模擬式位置檢測裝置

① 數控機床中位置檢測裝置的作用是什麼,

檢測平衡交響的作用
在磨削加工過程中，砂輪的振動是產生工件已加工表面振紋、影響加工質量的重要因素。引起這種振動的原因有工件和刀具傳動系統的擾動以及砂輪不平衡引起的主軸振動兩個方面。前者一般可以通過磨床的減振設備有效地消除，而後者則主要通過對砂輪進行平衡校正來解決。砂輪的平衡技術按自動化程度可分為人工平衡、半自動平衡和自動平衡3類。目前人們在研究半自動平衡的同時正致力於自動平衡的研究。日本開發的一種Balanceeye/norilake半自動平衡裝置，通過振動測試分析，指出平衡塊的安放位置，停機後人工穩定平衡配重塊，再開車進行平衡測定。它基本代表了半自動平衡的水平。在自動平衡中，機械式增重平衡器是發展最早、應用最廣的一類。自動平衡目前在國外已發展為液體平衡(日本)和利用氟里昂作為平衡介質的液汽平衡(美國)。本文研究的是一種利用增重平衡原理，根據振幅大小的變化規律，通過調整配重相對位置實現砂輪動態平衡校正的方法和裝置。
2 平衡原理和平衡頭結構
平衡原理
平衡裝置簡圖如圖1所示，磨床砂輪屬於剛性轉子。剛性轉子由於其質心與回轉中心不重合所引起的振動響應即旋轉失衡是磨床主軸振動的重要因素。若磨床主軸部件總質量為M,不平衡質量為m,等效不平衡質點與回轉中心的距離(偏心距)為e,則由此引起的穩態受迫振動的振幅為 (1)

可見在一定的轉速和阻尼條件下，由於偏心所引起的主軸振幅與偏心質量的質徑積me成正比。
砂輪的偏心質量可以用給定質徑積的偏心質量來進行平衡補償。若砂輪及給定質徑積的補償偏心質量(偏重齒圈)的軸向寬度b與其直徑D之比b/D<1/5，則可以認為偏心質量和偏重齒圈的補償質量形成的慣性力構成以轉子回轉軸為匯交點的平面匯交力系，如圖2所示，其中Fm,F1,F2分別為砂輪偏心質量及補償質量形成的慣性力。
由平面匯交力系的平衡條件可知，轉子平衡時有,即 (2)

若e1=e2=eb，m1=m2=mb則F1=F2=Fba1=..More↓↓↓

② 常用位置檢測裝置是如何進行分類的

常用位置檢測裝置分為位移、速度和電流三品種型。按安裝的位置及耦合右式分為間接丈量和間接丈量；按丈量方式分為增量式和絕對式；按檢測信號的類型分為模仿式和數字式；按活動體例分為反轉展轉式和直線式檢測安裝；按信號轉換的原型可分為光電效應、光柵效應、電磁感應道理、電壓效應、電阻效應和磁阻效應等類檢測安裝。數控機床中採用的位置檢測安裝根基分為直線式和扭轉式兩大類。直線式位置檢測安裝用來檢測活動部件的直線位移量；扭轉式位置檢測安裝用來檢測反轉展轉部件的動彈位移量。

(1)數字式和模仿式檢測。從檢測信號的類型來分，檢測元件可分為數字式和模仿式。統一種檢測元件既能夠做成數字式，也能夠做成模仿式，次要取決於利用體例和丈量線路。所謂數字式是指將機械位移量改變為數字脈沖的丈量安裝，而模仿式是指將機械位移量改變為電壓幅值或相位的丈量安裝。

(2)增量式和絕對式檢測。從丈量的體例來分，檢測元件可分為增量式和絕對式。增量式檢測的是相對位移量，即位移的增量值，工作台挪動的距離是靠對丈量信號的計數後給出的。所以，數控機床上往往要給出一個固定的參考點，增量式檢測元件就是反映相對此參考點的增量值。增量式安裝比力簡單，使用較廣。

絕對式檢測的是位移的絕對位置，每一被測點均有一個響應的信號作為丈量值。檢測沒有累積誤差，一旦堵截電源後位相信息也不丟失，但布局復雜。

(3)扭轉型和直線型。就檢測元件的本身來分，可分為扭轉型和直線型。扭轉型也稱間接檢測，因為機床工作台的直線位移與驅動電動機的扭轉角度有固定的比例關系，因而，能夠採用檢測驅動電動機的扭轉角度來間接測得工作台的挪動量，由此所形成的位置檢測系統是半閉環節制系統。扭轉型無檢測長度的限制，利用便利靠得住。但丈量信號插手了直線活動改變為扭轉活動的傳動鏈誤差，丈量精度略低些。

直線型也稱間接檢測，就是對機床工作台的直線挪動採用間接直線檢測，直觀地反映其位移量，其所形成的位置檢測系統是全閉環節制系統，其檢測安裝要與行程等長。對於大型數控機床來說，遭到了必然限制，常用於精度要求較高的中小型數控機床上。

③ 檢測裝置的分類

增量式檢測方式只測量位移增量，每移動一個測量單位就發出一個測量信號。其優點是檢測裝置比較簡單，任何一個對中點都可以作為測量起點。移動距離是靠對測量信號計數後讀出的，一旦計數有誤，此後的測量結果將全錯。另外在發生故障時(如斷電等)不能再找到事故前的正確位置，事故排除後，必須將工作台移至起點重新計數才能找到事故前的正確位置。
絕對值式測量方式可以避免上述缺點，它的被測量的任一點的位置都以一個固定的零點作基準，每一被測點都有一個相應的測量值。採用這種方式，解析度要求愈高，結構也愈復雜。 數字式檢測是將被測量單位量化以後以數字形式表示，它的特點是：
①被測量量化後轉換成脈沖個數，便於顯示處理；
②測量精度取決於測量單位，與量程基本無關；
③檢測裝置比較簡單，脈沖信號抗干擾能力強。
模擬式檢測是將被測量用連續的變數來表示。在大量程內作精確的模擬式檢測在技術上有較高要求，數控機床中模擬式檢測主要用於小量程測量。它的主要特點是：
①直接對被測量進行檢測，無須量化；
②在小量程內可以實現高精度測量；
③可用於直接檢測和間接檢測。
對機床的直線位移採用直線型檢測裝置測量，稱為直接檢測。其測量精度主要取決於測量元件的精度，不受機床傳動精度的直接影響。但檢測裝置要與行程等長，這對大型數控機床來說，是一個很大的限制。
對機床的直線位移採用回轉型檢測元件測量，稱為間接測量。間接檢測可靠方便，無長度限制，缺點是在檢測信號中加大了直線轉變為旋轉運動的傳動鏈誤差，從而影響檢測精度。因此，為了提高定位精度，常常需要對機床的傳動誤差進行補償。

④ 數控機床位置檢測裝置的分類方法

數控機床位置檢測裝置的分類方法

對於不同類型的數控機床，因工作條件和檢測要求不同，可以採用以下不同的檢測方式。下面就一起隨我來了解下數控機床位置檢測裝置的分類方法吧。

1、增量式和絕對式測量

增量式檢測方式只測量位移增量，並用數字脈沖的個數來表示單位位移(即最小設定單位)的數量，每移動一個測量單位就發出一個測量信號。其優點是檢測裝置比較簡單，任何一個對中點都可以作為測量起點。但在此系統中，移距是靠對測量信號累積後讀出的'，一旦累計有誤，此後的測量結果將全錯。另外在發生故障時(如斷電)不能再找到事故前的正確位置，事故排除後，必須將工作台移至起點重新計數才能找到事故前的正確位置。脈沖編碼器，旋轉變壓器，感應同步器，光柵，磁柵，激光干涉儀等都是增量檢測裝置。

絕對式測量方式測出的是被測部件在某一絕對坐標系中的絕對坐標位置值，並且以二進制或十進制數碼信號表示出來，一般都要經過轉換成脈沖數字信號以後，才能送去進行比較和顯示。採用此方式，解析度要求愈高，結構也愈復雜。這樣的測量裝置有絕對式脈沖編碼盤、三速式絕對編碼盤(或稱多圈式絕對編碼盤)等。

2、數字式和模擬式測量

數字式檢測是將被測量單位量化以後以數字形式表示。測量信號一般為電脈沖，可以直接把它送到數控系統進行比較、處理。這樣的檢測裝置有脈沖編碼器、光柵。數字式檢測有如下的特點：

(1)被測量轉換成脈沖個數，便於顯示和處理;

(2)測量精度取決於測量單位，與量程基本無關;但存在累計誤碼差;

(3)檢測裝置比較簡單，脈沖信號抗干擾能力強。

模擬式檢測是將被測量用連續變數來表示，如電壓的幅值變化，相位變化等。在大量程內做精確的模擬式檢測時，對技術有較高要求，數控機床中模擬式檢測主要用於小量程測量。模擬式檢測裝置有測速發電機、旋轉變壓器、感應同步器和磁尺等。模擬式檢測的主要特點有：

(1)直接對被測量進行檢測，無須量化。

(2)在小量程內可實現高精度測量。

3、直接檢測和間接檢測。

位置檢測裝置安裝在執行部件(即末端件)上直接測量執行部件末端件的直線位移或角位移，都可以稱為直接測量，可以構成閉環進給伺服系統，測量方式有直線光柵、直線感應同步器、磁柵、激光干涉儀等測量執行部件的直線位移;由於此種檢測方式是採用直線型檢測裝置對機床的直線位移進行的測量。其優點是直接反映工作台的直線位移量。缺點是要求檢測裝置與行程等長，對大型的機床來說，這是一個很大的限制。

位置檢測裝置安裝在執行部件前面的傳動元件或驅動電機軸上，測量其角位移，經過傳動比變換以後才能得到執行部件的直線位移量，這樣的稱為間接測量，可以構成半閉環伺服進給系統。如將脈沖編碼器裝在電機軸上。間接測量使用可靠方便，無長度限制;其缺點是在檢測信號中加入了直線轉變為旋轉運動的傳動鏈誤差，從而影響測量精度。一般需對機床的傳動誤差進行補償，才能提高定位精度。

除了以上位置檢測裝置，伺服系統中往往還包括檢測速度的元件,用以檢測和調節發動機的轉速。常用的測速元件是測速發動機。

⑤ 數控機床常用的位置檢測裝置有哪些類型有何特點

1）從檢測信號的類型來分可分為數字式或模擬式。同一檢測原件既可以做成數字式，也可以做成模擬式，主要取決於使用方式和測量線路。2）從測量方式可分為增量式與絕對式。增量式檢測的是相對位移量，增量檢測元件是反映相對機床固定參考點的增量值。增量式裝置比較簡單，應用較廣。絕對式檢測是位移的絕對位置，檢測沒有積累誤差，一旦切斷電源後位置信息也不丟失，但結構復雜。3）就檢測元件本身來說，可分為旋轉型和直線型。旋轉型可以採用檢測電動機的旋轉角度來間接測量得工作台的移動量，使用方便可靠，測量精度略低些。直線型就是對機床工作台的直線移動採用的直線檢測，直觀地反映其位移量，所構成的位置檢測系統是全閉環控制系統，其檢測裝置要與行程等長，常用於精度要求較高的中小型數控機床上。

⑥ 位置檢測裝置的種類和它們分別安裝在機床哪些部位

位置檢測裝置
一、位置檢測裝置的分類和要求
位置檢測裝置是閉環進給伺服系統的重要組成部分，其精度在很大程度上由位置檢測裝置的進度決定。現在，檢測元件與系統的最高水平：被測部件的最高移動速度240m/min時，檢測位移解析度1um；24m/min時，解析度0.1um；最高解析度可達0.01um。
對位置檢測裝置的要求：
1） 受溫度、濕度的影響小，工作可靠，能長期保持精度，抗干擾能力強；
2） 在機床執行部件移動范圍內，能滿足精度和速度要求；
3） 使用維護方便，適應機床工作環境。
4） 成本低。
（一）數字式和模擬式測量（所獲得的信號不同）
1．數字式測量
將被測量以數字的方式表示。測量信號一般為電脈沖，可直接送到數控裝置進行比較處理和顯示。這樣的檢測裝置有：光柵檢測裝置、脈沖編碼器。裝置比較簡單，抗干擾能力強。
2．模擬式測量
將被測量用連續變數表示。如：電壓的幅值變化、相位變化。對相位變化的量可直接送數控裝置與移相的指令電壓進行比較，對幅值變化的量，可先將其轉換為數字脈沖信號，再送數控裝置進行比較和顯示。這類裝置有：旋轉變壓器、感應同步器。
（二）增量式和絕對式測量（測量方式不同）
1．增量式測量
只測出位移的增量，並用數字脈沖的個數來表示單位位移的數量。
由於位移的距離是由增量值累積求得，所以，一旦某處測量有誤，則其後所得的位移距離都是錯誤的。
由於不能指示絕對坐標位置，當因事故斷電停機檢查，執行部件的位置發生變化後，不能由檢修後的位置直接回到停機時的原位，而要先回到加工程序的起始位置，並計算出起點到停機位置的距離，才能用位移指令，令執行部件移回停機時的位置，以便繼續加工。光柵、脈沖編碼器、旋轉變壓器、感應同步器、磁尺都是增量式檢測裝置。
2．絕對式測量
能測出被測部件在某一絕對坐標系中的絕對坐標值，並以二進制或二十進制數碼信號表示。需要轉換成脈沖數字信號才能送去比較和顯示。有：絕對式脈沖編碼盤、三速式絕對編碼盤。結構復雜，解析度與位移量都受限制。

此外，根據安裝測量位置，有直接測量和間接測量。

⑦ 位置檢測裝置在數控機床控制中起什麼作用

數控機床的加工精度主要與機械精度，數控系統和伺服系統有關，這幾個環節的精度都必須達到要求。
解析度是機床能識別的最小單位，直接決定機床精度的好壞。主要由數控系統和伺服系統決定。