光栅尺在数控线切割机床的闭环应用

　　目前在线切割机中当系统发出一个进给指令,经驱动电路功率放大,驱动电机旋转一个角度,再经齿轮减速装置带动丝杠旋转,通过丝杠螺母机构转换为机床的直线位移。机床各个轴的移动速度与位移量由输进脉冲的频率与脉冲数所决定。此时机床的信息流是单向的,即进给脉冲发出后,实际移动值不再反馈回来。系统对机床的实际位移量不进行监测，也不能进行误差校正。因此步进电动机的失步、步距角误差、齿轮与丝杠等传动误差都将影响被加工零件的精度。为了进步机床的精度，采用直线电机和位置检测元件组成闭环系统。它消除了旋转电机齿轮间隙带来的误差，减小了系统的惯性，改善了系统的动态性能。电性能否定位，取决于位置反馈是否，光栅尺精度高、价位低、性能优良、故其成为传感器，以实现位置信号的反馈。

　　光栅尺信号输出频率很高，如直接给工控机读取，实时性难以保证，采用高性能工控机虽能实现，但需编制大量程序。设计光栅尺接口模块，能实现信号的细分、辩向、位置的计算与显示。模块是独立工作的，上位机何时需要数据，通过数据总线直接读取即可。既保证控制系统的实时性，进步了系统的反应速度。采用的光栅尺分辨率为1μm。

光栅尺输出信号是电信号，动尺移动一个栅距，输出电信号便变化一个周期，它是通过对信号变化周期的丈量来测出移动的相对位移。计数器所计数乘以光栅距即为直线电机所走的位移。

　　输出信号是相位角相差90o时，方向为正，反之为负。Z信号作为校准信号以消除累积误差。

　　在A信号怕下降沿采集B信号，就可判定出运动方向。当A信号的上升沿及下降沿均比B信号超前1/4W，在A信号下降沿采集的B信号为“1”，此时为正向运动；A信号的上升沿及下降沿均比B信号滞后1/4W，在A信号下降沿采集到的B信号为“0”，此时为反向运动。根据采集到的运动信号方向和A信号变化的周期数用计数器进行计数（正向计数或逆向计数），就可测算出总位移。