應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床方面的傳感器介紹

1、應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床方面的傳感器物理 031 班 0361005 伍文彬數(shù)控技術(shù)是用數(shù)字信息對(duì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)和工作過(guò)程進(jìn)行控制的技術(shù)，數(shù)控裝備是以數(shù)控技術(shù)為代表的新技術(shù) 對(duì)傳統(tǒng)制造產(chǎn)業(yè)和新興制造業(yè)的滲透形成的機(jī)電一體化產(chǎn)品，即所謂的數(shù)字化裝備，其技術(shù)范圍覆蓋很多 領(lǐng)域： (1) 機(jī)械制造技術(shù)； (2) 信息處理、加工、傳輸技術(shù)； (3) 自動(dòng)控制技術(shù)； (4) 伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)； (5) 傳感 器技術(shù)； (6) 軟件技術(shù)等。數(shù)控系統(tǒng)和機(jī)床的測(cè)量系統(tǒng)是現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床的關(guān)鍵部件 ,尤其是機(jī)床的測(cè)量系統(tǒng) , 它是保證機(jī)床高精度的前 提條件。一、時(shí)柵傳感器在數(shù)控系統(tǒng)中的應(yīng)用 1新型的智能位移傳感器 - 時(shí)柵傳感器 ,

2、通過(guò)將其信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)控系統(tǒng)的規(guī)范測(cè)量接口信 號(hào), 實(shí)現(xiàn)了用時(shí)柵位移傳感器代替數(shù)控系統(tǒng)中的光柵傳感器。由于時(shí)柵傳感器的性價(jià)比遠(yuǎn)遠(yuǎn) 高于光柵傳感器 (與同等精度的光柵位移傳感器相比 , 其價(jià)格約為光柵的 1 /10, 從而顯著降 低了數(shù)控系統(tǒng)的成本。1 時(shí)柵傳感器工作原理及其信號(hào)輸出時(shí)柵傳感器是按照時(shí)空坐標(biāo)轉(zhuǎn)換思想 : “它是由建立相對(duì)勻速運(yùn)動(dòng)雙坐標(biāo)系 ( 即一個(gè)坐 標(biāo)系上的位置之差 (位移 ) 表現(xiàn)為另一個(gè)坐標(biāo)系統(tǒng)上觀查到的時(shí)間之差”)而研制的一種新型位移傳感器。它擺脫了以往位移傳感器采用高精密機(jī)械加工和裝配來(lái)保證精度的傳統(tǒng)思路 , 而是采用測(cè)量時(shí)間的方法 , 用微型計(jì)算機(jī)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)測(cè)量的高精度

3、。 最近, 中國(guó)測(cè)試技術(shù)研究 院參照J(rèn)JG900 “光電軸角編碼器檢定規(guī)程”檢定時(shí)柵傳感器的精度為土018。時(shí)柵的基本工作原理是通過(guò)測(cè)量動(dòng)坐標(biāo)系上的觀察點(diǎn)每次到動(dòng)測(cè)頭和定測(cè)頭時(shí)的時(shí)間差, 來(lái)測(cè)量位移量場(chǎng)式時(shí)at帕視圖動(dòng)測(cè)頭信號(hào)咒 定測(cè)頭信號(hào)p,時(shí)神信號(hào)pt龍移動(dòng)j n【 口不動(dòng)hi I i ill ii 11 hi ii ii iniiu坯b信號(hào)波形二j5靜坐標(biāo)系動(dòng)坐標(biāo)系0 W 1W 3WV c雙坐標(biāo)系（為時(shí)間差與勻速 V之積）。其原理如圖1所示。圖1時(shí)柵原理圖時(shí)柵設(shè)計(jì)輸出信號(hào)為三路信號(hào)。 分別為方向信號(hào) D增量信號(hào)P和零位脈沖信號(hào) 乙三信號(hào)為 規(guī)范的TTL電平信號(hào),其體波行如圖2所示。增量信

4、號(hào)為離散的脈沖信號(hào) ,即傳感器每80卩s （時(shí)柵旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)周期）輸出一組方波信號(hào)。方向信號(hào)為電平信號(hào),正轉(zhuǎn)時(shí)為高電平，反轉(zhuǎn)時(shí)為低 電平。零位信號(hào)為脈沖信號(hào),傳感器每轉(zhuǎn)360輸出一個(gè)脈沖信號(hào)。方向信號(hào)幵増信號(hào)卩門I門門n門門門 n門門口門圖2時(shí)柵傳感器輸出館號(hào)在設(shè)計(jì)時(shí)柵信號(hào)轉(zhuǎn)換接口電路時(shí)，考慮到測(cè)量系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性，采用了全硬件接口電路。時(shí)柵傳感器轉(zhuǎn)換接口電路原理圖如圖 3所示。方向啓2A増量信號(hào)pB反向信號(hào)輸出D 74LS74 MTLK CO=?= +5反向信號(hào)輸出A信號(hào)輸出圖3 電路原理圖接口電路中74LS74型D觸發(fā)器電路為二分頻電路。將其反相輸出端.Q接到其D輸入端，當(dāng)輸入信號(hào)的第一個(gè)上升沿到

5、來(lái)時(shí)，觸發(fā)器都將翻轉(zhuǎn)一次，于是在輸出端得到的信號(hào)頻率只有原 信號(hào)的一半,這樣就得到一個(gè)對(duì)CLK端輸入的信號(hào)進(jìn)行二分頻的電路。接口電路的其余部分為簡(jiǎn)單的邏輯電路。如圖3所示,將時(shí)柵傳感器的方向信號(hào)和增量信號(hào)接入轉(zhuǎn)換接口電路后，當(dāng)方向信號(hào)D為高電平時(shí)（正轉(zhuǎn)）,與門4A關(guān)閉,與門5A打開,增量信號(hào)P通過(guò)與門5A和或門6A, 與增量信號(hào)P的二分頻電路異或后生成比增量信號(hào)P的二分頻信號(hào)（A相信號(hào)）滯后90的同頻信號(hào)（B相信號(hào)）,如圖4正轉(zhuǎn)信號(hào)所示。當(dāng)圖4反轉(zhuǎn)信號(hào)分析方向信號(hào) D為低電平時(shí)（反 轉(zhuǎn)），與門5A關(guān)閉，與門4A打開，增量信號(hào)P取反后通過(guò)與門4A和或門6A,正轉(zhuǎn)信號(hào)丨 反轉(zhuǎn)信號(hào)增量信號(hào) f jM

6、iuuinfin/uiiuum一iM/inii/inn/in/uifi/L 脈沖信號(hào)/JxrLTLrLTLruw一LruTnAfinniL 腸沖信號(hào) j? _njTJTJTJTJTji_TL 5rLnrLTLrLrL圖4反轉(zhuǎn)信號(hào)分析與增量信號(hào)P的二分頻電路（A相信號(hào)）異或后生成比增量信號(hào) P二分頻信號(hào)超前90的同頻 信號(hào)（B相信號(hào)），時(shí)柵傳感器轉(zhuǎn)換接口電路輸出反轉(zhuǎn)信號(hào)如圖所示。從接口輸出信號(hào)分析可以看出，采用全硬件設(shè)計(jì)的時(shí)柵信號(hào)轉(zhuǎn)換電路能夠?qū)r(shí)柵輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換化數(shù)控系統(tǒng)中定義的 測(cè)量輸入信號(hào),再根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)中定義的接口規(guī)范為5V方波差分信號(hào)，將轉(zhuǎn)換接口輸出信號(hào)設(shè)計(jì)為差分輸出，與數(shù)控系統(tǒng)的測(cè)量接口

7、進(jìn)行匹配即可實(shí)現(xiàn)用性價(jià)比高的時(shí)柵傳感器替換光 柵傳感器。二、高精度定位傳感器及其在混聯(lián)切削機(jī)器人中的應(yīng)用2普通數(shù)控機(jī)床一般通過(guò)對(duì)刀來(lái)確定工件與刀具之間精確的位置關(guān)系，其零點(diǎn)僅作為停止參考位置，回零的精度并不作為機(jī)床性能的一項(xiàng)重要指標(biāo)，而將加工對(duì)刀或更換零件時(shí)的刀具和工作臺(tái)所在的位置作為零件加工的精確位置。一般用行程開關(guān)及伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)自帶的編碼器組成的回零定位系統(tǒng)，其定位精度取決于下面兩點(diǎn)：編碼器的精度。運(yùn)動(dòng)部件的質(zhì)量、回零運(yùn)動(dòng)速度、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)剛度及摩擦特性等。而對(duì)由串、并聯(lián)組成的混聯(lián)自由度切削 機(jī)器人，一則其結(jié)構(gòu)由多個(gè)直線移動(dòng)關(guān)節(jié)和回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)組成，特別對(duì)于由多分支組成的并聯(lián)部分，不但有單個(gè)分支多關(guān)

8、節(jié)的誤差，而且有分支之間的耦合誤差。二則加工復(fù)雜零件是其突出優(yōu)點(diǎn)，而此類零件一般具有多品種、小批量、工藝復(fù)雜等特點(diǎn)。這樣，由于工件更換及品種變化原因，或者同一工件由于加工過(guò)程中需要熱處理、變換機(jī)床等工藝原因，以及由于機(jī)床故障或換班等停機(jī)原因，使機(jī)器人多次頻繁對(duì)刀。因此若采用傳統(tǒng)的回零定系統(tǒng)，不 僅影響加工精度，而且降低加工效率。針對(duì)上述問(wèn)題，本文設(shè)計(jì)了一種簡(jiǎn)單的高精度定位傳 感器，并將其用于混聯(lián)切削機(jī)器人串聯(lián)部分的單軸回零和并聯(lián)部分的動(dòng)平臺(tái)回零定位。從而實(shí)現(xiàn)由并聯(lián)驅(qū)動(dòng)的動(dòng)平臺(tái)和串聯(lián)驅(qū)動(dòng)的工作臺(tái)快速、精確回零及得到二者精確的位置關(guān)系，實(shí)現(xiàn)其自動(dòng)快速適應(yīng)混聯(lián)切削機(jī)器人的加工要求。自動(dòng)定位高精度傳感

9、器1. 1基本結(jié)構(gòu)及定位原理為了提高切削機(jī)器人的工作效率 ，一般要求定位精度高，定位速度快。但定位速度過(guò)大，將 會(huì)使被定位件產(chǎn)生定位動(dòng)態(tài)誤差。對(duì)此，文獻(xiàn)4 對(duì)定位速度做了一定的研究。本定位傳感器由減速信號(hào)產(chǎn)生單元、 準(zhǔn)停信號(hào)產(chǎn)生單元、定位失效處理單元組成，其示意圖如圖1所示。其中，減速信號(hào)產(chǎn)生單元由觸發(fā)球等組成。 定位失效處理單元由彈性鉸等組成。準(zhǔn)停信號(hào)產(chǎn)生單元由高精度的準(zhǔn)停球等組成。正極電纜接定位傳感器。 定位原 理如下：由被定位件上負(fù)極與定位傳感 器的正極形成電開關(guān)。當(dāng)被定位件與觸發(fā) 球接觸時(shí)，將減速信號(hào)輸入控制器開始 以比較大的加速度進(jìn)行減速 （同時(shí)由減速 單元磁性元件將觸發(fā)球經(jīng)過(guò)壓縮彈

10、簧拉 回），減速到設(shè)定的速度后由控制器產(chǎn) 生二次減速信號(hào)，并進(jìn)行平穩(wěn)減速至均 勻運(yùn)動(dòng)，以保證被定位件以恒定低速與 準(zhǔn)停球接觸，并且采用電路來(lái)消除正負(fù) 極接觸時(shí)由于抖動(dòng)產(chǎn)生的影響，從而實(shí) 現(xiàn)高精度定位的目的。 同時(shí)考慮到定位失 效后損壞定位傳感器及其它機(jī)器人部件，加入了失效處理單元。即當(dāng)定位失效后，壓縮彈性絞產(chǎn)生微小變形，使彈性鉸形 成的負(fù)極與定位座的正極接觸產(chǎn)生失效 處理信號(hào)并輸入計(jì)算機(jī)進(jìn)行失效處理，運(yùn)動(dòng)部件反向運(yùn)動(dòng)。 右圖1定位傳感器結(jié) 構(gòu)示意圖負(fù)極電纜接被定位件觸球搟停球定位過(guò)程斷開接觸器，由彈簧將減速信號(hào)產(chǎn)生單元的觸發(fā)球彈出到圖1位置，使之處于等待接觸狀態(tài)，并同時(shí)將負(fù)極與被定位件接通，啟

11、動(dòng)被定位運(yùn)動(dòng)部件。當(dāng)此運(yùn)動(dòng)部件接觸到觸發(fā)球時(shí)，則以被定位運(yùn)動(dòng)件為負(fù)極和觸發(fā)球?yàn)檎龢O的電開關(guān)信號(hào)接通，產(chǎn)生大的加速度減速信號(hào)，并將此信號(hào)接入計(jì)算機(jī)的1?0卡，使計(jì)算機(jī)控制被定位件以比較大的加速度進(jìn)行減速。同時(shí)接通接觸器，由接觸器將觸發(fā)球拉回來(lái)，則可保證定位時(shí)觸發(fā)球正極與被定位運(yùn)動(dòng)件負(fù)極 斷開，為定位信號(hào)的產(chǎn)生提供可能 （因?yàn)橛|發(fā)球和準(zhǔn)停球同接正極 ，被定位運(yùn)動(dòng)件接負(fù)極， 若不斷開，即使準(zhǔn)停球與被定位件接觸，也無(wú)法產(chǎn)生定位圖2定位實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)描述圖信號(hào)）。 當(dāng)減速到設(shè)定的速度后由控制器產(chǎn)生二次減速信號(hào)并進(jìn)行小加速度平穩(wěn)減速，減速到設(shè)定的恒定低速后以勻速運(yùn)動(dòng)。一旦準(zhǔn)停球與被定位運(yùn)動(dòng)件接觸時(shí)，定位電路立刻

12、產(chǎn)生定位信號(hào) 通過(guò)硬件電路鎖定伺服驅(qū)動(dòng)器 ，同時(shí)將此信號(hào)接入1?0板，從而實(shí)現(xiàn)精確定位。定位實(shí)驗(yàn) 定位傳感器安裝在切削機(jī)器人直線移動(dòng) 關(guān)節(jié)上，并接電源正極，被定位運(yùn)動(dòng)件 接電源的負(fù)極，將被定位件接觸到觸發(fā) 球與其接觸到準(zhǔn)停球之間的距離大約定 為5mm左右。通過(guò)計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制定位， 采用高精度激光干涉儀（英國(guó)ML 10）進(jìn) 行測(cè)量，重復(fù)進(jìn)行1 500次多階段定位 實(shí)驗(yàn)。為便于描述，其中每測(cè)100次取 其中定位誤差E最大值的1次描述在圖 2上。由實(shí)驗(yàn)知，此定位傳感器的定位 誤差在1 x 10- 6m以下，作為定位傳感 器是可行的。串聯(lián)軸和并聯(lián)動(dòng)平臺(tái)的自動(dòng)回零及定位以三軸串聯(lián)（x軸、y軸、C軸）和三

13、軸并聯(lián) 例進(jìn)行說(shuō)明。工作臺(tái)的回零定位 工作臺(tái)由串聯(lián)部分驅(qū)動(dòng)，既有直線移動(dòng)關(guān)節(jié)(z軸、A軸、B軸）混聯(lián)切削機(jī)器人為x軸和y軸，又有回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)C軸。對(duì)于直線移動(dòng) 對(duì)于回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié) ，半徑越大，誤差越大。故而，回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)可將定位傳感器安裝在回，負(fù)極接回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的回轉(zhuǎn)件上。關(guān)節(jié)x軸和y軸可將負(fù)極接移動(dòng)部件上，定位傳感器裝在相對(duì)靜止的部件上。 C軸，其精度受半徑影響 轉(zhuǎn)工作臺(tái)的外邊緣相對(duì)靜止的零件上2. 2 動(dòng)平臺(tái)回零定位圖2定位實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)描述圖并聯(lián)部分比較復(fù)雜，因?yàn)閯?dòng)平臺(tái)的零位包括 z軸零位和A、B軸零位。而動(dòng)平臺(tái)的零位精度 與三個(gè)分支的回零精度和運(yùn)動(dòng)誤差 （含結(jié)構(gòu)參數(shù)誤差及變形誤差 ）有關(guān)。本文在并聯(lián)機(jī)構(gòu)的

14、結(jié)構(gòu)參數(shù)已經(jīng)識(shí)別和校準(zhǔn)的基礎(chǔ)上 6， 進(jìn)行動(dòng)平臺(tái)的回零定位。本系統(tǒng)采用粗定位和精定位的兩級(jí)定位方法，即將定位傳感器分別安裝在各分支直線移動(dòng)關(guān)節(jié)上以實(shí)現(xiàn)動(dòng)平臺(tái) 的粗定位，然后用安裝在工作臺(tái)上的校準(zhǔn)定位傳感器組來(lái)進(jìn)行動(dòng)平臺(tái)的回零精定位。校準(zhǔn)回5】 期冒仃環(huán)惑冏兇圖3動(dòng)平臺(tái)粋定位圖零定位傳感器組所用的傳感器與 2. 1節(jié)所用的單軸回零定位傳感器結(jié)構(gòu)相同，但定位過(guò)程不同。單軸回零定位用傳感器被定位件與準(zhǔn)停球一接觸即定位。而傳感器組所用的傳感器在彈性鉸允許的范圍內(nèi)，按動(dòng)平臺(tái)指令進(jìn)行定位。此精定位傳感器組的位置及安裝精度預(yù)先 在三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)上校準(zhǔn)?；鶞?zhǔn)規(guī)安裝在動(dòng)平臺(tái)上，亦預(yù)先用三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)校準(zhǔn)，使其基準(zhǔn)面

15、 與動(dòng)平臺(tái)上三鉸所決定的動(dòng)平臺(tái)虛擬平面平行。具體定位過(guò)程如下（圖3）:三、線切割加工檢測(cè)斷絲的傳感器3數(shù)控電火花線切割機(jī)床是使用一根移動(dòng)著的細(xì)金屬絲（0. 100. 30mm銅絲或鉬絲）作工具電極，并在工具電極與工件之間通以脈沖電流，使工件產(chǎn)生電腐蝕而加工成一定形狀和尺寸的機(jī)床。在線切割加工中，工具電極由于自身電腐蝕損耗或使用不當(dāng)?shù)纫蛩?，?jīng)常會(huì)發(fā)生斷絲現(xiàn)象。國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的普及型數(shù)控高速走絲線切割機(jī)床一般不能做到斷絲自動(dòng)停機(jī)，自動(dòng)化功能比較低，控制方式不完善，影響工件加工質(zhì)量。隨著數(shù)控機(jī)床加工自動(dòng)化的深入發(fā)展，利用傳感器技術(shù)檢測(cè)斷絲狀況，將傳感器檢測(cè)到的信號(hào)送入控制系統(tǒng)處理，經(jīng)過(guò)判別，控制加工過(guò)程，

16、已成為數(shù)控線切割機(jī)床自動(dòng)化加工的趨勢(shì)。本文介紹的一種傳感器可用于線切割機(jī)床 加工時(shí)工具電極斷絲狀況的檢測(cè)。傳感器的原理和使用方法實(shí)現(xiàn)線切割加工斷絲的自動(dòng)控制，信號(hào)源的確定與傳感器的選擇是關(guān)鍵。在線切割機(jī)床上直 接用機(jī)械式傳感器檢測(cè)工具電極是否斷絲比較困難，也不現(xiàn)實(shí)。經(jīng)過(guò)多種技術(shù)方案的實(shí)驗(yàn)比較，最后選擇工件和工具電極之間的高頻脈沖電流作為信號(hào)源，機(jī)床正常加工高頻信號(hào)存在（見圖1），當(dāng)工具電極斷絲信號(hào)隨之消失。為了使高頻信號(hào)檢測(cè)不影響電火花線切割放電性 能， 檢測(cè)方式采用電磁感應(yīng)技術(shù) ，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng) 勢(shì)大小，跟穿過(guò)這一回路的磁通量的變化率成正比。公式為：一

17、 0以上公式表明，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)&除了和磁通量的變化率成正比外，還和線圈匝數(shù)n有關(guān)。在研制過(guò)程中，我們選用了 CJ 10 -10 中間繼電器的空心線圈作為傳感器 ，該空心線圈約 8750 10匝,線圈電壓為380V，銅絲直徑0109mm.百一味沖JWt;環(huán)Tk沖廚Ht; $就沖JWfcm i .牀沖電淳電圧波形線切割機(jī)床采用正極性加工，即脈沖電源的正極接工件，負(fù)極接工具，脈沖電源的作用是將工 頻的交流電流轉(zhuǎn)換成一定頻率的單向脈沖電流，以供給電極放電間隙所需要的能量來(lái)蝕除金屬。當(dāng)工具和工件之間有脈沖電流通過(guò)時(shí)，脈沖電源和工件之間的導(dǎo)線周圍存在著高頻直流的磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)的磁感應(yīng)線是以導(dǎo)線上各點(diǎn)為同心圓，

18、并且都在跟導(dǎo)線垂直的平面上。從理論上，將導(dǎo)線從傳感器中穿過(guò)，傳感器受到磁感應(yīng)線的作用，產(chǎn)生感應(yīng)電流。實(shí)際上，由于線圈中 間有12 X 18 (mm)的空心，感應(yīng)的信號(hào)很弱很弱，一般測(cè)量方法檢測(cè)困難。為了增加感應(yīng)電 流的強(qiáng)度，實(shí)際使用將導(dǎo)線在空心線圈表面繞一圈，讓導(dǎo)線和線圈緊貼，增強(qiáng)感應(yīng)效果。傳感器使用方法如圖2所示。實(shí)驗(yàn)證明，選擇最小電規(guī)準(zhǔn)，用約0. 2A的高頻電流切割3mm左右的金屬片，用萬(wàn)用表測(cè)量空 心線圈的兩端點(diǎn)，線圈感應(yīng)電壓約為12V.如果用示波器看波形，檢測(cè)的信號(hào)和高頻電源的 波形一致。傳感器的配用電路測(cè)斷絲傳感器和配用電路的原理框圖見圖3，依據(jù)原理框圖研制的電路圖如圖4所示。圖4中

19、L為傳感器。機(jī)床正常工作，在傳感器L的兩端會(huì)感應(yīng)出一個(gè)高頻信號(hào)。該信號(hào)經(jīng)D1整流后，加R1上。電路中由R P1產(chǎn)生一個(gè)規(guī)范設(shè)定值,輸入信號(hào)和規(guī)范值信號(hào)連接 N1成比較 放大器。規(guī)范值的確定，主要依據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，傳感器的感應(yīng)信號(hào)的強(qiáng)弱和加工電流的大小有直 接關(guān)系，機(jī)床正常加工感應(yīng)信號(hào)不會(huì)低于 1V,考慮到切割機(jī)床加工中的其它因素，規(guī)范值設(shè)定為1V.為了能滿足不同型號(hào)的線切割機(jī)床的應(yīng)用，規(guī)范值的大小可以通過(guò) R P1進(jìn)行調(diào)節(jié)。信號(hào)處理由延遲和信號(hào)放大二部分電路組成。設(shè)計(jì)延遲電路主要是為了防止執(zhí)行元件誤動(dòng)作由D2、R2、DW1、C RP2與F4串聯(lián)組成，RP2可根據(jù)機(jī)床加工實(shí)際情況調(diào)節(jié)延遲時(shí)間。 普及

20、型高速走絲線切割機(jī)床工作時(shí)，運(yùn)絲電機(jī)帶動(dòng)貯絲筒一起連續(xù)不斷地正反轉(zhuǎn)。當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)子正反轉(zhuǎn)交換瞬間，工具電極速度瞬時(shí)為零。為防止高頻電流燒斷工具電極，高頻電流會(huì)自動(dòng)中斷12s.采用延遲電路，使檢測(cè)到的高頻信號(hào)保持 2s左右，以免執(zhí)行元件J誤動(dòng)作。若 無(wú)延遲電路，感應(yīng)信號(hào)瞬間消失，執(zhí)行元件J會(huì)馬上動(dòng)作，使機(jī)床不能正常工作。信號(hào)放大電路由兩個(gè)運(yùn)算放大器組成，設(shè)計(jì)信號(hào)放大電路是為了將信號(hào)放大來(lái)推動(dòng)執(zhí)行元件。N接成比較放大器，N2接成比較器丄EDi上的電壓既是2的基準(zhǔn)電壓，還可作為電 源正常工作的指示信號(hào)（綠色）。經(jīng)N放大的檢測(cè)信號(hào)由延遲電路保持?jǐn)?shù)秒后送到N2的反相端，與產(chǎn)生的基準(zhǔn)電壓比較后送到 B（的基極

21、，BG的集電極控制執(zhí)行元件，即一個(gè)中間繼電 器。當(dāng)檢測(cè)到高頻信號(hào)時(shí)，N2輸出“ 0”電平，執(zhí)行元件不動(dòng)作。當(dāng)高頻信號(hào)消失時(shí)，N2輸出“T 電平，執(zhí)行元件切斷有關(guān)電源。L ED2為機(jī)床斷絲狀況的指示信號(hào) （紅色）。電路板所需要的電源可配備一個(gè)穩(wěn)壓電源或直接從線切割機(jī)床內(nèi)部配備的穩(wěn)壓電源中引出。該電路板的工作電源耗電很少 ，約3W左右，如果從機(jī)床內(nèi)部配備的穩(wěn)壓電源中引出，不會(huì)影響機(jī)床電氣性能。四、物體速度傳感器二I詢HVDBQS圖1光電檢測(cè)運(yùn)動(dòng)物體的速度（長(zhǎng)度）示意圖 1光源A 2 光敏元件 VDA3運(yùn)動(dòng)物體4光源B 5 光敏元件 VDB6 RS觸發(fā)器7 高頻脈沖信號(hào)源 8 計(jì)數(shù)器9 顯示器當(dāng)物體

22、自左向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，首先遮斷光源A的光線，光敏元件 VDA輸出低電平，觸發(fā) RS觸發(fā)器，使其置 “1”，與非門打開，高頻脈沖可以通過(guò)，計(jì)數(shù)器開始計(jì)數(shù)。當(dāng)物體經(jīng)過(guò)設(shè)定 的S0距離而遮擋光源 B時(shí)，光敏元件VDB輸出低電平，RS觸發(fā)器置 “0”，與非門關(guān)閉， 計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù)。設(shè)高頻脈沖的頻率f=1MHz，周期T =1卩s，計(jì)數(shù)器所計(jì)脈沖數(shù)為 n，則 tit Ji可判斷出物體通過(guò)已知距離S0所經(jīng)歷的時(shí)間為（單位為卩s），則運(yùn)動(dòng)物體的平均速度為應(yīng)用上述原理，還可以測(cè)量出運(yùn)動(dòng)物體的長(zhǎng)度L五、旋轉(zhuǎn)變壓器旋轉(zhuǎn)變壓器的結(jié)構(gòu)和工作原理旋轉(zhuǎn)變壓器(Resolver )簡(jiǎn)稱旋變, 又稱作解算器或分解器。分類：有電刷、集電環(huán)結(jié)構(gòu)和無(wú)刷結(jié)構(gòu)單對(duì)極元件、多對(duì)極元件(或稱多極元件)工作原理：電磁感應(yīng)E2=0 ( a =90 )E 2=Ksin( 31 )cos aE2= KVsin( 31) ( a