HZNC-3自动编程数控机床的检测装置课件.ppt
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1、2525自动编程简介自动编程简介一、问题的提出一、问题的提出二、自动编程的一般处理过程自动编程的一般处理过程自动编程三部分:自动编程三部分:源程序,源程序,计算机,计算机,编译软件。编译软件。1二、自动编程的一般处理过程自动编程的一般处理过程源程序用数控语言编写源程序用数控语言编写 APT(Automatically Programmed Tools)自动编程的三个组成部分:自动编程的三个组成部分:源程序,源程序,计算机,计算机,编译软件。编译软件。2三、自动编程系统的发展三、自动编程系统的发展研究和开发小型专用的自动编程系统研究和开发小型专用的自动编程系统发展交互式的发展交互式的NC自动编程
2、系统自动编程系统语言自动编程系统语言自动编程系统NC自动编程系统与自动编程系统与CAD连接和集成连接和集成 第二章小结第二章小结本章讲述了数控机床编程的两种方式:本章讲述了数控机床编程的两种方式:手工编程,手工编程,自动编程。重点是手工编程。自动编程。重点是手工编程。与手工编程有关的问题:与手工编程有关的问题:代码与程序结构代码与程序结构坐标系坐标系工艺处理工艺处理数学处理数学处理3第三章数控机床的检测装置第三章数控机床的检测装置3131概述概述一、对检测装置的要求一、对检测装置的要求数控机床的检测装置也叫司服系统的检测、反馈元件,是数数控机床的检测装置也叫司服系统的检测、反馈元件,是数控机床
3、的感知器官,来感知司服系统的速度和位移,并向控控机床的感知器官,来感知司服系统的速度和位移,并向控制系统发送反馈信号,形成闭环或半闭环司服系统。制系统发送反馈信号,形成闭环或半闭环司服系统。对司服系统检测元件的要求是:对司服系统检测元件的要求是:1.1.工作可靠工作可靠2.2.满足精度要求满足精度要求,分辨率应达分辨率应达 0.10.1 1010mm,3.3.使用维护方便使用维护方便;4.4.成本低。成本低。4二、检测装置的分类二、检测装置的分类目前,数控机床上使用的检测元件种类很多。目前,数控机床上使用的检测元件种类很多。(一)数字式测量和模拟式测量(一)数字式测量和模拟式测量1.1.数字式
4、测量数字式测量 2.2.模拟式测量模拟式测量(二)增量式测量和绝对式测量(二)增量式测量和绝对式测量1.1.增量式测量增量式测量 2.2.绝对式测量绝对式测量(三)直接测量和间接测量(三)直接测量和间接测量1.1.直接测量直接测量 2.2.间接测量间接测量5一、测速发电机一、测速发电机 一般将测速发电机装在司服电动机的轴上,测量电动机一般将测速发电机装在司服电动机的轴上,测量电动机的转速。的转速。测速发电机有交流和直流两种,基本原理是测速发电机有交流和直流两种,基本原理是:发电机发发电机发出的电压与电动机的转速成正比,将这一电压反馈给数控系出的电压与电动机的转速成正比,将这一电压反馈给数控系统
5、,与指令输入的值进行比较,从而控制电动机的转速。统,与指令输入的值进行比较,从而控制电动机的转速。测速发电机输出的是模拟量测速发电机输出的是模拟量模拟式测量。模拟式测量。6 旋转变压器是一种常用的转角检测元件,它即可以测角旋转变压器是一种常用的转角检测元件,它即可以测角位移,又可以测角速度。由于它结构简单,工作可靠,精度位移,又可以测角速度。由于它结构简单,工作可靠,精度又能满足一般要求,所以应用较广。旋转变压器在原理上与又能满足一般要求,所以应用较广。旋转变压器在原理上与变压器相同,在结构上与发电机相似。它输出的是模拟量变压器相同,在结构上与发电机相似。它输出的是模拟量二、旋转变压器二、旋转
6、变压器 有定子和转子的变压器的初级绕组3放在定子上,次级绕组8固联在转子上,与转子一起转动。旋转变压器由此得名。7旋转变压器的工作原理1V3=k3V2V2=k1V1sinV1=Vmsint38758旋转变压器的工作原理2 初级绕组(定子)3上加励磁交流电,V1=Vmsint,则在次级绕组(转子)8上产生感应电动势V2=k1V1sin(k1为线圈的匝数比),V2的幅值随角的正弦而变化。只要能把V2取出来,通过计算机,很容易把算出来。利用这个原理,可以检测司服电动机的角位移。V3=k3V2V2=k1V1sinV1=VmsintV1V2too180o360o9旋转变压器的工作原理3 现在的问题是,如
7、何把V2这个信号取出来?首先想到了,用转子绕组的端点通过滑环和电刷把V2这个信号取出来。这就是有刷旋转变压器,它结构简单,体积小,但是电刷与滑环容易磨损。寿命短,可靠性差。所以要寻求一种新方法。V3=k3V2V2=k1V1sinV1=Vmsint10旋转变压器的工作原理4 转子绕组上的信号V2是交流信号,交流信号可以用电磁感应以非接触方式获得感应信号,所以,又想到了变压器。V1=VmsintV2=k1V1sinV3=k3V2 在转子上饶上同轴线圈5,与转子绕组8相连,定子上也绕上同轴线圈7,与转子线圈5同轴构成变压器,转子同轴线圈上的信号是V2,经电磁感应,在定子同轴线圈上产生感应信号V3=k
8、3V2。这就构成了无刷变压器。它可靠,长寿,但笨重、成本高。V3=k3V2V2=k1V1sinV1=Vmsint387511三、感应同步器三、感应同步器 感应同步器分定尺和滑感应同步器分定尺和滑尺两部分尺两部分,定尺安装在机床的定尺安装在机床的固定部件上固定部件上,滑尺安装在机床滑尺安装在机床的运动部件上。工作时,滑的运动部件上。工作时,滑尺绕组上通交流电,将在定尺绕组上通交流电,将在定尺的回路上产生感应电势,尺的回路上产生感应电势,电势的幅值和相位随工作台电势的幅值和相位随工作台的运动而变化,据此来测量的运动而变化,据此来测量工作台的位移,它和旋转变工作台的位移,它和旋转变压器的工作原理基本
9、相同,压器的工作原理基本相同,可以理解为移动变压器。可以理解为移动变压器。也也是模拟式测量。是模拟式测量。12感应同步器的工作原理感应同步器的工作原理 按滑尺两个(正弦、余按滑尺两个(正弦、余弦)绕组上所加的励磁信号弦)绕组上所加的励磁信号不同,感应同步器的测量方不同,感应同步器的测量方式分为鉴相式和鉴幅式测量。式分为鉴相式和鉴幅式测量。无论是鉴相式还是鉴幅无论是鉴相式还是鉴幅式测量,滑尺上的正弦绕组式测量,滑尺上的正弦绕组和余弦绕组都相差和余弦绕组都相差1/41/4节距。节距。13感应同步器的鉴相方式感应同步器的鉴相方式 给滑尺的正弦绕组给滑尺的正弦绕组S和和余弦绕组余弦绕组C分别施加幅值分
10、别施加幅值UM相同,频率相同,频率相同,相位差相同,相位差90900 0的交流电压。的交流电压。tUUMSsintUUMCcos 它们将在定尺绕组上产它们将在定尺绕组上产生感应电动势生感应电动势,e es s和和e ec c,cossincostKUKUeMSSsincos)90cos(tKUKUeMCC14感应同步器的鉴相方式感应同步器的鉴相方式2 2滑尺相对定尺的相位滑尺相对定尺的相位.根据叠加原理,可求出定尺上的感应电动势,根据叠加原理,可求出定尺上的感应电动势,)sin(tKUeeeMCSpx2,p p定(滑)尺绕组节距定(滑)尺绕组节距 可见在一个节距内,通过测量定尺感应电动势的相位
11、角可见在一个节距内,通过测量定尺感应电动势的相位角 ,即可测出滑尺相对定尺的位移即可测出滑尺相对定尺的位移 x 15感应同步器的鉴幅方式感应同步器的鉴幅方式 给滑尺的正弦绕组给滑尺的正弦绕组S和和余弦绕组余弦绕组C分别施加频率分别施加频率相同,相位相同,但幅值不相同,相位相同,但幅值不同的交流电压。同的交流电压。tUUSiSsintUUCiCsin其中其中电sinMSUU电cosMCUU其中其中电电-电角度,由它给出励磁电压电角度,由它给出励磁电压的幅值的幅值US和和UC,CSUUtg电16感应同步器的鉴幅方式感应同步器的鉴幅方式2 2 US和和UC相当于直角坐标分量,相当于直角坐标分量,电电
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