一、光柵尺是什么
光(guang)柵尺(chi)(又稱光(guang)柵)是(shi)一(yi)種(zhong)高精度的直(zhi)線位移(yi)傳感器,是(shi)數控機(ji)床閉環控制(zhi)系統中用得(de)較(jiao)多的測量裝置,由光(guang)源(yuan)、聚光(guang)鏡、標尺(chi)光(guang)柵(長光(guang)柵)、指示光(guang)柵(短(duan)光(guang)柵)和硅光(guang)電池等光(guang)敏元(yuan)件組成。
光(guang)柵(zha)(zha)(zha)尺(chi)通常為(wei)一長(chang)一短兩塊(kuai)(kuai)光(guang)柵(zha)(zha)(zha)尺(chi)配套使(shi)用(yong)。其中長(chang)的一塊(kuai)(kuai)稱為(wei)主光(guang)柵(zha)(zha)(zha)或標(biao)尺(chi)光(guang)柵(zha)(zha)(zha),安裝(zhuang)在(zai)(zai)機(ji)床移動部件上(shang),要求與(yu)行程等長(chang),短的一塊(kuai)(kuai)稱為(wei)指示光(guang)柵(zha)(zha)(zha),指示光(guang)柵(zha)(zha)(zha)和(he)光(guang)源、透鏡、光(guang)敏元件裝(zhuang)在(zai)(zai)掃描頭中,安裝(zhuang)在(zai)(zai)機(ji)床固(gu)定部件上(shang)。
數控機床中用于直線位移檢測的光柵(zha)尺,有透(tou)射(she)(she)光柵(zha)和反(fan)射(she)(she)光柵(zha)兩大類。在玻璃(li)表面上制成透(tou)明與不透(tou)明間隔相等(deng)的線紋,稱透(tou)射(she)(she)光柵(zha)。在拿屬的鏡面上制成全反(fan)射(she)(she)與漫反(fan)射(she)(she)間隔相等(deng)的線紋,稱為反(fan)射(she)(she)光柵(zha)。
二、光柵尺的作用功能用途
光柵尺經常應(ying)用(yong)于(yu)數控機(ji)(ji)床(chuang)的(de)閉環伺服系(xi)統中(zhong),可用(yong)作(zuo)直線位移(yi)或(huo)者角位移(yi)的(de)檢(jian)測(ce)。其(qi)測(ce)量輸出的(de)信(xin)號(hao)為數字脈沖,具(ju)有檢(jian)測(ce)范圍大,檢(jian)測(ce)精(jing)度高,響(xiang)應(ying)速(su)度快的(de)特點。例(li)如,在數控機(ji)(ji)床(chuang)中(zhong)常用(yong)于(yu)對刀具(ju)和工件(jian)的(de)坐(zuo)標(biao)進(jin)行檢(jian)測(ce),來觀察和跟(gen)蹤走刀誤差,以起到一個補償刀具(ju)的(de)運動誤差的(de)作(zuo)用(yong)。
目前,在(zai)精密(mi)加工和(he)(he)(he)精密(mi)位(wei)移測量(liang)中(zhong),常采用(yong)光柵(zha)尺作為測量(liang)傳感(gan)器(qi),直(zhi)接與二次儀表或數控系統(tong)相(xiang)連進行位(wei)移測量(liang)。測量(liang)精度主(zhu)要由傳感(gan)器(qi)精度決定。隨著電(dian)子技術和(he)(he)(he)單片機技術的(de)發展,光柵(zha)傳感(gan)器(qi)將(jiang)在(zai)位(wei)移測量(liang)系統(tong)中(zhong)得到(dao)更廣泛的(de)應用(yong),并逐漸向(xiang)智(zhi)能化方(fang)向(xiang)轉變(bian)。該測量(liang)系統(tong)利(li)用(yong)光柵(zha)運動(dong)產(chan)生的(de)莫(mo)爾條紋和(he)(he)(he)電(dian)子電(dian)路完成位(wei)移的(de)自(zi)動(dong)測量(liang)。具有判別(bie)光柵(zha)運動(dong)方(fang)向(xiang)、預置初始值、實現(xian)自(zi)動(dong)定位(wei)控制和(he)(he)(he)超(chao)限報警、自(zi)檢和(he)(he)(he)斷(duan)電(dian)保護、糾錯等功(gong)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(bu)(bu)(bu)能(neng)(neng)直(zhi)接將傳感器安(an)(an)裝在粗糙不(bu)(bu)(bu)平(ping)的(de)(de)機(ji)(ji)床(chuang)身上,更不(bu)(bu)(bu)能(neng)(neng)安(an)(an)裝在打底涂漆的(de)(de)機(ji)(ji)床(chuang)身上。光柵主(zhu)尺及讀(du)數(shu)頭(tou)分別安(an)(an)裝在機(ji)(ji)床(chuang)相對運動的(de)(de)兩個(ge)部(bu)件(jian)上。用千(qian)分表檢查機(ji)(ji)床(chuang)工(gong)作(zuo)臺的(de)(de)主(zhu)尺安(an)(an)裝面與導軌運動的(de)(de)方向平(ping)行(xing)度。千(qian)分表固定(ding)在床(chuang)身上,移動工(gong)作(zuo)臺,要(yao)求達到(dao)平(ping)行(xing)度為0.1mm/1000mm以內。如果不(bu)(bu)(bu)能(neng)(neng)達到(dao)這個(ge)要(yao)求,則(ze)需(xu)設計加工(gong)一件(jian)光柵尺基(ji)座。
2、光柵尺線位移傳感器主尺安裝
將光柵主(zhu)尺用(yong)M4螺釘上(shang)在(zai)(zai)機床(chuang)安(an)裝(zhuang)的工(gong)作臺安(an)裝(zhuang)面上(shang),但(dan)不要上(shang)緊(jin),把千分表固定(ding)在(zai)(zai)床(chuang)身上(shang),移動工(gong)作臺(主(zhu)尺與(yu)工(gong)作臺同(tong)時移動)。用(yong)千分表測量主(zhu)尺平(ping)面與(yu)機床(chuang)導(dao)軌(gui)運動方向的平(ping)行度,調整主(zhu)尺M4螺釘位置,使主(zhu)尺平(ping)行度滿足(zu)0.1mm/1000mm以內時,把M2螺釘徹底上(shang)緊(jin)。
3、光柵尺線位移傳感器讀數頭的安裝
在(zai)安(an)(an)裝讀數(shu)頭(tou)(tou)時(shi),首先應保(bao)證讀數(shu)頭(tou)(tou)的基面達到(dao)安(an)(an)裝要求,然(ran)后再安(an)(an)裝讀數(shu)頭(tou)(tou),其安(an)(an)裝方法與主(zhu)尺相似。最后調整(zheng)讀數(shu)頭(tou)(tou),使讀數(shu)頭(tou)(tou)與光柵主(zhu)尺平行度保(bao)證在(zai)0.1mm之內,其讀數(shu)頭(tou)(tou)與主(zhu)尺的間隙(xi)控(kong)制在(zai)1~1.5mm以(yi)內。
4、光柵尺線位移傳感器限位裝置
光(guang)柵(zha)線(xian)位移(yi)傳感器全部安(an)(an)裝完以(yi)(yi)后(hou),一定要在機(ji)床導軌上安(an)(an)裝限位裝置,以(yi)(yi)免機(ji)床加(jia)工產(chan)品移(yi)動(dong)時讀數頭沖(chong)撞到主尺(chi)兩端,從而損壞(huai)光(guang)柵(zha)尺(chi)。另外,用(yong)戶在選(xuan)購光(guang)柵(zha)線(xian)位移(yi)傳感器時,應盡(jin)量(liang)選(xuan)用(yong)超出機(ji)床加(jia)工尺(chi)寸100mm左右(you)的光(guang)柵(zha)尺(chi),以(yi)(yi)留有余量(liang)。
5、光柵尺線位移傳感器檢查
光柵線位(wei)移傳感器安(an)裝(zhuang)完畢(bi)后(hou),可接通(tong)數顯(xian)表,移動工作臺,觀(guan)察(cha)數顯(xian)表計數是否正常。
在機床上(shang)選取(qu)(qu)一(yi)個參考(kao)位(wei)置(zhi),來回(hui)移動工作點至該選取(qu)(qu)的(de)位(wei)置(zhi)。數(shu)顯表讀數(shu)應相同(或(huo)回(hui)零)。另外也可使用千(qian)分(fen)(fen)表(或(huo)百分(fen)(fen)表),使千(qian)分(fen)(fen)表與(yu)數(shu)顯表同時調至零(或(huo)記憶起始數(shu)據),往返多次(ci)后回(hui)到初始位(wei)置(zhi),觀察數(shu)顯表與(yu)千(qian)分(fen)(fen)表的(de)數(shu)據是否一(yi)致(zhi)。
通過(guo)以上(shang)工(gong)(gong)作(zuo),光(guang)柵尺線位移傳(chuan)感(gan)器的(de)(de)(de)安裝就完成了。但對(dui)于一(yi)般(ban)的(de)(de)(de)機床加工(gong)(gong)環境來講,鐵屑、切削液及油(you)(you)污較多。因(yin)此,傳(chuan)感(gan)器應附(fu)帶加裝護(hu)罩,護(hu)罩的(de)(de)(de)設(she)計是(shi)按(an)照傳(chuan)感(gan)器的(de)(de)(de)外(wai)形截面(mian)放大留一(yi)定的(de)(de)(de)空間尺寸確(que)定,護(hu)罩通常(chang)采用(yong)橡(xiang)皮密封,使其具備一(yi)定的(de)(de)(de)防(fang)水防(fang)油(you)(you)能力。
四、光柵尺使用注意事項
1、光柵尺(chi)傳感器(qi)與數顯表(biao)插(cha)頭座插(cha)拔時應關閉電源后(hou)進行(xing)。
2、盡可(ke)能外加保護罩,并(bing)及時清理(li)濺落在(zai)尺(chi)上(shang)的(de)切屑和油液,嚴格防止任何異(yi)物進(jin)入(ru)光柵尺(chi)傳感器殼體內部。
3、定期檢查各(ge)安裝聯接(jie)螺釘是否松動。
4、為(wei)延(yan)長防塵密封(feng)條的壽(shou)命(ming),可在密封(feng)條上(shang)均勻(yun)涂上(shang)一薄層硅(gui)油,注意(yi)勿濺落在玻璃光柵刻劃面上(shang)。
5、為(wei)保(bao)證光(guang)柵(zha)尺傳(chuan)感器使(shi)用的(de)可靠性,可每隔一定時間(jian)用乙(yi)醇混合(he)液(各50%)清洗擦拭光(guang)柵(zha)尺面(mian)及指(zhi)示光(guang)柵(zha)面(mian),保(bao)持玻璃光(guang)柵(zha)尺面(mian)清潔。
6、光柵(zha)(zha)(zha)尺(chi)(chi)傳感(gan)器(qi)嚴禁劇烈震動及摔打,以免(mian)破(po)壞光柵(zha)(zha)(zha)尺(chi)(chi),如光柵(zha)(zha)(zha)尺(chi)(chi)斷裂,光柵(zha)(zha)(zha)尺(chi)(chi)傳感(gan)器(qi)即失效了。
7、不要自行拆(chai)開光柵(zha)(zha)尺傳感器(qi),更(geng)不能任意改動(dong)主柵(zha)(zha)尺與(yu)副柵(zha)(zha)尺的(de)相對間距,否(fou)則(ze)一(yi)方面可(ke)(ke)能破壞(huai)光柵(zha)(zha)尺傳感器(qi)的(de)精(jing)度;另一(yi)方面還可(ke)(ke)能造(zao)成主柵(zha)(zha)尺與(yu)副柵(zha)(zha)尺的(de)相對摩擦(ca),損(sun)壞(huai)鉻(ge)層也就損(sun)壞(huai)了柵(zha)(zha)線,以而造(zao)成光柵(zha)(zha)尺報廢。
8、應注意防止油污及水污染光柵尺面(mian),以免破壞光柵尺線條紋分布,引起(qi)測量(liang)誤差。
9、光(guang)柵尺(chi)(chi)傳感器(qi)應盡量(liang)避免在有嚴(yan)重腐(fu)蝕作(zuo)用(yong)的環境中(zhong)工作(zuo),以免腐(fu)蝕光(guang)柵鉻層(ceng)及(ji)光(guang)柵尺(chi)(chi)表面,破壞光(guang)柵尺(chi)(chi)質(zhi)量(liang)。