感应同步器在数控机床闭环系统中的应用

目前，数控机床控制技术已发展到CNC（计算机数控）、DNC（直接数控，也称群控或集中控制）、FMS（柔性制造系统）等阶段。这些控制系统的发展，也离不开精确的位移检测元件。由于感应同步器具有抗干扰能力强、可靠性高、对环境的适应性较强、重复精度高、结构坚固和维护简单等一系列优点，使其成为数控机床闭环系统中最重要的位移检测元件，受到国内外的普遍重视。

1.定位控制系统

在自动化加工和控制中，往往要求加工件或控制对象按给定的指令移动位置，这是位置控制系统所应具有的基本功能。定位控制仅仅要求控制对象按指令进入要求的位置，对运动的速度无特定的要求。在加工过程中，主要实现坐标点到点的准确定位。比较典型的是卧式镗床、坐标镗床和镗铣床在切削加工前刀具的定位过程。

图11－16所示为鉴幅型滑尺励磁定位控制原理框图，由输入指令脉冲给可逆计数器，经译码、D／A转换、放大器后送执行机构驱动滑尺。滑尺由数显表函数变压器输出幅值为Umsinφ和Umcosφ的信号，分别励磁滑尺的正弦绕组、余弦绕组，定尺输出幅值为Umsin（φ－θx）到数显表，记下与θx同步时的φ，并向可逆计数器发出脉冲，如果可逆计数器不为零，执行机构就一直驱动滑尺，数显表不断计数并发出减脉冲送给可逆计数器，直到滑尺位移值和指令信号一致时，可逆计数器为零，执行机构停止驱动，从而达到定位控制的目的。

图11－16 鉴幅型滑尺励磁定位控制原理框图

2.随动控制系统

随动控制系统是在机床主动部件上安装检测元件，发出主动位置检测信号，并用它作为控制系统的指令信号，而机床的从动部件，则通过从动部件的反馈信号和主动部件始终保持着严格的同步随动运动。由于感应同步器具有很高的灵敏度，只要自动控制系统和机械传动部件处理得当，使用感应同步器为检测元件的精密同步随动系统可以获得很高的随动精度。

图11－17所示为鉴相型滑尺励磁随动控制原理框图，标准信号发生器发出幅值相同的sinωt和cosωt信号，同时送到主动滑尺和从动滑尺作为励磁信号。主动定尺感应到sin（φ＋θ主），从动定尺感应到sin（φ＋θ从），两路信号经鉴相器鉴相得出相位差Δθ＝θ主－θ从。

当Δθ≠0时，说明从动部分和主动部分的位移不一致，将Δθ经放大后驱动电动机M，使从动部分动作，直到θ主 ＝θ从，达到随动控制的目的。

图11－17 鉴相型滑尺励磁随动控制原理框图

这种随动控制系统可用于仿形机床和滚齿机等设备上。仿形机床是直线运动方式的精密随动控制系统。在加工成形平面的自动化设备中，利用两套直线感应同步器沿工件模型轮廓运动，同时发出两个坐标轴的指令信号，分别控制另外两套感应同步器，就可使电火花切割机、气割焊枪或铣刀加工出和模型一致的工件。对于大型工件，例如，轮船钢板下料，可将模型或图纸缩小，而随动系统按一定比例放大，自动切割出所需形状。