位置検出素子は、検出素子（センサー）と信号処理装置で構成されており、横型CNC旋盤の閉ループサーボシステムの重要な部分です。 その機能は、作業台の位置と速度の実際の値を検出し、フィードバック信号を数値制御装置またはサーボ装置に送信して、閉ループ制御を形成することです。 検出要素は、一般に、光または磁気の原理を使用して、位置または速度の検出を完了します。
位置検出素子は、検出方法により直接測定素子と間接測定素子に分けられます。 直線検出素子は、一般的に工作機械の直線運動を測定する際に使用され、直接測定と呼ばれ、形成される閉ループ制御の位置を全閉ループ制御と呼びます。 測定精度は主に測定素子の精度に依存し、工作機械のトランスミッションの精度には影響されません。 工作機械テーブルの直線変位は、駆動モーターの回転角と正確に比例するため、モーターやねじの回転角を駆動・検出する方法で、間接的にテーブルの移動距離を測定することができます。 この方法は間接測定と呼ばれます。 位置閉ループ制御は、半閉ループ制御と呼ばれます。 測定精度は、検出素子と工作機械送りドライブチェーンの精度に依存します。 閉ループCNC工作機械の加工精度は、主に位置検出装置の精度によって決まります。 CNC工作機械には、位置検出要素に対する非常に厳しい要件があり、その分解能は通常0.001〜0.01mm以下です。
1.位置測定装置のフィードサーボシステムの要件
フィードサーボシステムには、位置測定装置に対する高い要件があります。
1）温度や湿度の影響が少なく、信頼性の高い動作、優れた精度保持、強力な干渉防止能力。
2）精度、速度、測定範囲の要件を満たすことができます。
3）使いやすく、メンテナンスが簡単で、工作機械の作業環境に適応します。
4）低コスト。
5）高速動的測定・処理が容易で、自動化も容易です。
位置検出装置は、さまざまな分類方法に従ってさまざまなカテゴリに分類できます。 出力信号の形式に応じて、デジタルとアナログに分類できます。 測定基準点のタイプに応じて、増分として分類できます。 位置測定素子の移動形態により、回転式と直線状に分類できます。
2.検出装置の故障の診断と除去
数値制御装置に比べて、検出素子の故障確率が比較的高く、ケーブルの損傷、素子の汚染、衝突変形などの現象が頻繁に発生します。 検出素子の故障が疑われる場合は、まずケーブルの断線、汚れ、変形などがないか確認し、出力を測定することで検出素子の品質を判断することもできます。検出素子の原理と出力信号。 以下では、説明の例としてSIEMENSシステムを取り上げます。
（1）信号を入力します。 SIEMENSCNCシステムの位置制御モジュールと位置検出デバイス間の接続関係。
インクリメンタルロータリー測定デバイスまたはリニアデバイスの出力信号には、2つの形式があります。diは電圧または電流の正弦波信号であり、EXEはパルス整形補間器です。 diはTTLレベルの信号です。 例として、HEIDENHA1N &＃39;の正弦波電流出力グレーティング定規を取り上げます。 グレーティングは、グレーティング定規、パルス整形補間器（EXE）、ケーブル、およびコネクタで構成されています。
工作機械の移動中に、スキャンユニットから3セットの信号が出力されます。2セットのインクリメンタル信号が4つのフォトセルによって生成され、180°の位相差を持つ2つのフォトセルが相互に接続され、それらのプッシュプルが90°の位相差と振幅。 値が約11μAのIe1とIe2の2つのセットは、正弦波に似ています。 基準信号のセットも、180°の差のある2つのフォトセルによってプッシュプル形式で接続されています。 出力は約5.5μAの実効成分を持つスパイク信号Ie0です。 信号はリファレンスマークを通過したときにのみ生成されます。 いわゆるリファレンスマークは、グレーティング定規のハウジングに磁石が取り付けられ、スキャンユニットにリードスイッチが取り付けられていることです。 リードスイッチがマグネットに近い場合、基準信号を出力することができます。
2組のインクリメンタル信号Ie1とIe2は、伝送ケーブルとコネクタを介してEXEに入り、増幅と整形の後、位相差90°の2つの方形波信号Ua1とUa2と基準信号Ua0が出力されます。 これらの信号は適切に組み合わされて処理されます。 つまり、1つの信号サイクルで5つのパルスを生成できます。つまり、周波数の5倍が処理され、コネクタを介してCNC位置制御モジュールに送信されます。
（2）EXE信号処理。 パルス整形補間器（EXE）の機能は、グレーティング定規またはエンコーダーによって出力された増分信号を増幅、再整形、周波数乗算、およびアラームし、位置制御のためにCNCに出力することです。 EXEは、基本回路とサブディビジョン回路で構成されています。
基本回路基板には、チャネルアンプ、整形回路、駆動・警報回路などが含まれています。細分化回路はオプション機能として回路基板になっており、2枚の基板はJ3コネクタで接続されています。
1）チャンネルアンプ。 グレーティングが正弦波電流信号Ie1、Ie2、Ie0を検出し、チャネルアンプを介して生成すると、一定の振幅の正弦電流電圧が出力されます。
2）回路を形作る。 Ie1、Ie2、およびIe0の増幅に基づいて、整形回路はそれらを3つの対応する方形波信号Ua1、Ua2、およびUa0に変換します。 TTLハイレベルは2.5V以上で、ローレベルは0.5V以下です。 。
3）警報回路。 入力ケーブルの断線、グレーティングの汚染、バルブの損傷によりグレーティングによりチャンネルアンプの出力信号がゼロになると、アラーム信号は駆動回路によって駆動され、CNCに出力されます。コネクタJ2によるシステム。
4）細分化回路。 一部の高精度CNC工作機械（CNCグラインダーなど）の位置制御では、位置測定に高分解能が要求されます。 たとえば、グレーティング定規の精度だけでは満足できません。 このため、分解能を向上させるために細分割回路を使用する必要があります。 高速工作機械のニーズを満たすためのレート。 基本回路チャネル増幅器の出力信号は、コネクタJ3を介してサブディビジョン回路に接続されます。 サブディビジョン回路で処理された後、1サイクルで位相差90°、デューティ比1：1の2チャンネルの出力信号がコネクタJ3から出力されます。 方形波信号を細分割します。 2つの方形波位置番号は、基本回路の駆動回路によって駆動された後、対応するUa1およびUa2チャネル信号であり、コネクタJ2によってCMCシステムに出力されます。
さらに、同期回路の目的は、方形波信号Ua1およびUa2の前縁と後縁に対応する方形波基準パルスを取得することです。
3.検出デバイスの障害の一般的な形式
（1）機械的振動（加減速時）
1）パルスエンコーダが故障しています。 このとき、スピードユニットのフィードバックライン端子の電圧が一定点低下していないか確認してください。 ドロップがある場合は、パルスエンコーダに欠陥があることを示しているため、エンコーダを交換する必要があります。
2）パルスエンコーダのクロスカップリングが損傷し、シャフト速度が検出された速度と同期しなくなる可能性があります。 カップリングを交換する必要があります。
3）タコメータジェネレータが故障した場合は、タコメータを修理または交換する必要があります。
（2）機械的暴走（スピード違反）。 位置制御ユニットと速度制御ユニットをチェックする場合は、以下の点をチェックする必要があります。
1）パルスエンコーダの配線が間違っていないか、エンコーダの配線が正帰還であるか、A相とB相が逆に接続されているかを確認してください。
2）パルスエンコーダカップリングが破損していないか確認してください。 破損している場合は、カップリングを交換してください。
3）タコジェネレータの端子が逆に接続されていないか、励起信号線が正しく接続されていないかを確認します。
（3）主軸の向きが合わない、または向きが合っていない。 オリエンテーション制御回路の設定と調整、オリエンテーションボード、スピンドル制御プリント基板の調整を確認してください。 同時に、位置検出器（エンコーダ）に欠陥がないか確認してください。
（4）座標軸振動送り。 モーターコイルが短絡していないか、機械送りねじがモーターにしっかり接続されているか、サーボシステム全体が安定しているかを確認した後、パルスコードが良好かどうか、カップリング接続が安定して信頼できるかどうかを確認します。タコメータが信頼できるかどうか。
（5）NCアラームのプログラムエラーおよび動作エラーによるアラーム。 たとえば、NCはFAUNUC-6MEシステムの090＃と091＃を報告します。 主回路の故障や送り速度が遅すぎるなどの原因でNCアラームが発生します。 同時に、パルスエンコーダが不良である可能性もあります。 パルスエンコーダの電源電圧が低すぎます。 このとき、主回路基板の+5V端子の電圧値が4.95〜5.10V以内になるように電源電圧の15Vを調整してください。 入力パルスがありませんエンコーダの1回転信号が基準点復帰を正常に実行できません。
（6）サーボシステムのアラーム。 FAUNUC-6MEシステム&＃39; sサーボアラーム416＃、426＃、436＃、446＃、456＃、SINUMERIK880システム&＃39; sサーボアラームI364＃、SINUMERIK8システム&＃など39; sサーボアラーム114＃、104＃など。上記のアラーム番号が表示された場合は、軸パルスエンコーダフィードバック信号の断線、短絡、信号損失、オシロスコープを使用してA相とB相を測定します。フェーズ1回転信号。 エンコーダが汚れていて汚れていて、信号を正しく受信できません。
つまり、CNC機器の故障では、検出部品の故障率が比較的高くなります。 メンテナンスの正しい使用と強化、および発生した問題の詳細な分析が行われている限り、故障率は低下し、故障を迅速に解決して、機器の正常な動作を保証できます。
