任务导图：

任务描述：

    就电气控制而言，机床主轴的控制有别于机床伺服轴的控制。一般情况下，机床主轴的控制主要是速度控制，而机床伺服轴的控制主要是位置控制。机床主轴由电动机带动工作，机械测速缺陷日益明显，其主要表现为直流测速电动机DG中的炭刷磨损和交流测速发电机TG中的轴承磨损，增加了设备的维护工作量，也随之增加了发生故障的可能性。随着电力电子技术的不断发展，电子脉冲测速已逐步取代机械测速，如可采用磁阻式、霍尔效应式、光电式等方式检测电动机转速，本任务针对机床主轴的转速检测要求，选用合适的光电编码器，制定合适的安装、调试方案等。 

                     学习

                     目标

1.熟悉增量式编码器的工作原理、常用专业术语；

2.掌握技术参数；

3.掌握什么是绝对编码器。

1.明白增量式编码器的工作；

2.绝对编码器的三种分类。

1.养学生的创新精神与实践能力；

2.进学生个性发展，培养学生分析问题与解决问题的能力；

3.养学生的团队合作精神；

任务重点：

增量式编码器的工作原理

任务难点：

通过完成下面作业可以更详细地理解和掌握。

(1)调查并分析编码器在数控机床中的应用

(2)有一伺服电动机同轴安装的光电编码器，指标为1024脉冲/转，改伺服电动机与螺距为6的滚珠丝杠通过联轴器直链，在位置控制伺服中断4ms内，光电编码器的输出脉冲经4倍频率处理后，共计脉冲0.5K（1k=1024）问

  (1)伺服电动机的转速为多少？

  (2)伺服电动机的旋转方向是怎样判别的？

教学方法：

演示操作方法、分组讨论法。

教学手段：

播放多媒体资源手段、现场指导。

英语词汇：

光电编码（optical-electricity encoder）、增量编码器（incremental encoder）、 分辨率（resolution ratio）、 电磁编码器（Electromagnetic  encoder）、 电动机（electromotor）、光纤传感器（FOS（fiber optic sensor））

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多媒体资源区

1. PPT

2. 视频

项目4-16机床主轴转速检测任务描述

项目4-17光电编码器

项目4-18增量式编码器的结构和工作原理

项目4-19增量式编码器旋转方向的判别

项目4-20增量式编码器的技术参数及特点

项目4-21绝对式光电编码器

项目4-22绝对式接触编码器

项目4-23绝对式电磁编码器

项目4-24绝对式编码器的特点

项目4-25光电编码器测速－Ｍ法

项目4-26光电编码器测速－T法

项目4-27光电编码器测速－M／Ｔ法

项目4-28机床主轴转速检测任务实施

项目4-29转盘工位编码器

项目4-30交流伺服电动机控制原理

3. 动画

1、光柱显示编码液位计原理

1、调查并分析编码器在数控机床中的应用。

2、有一与伺服电动机同轴安装的光电编码器，指标为1024 脉冲/转，该伺服电动机与勺6的滚珠丝杠通过联轴器直连，在位置控制伺服中断4ms内，光电编码器的输出脉冲信号经4倍频处理后，共计脉冲数为05K (1K-1024).问:

(1)伺服电动机的转速为多少?

(2)伺服电动机的旋转方向是怎样判别的?8.光纤传感器具有哪些特点?

1、答：数控机床是一种装有程序控制系统的自动化机床，能够根据已编好的程序，使机床动作并加工零件。它综合了机械、自动化、计算机、测量、微电子等最新技术，使用了多种传感器。由于高精度、高速度、高效率及安全可靠的特点，在制造业技术设备更新中，数控机床正迅速地在企业得到普及 。在数控机床中，光电脉冲编码器作为速度和位置检测的元件，故障发生率较高，外在表现多种多样。光电脉冲编码器可分为增量式和绝对式。所谓增量式即编码器转过角度就发出脉冲，查不出轴处于什么位置，只能记录得电后的脉冲数。机床失电后，不能记忆轴的位置。绝对式则能够记忆轴转过的角度和空间位置。这依赖于一组或一个备用电池的支持，使机床失电后仍能保持记忆。当然编码器依据安装位置不同又可分为内装式和外装式，内装式和伺服电动机同轴安装，外装式则安装在传动链末端。编码器输出信号通常有两组相位差90度的方波信号用于辨向，一个零标志位（又称一转信号）用校正。

2、解：（1）

（2）通过相应的正反向计数器及鉴相电路实现。