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小型数控车床常见的位置检测装置分类及其特点

时间:2020-04-16 14:02   作者:admin 点击:
简单来说,小型数控车床之所以具有高精度的加工能力和复杂走位的能力,除了取决于自身配置的电子控制装置以外,主要在于机床的定位精度和重复定位精度,对这两项指标起根本性影响的是机床的进给系统的精度。和普通设备不同,小型数控车床的进给系统不再是由简单的减速齿轮箱和梯形丝杠组成,而是有高精度滚珠丝杠、伺服控制装置、伺服电机和在线位置检测装置组成。本文就着重介绍一下,小型数控车床常见的位置检测装置分类及其特点,希望能给一线加工人员有所帮助。

      根据加工要求和使用环境的不同,小型数控车床和数控系统一样,配置的位置检测装置也不尽相同。大体上来说,分为增量式和绝对测量式、数字式和模拟式测量以及直接测量和间接测量等三种常见分类。具体我们看一下:

伺服控制系统位置检测装置示意图

一、直接测量式和间接测量式的特点

      所谓间接测量是指位置检测装置安装在执行部件前面的传动元件或驱动电机轴上,测量其角位移,经过传动比变换以后才能得到执行部件的直线位移量。这种位置检测结构可以构成半闭环伺服进给系统,是现在经济型的小型数控车床最常用的控制方式。

      间接测量方式的优点是使用可靠方便,并且无长度限制;但缺点是在检测信号中加入了直线转变为旋转运动的传动链误差,因而一定程度上影响了测量精度,不过,一般可通过数控系统的补偿功能对传动误差进行补偿,以提高定位精度。

      直接测量是相对于间接测量来说的,是指位置检测装置安装在执行部件上直接测量执行部件末端件的直线位移或角位移。这种检测方式可以构成闭环进给伺服系统。由于检测精度高,一般应用于高端或者高精的小型数控车床上面。但缺点是造价高,对机床使用环境要求高,一般需要无尘化车间。

位置检测装置示意图

二、增量式和绝对式测量的特点

      绝对式测量方式测出的是被测部件在某一绝对坐标系中的绝对坐标位置值,然后以二进制或十进制数码信号通过机床自身配置的数控装置表示出来,一般情况下都要经过转换成脉冲数字信号以后,才能进行比较和显示。不过,采用绝对测量式分辨率要求愈高,其结构也愈复杂,对小型数控车床的数控装置要求就越高,因而应用不太广泛。

      增量式检测方式只测量位移增量,并用数字脉冲的个数来表示单位位移的数量,每移动一个测量单位就发出一个测量信号。相对绝对式测量方式其优点是检测装置比较简单,任何一个对中点都可以作为测量起点。是现在小型数控车床应用最为广泛的一种检测类型。

位置检测装置比较示意图

三、数字式和模拟式测量的特点

      数字式检测是将被测量单位量化以后以数字形式表示。测量信号一般为电脉冲,可以直接把它发送到小型数控车床的数控系统进行比较、处理。

      模拟式检测是将被测量用连续变量来表示,其主要特点有:在小型数控车床的小量程内可实现高精度测量;可直接对被测量进行检测,无须量化。

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