對于不同類(lèi)型的數控機床,因工作條件和檢測要求不同,可以采用以下不同的檢測方式。
1.增量式和絕對式檢測方式
增量式檢測方式只測量位移增量,并用數字心滿(mǎn)意足上的個(gè)數來(lái)表示單位位移(媽最小設定單位)的數量,每移動(dòng)一個(gè)測量單位就發(fā)出一個(gè)測量信號。其優(yōu)點(diǎn)是檢測裝置比較簡(jiǎn)單,任何一個(gè)對中點(diǎn)都可以作為測量起點(diǎn)。但在此系統中,移距是靠對測量信號累積后讀出的,一量累計有誤,此后的測量結果將全錯。另外在發(fā)生故障時(shí)(如斷電),不能找到事故前的正確位置,事故排除后,必須將工作臺移至起點(diǎn)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。
絕對式檢測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,并且以二進(jìn)制或十進(jìn)制數碼信號表示出來(lái),一般都要經(jīng)過(guò)轉換成脈沖數字信號,才能送去進(jìn)行比較和顯示。采用此方式,分辨率要求愈高,結構也愈復雜。絕對式脈沖編碼盤(pán)、三速式絕對編碼盤(pán)(又稱(chēng)多圉式絕對編碼盤(pán))等都具有絕對式檢測裝置。
2.數字式和模擬式檢測方式
數控式檢測方式是將被測量單位量化以后以數字形式表示,其測量信號一般為電脈沖,可以直接把它送到數控系統進(jìn)行比較、處理。這樣的檢測裝置有脈沖編碼器、光柵。數字式檢測有以下三個(gè)特點(diǎn)。
(1) 被測量轉換成脈沖個(gè)數,便于顯示和自理;
(2) 測量精度取決于測量單位,與量程基本無(wú)關(guān),但存在累計誤碼差;
(3) 檢測裝置比較簡(jiǎn)單,脈沖信號抗干擾能力強。
模擬式檢測方式是將被測量用國變量來(lái)表示,如電壓的幅值變化、相位變化等。在大量和內做精確的模擬式檢測時(shí),對技術(shù)有較高要求,數控機床中模擬式檢測主要用于小量程測量。模擬式檢測裝置有洞發(fā)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(diǎn)有以下幾個(gè)。
(1) 直接對被測量進(jìn)行檢測,無(wú)須量化;
(2) 在小量程內可實(shí)現高精度測量;
(3) 能進(jìn)行直接檢測和間接檢測。
3. 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(lái)直接測量工作臺的直線(xiàn)位移,位置檢測裝置安裝在執行部件(即未端件)上直接測量執行部件未端件的直線(xiàn)位移或角位移,可以構成閉環(huán)進(jìn)給伺服系統,測量方式有直線(xiàn)光柵、直線(xiàn)感應同步器、磁柵、激光干涉儀等測量執行部件的直線(xiàn)位移;由于此種檢測方式是采用直線(xiàn)型檢測裝置對機床的直線(xiàn)位移進(jìn)行測量,因此,其優(yōu)點(diǎn)是直接反映工作臺的直線(xiàn)位移量,缺點(diǎn)是要求檢測裝置與行程等長(cháng),對大型的數控機床來(lái)說(shuō),這是一個(gè)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(dòng)電動(dòng)機軸上,通過(guò)檢測轉動(dòng)件的角位移來(lái)間接測量執委部件的直線(xiàn)位移。
位置檢測裝置安裝在執行部件前面的傳動(dòng)元件或驅動(dòng)電動(dòng)機軸上,測量其角位移,經(jīng)過(guò)傳動(dòng)比變換以后才能得到執行部件的直線(xiàn)位移量,這樣可以構成蘭閉環(huán)伺服進(jìn)給系統。如將脈沖編碼器裝在電動(dòng)機軸上。間接測量使用可靠方便,無(wú)長(cháng)度限制;其缺點(diǎn)是在檢測信號中加入了直線(xiàn)轉變?yōu)樾D運動(dòng)的傳動(dòng)鏈誤差,從而影響測量精度。一般需對數控機床的傳動(dòng)誤差進(jìn)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(fā)動(dòng)的轉速。常用的洞元件是測速發(fā)動(dòng)機。