機床的解析度和檢測裝置

❶ 數控機床對檢測元件及位置檢測裝置有什麼要求

一、數控機床對檢測元件要求：
檢測元件是檢測裝置的重要部件，其主要作用是檢測位移和速度，發送反饋信號。位移檢測系統能夠測量的最小們移量稱為解析度。解析度不僅取決於檢測元件本身，而且也取決於測量電路。
1、數控機床對檢測元件的主要要求是：
（1）壽命長，可靠性高，抗干擾能力強；
（2）滿足精度和速度要求；
（3）使用維護方便，適合數控機床運行環境；
（4）成本低；
（5）便於與計算機連接。
不同類型的數控機床對檢測系統的精度與速度的要求不同。通常大型數控機床以滿足速度要求為主，而中、小型和高精度數控機床以滿足精度要求為主。選擇測量系統的解析度和脈沖當量時，一般要求比加工精度高一個數量級。
二、數控機床對位置檢測裝置的要求
位置檢測裝置是數控機床伺服系統的重要組成部分。位置檢測裝置的作用是檢測位移和速度，發送反饋信號，構成閉環或半閉環控制。數控機床的加工精度主要由於檢測系統的精度決定。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。現在檢測元件與系統的最高水平是；被測部件的最高移動速度高至240m/min時，其檢測位移的分辨力（能檢測的最小位移量）可達1um，即24m/min時可達0.1um。最高分辨力可達到0.01um。
數控機床對位置檢測裝置的要求是：
(1)受溫度、濕度的影響小，工作可靠，能長期保持精度，抗干擾能力強。
(2)在數控機床執行部件移動范圍內，能滿足精度和速度的要求。
(3)使用維護方便，適應數控機床工作環境。
(4)成本低。

❷ 位置檢測裝置在數控機床控制中起什麼作用

數控機床的加工精度主要與機械精度，數控系統和伺服系統有關，這幾個環節的精度都必須達到要求。
解析度是機床能識別的最小單位，直接決定機床精度的好壞。主要由數控系統和伺服系統決定。

❸ 檢測裝置的分類

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，解析度要求愈高，結構也愈復雜。 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沖個數，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，脈沖信號抗干擾能力強。
模擬式檢測是將被測量用連續的變數來表示。在大量程內作精確的模擬式檢測在技術上有較高要求，數控機床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。
對機床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，不受機床傳動精度的直接影響。但檢測裝置要與行程等長，這對大型數控機床來說，是一個很大的限制。
對機床的直線位移採用回轉型檢測元件測量，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，常常需要對機床的傳動誤差進行補償。

❹ 數控機床如何選用數控系統

數控系統包括數控裝置，進給驅動（進給速度控制單元和伺服電機）、主軸驅動（主軸速度控制單元和主軸電機）和檢測元件。選用數控系統時應包括以上內容。
1、數控裝置的選擇
（1）類型的選擇
根據數控機床類型選擇相應的數控裝置，一般來說，數控裝置有適用於車、鑽、鏜、銑、磨、沖壓、電火花切割等加工類型，應有針對性的進行選擇。
（2）性能的選擇
不同的數控裝置，其性能高低差別很大，入控制軸數有單軸，2軸，3軸，4軸，5軸，甚至10多軸，20多軸；聯動軸數有2軸或3軸以上，最高進給速度有10m/min,15m/min,24m/min,240m/min；解析度有0.01mm,0.001mm,0.0001mm。這些指標不同，價格亦不同，應根據機床實際需要，如一般車削加工選用2軸或4軸（雙刀架）控制，平面零件加工選用3軸以上聯動。不要追求最新最高水平，應合理選擇。
（3）功能的選擇
一個數控系統有很多功能，包括基本功能----數控裝置必備功能；選擇功能---供用戶選擇的功能。選擇功能有的是為了解決不同的加工對象，有的為了提高加工質量，有的為了方便編程，有的為了改善操作和維修性能。有的選擇功能是相關的，選擇這項還必須選另一項。因此要根據機床的設計要求來選擇，不要不加分析，選擇功能過多步驟，而把相關功能漏訂，使數控機床功能降低，造成不必要的損失。
選擇功能中的可編程序控制器有內裝和獨立型兩種。最好選用內裝型，它有不同型號，首先要根據數控裝置與機床之間的輸入輸出信號點數來選擇。選用的點數要筆實用點數稍多一些，一杯可能追加和變更控制性能的需要。其次要估計順序程序規模選擇存儲容量。程序規模隨著機床復雜程度的增加，存儲容量也隨著增大，要根據具體情況合理選擇。還有處理時間、指令功能、定時器、計數器、內部繼電器等技術規格，數量也應滿足設計要求。
（4）價格的徐澤
不同國家、不同的數控裝置製造廠家，生產的不同規格產品，價格上有很大差異，應在滿足控制類型、性能、功能選擇的基礎上，綜合分析性能價格比，選擇性能價格比高的數控裝置，以便降低成本。
（5）技術服務的選擇
在選擇符合技術要求的數控裝置時，還要考慮到生產廠家的信譽，產品使用說明等文件資料是否齊全，能不能給用戶培訓編程、操作和維修人員。有無專門的技術服務部門，長期提供零備件和及時的維修服務，以利發揮技術經濟效益。
2、進給驅動的選擇
（1）優先選用交流伺服電機，因為它與直流電機比較，轉子慣量小，動態響應好，輸出功率大，轉速高，結構簡單，成本較低，應用環境不受限制。
（2）通過正確計算加在電機軸上的負載條件來選擇合適規格的伺服電機。
（3）進給驅動製造廠家對生產的進給速度控制單元和伺服電機提供系列的成套產品，所以當選好伺服電機之後，由產品說明書選用相應的速度控制單元。
3、主軸驅動的選擇
（1）優先選用主流主軸電機，因為它沒有像直流主軸電機那樣的換向、高轉速和大容量的限制，恆功率調速范圍大，雜訊低，價格便宜。目前國際上已有85%數控機床採用交流主軸驅動。
（2）按下列原則選擇主軸電機：
①根據不同的機床計算出切削功率，所選電機應滿足這個要求；②根據要求的主軸加減速時間，計算出電機功率不應超過電機的最大輸出功率；③在要求主軸頻繁起、制動的場合、必須計算出平均功率，其值不能超過電機連續額定輸出功率；④在要求恆表面受到控制的場合，則恆表面速度控制所需的切削功率和加速所需功率兩者之和，應在電機能夠提供的功率范圍之內。
（3）主軸驅動製造廠家對生產的主軸速度控制單元和主軸電機提供系列的成套產品，所以當選好主軸電機之後，由產品說明書選用相應的主軸速度控制單元。
（4）需要主軸作定向控制時，根據機床實際情況，選用位置編碼器或磁性感測器來實現主軸定向控制。
4、檢測元件的選擇
（1）根據數控系統位置控制方案，對機床直線位移採用直接或間接測量，而選用直線型或旋轉型檢測元件。目前數控機床廣泛採用半閉環控制，選用旋轉型角度測量元件（旋轉變壓器、脈沖編碼器）。
（2）根據數控機床要求檢測精度還是速度，選用位置或轉速檢測元件（測試發電機、脈沖編碼器）。一般來說，大型機床以滿足速度要求為主，高精度、中小型機床以滿足精度為主。選擇檢測元件其解析度一般要比加工精度高一個數量級。
（3）目前數控機床最常用的檢測元件是光電脈沖編碼器，它根據數控機床的滾珠絲杠螺距、數控系統的最小移動但聞、指令倍率和檢測倍率等來選用相應規格的脈沖編碼器。
（4）選擇檢測元件時，要考慮到數控裝置有相應的介面電路。

❺ 數控機床精度檢驗包括哪些內容，採用什麼工具檢測

數控機床精度檢測內容主要包括數控機床的幾何精度、定位精度和切削精度。
(1)數控機床幾何精度的檢測
數控機床的幾何精度檢驗，又稱靜態精度檢驗，搖臂鑽床是綜合反映機床關鍵零部件經組裝後的綜合幾何形狀誤差。
目前，檢測機床幾何精度的常用檢測工具有精密水平儀、精密方箱、直角尺、平尺、平行光管、千分表、測微儀、高精度檢驗棒及剛性好的千分表桿等。檢測工具的精度必須比所測的幾何精度高一個等級，否則測量的結果將是不可信的。
(2)定位精度的檢驗
數控機床定位精度，數控機床是指機床各坐標軸在數控裝置控制下運動所能達到的位置精度。
測量直線運動的檢測工具有：測微儀和成組塊規、標准刻度尺、光學讀數顯微鏡和雙頻激光干涉儀等。回轉運動檢測工具有：360‟齒精確分度的標准轉台或角度多面體、高精度圓光柵及平行光管等。
(3)切削精度的檢驗
機床的切削精度，又稱動態精度，是一項綜合精度，它不僅反映了機床的幾何精度和定位精度，同時還包括了試件的材料、環境溫度、數控機床刀具性能以及切削條件等各種因素造成的誤差和計量誤差。切削精度檢驗可分單項加工精度檢驗和加工一個標準的綜合性試件精度檢驗兩種。被切削加工試件的材料除特殊要求外，一般都採用一級鑄鐵，使用硬質合金刀具按標準的切削用量切削。

❻ 機床精度測量及測量方法

激光干涉儀是一種能夠測量機床精度的高精度測量裝置。它利用激光干涉現象來實現非接觸式測量，具有高精度、高解析度、快速測量等優點，在機床加工領域有著廣泛的應用。

工作原理

激光干涉儀利用激光光束的干涉原理來測量物體的形狀和表面的高度差異。其原理是基於兩束相干光在空間交叉的地方發生干涉，形成干涉條紋，通過測量干涉條紋的變化來推斷被測量物體的參數。

激光干涉儀對於提升機床精度和質量控制具有重要作用。它可以快速、准確地測量機床的各項精度指標，並提供及時的數據分析和優化建議。

❼ 數控機床位置檢測裝置的分類方法

數控機床位置檢測裝置的分類方法

對於不同類型的數控機床，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。下面就一起隨我來了解下數控機床位置檢測裝置的分類方法吧。

1、增量式和絕對式測量

增量式檢測方式只測量位移增量，並用數字脈沖的個數來表示單位位移(即最小設定單位)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為測量起點。但在此系統中，移距是靠對測量信號累積後讀出的'，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。脈沖編碼器，旋轉變壓器，感應同步器，光柵，磁柵，激光干涉儀等都是增量檢測裝置。

絕對式測量方式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。採用此方式，解析度要求愈高，結構也愈復雜。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、數字式和模擬式測量

數字式檢測是將被測量單位量化以後以數字形式表示。測量信號一般為電脈沖，可以直接把它送到數控系統進行比較、處理。這樣的檢測裝置有脈沖編碼器、光柵。數字式檢測有如下的特點：

(1)被測量轉換成脈沖個數，便於顯示和處理;

(2)測量精度取決於測量單位，與量程基本無關;但存在累計誤碼差;

(3)檢測裝置比較簡單，脈沖信號抗干擾能力強。

模擬式檢測是將被測量用連續變數來表示，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，對技術有較高要求，數控機床中模擬式檢測主要用於小量程測量。模擬式檢測裝置有測速發電機、旋轉變壓器、感應同步器和磁尺等。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)在小量程內可實現高精度測量。

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，都可以稱為直接測量，可以構成閉環進給伺服系統，測量方式有直線光柵、直線感應同步器、磁柵、激光干涉儀等測量執行部件的直線位移;由於此種檢測方式是採用直線型檢測裝置對機床的直線位移進行的測量。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機軸上，測量其角位移，經過傳動比變換以後才能得到執行部件的直線位移量，這樣的稱為間接測量，可以構成半閉環伺服進給系統。如將脈沖編碼器裝在電機軸上。間接測量使用可靠方便，無長度限制;其缺點是在檢測信號中加入了直線轉變為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。

除了以上位置檢測裝置，伺服系統中往往還包括檢測速度的元件,用以檢測和調節發動機的轉速。常用的測速元件是測速發動機。

❽ 檢測裝置的要求

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、脈沖編碼器、光柵、磁柵……
對於採用半閉環控制的數控機床，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，或高解析度的脈沖編碼器，裝在進給電機或絲杠的端頭，旋轉變壓器(或脈沖編碼器)每旋轉一定角度，都嚴格地對應著工作台移動的一定距離。測量了電機或絲杠的角位移，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床，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，與裝在機床床身上的定尺配合，測量出工作台的實際位移值。數控機床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解析度。解析度不僅取決於檢測元件本身，也取決於測量線路。數控機床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床，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。

❾ 在加工超精密機械的時候其技術是怎樣的

超精密機械加工技術在微光學元件加工中的應用超精密機械加工技術是利用刀具改變材料形狀或破壞材料表層，以切削形式來達到所要求的形狀。如單晶金剛石車削與銑削、磨削、快速切削和機械拋光等。本節主要講述超精密機械加工技術用於加工光學元件及其模具。2.1超精密機床關鍵技術發展計算機輔助設計技術，尤其是有限元分析技術的發展，為超精密機床整體結構優化設計提供了便利手段，使得機床剛度和穩定性不斷提高。目前單晶金剛石車床的典型結構具有「T」型布局結構，主軸一般裝在X向導軌上，刀具裝在Z向導軌上。在近十幾年內，隨著計算機技術的高速發展，超精密機床的一些關鍵技術，如控制技術、反饋系統、伺服驅動裝置等方面有了很大的進步，提高了超精密機床的加工精度，目前，超精密已能夠直接加工出粗糙度達1nm的表面。這些關鍵技術的發展概括起來有以下幾個方面：用天然花崗岩作機床床身，它具有非常高的熱穩定性和機械穩定性；利用空氣彈簧系統隔振；利用液體或氣體靜壓導軌，使阻尼增大，運動光滑，無摩擦；直流直線電機快速驅動系統，具有較好的動態剛度；高速空氣主軸，承載能力高，剛度大，可提高加工精度；開放式計算機數控技術（CNC），便於應用第三方控制軟體，提高加工精度；高解析度檢測裝置，可以提供精確的位置反饋；利用快速伺服機構，實現多軸系統的宏微結合技術，用以加工復雜型面；在線測量和誤差補償技術，正確測量工件殘余誤差並最終消除誤差。

❿ 數控機床對位置檢測裝置的要求有哪些 詳細

直接測量和間接測量
1．直接測量
直接測量是將檢測裝置直接安裝在執行部件上，如光柵、感應同步器等用來直接測量工作台的直線位移，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，可以構成閉環進給伺服系統。測量方式有直線光柵、直線感應同步器、磁柵、激光干涉儀等測量執行部件的直線位移。由於此種檢測方式是採用直線型檢測裝置對機床的直線位移進行測量，因此，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。
2．間接測量
間接測量裝置是將檢測裝置安裝在滾珠絲杠或驅動電動機軸上，通過檢測轉動件的角位移來間接測量執行部件的直線位移。
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才能得到執行部件的直線位移量，這樣可以構成閉環伺服進給系統，如將脈沖編碼器裝在電動機軸上。
間接測量使用可靠、方便，無長度限制；其缺點是，在檢測信號中加入了直線轉變為旋轉運動的傳動鏈誤差，從而影響測量精度。一般需對數控機床的傳動誤差進行補償，才能提高定位精度。
除了以上位置檢測裝置，伺服系統中往往還包括檢測速度的元件，用以檢測和調節發動機的轉速。常用的元件是測速發電機。

位置檢測裝置是數控機床伺服系統的重要組成部分。它的作用是檢測位移和速度，發送反饋信號，構成閉環或半閉環控制。數控機床的加工精度主要由檢測系統的精度決定。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。現在檢測元件與系統的最高水平是：被測部件的最高移動速度高至240m/min時，其檢測位移的解析度（能檢測的最小位移量）可達1μm，如24m/min時可達0.1μm。最高解析度可達到 0.01μm。
數控機床對位置檢測裝置有如下要求：
（1）受溫度，濕度的影響小，工作可靠，能長期保持精度，抗干擾能力強。
（2）在機床執行部件移動范圍內，能滿足精度和速度的要求。
（3）使用維護方便，適應機床工作環境。
（4）成本低。