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1、学习情境2： FANUC系统位置检测装置,一、光栅尺的工作原理 1.光栅 在一块长条形的光学玻璃上均匀地刻划很多条与运动方向垂直的条纹，条纹之间的距离成为栅距。 分为标尺光栅和指示光栅。 2.工作原理： 根据莫尔条纹形成原理进行测量。,任务4：光栅尺的安装与调试,标尺光栅随工作台一起移动时，光源通过聚光镜后，透过标尺光栅和指示光栅形成忽明忽暗的莫尔条纹(光信号)；光敏元件把光信号转换成电信号，然后通过信号处理电路的放大、整形、鉴相倍频后输出或显示。,任务4：光栅尺的安装与调试,二、光栅尺测量装置的构成 1.总体结构（见上图） 由光源1、透镜2、标尺光栅3、指示光栅4、光敏元件5和信号处理电路组
2、成。光源、透镜、指示光栅、光敏元件和信号处理电路均装在一个壳体内，做成一个单独部件称为光栅读数头。 2.安装状态（如右图）,任务4：光栅尺的安装与调试,3.各部件的作用 光栅读头：将莫尔条纹的信号转换成所需的电脉冲信号。 信号处理电路：具有放大、整形和鉴向倍频功能。 光敏元件：把光信号转换成电信号。 4.精度 精度主要取决于光栅尺本体的制造精度，也就是计量光栅任意两点间的误差，即栅距误差。 为了提高光栅的分辨率，通常还用4倍频的方法细分。,任务4：光栅尺的安装与调试,任务4：光栅尺的安装与调试,数控装置与光栅尺连接,一 主轴编码器 1、结构 漏光盘沿圆周刻有两圈条纹，外圈为圆周等分线（如102
3、4条），内圈仅1条。 在光栏上刻有透光条纹A、B、C，A与B之间的距离保证当条纹A与漏光盘上任一条纹重合时，B应与漏光盘上另一条纹的重合度错位1/4周期。 在光栏的每一条纹的后面均安置光敏三极管一只，构成一条输出通道。,任务5：编码器的安装与调试,2、工作原理 灯泡发出的散射光线经过聚光镜聚光后成为平行光线，漏光盘与主轴同步旋转时，漏光盘上的条纹与光栏上的条纹出现重合和错位，使光敏管受到光线亮、暗的变化，引起光敏管内电流大小发生变化，变化的信号经整流放大电路输出矩形脉冲。 脉冲发生器中漏光盘内圈的一条刻线与光栏上条纹C重合时输出的脉冲为同步（起步，又称零位）脉冲。,任务5：编码器的安装与调试,
4、二 脉冲编码器 脉冲编码器是一种旋转式脉冲发生器，把机械转角变成电脉冲，是一种常用的角位移传感器。同时也可作速度检测装置。 1、脉冲编码器的分类与结构 脉冲编码器分为光电式、接触式和电磁感应式三种。结构如图所示。,任务5：编码器的安装与调试,2、工作过程 圆光栅与工作轴一起转动时，光线透过两个光栅的线纹部分，形成明暗相间的条纹。光电元件接受这些明暗相间的光信号，转换为交替变换的两组近似于正弦波的电流信号A和B。A和B信号相位相差90，经放大和整形变成方形波。 通过两个光栅的信号，还有 “每转脉冲”，称为Z相脉冲，用来产生机床的基准点。该脉冲也是通过上述处理得来的。脉冲被送到计数器，根据脉冲的数目和频率可测出工作轴的转角及转速。,任务5：编码器的安装与调试,三 绝对值脉冲编码器 通过读取编码盘上的图案确定轴的位置。读取方式常用光电式。 编码盘上有码道。按照二进制分布规律，每条码道加工成透明和不透明相间。 一侧安装光源，另一侧安装一排径向排列的光电管，每个光电管对准一条码道。 光源照射码盘时，透明区的光线被光电管接受，转变成电信号，输出信号 “1”；非透明区，光电管接受不到光线，输出信号 “0”。被测轴带动码盘旋转时，光电管输出的信息就代表了轴的相应位置，即绝对位置。,任务5：编码器的安装与调试,
