Принцип измерения перемещений в станках с ЧПУ

а) б)

Рисунок 26 – К принципу измерения перемещений на станках с ЧПУ с помощью фотоэлектрических импульсных датчиков: а) импульсные последовательности А, В, С; б) механизм выработки импульсов

С фотоэлектрического импульсного датчика поступает 3 последовательности импульсов: A, B, C (рис. 26, а). Каждая последовательность состоит из прямых и обратных импульсов. Импульсы вырабатываются при вращении ходового винта.

В данном примере поворот на 45⁰ приводит к одному импульсу (рис. 26, б). Внутри фотоэлектрического датчика вращаются экраны, в которых прозрачные сектора чередуются с непрозрачными. Импульс формируется фотодиодом в момент его засветки через прозрачный сектор. Однако, по одному факту появления импульса нельзя сказать в какую сторону идет вращение. Для того, чтобы определить, куда идет вращение, используются 2 последовательности: А и В.

Прозрачные и непрозрачные сектора экрана последовательности A смещены на половину сектора относительно секторов экрана B. Это приводит к тому, что при вращении ходового винта испульсы последовательностей A и B будут не совпадать по времени появления.

Рисунок 27 – К формированию испульсных последовательностей A и В и определению фазовых сдвигов

При вращении по часовой стрелке импульсы А опережают импульсы В. При вращении против часовой стрелки импульсы В будут опережать импульсы А. Таким образом, по количеству импульсов определяется суммарный угол поворота ходового винта относительно базовой опорной точки. По сдвигу фаз между последовательностями А и В определяется направление вращения. На рисунке сектора чередуются через 45⁰, в реальных датчиках этот угол гораздо меньше, значит и дискретность датчиков, т.е. минимальное измеряемое расстояние, гораздо ниже.

В современных станках с помощью фотоэлектрических импульсных датчиков контроль положения выполняется с точностью до мкм.