数控技术及装备 机械工程学院 2004年10月
数控技术及装备 机械工程学院 2004年10月
概述 1、机械制造中数控技术与装备的内涵?意义? 2、对产生运动的电机的控制; 3、实现对空间位置和角度的测量; 4、如何控制?因而产生对计算机的硬件与软件需求 5、控制哪几个运动?直线运动和旋转运动! 6、控制的精度的何如?需要对系统进行建模并分析! 7、数控装备的机械结构?
１、机械制造中数控技术与装备的内涵？意义？ 2、对产生运动的电机的控制； 3、实现对空间位置和角度的测量； 4、如何控制？因而产生对计算机的硬件与软件需求； 5、控制哪几个运动？直线运动和旋转运动！ 6、控制的精度的何如？需要对系统进行建模并分析！ 7、数控装备的机械结构？ 概述
第一章电机控制中的测量元件 旋转编码器 光电编码器 角度编码器 2、旋转变压器 3、霍尔元件 4、激光测量系统 5、陀螺仪测角 6、测速发电机
第一章 电机控制中的测量元件 1、光电编码器 2、旋转变压器 3、霍尔元件 4、激光测量系统 5、陀螺仪测角 6、测速发电机 旋转编码器 角度编码器
第一部分光电编码器 、旋转编码器 光敏元件近光侠缝 基片光拇板 两个光栏板, 彼此之间错开 mH+7/4个节距, 当码盘基片随 转轴转动时 aba 生a,b相 节τ 光惊 相位差为90 倍号处数置+14 的交变信号。 Z RRAA 光电脉冲编码器的结构
第一部分 光电编码器 1、旋转编码器 光电脉冲编码器的结构 两个光栏板， 彼此之间错开 m+τ/4个节距， 当码盘基片随 转轴转动时， 产生a,b两相 相位差为90° 的交变信号
第一部分光电编码器 旋转编码器工作原理 A 光电码盘随被测轴一起转动,在光源的照射下 透过光电码盘和光拦板形成忽明忽暗的光信号 光敏元件把此光信号转换成电信号a、b、z 通过信号处理装置的整形、放大等处理后输出 如图所示的6项A、B、C和取反信号。 >输出信号的作用及其处理 A、B两相的作用 细分处理、角位移、转速、转向 z相的作用 周向定位基准、圈数 B、c的作用 利用A、\差分输入消除远距离传输的共模 干扰 图4-130b)光电掮码器输出波形 常用的脉冲编码器每转输出的脉冲数有:2000p/r,2500p/r,3000 p/r,高分辨率的脉冲编码器200/r,25000p/r,30000p/r
➢旋转编码器工作原理 光电码盘随被测轴一起转动，在光源的照射下， 透过光电码盘和光拦板形成忽明忽暗的光信号， 光敏元件把此光信号转换成电信号a、b、z， 通过信号处理装置的整形、放大等处理后输出 如图所示的6项A、B、C 和取反信号。 ➢输出信号的作用及其处理 • A、B 两相的作用 细分处理、角位移、转速、转向 • Z 相的作用 周向定位基准、圈数 • 、 、 的作用 利用 A 、 差分输入消除远距离传输的共模 干扰 第一部分 光电编码器 A A B C 常用的脉冲编码器每转输出的脉冲数有：2000 p/r，2500 p/r，3000 p/r ，高分辨率的脉冲编码器 20000 p/r，25000 p/r，30000 p/r
第一部分光电编码器 讨论: 1、如何提高旋转编码器的精度? 2、如何提高旋转编码器的可靠性
第一部分 光电编码器 讨论： 1、如何提高旋转编码器的精度？ 2、如何提高旋转编码器的可靠性
第一部分光电编码器 2、角度编码器 6标尺光栅G 目 动 线路 2 指示光程G 光栅检测装置基本结构示意图 1—光源,2—透镜,3指示光栅,4光电元件, 5驱动电路,6标尺光栅
第一部分 光电编码器 光栅检测装置基本结构示意图 1—光源， 2—透镜， 3—指示光栅， 4—光电元件， 5—驱动电路，6—标尺光栅 2、角度编码器
第一部分光电编码器 光栅尺透射光栅 反射光栅 透射光栅 优点:1)光源垂直入射,信号幅值比较大,信噪比好,光电转换器 (光栅读数头)的结构简单;2)光栅每毫米的线纹数多,减轻了电 子线路的负担。 缺点:玻璃易破裂,热胀系数与机床金属部件不一致,影响测量精度。 透射光栅尺的长度一般都在1~2m,常见的线纹密度为每毫米4、10、 25、50、100、200、250线。 反射光栅 优点:光栅和机床金属部件的线膨胀系数一致,可用钢带做成长达数 米的长光栅。安裝面积小,调整方便,适应于大位移测量场所。 缺点:为了使反射后的莫尔条纹反差较大,每亳米内线纹不宜过多, 常用线纹数为4、10、25、40、50
第一部分 光电编码器 光栅尺 透射光栅 优点：1）光源垂直入射，信号幅值比较大，信噪比好，光电转换器 （光栅读数头）的结构简单；2）光栅每毫米的线纹数多，减轻了电 子线路的负担 。 缺点：玻璃易破裂，热胀系数与机床金属部件不一致，影响测量精度。 透射光栅尺的长度一般都在1～2m，常见的线纹密度为每毫米4、10、 25、50、100、200、250线。 反射光栅 优点：光栅和机床金属部件的线膨胀系数一致，可用钢带做成长达数 米的长光栅。安装面积小，调整方便，适应于大位移测量场所。 缺点：为了使反射后的莫尔条纹反差较大，每毫米内线纹不宜过多， 常用线纹数为4、10、25、40、50。 透射光栅 反射光栅
第一部分光电编码器 LED光源 又 聚光镜 标尺载体 722光 光电池 0held和l h=- 光电池末示回 光栅检测装置的结构
第一部分 光电编码器 光栅检测装置的结构
第一部分光电编码器 圆光栅测量角位移 圆光栅刻有辐射形的线纹,相互间的夹角相等。圆周内 线纹的数制一般有二进制、十进制和六十进制等三种形 式。直径为Φ270m,360进制的圆光栅,一周内有刻线 10,800条。 光栅读数头与标尺光栅配合起光电转换作用,将位 移量转换成脉冲信号输出 有垂直入射读数头、分光读数头、镜像读数头和反射读 数头等
光栅读数头 与标尺光栅配合起光电转换作用，将位 移量转换成脉冲信号输出。 有垂直入射读数头、分光读数头、镜像读数头和反射读 数头等。 圆光栅 测量角位移 圆光栅刻有辐射形的线纹，相互间的夹角相等。圆周内 线纹的数制一般有二进制、十进制和六十进制等三种形 式。直径为Ф270mm，360进制的圆光栅，一周内有刻线 10,800条。 第一部分 光电编码器