一、數控鑽孔機對位置檢測裝置的要求

　　位置檢測裝置的作用是檢測自動鑽孔機運動部件的位移和速度,並發送反饋信號,構成閉環控制系統,並將其轉換成數字信號送回CNC裝置與脈沖指令信號進行比較,以控制驅動元件的正確運轉。數控系統的精度和分辨率取決于位置檢測裝置的精度。不同類型的數控機床,對位置檢測元件、檢測系統的精度要求和被測部件的最高移動速度各不相同。

　　現在的檢測元件與系統的最高水平是:被測部件的最高移動速度爲240m/min時,其檢測位移的分辨率(能檢測出的最小位移量)可達1m,如24m/min時可達0.1m。最高分辨率可達到0.01pm。數控鑽孔機對位置檢測裝置有如下要求。

　　1、工作可靠,抗幹擾性強由于機床上有電動機、電磁閥等各種電磁感應元件及切削過程中潤滑油、切削液的存在,因此,要求位置檢測裝置除了對電磁感應有較強的抗幹擾能力外,還要求裝置不怕油、水的汙染。此外,在切削過程中由于有熱量的産生,還要求位置檢測裝置對環境溫度的適應性強。

　　2、滿足精度和速度的要求

　　在滿足數控鑽孔機最大位移速度的條件下,要求位置檢測裝置達到一定的檢測精度和較小的累積誤差。隨著數控鑽孔機的發展,其精度和速度越來越高,因此,要求位置檢測裝置必須滿足數控鑽孔機高精度和高速度的要求。

　　3、便于安裝和維護

　　位置檢測裝置安裝時要有一定的安裝精度要求,同時其安裝形式和位置還必須便于置的空維護。

　　4、成本低、壽命長

　　由于受使用環境的影響,位置檢測裝置還要求有較好的防塵、防油霧、防切屑等特性。

　　二、數控鑽孔機常用位置檢測裝置的分類

　　數控鑽孔機常用的位置檢測裝置的類型很多,不同類型的數控機床,因工作條件和求不同,有以下幾種分類方式

　　1、增量式和絕對式

　　增量式檢測只測量位移增量,並用數字脈沖的個數來表示單位位移的數量,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爲測量起點。但在此系統中,位移是靠對測量信號進行累計後讀出的,一旦累計有誤,此後的測量結果將全錯。另外在發生故障時(如斷電)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。增量檢測裝置有脈沖編碼器、旋轉變壓器、感應同步器、光柵、磁柵、激光幹涉儀等。

　　絕對式檢測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,並且以二進制或十進制數碼信號表示出來,一般都要經過轉換成脈沖數字信號以後,才能送去進行比較和顯示。采用此方式,避免了增量式檢測方式的缺陷,分辨率要求越高,結構也越複雜。這樣的測量裝置有絕對式脈沖編碼盤、三速式絕對編碼盤(或稱多圈式絕對編碼盤)等。

　  2、数字式和模拟式

　　數字式檢測是將被測量單位量化後以數字形式表示。測量信號一般爲電脈沖,可以直接把它送到數控系統進行比較、處理。數字式檢測裝置有脈沖編碼器、光柵。數字式檢測有以下特點

　　1)被測量信號轉換成脈沖個數,便于顯示和處理。

　　2)測量精度取決于測量單位,與量程基本無關;但存在累計誤差。

　　3)檢測裝置比較簡單,脈沖信號抗幹擾能力強

　　模擬式檢測是將被測量用連續變量來表示,如電壓的幅值變化、相位變化等。在大量程內做精確的模擬式檢測時,對技術有較高的要求,數控鑽孔機中模擬式檢測主要用于小量程測量。模擬式檢測裝置有測速發電動機、旋轉變壓器、感應同步器和磁尺等。

　　3、模擬式檢測的主要特點有

　　1)直接對被測量進行檢測,無須量化

　　2)可在小量程內實現高精度測量

　　3)直接檢測和間接檢測位置檢測裝置安裝在執行部件(即末端件)上直接測量執行部件末端件的直線位移或角位移的方式,都可以稱爲直接測量。直接檢測裝置可以構成閉環進給伺服系統,測量裝置有直線光柵、直線感應同步器、磁柵、激光幹涉儀等,用來測量執行部件的直線位移。由于此種檢測方式是采用直線型檢測裝置對機床的直線位移進行測量,其優點是直接反映工作台的直線位移量,缺點是要求檢測裝置與行程等長,對大型的數控機床來說,這是一個很大的限制。

　　位置檢測裝置安裝在執行部件前面的傳動元件或驅動電動機軸上,測量其角位移,經過傳動比變換以後得到執行部件的直線位移量,這樣的測量方式稱爲間接測量。間接測量裝置可以構成半閉環伺服進給系統,如將脈沖編碼器裝在電動機軸上。間接測量優點是使用可靠方便,無長度限制;缺點是在檢測信號中引入了直線轉變爲旋轉運動的傳動鏈誤差,從而影響測量精度。一般需對機床的傳動誤差進行補償,才能提高定位精度。

　　4)接觸式測量與非接觸式

　　接觸式測量的傳感器與被測對象間存在著機械聯系,因此機床本身的變形、振動等因會對測量産生一定的影響。典型的接觸式測量裝置有光柵、磁柵、感應同步器和接觸式碼器。

　　非接觸式測量的傳感器與被測對象間是分離的,不發生機械聯系。典型的非接觸式量裝置有雙頻激光幹涉儀和光電式編碼器