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知道伺服電機(jī)為什么要加裝光柵尺嗎?

更新時(shí)間:2024-04-15   點(diǎn)擊次數(shù):8698次
  光柵尺由兩部分組成:尺體和讀數(shù)頭,標(biāo)尺主體安裝在移動(dòng)部件上,而讀取頭安裝在固定部件上。有人還將讀數(shù)頭安裝在活動(dòng)部件上(用于尺體的不方便移動(dòng)),測(cè)量效果相同,但區(qū)別在于信號(hào)線(xiàn)不方便移動(dòng)。標(biāo)尺主體的運(yùn)動(dòng)是一對(duì)光柵中主光柵(刻度光柵)和次光柵(指示光柵)的相對(duì)位移。在光干涉和衍射的共同作用下,產(chǎn)生了黑白(或明暗)規(guī)則條紋(莫爾條紋)。
  
  隨著工業(yè)的發(fā)展,傳統(tǒng)的精度已不能滿(mǎn)足精度的使用要求。從以前的閉環(huán)系統(tǒng)到今天的全閉環(huán)系統(tǒng),這都是一個(gè)開(kāi)發(fā)過(guò)程。那么,為什么伺服電機(jī)必須安裝光柵尺呢?這是因?yàn)樗欧妱?dòng)機(jī)的內(nèi)置編碼器僅控制電動(dòng)機(jī)的形狀,因此其他附件的精度,如果螺桿有間隙和誤差,編碼器將無(wú)法補(bǔ)償,因此需要作為補(bǔ)償。

  

光柵尺
 

 

  由于光柵尺沿直線(xiàn)移動(dòng),這個(gè)移動(dòng)實(shí)現(xiàn)了隨工作臺(tái)移動(dòng)的位移,因此沒(méi)有間隙。實(shí)時(shí)反饋數(shù)據(jù)被提供給控制系統(tǒng),系統(tǒng)根據(jù)錯(cuò)誤進(jìn)行補(bǔ)償!光電器件將相同的黑白(或明暗)條紋轉(zhuǎn)換為正弦波改變電信號(hào),然后在放大并重新整形電路之后,相位差為90度的兩個(gè)正弦波或方波信號(hào)A和B獲得。正弦波或方波的周期數(shù)與移動(dòng)距離成正比。當(dāng)標(biāo)尺主體向前移動(dòng)時(shí),A信號(hào)B信號(hào)90度,而當(dāng)標(biāo)尺主體向反方向移動(dòng)時(shí),A信號(hào)落后B信號(hào)90度,一些光柵還輸出Z信號(hào)(零返回信號(hào))。
  
  伺服電機(jī)通常需要加裝光柵尺來(lái)實(shí)現(xiàn)更高的控制精度和形成全閉環(huán)控制系統(tǒng)。具體分析如下:
  
  1、提高控制精度:伺服電機(jī)自帶的編碼器只能反饋電機(jī)軸的旋轉(zhuǎn)位置和速度,而無(wú)法直接測(cè)量負(fù)載或工作臺(tái)的實(shí)際位置。光柵尺作為一種外部位置反饋裝置,可以直接測(cè)量直線(xiàn)位移,從而提供更準(zhǔn)確的位置信息。
  
  2、形成全閉環(huán)控制:在半閉環(huán)系統(tǒng)中,伺服電機(jī)的編碼器只能檢測(cè)到電機(jī)本身的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),而不能感知到傳動(dòng)鏈(如絲杠、皮帶等)的誤差。通過(guò)加裝光柵尺,可以實(shí)現(xiàn)全閉環(huán)控制,即從命令發(fā)出到執(zhí)行完成整個(gè)過(guò)程的每個(gè)環(huán)節(jié)都能得到監(jiān)控和反饋,這樣可以有效地補(bǔ)償傳動(dòng)鏈的間隙和誤差,提高系統(tǒng)的整體精度。
  
  3、穩(wěn)定性和可靠性:光柵尺由于直接安裝于工作臺(tái)和機(jī)床床身上,能夠提供穩(wěn)定的反饋信號(hào)。盡管它可能會(huì)受到切削液等外界因素的影響,但設(shè)計(jì)合理的保護(hù)措施可以最大限度地減少這些影響,確保系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。
  
  4、信號(hào)轉(zhuǎn)換:光柵尺可以將測(cè)量到的位移距離轉(zhuǎn)換為電信號(hào),再進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為脈沖信號(hào),這些信號(hào)被反饋給控制器進(jìn)行處理,從而實(shí)現(xiàn)高精度的位置控制。


  

光柵尺


 

 

  加裝光柵尺可以使伺服電機(jī)系統(tǒng)達(dá)到更高的精度要求,適用于精密加工、測(cè)量和其他對(duì)精度要求高的應(yīng)用場(chǎng)景。
  
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