Ⅰ 直線光柵作為位移感測器,高精度源的原因及特點
光柵尺位移感測器(簡稱光柵尺),是利用光柵的光學原理工作的測量反饋裝置。光柵回位移感測器的工作答原理,是由一對光柵副中的主光柵(即標尺光柵)和副光柵(即指示光柵)進行相對位移時,在光的干涉與衍射共同作用下產生黑白相間(或明暗相間)的規則條紋圖形,稱之為莫爾條紋。經過光電器件轉換使黑白(或明暗)相同的條紋轉換成正弦波變化的電信號,再經過放大器放大,整形電路整形後,得到兩路相差為90°的正弦波或方波,送入光柵數顯表計數顯示。
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Ⅱ 機床的哪個部位需要測量溫度
直接測量和間接測量
1.直接測量
直接測量是將檢測裝置直接安裝在執行部件上,如光柵、感應同步器等用來直接測量工作台的直線位移,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,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測量,因此,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,對大型的數控機床來說,這是一個很大的限制。
2.間接測量
間接測量裝置是將檢測裝置安裝在滾珠絲杠或驅動電動機軸上,通過檢測轉動件的角位移來間接測量執行部件的直線位移。
位置檢測裝置安裝在執行部件前面的傳動元件或驅動電動機軸上,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,這樣可以構成閉環伺服進給系統,如將脈沖編碼器裝在電動機軸上。
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。一般需對數控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。常用的元件是測速發電機。
位置檢測裝置是數控機床伺服系統的重要組成部分。它的作用是檢測位移和速度,發送反饋信號,構成閉環或半閉環控制。數控機床的加工精度主要由檢測系統的精度決定。不同類型的數控機床,對位置檢測元件,檢測系統的精度要求和被測部件的最高移動速度各不相同。現在檢測元件與系統的最高水平是:被測部件的最高移動速度高至240m/min時,其檢測位移的解析度(能檢測的最小位移量)可達1μm,如24m/min時可達0.1μm。最高解析度可達到 0.01μm。
數控機床對位置檢測裝置有如下要求:
(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,能滿足精度和速度的要求。
(3)使用維護方便,適應機床工作環境。
(4)成本低。
Ⅲ 直線光柵是什麼東西有什麼作用跪求。
直線光柵,是對應圓來光柵源而言,區別是,直線光柵是在載體表面(玻璃或金屬),刻劃上與直線方向垂直的等距線條,線條非常緊密,通常用於測量的叫做計量光柵,用於光譜分析的叫做衍射光柵。光問作用的話,我想你問的答案是——用於精密的長度測量。
Ⅳ 數控機床對位置檢測裝置的要求有哪些 詳細
直接測量和間接測量
1.直接測量
直接測量是將檢測裝置直接安裝在執行部件上,如光柵、感應同步器等用來直接測量工作台的直線位移,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,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測量,因此,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,對大型的數控機床來說,這是一個很大的限制。
2.間接測量
間接測量裝置是將檢測裝置安裝在滾珠絲杠或驅動電動機軸上,通過檢測轉動件的角位移來間接測量執行部件的直線位移。
位置檢測裝置安裝在執行部件前面的傳動元件或驅動電動機軸上,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,這樣可以構成閉環伺服進給系統,如將脈沖編碼器裝在電動機軸上。
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。一般需對數控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。常用的元件是測速發電機。
位置檢測裝置是數控機床伺服系統的重要組成部分。它的作用是檢測位移和速度,發送反饋信號,構成閉環或半閉環控制。數控機床的加工精度主要由檢測系統的精度決定。不同類型的數控機床,對位置檢測元件,檢測系統的精度要求和被測部件的最高移動速度各不相同。現在檢測元件與系統的最高水平是:被測部件的最高移動速度高至240m/min時,其檢測位移的解析度(能檢測的最小位移量)可達1μm,如24m/min時可達0.1μm。最高解析度可達到 0.01μm。
數控機床對位置檢測裝置有如下要求:
(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,能滿足精度和速度的要求。
(3)使用維護方便,適應機床工作環境。
(4)成本低。
Ⅳ 光柵位移檢測裝置由哪些部件組成它的工作原理是什麼
光柵尺位移抄感測器(簡襲稱光柵尺),是利用光柵的光學原理工作的測量反饋裝置。光柵尺位移感測器經常應用於機床與現在加工中心以及測量儀器等方面,可用作直線位移或者角位移的檢測。其測量輸出的信號為數字脈沖,具有檢測范圍大,檢測精度高,響應速度快的特點。例如,在數控機床中常用於對刀具和工件的坐標進行檢測,來觀察和跟蹤走刀誤差,以起到一個補償刀具的運動誤差的作用
Ⅵ 國產同茂直線電機直線光柵尺的結構和原理是什麼
直線電機屬於高精密的特殊電機,同茂直線電機的位置精度有0.01μm~10μm多種級別。那麼直線電機是如何實現直線位移的精確反饋的呢,那就是直線光柵尺,下面簡單介紹下光柵尺的基本結構和原理吧。
光柵尺,也稱為光柵尺位移感測器(光柵尺感測器),是利用光柵的光學原理工作的測量反饋裝置。光柵尺經常應用於數控機床的閉環伺服系統中,可用作直線位移或者角位移的檢測。其測量輸出的信號為數字脈沖,具有檢測范圍大,檢測精度高,響應速度快的特點。例如,在數控機床中常用於對刀具和工件的坐標進行檢測,來觀察和跟蹤走刀誤差,以起到一個補償刀具的運動誤差的作用。
光柵尺按照製造方法和光學原理的不同,分為透射光柵和反射光柵。
一、基本結構如下:
光柵尺是由標尺光柵和光柵讀數頭兩部分組成。標尺光柵一般固定在機床固定部件上,光柵讀數頭裝在直線電機動子上,指示光柵裝在光柵讀數頭中。
2、莫爾條紋具有以下特徵:
(1)莫爾條紋的變化規律
兩片光柵相對移過一個柵距,莫爾條紋移過一個條紋距離。由於光的衍射與干涉作用,莫爾條紋的變化規律近似正(余)弦函數,變化周期數與光柵相對位移的柵距數同步。
(2)放大作用
在兩光柵柵線夾角較小的情況下,莫爾條紋寬度W和光柵柵距ω、柵線角θ之間有下列關系。式中,θ的單位為rad,W的單位為mm。由於傾角很小,sinθ很小,則W=ω/θ;若ω=0.01mm,θ=0.01rad,則上式可得W=1,即光柵放大了100倍。
(3)均化誤差作用
莫爾條紋是由若干光柵條紋共用形成,例如每毫米100線的光柵,10mm寬度的莫爾條紋就有1000條線紋,這樣柵距之間的相鄰誤差就被平均化了,消除了由於柵距不均勻、斷裂等造成的誤差。
三、檢測與數據處理
1、電子細分與判向法
光柵測量位移的實質是以光柵柵距為一把標准尺子對位稱量進行測量。高解析度的光柵尺一般造價較貴,且製造困難。為了提高系統解析度,需要對莫爾條紋進行細分,目前,光柵尺感測器系統多採用電子細分方法。當兩塊光柵以微小傾角重疊時,在與光柵刻線大致垂直的方向上就會產生莫爾條紋,隨著光柵的移動,莫爾條紋也隨之上下移動。這樣就把對光柵柵距的測量轉換為對莫爾條紋個數的測量。
在一個莫爾條紋寬度內,按照一定間隔放置4個光電器件就能實現電子細分與判向功能。例如,柵線為50線對/mm的光柵尺,其光柵柵距為0.02mm,若採用四細分後便可得到解析度為5μm的計數脈沖,這在工業普通測控中已達到了很高精度。由於位移是一個矢量,即要檢測其大小,又要檢測其方向,因此至少需要兩路相位不同的光電信號。為了消除共模干擾、直流分量和偶次諧波,通常採用由低漂移運放構成的差分放大器。由4個光敏器件獲得的4路光電信號分別送到2隻差分放大器輸入端,從差分放大器輸出的兩路信號其相位差為π/2,為得到判向和計數脈沖,需對這兩路信號進行整形,首先把它們整形為占空比為1:1的方波。然後,通過對方波的相位進行判別比較,就可以等到光柵尺的移動方向。通過對方波脈沖進行計數,可以等到光柵尺的位移和速度。
以上就是國產同茂直線電機專用光柵尺的基本結構和工作原理,如需了解更多的關於直線電機和音圈電機的選型和應用,可以私信我。
希望對你有幫助,謝謝!
Ⅶ 光柵的結構及用途分別是什麼#數控機床#
光柵是用於數控機床的精密檢測裝置,是一種非接觸式測量。它是利用光學原理進行內工作,按形狀容可分為圓光柵和長光柵。圓光柵用於角位移的檢測,長光柵用於直線位移的檢測。光柵是利用光的透射、衍射現象製成的光電檢測元件,它主要由光柵尺(包括標尺光柵和指示光柵)和光柵讀數頭兩部分組成。光柵具有如下特點:
(1)響應速度快、量程寬、測量精度高。測直線位移,精度可達0.5~3μm(300mm范圍內),解析度可達0.1μm;測角位移,精度可達0.15″,解析度可達0.1″,甚至更高。
(2)可實現動態測量,易於實現測量及數據處理的自動化。
(3)具有較強的抗干擾能力。
(4)怕振動、怕油污,高精度光柵的製作成本高。
Ⅷ 光柵檢測裝置有何特點
有關透射抄光柵的:
透射光襲柵的特點是:光源可以採用垂直入射光,光電接收元件可以直接接收信號,信號幅值比較大,信嗓比高,光電轉換元件結構簡單。同時,透射光柵單位長度上所刻的條紋數比較多,一般可以達到每毫米100條線紋,達到0.01mm的解析度,使檢測電子線路大大簡化。但其長度不能做得太長,目前可達到2m左右。
這還有一個莫爾式光柵的。。。
莫爾條紋有以下幾個重要特性:
1)平均效應莫爾條紋是由大量的光柵線紋共同作用產生的,對光柵的線紋誤差有平均作用。從而可以在很大程度上消除光柵線紋的製造誤差。光柵越長,參加工作的線紋越多,這種平均效應就越大。
2)當光柵向右移時,莫爾條紋也向下移動,
3)放大作用。