檢測裝置

計算機數控系統的位置控制是將插補計算的理論位置與實際反饋位置相比較，用其差值去控制進給電機。而實際反饋位置的採集，則是由一些位置檢測裝置來完成的。這些檢測裝置有旋轉變壓器、感應同步器、脈衝編碼器、光柵、磁柵……

對於採用半閉環控制的數控機牀，其閉環路內不包括機械傳動環節，它的位置檢測裝置一般採用旋轉變壓器，或高分辨率的脈衝編碼器，裝在進給電機或絲槓的端頭，旋轉變壓器(或脈衝編碼器)每旋轉一定角度，都嚴格地對應着工作台移動的一定距離。測量了電機或絲槓的角位移，也就間接地測量了工作台的直線位移。

對於採用閉環控制系統的數控機牀，應該直接測量工作台的直線位移，可採用感應同步器、光柵、磁柵等測量裝置。由工作台直接帶動感應同步器的滑動尺移動的同時，與裝在機牀牀身上的定尺配合，測量出工作台的實際位移值。數控機牀的加工精度主要由檢測系統的精度決定。位移檢測系統能夠測量的最小位移量稱為分辨率。分辨率不僅取決於檢測元件本身，也取決於測量線路。數控機牀對檢測裝置的主要要求有：可靠性高和高抗干擾性、滿足精度和速度要求、使用維護方便、成本低。

對於不同類型的數控機牀，因工作條件和檢測要求不同，可以採用以下不同的檢測方式。

增量式檢測方式只測量位移增量，每移動一個測量單位就發出一個測量信號。其優點是檢測裝置比較簡單，任何一個對中點都可以作為測量起點。移動距離是靠對測量信號計數後讀出的，一旦計數有誤，此後的測量結果將全錯。另外在發生故障時(如斷電等)不能再找到事故前的正確位置，事故排除後，必須將工作台移至起點重新計數才能找到事故前的正確位置。

絕對值式測量方式可以避免上述缺點，它的被測量的任一點的位置都以一個固定的零點作基準，每一被測點都有一個相應的測量值。採用這種方式，分辨率要求愈高，結構也愈複雜。

數字式檢測是將被測量單位量化以後以數字形式表示，它的特點是：

①被測量量化後轉換成脈衝個數，便於顯示處理；

②測量精度取決於測量單位，與量程基本無關；

③檢測裝置比較簡單，脈衝信號抗干擾能力強。

模擬式檢測是將被測量用連續的變量來表示。在大量程內作精確的模擬式檢測在技術上有較高要求，數控機牀中模擬式檢測主要用於小量程測量。它的主要特點是：

①直接對被測量進行檢測，無須量化；

②在小量程內可以實現高精度測量；

③可用於直接檢測和間接檢測。

對機牀的直線位移採用直線型檢測裝置測量，稱為直接檢測。其測量精度主要取決於測量元件的精度，不受機牀傳動精度的直接影響。但檢測裝置要與行程等長，這對大型數控機牀來説，是一個很大的限制。

對機牀的直線位移採用迴轉型檢測元件測量，稱為間接測量。間接檢測可靠方便，無長度限制，缺點是在檢測信號中加大了直線轉變為旋轉運動的傳動鏈誤差，從而影響檢測精度。因此，為了提高定位精度，常常需要對機牀的傳動誤差進行補償。