第6章数控机床的检测装置

6.1 概述

数控系统的位置控制是将插补计算的指令位置与实际反馈位置相比较，用其差值去控制进给电机。而实际反馈位置的检测则是通过位置检测装置来实现的。常用的检测装置有旋转变压器、感应同步器、编码器、光栅、磁栅等。

位置检测装置是数控机床闭环和半闭环伺服系统的重要组成部分，其作用是检测位移（线位移或角位移）和速度，发送反馈信号至数控装置，构成伺服系统的闭环或半闭环控制，使工作台按指令的路径精确地移动。闭环或半闭环控制的数控机床的加工精度主要由检测系统的精度决定。对于采用半闭环控制的数控机床，其位置检测装置一般采用旋转变压器或编码器，安装在进给电机或丝杠上，旋转变压器或编码器每旋转一定角度，都严格地对应着工作台移动的一定距离。测量了电机或丝杠的角位移，也就间接地测量了工作台的直线位移。对于采用闭环控制系统的数控机床，可采用感应同步器、光栅、磁栅等测量装置，安装在工作台和导轨上，直接测量工作台的直线位移。

位置检测装置的精度主要包括系统精度和分辨率。系统精度是指在一定长度或转角范围内测量累积误差的最大值，目前一般长度位置检测精度均已达到±0.002～0.02㎜／m以内，回转角测量精度达到±10″／360°；系统分辨率是测量元件所能正确检测的最小位移量，目前直线位移的分辨率多数为1μm，高精度系统分辨率可达0.1μm，回转分辨率为2″。不同类型的数控机床对检测装置的精度和适应速度的要求是不同的。对于大型机床以满足速度要求为主，对于中小型机床和高精度机床以满足精度要求为主。

6.1.1 数控机床对检测装置的主要要求

数控机床对检测装置的主要要求有：

1）受温度、湿度的影响小，工作可靠，抗干扰能力强；

2）在机床移动的范围内满足精度和速度要求；

3）使用维护方便，适合机床运行环境；

4）成本低；

5）易于实现高速的动态测量。

6.2 旋转变压器

旋转变压器是一种数控机床上常见的角度测量装置，它具有结构简单、动作

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