随着科技的发展，精密加工已经离我们生活越来越近，而精密加工的主要设备便是数控机床，数控机床中最重要的，要数数控车床了。在车床加工螺纹时，通过三爪卡盘夹紧圆柱形零件，主轴旋转带动零件作回转运动，车床进给机构带动车刀沿零件的轴线方向作直线运动，车刀在零件表面车出想要的螺纹。螺纹加工时有轨迹起点与轨迹终点，为保证螺纹的加工，车床会设置有升速进刀段与降速退刀段，以消除伺服滞后造成的螺距误差。
而数控车床用编码器大多为增量式编码器，编码器安装在车床主轴上，与主轴同步旋转。增量式编码器有一零位点，每过一周反馈给系统一个脉冲信号，通过检测这个信号，车床可实现加工控制。在加工螺纹时，利用此零位信号作为车床的车刀进刀点和退刀点的控制信号，保证加工螺纹不会乱扣。
编码器作为精密控制部件在环境适应性上有比较高的要求，因为机床在加工过程中会有高频振动。很多机床在长时间运行过程中会进行散热处理，散热用的油污难免会进到编码器里。在加工零件时由于主轴箱密封不严等原因，会有大量金属屑进到编码器部分。由于以上原因就要求编码器对冲击振动及耐油污、耐金属屑及灰尘有很高要求。
现在机床领域常用的编码器大多是光电编码器，磁环编码器，还有近几年新兴的齿轮编码器。光电编码器在耐油污方面能力较弱，油污浸入到编码器内部会对码盘造成污染，从而影响编码器的性能，严重的可导致编码器功能丧失。磁环编码器在耐铁屑杂质方面能力较弱，由于磁环吸附铁屑的特性，长时间运转会让铁屑过多的集聚在磁环与读数头之间，从而磨损磁环与读数头，磨损过大会导致编码器的损坏。齿轮编码器是由金属齿轮(图1)与读数头(图2)两部分组成，读数头内部完全用灌封胶密封，所以齿轮编码器不怕油污。齿轮编码器与磁环编码器都是磁编码器，区别在于磁环编码器的磁场存在于整个磁环，而齿轮编码器的磁场只存在于读数头中心区域的一小部分，对于抗铁屑等杂质的能力相对来说齿轮编码器更强一些。长春禹衡光学有限公司的齿轮编码器TZM系列已在多种机床上有成功的应用，在环境适应性上已体现出强大的优势。
TZM系列齿轮编码器
综上所述，有油污、金属屑等污染的工作环境较差的机床主轴上，齿轮编码器的适应性是最强的，未来会有更好的应用前景。
机床主轴编码器齿轮安装（左）；机床主轴编码器编码器整体安装（右）
（文章作者：长春禹衡光学有限公司 徐大圣 郑伟光 董岩）
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