数控机床常用位置检查装置——脉冲编码器
时间：2022-09-25作者：佚名
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脉冲编码器是一种光学式位置检测元件，编码盘直接装在电动机的旋转轴上，测量轴的旋转角度位置和速度变化，其输出信号为电脉冲。这种检测方式的特点是：非接触式的，无摩擦和磨损，驱动力矩小，响应速度快。缺点是抗污染能力差，容易损坏。按编码的方式，这种编码器又可分为增量式和式光电脉冲编码器。泊头巨人重工机械有限公司是一家专业生产立车、数控立车、数控龙门铣床、龙门加工中心的机床厂家，对机床检测很有心得。 (1)增量式光电脉冲编码器工作原理，它主要由光源、聚光镜、透光圆盘、光栏板和光电元件组成。光源1发出的散射光线，经过聚光镜2聚焦后会变成平行光线。透光圆盘3上刻有内外两圈条纹，内圈只有一条，外圈则分成若干条透明与不透明的条纹。在光栏板4上，刻有三条透光条纹A、B、C。A、B对应于透光圆盘的外圈条纹，而C则对应于内圈条纹。在光栏板每一条纹的后面均安装有光敏晶体管各一只，构成一条输出通道。被检测轴旋转时，透光圆盘随其同步旋转。这时，透光圆盘上的条纹与光栏板上的条纹A或B或C就会时而重合时而错位。重合时，光敏晶体管接收到亮的信号，电流变大；错位时，接收到暗的信号，电流变小。变化的信号电流经整流放大电路输出矩形脉冲，如图4-32b所示。此外，由于光栏板上A与B条纹间的距离与透光圆盘上条纹间的距离不同，所以当条纹A与透光圆盘上任一条纹重合时，条纹B与透光圆盘上另一条纹的重合度错位 1/4周期(T)，因此A、B两通道输出的波形相位也相差1/4周期。 脉冲编码器中的透光圆盘内圈上的刻线与光栏板上条纹C重合时输出的脉冲数为同步脉冲，又称零位。 (2)增量式光电脉冲编码器应用 1)作为手动位置检测装置。此时可称为手摇脉冲发生器。这时常要做到每个脉冲工作台移动0．OOlmm的分辨率，主要可作为慢速对刀用和手动调整机床用。 2)作为主轴位置检测装置’。 ①判断主轴正、反转的信号。设A相超前B相为正方向旋转，则B相超前A相就是反方向旋转。利用A相与B相的相位关系可以判断编码器的旋转方向，以此来确定主轴的旋转方向。 ②联系主轴转动与进给运动。加工螺纹时，要求输给进给伺服电动机的脉冲数与主轴的转速应有相位关系，主轴脉冲发生器的A、B相起到了主轴转动与进给运动的联系作用。A、B相脉冲经频率一电压变换后，得到与主轴转速成比例的电压信号，检测到的主轴运动信号，一方面作为速度反馈信号，实现主轴调速的数字反馈；另一方面可以控制插补速度，用于进给运动的控制。 ③同步脉冲作为车螺纹与准停控制信号。与主轴同步的C相脉冲信号，是主轴旋转一周在某一固定位置产生的信号。利用此信号，数控车床可实现加工螺纹的控制，自动换刀数控镗铣床可将其作为主轴准停信号。 3)作为半闭环进给位置检测装置。通常与进给驱动的伺服电动机同轴安装，驱动电动机可以通过齿轮传动或同步带驱动进给丝杠，也可以直接驱动进给丝杠。根据滚珠丝杠的螺距可选用不同透光条纹的光电脉冲编码器。A(或B)相的脉冲数可作为电动机转角的计算依据，同样其相位差可作为判断电动机正、反方向旋转的信号。而单一透光条纹C用以产生每转一个零位脉冲的信号，用于精确确定机床各坐标轴的参考点位置。 (3)式-光电脉冲编码器工作原理通过读取编码器上的不同图案来表示不同的数值，它可以直接把被测转角转换成相应的代码，再对应不同的位置数值。式光电脉冲编码器不会有累积误差，在电源切断后位置信息也不会丢失。但是，为了提高读数精度和分辨率，就要求测量数值的位数更多。 |
