检测元件是数控机床闭环伺服系统的重要组成部分,它的作用是检测位移、角位移和速度的实际值,把反馈信号传送回数控装置或伺服装置,构成闭环控制。
闭环数控系统的加工精度主要由检测环节的精度决定,而检测环节的精度是通过检测传感器的分辨率来体现的。分辨率不仅取决于检测传感器本身,也取决于测量转换电路。
数控机床对检测元件的主要要求有:
(1)工作可靠,抗干扰性强;
(2)满足测量精度,检测速度和测量范围的要求;
(3)易于实现高速的动态测量和处理,易于实现自动化;
(4)使用维护方便,适合机床的工作环境,成本低。
在数控机床上,除了位置检测以外,还有速度检测,其目的是精确控制伺服电机的转速。转速检测元件常采用测速发电机(与伺服电动机同轴安装),也有用脉冲编码器和频率/电压转换电路产生速度检测信号的。
常用的检测元件有脉冲编码器、光栅、旋转变压器、感应同步器、激光干涉仪等,在本节中将着重介绍这些检测元件的结构,工作原理及应用。