心选择位置检测尤其是高精度进给伺服系统时，必须精心选择位置检测装置。装置。数控加工技术数控加工技术数控机床伺服系统数控机床伺服系统数控机床伺服系统数控机床伺服系统第第二二节节 数数控控机机床床的的位位置置检检测测一、进给伺服系统对位置测量装置的要求一、进给伺服系统对位置测量装置的要求高可靠性和高抗干扰性
3、：受温度、湿度的影响小，工高可靠性和高抗干扰性：受温度、湿度的影响小，工作可靠，精度保持性好，抗干扰能力强；作可靠，精度保持性好，抗干扰能力强；能满足精度和速度的要求：位置检测装置分辨率应高能满足精度和速度的要求：位置检测装置分辨率应高于数控机床的分辨率于数控机床的分辨率（一个数量级一个数量级）；位置检测装置最高允许的检测速度应为数控机床的最位置检测装置最高允许的检测速度应为数控机床的最高运行速度；高运行速度；使用维护方便，适应机床工作环境；使用维护方便，适应机床工作环境；成本低。成本低。数控加工技术数控加工技术数控机床伺服系统数控机床伺服系统数控机床伺服系统数控机床伺服系统分分 类类 增增
4、量量 式式 绝绝 对对 式式 位移位移传感器传感器 回转型回转型脉冲编码器、脉冲编码器、旋转变压器、圆感应同步旋转变压器、圆感应同步器器 、圆光栅、圆磁栅、圆光栅、圆磁栅 多极旋转变压器多极旋转变压器 、绝对脉冲编码器、绝绝对脉冲编码器、绝对值式光栅对值式光栅 直线型直线型直线感应同直线感应同步器步器 、光栅尺、磁栅尺、光栅尺、磁栅尺 三速感应同步器三速感应同步器 、绝对值磁尺、光电编绝对值磁尺、光电编码尺码尺 、磁性编码器、磁性编码器 速度速度传感器传感器 交、直流测速发电机交、直流测速发电机 、数字脉编码式速度传感数字脉编码式速度传感器器 、霍耳速度传感器、霍耳速度传感器 数字电磁、磁敏式
5、速数字电磁、磁敏式速度传感器度传感器 电流电流传感器传感器 霍耳电流传感器霍耳电流传感器 第第二二节节 数数控控机机床床的的位位置置检检测测二、数控机床中检测方式的分类二、数控机床中检测方式的分类数控加工技术数控加工技术数控机床伺服系统数控机床伺服系统数控机床伺服系统数控机床伺服系统3.2.2 3.2.2 旋转变压器旋转变压器第第二二节节 数数控控机机床床的的位位置置检检测测旋转变压器是一种角度测量装置。其结构简单，旋转变压器是一种角度测量装置。其结构简单，动作灵敏，对环境无特殊要求，维护方便，输出信号动作灵敏，对环境无特殊要求，维护方便，输出信号幅度大，抗干扰强，工作可靠。幅度大，抗干扰强，
6、工作可靠。一、旋转变压器结构一、旋转变压器结构旋转变压器在结构上和两相线绕式异步电动机相旋转变压器在结构上和两相线绕式异步电动机相似，由定子和转子组成。定子绕组为变压器的原边，似，由定子和转子组成。定子绕组为变压器的原边，转子绕组为变压器的副边，分有刷和无刷两种。在有转子绕组为变压器的副边，分有刷和无刷两种。在有刷结构中，定子与转子上均为两相交流分步绕组。两刷结构中，定子与转子上均为两相交流分步绕组。两相绕组轴线相互垂直。转子绕组的端点通过电刷和滑相绕组轴线相互垂直。转子绕组的端点通过电刷和滑环引出。环引出。数控加工技术数控加工技术数控机床伺服系统数控机床伺服系统数控机床伺服系统数控机床伺服系
7、统第第二二节节 数数控控机机床床的的位位置置检检测测4.24318762 旋转变压器结构示意旋转变压器结构示意1-1-转轴转轴 2-2-轴承轴承 3-3-机壳机壳 4-4-转子铁心转子铁心 定子铁心定子铁心 6-6-端盖端盖 7-7-电刷电刷 8-8-集电环集电环 数控加工技术数控加工技术数控机床伺服系统数控机床伺服系统数控机床伺服系统数控机床伺服系统第第二二节节 数数控控机机床床的的位位置置检检测测旋转变压器是根据互感原理工作的。它的结构保证旋转变压器是根据互感原理工作的。它的结构保证了其定子和转子之间的磁通呈正了其定子和转子之间的磁通呈正（余余）弦规律。定子绕弦规律。定子绕组加上励磁电压。
8、通过电磁耦合，转子绕组产生感应电组加上励磁电压。通过电磁耦合，转子绕组产生感应电压。其输出电压的大小取决于定子和转子两个绕组轴线压。其输出电压的大小取决于定子和转子两个绕组轴线在空间的相对位置。感应电压随着转子的偏转的角度呈在空间的相对位置。感应电压随着转子的偏转的角度呈正正（余余）弦变化：弦变化：E E2 2=KU=KU1 1 cos=KU cos=KUmm sintcos sintcos 式中式中:E E 2 2转子绕组感应电势；转子绕组感应电势；U U1 1定子绕组励磁电压定子绕组励磁电压 U U1 1=U=Ummsinsintt；U Umm电压信号幅值；电压信号幅值；定、转子绕组轴线间
9、夹角；定、转子绕组轴线间夹角；KK变压比变压比二、旋转变压器工作原理二、旋转变压器工作原理数控加工技术数控加工技术数控机床伺服系统数控机床伺服系统数控机床伺服系统数控机床伺服系统U1=Umsint U1 U1 E E 2 2=0 0（=90 90）E E 2 2=KU=KUm msinsinttcoscos E E 2 2=KUKUm msinsintt（=00）第第二二节节 数数控控机机床床的的位位置置检检测测可见，旋转变压器转子绕组的输出电压是转子角位移可见，旋转变压器转子绕组的输出电压是转子角位移的函数。的函数。数控加工技术数控加工技术数控机床伺服系统数控机床伺服系统数控机床伺服系统数控
10、机床伺服系统VSVSUsUcE2 定子两相绕组励磁定子两相绕组励磁 转转子子输输出出信信号号的的相相位位角角(t-t-)与与转转子子的的偏偏转转角角之之间间有有着着严严格格的对应关系。的对应关系。第第二二节节 数数控控机机床床的的位位置置检检测测三、鉴相工作方式三、鉴相工作方式 Us=UmsintUc=Umcost E2=KUs cos-KUcsin =KUm(sintcos-costsin)=KUm sin(t-)数控加工技术数控加工技术数控机床伺服系统数控机床伺服系统数控机床伺服系统数控机床伺服系统VSVSUsUcE2 定子两相绕组励磁定子两相绕组励磁 感感应应电电势势（E E2 2）是是
11、以以为为角角频频率率、以以U Um m sin(sin(电电 -机机 )为为幅幅值值的的交交变变电电压压信信号号。若若电电气气角角电电已已知知，只只要要测测出出E E2 2 幅幅值值(利利用用E E2 2=0)0)，便便可可间间接接的的求求出出机机械械角角机机 ，从从而而得得出出被被测测角角位位移。移。四、鉴幅方式四、鉴幅方式 Us=Umsin电sintUc=Umcos电sint E2=KUm cos机-KUcsin机 =KUm sint(sin电cos机-cos电sin机)=KUm sin(电-机)sint第第二二节节 数数控控机机床床的的位位置置检检测测数控加工技术数控加工技术数控机床伺服
12、系统数控机床伺服系统数控机床伺服系统数控机床伺服系统VSVS第第二二节节 数数控控机机床床的的位位置置检检测测3.2.3 3.2.3 感应同步器感应同步器感应同步器是一种电磁式位置检测元件，按感应同步器是一种电磁式位置检测元件，按感应同步器是一种电磁式位置检测元件，按感应同步器是一种电磁式位置检测元件，按其结构特点一般分为直线式和旋转式两种。前者其结构特点一般分为直线式和旋转式两种。前者其结构特点一般分为直线式和旋转式两种。前者其结构特点一般分为直线式和旋转式两种。前者用于直线位移测量，后者用于角位移测量。用于直线位移测量，后者用于角位移测量。用于直线位移测量，后者用于角位移测量。用于直线位移
13、测量，后者用于角位移测量。数控加工技术数控加工技术数控机床伺服系统数控机床伺服系统数控机床伺服系统数控机床伺服系统VSVS第第二二节节 数数控控机机床床的的位位置置检检测测一、感应同步器的结构一、感应同步器的结构直线式感应同步器的直线式感应同步器的直线式感应同步器的直线式感应同步器的绕组结构有定尺和滑尺两绕组结构有定尺和滑尺两绕组结构有定尺和滑尺两绕组结构有定尺和滑尺两部分组成。部分组成。部分组成。部分组成。旋转式感应同步器旋转式感应同步器旋转式感应同步器旋转式感应同步器的绕组结构则由定子和的绕组结构则由定子和的绕组结构则由定子和的绕组结构则由定子和转子两部分组成。转子两部分组成。转子两部分组
14、成。转子两部分组成。数控加工技术数控加工技术数控机床伺服系统数控机床伺服系统数控机床伺服系统数控机床伺服系统第第二二节节 数数控控机机床床的的位位置置检检测测二、感应同步器工作原理二、感应同步器工作原理当励磁绕组与感应绕组间发生相对位移时，当励磁绕组与感应绕组间发生相对位移时，由于电磁耦合的变化，感应绕组中的感应电压随由于电磁耦合的变化，感应绕组中的感应电压随位移的变化而变化，感应同步器就是利用这个特位移的变化而变化，感应同步器就是利用这个特点进行测量的。点进行测量的。数控加工技术数控加工技术数控机床伺服系统数控机床伺服系统数控机床伺服系统数控机床伺服系统第第二二节节 数数控控机机床床的的位位
15、置置检检测测e eS S=KU=KUS Scos cos=KU=KUmm sintcos sintcos 式中式中:e eS S定尺绕组感应电势；定尺绕组感应电势；KK变压比变压比U US S滑尺绕组励磁电压滑尺绕组励磁电压 U US S=U=Ummsinsintt；U Umm电压信号幅值；电压信号幅值；滑尺相对定尺在空间相位角；滑尺相对定尺在空间相位角；在一个节距在一个节距W内，定滑尺相对位移距离内，定滑尺相对位移距离x x与与的关系式为：的关系式为：=2x/x/W数控加工技术数控加工技术数控机床伺服系统数控机床伺服系统数控机床伺服系统数控机床伺服系统第第二二节节 数数控控机机床床的的位位置
16、置检检测测三、感应同步器输出信号的处理方式三、感应同步器输出信号的处理方式1、鉴相方式、鉴相方式 Us=Umsint，Uc=Umcost es=KUs cos=KUmsint cosec=KUc cos(+/2/2)=-KUmsincoste=es+ec=KUm(sintcos-sincost)=KUm sin(t-)=KUm sin(t-2x/wx/w)供给滑尺的激磁信号为频率、幅值相同，供给滑尺的激磁信号为频率、幅值相同，相位角相差相位角相差9090的交流电压，根据感应电动势的交流电压，根据感应电动势的相位鉴别位移量，故称鉴相方式。的相位鉴别位移量，故称鉴相方式。数控加工技术数控加工技术数
17、控机床伺服系统数控机床伺服系统数控机床伺服系统数控机床伺服系统第第二二节节 数数控控机机床床的的位位置置检检测测 2、鉴幅方式、鉴幅方式 给滑尺绕组通入相位相同、频率相同，但幅值给滑尺绕组通入相位相同、频率相同，但幅值不同的励磁电压。不同的励磁电压。Us=Umsindsint，Uc=Umcosdsint es=KUs cos=KUmsindsint cosec=KUc cos(+/2/2)=-KUmcosdsintsine=es+ec=KUmsint(sindcos-sincosd)=KUm sin(d-)sint =KUm sin(d-2x/wx/w)sint eKUm2x/wx/wsint
18、 通过感应电动势通过感应电动势e的幅值，就可测出的的幅值，就可测出的x x大小。大小。数控加工技术数控加工技术数控机床伺服系统数控机床伺服系统数控机床伺服系统数控机床伺服系统VSVS第第二二节节 数数控控机机床床的的位位置置检检测测四、感应同步器位移测量系统四、感应同步器位移测量系统数控加工技术数控加工技术数控机床伺服系统数控机床伺服系统数控机床伺服系统数控机床伺服系统第第二二节节 数数控控机机床床的的位位置置检检测测3.2.4 3.2.4 光栅光栅光栅是一种最常见的测量装置。它的制作工艺是在光栅是一种最常见的测量装置。它的制作工艺是在一块长形玻璃上用真空镀膜的方法镀上一层不透光的金一块长形玻
19、璃上用真空镀膜的方法镀上一层不透光的金属膜，再涂上一层均匀的感光材料，然后用照相腐蚀法属膜，再涂上一层均匀的感光材料，然后用照相腐蚀法制成等节距的透光和不透光相间的线纹，这些线纹与运制成等节距的透光和不透光相间的线纹，这些线纹与运动方向垂直，线纹间的距离为栅距，而单位长度上的线动方向垂直，线纹间的距离为栅距，而单位长度上的线纹数目叫线纹密度。纹数目叫线纹密度。光栅种类繁多，一般来讲，可分为物理光栅和计光栅种类繁多，一般来讲，可分为物理光栅和计量光栅。物理光栅主要是利用光的衍射现象，用于光谱量光栅。物理光栅主要是利用光的衍射现象，用于光谱分析和光波波长测定。而计量光栅较物理光栅刻线稍粗分析和光波
20、波长测定。而计量光栅较物理光栅刻线稍粗（2525、5050、100100、250250条条mmmm)，主要是利用光的透射，主要是利用光的透射和反射现象。由于计量光栅应用了莫尔条纹原理，因而和反射现象。由于计量光栅应用了莫尔条纹原理，因而所测的位置精度相当高，有很高的分辨率，很易做到的所测的位置精度相当高，有很高的分辨率，很易做到的分辩率，最高分辨率可达。分辩率，最高分辨率可达。数控加工技术数控加工技术数控机床伺服系统数控机床伺服系统数控机床伺服系统数控机床伺服系统第第二二节节 数数控控机机床床的的位位置置检检测测一、光栅的结构一、光栅的结构长光栅在机床的固长光栅在机床的固定部件上，称之为标尺定
21、部件上，称之为标尺光栅，短光栅装在机床光栅，短光栅装在机床的移动部件上，称之为的移动部件上，称之为指示光栅两块光栅互指示光栅两块光栅互相平行并保持一定的间相平行并保持一定的间隙，通常为或。而且两隙，通常为或。而且两块光栅的刻线密度必须块光栅的刻线密度必须相同。相同。数控加工技术数控加工技术数控机床伺服系统数控机床伺服系统数控机床伺服系统数控机床伺服系统第第二二节节 数数控控机机床床的的位位置置检检测测在实际使用中，大多把光源、指示光栅在实际使用中，大多把光源、指示光栅(短光栅短光栅)和光电和光电元件等组合在一起称之为读数头。因此光栅检测装置也元件等组合在一起称之为读数头。因此光栅检测装置也可以
22、看成是由读数头和标尺光栅可以看成是由读数头和标尺光栅(长光栅长光栅)两部分组成。两部分组成。数控加工技术数控加工技术数控机床伺服系统数控机床伺服系统数控机床伺服系统数控机床伺服系统第第二二节节 数数控控机机床床的的位位置置检检测测数控加工技术数控加工技术数控机床伺服系统数控机床伺服系统数控机床伺服系统数控机床伺服系统第第二二节节 数数控控机机床床的的位位置置检检测测光栅尺在机床上的安装光栅尺在机床上的安装数控加工技术数控加工技术数控机床伺服系统数控机床伺服系统数控机床伺服系统数控机床伺服系统第第二二节节 数数控控机机床床的的位位置置检检测测常见光栅的工作原理都是基于物理上的莫尔常见光栅的工作原
23、理都是基于物理上的莫尔条纹形成原理。当指示光栅上的线纹与标尺光栅条纹形成原理。当指示光栅上的线纹与标尺光栅上的线纹成一角度放置两光栅尺时，必然会造成上的线纹成一角度放置两光栅尺时，必然会造成两光栅尺上线纹相互交叉。在光源的照射下，交两光栅尺上线纹相互交叉。在光源的照射下，交叉点附近的小区域内黑线重叠，透明区域变大，叉点附近的小区域内黑线重叠，透明区域变大，而挡光面积最小，挡光效应最弱，透光的累积使而挡光面积最小，挡光效应最弱，透光的累积使这个区域出现亮带。相反，距交点越远的区域，这个区域出现亮带。相反，距交点越远的区域，两光栅不透明的黑线的重叠部分越少，黑线所占两光栅不透明的黑线的重叠部分越少
24、，黑线所占据的空间增多因而挡光面积增大，挡光效应增据的空间增多因而挡光面积增大，挡光效应增强，只有较少的光线透过光栅而使这个区域出现强，只有较少的光线透过光栅而使这个区域出现暗带。这些与光栅线纹几乎垂直的交替出现的亮、暗带。这些与光栅线纹几乎垂直的交替出现的亮、暗极大条纹就是莫尔条纹，莫尔条纹具有以下几暗极大条纹就是莫尔条纹，莫尔条纹具有以下几个特性：个特性：二、光栅工作原理二、光栅工作原理数控加工技术数控加工技术数控机床伺服系统数控机床伺服系统数控机床伺服系统数控机床伺服系统第第二二节节 数数控控机机床床的的位位置置检检测测数控加工技术数控加工技术数控机床伺服系统数控机床伺服系统数控机床伺服
25、系统数控机床伺服系统第第二二节节 数数控控机机床床的的位位置置检检测测1放大作用放大作用由由B=W/。若取栅距若取栅距W，弧弧度，则上式度，则上式可得可得B10mm。相当于把光栅的栅距放大了。相当于把光栅的栅距放大了1000倍，倍，从而提高了测量的灵敏度。从而提高了测量的灵敏度。2均化误差作用均化误差作用 莫尔条纹是由若干线纹组成的，例如每毫米莫尔条纹是由若干线纹组成的，例如每毫米200条线纹的光栅，条线纹的光栅，10mm宽的莫尔条纹就由宽的莫尔条纹就由2000根线纹根线纹组成。这样一来，节距之间所固有的相邻误差就平均组成。这样一来，节距之间所固有的相邻误差就平均化了。化了。数控加工技术数控加
26、工技术数控机床伺服系统数控机床伺服系统数控机床伺服系统数控机床伺服系统第第二二节节 数数控控机机床床的的位位置置检检测测3.信息变换作用信息变换作用莫尔条纹的移动与栅距之间的移动成比例。当莫尔条纹的移动与栅距之间的移动成比例。当两个光栅相对移动一个栅距两个光栅相对移动一个栅距W时，莫尔条纹相应地移时，莫尔条纹相应地移动一个莫尔条纹宽度动一个莫尔条纹宽度B。若光栅往相反方向移动，莫。若光栅往相反方向移动，莫尔条纹也往相反方向移动。因莫尔条纹移动方向与光尔条纹也往相反方向移动。因莫尔条纹移动方向与光栅移动方向垂直，可用检测垂直方向宽大的莫尔条纹栅移动方向垂直，可用检测垂直方向宽大的莫尔条纹代替光栅
27、水平方向移动的微小距离。代替光栅水平方向移动的微小距离。4光强分布规律光强分布规律当用平行光束照射光栅时，就形成明暗相间的当用平行光束照射光栅时，就形成明暗相间的莫尔条纹。其由亮纹到暗纹、再由暗纹到亮纹的光强莫尔条纹。其由亮纹到暗纹、再由暗纹到亮纹的光强分布近似余弦函数。分布近似余弦函数。数控加工技术数控加工技术数控机床伺服系统数控机床伺服系统数控机床伺服系统数控机床伺服系统第第二二节节 数数控控机机床床的的位位置置检检测测光栅测量系统由光栅测量系统由光源、透镜、光栅尺、光源、透镜、光栅尺、光敏元件和一系列信光敏元件和一系列信号处理电路组成。信号处理电路组成。信号处理电路又包括放号处理电路又包
28、括放大、整形和鉴向倍频。大、整形和鉴向倍频。三、光栅测量系统三、光栅测量系统通常情况下，除标尺光栅与工作台装在一起随工通常情况下，除标尺光栅与工作台装在一起随工作台移动外，光源、透镜、指示光栅、光敏元件和信作台移动外，光源、透镜、指示光栅、光敏元件和信号处理电路均装在一个整体内，做成一个单独部件固号处理电路均装在一个整体内，做成一个单独部件固定在机床上，这个部件称为光栅读数头，其作用是将定在机床上，这个部件称为光栅读数头，其作用是将莫尔条纹的光信号转换成所需的电脉种信号。莫尔条纹的光信号转换成所需的电脉种信号。数控加工技术数控加工技术数控机床伺服系统数控机床伺服系统数控机床伺服系统数控机床伺服
29、系统第第二二节节 数数控控机机床床的的位位置置检检测测四、光栅位移四、光栅位移-数字变换系统数字变换系统 数控加工技术数控加工技术数控机床伺服系统数控机床伺服系统数控机床伺服系统数控机床伺服系统VSVS第第二二节节 数数控控机机床床的的位位置置检检测测3.2.5 3.2.5 脉冲编码器脉冲编码器脉冲编码器又称码盘，是一种回转式数字测脉冲编码器又称码盘，是一种回转式数字测脉冲编码器又称码盘，是一种回转式数字测脉冲编码器又称码盘，是一种回转式数字测量元件，通常装在被检测轴上，随被测轴一起转量元件，通常装在被检测轴上，随被测轴一起转量元件，通常装在被检测轴上，随被测轴一起转量元件，通常装在被检测轴上
30、，随被测轴一起转动，可将被测轴的角位移转换为增量脉冲形式或动，可将被测轴的角位移转换为增量脉冲形式或动，可将被测轴的角位移转换为增量脉冲形式或动，可将被测轴的角位移转换为增量脉冲形式或绝对式的代码形式。绝对式的代码形式。绝对式的代码形式。绝对式的代码形式。根据内部结构和检测方式码盘可分为接触式、根据内部结构和检测方式码盘可分为接触式、根据内部结构和检测方式码盘可分为接触式、根据内部结构和检测方式码盘可分为接触式、光电式和电磁式光电式和电磁式光电式和电磁式光电式和电磁式3 3 3 3种。其中，光电码盘在数控机种。其中，光电码盘在数控机种。其中，光电码盘在数控机种。其中，光电码盘在数控机床上应用较
31、多。床上应用较多。床上应用较多。床上应用较多。另外，它还可分为绝对式和增量式两种。另外，它还可分为绝对式和增量式两种。另外，它还可分为绝对式和增量式两种。另外，它还可分为绝对式和增量式两种。数控加工技术数控加工技术数控机床伺服系统数控机床伺服系统数控机床伺服系统数控机床伺服系统VSVS第第二二节节 数数控控机机床床的的位位置置检检测测一、增量式光电编码脉冲器一、增量式光电编码脉冲器信号处理装置信号处理装置abz码盘基片透镜光源光敏元件透光狭缝光欄板节距m+/4数控加工技术数控加工技术数控机床伺服系统数控机床伺服系统数控机床伺服系统数控机床伺服系统第第二二节节 数数控控机机床床的的位位置置检检测
32、测VSVSAaBbZz信号处理装置信号处理装置信号处理装置信号处理装置abz节距m+/4数控加工技术数控加工技术数控机床伺服系统数控机床伺服系统数控机床伺服系统数控机床伺服系统第第二二节节 数数控控机机床床的的位位置置检检测测光电码盘随被测轴一起转光电码盘随被测轴一起转动，在光源的照射下，透动，在光源的照射下，透过光电码盘和光栏板形成过光电码盘和光栏板形成忽明忽暗的光信号，光敏忽明忽暗的光信号，光敏元件把此光信号转换成电元件把此光信号转换成电信号，通过信号处理装置信号，通过信号处理装置的整形、放大等处理后输的整形、放大等处理后输出。输出的波形有六路出。输出的波形有六路：其中，其中，是是 的取反
33、信号。的取反信号。AB90Z码盘转一圈数控加工技术数控加工技术数控机床伺服系统数控机床伺服系统数控机床伺服系统数控机床伺服系统第第二二节节 数数控控机机床床的的位位置置检检测测ABCP90Or输出信号的作用及其处理输出信号的作用及其处理 A、B两相的作用两相的作用根据脉冲的数目可得出根据脉冲的数目可得出被测轴的角位移；被测轴的角位移；根据脉冲的频率可得被根据脉冲的频率可得被测轴的转速；测轴的转速；根据根据A、B两相的相位超两相的相位超前滞后关系可判断被测前滞后关系可判断被测轴旋转方向。轴旋转方向。后续电路可利用后续电路可利用A、B两两相的相的90相位差进行细相位差进行细分处理（四倍频电路实分处
34、理（四倍频电路实现）。现）。数控加工技术数控加工技术数控机床伺服系统数控机床伺服系统数控机床伺服系统数控机床伺服系统第第二二节节 数数控控机机床床的的位位置置检检测测Z Z相的作用相的作用 被测轴的周向定位基准被测轴的周向定位基准信号；信号；被测轴的旋转圈数记数被测轴的旋转圈数记数信号。信号。Z码盘转一圈数控加工技术数控加工技术数控机床伺服系统数控机床伺服系统数控机床伺服系统数控机床伺服系统第第二二节节 数数控控机机床床的的位位置置检检测测增量式码盘的规格是指码盘每转一圈增量式码盘的规格是指码盘每转一圈发出的脉冲数；发出的脉冲数；现在市场上提供的规格从现在市场上提供的规格从 3636线线/转到
35、转到 1010万线万线 /转转 都有都有；选择：选择：伺服系统要求的分辨率伺服系统要求的分辨率；考虑机械传动系统的参数考虑机械传动系统的参数。r增量式码盘的规格增量式码盘的规格数控加工技术数控加工技术数控机床伺服系统数控机床伺服系统数控机床伺服系统数控机床伺服系统第第二二节节 数数控控机机床床的的位位置置检检测测二、接触式绝对脉冲编码器二、接触式绝对脉冲编码器绝对式脉冲编码器绝对式脉冲编码器可以直接将被测转角转可以直接将被测转角转换成相应的代码，没有换成相应的代码，没有累计误差，电源切断后，累计误差，电源切断后，位置信息不丢失。但其位置信息不丢失。但其结构复杂、价格较贵。结构复杂、价格较贵。电
36、刷电刷绝缘体绝缘体导体导体20212223RE+-数控加工技术数控加工技术数控机床伺服系统数控机床伺服系统数控机床伺服系统数控机床伺服系统第第二二节节 数数控控机机床床的的位位置置检检测测二进制编码：二进制编码：特点：编码循序与位置特点：编码循序与位置循序相一致，但可能产循序相一致，但可能产生非单值性误差。生非单值性误差。23222120绝对编码盘的编码方式及特点绝对编码盘的编码方式及特点数控加工技术数控加工技术数控机床伺服系统数控机床伺服系统数控机床伺服系统数控机床伺服系统第第二二节节 数数控控机机床床的的位位置置检检测测格雷码格雷码（循环码、葛莱码循环码、葛莱码）特点：任何两个编码之间特点：任何两个编码之间只有一位是变化的，因而只有一位是变化的，因而可把误差控制在最小单位可把误差控制在最小单位上。但编码与位置循序无上。但编码与位置循序无直接规律。直接规律。23222120数控加工技术数控加工技术数控机床伺服系统数控机床伺服系统数控机床伺服系统数控机床伺服系统第第二二节节 数数控控机机床床的的位位置置检检测测数控加工技术数控加工技术数控机床伺服系统数控机床伺服系统数控机床伺服系统数控机床伺服系统第第二二节节 数数控控机机床床的的位位置置检检测测