數(shù)控車床上編碼器的作用是什么

是一種將旋轉(zhuǎn)位移轉(zhuǎn)換成一串?dāng)?shù)字脈沖信號(hào)的旋轉(zhuǎn)式傳感器，這些脈沖能用來(lái)控制角位移，如果編碼器與齒輪條或螺旋絲杠結(jié)合在一起，也可用于測(cè)量直線位移。

光電編碼器是一種通過(guò)光電轉(zhuǎn)換將輸出軸上的機(jī)械幾何位移量轉(zhuǎn)換成脈沖或數(shù)字量的傳感器，由光柵盤和光電檢測(cè)裝置組成。光柵盤是在一定直徑的圓板***分地開(kāi)通若干個(gè)長(zhǎng)方形孔。

由于光電碼盤與電動(dòng)機(jī)同軸，電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，光柵盤與電動(dòng)機(jī)同速旋轉(zhuǎn)，經(jīng)發(fā)光二極管等電子元件組成的檢測(cè)裝置檢測(cè)輸出若干脈沖信號(hào)，通過(guò)計(jì)算每秒光電編碼器輸出脈沖的個(gè)數(shù)就能反映當(dāng)前電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。

此外，為判斷旋轉(zhuǎn)方向，碼盤還可提供相位相差90的兩路脈沖信號(hào)。根據(jù)檢測(cè)原理，編碼器可分為光學(xué)式、磁式、感應(yīng)式和電容式。根據(jù)其刻度方法及信號(hào)輸出形式，可分為增量式、式以及混合式三種

數(shù)控車床上編碼器的作用是邏輯地處理具有控制編碼或其他符號(hào)指令規(guī)定的程序，并將其譯碼，從而使機(jī)床動(dòng)作并加工零件。

編碼器由一個(gè)中心有軸的光電碼盤，其上有環(huán)形通、暗的刻線，有光電發(fā)射和接收器件讀取，獲得四組正弦波信號(hào)組合成A、B、C、D,每個(gè)正弦波相差90度相位差（相對(duì)于一個(gè)周波為360度），將C、D信號(hào)反向，疊加在A、B兩相上，可增強(qiáng)穩(wěn)定信號(hào)；另每轉(zhuǎn)輸出一個(gè)Z相脈沖以代表零位參考位。

由于A、B兩相相差90度，可通過(guò)比較A相在前還是B相在前，以判別編碼器的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)，通過(guò)零位脈沖，可獲得編碼器的零位參考位。

編碼器碼盤的材料有玻璃、金屬、塑料，玻璃碼盤是在玻璃上沉積很薄的刻線，其熱穩(wěn)定性好，精度高，金屬碼盤直接以通和不通刻線，不易碎，但由于金屬有一定的厚度，精度就有限制，其熱穩(wěn)定性就要比玻璃的差一個(gè)數(shù)量級(jí)，塑料碼盤是經(jīng)濟(jì)型的，其***低，但精度、熱穩(wěn)定性、壽命均要差一些。

分辨率—編碼器以每旋轉(zhuǎn)360度提供的通或暗刻線稱為分辨率，也稱解析分度、或直接稱線，一般在每轉(zhuǎn)分度5~10000線

在數(shù)控機(jī)床上的主軸編碼器一般由兩種功能：速度反饋、位百置反饋，一般數(shù)控機(jī)床都要進(jìn)行螺紋加工，每轉(zhuǎn)進(jìn)給加工，就需要度進(jìn)給軸和主軸轉(zhuǎn)速之間進(jìn)行插補(bǔ)，因此就需要反饋速度、旋轉(zhuǎn)方向。在加工中心上換刀時(shí)主軸準(zhǔn)停也需要反饋一轉(zhuǎn)脈沖信號(hào)使主軸每次都停止固定位置上。以上的只要有一專轉(zhuǎn)脈沖信號(hào)的編碼器就可以了。像在斜床身的數(shù)車上進(jìn)行CS加工一般會(huì)按兩屬個(gè)編碼器，一個(gè)在電機(jī)后邊實(shí)現(xiàn)速度反饋，一個(gè)在主軸上實(shí)現(xiàn)主軸任意角度位置反饋。

主軸編碼器采用與主軸同步的光電脈沖發(fā)生器，通過(guò)中間軸上的齒輪1:1地同步傳動(dòng)。數(shù)控車床主軸的轉(zhuǎn)動(dòng)與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)之間，沒(méi)有機(jī)械方面的直接聯(lián)系，為了加工螺紋，就要求給定進(jìn)給伺服電動(dòng)機(jī)的脈沖數(shù)與主軸的轉(zhuǎn)速應(yīng)有相對(duì)應(yīng)的關(guān)系，主軸脈沖發(fā)生器起到了對(duì)主軸轉(zhuǎn)動(dòng)與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的聯(lián)系作用。

光電編襲碼器，是一種通過(guò)光電轉(zhuǎn)換將輸出軸上的機(jī)械幾何位移量轉(zhuǎn)換成脈沖或數(shù)字量的傳感器。這是目前應(yīng)用***多的傳感器，光電編碼器是由光柵盤zd和光電檢測(cè)裝置組成。光柵盤是在一定直徑的圓板***分地開(kāi)通若干個(gè)長(zhǎng)方形孔。由于光電碼盤與電動(dòng)機(jī)同軸，電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，光柵盤與電動(dòng)機(jī)同速旋轉(zhuǎn)，經(jīng)發(fā)光二極管等電子元件組成的檢測(cè)裝置檢測(cè)輸出若干脈沖信號(hào)

簡(jiǎn)述數(shù)控車床主軸控制原理

數(shù)控機(jī)床的主軸性能是在很寬范圍內(nèi)轉(zhuǎn)速連續(xù)可調(diào)，恒功率范圍寬。
當(dāng)要求機(jī)床有螺紋加工功能、準(zhǔn)停功能和恒線速加工等功能時(shí)，則需要對(duì)主軸進(jìn)行進(jìn)給控制和位置控制。此時(shí)，主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)也可稱為主軸伺服系統(tǒng)，主軸電動(dòng)機(jī)裝配有編碼器或者在主軸上安裝外置式的編碼器，作為主軸位置檢測(cè)。
主軸驅(qū)動(dòng)變速目前主要有兩種形式：
一是主軸電動(dòng)機(jī)帶齒輪換擋，目的在于降低主軸轉(zhuǎn)速，增大傳動(dòng)比，以適應(yīng)切削的需要；
二是主軸電動(dòng)機(jī)通過(guò)同步齒形帶或v帶驅(qū)動(dòng)主軸，該類主軸電動(dòng)機(jī)又稱寬域電動(dòng)機(jī)或強(qiáng)切削電動(dòng)機(jī)，具有恒功率寬的特點(diǎn)。由于無(wú)需機(jī)械變速，主軸箱內(nèi)省卻了齒輪和離合器，主軸箱實(shí)際上成為主軸支架，簡(jiǎn)化了主傳動(dòng)系統(tǒng)，從而提高了傳動(dòng)鏈的可靠性。
由于交流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)保持了直流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)越性，而且交流電動(dòng)機(jī)無(wú)須維護(hù)，便于制造，不受惡劣環(huán)境影響，所以目前直流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)已被交流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)所取代。初期是采用模擬式交流伺服系統(tǒng)，而現(xiàn)在伺服系統(tǒng)的主流是數(shù)字式交流伺服系統(tǒng)。交流伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)走向數(shù)字化，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的電流環(huán)、速度環(huán)的反饋控制已全部數(shù)字化，系統(tǒng)的控制模型和動(dòng)態(tài)補(bǔ)償均由高速微處理器實(shí)時(shí)處理，增強(qiáng)了系統(tǒng)自診斷能力，提高了系統(tǒng)的快速性和精度。
1、帶有變速齒輪的主傳動(dòng)
大、中型數(shù)控機(jī)床采用這種變速方式。通過(guò)少數(shù)幾對(duì)齒輪降速，擴(kuò)大輸出轉(zhuǎn)矩，以滿足主軸低速時(shí)對(duì)輸出轉(zhuǎn)矩特性的要求
2、通過(guò)帶傳動(dòng)的主傳動(dòng)
主要應(yīng)用于轉(zhuǎn)速較高、變速范圍不大的機(jī)床。電動(dòng)機(jī)本身的調(diào)速就能滿足要求，可以避免齒輪傳動(dòng)引起的振動(dòng)與噪音

3、用兩個(gè)電機(jī)分別驅(qū)動(dòng)主軸
上述兩種方式的混合傳動(dòng)，高速時(shí)帶輪直接驅(qū)動(dòng)主軸，低速時(shí)另一個(gè)電機(jī)通過(guò)齒輪減速后驅(qū)動(dòng)主軸
4、內(nèi)裝電動(dòng)機(jī)主軸傳動(dòng)結(jié)構(gòu)
大大簡(jiǎn)化主軸箱體與主軸的結(jié)構(gòu)，有效提高主軸部件的剛度，但主軸輸出轉(zhuǎn)矩小，電動(dòng)機(jī)發(fā)熱對(duì)主軸影響較大.
電氣上模擬主軸由CNC給出0---+10V的模擬電壓，去控制變頻器無(wú)極調(diào)速。
伺服主軸由CNC發(fā)出轉(zhuǎn)速指令去控制主軸驅(qū)動(dòng)器，實(shí)現(xiàn)速度或位置控制。
不是無(wú)級(jí)調(diào)速的主軸，由CNC發(fā)出M代碼控制主軸電機(jī)，和離合器或齒輪變檔