第六章 数控机床的位置检测系统（数控技术）

【第六章 数控机床的位置检测系统】是数控技术中的关键环节，它关乎着机床的精度和性能。位置检测装置在数控系统中起着至关重要的作用，尤其在闭环系统中，通过位移传感器实时监测工作机构的实际位置，并与理想位置进行比较，通过控制指令驱动伺服机构调整，以达到理想的精度要求。 位置检测系统主要由基本传感器、正交信号处理、细分电路、整形判向电路和可逆计数器等组成。基本传感器包括光栅、同步传感器、磁栅、光电编码器和旋转变压器等，它们能够提供位置信息。正交信号经过前置放大和细分电路处理，以提高分辨率。整形判向电路则负责信号的整形和方向判断，通常采用过零比较和史密特触发器。可逆计数器用于记录位置变化，硬件式直接由电路实现，软件式则需要中断服务程序进行计数操作。 对于位置检测装置的选择，主要考虑以下几个方面的要求： 1) 温度、湿度变化对其影响小，确保长期稳定性和可靠性。 2) 必须在机床执行部件的整个移动范围内保持精度，同时适应高速运动。 3) 设备使用和维护便捷，适应机床的工作环境。 4) 成本控制在合理范围内。 位置检测装置的分类主要有数字式和模拟式测量两种。数字式测量以电脉冲形式表示测量值，精度与测量范围关系较小，且抗干扰能力强，常见设备如光栅位置检测装置。模拟式测量则通过连续变量如电压或相位变化来表示，适合小量程高精度测量，例如旋转变压器和感应同步器。 此外，还有增量式和绝对式测量的区别。增量式测量仅测量位移量，每次位移产生一个脉冲信号，适用于轮廓控制的数控机床，但存在计数错误可能导致后续测量结果出错的问题。绝对式测量则对每个位置都有固定标记，即使发生事故也能快速找回正确位置，结构相对复杂，如编码盘。 在数控机床中，选择合适的检测装置是提升加工精度和效率的关键。根据机床的具体需求，如精度、速度、成本以及环境适应性，合理选择和设计位置检测系统至关重要，这也是数控技术发展和应用的基础。