CNC加工中传感器的基本要求:

1）抗干扰性强，可靠性高；

2）传感器在速度和精度方面必须满足标准和要求；

3）传感器的使用和维护更加方便；

4）传感器的成本较低。

不同类型的CNC加工对传感器也有不同的要求。通常，高精度、中型CNC加工需要传感器来保证精度，而大型CNC加工则需要传感器来保证速度响应性。

1、位移检测的应用

CNC加工中用于位移检测的传感器主要有直线光栅、脉冲编码器、旋转变压器等。

1）线性光栅的一些应用

线性光栅是利用光的反射和投射现象制成的。它们通常用于位移检测。它们比光学编码器具有更高的识别能力和更高的检测精度。它们广泛应用于动态测量。

在进给驱动过程中，光栅固定在床身上。滑架运动的实际位移直接反映在线性光栅产生的一些脉冲信号上。采用直线光栅检测工作台具体位置的伺服系统是全闭环控制系统。

2）脉冲编码器的一些应用

脉冲编码器是一种速度传感器或角位移传感器，这种传感器可以将机械旋转角度转换成一种电脉冲。脉冲编码器有电磁式、接触式、光电式三种。在上述三种脉冲编码器中，光电式的应用最为广泛。x轴和z轴各有一个光点编码器。主要用于数字位移和角位移的检测。

3）解析器的一些应用

旋转变压器是感应微电机。在旋转变压器中，角位移与输出电压呈连续函数关系。转子和定子共同构成旋转变压器。具体来说，旋转变压器由两个转子绕组、一个铁芯和两个定子绕组组成。转子和定子上，有旋转变压器的次级绕组和初级绕组。

2.位置检测的应用

位置传感器和位移传感器有一定的区别。位置传感器主要分为接近传感器和接触传感器。

1）接触式传感器的应用

接触式传感器的触点通常是由两个物体接触并按压来进行相应的工作。常有限位开关和二维矩阵位置传感器等。限位开关结构比较简单，成本较低，工作可靠。运行时若有物体接触到行程开关，行程开关内部触点就会产生动作，从而实现整个过程的控制。如果在x轴、y轴、z轴两端配置行程开关，则行程开关将控制移动范围。二维矩阵位置传感器安装配置在机械手手掌内侧。传感器主要用于检测自身与物体的接触位置。

2）接近开关的应用

所谓接近开关是指当某个物体与接近开关相距预定距离时，能够发出“动作”信号的一种开关。接近开关与物体之间不需要直接接触。接近开关主要有霍尔式、自感式、电容式。在CNC加工中，接近开关主要用于控制工作台行程、刀架选刀、油缸等。

在刀架选刀控制中，如下图所示，从左到右的四个凸轮分别对应接近开关SQ4～SQ1，形成四位二进制码。而每个代码对应一个刀位，如0110对应6号刀位。接近开关SQ5用于奇偶校验，以减少错误。刀架每旋转一个刀位，就会发出一个信号。该信号与CNC系统的刀具位置指令进行比较。当刀架刀位信号与指令刀位信号相匹配时，表示选刀完成。

霍尔传感器是利用霍尔现象制成的传感器。当锗等半导体置于磁场中，电流沿一个方向流动时，垂直方向会出现电位差，这就是霍尔现象。将小磁铁固定在运动部件上。当零件靠近霍尔元件时，会发生霍尔现象，从而判断物体是否就位。

3、速度检测的应用

速度传感器是一种将速度转换成电信号的传感器。一方面，这种传感器可以检测线速度。另一方面，它还可以检测角速度。CNC加工中常用的传感器有脉冲编码器和测速发电机。

脉冲编码器每经过一个单位角位移就产生一个脉冲。同时与定时器配合检测角速度。测速发电机有两种类型：直流测速发电机和交流测速发电机。测速发电机具有以下两个特点。首先，测速发电机的转速与输出电压之比的斜率较大。其次，速度与测速发电机的输出电压之间存在线性关系。

一般情况下，速度传感器主要用于CNC加工中数控系统伺服单元的速度检测。

4、压力检测的应用

压力传感器是一种将压力转换成电信号的传感器。根据压力传感器的工作原理，可分为电容式、压电式、压阻式传感器。

压力传感器是检测固体和气体之间的一种相互作用能的统称。电容式压力传感器的两个电极之间的距离和电极面积决定了传感器的电容。电容式压力传感器因其性能稳定、灵敏度高而广泛应用于CNC加工中。

压力传感器可以检测CNC加工中工件的装夹情况。如果设定值大于夹紧力，则夹紧的工件会松动。同时，系统会发出警报并停止工作。另外，压力传感器还可以用来检测车刀切削力的一些变化。

5、温度检测及应用

温度传感器是将温度转换成另一种信号和电阻值的装置。您通常看到的是热敏电阻传感器或热阻传感器。温度传感器检测CNC加工内的温度，然后进行相应的过热保护和温度补偿。

CNC加工在运行过程中，运动部件的切削和电机的运转都会产生不同程度的温度。而且热量也不容易尽快散去。这种现象在很大程度上影响了零件的加工精度。为了避免上述现象的发生，在CNC加工的一些易受温度影响的部位安装温度传感器。此设置可以将温度信号转换为电信号。传送到数控系统进行一定的温度补偿。

另外，在电机等一些设备或部件需要过热保护的区域，应安装相应的温度传感器，以提供一定的过热保护。

6.刀具磨损监测

刀具磨损会在一定程度上影响工件的表面粗糙度和尺寸精度。因此，为了避免CNC加工出现上述现象，有必要对刀具磨损进行相应的监测。当刀具磨损时，机床主轴电机的负载会增加。同时，电机的电压、电流也会随之变化，电机的功率也会发生变化。功率变化由霍尔传感器检测。当断电后数控系统报警、机车停止运转时，应立即调整或更换刀具。