1.检测元件的主要要求
数控机床对检测元件的主要要求如下。 1)高可靠性和高抗干扰性。检测装置应能抗各种电磁干扰,抗干扰能力强,且基准尺对温湿度敏感性低,温湿度变化对测量精度影响小。 2)满足精度和速度的要求。即在满足数控机床****位移速度的条件下,达到一定的检测精度和较小的累积误差。随着数控机床的发展,其精度和速度越来 越高。从精度上讲,某些数控机床的定位精度已达到±O.002mm/300m,一般要求数控机床精度在±0.002~0.02mm/m之间.测量系统分辨率在0.001~0.01mm之间;从速度上讲,进给速度已从lOm/min提高到20~30m/min.主轴转速也达到lOOr/min,有些高达10×10。r/rain,因此要求检测装置必须满足数控机床高精度和高速度的要求。 3)使用维护方便,适合机床运行环境。测量装置安装时要有一定的安装精度要求,安装精度要合理.由于受使用环境影响,整个测量装置要求有较好的防尘、防油雾和防切屑等措施。 4)成本低、寿命长。不同类型的数控机床对传感系统的精度与速度有不同的要求。一般来说,对于大型数控机床以满足速度为主.而对于中小型和高精度数控机床以满足精度要求为主。选择测量系统的分辨率或脉冲当量,一般要求比加工精度高一个数量级。 2.检测元件的分类
根据检测元件的安装位置及机床运动部件的耦合方式.可分为直接测量装置和间接测量装置两种。对机床的直线位移采用直线型检测装置测量,称为直接检测。直接检测精度主要取决于测量元件的精度,不受机床传动精度的直接影响。 但检测装置要与行程等长,这对于大型数控机床来说是一个很大的限制。对机床的直线位移采用回转型检测元件测量,称为间接测量。间接测量使用可靠方便.无长度限制,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.从而影响了检测精度-为了提高定位精度,常常需要增加补偿措施。 从****测量和增量测量的角度分.可分为增量型测量装置和****型测量装置。增量型测量装置只测量相对位移量(位移增量),即每移动一个测量单位就发出一个测量信号。在测量过程中,对任何一个中点都可作为测量的起点,而移距是由测量信号计数累加所得。一旦计数有误,则以后测量所得结果将完全错误。此外,在发生意外故障时,如断电等,待故障排除后,不能再找到事故前的正确位置,必须将移动部件移至始点,重新计数才能找到事故前的正确位置。****型测量装置,对于被测量的任意点的位置均由一个固定的零点计算起.每一被测点都有一个相应的测量值。采用这种测量装置时,分辨精度要求越高,量程越大,测量装置的结构也越复杂。 从检测装置输出信号的类型分。又可分为数字式和模拟式两大类。数字式检测是将被测量单位量化后以数字形式表示,它的特点如下:被测量量化后转换成脉冲个数,便于显示处理。测量精度取决于测量单位,与量程基本无关。检测装置比较简单,脉冲信号抗干扰能力强。 模拟式检测是将被测量用连续变量来表示。在大量程内进行精确的模拟式检测,在技术上有较高的要求,数控机床中模拟式检测主要用于小量程测量。它的 主要特点如下:直接对被测量进行检测,必须量化。在小量程内可以实现高精度测量。可用于直接检测和间接检测。 常用的位置检测元件分类如表3—1所示。

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