直線軸伺服電機(jī)的旋轉(zhuǎn)編碼器：對銑削工件表層質(zhì)量的影響

在模具制造業(yè)中，工件公差與表層質(zhì)量至關(guān)重要。進(jìn)給軸測量技術(shù)，尤其是編碼器的細(xì)分偏差，對銑削效果及工件表層質(zhì)量具有重大影響。避免肉眼可見的表層缺點(diǎn)，是提升工件附加值的關(guān)鍵。

機(jī)床行業(yè)的許多領(lǐng)域，特別是模具制造業(yè)，對工件公差的要求極為嚴(yán)格，而且不允許表層缺點(diǎn)。要在最短時間內(nèi)滿足這些要求相當(dāng)困難。在模具制造中，粗加工需要切除大量材料，精加工時需要達(dá)到極高的表層質(zhì)量(圖1)。只有達(dá)到很高的銑削表層質(zhì)量才能避免后續(xù)成本，例如手工打磨。

除機(jī)床的機(jī)械系統(tǒng)、使用的數(shù)控系統(tǒng)和刀具外，進(jìn)給軸的測量技術(shù)對高附加值的銑削效果具有重大影響。特別是工件上周期性的 0.5 mm至5 mm波長的表層缺點(diǎn)可被肉眼識別，令人十分不快 — 在模具制造中尤其如此。其原因之一是進(jìn)給軸編碼器的細(xì)分偏差。除高端直線光柵尺外，直線進(jìn)給軸采用極小細(xì)分偏差的旋轉(zhuǎn)編碼器是工件獲得高表層質(zhì)量的關(guān)鍵。

肉眼可見表層缺點(diǎn)的原因

細(xì)分偏差和其影響

明顯的表層缺點(diǎn)

人眼對結(jié)構(gòu)性的變化非常敏感，即使工件表層極小的缺點(diǎn)也能被發(fā)現(xiàn)。例如，對于像素高達(dá)500萬的顯示器，一個像素的缺點(diǎn)就能被立即察覺。人眼對周期性表層的缺點(diǎn)更為敏感。

特別是在模具制造中，周期性的表層缺點(diǎn)讓人不愉快，而且需要代價昂貴的修復(fù)加工。工件表層的可見缺點(diǎn)有不同的表現(xiàn)形式，可能是暗影也可能是波紋。造成的原因也有多種，例如：

? 影響加工過程的機(jī)床振動(參見[1])。

? 進(jìn)給軸所用編碼器的細(xì)分偏差(參見[2])

信號偏差造成的細(xì)分偏差

當(dāng)今機(jī)床常用的進(jìn)給軸編碼器主要有兩種確定進(jìn)給軸位置值的方式：

? 絕對式，開機(jī)后就能確定進(jìn)給軸位置，精度一般，

? 增量式，提供兩路正弦信號(A和B)， 90°相位差

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