【東南大學】《 數控技術》公開課 P34 - 34. 學時 (34)

同學們 我們開始介紹這個速控技術第三十四講 繼續前面這個速控技術方面的相關的一些知識的介紹 那麼對於這部分來說 我們繼續還是介紹這個伺服控制系統這個分類的情況 我們看這個伺服控制系統它的分類 跟我們前面所說的速控機場的分類有類似的地方 在這裏面也是按照這個控制方式來進行分類 可以把這個位置控制系統可以分爲開環半閉環和閉環三種方式 那這個跟我們前面這個最開始講的時候 速控機場的分類實際上是有類似的地方 速控機場分類按照這個類型控制方式來分類 也是分爲這個開環半閉環閉環三種類型 那開環控制它是不需要位置檢測及反饋 半閉環和閉環控制需要位置檢測以及反饋 所以它們區別就在這一點 開環的話它是不需要位置檢測以及反饋的 而半閉環和閉環是需要這個位置檢測以及反饋情況 把它們反饋回來進行比較 才能夠去控制實際的這個相對位移是這樣的一個情況 所以開環半閉環閉環的這個區別就在這一點 那對於開環系統來說 我們看一下這個圖是一個開環系統 在這個開環系統圖裏面 它信息輸入以後 就是指令輸入指令賣出輸入 指令賣出輸入以後 經過這個電容機 經過放大電路 然後去驅動滾動思港的運動 由滾動思港和羅姆 然後帶動工作臺的往復運動 它是這麼一個過程 在這個過程中 從指令進入到最後工作臺的移動 這是一個單向的信息流向 在這裏面信息是單向流動 沒有一個反饋 這個賣出輸入以後 它具體的工作臺具體到底走了多少 那麼這個輸入系統它是不管的 輸入系統它只管我輸出多少賣出多少 要求這個機場工作臺它移動多少距離 具體到底移動多少 這種事情它實際上不知道的 因爲它沒有一個反饋 所以在這個裏面 它是一個開環的系統 它完全由這個系統的精度來保證它的這個位移量 這是對於一個開環系統 在這個開環系統裏面 它由步進電機及驅動線路組成 它的功能是每輸入一個指令賣出 步進電機就旋轉 依定角度 步進電機的旋轉速度 它取決於指令賣充的頻率 轉角的大小由指令賣充數所決定 這是在這個開環系統裏面 輸入的是賣充數是賣充 那麼然後經過轉換以後 轉換成步進電機的旋轉運動 這個旋轉運動同時帶動滾動思考的旋轉 思考又通過這個跟羅姆的這個擬合 羅姆本身又是跟工作臺結合在一起 從而帶動工作臺的往復運動 它是這樣的一個運動過程 那麼在這個過程中 它這個滾動思考 因爲在這裏面工作臺的往復運動 它取決於羅姆的往復運動 而羅姆的往復運動又取決於滾動思考的旋轉運動 滾動思考的旋轉運動 又取決於這個電機的旋轉運動 所以在這裏面電機旋轉的這個轉速 旋轉的轉速 轉速就決定了羅姆和工作臺 它的往復運動的這個距離 它的旋轉方向也就轉向 決定了工作臺往復運動的這個方向 另外它的轉速旋轉速度 它的旋轉速度就決定了這個工作臺 它的移動的速度 所以由這Sizer來控制工作臺具體的移動 但是在這個Sizer控制過程中 基礎上工作臺具體的到底有多少轉速 這個移動速度和它移動距離 那麼數位系統它是不知道的 它信息只負責這個往布林電機輸送 沒有這個接收的這個過程 支持對於這個開放系統 那麼由於系統中沒有位置檢測器以及反饋線路 所以開放系統的這個精度較差 但由於結構簡單 易於調整 在精度不太高的這個場合中較廣泛的應用 所以支持對於開放系統 它主要應用於精度要求不是太高的這樣的一個場合 可以用這樣的開放系統 支持對於開放系統的 那麼對它來說 最終的這些轉速轉向轉速 它歸結爲脈衝 歸結爲脈衝 輸入脈衝 在這裏面轉速 轉速轉動的速度由脈衝頻率來保證 轉速旋轉的這個圈速由脈衝數量來保證 同時轉向旋轉的方向 由脈衝的這個正負來決定 脈衝的這個限位來決定 對這個的話 是對這個開放系統裏面 如何由步進電機來帶動工作臺 通過這個滾軸四缸 螺母的涅合來帶動工作臺移動 這是開放系統 它的一個典型的一個結構 第二開閉環系統 那麼閉環系統可以看這個圖 這個圖裏面閉環系統是一個典型的閉環系統 伺服系統 它有伺服電機 檢測器 比較線路 伺服放大線路等部分所組成 有這樣的這個部分所組成 在這個閉環伺服系統裏面 我們看到指定脈衝輸入以後 通過這個比較線路 然後進行這個伺服放大 伺服放大以後驅動這個伺服馬達旋轉 由伺服馬達帶動滾軸四缸轉動 滾軸四缸通過這個滾四缸螺母的涅合 來帶動工作臺的移動 然後在工作臺裏面我裝一個檢測器 就可以具體檢測出這個工作臺 它的具體的移動情況 包括它的移動速度和移動方向 以及移動的距離 那麼另外一種情況是在這個 伺服馬達這個地方裝一個檢測器 來檢測伺服馬達它的這個轉動情況 根據這個轉動情況 間接的推導出機船工作臺的移動情況 所以這樣 那麼在這裏面同樣這個閉環系統 它都有這個信息反饋 只是一個是反饋回的是工作臺的移動情況 一個反饋回的是這個伺服電機的轉動情況 那麼這種從工作臺反饋回來的這種反饋情況 我們把它稱爲閉環系統 而從這個電機這一部分反饋回來的這種反饋情況 把它稱爲是半閉環系統 這是對於一個閉環伺服系統 它的一個基本原理處 那麼比如說 比如說在這個系統裏面 我如果增加這樣 如果是用這樣的一種方式 比如指令脈衝要求移動十個毫米 要求發出十個要求移動十個毫米 在這裏面 我比如說發出了這個是一百個指令脈衝 它發出一百個指令脈衝 那麼一百個指令脈衝發送給這個比較線路 發送了比較線路 比較線路里面我當前反饋的值 當前反饋值是零 所以根據這個比較結果 它要求伺服放大 通過這個伺服放大電路要求伺服馬達旋轉 要求這個伺服馬達旋轉 從而使得滾軸四缸轉動帶動工作臺的移動 這是第一個 然後下一步移動以後移動以後檢測出來 通過檢測器檢測 不管是這個伺服馬達上的檢測器 還是機場工作臺上的檢測器檢測出來 這個反饋回來 表示工作臺它移動已經不是零 它比如說已經移動了一個脈衝 這樣的一個位置 那把這個1回來 在比較線路里面跟這個輸入的指定脈衝100來進行比較 看是哪一個大 那麼現在還是100大於這個反饋值 繼續這個繼續構成伺服放大線路 要求伺服馬達繼續旋轉 機場工作臺繼續移動 一直到這個反饋回來的具體的實際的這個機場工作臺 不管是這個半閉環裏面的測算出來的 還是全閉環裏面實際檢測出來的 如果是等於這個100的話 如果等於這個100的話 那表示比較線路 它比較的結果已經是完全相等的 它就沒有這個不再進行這個伺服放大 也就使得伺服馬達停止到達這個相應的位置 所以這樣就起到這個反饋和比較 以及最終實現它的閉環控制這樣的一個過程 在這樣的閉環系統裏面 它根據來自檢測器的反饋信號與指定信號比較的結果 來進行速度和位置的控制 對大部分的速控機場來說 其檢測反饋是從伺服電機軸或滾珠思考上取得的 也就是說大部分的這個伺服系統 速控機場用的是半閉環系統 這種情況是屬於半閉環系統 大部分的是屬於這種半閉環系統 它檢測的是伺服電機軸或滾珠思考上的這個數據 然後進行這個漸漸的計算 從獲得漸漸的獲得這個機場工作臺的移動情況 對於高精度或大型機場 它直接從安裝在工作臺等移動部件上的這個檢測器中取得反饋信號 這是對於高精度或者大型機場採用 這個直接檢測工作臺的這個位移情況的方法來獲得這個反饋信號 那麼這種情況是稱爲閉環 或者我們把它稱爲是全閉環系統 是一種全閉環系統 這對於高精度或者大型機場 爲了區別兩者 把前者稱之爲半閉環系統 把後者稱之爲這個全閉環系統 那直接測量這個工作臺等移動部件的位移 從而建立反饋控制 當然實際上是應該說是最好的 但是這種測量裝置的這個價格較高 安裝以及調整都比較複雜 並且不容易保養 這就是對於這個全閉環控制系統來說 它雖然這個能夠達到的精度 最後能夠達到的加容精度是比較高的 但是它比較複雜 就是說安裝和調整都比較複雜 並且不容易保養 那相比之下 半閉環系統中的這個測量轉角就比較容易 但其補償精度比閉環系統要差 但系統簡單 而且調整方便 以廣泛的應用在速控機牀上 這對半閉環系統 所以半閉環系統在這裏面是用的比較多的 它能夠保證這個系統的精度 但是它總的來說精度比全閉環要差一些 但是它的這個系統相對來說比較簡單 而且方便 可以廣泛的應用在這個速控機牀上 第二個是挨鎖驅動的這個伺服電動機來進行分類 挨鎖驅動的伺服電動機來分類的話 可以分爲這樣的幾種 第一個是步進電動機伺服控制 第一個是步進電動機 也就是說直接由步進電動機來控制的這樣的一個伺服系統 我們把它稱爲是步進電動機伺服系統 這是按照電機來分類 第一種情況 這個由步進電機來控制的伺服系統 把它稱爲是步進電動機的伺服系統 第二是直流伺服系統 也就是有直流電動機 直流伺服電動機來控制的這個伺服系統 把它稱爲是直流伺服系統 那麼採用直流伺服系驅動器 將交流電轉變爲可控制的這個直流電驅動直流伺服電動機 這樣的一個過程 所以在直流伺服系統裏面 要採用一個交直流轉換的這個元件 才能夠使得實現對直流伺服電動機的這個控制 那麼直流伺服驅動器所採用的這個金閘管 SER調速系統和金鐵管脈寬調製 PWM調速系統 這是它的兩個調速系統 所以在這裏面看完系統的話 它直接有步進電機來保證系統它的這個移動速度和移動精度 而在這個直流伺服系統裏面 除了要增加一個這個交直流轉換器以外 另外的話 它對於這個速度調整的話 它採用的是金閘管調速系統 或者是金鐵管脈寬調製調速系統 這樣兩個系統用來調整它的速度 另外的話 還有一種是交流伺服系統 另外還有一種交流伺服系統 那直流伺服系統顯然從這裏面 因爲我們大部分的工業用電和民營用電都是這個交流電 所以如果用直流伺服電機的話 採用這個直流伺服系統的話 採用直流伺服系統的話 那麼需要把這個當前的交流電轉換爲這個直流電 所以這顯然是一個比較複雜的過程 那麼在這裏面 人們發明了這種交流伺服系統 採用這個改變交流伺服電容機的這個供電頻率的方法 來達到電容機調速的這個目的 所以這個相對來說 交流電伺服系統是非常 應用來說是非常方便 因爲首先它可以直接利用這個當前的供電情況 而不需要再增加一個電源轉換器 同時另外的話 另外的話 它的調速也不需要像直流伺服系統裏面採用晶雜管調速系統 或者說這個晶器管脈寬調製調速系統 它直接可以通過改變供電頻率的方法 來這個是達到這個電容機調速這樣的目的 所以這個交流伺服系統它用的是非常這個方便的 第三個可以按照進給驅動和阻軸驅動來進行分類 那麼就分爲進給伺服系統和阻軸驅動伺服系統 在這個伺服系統裏面 進給伺服系統 它是指一般意義的伺服系統 包括速度控制和位置控制這樣的系統 是進給伺服系統 那麼這樣的進給伺服系統 它就包括了一般意義的伺服系統 它是指一般意義的伺服系統 包括這個速度控制和位置控制 這也就是我們經常所講的這個伺服系統 實際上主要的就是指這種進給伺服系統 因爲對於進給來說 在這裏面是用的這個最多的 進給系統是真正的最後保證這個機艙 道具和工作臺之間相對位移的一個最根本的這個部分 那進給伺服系統要完成座標軸的定位和輪廓跟蹤功能 是速控系統中要求最高的這樣的一個伺服系統 第二就是這種阻軸伺服系統 阻軸伺服系統一般只是一個速度控制系統 它一般只是一個速度控制系統 主要實現這個最大最大 這個最大軸的這個無級調速和滿足功率與扭矩的輸出 這次阻軸伺服系統相對來說比較簡單一點 進給伺服系統要求是這個完成座標軸的定位和輪廓跟蹤 而阻軸伺服系統 它主要是進行一個速度控制 所以這兩個複雜程度是不一樣的 這個進給伺服系統除了要這個控制速度以外 還要控制這個位移情況 包括位移的位移方向和位移大小 而阻軸伺服系統 它主要是控制它的速度 主要主要是一個速度控制 那麼在阻軸伺服系統裏面對其精度和快速響應要求 也沒有進給伺服系統高 這是對於這個阻軸伺服系統上的一個特殊的這個要求 這是它的阻軸伺服系統的阻軸伺服系統和進給伺服系統 這兩者它們之間的這個區別 對於這一部分作業的話 主要是做314頁的思考 1 3 4 5這樣的幾個思考 下面看第六章的這個 另外的部分也就第二節進給驅動 因爲剛纔我們講了伺服系統的話 觸控系統和伺服系統 根據它的這個進給情況來說 包括這個進給伺服系統和阻軸伺服系統 那麼下面我們具體的介紹一下它的進給驅動 進給驅動的話 在這裏面我們把它分爲 第一個是直流伺服電動機速度控制單元 第二是交流伺服電動機速度控制單元 主要是這兩個 一個是直流的 一個是交流 雖然這個就是跟我們前面的風力是把它這個和在這裏面一起來介紹的 進給系統進給伺服系統 我又可以把它分爲是直流的和交流這兩種情況 首先我們看直流伺服電動機速度控制單元 對直流伺服電動機 它的這個控制單元來說 首先是介紹它的這個直流電動機的調速方法與性能 那麼這些內容 我們主要是我們是不需要大家去掌握的 給大家做一個瞭解 所以在這裏面只是提綱欺凌的給大家做一個介紹 首先第一個這個就是直流電動機的調速方法與性能 包括這個第一種是永磁直流伺服電動機的這個工作原理性能 產生永磁直流伺服電機 對於這個直流伺服電動機它的調速的話 第一個直接產生永磁直流伺服電動機 通過它來進行這個調速 第二是直流電動機的這個調速方法與性能 直流電動機它有調速方法與性能的話 它有具體的這個調速方法和性能 這個是對 那麼對它的調速的話 通過幾種方式來調速 那具體的在這個調速裏面 包括這個金鋼管直流調速系統 在這裏面 這種金鋼管的調速 金鋼管直流調速系統 它的系統組成和組回的工作原理 我們就不做詳細的介紹 另外還有金鋼管速度控制單元 那除了這種金鋼管以外 還有這個PWM直流調速 屬於金鋼管這個寬調速這個系統 用這種PWM直流調速的方法來進行直流電動機的調速 那在這裏面 主要是金鋼管脈寬調製 它的一個過程 它的這個特性以及它的原理 在這裏面都做了介紹 還有長的這個PWM直流調速系統 有哪一些是屬於這個長的PWM直流調速系統的 再看交流伺服電動機的速度控制單元 對於交流伺服電動機 它的這個速度控制單元來說 包括第一個是交流伺服電動機的結構與性能 那交流伺服電動機它的結構特點包括哪一些 第二是永磁式同步交流伺服電動機的這個工作原理和性能 還有另外的話 永磁同步交流伺服電動機調速系統 它採用什麼樣調速 那在這裏面 它也是第一種也是採用PWM變頻器的方法來調速 通過這個改變輸入電源的這個頻率來進行調速 達到調速目的 第二是PWM變頻調速它的一個過程 還有這個全數字式全數字交流伺服系統 在這裏面全數字交流伺服系統 它的這個最新發現有這個相關的這個介紹 還有全數字式SPWM變頻器 第四個是永磁交流伺服電動機中的這個傳感器 這個傳感器的類型有相應的這個介紹 這是對於這個進給伺服系統 那主要是包括這個直流進給伺服系統和交流 這個進給伺服系統 那麼直流的有直流的調速方法 交流的有交流的調速方法 對這部分內容的話 做還是做這個思考題裏面的1345 那下面再看看這個第三節是指主軸驅動的情況 這是主軸驅動的情況 我們看主軸驅動 主軸驅動有這樣的幾部分 一個是對主軸驅動的要求 第二是直流主軸驅動系統 第三是交流主軸控制系統 有這樣的三個部分的內容 我們看首先是對 第一個是對主軸驅動的要求 那機艙主船動主軸驅動 它主要是旋轉運動 無需四杆或其他直線運動裝置 這是對機艙這個主軸驅動 主軸驅動它的一個特點 主軸驅動的話不像進給驅動 進給驅動裏面除了電機以外 那麼還需要通過滾珠四杆帶動輪母帶動工作才能移動 而在主軸系統裏面 主軸機艙主船動 它主要是一個旋轉運動 它沒有往復運動 而且沒有四杆或者其他直線運動裝置 所以這是主軸驅動系統 它的一個最大的特點 跟這個進給系統相比的話 它的最大一個特點就是 它沒有直線往復運動的這個系統 它只有一個旋轉運動 它只有一個旋轉 它沒有四杆和往復運動裝置 那麼對於這個主軸驅動的話 它主要是對功率有一定的要求 要求主船主船動電動機 這個應該有這個2.2至250千瓦的這個功率範圍 既要能輸出大的功率 又要求主軸結構簡單 這是對於這個主船舟電動機 它的一個要求 要求它的功率範圍要求能夠在2.2至250千瓦 這樣的功率範圍 要求它既能夠輸出大的功率 又能夠使 又要求它的主軸結構 相對來說是應該比較簡單的 第二是寬調速範圍 要求這個主軸驅動 它有一個寬的調速範圍 那速控機船要求主軸驅動系統 在1.1百至1千範圍內進行橫轉距和1.10的這個橫功率調速 這是對於寬調速範圍 就是它的速度調整應該在什麼樣的一個範圍 應該在這樣一個範圍 要求它的這個1.1百至1千範圍內的這個進行橫轉距的這個調速 它有這個1.10的這個橫功率的調速 那我們知道在橫轉距的情況下 那麼它的這個速度是在發生變化 因爲功率 像功率在變化 橫轉距的情況下 速度也會發生變化 那1.10的這個橫功率的情況的話 在橫功率情況下 速度變化 那麼它的這個轉距也在發生變化 這樣的一個情況 所以是寬調速範圍 對主軸驅動的這個要求 要求它有個寬調速範圍 第三是對主軸這個驅動系統 對它有一個這個定位功能的要求 要求主軸能與進給驅動實行這個同步控制 這就是它的這個定位功能的要求 要求能夠跟這個進給驅動實行這個同步控制 在加工中心上 爲了自動換刀 還要求主軸能進行高精度的這個準停控制 那這個準停控制作用是什麼 準停控制 在這個加工中心繫統上 主要是進行自動換刀 因爲自動換刀的時候 要求這個主軸轉過一定的角度 然後跟這個換刀部位把它這個對接起來 才能夠去實現換刀 所以在這裏面 在加工中心上 爲了自動換刀 要求這個主軸能夠進行高精度的準停控制 爲了保證端面加工的表面質量 要求主軸它具有橫線速度表面切削功能 這是對於這個 主軸另一個要求 要求保證 爲了保證端面加工的表面質量 要求主軸它具有橫線速度表面切削功能 這是對主軸的另一個要求 那麼有的速控機艙 它要求具有較大分度控制功能 現在國際上新生產的速控機艙 絕大多數採用交流主軸驅動系統 是不是對 主軸驅動系統 現在的話 就基本上都採用交流主軸驅動系統 它不像這個進給驅動系統裏面 進給驅動系統 它可以分爲這個直流系統和交流系統 而在這個主軸驅動系統裏面 主要的是採用這個交流主軸驅動系統 是這樣一個交流主軸驅動系統的情況 這對於這個主軸系統它的要求 第二看直流主軸驅動系統的情況 雖然這個大部分的這個速控 現在速控機艙都採用這個交流主軸驅動系統 那麼在這裏面 雖然還有一些是也有采用這個直流主軸驅動系統 那麼看一看直流主軸驅動系統它的情況 第一個對電動機結構與性能 對這個直流主軸驅動系統 它的電動機結構與性能的話 我們實際上可以猜考相應的這個進給 這個自由驅動系統 來這個理解它的電動機的結構與性能 還有直流速度控制單元 那麼也是同樣的一個情況 另外還有第三個交流主軸控制單元 那麼前面這個直流這個系統 因爲畢竟已經用的比較多 畢竟已經用的比較少 所以說作爲這個 一帶二過的這樣的一個內容 那麼在這裏面還有交流主軸控制單元 交流主軸電動機 首先我們看它的這個結構與性能 它有相應的 交流主軸電動機有它自己的相應的這個 機構 它的結構與它的性能 還有這個交流電動機 它的調速也是從相應的這個調速來實現 還有感應式異步電動機的這個水量控制 那麼對這部分作業的話 還是這這幾個作業裏面 大家可以去進行選擇 這是對於 主軸驅動系統的情況 下面我們再看看對這個 速控機場伺服器系統裏面的這個 第四個部分是檢測軟件 那麼對於這個伺服器系統來說 特別是對閉環或者半閉環系統來說 主要是要實現信息的反饋 要求能夠反饋機場工作臺當前的這個實際的位移情況 包括它的位移的速度和位移的這個實際的距離 而這些檢測是通過什麼來得到的 是通過檢測軟件 所以在這裏面要求特別去將這種檢測軟件 這些檢測軟件對檢測軟件這一部分內容 我們可以分爲這幾部分內容來介紹 第一個是它的概述 第二是光電盤與編碼盤支持其中一個檢測軟件 第三光杉測量裝置也是一個檢測軟件 還有是感應同步器測量裝置 另外還有磁石測量裝置 那麼在這個裏面我們可以看 除了概述大致介紹這個檢測軟件的基本內容以外 那麼後面的這個四種 實際上是介紹典型的這個四種檢測軟件 典型四種檢測軟件 包括這個光電盤與編碼盤 光杉測量裝置 感應同步器測量裝置和磁石測量裝置 這些都是屬於典型的測量裝置 當然首先看看這個概述 首先看看這個概述 在四種驅動軟件中 步進電機電源脈衝馬達 能夠按觸控裝置發出的指令脈衝進行工作 在一般情況下不會失誤 不需要位置檢測 它們朝用於開環系統 這是對於開環系統的實驗 我們把開環系統的情況再做一下複習 在開環系統裏面 步進電機電源脈衝馬達 它能夠按照觸控裝置發出指令脈衝進行工作 能夠按照這個指令脈衝發出 能夠按照觸控裝置發出指令脈衝進行工作 那在一般情況下它是不會失誤的 在這裏面大家看到特別材料是一般情況下 是在一般情況下 那這種一般情況下 它是指速度不高的情況下 或者說是它的這個機械結構完全能夠保證它的傳動情況的這樣的情況下 這樣的一般情況下 它才能夠不會失誤 不需要進行位置檢測 因爲它直接這個如果不失誤 如果進度比較保證的話 它直接能夠到達這個位置 所以不需要進行檢測 系統直接能夠保證這個位移 所以他們常用於開環系統 那麼對於這種開環系統 它沒有檢測 它沒有檢測反饋 所以就排不上要用到這個檢測元件 所以在這裏面檢測元件這部分內容 我們主要就針對於閉環半閉環系統而言的 在閉環系統中常用各種直流電機 以至於交流電機作爲驅動元件 這裏必須要有檢測裝置 這是對於閉環系統而言 正因爲閉環系統 它用的是直流電機或者交流電機作爲驅動元件 所以必須要有這個檢測裝置 它不是使用步進電機或者電源脈衝馬達 因爲步進電機或者電源脈衝馬達 它都是根據脈衝來決定電機的旋轉運動 而在直流電機或者交流電機裏面 它並不是根據脈衝數來控制電機的移動轉動情況 所以在這樣的閉環系統裏面 需要進行位置檢測 把位移測量信號作爲反饋信號 並將信號轉換成數字送回集團機和指令脈衝進行比較 並控制驅動元件正確運轉 所以這個測量裝置是保證數控集團進度的關鍵 是保證這個數控集團運動這樣的一個關鍵 所以在這個裏面 位移測量裝置起的什麼作用 它起的是把這個實際的這個移動元件的移動情況的這個信息 轉換成把這樣的所檢測得到信息轉換成數字 然後把這樣的數字信號再返回給集團機 由集團機跟這個指令脈衝這個進行比較 由比較結果來決定是不是要繼續驅動這個電機的旋轉 從而驅動集團工作團的移動 是這樣的一個過程 所以位移測量元件在這裏面所起的 就是這樣的一個測量作用 數控機場對位置測量裝置它的要求 我們看看主要是這樣的幾個要求 就這樣的幾個要求 這幾個要求裏面 我們看到包括第一個是工作可靠 要求它工作可靠 第二是使用維護方便 第三是滿足速度和進度要求 第四有成本定 數控機場對這個位置測量裝置的要求 主要有這樣的一些要求 首先工作可靠是比較容易理解 當然是要求工作可靠 不能夠在加工過程中經常出現問題 那顯然這個就達不到這個位置檢測的目的 而有可能在這個檢測過程中 或者工作過程中經常出問題的話 那就影響加工 所以第一個要求它工作可靠 第二個是要求它使用維護方便 那這個使用維護方便的話 實際上就是說在用的過程中 有可能要進行調整 有可能要進行保養 這個時候要求它使用維護方便 從而不至於影響機場加工 第三個是滿足速度和進度要求 因爲對這個數控加工來說 有可能它的這個加工速度是很快的 同時要求加工過程要有一定的進度保證 如果你這個位置測量裝置 它不能夠去測量相應的這個速度 或者說不能夠 它的測量進度不能夠達到本身加工的要求 那這種測量裝置 它對於系統來說也是沒有意義的 所以在這裏面要求它能夠滿足速度和進度的要求 第四個還要求它成本低 第四還要求這個成本低 這是這個成本低 在這裏面主要就是要求能夠大面積的在數控機場裏面使用 所以要求它成本比較低 這是對於數控機場對位置測量裝置的四個要求 由於工作條件和測量要求的不同 在數控機場上有不同的這個測量方式 第一個是增量式測量和絕對式測量 這樣的增量式測量它的特點的話 特點是隻測位移增量 如果測量單位爲0.01毫米 則每移動0.01毫米就發出一個測量信號 所以這是增量式測量 這個它的一個特點 它是根據增量來決定這個是不是反饋這個測量信號的 比如說它的這個測量單位是0.01毫米 那麼每測出0.01毫米 它纔會發出一個這個測量信號 所以這個是增量式測量它的一個特點 對增量式測量它的優點是測量裝置比較簡單 任何一個對中點都可以作爲測量起點 是增量式測量 增量式測量裝置它的一個優點 它這種測量裝置它比較簡單 任何一個這個對中點都可以作爲測量的起點 在輪廓控制觸控機上大都採用這種測量方式 典型的檢測元件 比如說是感應同步器 還有光杉等等這些 都是屬於典型的這個增量式測量機構 感應是這個感應是感應同步器和光杉 都是屬於典型的這個增量式測量裝置 但在增量式測量系統中 一句是靠對測量信號計數讀出來 一旦計數有誤 此後的這個測量結果就全都錯了 所以在這裏面 因爲這個每測量 每移動一定距離以後才發出一個這個檢測信號 所以這些最終的檢測結果是這些檢測信號的累加 當然如果在這裏面累加計數有錯誤的話 顯然它的測量就會錯誤 所以在這裏面對於每一步的測量結果都是影響最後的測量結果 也就是說每一步的測量 它都是同等重要的 每一步的測量它都是同等重要 它是不能夠丟失中間的測量結果的 或者說中間測量結果它是不能錯誤的 這就是增量式測量系統裏面的一個缺點 再一個缺點就是在發生某種故障的時候 比如說斷電斷刀等等 那麼事故排除後不能夠再找到事故前的證據爲之 不能夠再找到事故前的證據爲之 這個缺點它的害處就在於 如果我斷刀或者斷電之後重新再去啓動機器牀工作的話 那麼這個時候我就找不到前面的測量數值 所以這個時候有可能要重新進行測量 或者重新開機進行加工 顯然這個就比較不適合於 不能夠連續加工的這種情況 不能夠連續加工的情況 從而影響了加工的效率 所以這是它的另一個缺點 那這次由於這種測量它沒有一個特定的標誌 這時必須將工作臺移至起始點重新計數 才能夠找到事故前的證據爲之 這就是增量測量方式的一個最大的一個缺點 所以對它來說 它這個增量式測量 它必須在這個斷刀或者斷電之後 它必須從頭開始才能夠去完全的這個實現它的測量 那絕內則測量方式跟剛纔增量式測量方式 它又是不一樣的 絕內測量方式從原則上講可以避免這些缺點 它的這個備測鏈的任意點的位置都有一個固定的零點算齊 每一個備測點都有一個相應的這個測量數 所以對它來說 它的每一點的這個測量 它都可以作爲這個測量數據 但是它的每一點測量對最後的結果 它的這個作用不是同等重要的 不是同等 對於它來說 它每一個點的位置都測量都可以作爲我當前的這個採訪數據 但是它並不是作爲累加來影響最後的這個測量結果的 那典型的這種絕對式測量方式測量裝置的話 有數碼盤 對對應碼盤的這個每一個角位有一組二進位數 顯然這個分辨率要求越高 那麼所需的這個二進位數也就越多 結果也就越複雜 第二次數字式測量和模擬式測量 那前面的話 根據增量還是增量式還是絕對式來進行分類的 而在這裏面是根據數字式還是模擬式來進行分類的 分爲這個數字式測量和模擬式測量 那麼數字式測量 它是將倍測量用測量單位量化後以數字形式表示 數字式測量的話 把倍測量用測量這個測量單位量化後以數字形式來表示 以比如說以直線測量爲例 只要測量單位足夠小 比如說是零點零一個毫米或更小 就可以將倍測距離比較準確的數量化 支持以這個數字式方式來進行測量的情況 當然測量信號在這裏面 一般這個是電脈衝 可以把它直接送速控裝置進行比較 最典型的這個測量裝置 比如說光線位移測量裝置就是一種這個數字式的這個測量裝置 數字測量 它的特點是 對數字式測量 它的特點是 第一個倍測量量化後轉換成脈衝個數便於顯示和處理 在這裏倍測量量化後轉換成脈衝個數便顯示和這個測量處理 所以對他來說倍測量轉換成這個數字數字形式的情況的話 比較直觀 很容易立即就知道測量的值到底是多少 第二是測量精度取決於測量單位和量成基本無關 當然也有累積誤差問題 是他的這個數字測量 他的一個特點 那麼對他說測量精度 他取決於取決於測量單位和量成是基本上是無關的 在這裏面雖然也有這個累積誤差的問題 第三次測量裝置比較簡單 脈衝信號抗干擾能力較強 是這個數字式測量裝着他的一個特點 那模擬式測量 他是將倍測量用連續的變量來表示 比如說用相位變化 電壓變化來這個表示在大量層內做精確的模擬測量 在這個技術上有較高的要求 在數據技術上 模擬式這個測量主要用於小量層的測量 比如說感應同步器的一個線距內信號相位變化等等 這個就可以作爲這個模擬式測量來這個達到他的測量目的 那模擬式測量 他的特點是第一個是直接測量倍測量 無需量化 第二是在小量層內可以實現高精度的測量 是模擬式測量 第三個還是直接測量和間接測量的這個分類情況 那直接測量裝置上常用這個光杉感應同步器等 直接來測量工作臺的這個直線位移 他優點是直接反映工作臺的這個直線位移量 他的缺點是測量裝置要和行程等 他特別對大型受控機場來說是一個很大的這個限制 間接測量 他是通過和工作臺直線運動相關聯的迴轉運動 間接測量的工作臺的這個直線位移 那這個主要是用於半比方系統裏面 那回轉測量裝置 他有旋轉變壓器 那間接測量 他使得這個使用可靠 同時他沒有長度限制 他的缺點是測量信號加入了直線轉變爲迴轉運動的這個傳動鏈誤差 從而影響了測量的精度 那麼在這裏面他的最大的缺點 因爲對他來說 他是經過換算來得到的 所以這是他的一個最大的缺點 好 這一講我們介紹到這裏面 下課