知道伺服電機(jī)為什么要加裝光柵尺嗎？
更新時(shí)間：2024-04-15 點(diǎn)擊次數(shù)：8698次
光柵尺由兩部分組成：尺體和讀數(shù)頭，標(biāo)尺主體安裝在移動(dòng)部件上，而讀取頭安裝在固定部件上。有人還將讀數(shù)頭安裝在活動(dòng)部件上（用于尺體的不方便移動(dòng)），測(cè)量效果相同，但區(qū)別在于信號(hào)線(xiàn)不方便移動(dòng)。標(biāo)尺主體的運(yùn)動(dòng)是一對(duì)光柵中主光柵（刻度光柵）和次光柵（指示光柵）的相對(duì)位移。在光干涉和衍射的共同作用下，產(chǎn)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(mǎn)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(gè)開(kāi)發(fā)過(guò)程。那么，為什么伺服電機(jī)必須安裝光柵尺呢？這是因?yàn)樗欧妱?dòng)機(jī)的內(nèi)置編碼器僅控制電動(dòng)機(jī)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(wú)法補(bǔ)償，因此需要作為補(bǔ)償。
由于光柵尺沿直線(xiàn)移動(dòng)，這個(gè)移動(dòng)實(shí)現(xiàn)了隨工作臺(tái)移動(dòng)的位移，因此沒(méi)有間隙。實(shí)時(shí)反饋數(shù)據(jù)被提供給控制系統(tǒng)，系統(tǒng)根據(jù)錯(cuò)誤進(jìn)行補(bǔ)償！光電器件將相同的黑白（或明暗）條紋轉(zhuǎn)換為正弦波改變電信號(hào)，然后在放大并重新整形電路之后，相位差為90度的兩個(gè)正弦波或方波信號(hào)A和B獲得。正弦波或方波的周期數(shù)與移動(dòng)距離成正比。當(dāng)標(biāo)尺主體向前移動(dòng)時(shí)，A信號(hào)B信號(hào)90度，而當(dāng)標(biāo)尺主體向反方向移動(dòng)時(shí)，A信號(hào)落后B信號(hào)90度，一些光柵還輸出Z信號(hào)（零返回信號(hào)）。
伺服電機(jī)通常需要加裝光柵尺來(lái)實(shí)現(xiàn)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(jī)自帶的編碼器只能反饋電機(jī)軸的旋轉(zhuǎn)位置和速度，而無(wú)法直接測(cè)量負(fù)載或工作臺(tái)的實(shí)際位置。光柵尺作為一種外部位置反饋裝置，可以直接測(cè)量直線(xiàn)位移，從而提供更準(zhǔn)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(jī)的編碼器只能檢測(cè)到電機(jī)本身的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，而不能感知到傳動(dòng)鏈（如絲杠、皮帶等）的誤差。通過(guò)加裝光柵尺，可以實(shí)現(xiàn)全閉環(huán)控制，即從命令發(fā)出到執(zhí)行完成整個(gè)過(guò)程的每個(gè)環(huán)節(jié)都能得到監(jiān)控和反饋，這樣可以有效地補(bǔ)償傳動(dòng)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(tái)和機(jī)床床身上，能夠提供穩(wěn)定的反饋信號(hào)。盡管它可能會(huì)受到切削液等外界因素的影響，但設(shè)計(jì)合理的保護(hù)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(yùn)行。
4、信號(hào)轉(zhuǎn)換：光柵尺可以將測(cè)量到的位移距離轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，再進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為脈沖信號(hào)，這些信號(hào)被反饋給控制器進(jìn)行處理，從而實(shí)現(xiàn)高精度的位置控制。
加裝光柵尺可以使伺服電機(jī)系統(tǒng)達(dá)到更高的精度要求，適用于精密加工、測(cè)量和其他對(duì)精度要求高的應(yīng)用場(chǎng)景。
