距离编码光栅尺在卧式车床建立参考点中的应用

重点介绍距离编码光栅尺在卧式车床建立参考点时的参数设置和操作方式。通过对距离编码光栅尺结构、原理和实践中的操作参数介绍,为数控机床的灵活性返回零点操作提供了依据。     

光栅尺在840D数控系统中的应用及调整

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人的分析,同时对数控机床中使用的光栅尺进行了明确分类,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传了实际依据。     

论绝对光栅尺

说明了数控机床所使用的增量光栅尺、绝对光栅尺、带距离码参考标记增量光栅尺特点与区别;指出了带距离码参考标记增量光栅尺的本质与FANUC-Oi系统的参数设定方法.     

西门子840D数控系统停电急退的实现

在工业生产过程中,由于电力系统出现故障或者电力紧张,有时会遇到突然停电的情况.这对于某些特殊类型的数控机床,如数控磨床、数控齿轮机床等,将造成致命性的损害.下面以数控滚齿机为例,探讨一下如何避免这种伤害.     

基于光栅尺的数控机床定位精度和重复定位精度检测

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。     

数控机床回不了参考点的故障分析与排除实例

现代数控机床一般都采用增量式的旋转编码器或增量式的光栅尺作为位置反馈元件,因而机床在每次开机之后都必须首先寻找参考点,以确定机床的坐标原点。寻找参考点主要与零点开关、编码器或者光栅尺的零点脉冲有关,一般有两种方式。 １．轴向预定方向快速运动,压上零点开关后减速向前继续运动,直到数控系统接收到第一个零点脉冲,轴停止运动,数控系统自动设定坐标值。在这种方式下,停机时轴恰好压在零点开关上。如果采用自动走参考点,轴的运行方向与上述的预定方向相反,离开零点开点后,轴再反向运行,当又压上零点开关后,ＰＬＣ产…     

加工中心回参考点的特殊故障及处理

数控机床回参考点故障,一般与参考点减速开关、编码器或光栅尺及信号放大器等有关。但本文介绍的是与上述元器件无直接关系的回参考点故障。     

基于840D数控系统的钢轨锯钻机床定尺的应用与优化

主要对SINUMERIK 840D数控系统在钢轨锯钻联合机床中的应用进行了研究,通过优化改造机床的执行结构及检测系统,降低了故障率,并通过内部参数优化实现了多种工况的匹配,保证了设备稳定运行,提高了钢轨加工速度和精度。通过解决锯钻机床机械部件磨损,如夹送辊和测量轮、定位补充光栅的故障率制约生产的问题,最终保证锯钻机床的运行稳定性,保证高精度的产品质量和极低的故障率。     

西门子数控810D/840D的刀具管理功能

西门子数控810D/840D具有许多很强的功能,这里介绍的是其中的刀具管理功能.     

基于SINUMERIK 840D的数控机床控制系统设计

介绍了利用西门子公司的数控系统SINUMERIK 840D对数控机床的电气控制部分进行设计,并由该系统最终实现整套数控系统的运动控制、插补运算、故障报警、执行加工程序等功能.     

Improving the performance of incremental encoders with conditioning circuits based on FPGA

This work presents a conditioning circuit to improve the performance of incremental encoders that allows multiplying the number of counts by four with a high speed response. This circuit is described in VHDL and is synthesized for an FPGA so it can be included in an embedded system. Practical results of the solution, both from simulation and actual data, are presented.     

Calibration of linear encoders with sub-nanometer uncertainty using an optical-zooming laser interferometer

The nonlinear errors of high-precision linear encoders were calibrated by using a nanometer-length calibrator that was based on the optical-zooming laser interferometer with an optical frequency comb. A transmission-type linear encoder and a reflection-type linear encoder were calibrated, and the cyclic nonlinear errors were evident. The magnitudes of the observed cyclic errors were 0.1 nm and 0.2 nm, respectively, and the best calibration uncertainties were 0.55 nm (k = 2). A traceable calibration service for linear encoders with the best calibration uncertainty in the sub-nanometer range has started based on this work.     

线性痕迹激光检测信号自适应匹配算法研究

针对目前图像处理及3D扫描方法难以快速定量比对剪切类线性痕迹的问题,提出了一种线性痕迹激光检测信号自适应匹配算法。该算法首先利用局部加权回归散点平滑法对激光位移传感器拾取的线性痕迹表面信号进行降噪,接着进行信号数据中"粗大连贯"趋势特征的识别,并通过余弦向量曲线拟合的方法量化特征向量,逐个计算样本空间距离。最后利用动态规划算法批量进行相似度比对,匹配各自最大相似样本。实际剪切痕迹多样本数据相似度比对试验证明了该算法的准确性和有效性。     

A new vacuum interferometric comparator for calibrating the fine linear encoders and scales

A new one-dimensional laser interferometric comparator has been developed for the calibration of the fine linear encoders and scales up to 1600 mm. In the comparator, the interferometer is fully arranged in vacuum and the calibration objects are mounted under atmospheric conditions. The Abbe’s principle on the alignment of workpiece with the measuring beam is satisfied in the structure of a long measuring range. A travelling slide table, on which the calibration objects are mounted, is supported on guide rails by the air bearing and is driven through a recirculating ballscrew. The exhaust of the air bearing is guided to the exterior of the booth in which the comparator is placed. The travel of the table is measured by a reference interferometer with a beam path in vacuum shielded by an evacuated metal bellow, so that the effect of refractive index is eliminated. The laser beam is led by a polarization plane maintaining glass fiber from a self-designed stabilised He–Ne laser, which is placed in an adjacency room, to the beam inlet of the main unit. The measurement system can input the interferometer signal by the encoder signal or the scale signal, and input the encoder or scale data by the interferometer signal. The system resolution is approximately 0.8 nm and maximum travelling measurement speed is 20 mm/s at continuous measurement. The uncertainly (k=2) of measurement is approximately 30 nm in linear encoders of 500 mm length and, approximately 40 nm in scales of 500 mm, although it depends on the length and the characteristics of encoders and scales. It is successful such a high accuracy that the uncertainty of measurement system is smaller than 40 nm in encoders of 1 m length.     

论绝对编码器

说明了数控机床所使用的增量编码器、旋转变压器、绝对值编码器、绝对编码器以及光栅编码器与磁栅编码器的特点与区别,指出了绝对编码器的本质,介绍了绝对位置输出的方式与接口。     

基于测量基准变换的增量直线式时栅传感器研究

针对目前绝对直线场式时栅无法满足全闭环数控系统要求的增量式直线位移反馈的问题,采用测量基准转换方式从时间域的角度处理绝对直线场式时栅的空间位移信息,运用时间序列算法分析绝对式时栅采样数据序列的内在相关性,建立自适应递推算法。通过时间触发采样将时栅传感器过去的测量数据作为样本集,递推时栅下一个采样时刻的位移,在下一个采样周期内将直线时栅的绝对位移代表的增量式时间脉冲通过脉宽调制的方式连续发出,实现绝对式直线时栅到增量式直线时栅位移传感器的转换设计。实验表明在76.604 mm的范围内增量式直线时栅位移传感器达到±2μm的测量精度。此研究可将原绝对式直线时栅位移传感器运用于全闭环增量式直线运动数控系统,具有重要现实意义。     

基于时间参考点的差动式线阵CCD位移传感器

为了将线阵CCD应用于实际工程的大尺寸位移测量,利用线阵CCD像元空间与输出时间的对应关系,提出了一种差动式测量的线阵CCD位移传感器测量系统。分析了线阵CCD位移测量存在的问题,结合线阵CCD中像元空间与驱动脉冲之间的对应关系,提出一种以时间为参考点的差动式测量方法。该方法用两个空间上对齐、时间上错开半个积分周期的线阵CCD检测透光挡板上等间距分布的透光光线的位置变化;通过计算两个CCD上输出光信号的时间差,用匀速扫描测量原理实现对空间位移的测量。用雷尼绍激光干涉仪对所研制的线阵CCD位移传感器进行了校准,结果显示：在有效测量范围（600.05 mm）内,经过修正后的测量误差可控制在±2 μm以内,验证了用差动法实现线阵CCD大尺寸精密位移测量的可行性。     

基于模型参考自适应控制的直线电机位置控制

针对直线电机的强非线性和时变特性,采用模型参考自适应控制(MRAC)方法对SISO直线电机闭环位置控制器进行了研究。利用偶极子对消建立了简化的永磁直线电机二阶数学模型,提出了基于局部参数最优化MIT(梯度)方案和全局稳定性理论的Lyapunov方案下的二阶直线电机位置模型参考自适应控制器,并对自适应控制器下的直线电机闭环系统稳定性进行了分析研究。在相同的前馈加反馈的控制器下,对这两种方案下的实验结果进行了对比分析。研究结果表明,基于Lyapunov第二方法设计的二阶控制器比MIT方法下的二阶控制器更能实现对三阶点到点轨迹输入信号的快速响应和跟踪,证实了直线电机位置自适应控制的有效性。