Ⅰ 直线光栅作为位移传感器,高精度源的原因及特点
光栅尺位移传感器(简称光栅尺),是利用光栅的光学原理工作的测量反馈装置。光栅回位移传感器的工作答原理,是由一对光栅副中的主光栅(即标尺光栅)和副光栅(即指示光栅)进行相对位移时,在光的干涉与衍射共同作用下产生黑白相间(或明暗相间)的规则条纹图形,称之为莫尔条纹。经过光电器件转换使黑白(或明暗)相同的条纹转换成正弦波变化的电信号,再经过放大器放大,整形电路整形后,得到两路相差为90°的正弦波或方波,送入光栅数显表计数显示。
AO-Electronics傲壹电子为您解答
Ⅱ 机床的哪个部位需要测量温度
直接测量和间接测量
1.直接测量
直接测量是将检测装置直接安装在执行部件上,如光栅、感应同步器等用来直接测量工作台的直线位移,位置检测装置安装在执行部件(即末端件)上直接测量执行部件末端件的直线位移或角位移,可以构成闭环进给伺服系统。测量方式有直线光栅、直线感应同步器、磁栅、激光干涉仪等测量执行部件的直线位移。由于此种检测方式是采用直线型检测装置对机床的直线位移进行测量,因此,其优点是直接反映工作台的直线位移量;缺点是要求检测装置与行程等长,对大型的数控机床来说,这是一个很大的限制。
2.间接测量
间接测量装置是将检测装置安装在滚珠丝杠或驱动电动机轴上,通过检测转动件的角位移来间接测量执行部件的直线位移。
位置检测装置安装在执行部件前面的传动元件或驱动电动机轴上,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,这样可以构成闭环伺服进给系统,如将脉冲编码器装在电动机轴上。
间接测量使用可靠、方便,无长度限制;其缺点是,在检测信号中加入了直线转变为旋转运动的传动链误差,从而影响测量精度。一般需对数控机床的传动误差进行补偿,才能提高定位精度。
除了以上位置检测装置,伺服系统中往往还包括检测速度的元件,用以检测和调节发动机的转速。常用的元件是测速发电机。
位置检测装置是数控机床伺服系统的重要组成部分。它的作用是检测位移和速度,发送反馈信号,构成闭环或半闭环控制。数控机床的加工精度主要由检测系统的精度决定。不同类型的数控机床,对位置检测元件,检测系统的精度要求和被测部件的最高移动速度各不相同。现在检测元件与系统的最高水平是:被测部件的最高移动速度高至240m/min时,其检测位移的分辨率(能检测的最小位移量)可达1μm,如24m/min时可达0.1μm。最高分辨率可达到 0.01μm。
数控机床对位置检测装置有如下要求:
(1)受温度,湿度的影响小,工作可靠,能长期保持精度,抗干扰能力强。
(2)在机床执行部件移动范围内,能满足精度和速度的要求。
(3)使用维护方便,适应机床工作环境。
(4)成本低。
Ⅲ 直线光栅是什么东西有什么作用跪求。
直线光栅,是对应圆来光栅源而言,区别是,直线光栅是在载体表面(玻璃或金属),刻划上与直线方向垂直的等距线条,线条非常紧密,通常用于测量的叫做计量光栅,用于光谱分析的叫做衍射光栅。光问作用的话,我想你问的答案是——用于精密的长度测量。
Ⅳ 数控机床对位置检测装置的要求有哪些 详细
直接测量和间接测量
1.直接测量
直接测量是将检测装置直接安装在执行部件上,如光栅、感应同步器等用来直接测量工作台的直线位移,位置检测装置安装在执行部件(即末端件)上直接测量执行部件末端件的直线位移或角位移,可以构成闭环进给伺服系统。测量方式有直线光栅、直线感应同步器、磁栅、激光干涉仪等测量执行部件的直线位移。由于此种检测方式是采用直线型检测装置对机床的直线位移进行测量,因此,其优点是直接反映工作台的直线位移量;缺点是要求检测装置与行程等长,对大型的数控机床来说,这是一个很大的限制。
2.间接测量
间接测量装置是将检测装置安装在滚珠丝杠或驱动电动机轴上,通过检测转动件的角位移来间接测量执行部件的直线位移。
位置检测装置安装在执行部件前面的传动元件或驱动电动机轴上,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,这样可以构成闭环伺服进给系统,如将脉冲编码器装在电动机轴上。
间接测量使用可靠、方便,无长度限制;其缺点是,在检测信号中加入了直线转变为旋转运动的传动链误差,从而影响测量精度。一般需对数控机床的传动误差进行补偿,才能提高定位精度。
除了以上位置检测装置,伺服系统中往往还包括检测速度的元件,用以检测和调节发动机的转速。常用的元件是测速发电机。
位置检测装置是数控机床伺服系统的重要组成部分。它的作用是检测位移和速度,发送反馈信号,构成闭环或半闭环控制。数控机床的加工精度主要由检测系统的精度决定。不同类型的数控机床,对位置检测元件,检测系统的精度要求和被测部件的最高移动速度各不相同。现在检测元件与系统的最高水平是:被测部件的最高移动速度高至240m/min时,其检测位移的分辨率(能检测的最小位移量)可达1μm,如24m/min时可达0.1μm。最高分辨率可达到 0.01μm。
数控机床对位置检测装置有如下要求:
(1)受温度,湿度的影响小,工作可靠,能长期保持精度,抗干扰能力强。
(2)在机床执行部件移动范围内,能满足精度和速度的要求。
(3)使用维护方便,适应机床工作环境。
(4)成本低。
Ⅳ 光栅位移检测装置由哪些部件组成它的工作原理是什么
光栅尺位移抄传感器(简袭称光栅尺),是利用光栅的光学原理工作的测量反馈装置。光栅尺位移传感器经常应用于机床与现在加工中心以及测量仪器等方面,可用作直线位移或者角位移的检测。其测量输出的信号为数字脉冲,具有检测范围大,检测精度高,响应速度快的特点。例如,在数控机床中常用于对刀具和工件的坐标进行检测,来观察和跟踪走刀误差,以起到一个补偿刀具的运动误差的作用
Ⅵ 国产同茂直线电机直线光栅尺的结构和原理是什么
直线电机属于高精密的特殊电机,同茂直线电机的位置精度有0.01μm~10μm多种级别。那么直线电机是如何实现直线位移的精确反馈的呢,那就是直线光栅尺,下面简单介绍下光栅尺的基本结构和原理吧。
光栅尺,也称为光栅尺位移传感器(光栅尺传感器),是利用光栅的光学原理工作的测量反馈装置。光栅尺经常应用于数控机床的闭环伺服系统中,可用作直线位移或者角位移的检测。其测量输出的信号为数字脉冲,具有检测范围大,检测精度高,响应速度快的特点。例如,在数控机床中常用于对刀具和工件的坐标进行检测,来观察和跟踪走刀误差,以起到一个补偿刀具的运动误差的作用。
光栅尺按照制造方法和光学原理的不同,分为透射光栅和反射光栅。
一、基本结构如下:
光栅尺是由标尺光栅和光栅读数头两部分组成。标尺光栅一般固定在机床固定部件上,光栅读数头装在直线电机动子上,指示光栅装在光栅读数头中。
2、莫尔条纹具有以下特征:
(1)莫尔条纹的变化规律
两片光栅相对移过一个栅距,莫尔条纹移过一个条纹距离。由于光的衍射与干涉作用,莫尔条纹的变化规律近似正(余)弦函数,变化周期数与光栅相对位移的栅距数同步。
(2)放大作用
在两光栅栅线夹角较小的情况下,莫尔条纹宽度W和光栅栅距ω、栅线角θ之间有下列关系。式中,θ的单位为rad,W的单位为mm。由于倾角很小,sinθ很小,则W=ω/θ;若ω=0.01mm,θ=0.01rad,则上式可得W=1,即光栅放大了100倍。
(3)均化误差作用
莫尔条纹是由若干光栅条纹共用形成,例如每毫米100线的光栅,10mm宽度的莫尔条纹就有1000条线纹,这样栅距之间的相邻误差就被平均化了,消除了由于栅距不均匀、断裂等造成的误差。
三、检测与数据处理
1、电子细分与判向法
光栅测量位移的实质是以光栅栅距为一把标准尺子对位称量进行测量。高分辨率的光栅尺一般造价较贵,且制造困难。为了提高系统分辨率,需要对莫尔条纹进行细分,目前,光栅尺传感器系统多采用电子细分方法。当两块光栅以微小倾角重叠时,在与光栅刻线大致垂直的方向上就会产生莫尔条纹,随着光栅的移动,莫尔条纹也随之上下移动。这样就把对光栅栅距的测量转换为对莫尔条纹个数的测量。
在一个莫尔条纹宽度内,按照一定间隔放置4个光电器件就能实现电子细分与判向功能。例如,栅线为50线对/mm的光栅尺,其光栅栅距为0.02mm,若采用四细分后便可得到分辨率为5μm的计数脉冲,这在工业普通测控中已达到了很高精度。由于位移是一个矢量,即要检测其大小,又要检测其方向,因此至少需要两路相位不同的光电信号。为了消除共模干扰、直流分量和偶次谐波,通常采用由低漂移运放构成的差分放大器。由4个光敏器件获得的4路光电信号分别送到2只差分放大器输入端,从差分放大器输出的两路信号其相位差为π/2,为得到判向和计数脉冲,需对这两路信号进行整形,首先把它们整形为占空比为1:1的方波。然后,通过对方波的相位进行判别比较,就可以等到光栅尺的移动方向。通过对方波脉冲进行计数,可以等到光栅尺的位移和速度。
以上就是国产同茂直线电机专用光栅尺的基本结构和工作原理,如需了解更多的关于直线电机和音圈电机的选型和应用,可以私信我。
希望对你有帮助,谢谢!
Ⅶ 光栅的结构及用途分别是什么#数控机床#
光栅是用于数控机床的精密检测装置,是一种非接触式测量。它是利用光学原理进行内工作,按形状容可分为圆光栅和长光栅。圆光栅用于角位移的检测,长光栅用于直线位移的检测。光栅是利用光的透射、衍射现象制成的光电检测元件,它主要由光栅尺(包括标尺光栅和指示光栅)和光栅读数头两部分组成。光栅具有如下特点:
(1)响应速度快、量程宽、测量精度高。测直线位移,精度可达0.5~3μm(300mm范围内),分辨率可达0.1μm;测角位移,精度可达0.15″,分辨率可达0.1″,甚至更高。
(2)可实现动态测量,易于实现测量及数据处理的自动化。
(3)具有较强的抗干扰能力。
(4)怕振动、怕油污,高精度光栅的制作成本高。
Ⅷ 光栅检测装置有何特点
有关透射抄光栅的:
透射光袭栅的特点是:光源可以采用垂直入射光,光电接收元件可以直接接收信号,信号幅值比较大,信嗓比高,光电转换元件结构简单。同时,透射光栅单位长度上所刻的条纹数比较多,一般可以达到每毫米100条线纹,达到0.01mm的分辨率,使检测电子线路大大简化。但其长度不能做得太长,目前可达到2m左右。
这还有一个莫尔式光栅的。。。
莫尔条纹有以下几个重要特性:
1)平均效应莫尔条纹是由大量的光栅线纹共同作用产生的,对光栅的线纹误差有平均作用。从而可以在很大程度上消除光栅线纹的制造误差。光栅越长,参加工作的线纹越多,这种平均效应就越大。
2)当光栅向右移时,莫尔条纹也向下移动,
3)放大作用。