一、光柵尺是什么
光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)柵尺(又稱光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)柵)是(shi)一種高精度的(de)直線位移傳(chuan)感(gan)器,是(shi)數控(kong)機(ji)床閉環控(kong)制系統中用得較多的(de)測(ce)量裝置,由光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)源、聚光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)鏡、標(biao)尺光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)柵(長光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)柵)、指示光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)柵(短光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)柵)和硅光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)電池等光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)敏(min)元(yuan)件組成。
光(guang)(guang)柵(zha)(zha)尺(chi)通常為(wei)一(yi)(yi)長一(yi)(yi)短(duan)兩塊光(guang)(guang)柵(zha)(zha)尺(chi)配套使用。其中長的一(yi)(yi)塊稱(cheng)為(wei)主光(guang)(guang)柵(zha)(zha)或標(biao)尺(chi)光(guang)(guang)柵(zha)(zha),安裝在(zai)(zai)機床移(yi)動部件(jian)(jian)上(shang),要(yao)求與行程等長,短(duan)的一(yi)(yi)塊稱(cheng)為(wei)指(zhi)示光(guang)(guang)柵(zha)(zha),指(zhi)示光(guang)(guang)柵(zha)(zha)和(he)光(guang)(guang)源、透鏡、光(guang)(guang)敏元件(jian)(jian)裝在(zai)(zai)掃描頭中,安裝在(zai)(zai)機床固定部件(jian)(jian)上(shang)。
數控機(ji)床中用于直線(xian)位移(yi)檢(jian)測的光(guang)柵(zha)尺,有透射(she)光(guang)柵(zha)和反射(she)光(guang)柵(zha)兩大(da)類。在玻璃表面上制(zhi)(zhi)成透明(ming)與不透明(ming)間(jian)隔(ge)相(xiang)等(deng)的線(xian)紋(wen),稱透射(she)光(guang)柵(zha)。在拿屬的鏡(jing)面上制(zhi)(zhi)成全反射(she)與漫反射(she)間(jian)隔(ge)相(xiang)等(deng)的線(xian)紋(wen),稱為反射(she)光(guang)柵(zha)。
二、光柵尺的作用功能用途
光(guang)柵尺經(jing)常應用于數(shu)控(kong)機床的閉環伺服(fu)系(xi)統中,可用作(zuo)直(zhi)線位移(yi)或(huo)者角位移(yi)的檢(jian)測(ce)。其測(ce)量輸(shu)出的信號為(wei)數(shu)字脈沖,具有檢(jian)測(ce)范圍大,檢(jian)測(ce)精度(du)高,響應速度(du)快的特點。例如,在數(shu)控(kong)機床中常用于對刀(dao)具和(he)工件的坐(zuo)標(biao)進行檢(jian)測(ce),來觀察和(he)跟蹤走刀(dao)誤差(cha)(cha),以起到一個補償(chang)刀(dao)具的運動誤差(cha)(cha)的作(zuo)用。
目前,在精密加工(gong)和精密位移(yi)測量(liang)中,常采用(yong)光(guang)柵(zha)尺(chi)作為測量(liang)傳感器(qi),直接(jie)與二次儀表(biao)或數(shu)控系(xi)統相連(lian)進行位移(yi)測量(liang)。測量(liang)精度主(zhu)要由傳感器(qi)精度決定。隨(sui)著(zhu)電子(zi)技術和單片機(ji)技術的(de)(de)發(fa)展(zhan),光(guang)柵(zha)傳感器(qi)將在位移(yi)測量(liang)系(xi)統中得(de)到更廣泛的(de)(de)應用(yong),并逐漸向(xiang)智能(neng)化(hua)方向(xiang)轉變。該測量(liang)系(xi)統利用(yong)光(guang)柵(zha)運動產(chan)生的(de)(de)莫爾條紋和電子(zi)電路(lu)完成位移(yi)的(de)(de)自(zi)動測量(liang)。具有判別光(guang)柵(zha)運動方向(xiang)、預(yu)置初始值、實現自(zi)動定位控制和超限(xian)報警、自(zi)檢和斷電保護、糾錯等功(gong)能(neng)。
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)能(neng)直接將(jiang)傳感器安(an)裝(zhuang)在(zai)(zai)粗糙(cao)不(bu)(bu)平的(de)(de)(de)機床(chuang)身(shen)(shen)上,更(geng)不(bu)(bu)能(neng)安(an)裝(zhuang)在(zai)(zai)打底涂漆的(de)(de)(de)機床(chuang)身(shen)(shen)上。光柵主尺(chi)及讀數頭分別安(an)裝(zhuang)在(zai)(zai)機床(chuang)相對運動(dong)的(de)(de)(de)兩個部件上。用千分表檢查(cha)機床(chuang)工作臺(tai)的(de)(de)(de)主尺(chi)安(an)裝(zhuang)面與導(dao)軌(gui)運動(dong)的(de)(de)(de)方向平行(xing)度(du)。千分表固定在(zai)(zai)床(chuang)身(shen)(shen)上,移(yi)動(dong)工作臺(tai),要(yao)求達到平行(xing)度(du)為0.1mm/1000mm以內。如果不(bu)(bu)能(neng)達到這(zhe)個要(yao)求,則需(xu)設計加(jia)工一件光柵尺(chi)基座(zuo)。
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(ding)上(shang)(shang)在機床(chuang)安(an)裝的(de)工作(zuo)(zuo)臺(tai)安(an)裝面上(shang)(shang),但不要(yao)上(shang)(shang)緊,把(ba)千(qian)分表固定在床(chuang)身上(shang)(shang),移動(dong)(dong)工作(zuo)(zuo)臺(tai)(主(zhu)尺與工作(zuo)(zuo)臺(tai)同時移動(dong)(dong))。用(yong)千(qian)分表測量主(zhu)尺平(ping)面與機床(chuang)導軌運動(dong)(dong)方(fang)向的(de)平(ping)行(xing)度(du)(du),調整主(zhu)尺M4螺釘(ding)位置(zhi),使主(zhu)尺平(ping)行(xing)度(du)(du)滿(man)足0.1mm/1000mm以(yi)內時,把(ba)M2螺釘(ding)徹(che)底上(shang)(shang)緊。
3、光柵尺線位移傳感器讀數頭的安裝
在安(an)(an)裝讀數(shu)(shu)頭(tou)(tou)時(shi),首(shou)先(xian)應保(bao)證讀數(shu)(shu)頭(tou)(tou)的(de)基面達到(dao)安(an)(an)裝要(yao)求,然后(hou)再安(an)(an)裝讀數(shu)(shu)頭(tou)(tou),其(qi)安(an)(an)裝方法與主尺(chi)(chi)相似。最后(hou)調整讀數(shu)(shu)頭(tou)(tou),使讀數(shu)(shu)頭(tou)(tou)與光柵主尺(chi)(chi)平行度保(bao)證在0.1mm之內,其(qi)讀數(shu)(shu)頭(tou)(tou)與主尺(chi)(chi)的(de)間隙控制在1~1.5mm以(yi)內。
4、光柵尺線位移傳感器限位裝置
光柵線(xian)位移(yi)傳感器全(quan)部安裝完以(yi)(yi)后,一定要在機床導軌(gui)上安裝限位裝置(zhi),以(yi)(yi)免機床加(jia)工(gong)產品(pin)移(yi)動時(shi)讀數(shu)頭沖(chong)撞到主尺(chi)(chi)兩(liang)端,從而損壞(huai)光柵尺(chi)(chi)。另(ling)外(wai),用戶在選購光柵線(xian)位移(yi)傳感器時(shi),應盡量(liang)選用超出機床加(jia)工(gong)尺(chi)(chi)寸100mm左右的光柵尺(chi)(chi),以(yi)(yi)留(liu)有余量(liang)。
5、光柵尺線位移傳感器檢查
光(guang)柵線(xian)位移傳感器(qi)安裝完(wan)畢(bi)后(hou),可接通(tong)數(shu)(shu)顯(xian)表,移動工作臺,觀(guan)察(cha)數(shu)(shu)顯(xian)表計數(shu)(shu)是否正(zheng)常。
在(zai)機床(chuang)上選取(qu)一個參考位置(zhi),來回移動工作點至該選取(qu)的(de)位置(zhi)。數顯(xian)表讀數應(ying)相同(tong)(tong)(或回零)。另外也可(ke)使用千分(fen)表(或百(bai)分(fen)表),使千分(fen)表與(yu)數顯(xian)表同(tong)(tong)時調至零(或記(ji)憶起始數據),往返多次(ci)后回到初始位置(zhi),觀(guan)察數顯(xian)表與(yu)千分(fen)表的(de)數據是(shi)否一致(zhi)。
通過以上工作,光柵尺線位移傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)安裝就完成了。但對于(yu)一般的(de)機床(chuang)加工環(huan)境(jing)來(lai)講,鐵屑、切(qie)削液及油(you)(you)污較多。因此,傳(chuan)感(gan)器(qi)應附帶(dai)加裝護(hu)罩(zhao),護(hu)罩(zhao)的(de)設計是按照傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)外(wai)形(xing)截面(mian)放(fang)大留一定的(de)空間(jian)尺寸確定,護(hu)罩(zhao)通常采用橡皮密封,使其(qi)具備一定的(de)防(fang)水防(fang)油(you)(you)能(neng)力(li)。
四、光柵尺使用注意事項
1、光柵尺傳(chuan)感器與數顯表插頭座插拔時應關閉電源后(hou)進行(xing)。
2、盡可能外加保護(hu)罩,并及時(shi)清理濺落在(zai)尺(chi)上的切屑和油液(ye),嚴格防止任何異物進入(ru)光柵尺(chi)傳感(gan)器殼體(ti)內部(bu)。
3、定期(qi)檢查各安裝聯接(jie)螺(luo)釘是否(fou)松動。
4、為延長防(fang)塵(chen)密封條的(de)壽命,可(ke)在密封條上均勻涂上一薄層(ceng)硅(gui)油(you),注意勿濺落在玻璃光柵(zha)刻劃(hua)面上。
5、為(wei)保證(zheng)光柵(zha)尺傳(chuan)感器使用的可靠(kao)性,可每隔一(yi)定(ding)時間(jian)用乙(yi)醇(chun)混合液(各(ge)50%)清洗擦拭(shi)光柵(zha)尺面(mian)及指示光柵(zha)面(mian),保持玻璃光柵(zha)尺面(mian)清潔(jie)。
6、光柵(zha)尺傳感器嚴禁劇烈震動及摔打,以免(mian)破壞光柵(zha)尺,如光柵(zha)尺斷裂(lie),光柵(zha)尺傳感器即失效了。
7、不(bu)要(yao)自行拆(chai)開光柵尺(chi)(chi)傳(chuan)感器,更不(bu)能任意改動(dong)主柵尺(chi)(chi)與(yu)副柵尺(chi)(chi)的(de)相對(dui)間距,否則一(yi)方(fang)面可(ke)能破(po)壞(huai)光柵尺(chi)(chi)傳(chuan)感器的(de)精(jing)度;另一(yi)方(fang)面還(huan)可(ke)能造(zao)成(cheng)主柵尺(chi)(chi)與(yu)副柵尺(chi)(chi)的(de)相對(dui)摩擦,損壞(huai)鉻層也就損壞(huai)了柵線,以而(er)造(zao)成(cheng)光柵尺(chi)(chi)報廢。
8、應(ying)注(zhu)意防止油污及水污染光柵尺(chi)面,以免破壞光柵尺(chi)線(xian)條紋(wen)分布(bu),引起測量誤(wu)差。
9、光(guang)柵(zha)尺傳(chuan)感器(qi)應盡量(liang)避免在有嚴重腐蝕作(zuo)用的環境中工(gong)作(zuo),以免腐蝕光(guang)柵(zha)鉻層及光(guang)柵(zha)尺表面,破壞光(guang)柵(zha)尺質量(liang)。