淺析傳感器在數控機床上的設計應用
發布時間:2015-03-05 責任編輯:wenwei
【導讀】由於高精度、高速度、高(gao)效(xiao)率(lv)及(ji)安(an)全(quan)可(ke)靠(kao)的(de)特(te)點(dian),在(zai)製(zhi)造(zao)業(ye)技(ji)術(shu)設(she)備(bei)更(geng)新(xin)中(zhong),數(shu)控(kong)機(ji)床(chuang)正(zheng)迅(xun)速(su)地(di)在(zai)企(qi)業(ye)得(de)到(dao)普(pu)及(ji)。數(shu)控(kong)機(ji)床(chuang)是(shi)一(yi)種(zhong)裝(zhuang)有(you)程(cheng)序(xu)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)的(de)自(zi)動(dong)化(hua)機(ji)床(chuang),能(neng)夠(gou)根(gen)據(ju)已(yi)編(bian)好(hao)的(de)程(cheng)序(xu),使(shi)機(ji)床(chuang)動(dong)作(zuo)並(bing)加(jia)工(gong)零(ling)件(jian)。它(ta)綜(zong)合(he)了(le)機(ji)械(xie)、自動化、計算機、測量、等最新技術,使用了多種傳感器,本文介紹的是各種各樣的傳感器在數控機床上的應用。
1 傳感器簡介
傳感器(英文名稱:transducer/sensor)是shi一yi種zhong檢jian測ce裝zhuang置zhi,能neng感gan受shou到dao被bei測ce量liang的de信xin息xi,並bing能neng將jiang感gan受shou到dao的de信xin息xi,按an一yi定ding規gui律lv變bian換huan成cheng為wei電dian信xin號hao或huo其qi他ta所suo需xu形xing式shi的de信xin息xi輸shu出chu,以yi滿man足zu信xin息xi的de傳chuan輸shu、處理、存儲、顯示、記錄和控製等要求。其輸入信號(被測量)往往是非電量,輸出信號常常為易於處理的電量,如電壓等。

傳感器的特點包括:微型化、數字化、智能化、多功能化、係統化、網絡化。它是實現自動檢測和自動控製的首要環節。傳感器的存在和發展,讓物體有了觸覺、味覺和嗅覺等感官,讓物體慢慢變得活了起來。通常根據其基本感知功能分為熱敏元件、光敏元件、氣敏元件、力敏元件、磁敏元件、濕敏元件、聲敏元件、放射線敏感元件、色敏元件和味敏元件等十大類。
傳感器種類很多,分類標準不一樣,叫法也不一樣,常見的有電阻傳感器、電感式傳感器、電容式傳感器、溫度傳感器、壓電式傳感器、霍爾傳感器、熱電偶傳感器、光電傳感器、數字式位置傳感器等。在數控機床上應用的傳感器主要有光電編碼器、直線光柵、接近開關、溫度傳感器、霍爾傳感器、電流傳感器、電壓傳感器、壓力傳感器、液位傳感器、旋轉變壓器、感應同步器、速度傳感器等,主要用來檢測位置、直線位移和角位移、速度、壓力、溫度等。
2 數控機床對傳感器的要求
(1)可靠性高和抗幹擾性強;
(2)滿足精度和速度的要求;
(3)使用維護方便,適合機床運行環境;
(4)成本低。
不同種類數控機床對傳感器的要求也不盡相同,一般來說,大型機床要求速度響應高,中型和高精度數控機床以要求精度為主。
3 位移的檢測
位移檢測的傳感器主要有脈衝編碼器、感應同步器、直線光柵、旋轉變壓器等。
3.1 脈衝編碼器的應用
脈衝編碼器是一種角位移(轉速)傳感器,它能夠把機械轉角變成電脈衝。脈衝編碼器可分為光電式、接觸式和電磁式三種,其中,光電式應用比較多。
在圖1中,X軸和Z軸端部分別配有光電編碼器,用於角位移測量和數字測速,角位移通過絲杠螺距能間接反映拖板或刀架的直線位移。

3.2 感應同步器的應用
ganyingtongbuqishiliyonglianggepingmianxingraozudehugansuiweizhibutongerbianhuadeyuanlizhichengde。qigongnengshijiangjiaoduhuozhixianweiyizhuanbianchengganyingdiandongshidexiangweihuofuzhi,keyonglaiceliangzhixianhuozhuanjiaoweiyi。anqijiegoukefenweizhixianshihexuanzhuanshiliangzhong。zhixianshiganyingtongbuqiyoudingchihehuachiliangbufenzucheng,dingchianzhuangzaijichuangchuangshenshang,huachianzhuangyuyidongbujianshang,suigongzuotaiyiqiyidong;旋轉式感應同步器定子為固定的圓盤,轉子為轉動的圓盤。感應同步器具有較高的精度與分辨力、抗幹擾能力強、使用壽命長、維護簡單、長距離位移測量、工藝性好、成本較低等優點。直線式感應同步器目前被廣泛地應用於大位移靜態與動態測量中,例如用於三坐標測量機、程控數控機床、高精度重型機床及加工中心測量裝置等。旋轉式感應同步器則被廣泛地用於機床和儀器的轉台以及各種回轉伺服控製係統中。
3.3 直線光柵的應用
直線光柵是利用光的透射和反射現象製作而成,常用於位移測量,分辨力較高,測量精度比光電編碼器高,適應於動態測量。
在(zai)進(jin)給(gei)驅(qu)動(dong)中(zhong),光(guang)柵(zha)尺(chi)固(gu)定(ding)在(zai)床(chuang)身(shen)上(shang),其(qi)產(chan)生(sheng)的(de)脈(mai)衝(chong)信(xin)號(hao)直(zhi)接(jie)反(fan)映(ying)了(le)拖(tuo)板(ban)的(de)實(shi)際(ji)位(wei)置(zhi)。用(yong)光(guang)柵(zha)檢(jian)測(ce)工(gong)作(zuo)台(tai)位(wei)置(zhi)的(de)伺(si)服(fu)係(xi)統(tong)是(shi)全(quan)閉(bi)環(huan)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)。
3.4 旋轉變壓器的應用
旋轉變壓器是一種輸出電壓與角位移量成連續函數關係的感應式微電機。旋轉變壓器由定子和轉子組成,具體來說,它由一個鐵心、兩個定子繞組和兩個轉子繞組組成,其原、副繞組分別放置在定子、轉子上,原、副繞組之間的電磁耦合程度與轉子的轉角有關。
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