位置的檢測
位置傳感器可用來(lái)檢測位置,反映某種狀態(tài)的開(kāi)關(guān),和位移傳感器不同。位置傳感器有接觸式和接近式兩種。
1、 接觸式傳感器的應用
接觸式傳感器的觸頭由兩個(gè)物體接觸擠壓而動(dòng)作,常見(jiàn)的有行程開(kāi)關(guān)、二維矩陣式位置傳感器等。行程開(kāi)關(guān)結構簡(jiǎn)單、動(dòng)作可靠、價(jià)格低廉。當某個(gè)物體在運動(dòng)過(guò)程中,碰到行程開(kāi)關(guān)時(shí),其內部觸頭會(huì )動(dòng)作,從而完成控制,如在加工中心的X、Y、Z軸方向兩端分別裝有行程開(kāi)關(guān),則可以控制移動(dòng)范圍。二維矩陣式位置傳感器安裝于機械手掌內側,用于檢測自身與某個(gè)物體的接觸位置。
2、 接近開(kāi)關(guān)的應用
接近開(kāi)關(guān)是指當物體與其接近到設定距離時(shí)就可以發(fā)出“動(dòng)作”信號的開(kāi)關(guān),它無(wú)需和物體直接接觸。接近開(kāi)關(guān)有很多種類(lèi),主要有自感式、差動(dòng)變壓器式、電渦流式、電容式、干簧管、霍爾式等。
接近開(kāi)關(guān)在數控機床上的應用主要是刀架選刀控制、工作臺行程控制、油缸及汽缸活塞行程控制等。
在刀架選刀控制中,如圖所示,從左至右的四個(gè)凸輪與接近開(kāi)關(guān)SQ4~SQ1相對應,組成四位二進(jìn)制編碼,每一個(gè)編碼對應一個(gè)刀位,如0110對應6號刀位;接近開(kāi)關(guān)SQ5用于奇偶校驗,以減少出錯。刀架每轉過(guò)一個(gè)刀位,就發(fā)出一個(gè)信號,該信號與數控系統的刀位指令進(jìn)行比較,當刀架的刀位信號與指令刀位信號相符時(shí),表示選刀完成。

霍爾傳感器是利用霍爾現象制成的傳感器。將鍺等半導體置于磁場(chǎng)中,在一個(gè)方向通以電流時(shí),則在垂直的方向上會(huì )出現電位差,這就是霍爾現象。將小磁體固定在運動(dòng)部件上,當部件靠近霍爾元件時(shí),便產(chǎn)生霍爾現象,從而判斷物體是否到位。
速度的檢測
速度傳感器是一種將速度轉變成電信號的傳感器,既可以檢測直線(xiàn)速度,也可以檢測角速度,常用的有測速發(fā)電機和脈沖編碼器等。
測速發(fā)電機具有的特點(diǎn)是:
(1)輸出電壓與轉速?lài)栏癯删€(xiàn)性關(guān)系;
(2)輸出電壓與轉速比的斜率大??煞殖山涣骱椭绷鲀深?lèi)。
脈沖編碼器在經(jīng)過(guò)一個(gè)單位角位移時(shí),便產(chǎn)生一個(gè)脈沖,配以定時(shí)器便可檢測出角速度。
在數控機床中,速度傳感器一般用于數控系統伺服單元的速度檢測。
壓力的檢測
壓力傳感器是一種將壓力轉變成電信號的傳感器。根據工作原理,可分為壓電式傳感器、壓阻式傳感器和電容式傳感器。
它是檢測氣體、液體、固體等所有物質(zhì)間作用力能量的總稱(chēng),也包括測量高于大氣壓的壓力計以及測量低于大氣壓的真空計。
電容式壓力傳感器的電容量是由電極面積和兩個(gè)電極間的距離決定,因靈敏度高、溫度穩定性好、壓力量程大等特點(diǎn)近來(lái)得到了迅速發(fā)展。在數控機床中,可用它對工件夾緊力進(jìn)行檢測,當夾緊力小于設定值時(shí),會(huì )導致工件松動(dòng),系統發(fā)出報警,停止走刀。另外,還可用壓力傳感器檢測車(chē)刀切削力的變化。再者,它還在潤滑系統、液壓系統、氣壓系統被用來(lái)檢測油路或氣路中的壓力,當油路或氣路中的壓力低于設定值時(shí),其觸點(diǎn)會(huì )動(dòng)作,將故障信號送給數控系統。
溫度的檢測
溫度傳感器是一種將溫度高低轉變成電阻值大小或其它電信號的一種裝置。常見(jiàn)的有以鉑、銅為主的熱電阻傳感器、以半導體材料為主的熱敏電阻傳感器和熱電偶傳感器等。在數控機床上,溫度傳感器用來(lái)檢測溫度從而進(jìn)行溫度補償或過(guò)熱保護。
在加工過(guò)程中,電動(dòng)機的旋轉、移動(dòng)部件的移動(dòng)、切削等都會(huì )產(chǎn)生熱量,且溫度分布不均勻,造成溫差,使數控機床產(chǎn)生熱變形,影響零件加工精度,為了避免溫度產(chǎn)生的影響,可在數控機床上某些部位裝設溫度傳感器,感受溫度信號并轉換成電信號送給數控系統,進(jìn)行溫度補償。
此外,在電動(dòng)機等需要過(guò)熱保護的地方,應埋設溫度傳感器,過(guò)熱時(shí)通過(guò)數控系統進(jìn)行過(guò)熱報警。
刀具磨損的監控
刀具磨損到一定程度會(huì )影響到工件的尺寸精度和表面粗糙度,因此,對刀具磨損要進(jìn)行監控。當刀具磨損時(shí),機床主軸電動(dòng)機負荷增大,電動(dòng)機的電流和電壓也會(huì )變化,功率隨之改變,功率變化可通過(guò)霍爾傳感器檢測。功率變化到一定程度,數控系統發(fā)出報警信號,機車(chē)停止運轉,此時(shí),應及時(shí)進(jìn)行刀具調整或更換。