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 時(shí)柵傳感器在數(shù)控系統(tǒng)中的應(yīng)用王彥剛,等自動(dòng)化儀表第27卷第1期2006年1

2、月新型的智能位移傳感器- 時(shí)柵傳感器,通過(guò)將其信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)控系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)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?xún)r(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(guān)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。最

3、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±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(guān)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(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)Z。三信號(hào)為標(biāo)準(zhǔn)的TTL電平信號(hào),其體波行如圖2 所示。增量信號(hào)為離散的脈沖信號(hào),即傳感器每80s (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)。在設(shè)計(jì)時(shí)柵信號(hào)

4、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。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(mén)4A關(guān)閉,與門(mén)5A打開(kāi),增量信號(hào)P通過(guò)與門(mén)5A和或門(mén)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

5、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(mén)5A 關(guān)閉,與門(mén)4A打開(kāi),增量信號(hào)P取反后通過(guò)與門(mén)4A和或門(mén)6A,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)中定義的接口標(biāo)準(zhǔn)為5 V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)

6、控系統(tǒng)的測(cè)量接口進(jìn)行匹配即可實(shí)現(xiàn)用性?xún)r(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 樊澤明等: 高精度定位傳感器及其在混聯(lián)切削機(jī)器人中的應(yīng)用西安理工大學(xué)學(xué)報(bào)Journal of Xian U niversity of Techno logy (2002) Vo l. 18 No. 1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(kāi)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

7、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(xiàn)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)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(lèi)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

8、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; 準(zhǔn)停信號(hào)產(chǎn)生單元由高

9、精度的準(zhǔn)停球等組成;定位失效處理單元由彈性鉸等組成。負(fù)極電纜接被定位件, 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(kāi)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(kāi)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,

10、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)示意圖定位過(guò)程斷開(kāi)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(kāi)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IöO 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(kāi), 為定位信號(hào)的產(chǎn)生提供可能(因?yàn)?/p>

11、觸發(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(kāi), 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IöO 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(xiàn)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

12、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1×10- 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) 和三軸并聯(lián)(z 軸、A 軸、B 軸) 混聯(lián)切削機(jī)器人為例進(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(xiàn)移動(dòng)關(guān)節(jié)x 軸和y 軸, 又有回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)C 軸。對(duì)于直線(xiàn)移動(dòng)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; 對(duì)于回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)C 軸, 其精度受半徑影響,

13、 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轉(zhuǎn)工作臺(tái)的外邊緣相對(duì)靜止的零件上, 負(fù)極接回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的回轉(zhuǎn)件上。2. 2動(dòng)平臺(tái)回零定位并聯(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(xiàn)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)回零定位傳感器組所用的傳感器與2. 1 節(jié)

14、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(xiàn)切割加工檢測(cè)斷絲的傳感器 樊琳陳齊漢 線(xiàn)切割加工檢測(cè)斷絲的傳感器蘇州大學(xué)江蘇省蘇州市215021數(shù)控電火花線(xiàn)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

15、,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(xiàn)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?經(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(xiàn)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,已成為數(shù)控線(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)切割機(jī)床上直接用機(jī)械式傳感器檢測(cè)工具電

16、極是否斷絲比較困難,也不現(xiàn)實(shí)。經(jīng)過(guò)多種方案的試驗(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(jiàn)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(xiàn)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: 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(xiàn)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(xiàn)圈作為傳感器, 該空心線(xiàn)圈約8750 ±10 匝, 線(xiàn)圈電壓為380V ,銅絲直徑0109mm.

17、線(xiàn)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(xiàn)周?chē)嬖谥哳l直流的磁場(chǎng),該磁場(chǎng)的磁感應(yīng)線(xiàn)是以導(dǎo)線(xiàn)上各點(diǎn)為同心圓,并且都在跟導(dǎo)線(xiàn)垂直的平面上。從理論上,將導(dǎo)線(xiàn)從傳感器中穿過(guò),傳感器受到磁感應(yīng)線(xiàn)的作用,產(chǎn)生感應(yīng)電流。實(shí)際上,由于線(xiàn)圈中間有12 ×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(xiàn)在空心線(xiàn)圈表面繞一圈,讓導(dǎo)線(xiàn)和線(xiàn)圈緊貼,增強(qiáng)感應(yīng)效果。傳感器使用方

18、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(xiàn)圈的兩端點(diǎn),線(xiàn)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(jiàn)圖3 ,依據(jù)原理框圖研制的電路圖如圖4 所示。圖4 中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)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定值,輸入信號(hào)和標(biāo)準(zhǔn)值信號(hào)連接N1 成比較放大器。標(biāo)準(zhǔn)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1

19、V ,考慮到切割機(jī)床加工中的其它因素,標(biāo)準(zhǔn)值設(shè)定為1V. 為了能滿(mǎn)足不同型號(hào)的線(xiàn)切割機(jī)床的應(yīng)用,標(biāo)準(zhǔn)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、R P2 與R4 串聯(lián)組成, R P2 可根據(jù)機(jī)床加工實(shí)際情況調(diào)節(jié)延遲時(shí)間。普及型高速走絲線(xiàn)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

20、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。N1 接成比較放大器,N2 接成比較器,L ED1 上的電壓既是N2 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)N1 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R3 產(chǎn)生的基準(zhǔn)電壓比較后送到BG的基極,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“1”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

21、一個(gè)穩(wěn)壓電源或直接從線(xiàn)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 VDB6RS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)物體自左向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，首先遮斷光源 A 的光線(xiàn)，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(mén)打開(kāi)，高頻脈沖可以通過(guò)，計(jì)數(shù)器開(kāi)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(mén)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 =1s，計(jì)數(shù)器所計(jì)脈沖數(shù)為 n，則可判斷出物體通過(guò)已知距離 S0所經(jīng)歷的時(shí)間為（單位為s），則運(yùn)動(dòng)物體的平均速度為應(yīng)用上述原理，還