石河子大学：《数控技术》课程教学资源（PPT课件）第六章 位置检测装置

第6章 位置检测装置 6.1 概述 。6.2 旋转变压器 °6.3 感应同步器 ●6.4 脉冲编码器 °6.5 光栅测量装置 6.6 速度传感器 。6.7 位置传感器

第6章 位置检测装置 • 6.1 概述 • 6.2 旋转变压器 • 6.3 感应同步器 • 6.4 脉冲编码器 • 6.5 光栅测量装置 • 6.6 速度传感器 • 6.7 位置传感器

6.1概述 6.11检测概述：位置检测装置是数控机床的重要 组成部分。在闭环、半闭环控制系统中，它的主 要作用是检测位移和速度，并发出反馈信号，构 成闭环或半闭环控制。 软件 输 速度控制 执行机构 机床 输入 单元 位置检测 CNC 装置 装置 入输 强电控制 通 主运动 输出 道 辅助机能 装置 图6-1CNC系统的组成

图6-1 CNC系统的组成 6.1.1检测概述：位置检测装置是数控机床的重要 组成部分。在闭环、半闭环控制系统中，它的主 要作用是检测位移和速度，并发出反馈信号，构 成闭环或半闭环控制。 6.1 概述

手摇脉冲发生器 0 手插脉冲 机床强电箱及 RAM 发生器接口 各种开关信号 MDI/DPL 开关量信号 开关量信号 M6800 接口操作面板 输入接口 输出接口 AB(地址总线) CPU CB(控制总线) DB(数据总线) (MPU) 纸带阅读机 位置饲服LSI 程序存储器 及接口 ROM D/A F/V 时钟电路 插补控制器LS】 变换接口 脉冲编码盘 速度控制单元 电机 图6-2富士通CNC系统原理图

6.1概述 图6-2富士通CNC系统原理图

数控机床对位置检测装置的要求 ®工作可靠，抗干扰能力强； ⊙满足精度和速度的要求； 。易于安装，维护方便，适应机床工作环境； @成本低

数控机床对位置检测装置的要求 工作可靠，抗干扰能力强； 满足精度和速度的要求； 易于安装，维护方便，适应机床工作环境； 成本低

6.1.2检测元件的作用与分类 位置检测装置按工作条件和测量要求不 同，有下面几种分类方法： 直接测量 直接测量和间接测量 间接测量 数字式测量 数字式测量和模拟式测量 模拟量测量 增量式测量 增量式测量和绝对式测量 绝对式测量

6.1.2 检测元件的作用与分类 • 位置检测装置按工作条件和测量要求不 同，有下面几种分类方法： 直接测量和间接测量 直接测量 间接测量 数字式测量和模拟式测量 数字式测量 模拟量测量 增量式测量和绝对式测量 增量式测量 绝对式测量

位移检测装置的分类 光电盘 增量式 数字式 圆光栅 绝对式一 数码盘 测角 同步分解器 增量式 圆感应同步器 磁盘 模拟式 位移 多极同步分解器 绝对式 同步分解器组件 测装置 三重式圆感应同步器 增量式一 长光栅 数字式 绝对式一 多通道透射光栅 测长 直线感应同步器 增量式 模拟式 磁尺 绝对式 多重式直线感应同步器

位移检测装置的分类 测角 测长 位 移 检 测 装 置 数字式 增量式 光电盘 圆光栅 绝对式 — 数码盘 模拟式 增量式 同步分解器 圆感应同步器 磁盘 绝对式 多极同步分解器 同步分解器组件 三重式圆感应同步器 长光栅 多通道透射光栅 直线感应同步器 磁尺 数字式 增量式 绝对式 模拟式 增量式 绝对式 多重式直线感应同步器 — — —

本章重点、难点和知识拓展 注商 本章重点：用于检测机床运动部件位置、速度的各 种检测装置及其工作原理。 本章难点：每种检测装置使用场合和安装方式。 知识拓展：数控机床常用的位置检测装置有光栅 编码器、感应同步器、旋转变压器及磁栅等。从 测量的方式看有直接测量和间接测量；从测量装 置的原理和输出信号看有绝对式测量和增量式测 量及数字式测量和模拟式测量。 返回第6章目录

本章重点、难点和知识拓展 本章重点：用于检测机床运动部件位置、速度的各 种检测装置及其工作原理。 注 意： 知识拓展：数控机床常用的位置检测装置有光栅、 编码器、感应同步器、旋转变压器及磁栅等。从 测量的方式看有直接测量和间接测量；从测量装 置的原理和输出信号看有绝对式测量和增量式测 量及数字式测量和模拟式测量。 本章难点：每种检测装置使用场合和安装方式。 返回第6章目录

6.2旋转变压器 旋转变压器（又称同步分解器） 6.2.1旋转变压器的结构和工作原理 6.2.2旋转变压器的应用

6.2 旋转变压器 6.2.1 旋转变压器的结构和工作原理 6.2.2 旋转变压器的应用 旋转变压器（又称同步分解器)

6.2.1旋转变压器的结构和工作原理 旋转变压器（又称同步分解器）是一种旋转式的 小型交流电机，它由定子和转子组成。图6-3所 示的是一种无刷旋转变压器的结构图，左边为分 解器，右边为变压器。旋转变压器是根据互感原 理工作的。 1一电机轴；2一外壳； 3—分解器定子； 4一变压器定子绕组； 5—变压器转子绕组； 6一变压器转子： 7一变压器定子； 8一分解器转子； 10 9一分解器定子绕组； 10一分解器转子绕组 图6-3无刷旋转变压器的结构图

6.2.1 旋转变压器的结构和工作原理 • 旋转变压器（又称同步分解器)是一种旋转式的 小型交流电机，它由定子和转子组成。图6-3所 示的是一种无刷旋转变压器的结构图，左边为分 解器，右边为变压器。旋转变压器是根据互感原 理工作的。 图6-3 无刷旋转变压器的结构图 1—电机轴；2—外壳； 3—分解器定子； 4—变压器定子绕组； 5—变压器转子绕组； 6—变压器转子； 7—变压器定子； 8—分解器转子； 9—分解器定子绕组； 10—分解器转子绕组

注意 > 旋转变压器是一种角位移测量装置，由定子和转 子组成。是根据互感原理工作的。 >】 旋转变压器的工作原理与普通变压器基本相似 其中定子绕组作为变压器的原边，接受励磁电压。 转子绕组作为变压器的副边，通过电磁耦合得到 感应电压，只是其输出电压大小与转子位置有关。 >旋转变压器通过测量电动机或被测轴的转角来间 接测量工作台的位移。 >】 旋转变压器分为单极和多极形式，先分析一下单 极工作情况

➢ 旋转变压器是一种角位移测量装置，由定子和转 子组成。是根据互感原理工作的。 ➢ 旋转变压器的工作原理与普通变压器基本相似， 其中定子绕组作为变压器的原边，接受励磁电压。 转子绕组作为变压器的副边，通过电磁耦合得到 感应电压，只是其输出电压大小与转子位置有关。 ➢ 旋转变压器通过测量电动机或被测轴的转角来间 接测量工作台的位移。 ➢ 旋转变压器分为单极和多极形式，先分析一下单 极工作情况。 注 意：