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知道伺服電機為什么要加裝光柵尺嗎?

更新時間:2024-04-15   點擊次數:7812次
  光柵尺由兩部分組成:尺體和讀數頭,標尺主體安裝在移動部件上,而讀取頭安裝在固定部件上。有人還將讀數頭安裝在活動部件上(用于尺體的不方便移動),測量效果相同,但區(qū)別在于信號線不方便移動。標尺主體的運動是一對光柵中主光柵(刻度光柵)和次光柵(指示光柵)的相對位移。在光干涉和衍射的共同作用下,產生了黑白(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),這都是一個開發(fā)過程。那么,為什么伺服電機必須安裝光柵尺呢?這是因為伺服電動機的內置編碼器僅控制電動機的形狀,因此其他附件的精度,如果螺桿有間隙和誤差,編碼器將無法補償,因此需要作為補償。

  

光柵尺
 

 

  由于光柵尺沿直線移動,這個移動實現了隨工作臺移動的位移,因此沒有間隙。實時反饋數據被提供給控制系統(tǒng),系統(tǒng)根據錯誤進行補償!光電器件將相同的黑白(或明暗)條紋轉換為正弦波改變電信號,然后在放大并重新整形電路之后,相位差為90度的兩個正弦波或方波信號A和B獲得。正弦波或方波的周期數與移動距離成正比。當標尺主體向前移動時,A信號B信號90度,而當標尺主體向反方向移動時,A信號落后B信號90度,一些光柵還輸出Z信號(零返回信號)。
  
  伺服電機通常需要加裝光柵尺來實現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:伺服電機自帶的編碼器只能反饋電機軸的旋轉位置和速度,而無法直接測量負載或工作臺的實際位置。光柵尺作為一種外部位置反饋裝置,可以直接測量直線位移,從而提供更準確的位置信息。
  
  2、形成全閉環(huán)控制:在半閉環(huán)系統(tǒng)中,伺服電機的編碼器只能檢測到電機本身的運動狀態(tài),而不能感知到傳動鏈(如絲杠、皮帶等)的誤差。通過加裝光柵尺,可以實現全閉環(huán)控制,即從命令發(fā)出到執(zhí)行完成整個過程的每個環(huán)節(jié)都能得到監(jiān)控和反饋,這樣可以有效地補償傳動鏈的間隙和誤差,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和機床床身上,能夠提供穩(wěn)定的反饋信號。盡管它可能會受到切削液等外界因素的影響,但設計合理的保護措施可以最大限度地減少這些影響,確保系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。
  
  4、信號轉換:光柵尺可以將測量到的位移距離轉換為電信號,再進一步轉化為脈沖信號,這些信號被反饋給控制器進行處理,從而實現高精度的位置控制。


  

光柵尺


 

 

  加裝光柵尺可以使伺服電機系統(tǒng)達到更高的精度要求,適用于精密加工、測量和其他對精度要求高的應用場景。
  
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