第6章位置检测装置 6.1栅述 62旋转变压器 63感应同步 64脉冲编码器 6.5光栅测量装置 6.6速度传感 67位置传感器
第6章 位置检测装置 6.1 概述 6.2 旋转变压器 6.3 感应同步器 6.4 脉冲编码器 6.5 光栅测量装置 6.6 速度传感器 6.7 位置传感器
本章重点、难点和知识拓展 本章难点:每种检测装置使用场合和安装方式。 本章重点:用于检测机床运动部件位置、速度的 各种检测装置及其工作原理。 知识拓展:数控机床常用的位置检测装置有光栅、 编码器、感应同步器、旋转变压器及磁栅等。从 测量的方式看有直接测量和间接测量;从测量装 置的原理和输出信号看有绝对式测量和增量式测 量及数字式测量和模拟式测量
本章重点、难点和知识拓展 本章重点：用于检测机床运动部件位置、速度的 各种检测装置及其工作原理。 知识拓展：数控机床常用的位置检测装置有光栅、 编码器、感应同步器、旋转变压器及磁栅等。从 测量的方式看有直接测量和间接测量；从测量装 置的原理和输出信号看有绝对式测量和增量式测 量及数字式测量和模拟式测量。 本章难点：每种检测装置使用场合和安装方式
6.1概述 611检测概述 位置检测装置是数控机床的重要组成部分。在闭环、 半闭环控制系统中,它的主要作用是检测位移和速度, 并发出反馈信号,构成闭环或半闭环控制。 匚软件了 输 速度控制 执行机构 机床 输入 CNC人 单元 位置检测 装置 装置输 出 强电控制 通 主运动 输出 道 辅助机能 装置 图6-1cNC系统的组成
图6-1 CNC系统的组成 6.1 概述 6.1.1检测概述 位置检测装置是数控机床的重要组成部分。在闭环、 半闭环控制系统中，它的主要作用是检测位移和速度， 并发出反馈信号，构成闭环或半闭环控制
手摇脉冲发生器 手插脉冲 机床强电箱及 RAM 发生器接口 各种开关信号 MDI/DPL 开关量信号 开关量信号 M6800 接口操作面板 输入接口 输出接口 AB(地址总线) CPU CB(控制总线) DB(数据总线) (MPU) 纸带阅读机 位置伺服LSI 程序存储器 及接口 ROM D/A F/V 时钟电路 插补控制器LSI 变换接口 脉冲编码盘 直流 速度控制单元 电机 图6-2富士通cNC系统原理图
6.1概述 图6-2富士通CNC系统原理图
6.1.2检测元件的作用与分类 数控机床对位置检测装置的要求 工作可靠,抗干扰能力强 2.满足精度和速度的要求; 3.易于安装,维护方便,适应机床工作环境; 4.成本低
6.1.2 检测元件的作用与分类 数控机床对位置检测装置的要求 1. 工作可靠，抗干扰能力强； 2. 满足精度和速度的要求； 3. 易于安装，维护方便，适应机床工作环境； 4. 成本低
位移检测装置的分类 增量式 数字式 绝对式 {= 光电盘 圆光栅 数码盘 测角 同步分解器 增量式{圆感应同步器 磁盘 模拟式 位移检测装置 多极同步分解器 绝对式了同步分解器组件 三重式圆感应同步器 数字式厂增量式一长光栅 绝对式—多通道透射光栅 测长 增量式 { 直线感应同步器 模拟式 磁尺 绝对式_多重式直线感应同步器
位移检测装置的分类 测角 测长 位 移 检 测 装 置 数字式 增量式 光电盘 圆光栅 绝对式 — 数码盘 模拟式 增量式 同步分解器 圆感应同步器 磁盘 绝对式 多极同步分解器 同步分解器组件 三重式圆感应同步器 长光栅 多通道透射光栅 直线感应同步器 磁尺 数字式 增量式 绝对式 模拟式 增量式 绝对式 多重式直线感应同步器 — — —
62旋转变压器 621旋转变压器的结构和工作原理 旋转变压器(又称同步分解器)是一种旋转式的小型 交流电机,它由定子和转子组成。图6-3所示的是一种 无刷旋转变压器的结构图,左边为分解器,右边为变 压器。旋转变压器是根据互感原理工作的
6.2 旋转变压器 6.2.1 旋转变压器的结构和工作原理 旋转变压器（又称同步分解器)是一种旋转式的小型 交流电机，它由定子和转子组成。图6-3所示的是一种 无刷旋转变压器的结构图，左边为分解器，右边为变 压器。旋转变压器是根据互感原理工作的
囪《努 5 1赵狐 6 10 图6-3无刷旋转变压器的结构图 1—电机轴;2一外壳;3-分解器定子;4—变压器定子绕组;5-变压 器转子绕组;6变压器转子;7变压器定子;8分解器转子;9—分 解器定子绕组;10分解器转子绕组
图6-3 无刷旋转变压器的结构图 1—电机轴；2—外壳；3—分解器定子；4—变压器定子绕组；5—变压 器转子绕组；6—变压器转子；7—变压器定子；8—分解器转子；9—分 解器定子绕组；10—分解器转子绕组
旋转变压器是根据互感原理工作的。它的结构设 计与制造保证了定子与转子之间的空气隙内的磁通分 布呈正弦规律,当定子绕组上加交流激磁电压时,通 过互感在转子绕组中产生感应电动势,其输出电压的 大小取决于定子与转子两个绕组轴线在空间的相对位 置θ角。两者平行时互感最大,副边的感应电动势也最 大;两者垂直时互感为零,感应电动势也为零
旋转变压器是根据互感原理工作的。它的结构设 计与制造保证了定子与转子之间的空气隙内的磁通分 布呈正弦规律，当定子绕组上加交流激磁电压时，通 过互感在转子绕组中产生感应电动势，其输出电压的 大小取决于定子与转子两个绕组轴线在空间的相对位 置θ角。两者平行时互感最大，副边的感应电动势也最 大；两者垂直时互感为零，感应电动势也为零
输入:U1= Minot输出:U2= KUIsin0= KVmsinot·sin0 Ur 定子 最大互感电压:U2= KVmsinot 转子 ) U 2 =0 0=0 =90 (b) 图6-4旋转变压器的工作原理图 式中:K变压比,即两个绕组匝数比Ww2;U1定子的激磁电压;Vm 定子的最大瞬时电压;o-励磁信号角频率;0一旋转变压器转角
图6-4旋转变压器的工作原理图 输入：U1=Vmsinωt 输出：U2=KU1sinθ=KVmsinωt ·sinθ 最大互感电压：U2=KVmsinωt 式中：K-变压比，即两个绕组匝数比W1/W2；U1-定子的激磁电压；Vm- 定子的最大瞬时电压；ω—励磁信号角频率；θ—旋转变压器转角