《机床之心：传感器的种类与神秘面纱》

导语：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。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。

传感器

传感器（sensor; measuring element; transducer）：能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置。这是一种物理装置或生物器官，能够探测、感受外界的信号、物理条件(如光、热、湿度)或化学组成(如烟雾)，并将探知的信息传递给其他装置或器官。

传感器的一些基本要求：

传感器具有较强的抗干扰性和较高的可靠性;

传感器要达到速度及精度方面的标准和要求;

传感器的使用和维护工作较为方便;

传感器成本较低。

不同类型的数控机床对传 sensor 的一些要求也存在着差异，通常情况下，高精度、中型数控机床对传 sensor 的要求着重体现在精度上，而大型数控 machine 上对 transmission sensor 的要求主要体现在速度响应度上。

位移检测

位移检测是最常见也是最重要的一类应用，它包括直线光栅（Linear Encoders）、脉冲编码 (Pulse Counting) 和旋转变压 (Rotating Transformers) 等。在进给驱动过程中，在 bed 身上对光栅进行固定。拖板移动实际位移在直线光栅所产生的一些脉冲信号上被直接性的反映出来。利用直线光栅对 work 台位置进行检测伺服系统是一个全闭环控制系统。而脉冲编码通过电磁式接触式以及光电式三种类型，其中光电式运用最为广泛，在x轴z轴端各配有一个 light point encoder，其主要运用于对数字角位移检测角位移基于丝杠螺距对刀架直线位移进行间接性的反映。而旋转变压则是通过两个转子绕组一个铁心以及两个定子绕组构成其角位移量与输出电压之间有一致函数关系。

位置检测

位置 detection 与 位 移 detection 存在一定差异。位置 detection 主要分为接近式和接触式。在进给驱动过程中，当物体到达预设距离时发出“开关”信号。一旦物体到达预设距离，则行程开关会产生动作，从而实现整个过程控制。此外，还有二维矩阵位置 detector 用于内侧安装于机械手掌配置，该 detector 主要用于处理自身及其物体间相互作用的情况。

速度检测

速度 detection 是另一项重要任务，它可以通过脉冲编码或者测速发电机会实现。在 number control system 中，对伺服单元速度进行监视，以确保 machining 过程顺利进行，并避免因过快运动导致工具磨损或者工件质量问题。

压力检测

压力 detection 可以帮助我们监视切削力的变化，以防止过载造成工具损坏。当设置值大于夹紧力时，将出现被松动现象，同时报警声音停止工作。此外，也可以通过温度变化来判断是否需要调整参数以提高效率减少不必要损耗。

温度检测

温度 detection 可以帮助我们了解设备运行状态，如果发现异常，可以采取措施保护设备，如减慢操作频率增加冷却时间等。如果未能及时处理可能会导致严重故障甚至更换部件从而影响生产效率降低产品质量，因此正确识别这些迹象至关重要。