数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术，数控装备是以数控技术为代表的新技术对传统制造产业和新兴制造业的渗透形成的机电一体化产品，即所谓的数字化装备，其技术范围覆盖很多领域。数控系统和机床的测量系统是现代数控机床的关键部件，尤其是机床的测量系统，它是保证机床高精度的前提条件。而传感器则是测量系统的重要组成部分。

　　1 传感器简介

　　传感器是一种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。常用传感器的输出信号多为易于处理的电量，如电压、电流、频率等。传感器的种类名目繁多，根据被测量的性质进行分类，可分为位移、力、力矩、转速、振动、加速度、温度、压力、流量、流速等传感器。

　　2 数控机床对传感器的要求

　　(1)可靠性高和抗干扰性强;(2)满足精度和速度的要求;(3)使用维护方便，适合机床运行环境;(4)成本低。

　　不同种类数控机床对传感器的要求也不尽相同，一般来说，大型机床要求速度响应高，中型和高精度数控机床以要求精度为主。

　　3 位置位移传感器

　　数控机床应用的传感器最多的就是位置位移传感器。由于位置位移传感器在数控机床中的应用，使得机械产品的在加工效率和加工精度方面都有了飞跃性的提高。位置与位移的检测方法有许多种，目前在市场上的位置及位移传感器主要有以下几种：模拟式位置传感器、数字式位置传感器等、接近式传感器(接近开关)。

　　(1)位置传感器，位置传感器在数控机床上应用最多的是行程开关、接近开关、磁开关等，它们感应机械部件的位置向系统发出开关信号，是系统控制机械部件的工作。

　　在数控机床上，对于每个进给轴都安装有三个行程开关控制机床的行程以及机床零点的位置，比如说数控铣床的X轴，在X轴的两端各有一个行程开关，当X轴象征向移动的时候，当撞块压上行程开关的触头，行程开关的常开触点闭合，将信号送给数控系统，数控系统会发出让X轴停止的指令，X轴将停止移动。行程开关的位置决定了X轴在这个方向上的最远移动位置，同时保护机床。在X轴上还安装有一个负责机床X轴回零时的减速信号的行程开关，当机床在回参考点时，当X轴快速移动到这个行程开关位置，行程开关触点被压下，向系统发出减速信号，并发出指令寻找Z脉冲，当找到后停止移动，并认定本位置点就是X轴的机床零点。对于安装在X轴上的这三个行程开关，分别在机床的三个重要位置给出信号，使机床对于坐标及限位的位置有了准确的定位。

　　接近开关、磁开关在数控机床上的应用也很多，主要是在刀库上的应用，将刀库的位置、机械手的位置、刀库的数刀信号等这些位置信号传递给数控系统，是数控系统能够精确的控制刀库的自动换刀。

　　(2)位移传感器，位移传感器在数控机床上的应用也很多，主要是用来检测数控机床床移动的直线位移量或者角度位移量。其中常见的有光电编码器、光栅尺、磁栅尺等。数控机床很重要的一个指标就是进给运动的位置定位误差和重复定位误差，要提高位置控制精度就必须采用高精度的位置检测装置。下面以数控车床上的位移传感器为例，拖板的横向运动为Z轴，由Z轴进给伺服电动机通过Z轴滚珠丝杠来实现;拖扳上刀架的径向运动为X轴，由X轴进给伺服电动机通过X轴滚珠丝杠来实现。伺服电动机端部配有光电编码器，用于角位移测量和数字测速。角位移通过丝杠螺距能间接反映拖板或刀架的直线位移。

　　随着伺服电动机带动拖板运动，光电编码器产生与直线位移S成正比的脉冲信号，该信号反映了拖板的实际位置值，并作为位置反馈信号，与数控系统运算获得的位置指令进行比较，生成位置偏差信号，经信号转换电路生成速度控制信号，并与速度反馈信号比较后，经信号调节和功率驱动拖动伺服电机，经滚珠丝杠螺母副带动拖板继续作直线运动。当拖板运动至位置反馈信号与数控系统运算获得的位置相同时，伺服电动机停转，于是拖板就停在位置指令Pc所规定的位置处。

　　由此可见，光电编码器的分辨力决定了工作台实际位移值的精度，从而影响到数控机床位置控制的精度。数控机床中的角编码器多采用光电编码器，一般位置测量选用增量式，重要的测量选用绝对式。

　　另外，与伺服电动机同轴联接的光电编码器一方面用于测量丝杠的角位移;另一方面也可用于数字测速，产生速度反馈信号。

　　4 压力传感器

　　数控机床涉及到机、电、液、气和光等各方面技术，任何一个环节出错就会影响到数控机床的正常运行。在数控机床上，压力传感器的应用保证了数控机床的正常运行。

　　数控机床工件夹紧力的检测中使用压力传感器，数控机床加工前，自动将毛坯送到主轴卡盘中并夹紧，夹紧力由压力传感器检测，当夹紧力小于设定值时，将导致工件松动，这时控制系统将发出报警信号，停止走刀。

　　在润滑、液压、气动等系统中，均安装有压力传感器，对这些辅助系统随时进行监控，保证数控机床的正常运行。

　　5 温度传感

　　温度传感器是一种将温度变化转换成其他物理量的变化后再进行测量的一种装置。如热电偶、金属热电阻、负温度系数热敏电阻、集成温度传感器等。数控机床中应用有大量的电气元件、电机等，在电气元件工作的时候会产生大量的热，温度过高会烧毁电气元件。比如说，伺服电机工作的时候，由于转子的高速旋转会产生大量的热量，但温度高到一定高度时将会烧毁电机，所以当温度达到一定高度时必须让电机停止工作，那么系统就需要通过电机内部的温度传感器来了解点技能不的温度情况，在必要时产生报警。同样数控系统内部、电气柜内均要装有温度传感器，在温度过高时产生报警，防止烧毁电气元件。所以在数控机床上，温度传感器用来检测温度，同时将信息传递给系统产生相应的报警，对数控机床起到保护作用。

　　传感器在数控机床中占据重要的地位，它监视和测量着数控机床的每一步工作过程，保证数控机床的正常运行。