电子课件《机床电气控制(第三版)》B01402842

1、42 数控机床的检测装置 了解常用检测元件工作原理及安装注意事项了解常用检测元件测量电路了解位置检测元件故障表现形式学习目标课题引入 在普通机床的加工过程中，加工的精度完全依靠人工进行测量，加工精度很难保证。数控机床相对于普通机床的最大特点就是精度高。而要实现数控机床的高精度，就必须依靠高质量的检测装置。人工测量知识探究一、检测装置的分类 二、感应同步器 三、光栅尺四、磁栅尺五、旋转变压器六、光电脉冲编码器七、传感器简介 一、检测装置的分类 数控系统中的检测装置按检测对象不同，可分为位移、速度、电流三种类型。按运动方式不同，又可分为直线式和旋转式两大类。直线式位置检测装置用于检测直线位移，旋转

2、式位置检测装置用于检测角位移。 常用位置检测装置二、感应同步器 感应同步器有直线式和旋转式两种。直线式感应同步器是一种电磁感应式的高精度位移检测元件。它由定尺和滑尺两部分组成，两者相对平行安装。直线式感应同步器外形结构图1机床不动部分2定尺3定尺座4机床移动部分5前放6滑尺座7滑尺8保护罩9励磁绕组直线式感应同步器在安装维护时应注意以下几点：（1） 安装时， 必须保持定尺和滑尺相对平行，且定尺固定螺栓不得超过尺面，调整间隙在0. 05 0.25 mm 为宜。（2） 要防止铁屑进入定尺和滑尺之间，以免损坏定尺表面涂层和滑尺表面带绝缘层的铝箔。（3） 接线时要分清滑尺的正弦绕组和余弦绕组，这两个绕

3、组必须分别接入励磁电压。三、光栅尺 光栅有两种形式，一种是透射光栅，即在一条透明玻璃片上刻有一系列等间隔密集线纹。另一种是反射光栅，即在长条形金属镜面上制成全反射或漫反射间隔相等的密集线纹。光栅尺外形图光栅尺在安装和使用中应注意以下几点：（1） 光栅尺拆装时不能用硬物敲击，以免引起光学元件的损坏。（2） 光栅尺安装时应严格按照使用说明书的要求进行安装。（3） 切削液和润滑油在使用过程中会产生污垢，这种污垢在扫描头上会形成一层薄膜导致透光性变差， 影响测量精度，而且这种污垢很难清除，所以要尽量避免污垢碰触到光栅尺。（4） 加工过程中，切削液的压力不要太大，流量也不要过大，以免形成大量的水雾进入光

4、栅尺。（5） 光栅尺上的污物可以用脱脂棉蘸无水酒精轻轻擦除。四、磁栅尺 磁栅尺由磁性标尺、读取磁头和检测电路三部分组成的。磁性标尺是在非导磁材料（如玻璃、不锈钢等）的基体上，覆盖上一层1020um厚的磁性材料，形成一层均匀有规则的磁性膜。磁化信号可以是脉冲，也可以是正弦波，磁化信号的节距一般有0.05mm、0.10mm、0.20mm、1mm等几种。磁栅尺外形图磁栅尺的维护应注意以下几点:（1） 不能将磁膜刮坏，要防止铁屑和油污落在磁性标尺和读取磁头之间，清理读取磁头时要用脱脂棉蘸酒精轻轻地擦其表面。（2） 不能用力拆装、撞击磁性标尺和读取磁头，否则会使磁性减弱或使磁场紊乱。（3） 接线时要分清

5、读取磁头上的励磁绕组和输出绕组，前者绕在磁路截面尺寸较小的横臂上，后者绕在磁路截面尺寸较大的竖杆上。五、旋转变压器 旋转变压器是一种旋转式的小型交流电动机，它由定子和转子组成。定子的输出电压与转子的角位移有固定的函数关系，可用作角度检测元件，一般用于精度要求不高或大型机床的粗测及中测系统。 旋转变压器外形图六、光电脉冲编码器 光电脉冲编码器是一种将旋转位移转换成一连串数字脉冲信号的旋转式传感器。光电脉冲编码器的安装形式有两种：一种是与伺服电动机同轴安装，称为内装式编码器；另一种是编码器安装于传动链末端，称为外装式编码器，当传动链较长时，这种安装方式可以减小传动链累积误差对位置检测精度的影响。

6、光电脉冲编码器光电脉冲编码器在安装和使用中应注意以下几点：（1）由于光电脉冲编码器是精密测量元件，因此，使用时要注意防污和防振。（2）光电脉冲编码器轴与电动机轴或丝杠端连接应采用弹性联轴器，不宜采用刚性连接，以免由于电动机轴或丝杠端窜动或跳动，造成光电脉冲编码器轴系或码盘的损坏。七、传感器的介绍 1.传感器的定义及组成： 传感器能够感受规定的被测量并按照一定的规律将其转化成可用的输出信号，通常由敏感元件、转换元件和接口电路等组成。其中敏感元件是传感器中能直接感受或响应被测量的部分；转换元件是传感器中能将敏感元件或响应的被测量转换成适用于传输或测量的电信号的部分。传感器的组成如图所示。 2.传感器的分类（1）按被测物理量的性质，可分为温度传感器、位置传感器、力传感器、转速传感器、湿敏传感器、气敏传感器等。（2）按能量关系，可以分为有源传感器和无源传感器。（3）按传感器的工作原理分，可以分为电阻式传感器、电容式传感器、电感式传感器、光电传感器、红外线传感器、磁敏传感器、霍尔传感器、电涡流传感器、压电式传感器。（4）按使用材料分，可分为金属传感器、半导体传感器、光纤传感器、陶瓷传感器、复合材料传感器等。 3.传感器的应用