数控机床为什么要安装光栅尺及维修方法和安装案例图，苏州泽升精密机械仪器有限公司拥有一支具有专业化服务技术和敬业精神的率维修团队。团队中的维修技术人员均经过德国海德汉公司(heidenhain)的专业培训、考核，具备海德汉公司认证颁发的维修上岗证书。同时，公司从德国引进了海德汉全套zui新检测设备，能够检测海德汉数控光栅尺、西班牙发格数控光栅尺、奥地利rsf数控光栅尺、意大利givi数控光栅尺、立陶宛普斯克数控光栅尺等数控光栅尺。
随着数控机床在加工领域的普遍使用,对于数控机床所加工的产品的精度要求的不断提高,辅佐数控机床在加工中的走dao精度的产品也运用到数控机床中,光栅尺就是一种辅佐数控机床走dao精度的产品。光栅尺,也称为光栅尺位移传感器(光栅尺传感器),经常应用于数控机床的闭环伺服系统中,可用作直线位移或者角位移的检测。在数控机床中常用于对dao具和工件的坐标进行检测,来观察和跟踪走dao误差,以起到一个补偿dao具的运动误差的作用。数控机床安装了光栅尺,可以保障机床的走dao精度,对于数控机床的加工精度有着良好的辅助效果。
光栅尺作为数控机床直线轴的位置检测元件，相当于人的“眼睛”，就是“监视”该直线轴在执行数控系统的移动指令后，该直线轴是否真正准确地运行到数控系统 指令所要求的位置。如果数控机床没有安装光栅尺，当数控系统发出直线轴的移动指令后，直线轴能否到达数控系统要求的位置，完全依靠数控系统调试的精度和机械传动精度来保障。数控机床使用一段时间后，由于电气调试参数的修改和机械误差的加大等原因，该直线轴很可能和数控系统指令所要求的位置相差很多，这时候 数控系统根本不知道，维修和操作机床的人员也不知道，要想知道这个差距，维修人员就要对机床进行精度检测。所以数控机床没有安装光栅尺，就要定期对机床的精度进行检查，一不小心，一旦忘记检测数控机床的精度，很可能导致加工的产品精度超差甚至报废。
为弥补普通光栅尺在数控机床回参过程中的不足，介绍一种新型的光栅——智能参考点光栅在数控机床上的安装调试方法。通过传感器的应用，可达到回参快速、操作简便的目的。
线性光栅尺作为自动化设备，在实践应用中，能够直接测量出机械、机床所处的位置。但长期使用后，其内部零部件相互摩擦，势必会出现不同程度的故障，如何排除故障，确保光栅尺能够正常运转，确保产品生产质量受到了广泛关注。从线性光栅尺工作原理入手，对其在数控机床中的应用及维修进行分析。
光栅尺是光栅线位移传感器的简称，是一种利用光栅原理实现线位移测量的传感器。光栅线位移传感器主要应用于直线移动导轨机构，可实现移动量的精确显示和自动控制，广泛应用于金属切削机床加工量的数字显示和cnc加工中心位置环的控制。
提供一种测量快速、成本低且能有效提高绝对位置的可靠性的数控机床用绝对式光栅尺。包括读数头装置（1）和尺身装置（2），在所述尺身装置（2）内固定设置有玻璃光栅，在所述玻璃光栅上刻有绝对码道，所述读数头装置（1）由支架和小装置组成，在所述支架上装置有信号处理单元，装置内装置有线阵ccd传感器、放大镜组和平行光源，所述线阵ccd传感器与所述信号处理单元信号连接，所述放大镜组与所述平行光源之间留有间隙，所述玻璃光栅位于该间隙之间，所述放大镜组的镜头正对所述绝对码道，数控机床上的移动工作台带动所述读数头装置（1）相对于所述玻璃光栅移动。本实用新型可应用于测量领域。
高端制造业的快速发展对数控机床的加工精度提出越来越高的要求.在线位移的检测和控制方面，正在逐渐的从圆编码器配合滚珠丝杠的方式向光栅尺配合直线电机的方式转变，但目前我国没有能够适用于数控系统闭环需求的光栅尺。绝对式光栅尺是2005年出现在市场上的一种新型光栅产品，相比于增量式光栅尺而言，其在功能、性能上都有较大提高，目前已在中高档数控系统中广泛应用。因此，开展高精度绝对式光栅尺的测量技术研究具有重要意义。研究了绝对式光栅尺的工作原理，提出了研制方案。深入研究了单轨绝对位置编码、专用光电器件、串行通信协议等关键技术，完成了绝对式光栅尺的研制，给出了设计结果。研究了使用线性移位反馈寄存器产生绝对位置编码的方法，详细阐述了联结多项式的本原多项式的求解方法，给出了系数在二元域取值的10级多项式的所有本原多项式。为了增加译码的可靠性，研究了曼彻斯特编码在绝对位置编码中的应用。利用上述方法，完成了绝对位置编码的设计。研究了绝对式光栅尺光电信号探测方法。介绍了cmos图像传感器在绝对式光栅尺中的应用方式，详细阐述了绝对式光栅尺专用光电器件的架构设计与电路设计，给出了设计结果。分析了专用光电器件的频率响应和信噪比的关系，绝对式光栅尺zui大测量速度和分辨率。
分析数控机床进给轴采用光栅尺的全闭环控制方式的缺点,以及目前热补偿技术未能广泛应用的原因。为了解决一般热误差模型鲁棒性差的问题,提出了一种针对半闭环伺服轴的新的基于热传递理论的热误差建模方法,并给出了模型推导过程和参数优化过程。给出的热误差模型包括环境温度变化引起的热误差和丝杠摩擦运动导致的热误差,依据摩擦生热、热传导和散热机理,实时预测丝杠的温度场,以实现预测并补偿丝杠热误差的目的。在立式加工中心vmc1100p上进行了热误差试验,给出了试验过程、补偿原理以及补偿器与数控系统的通讯配置方式。zui后的试验结果显示,半闭环伺服轴补偿后的精度稳定性远高于补偿前,也远高于带光栅尺的全闭环控制系统。
随着现代加工和计量技术的发展，对位移测量及加工定位的精度提出了更高要求。在诸多的位移测量技术中，光栅位移传感器以其性能稳定、高精度、抗干扰能力强、与计算机结合方便等优点，被广泛应用在数控机床、机械加工等领域。基于jcxf系列光栅尺，研制出一款带usb接口的光栅数据采集与误差修正系统，该系统具有测量精度高、使用方便、小型化等优点。 该光栅信号处理系统是采用软硬件相结合的方式实现的，整个系统以微控制器lpc11u14为核心，负责控制协调各模块间的正常工作。硬件部分采用cpld器件epm570t144c5对光栅信号进行处理，实现了光栅信号的四细分与辨向、可逆计数等。 软件部分包括：微控制器读取cpld光栅细分数；在微控制器中采用三次样条插值算法拟合误差曲线，并对任意插值点进行误差修正；开发usb驱动程序，使usb枚举成功，实现微控制器与上位机的通讯；上位机显示界面的编写等。 通过实验验证，本设计zui终实现了光栅信号的四细分，使光栅测量系统的分辨率达到1μm，经误差修正后的测量系统误差从-16.8μm~23.5μm降低到-1.2μm~11.6μm，测量系统精度显著提高。
设备是企业的主要生产工具,也是企业现代化水平的重要标志,采用新技术、新工艺,加速企业设备的技术改造,提高竞争能力,这即是装备政策,又是企业的一项重要的战略任务。 30t数显镗铣床是沈阳鼓风机集团有限公司在1980年引进的美国lucus公司设备,机床经几十年运行设备数显装置及主轴、伺服已落后老化,机床处于故障多发期。沈鼓集团立项采用先进技术进行改造。 就设备技术改造的如下几个问题进行论述。 (1)应用西班牙fagor 8025数控系统改造,优化系统参数,编写plc控制程序,设定m功能代码。 (2)光栅尺在数控机床上全闭环控制改造。 (3)直流伺服驱动装置与原装直流伺服电机的匹配改造；英国欧陆590型数字化直流调速装置在机床主轴驱动上改造。 通过应用先进技术对美30t数显镗铣床进行的一系列技术改造,使设备在功能上实现质的飞跃,提高了设备加工能力,增强机床可靠性。此项目的应用实施,对数显机床进行数控技术改造具有指导意义,对fagor 8025 cnc, ksa63宽调速伺服单元,欧陆590主轴调速器及光栅尺全闭环控制应用具有现实的指导作用和推广意义。机床改造后提高了加工效率和机床精度,达到当前先进数控机床水平。
随着对数控机床加工精度的要求越来越高,使用电机编码器作为位置反馈的方式已经不能满足精度需求。使用光栅尺构成的全闭环控制方式可以实现高精度和精度稳定性。介绍了海德汉光栅尺的原理。之后给出了在fanuc数控系统上的应用方法。
随着现代加工业的迅速发展,数控机床的应用越来越广,同时对数控机床定位精度也日益提高,精密滚珠丝杠加角度编码器式的半闭环控制系统已很难满足用户的需求。基于半闭环控制系统的数控机床具有明显的缺点:无法控制机床传动机构所产生的传动误差、高速运转时传动机构
对数控机床中广泛使用的位置检测元件--光栅尺的结构和工作原理作了深入的分析,同时对数控机床中使用的光栅尺进并结合840d数控系统中的实例,分析了故障原因,提出了解决问题的方法,为数控机床的维护保养工作提供了实际依据.
at89s51单片机开发设计光栅尺位移测量系统的电路思路及软件设计方法。应用光栅位移传感器和辨向电路的设计原理，开发设计了一套在线测量位移装置，该装置测量精度可达到±0.01mm，实现了在机床加工过程中实时检测工件尺寸。
作为国内生产重型、超重型机床规格zui大、品种zui全的大型骨干企业,武汉重型机床集团有限公司(以下简称武重)近年来取得了很多突破,xku系列数控双龙门移动铣镗床就是其中之一.在研发这台国内zui大的龙门机床初期,武重便联系到海德汉公司,寻求用于其超长直线轴定位的测量产品.这台巨型机床的x轴测量长度为64 m,床身总长85 m,足足有足球场长度的3/4,这是十分令人震撼的.
提出了一种基于光栅尺的数控机床定位精度和重复定位精度检测方法,利用光栅尺、细分计数卡、工控机对数控机床的定位精度和重复定位精度进行检测,并与激光干涉仪的检测结果相比较,实验表明,该方法不仅检测精度高,成本低,而且操作简便。
为了提高大型数控机床的光栅定位精度，提出了基于热特性分析的光栅定位热误差建模理论及补偿方法.阐述了光栅受热膨胀产生热伸长从而导致定位偏差的机理，并对光栅定位误差产生的影响及表现形式进行了说明.建立了光栅热伸长量和温升量的线性关系表达式.在光栅尺上均匀布置多个温度传感器，实时采集光栅尺多点温度，通过插值运算，拟合出光栅尺各点的温度值.由于在机床运动过程中，光栅尺各点的温升量不尽相同，采用对光栅尺各点温升量积分的方法，求出光栅各点热伸长量，建立了光栅定位热误差模型.利用自主研发的数控机床误差补偿系统，应用光栅定位热误差模型，对落地镗床tk6920进行光栅尺定位热误差补偿.结果显示：光栅定位热误差模型对运动过程中的光栅定位误差进行准确的预测，补偿后残差控制在15 μm以内，定位精度提升90%以上，显著提高了光栅的定位精度.
光栅尺测量系统在当今测量系统中占有很大的比重，以其高精度、高稳定性广泛应用在精密仪器加工和数控机床上。目前市场上与光栅尺匹配的数显表很多，但是大部分体积偏大而且需要手动人工按键。利用单片机的外部时钟触发功能设计的测量系统，对光栅尺的位移信息进行采集和解析，从而实现对光栅尺的读数功能。先介绍了系统所用的器件，在详细分析系统功能的基础上，进行了系统硬件设计和系统软件设计，并基于实际中存在的问题提出了解决方案。设计的光栅位移测量系统具有价格低廉、接口方便、工作稳定等优点，基本满足光栅尺的读数要求。
正 我国从70年代开始从国外进口了大量的数控机床,其测量装置大都采用感应同步器、分解器、光电编码器和光栅尺。尤其80年代开始,国外数控机床生产厂家为了提高机床的测量精度和加工精度,均采用精密光栅尺做为测量装置。我厂1986年从国外引进了几十台数控机床,测量装置均采用光栅尺。随着使用时间和使用环境影响接连发生故障。根据我们对本厂几十台数控机床上光栅测量装置的维修实践,介绍一故障产生的几种典型原因和排除方法。 1.德国进口14m数控车床z轴检测信号丢失我厂从德国ravensburg公司引进的。
一台超精密车床同时发生x、z轴光栅尺故障报警。在查找光栅尺故障的过程中,从检查光栅尺开始,逐渐扩展到光栅尺信号的传输通道,zui终找出了报警信号比较电路的故障点。购买新接收器芯片替换掉原来的芯片后,排除了光栅尺故障。
在直线光栅尺和滚珠丝杠/旋转编码器组合之间,就哪一种测量方法是数控机床位置测量的zui佳方案的问题又经历着激烈讨论.在某种程度上这既是机床工业不景气的后果,也是因现在驱动技术已发展到一定水平而产生的结果.
数控机床直线光栅尺，包括读数头和栅尺，其特征在于：所述的栅尺具有两排栅线，分别为di一排栅线和di二排栅线；所述的di一排栅线为每等距离刻度；所述的di二排栅线也为等距离刻度且di二排栅线的刻度距离大于di一排栅线的刻度距离；所述的di一排栅线与di二排栅线之间为脉冲。本实用新型采用ab相双排100μm栅矩并错位10μm的方法，有效工作栅矩为10μm，使制造难度大为降低，有效提高抗油水污染能力，光电池组产生的脉冲信号抗干扰性较强，具有较高的新颖性和创造性；具有广泛的实用价值。
正北京二七轨道交通装备有限公司的一台西班牙数控车床,安装西门子840d的数控系统,海德汉绝对光栅尺。机床在使用一年多后开机绝对光栅尺的参考点丢失。检察光栅尺与驱动的。
光栅尺是数控机床的重要组成部分。先简单介绍光栅尺的工作原理,分析可能出现故障的主要原因,之后从光栅尺的防污、清污、安装等方面分析和提出降低光栅尺故障率的关键点,zui终列举部分工作中遇到的故障实例及排除方法。
德国海德汉公司推出一种带距离编码参考点标志的直线光栅尺(直线光栅尺型号后面带字母c,以下简称直线光栅尺),使用这种光栅尺可不用为机床安装回零开关,并能返回一个固定参考点。中航工业哈尔滨东安发动机(集团)有限公司某加工中心为fanuc 15mb系统,采用lf183c光栅尺。
位置检测系统对保证数控机床的加工精度和速度起着决定性的作用。文章通过位置检测全闭环控制系统的组成、位移检测与测量、光栅尺在数控车床上的结构设计及与系统相关的各种间隙补偿的适配设置和参数调整,论述了数控车床基于伺服驱动的位置检测直接测量系统全闭环控制的设计与实现。
随着计算机技术、电子技术与光栅刻划技术的不断推陈出新,使得光栅位移测量技术成为一个专项技术得到快速发展。由于其具有性能稳定、精度高、抗干扰能力强、使用方便等优点,被广泛应用在数控机床、机械加工、影像测量等领域。然而随着实际应用要求的不断提高,为了满足市场需求的日趋变化,光栅技术也在不停的发展更新。诸如采用ccd、cmos图像传感器与计算机图像识别技术结合的方式,为光栅技术的发展开辟了一条新的途径。这些技术目前已经被应用到光栅尺课题上,采用显微成像读数头系统读取光栅,获得清晰的光栅图像,再利用数字图像处理技术进行细分。但是要获得清晰的光栅图像,就必须设计一套光学成像系统对编码条纹进行放大成像,然后再进行编码图像的采集。因此光学镜头组成的微型成像系统就成为决定位置信息采集系统获得清晰可辨图像的关键。将通过对光栅尺进行分析并从实验中得到相关的成像要求,再根据相关的成像理论并借助光学设计仿真软件zemax设计出一款口径小,光学总长控制在30mm以内,放大倍数为20倍的微型光学显微成像物镜。zui后,对微型显微成像物镜进行像质评价与公差分析,结果表明,微型光学显微成像系统满足实际要求。
从20世纪50-70年代，栅式测量系统从感应同步器发展到光栅、磁栅、容栅和球栅，这5种测量系统都是将1个栅距周期内的绝对式测量和周期外的增量式测 量结合起来，它们有各自的长处，相互补充，在竞争中取得了一定的发展。由于光栅测量系统的综合技术性能优于其他四种，而且研发和制造费用相对比感应同步 器、磁栅、球栅低，而现代机床的发展又向高精度和高速度方向发展，光栅的合理运用是一个关键问题，而现在光栅无论是发展和技术性能都在进一步提高，
数控机床上的光栅尺是应用非常广泛的位置测量反馈元件。光栅尺是一种很精密的元件,其维护一般仅限于外部尺身的擦拭,不要轻易拆卸,更不能随便将其拆开。经过长期使用,密封条老化弹性变差,车间空气中的油雾、尘埃可能会进入尺内,甚至由于密封、防护不严,冷却液可能会直接进入尺内造成故障。被油或冷却液污染是光栅尺常见的故障,处理的方法是将其拆开进行清洗。
数控机床位置检测部件光栅尺、编码器的常见故障及原因,介绍了几种使用专业仪器检测光栅尺、编码器的方法,并对光栅尺及编码器的日常使用和维护保养提出了建议.
随着现代制造业的迅速发展，数控机床越来越多地被广泛应用，同时对数控机床定位精度、重复定位精度也日益提高，原来精密滚珠丝杠加编码器式的半闭环控制系统已无法满足用户的需求。半闭环控制系统无法控制机床传动机构所产生的传动误差、高速运转时传动机构所产生热变形误差以及加工过程中因传动系统磨损而产生的误差，而这些误差已经严重影响到数控机床的加工精度及其稳定性。线性光栅尺对数控机床各线性坐标轴进行全闭环控制，消除上述误差，提高机床的定位精度、重复定位精度以及精度可靠性，作为提高数控机床位置精度的关键部件日益受到用户的青睐。
光栅尺在数控落地铣镗床上的应用特点和安装操作方法,包括光栅尺的拆包检查、基面的平行检验、基本的装配操作、光栅尺的距离调整等.
对840d系统tk42200 立式龙门镗铣床x轴光栅尺的故障维修方法进行研究,更换光栅尺维修成本高、周期长并影响生产进度,在保证机床性能和精度的前提下,提出了屏蔽光栅尺的数控 改造维修方法。从电气和机械两方面论证了改造方案,通过设计激活测量系统、x轴回参考点plc控制程序,设置相关的系统参数,使x轴由全闭环控制变成半闭 环控制,其运行平稳,各种功能正常。通过对x轴精度检查和产品加工的试验,结果表明x轴的精度达到了gb/t 19362 1-2003标准,产品质量也合格,该光栅尺的改造维修方法是成功的。
现代数控机床的加工精度越来越高,作为数控机床的重要组成部分检测元件和检测系统的精度就尤为重要,检测元件中以光栅尺和编码器比较普遍。位置检测装置其作用就是检测位移量,并发出反馈信号与数控装置发出的指令信号相比较,若有偏差,经放大后控制执行部件使其向着消除偏差的方向运动,直至偏差等于零为止。通过对数控机床的误差和误差源进行分析,以华中数控zjk7532a-3钻铣床为研究对象,设计了一套数控机床轴向位置测量装置。该装置以光栅尺为测量传感器,光栅尺依靠附件固定在数控机床上,操作简易,并且能够分别测量数控机床x,y,z方向的轴向位置误差。
数控机床滑枕热伸长变形误差实时在线检测与闭环反馈补偿的装置及检测方法。其特征在于：装置由实时在线检测和实时闭环反馈补偿两大部分组成，主要包括前端固定于滑枕上的检测杆，与检测杆后端相固连的光栅尺读数头安装座、光栅尺读数头以及固定安装在滑枕座上的光栅尺定尺，并借助数控系统的现有闭环反馈功能，实现滑枕热伸长变形误差的实时在线检测与补偿。本发明装置及检测方法应用后能够将数控机床由于滑枕的热变形而导致的加工误差大大降低，确保实现机床预定的控制精度，具有良好的经济效益和社会效益。
现代的数控机床控制中,不论采用何种数控系统,其作为位置反馈的元件都采用光栅尺或编码器,每次开机都必须回到零点(即找到参考点)后才能正常工作,因 此作为机床的零点开关动作频繁、故障率高。一般来说,开关坏了以后直接进行更换容易排除故障,但是一些特殊的开关市场不易购买,这就给维修带来很大的困 难。下面是我们在实际工作中对零。
数 控机床采用数字控制系统 ,能够实现多轴联动 ,实现三维空间的加工 ,加工出几何形状复杂的零件 ,从而备受人们的青睐。近年来随着数控机床的广泛应用 ,人们已经对数控技术有了相当的了解 ,对于一些常见的故障也能进行排除 ,从而提高了机床的使用率 ,但是对一些非常见的故障。
为了提高圆锥滚子无心磨床工作台的进给精度及砂轮修整器修整砂轮的方便性、灵活性,该机床电气控制采用了西门子802c数控系统,其中工作台的进给和砂轮修整器的修整都是由伺服电机通过导轨、丝杆驱动的。我们在工作台上安装了一个光栅尺,使工作台的进给系统构成了一个完整的全闭环系统,保证了工作台1μ进给精度。用户通过编写修整器运动轨迹的程序,使砂轮修成用户工艺所需要的各种曲线,采用这种方法修整砂轮,精度高、速度快、操作方便,大大提高了砂轮修整的质量与效率。
正德国heidenhan(海 德汉)光栅尺公司推出了一种带位移编码标记的直线光栅尺(distance-coded reference),这种线性测量系统返回参考点不需要参考点减速挡块,利用光栅尺上相邻的参考标记,就能确定参考点的位置,这就给使用者中带来了方 便。在840d系统中使用heidenhan光栅尺的距离码回参考点功能时,必须在840d系统设定以下参数。
德国heidenhan(海 德汉)光栅尺公司推出了一种带位移编码标记的直线光栅尺(distance-coded reference),这种线性测量系统返回参考点不需要参考点减速挡块,利用光栅尺上相邻的参考标记,就能确定参考点的位置,这就给使用者中带来了方 便。在840d系统中使用heidenhan光栅尺的距离码回参考点功能时,必须在840d系统设定以下参数。
传动误差是指数控机床中输入传动完全准确的条件下,其输出的实际量与理论位移量之间的差值。由于机床实际存在的传动误差,zui终反映到被加工工件上,引起工件表面的加工误差。把数控系统运行中产生的传动误差作为研究对象,判断引起传动误差的误差源,对传动误差进行补偿控制。 shou先采用高精度的光栅尺和编码盘作为检测装置,对数控机构的直线位移和角位移进行测量,采集误差数据。在对传动误差的诊断过程中,利用快速傅立叶算法(fft)对误差数据进行频谱分析,绘制频谱图;在分析了数控系统中各种因素对传动误差的影响后,对误差源进行分离。 根据误差补偿的基本原理和方法,对数控机构进行简化和建模,得到了系统传动机构和电机的近似数学描述。根据数学模型,采用pid控制算法对传动误差进行补偿;在此基础上针对数控系统的非线性、时变、耦合等特点,提出了具有阀值的积分分离pid控制算法对传动误差进行补偿研究。 为了检验本文提出方法的有效性,应用开发的传动误差诊断和补偿控制系统进行了试验。试验结果表明,该软件可以直观的反映误差数据的频谱图,诊断出误差源;通过补偿控制算法,可以有效的减少数控机构的传动误差。
武汉重型机床集团有限公司所生产的立式车铣复合机床特点是精度高、切削扭矩大、工作台承重能力强、加工规格大,本文对立式车铣复合机床的若干控制技术进行了研究。针对立式车铣复合机床需要进行端面铣削的加工工艺需求,本文设计了一种极坐标插补加工技术,并在matlab软件中进行了模拟仿真,仿真结果表明该项技术能够满足机床的加工精度。采用极坐标插补技术可以将xy平面内x轴、y轴的两直线轴联动转换成x轴和旋转轴c轴的联动,解决立车没有y轴的问题,达到加工目的。针对重型立车需要工作台承重能力强的特点,本文研究了液体静压支承技术,计算了静压导轨工作台供油系统的流量,确定了导轨的油膜厚度与温度、载荷、流量之间的关系。为了使油膜厚度处于一个良好的状态,设计了一个闭环控制系统,并编写了基于plc的pid控制算法子程序块。针对pid调节器调节参数固定、具有一定滞后性的不足,提出了基于模糊自适应控制算法的技术方案,在matlab软件中进行了模拟仿真,验证了该方法的可性行,并搭建了一个静压导轨回转台实验平台,比较了实验数据与理论数据的差异,实验数据表明理论公式应用准确能够应用于工程实际中。计算了840dsl数控系统中模拟主轴编码器速度分辨率,比较了使用ttl编码器和1vpp编码器的性能差异,确定了选型方案;依据公式详述了距离码光栅尺和距离码圆光栅。
光栅测量技术是位置测量、数控机床、自动控制等领域应用广泛的高精度测量和定位技术。在光栅传感器精度一定的情况下,光栅传感器接口电路的设计水平从一定程度上决定了测量系统的精度和可靠性,并且也是一种经济有效的方法。但由于受光路及信号检测电路扫描频率等因素的限制,单个光栅尺测量的zui大允许移动速度与其测量步距成反比。针对光栅位移系统高速运行时分辨力低,本文设计开发一种基于dsp的新型光栅细分数显装置。 本文通过分析信号并比较各种细分方案原理及特点,根据ti公司的tms320lf2407a的控制功能,采用光栅位移传感器结合dsp实现了测量的数字化sohu先进行位移传感器输出信号的预处理,输出信号先采用电阻链分相细分,然后通过tms320lf2407a内部脉冲编码电路(qep)完成辨向、速度测量和二次细分,进而完成显示电路和控制电路部分的设计。速度较低时采用脉冲编码电路结合捕获电路(cap)完成速度测量和传感器信号的较精确的细分。通过设置脉冲捕捉周期可使系统对不同的运动速度下的位移测量都具有较高的分辨力。 本系统基于microsoft visual c++6.0开发平台进行上位机设计。结合dsp完成位移、速度信息和计算机间的实时数据传输;进行多次测量并做出误差分析。zui后搭建实验系统与双频激光干涉仪进行对比实验,通过实验验证线性测量分辨力达到至少1μm。
为了以zui短的时间使步进电机加速到zui高运行频率并在转矩zui大处升到高一级频率,以获得zui大加速度,开发了机床进给系统用步进电机控制系统。换向时刻由增量式光栅尺的反馈信号决定,避免了复杂的计算,提高了系统的灵活性。硬件采用微处理器控制一片运动控制芯片的方式,使控制电路简单,可扩展性好。可广泛应用于机床数控化改造中及其他工业领域。
电火花线切割加工具有高精度、无切削力、高柔性、高精度等优点，在难切割材料、模具行业中得到广泛使用。电火花线切割加工质量模型的研究是当前电火花线切割加工技术研究的重点课题之一，对实现其高性能、高精度、高自动化加工具有重大意义。 电火花线切割加工是一个多参数、复杂的过程，具有不确定性和随机性，很难建立精确的数学模型来反映加工工艺参数与质量指标之间的映射关系。人工神经网络具有很强的自学习、自适应和非线性映射能力，是一种有效的非线性建模手段。因此，本文基于人工神经网络的理论，结合大量的试验数据，建立了电火花线切割加工质量的人工神经网络预测模型。 本文根据线切割机床的加工特点和控制要求以及快走丝线切割机床存在的问题，采用模块化设计思想，设计开发了一种基于windows xp操作系统为平台的中走丝线切割机床数控系统。本系统以工业计算机和多轴运动控制器为硬件控制核心、实现了上位机（工控机）和下位机（运动控制器）的可靠通信及机床工作台运动控制，并以vb6.0为软件开发环境设计了友好的人机交互操作界面。该系统具有全绘图式编程、短路自动回退、自动切割等多种功能，通过适当的参数设置，可对工件进行自动多次切割。并且机床上安装有光栅尺，具有全闭环控制功能，可大大提高机床的加工精度和精度的保持性。
精密工作台的定位精度是制约机床加工精度的关键因素之一。宏微驱动的超精密定位工作台将系统划分为宏动和微动两个部分,宏定位工作台完成系统的高速度、大行程、低分辨率的运动,微定位工作台系统行程小,分辨率高,用来补偿宏定位误差和抑制残余振动,从而获得整个超精密定位工作台系统总体上的大行程、高速度、高精度、高频响等指标。宏微驱动超精密定位工作台是解决机床系统定位过程中大行程和高精度之间矛盾的有效途径。 本文在分析国内外宏微驱动技术的基础上,以上海市科技攻关项目“面向精密磨床的压电驱动超精密定位工作台研制”为背景,研制了基于伺服电机和滚珠丝杠的宏进给定位系统和以压电陶瓷驱动的微进给工作台,并以精密线性光栅尺、电感式测微仪和磨加工主动测量仪实现系统的位移全闭环控制,达到了设计目标。 本文的主要工作包括: 1.以压电陶瓷驱动器的工作特性为基础,根据导向支承机构的杠杆原理,确定了以柔性铰链组构成的导向支承机构结构设计,并采用有限元法对机构进行校核,满足设计中对结构的强度、刚度的要求。基于结构疲劳寿命分析基本理论,采用有限元法对柔性铰链进行结构疲劳寿命分析,估算出柔性铰链的疲劳寿命,满足高周疲劳寿命的使用要求。 2.在分析宏微驱动系统的数学模型的基础上,建立了宏微驱动系统动力学分析模型,对宏微驱动超精密定位。
一种数控机床的滑枕热变形补偿机构，其特征在于滑枕前端直角部位固定上端固定支座、并在上、下端固定支座 之间安装滑动支座，将连接杆平行穿入所述支座的孔内，连接杆下端固定在滑枕长边下端的下端固定支座内；上端固定支座还通过支撑片与读数头连接块相连、光栅 尺读数头和滑枕移动轴光栅尺固定在上端固定支座侧面，读数头连接块与连接杆上端固定连接。当滑枕长度发生变化，滑枕前端带动连接杆同步延展，与连接杆固定 在一起的读数头获得实际伸长量，反馈给数控系统，数控系统控制伺服电机对伸长量进行实时补偿。该机构解决了数控机床滑枕因温度变化产生变形影响加工精度的 问题，应用广泛，具有结构简单、安装方便、定位精度高等优点。
常见故障及处理方法：
1、“软断线”报警。
2、移动机床某一轴时发生“跟随误差过大”报警。
3、机床某一轴移动时机床震动比较厉害数据不平稳。
4、光栅尺找不到原点（也称零点或参考点）。
5、在使用过程中产生25000异常报警。
6、机床某一轴光栅尺在测量过程中数据丢失或计数不准。
7、开机后，出现某一轴正反方向运动正常，但机床无法进行回参考点。
8、机床出现某一轴缓慢向正方向运动，系统无报警。
9、某一轴在回参考点不准的现象，但是使用半闭环回参考点准确。
10、光栅尺出现“445”报警。
11、当某一轴执行返参考点指令时，出现1160报警。
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