第八章数控机床的检测装置方案.ppt

1、第八章 数控机床的检测装置第八章 数控机床的检测装置 数控机床之所以能够实现高精度零件的加工，最主要的原因是采用位置检测装置作为移动部件的实际位置检测。现在常用数控机床的控制系统多为采用反馈控制的随动系统，数控系统将指令输出信号和检测装置对移动部件的位移进行检测而形成反馈信号进行比较，最终实现精确的位移、速度控制的目的。数控系统的检测装置(即传感器)起着测量和反馈两个作用，它发出的反馈信号传给数控系统或专用控制器，构成闭环或半闭环伺服系统。从一定意义上看，采用闭环结构的数控机床的加工精度主要取决于检测装置的精度。而检测装置的精度通过分辨率体现，分辨率为传感器所能分辨出的最小量，分辨率不仅取决于

2、传感器本身，也取决于测量线路。因此，选用性能优良的检测装置对于数控机床精度的控制是非常重要的。本章通过基础知识的学习，将获得以下知识。(1)掌握数控机床对检测装置的要求与检测装置的分类。(2)掌握直线位移检测装置的工作原理。(3)掌握角位移检测装置的工作原理。(4)掌握速度、加速度检测装置的工作原理。(5)了解其他常用检测装置的工作原理。学习要点 技能目标 通过对螺纹加工时检测装置工作原理的描述练习，掌握为数控系统选择合适检测装置的基本能力。通过拓展训练和课后训练，进一步强化选用合适检测装置的能力，同时提升分析问题的能力，具体如下。(1)具备识别检测装置的能力。(2)具备依据功能需要选择不同检

3、测装置的能力。项目案例导入 数控车床加工螺纹工作原理分析数控车床加工螺纹工作原理分析 如图8.1所示，无论是外螺纹还是内螺纹，数控加工时都不能够一次完成，需要重复切削才能完成加工。所以在整个加工过程中必须保证每次重复切削，进刀的起始位置必须相同，才能保证不会出现乱扣的现象发生，数控机床是如何检测并保证螺纹车刀进刀点和退刀点的正确呢？下面通过本章的项目来一步步地揭开其中的奥秘。图8.1 在车床上加工螺纹项目任务分析 螺纹是在圆柱面或圆锥面上沿着螺旋线所形成的、具有相同剖面形状的连续凸起和沟槽。在圆柱表面上形成的螺纹称圆柱螺纹，在圆锥表面上形成的螺纹称圆锥螺纹。在回转体外表面上形成的螺纹称外螺纹，

4、在回转体内表面上形成的螺纹称内螺纹。加工螺纹的方法很多，在车床上加上螺纹时，车床通过三爪卡盘夹紧圆柱形工件，并带动它作等速旋转运动，车床进给机构带动车刀(标准螺纹车刀)沿圆柱轴线方向作等速直线运动，车刀刀尖在工件表面切削出三角形凹槽，从而形成三角形螺纹。数控车床主轴的转动与进给运动之间和普通车床不同，没有机械方面的直接联系，为了加工螺纹，就必须确定进给伺服电动机的脉冲数与主轴的转速应有相对应的关系。通过学习下面的基础知识，掌握确定主轴转动与进给运动的联系的装置。设计工作过程如下。(1)学习并理解相关的基础知识。(2)小组讨论某一种螺纹的加工过程，作为项目工作展开的基础。(3)为了提高工作效率，

5、制订工作计划。(4)叙述车螺纹时检测装置的工作原理。(5)对车螺纹时检测装置工作原理描述进行检查与评估。基 础 知 识 数控机床的正常工作离不开检测这个重要环节。数控机床检测工作的完成离不开各种类型的传感器，若没有传感器对原始的各种参数进行精确而可靠的自动检测，那么信号转换、信息处理、正确显示、控制器的最佳控制等，都是无法进行和实现的。检测系统是数控机床中的一个重要组成部分，用于实现计测功能。在数控机床中，传感器的作用就相当于人的感官，用于检测有关外界环境及自身状态的各种物理量(如力、位移、速度、位置等)及其变化，并将这些信号转换成电信号，然后再通过相应的变换、放大、调制与解调、滤波、运算等电

6、路将有用的信号检测出来，反馈给控制装置或送去显示。实现上述功能的传感器及相应的信号检测与处理电路，就构成了数控机床中的检测系统。传感器按输出信号性质分类 光栅位移传感器的结构原理 1标尺光栅；2指示光栅；3光电器件；4光源莫尔条纹光栅输出波形 直线形感应同步器定尺、滑尺的结构 定尺感应电势波形 磁栅工作原理 辨向磁头配置 正、余弦变压器原理 线性旋转变压器原理 转子转角与输出电压的关系曲线 增量式编码器工作原理 4位二进制的码盘 4位二进制循环码盘带判位光电装置的二进制循环码盘 永磁式测速发电机原理 直流测速发电机输出特性 光电式速度传感器工作原理 光电式转速传感器的结构原理 差动变压器测速原

7、理 电阻应变式加速度传感器 压电加速度传感器 电容式加速度传感器 1固定电极；2质量块(动电极)；3绝缘体；4弹簧片本 章 小 结 至此完成了本章的知识学习和项目训练，主要内容有以下5个方面。(1)学习检测装置的要求与分类。(2)理解线位移检测装置和角位移检测装置的工作原理。(3)学习速度、加速度检测装置的工作原理。(4)了解其他常用检测装置的工作原理。(5)通过实训项目的巩固检测装置的选择能力，锻炼对检测装置工作原理的描述能力。这些流程和方法是有规律可循的，一定要通过不断的思考和练习，注意总结和归纳，以加强理解，为以后的编程打下良好的基础。人有了知识，就会具备各种分析能力，明辨是非的能力。所以我们要勤恳读书，广泛阅读，古人说“书中自有黄金屋。”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，培养逻辑思维能力；通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，培养文学情趣；通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。有许多书籍还能培养我们的道德情操，给我们巨大的精神力量，鼓舞我们前进。