用微機數(shù)控系統(tǒng)改造CK6150車床的設(shè)計

1、西南大學工程技術(shù)學院課程設(shè)計(論文)1目 錄1 1 引言引言.32 2 機床的數(shù)控化改造機床的數(shù)控化改造.32.1 概述 .32.2 數(shù)控改造的必要性 .32.3 數(shù)控改造的優(yōu)點 .43 3 設(shè)計任務(wù)與總體方案的確定設(shè)計任務(wù)與總體方案的確定.4 43.1 設(shè)計任務(wù) .43.2 總體方案的確定 .44 4 機械部分設(shè)計計算機械部分設(shè)計計算.6 64.1 諧振頻率.64.2 高剛度.64.3 阻尼.74.4 轉(zhuǎn)動慣量 .74.5 摩擦.84.6 其它部件的設(shè)計.85 5 數(shù)控系統(tǒng)硬件電路設(shè)計數(shù)控系統(tǒng)硬件電路設(shè)計.9 95.1 數(shù)控系統(tǒng)基本硬件組成.95.2 單片機控制系統(tǒng)設(shè)計.95.3 光電隔離電

2、路.105.4 功率放大電路.115.5 其它輔助電路.125.6 自動回轉(zhuǎn)刀架的控制.125.7 螺紋加工的控制.13西南大學工程技術(shù)學院課程設(shè)計(論文)25.8 地址編碼.136 6 軟件設(shè)計軟件設(shè)計.13136.1 總體方案設(shè)計 .136.2 圓弧插補程序設(shè)計.147 7 半閉環(huán)反饋系統(tǒng)的設(shè)計半閉環(huán)反饋系統(tǒng)的設(shè)計.167.1 檢測元件的正確選用及其功能與特點.167.2 反饋系統(tǒng)設(shè)計 .168 8 課程設(shè)計體會課程設(shè)計體會.17參考文獻參考文獻.17西南大學工程技術(shù)學院課程設(shè)計(論文)3CK6150 車床的設(shè)計西南大學工程技術(shù)學院，重慶 4007161 引言引言本設(shè)計是對 CK6150

3、普通車床進行設(shè)計改造，進給兩坐標聯(lián)動，采用單片機的半閉環(huán)控制系統(tǒng)。驅(qū)動元件為步進電動機，傳動系統(tǒng)采用滾珠絲杠。這里，主要對原車床進行橫、縱向進給機構(gòu)改造，位置檢測元件為光電編碼器，經(jīng)過改造后的系統(tǒng)能實現(xiàn)直線插補和圓弧插補，從而大大提高了普通車床的工作效率。2 2 機床的數(shù)控化改造機床的數(shù)控化改造2.12.1 概述概述隨著社會生產(chǎn)和科學技術(shù)的迅速發(fā)展，機械產(chǎn)品的性能和質(zhì)量不斷提高，產(chǎn)品的更新?lián)Q代也不斷加快，因此對機床不僅需要具有較高的精度和生產(chǎn)率，而且應(yīng)能迅速地適應(yīng)產(chǎn)品零件的變換。生產(chǎn)的需要促使了數(shù)控機床的產(chǎn)生。隨著電子技術(shù)，特別是計算機技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控機床迅速地發(fā)展起來。改革開放二十年來，數(shù)控

4、技術(shù)在企業(yè)中不斷得到普及提高。與此同時，普通機床的數(shù)控化改造也在進行中。2.22.2 數(shù)控改造的必要性數(shù)控改造的必要性數(shù)控機床可以較好地解決形狀復(fù)雜，精密，小批，多變零件的加工問題，能夠穩(wěn)定加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)效率。但是應(yīng)用數(shù)控還受到其它條件的限制。（1）數(shù)控機床價格昂貴，一次性投資巨大，中小型企業(yè)常是心有余而力不足。（2）目前各企業(yè)都有大量的普通機床，完全用數(shù)控機床替換根本不可能，而且替代下的機床閑置起來又會造成浪費。（3）通用數(shù)控機床對具體生產(chǎn)有多余功能。要較好地解決上述問題，應(yīng)走普通機床數(shù)控改造之路。從國外的經(jīng)驗來看，機西南大學工程技術(shù)學院課程設(shè)計(論文)4床的數(shù)控改造必不可少，而且大有可

5、為，尤其對一些中小企業(yè)更是如此。2.32.3 數(shù)控改造的優(yōu)點數(shù)控改造的優(yōu)點數(shù)控改造一般是指對普通機床某些部位做一定的改造，配上數(shù)控裝置，從而使機床具有數(shù)控加工能力。數(shù)控改造有下列優(yōu)點：（1）易于對現(xiàn)有的機床實現(xiàn)自動化，而且專業(yè)性強，沒有多余功能。（2）減少輔助加工時間，提高機床的生產(chǎn)效率。（3）降低對工人技術(shù)等級的要求。（4）數(shù)控改造費用低，可充分利用原有機床設(shè)備。（5）數(shù)控改造的周期短，可滿足生產(chǎn)急需。3 3 設(shè)計任務(wù)與總體方案的確定設(shè)計任務(wù)與總體方案的確定3.13.1 設(shè)計任務(wù)設(shè)計任務(wù)本設(shè)計任務(wù)是對 CK6150 普通車床進行數(shù)控改造。利用單片機對縱、橫系統(tǒng)進行半閉環(huán)控制，進給兩坐標聯(lián)動。

6、縱向脈沖當量為 0.01mm/脈沖，橫向脈沖當量為0.005 mm/脈沖。驅(qū)動元件采用步進電動機。傳動系統(tǒng)采用滾珠絲杠。車床配有自動回轉(zhuǎn)刀架（4 位） ，具有切削螺紋的功能，并且系統(tǒng)能實現(xiàn)直線插補和圓弧插補。3.23.2 總體方案的確定總體方案的確定查看了有關(guān)資料，并且參照數(shù)控車床的改造經(jīng)驗，確定總體方案為：采用微機對數(shù)據(jù)進行計算處理，由 I/O 接口輸出步進脈沖，經(jīng)二級齒輪減速后，帶動滾珠絲桿傳動，從而實現(xiàn)縱向、橫向的進給運動。其總體改造方案的結(jié)構(gòu)框圖見圖 A。系統(tǒng)的運動方式和伺服系統(tǒng)的選擇由于改造后的經(jīng)濟型數(shù)控車床應(yīng)具有定位，直線插補（圓弧插補） 。暫停，循環(huán)加工，螺紋加工等功能。故應(yīng)選擇

7、連續(xù)控制系統(tǒng)。由于設(shè)計的是經(jīng)濟型數(shù)控車床，所以在考慮具體方案時，基本原則是在滿足需要的前提下，對于機床盡可能減少改動量，以降低成本。故采用半閉環(huán)控制系統(tǒng)。計算機系統(tǒng)根據(jù)機床要求，采用 8 位微機，由于 MCS-51 系列單片機具有集成度高可靠性好，功能強，速度快，抗干擾能力強，具有很高的性能價格比等特點，采用 MCS-西南大學工程技術(shù)學院課程設(shè)計(論文)551 系列的 8031 單片機的擴展系統(tǒng)。經(jīng)過改造后的機床數(shù)控半閉環(huán)系統(tǒng)的功能模塊組成見下圖。圖 3-1 數(shù)控半閉環(huán)系統(tǒng)的功能模塊組圖控制系統(tǒng)由微機部分、鍵盤及顯示器，I/O 接口及光電隔離電路，步進電機，功率放大電路等組成。系統(tǒng)的加工程序和

8、控制命令通過鍵盤操作實現(xiàn)。顯示器采用數(shù)碼管顯示加工數(shù)據(jù)及機床狀態(tài)等信息。（3）機械傳動方式為實現(xiàn)機床所要求的分辨率，采用步進電機經(jīng)齒輪減速再傳動絲桿，為保證一定的傳動精度和平穩(wěn)性，盡量減小摩擦，選用滾珠絲桿螺母副。同時，為提高傳動剛度和消除間隙采用有預(yù)加負荷的結(jié)構(gòu)，齒輪傳動也要采用消除齒側(cè)間隙的結(jié)構(gòu)?？v向進給機構(gòu)的改造。拆除原機床的進給箱和溜板箱，利用原機床進給箱的安裝孔和銷釘孔安裝齒輪箱體。滾珠絲杠仍安置在原絲杠的位置，兩端仍采用原固定方式。這樣可減小改裝工作量，并由于滾珠絲杠的摩擦系數(shù)小于原絲杠，從而使縱向進給整體剛度增大。橫向進給機構(gòu)的改造。保留原手動機構(gòu)，用于微進給和機床刀具對零操作，

9、原有的支承結(jié)構(gòu)也保留，步進電機一齒輪箱體安裝在機床后側(cè)?？v、橫向進給機構(gòu)都采用了二級齒輪減速，并用雙片齒輪錯齒法消除間隙。雙片齒輪間沒有加彈簧自動消除間隙，這是因為彈簧的彈力很難適應(yīng)負載的變化情況。當負載大時，彈簧彈力小，起不到消除間隙的目的，當負載小時，彈簧力大，由加西南大學工程技術(shù)學院課程設(shè)計(論文)6速齒輪的磨損。因此，采用定期人工調(diào)整，螺釘緊固的辦法消除間隙。縱向齒輪箱和溜板箱均加外罩，以保機床原外觀，起到美化機床的效果。在溜板箱安裝了縱、橫向快速進給按鈕和急停按鈕，以適應(yīng)機床調(diào)整時的操作需要和遇到意外情況時的緊急處理需要。4 4 機械部分設(shè)計計算機械部分設(shè)計計算機械傳動是利用各種形式

10、的機構(gòu)傳遞運動和動力。傳動裝置的作用就是傳遞運動和動力，變換運動形式，傳動鏈示意圖及等效力學模型圖見圖 B。一般整個機械傳動系統(tǒng)的特性可用若干相互聯(lián)系的質(zhì)量彈簧阻尼系統(tǒng)表示，其中每部分的動力學特性可表示為如下傳遞函數(shù)：2222)(122)(11)()(mksmkkmBSmkkkBSmssFsX式中：X（s）位移的像函數(shù) F（s）外力的像函數(shù) m（s）質(zhì)量 k（s）彈性剛度 B（s）粘性阻尼系統(tǒng)4.14.1 諧振頻率諧振頻率 諧振角頻率（無阻尼自振角頻率）通常表示為 mk 為了滿足機電一體化系統(tǒng)的高動態(tài)特性，機械傳動各個分系統(tǒng)的諧振頻率均應(yīng)遠離于機電一體化系統(tǒng)的設(shè)計截止頻率，設(shè)計時采用如下經(jīng)驗關(guān)

11、系：c)122( 其中：最低機械傳動分系統(tǒng)諧振角頻率 t機電系統(tǒng)剪切頻率4.24.2 高剛度高剛度 機械傳動分系統(tǒng)的剛度西南大學工程技術(shù)學院課程設(shè)計(論文)7 2224mfmk 式中 f頻率（Hz） ；對傳動鏈示意圖的系統(tǒng) 3，對于絲杠螺母傳動副帶動工作臺及工件的系統(tǒng)。其剛度為 2313253)(1095. 3fmmk式中： k3機械傳動系統(tǒng)剛度，N/m； m32工作臺質(zhì)量，kg； m31工件的質(zhì)量，kg對滾珠絲杠螺母副傳動的剛度 spmaspSFk 式中： Fasp外軸向力； Sspm軸向位移4.34.3 阻尼阻尼 機械傳動分系統(tǒng)的阻尼比 mkB12 根據(jù)經(jīng)驗適當?shù)淖枘岜葢?yīng)選為2 . 01

12、. 04.44.4 轉(zhuǎn)動慣量轉(zhuǎn)動慣量快速性是現(xiàn)代機電一體化系統(tǒng)的顯著特點，在驅(qū)動力矩一定的前提下。根據(jù)式（1-1）轉(zhuǎn)動慣量越小，加速性能越好。即時 （1-1）JM 式中 M力矩； J轉(zhuǎn)動慣量； 加速度；滾珠絲杠傳動的轉(zhuǎn)動慣量西南大學工程技術(shù)學院課程設(shè)計(論文)8 2121)(4)(4WJAWJJ式中： J1滾珠絲杠的慣量 BBDPL32 P絲杠的節(jié)距 W工作臺與工件的總質(zhì)量 鐵的密度 DB絲杠直徑 LB絲杠全長絲杠傳動時傳動系統(tǒng)折算到電動機軸上的總轉(zhuǎn)動慣量 (NcmS2)2221)2()(1tgWJJiJJSt式中： J1齒輪 Z1 及軸的轉(zhuǎn)動慣量 (NcmS2) J2齒輪 Z2 的轉(zhuǎn)動慣量

13、(NcmS2) JS絲杠轉(zhuǎn)動慣量 (NcmS2) t絲杠螺距 cm W工件及工件臺質(zhì)量 N4.54.5 摩擦摩擦 摩擦是機械化傳動部件常見的現(xiàn)象，軸承摩擦，齒輪傳動摩擦工作臺導軌摩擦絲杠螺母副摩擦等。 應(yīng)當注意：與速度無關(guān)的摩擦產(chǎn)生反轉(zhuǎn)誤差，與速度有關(guān)的摩擦將影響阻尼比，對機械傳動部件的摩擦特性的要求可歸納為：1.具有與速度成正比摩擦力避免負斜率；2.與速度無關(guān)的干摩擦應(yīng)盡量小；3.根據(jù)經(jīng)驗折算到電動機上的摩擦力矩之和應(yīng)等于電動機轉(zhuǎn)矩的 0.20.3。4.64.6 其它部件的設(shè)計其它部件的設(shè)計導軌：西南大學工程技術(shù)學院課程設(shè)計(論文)9導軌用于引導運動部件的走向，它對機電一體化系統(tǒng)的影響通常是

14、由其摩擦特性決定的，主要影響定位精度和低速均勻性。導軌分滑動導軌，滾柱導軌，液體靜壓導軌和氣浮導軌。為了起動跟隨快，希望摩擦小，為了加強抗振能力，提高穩(wěn)定性，則希望阻尼系數(shù)大，因此合理選擇導軌是提高機電一體化系統(tǒng)動態(tài)性能的重要環(huán)節(jié)。此處選用滑動導軌。5 數(shù)控系統(tǒng)硬件電路設(shè)計數(shù)控系統(tǒng)硬件電路設(shè)計5.15.1 數(shù)控系統(tǒng)基本硬件組成數(shù)控系統(tǒng)基本硬件組成任何一個數(shù)控系統(tǒng)都由硬件和軟件兩部分組成。機床數(shù)控系統(tǒng)的硬件電路概括起來由以下四部分組成：中央處理單元 CPU總線 包括數(shù)據(jù)總線（DB） ，地址總路線（AB）和控制總線（CB）存儲器 包括只讀可編程存儲器（COM）和隨機存儲器（RAM）I/O 輸入，輸

15、出接口電路其中 CPU 是數(shù)控系統(tǒng)的核心。作用是進行數(shù)據(jù)運算處理和控制和部分電路協(xié)調(diào)工作。存儲器用于存放系統(tǒng)軟件，應(yīng)用程序和運行中所需要的各種數(shù)據(jù)。I/O 接口是系統(tǒng)與外界進行信息交換的橋梁。三總線是 CPU 與存儲器、接口以及其它轉(zhuǎn)換電路聯(lián)接的紐帶，是 CPU 與部分電路進行信息交換和通訊的必由之路，數(shù)控系統(tǒng)硬件框圖如圖所示。西南大學工程技術(shù)學院課程設(shè)計(論文)10圖 5-1 數(shù)控系統(tǒng)硬件框圖5.25.2 單片機控制系統(tǒng)設(shè)計單片機控制系統(tǒng)設(shè)計主要技術(shù)特性及硬件配置 中央處理器為 MCS-51 系列的 8031 單片機，存儲器選用2764EPROM（8k8）和 6264RAM（8k8） ，I/

16、O 接口芯片選用 8031CPU。8031 單片機的 P1 口可用作 I/O 接口。用 8031 單片機的 P1 口管理步進電機，用擴展接口管理鍵盤和顯示電路。其 A 口做縱、橫進給系統(tǒng)步進脈沖的輸出口。PA0PA2 為橫向（X）輸出口。PA3PA5 為縱向（Y）輸出口。B 口為位控方式，其中 PB0PB3 為+X，-X，+Y，-Y 的行程越位信號輸入。PB5 為急停信號輸入。PB6，PB7 為系統(tǒng)工作正常，報警信號輸出。X，Y 向步進電機和自用一個環(huán)形分配器控制?？刂撇竭M電機的脈沖發(fā)生器與脈沖分配由硬件實現(xiàn)。數(shù)碼顯示的字符發(fā)生，鍵盤掃掃描管理器由軟件實現(xiàn)。5.35.3 光電隔離電路光電隔離電

17、路 在步進電機驅(qū)動電路中，脈沖信號經(jīng)功放后控制步進電機勵磁繞組由于步進電機需要的驅(qū)動電壓較高，電流較大，如果將輸出信號與功率放大器直接相聯(lián)，將會引起強電干擾。輕則影響計算機程序的正常工作，重則導致計算機和接口電路損壞。所以一般在接口電路與功率放大器之間都要接上隔離電路，采用的光電耦合電路如圖所示。西南大學工程技術(shù)學院課程設(shè)計(論文)11圖 5-2 光電耦合電路脈沖分配器（步進電機雙三拍方式工作）選用 YB013 脈沖分配器。表 1 工作真值表 相狀態(tài)ABC111020113101 脈沖分配器接圖 5-3。圖中 CP 的上升沿使脈沖分配器改變輸出狀態(tài)因此 CP 的頻率決定了步進電機的轉(zhuǎn)速，P 端

18、控制步進電機轉(zhuǎn)向 P=1 為正轉(zhuǎn) P=0 為反轉(zhuǎn)。西南大學工程技術(shù)學院課程設(shè)計(論文)12 圖 5-3 脈沖分配器接線圖表 2 TTL 脈沖分配器主要性能參數(shù)輸出高電平（V）輸出低電平（V）輸入低電平（V）輸入高電平（V）吸收電流（mA）工作頻率（KHz）電源電壓（V）環(huán)境溫度（C）2.40.40.82.41.6016050.50+705.45.4 功率放大電路功率放大電路如圖 5.4 脈沖分配器的輸出功率很小，遠不能滿足步進電機的要求。必須將它放大以產(chǎn)生足夠大的功率驅(qū)動步進電機運轉(zhuǎn)。功率放大電路分為單電源和雙電源型。單電源型線路簡單，但效率不高，所以選用雙雙電源型。雙電源采用高低壓供電電路。

19、西南大學工程技術(shù)學院課程設(shè)計(論文)13圖 5-4 功率放大電路在功率放大器導通初始，T1，T3，T4 全導通，并使脈沖變壓器 B 的副邊產(chǎn)生一定寬度的脈沖電流，使 T2 導通，高壓電源 EH 通過 T2；T1 為步進電機某一相繞組供電，使其電流上升沿變陡，同時 D2 處于反向偏置，將低壓 En 與繞組 WA 切斷。經(jīng)過 tb 時間后脈沖電流消失，使 T2 截止，高壓電源與繞組之間被切斷，En 通過 D2。T1 為繞組 WA 供電，提供所需的額定電流，通過調(diào)整脈沖變壓器的磁芯和R4 可改變高壓供電的時間寬度 tb。5.55.5 其它輔助電路其它輔助電路為了防止機床行程越界，所以在機床上裝有行程

20、控制開關(guān)。為了防止意外，裝有急停按鈕。因為這些開關(guān)都安裝在機床上，距控制箱較遠，容易產(chǎn)生電氣干擾。為了避免這種情況發(fā)生，在電路和接口之間實行光電隔離。為了報警還設(shè)有報警電路。當綠色的發(fā)光二極管亮時表示工作正常。當紅色發(fā)光二極管亮時，表示溜板箱已到極限位置。圖 5-5 報警指示西南大學工程技術(shù)學院課程設(shè)計(論文)145.65.6 自動回轉(zhuǎn)刀架的控制自動回轉(zhuǎn)刀架的控制當需要自動回轉(zhuǎn)刀架換刀時，由 8155（1）的 PC0PC3 發(fā)生刀位信號?？刂频都茈姍C回轉(zhuǎn)到達指定的刀位，刀架夾緊之后，發(fā)生換刀回答信號。8155（1）的 PB5輸入計算機，控制刀架開始進給。5.75.7 螺紋加工的控制螺紋加工的控

21、制當加工螺紋時，由與主軸相連的光電脈沖發(fā)生器螺紋信號和零位螺紋信號分別送入 8031 的 T0 和 8155（1）的 PB6 通過設(shè)置不同的時間常數(shù)來加工不同螺距的螺紋，零位螺紋信號是防止螺紋亂扣。 （即每次開始進刀的位置必須相同）5.85.8 地址編碼地址編碼（存儲器及 I/O 地址編碼）芯片接74LSB8引腳地址選擇線片內(nèi)地址單元（字節(jié)）地址編碼2764（1）0Y000X XXXX XXXX XXXX8k0000H1FFFH2764（2）1Y001X XXXX XXXX XXXX8k2000H3FFFH62642Y010X XXXX XXXX XXXX8k4000H5FFFHRAM3Y01

22、11 1110 XXXX XXXX2567E00H7EFFH8155（1）I/O3Y0111 1111 1111 1XXX67FF8H7FFDHRAM4Y1001 1110 XXXX XXXX2569E00H9EFFH8155（2）I/O4Y1001 1111 1111 1XXX69FF8H9FFDH西南大學工程技術(shù)學院課程設(shè)計(論文)156 軟件設(shè)計軟件設(shè)計 6.16.1 總體方案設(shè)計總體方案設(shè)計軟件設(shè)計采用模塊化設(shè)計，主要包括主模塊，子模塊和定時中斷模塊，主模塊主要完成初始化和監(jiān)控。初始化應(yīng)包括 PIO、CTC 的初始化，標志位，原鍵盤緩沖區(qū)及顯示緩沖區(qū)的初始化。監(jiān)控主要包括鍵盤管理和顯示

23、管理，均可調(diào)用原監(jiān)控程序中鍵盤管理和顯示管理子程序。功能子模塊包括+X，-X，+Y，-Y 及 STOP 功能子模塊，并可調(diào)用原監(jiān)控程序中的許多子程序。中斷模塊包括急停中斷模塊，報警中斷模塊等。 6.26.2 圓弧插補程序設(shè)計圓弧插補程序設(shè)計插補原理：進給機構(gòu)每進一步后，計算新坐標后的位置與加工曲線理想位置的偏差。根據(jù)偏差的正負，確定下一步進給方向，以逼近理想位置。最后加工出所需要的零件廓形。一個插補循環(huán)由四個節(jié)拍組成，即偏差判別，進給偏差計算和終點判別。圓弧插補子程序流程圖見圖 C，其子程序如下： ORG2200HPUSH AF西南大學工程技術(shù)學院課程設(shè)計(論文)16PUSH BCPUSH H

24、LLD A， （2830H）LD H， ALD A， （2832H）LD L， A LD A， （2834H）LD B， ALP3：LD A，ECP 00HJP M，LPEX AF，AFLD A， （2820H）SET 0，ARET 2， ALD （2820H） ，A EX AF，AFCALL 2600H ；調(diào)環(huán)分子程序SUB L ；F=F-YaINC C ；X=X+1JP LP2 LP1：EX AF，AFLD A， （2820H）SET 2，ARET 0， ALD （2820H） ，A EX AF，AFCALL 2600H ；調(diào)環(huán)分子程序西南大學工程技術(shù)學院課程設(shè)計(論文)17ADD A ，

25、H ；F=F+XaINC D ；Y=Y+1LP2：LD E， A CALL 2300H ； 延時子程序HALTDJNE LP3POP HLPOP BCPOP AFRET7 7 半閉環(huán)反饋系統(tǒng)的設(shè)計半閉環(huán)反饋系統(tǒng)的設(shè)計7.17.1 檢測元件的正確選用及其功能與特點檢測元件的正確選用及其功能與特點本設(shè)計檢測元件選用增量式光電編碼器，安裝在滾珠絲杠未端。光電編碼器是碼盤式角度數(shù)字檢測元件，所謂增量式編碼器是指旋轉(zhuǎn)的碼盤給出一系列脈沖，然后根據(jù)旋轉(zhuǎn)方向由計數(shù)器對這些脈沖進行加減計數(shù)， 以此來表示轉(zhuǎn)過的角位移量。光電增量編碼器的原理：在圓盤上刻有節(jié)距相等的輻射狀窄縫，與之相對應(yīng)的還有兩組檢測窄縫，其節(jié)距與圓盤的節(jié)距相同。兩組檢測窄縫錯開1/4 節(jié)距，其目的是使 A、B 兩個光電轉(zhuǎn)換器的輸出信號在相位上相差 90，測量時兩組窄縫是靜止不動的，圓盤與被測軸一起轉(zhuǎn)動，這時在光電轉(zhuǎn)換器 A 和 B 上就輸出一個相位差 90的近似正弦波，經(jīng)邏輯電路處理后用來識別被測軸的轉(zhuǎn)動方向，其原理框圖見（圖 61a）當圓盤上正轉(zhuǎn)時，光電輸出波形如圖 61b 中左邊圖形所示，a 比 b 滯后 90，經(jīng)過邏輯