一、光柵尺是什么
光(guang)(guang)柵(zha)尺(又稱光(guang)(guang)柵(zha))是一(yi)種(zhong)高精(jing)度的直線位移(yi)傳感器,是數控(kong)機床閉(bi)環控(kong)制系統(tong)中用得較多的測量裝置,由光(guang)(guang)源、聚光(guang)(guang)鏡、標尺光(guang)(guang)柵(zha)(長(chang)光(guang)(guang)柵(zha))、指示光(guang)(guang)柵(zha)(短光(guang)(guang)柵(zha))和硅光(guang)(guang)電池等光(guang)(guang)敏元件(jian)組成。
光(guang)柵(zha)(zha)尺(chi)通常為(wei)(wei)一(yi)長一(yi)短兩塊光(guang)柵(zha)(zha)尺(chi)配套使用。其中(zhong)長的一(yi)塊稱為(wei)(wei)主光(guang)柵(zha)(zha)或標(biao)尺(chi)光(guang)柵(zha)(zha),安(an)裝在機(ji)床移動部(bu)件(jian)上(shang),要求與行程(cheng)等(deng)長,短的一(yi)塊稱為(wei)(wei)指示(shi)光(guang)柵(zha)(zha),指示(shi)光(guang)柵(zha)(zha)和光(guang)源、透(tou)鏡(jing)、光(guang)敏元件(jian)裝在掃描頭(tou)中(zhong),安(an)裝在機(ji)床固定部(bu)件(jian)上(shang)。
數控機床中用于直線(xian)位移檢測的光(guang)(guang)柵(zha)尺,有透(tou)(tou)射(she)光(guang)(guang)柵(zha)和反射(she)光(guang)(guang)柵(zha)兩大類。在玻璃表面上(shang)制成(cheng)透(tou)(tou)明(ming)與(yu)不(bu)透(tou)(tou)明(ming)間(jian)隔相等(deng)的線(xian)紋,稱透(tou)(tou)射(she)光(guang)(guang)柵(zha)。在拿屬的鏡面上(shang)制成(cheng)全反射(she)與(yu)漫反射(she)間(jian)隔相等(deng)的線(xian)紋,稱為反射(she)光(guang)(guang)柵(zha)。
二、光柵尺的作用功能用途
光柵尺經常應(ying)用(yong)(yong)于數(shu)控(kong)機床的(de)(de)閉環伺服系統中,可用(yong)(yong)作(zuo)直線(xian)位(wei)移(yi)或者角位(wei)移(yi)的(de)(de)檢測(ce)。其測(ce)量(liang)輸出的(de)(de)信號(hao)為數(shu)字(zi)脈沖,具有檢測(ce)范圍大,檢測(ce)精度高,響應(ying)速(su)度快的(de)(de)特點。例如(ru),在數(shu)控(kong)機床中常用(yong)(yong)于對(dui)刀(dao)具和工件的(de)(de)坐標進行檢測(ce),來觀察和跟蹤走刀(dao)誤(wu)差,以起到一個補(bu)償(chang)刀(dao)具的(de)(de)運(yun)動(dong)誤(wu)差的(de)(de)作(zuo)用(yong)(yong)。
目前,在精(jing)密(mi)加工和(he)(he)精(jing)密(mi)位(wei)移(yi)測(ce)量(liang)(liang)中,常采用(yong)光(guang)(guang)柵(zha)(zha)尺作(zuo)為(wei)測(ce)量(liang)(liang)傳(chuan)感器,直接(jie)與二次儀(yi)表或數控系(xi)統相連進(jin)行位(wei)移(yi)測(ce)量(liang)(liang)。測(ce)量(liang)(liang)精(jing)度主要由傳(chuan)感器精(jing)度決定(ding)。隨(sui)著電子技(ji)術和(he)(he)單片機技(ji)術的(de)發展(zhan),光(guang)(guang)柵(zha)(zha)傳(chuan)感器將在位(wei)移(yi)測(ce)量(liang)(liang)系(xi)統中得到更廣泛的(de)應用(yong),并逐漸向(xiang)智(zhi)能化方向(xiang)轉(zhuan)變(bian)。該測(ce)量(liang)(liang)系(xi)統利(li)用(yong)光(guang)(guang)柵(zha)(zha)運(yun)動(dong)產(chan)生的(de)莫爾(er)條紋和(he)(he)電子電路完(wan)成位(wei)移(yi)的(de)自動(dong)測(ce)量(liang)(liang)。具有判別(bie)光(guang)(guang)柵(zha)(zha)運(yun)動(dong)方向(xiang)、預置初始值、實現自動(dong)定(ding)位(wei)控制和(he)(he)超限(xian)報警、自檢和(he)(he)斷(duan)電保護(hu)、糾錯等功能。
三、光柵尺的安裝與調試
1、光柵尺線位移傳感器安裝基面
安裝所購買的品牌光柵尺傳感器時,不能直接將(jiang)傳感器安裝在粗糙不平的機(ji)(ji)床身(shen)(shen)上(shang),更不能安裝在打(da)底涂漆的機(ji)(ji)床身(shen)(shen)上(shang)。光(guang)柵(zha)主(zhu)尺及讀數(shu)頭(tou)分別安裝在機(ji)(ji)床相(xiang)對運動的兩個部件上(shang)。用千分表檢查機(ji)(ji)床工(gong)作臺的主(zhu)尺安裝面與導軌運動的方向平行度(du)。千分表固定在床身(shen)(shen)上(shang),移動工(gong)作臺,要求(qiu)達到平行度(du)為(wei)0.1mm/1000mm以內。如果(guo)不能達到這個要求(qiu),則需(xu)設計加工(gong)一(yi)件光(guang)柵(zha)尺基座。
2、光柵尺線位移傳感器主尺安裝
將光柵主(zhu)(zhu)尺(chi)(chi)用M4螺釘上(shang)在(zai)機床安(an)裝的工(gong)作(zuo)臺(tai)安(an)裝面上(shang),但不要(yao)上(shang)緊,把千(qian)分(fen)表(biao)固定在(zai)床身上(shang),移動(dong)工(gong)作(zuo)臺(tai)(主(zhu)(zhu)尺(chi)(chi)與(yu)(yu)工(gong)作(zuo)臺(tai)同時移動(dong))。用千(qian)分(fen)表(biao)測量主(zhu)(zhu)尺(chi)(chi)平(ping)面與(yu)(yu)機床導軌運(yun)動(dong)方向(xiang)的平(ping)行度(du),調整主(zhu)(zhu)尺(chi)(chi)M4螺釘位(wei)置(zhi),使主(zhu)(zhu)尺(chi)(chi)平(ping)行度(du)滿足(zu)0.1mm/1000mm以內時,把M2螺釘徹(che)底上(shang)緊。
3、光柵尺線位移傳感器讀數頭的安裝
在(zai)安(an)(an)裝(zhuang)讀(du)數頭時,首先(xian)應保證讀(du)數頭的(de)基面達到安(an)(an)裝(zhuang)要求,然后(hou)再安(an)(an)裝(zhuang)讀(du)數頭,其安(an)(an)裝(zhuang)方法與主(zhu)尺(chi)相似。最(zui)后(hou)調整讀(du)數頭,使(shi)讀(du)數頭與光柵主(zhu)尺(chi)平行度保證在(zai)0.1mm之內,其讀(du)數頭與主(zhu)尺(chi)的(de)間隙控(kong)制在(zai)1~1.5mm以內。
4、光柵尺線位移傳感器限位裝置
光柵線位(wei)移傳感器(qi)全部安裝(zhuang)(zhuang)完以后,一定要在機(ji)床(chuang)導軌上安裝(zhuang)(zhuang)限位(wei)裝(zhuang)(zhuang)置,以免機(ji)床(chuang)加工產品移動時(shi)讀數頭(tou)沖撞到(dao)主尺兩端(duan),從而損壞光柵尺。另外,用(yong)戶在選購(gou)光柵線位(wei)移傳感器(qi)時(shi),應盡量(liang)選用(yong)超出(chu)機(ji)床(chuang)加工尺寸(cun)100mm左(zuo)右的光柵尺,以留有余(yu)量(liang)。
5、光柵尺線位移傳感器檢查
光(guang)柵線位移傳感器安裝完畢后,可接通數顯表,移動工作臺,觀察數顯表計(ji)數是(shi)否正常。
在機(ji)床上選(xuan)取一個參考位(wei)置,來回(hui)(hui)移動工作(zuo)點至(zhi)該(gai)選(xuan)取的位(wei)置。數(shu)顯表(biao)讀數(shu)應相同(tong)(tong)(或回(hui)(hui)零(ling))。另外也可使(shi)(shi)用千(qian)(qian)分(fen)表(biao)(或百分(fen)表(biao)),使(shi)(shi)千(qian)(qian)分(fen)表(biao)與數(shu)顯表(biao)同(tong)(tong)時調至(zhi)零(ling)(或記憶起始數(shu)據),往返多次后回(hui)(hui)到初始位(wei)置,觀(guan)察(cha)數(shu)顯表(biao)與千(qian)(qian)分(fen)表(biao)的數(shu)據是否一致。
通過(guo)以(yi)上工作(zuo),光柵尺(chi)線位(wei)移傳感器的安裝(zhuang)就完成了(le)。但對于一(yi)般的機床加(jia)(jia)工環境來(lai)講,鐵屑、切削(xue)液及油污較多(duo)。因(yin)此,傳感器應附帶加(jia)(jia)裝(zhuang)護(hu)罩(zhao),護(hu)罩(zhao)的設計是按照傳感器的外形截(jie)面放大(da)留一(yi)定的空間尺(chi)寸(cun)確定,護(hu)罩(zhao)通常采用橡(xiang)皮(pi)密封,使其具備一(yi)定的防(fang)水防(fang)油能力。
四、光柵尺使用注意事項
1、光柵尺傳感器與數顯表插(cha)頭(tou)座插(cha)拔時應關閉電源(yuan)后進行。
2、盡可能外加保護罩,并(bing)及時清理濺落在(zai)尺上的切屑和油(you)液,嚴(yan)格防止任何(he)異物(wu)進入光柵(zha)尺傳感(gan)器殼(ke)體內部。
3、定期檢(jian)查各安裝聯接(jie)螺釘是否松動。
4、為延長防塵(chen)密封條的壽命,可在(zai)密封條上(shang)均勻涂上(shang)一薄層(ceng)硅油,注(zhu)意勿濺落在(zai)玻(bo)璃光柵刻劃面上(shang)。
5、為保(bao)證(zheng)光柵(zha)(zha)尺(chi)傳感器使用的可靠性,可每隔一定時間用乙醇(chun)混合液(各50%)清洗擦拭(shi)光柵(zha)(zha)尺(chi)面及指示光柵(zha)(zha)面,保(bao)持玻(bo)璃光柵(zha)(zha)尺(chi)面清潔。
6、光(guang)柵(zha)尺傳感器嚴禁劇烈震動及摔打(da),以免破(po)壞(huai)光(guang)柵(zha)尺,如(ru)光(guang)柵(zha)尺斷(duan)裂,光(guang)柵(zha)尺傳感器即失效了。
7、不要自行(xing)拆開(kai)光柵(zha)尺(chi)(chi)傳感(gan)器(qi)(qi),更不能任意改動主柵(zha)尺(chi)(chi)與(yu)副柵(zha)尺(chi)(chi)的(de)相(xiang)(xiang)對間距,否(fou)則一方面可(ke)能破壞光柵(zha)尺(chi)(chi)傳感(gan)器(qi)(qi)的(de)精度;另一方面還可(ke)能造成主柵(zha)尺(chi)(chi)與(yu)副柵(zha)尺(chi)(chi)的(de)相(xiang)(xiang)對摩(mo)擦,損壞鉻層也就損壞了柵(zha)線,以(yi)而造成光柵(zha)尺(chi)(chi)報廢。
8、應注意防止油污(wu)及(ji)水污(wu)染光柵(zha)尺(chi)面(mian),以免破壞光柵(zha)尺(chi)線條紋分布,引起測量誤差。
9、光(guang)柵尺傳感(gan)器(qi)應盡(jin)量(liang)避免在有嚴重(zhong)腐蝕(shi)作用(yong)的環境中工作,以免腐蝕(shi)光(guang)柵鉻層及光(guang)柵尺表面,破壞(huai)光(guang)柵尺質量(liang)。