一、光柵尺是什么

光(guang)柵(zha)(zha)尺(chi)（又稱光(guang)柵(zha)(zha)）是一種高精度的直線(xian)位移(yi)傳感器，是數控機(ji)床(chuang)閉(bi)環控制系統中用得較多的測量裝(zhuang)置，由(you)光(guang)源、聚光(guang)鏡、標尺(chi)光(guang)柵(zha)(zha)（長光(guang)柵(zha)(zha)）、指示光(guang)柵(zha)(zha)（短光(guang)柵(zha)(zha)）和硅光(guang)電池等光(guang)敏元件組成(cheng)。

光(guang)柵(zha)尺(chi)通常(chang)為一長一短兩(liang)塊(kuai)光(guang)柵(zha)尺(chi)配(pei)套(tao)使用。其中長的(de)一塊(kuai)稱(cheng)為主(zhu)光(guang)柵(zha)或標尺(chi)光(guang)柵(zha)，安(an)裝(zhuang)在機床移動部件上，要求與行程等長，短的(de)一塊(kuai)稱(cheng)為指(zhi)示(shi)光(guang)柵(zha)，指(zhi)示(shi)光(guang)柵(zha)和光(guang)源(yuan)、透鏡、光(guang)敏(min)元(yuan)件裝(zhuang)在掃描頭中，安(an)裝(zhuang)在機床固(gu)定部件上。

數控機床(chuang)中用于(yu)直線位移(yi)檢測的光(guang)(guang)柵(zha)尺，有透射光(guang)(guang)柵(zha)和反(fan)射光(guang)(guang)柵(zha)兩(liang)大類。在(zai)玻璃表面(mian)上制(zhi)成透明與(yu)不透明間隔(ge)相(xiang)等(deng)(deng)的線紋，稱透射光(guang)(guang)柵(zha)。在(zai)拿(na)屬的鏡面(mian)上制(zhi)成全(quan)反(fan)射與(yu)漫反(fan)射間隔(ge)相(xiang)等(deng)(deng)的線紋，稱為反(fan)射光(guang)(guang)柵(zha)。

二、光柵尺的作用功能用途

光柵(zha)尺經常(chang)應(ying)用于(yu)數(shu)控(kong)機床的(de)(de)閉環伺(si)服(fu)系統中，可用作直線位(wei)(wei)移或者角位(wei)(wei)移的(de)(de)檢(jian)測。其(qi)測量輸出的(de)(de)信號為數(shu)字脈沖(chong)，具(ju)(ju)有檢(jian)測范圍大，檢(jian)測精度(du)(du)高，響應(ying)速度(du)(du)快的(de)(de)特(te)點。例如，在數(shu)控(kong)機床中常(chang)用于(yu)對刀具(ju)(ju)和工件的(de)(de)坐(zuo)標進行檢(jian)測，來觀察和跟蹤走刀誤差(cha)，以起到一(yi)個補償刀具(ju)(ju)的(de)(de)運動誤差(cha)的(de)(de)作用。

目前(qian)，在精(jing)(jing)密加工和(he)精(jing)(jing)密位(wei)移(yi)測量中(zhong)，常(chang)采用光(guang)柵尺(chi)作為(wei)測量傳(chuan)感(gan)器(qi)(qi)，直(zhi)接與二(er)次儀表或(huo)數控系(xi)統(tong)相連(lian)進(jin)行位(wei)移(yi)測量。測量精(jing)(jing)度主要由傳(chuan)感(gan)器(qi)(qi)精(jing)(jing)度決定。隨著電子技術和(he)單片機技術的發展，光(guang)柵傳(chuan)感(gan)器(qi)(qi)將在位(wei)移(yi)測量系(xi)統(tong)中(zhong)得到(dao)更廣泛的應(ying)用，并逐漸向(xiang)智能化方向(xiang)轉變。該測量系(xi)統(tong)利用光(guang)柵運動(dong)產(chan)生(sheng)的莫爾條(tiao)紋和(he)電子電路完成(cheng)位(wei)移(yi)的自(zi)動(dong)測量。具有(you)判(pan)別光(guang)柵運動(dong)方向(xiang)、預置初始值、實(shi)現自(zi)動(dong)定位(wei)控制(zhi)和(he)超限報警、自(zi)檢和(he)斷電保護、糾(jiu)錯等(deng)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(bu)能(neng)直接將傳(chuan)感器安(an)裝在粗糙不(bu)平的機(ji)床(chuang)(chuang)身(shen)(shen)上(shang)(shang)，更不(bu)能(neng)安(an)裝在打底涂漆的機(ji)床(chuang)(chuang)身(shen)(shen)上(shang)(shang)。光柵主尺(chi)及讀數(shu)頭(tou)分別安(an)裝在機(ji)床(chuang)(chuang)相對運(yun)動(dong)的兩個(ge)部件上(shang)(shang)。用千分表檢查機(ji)床(chuang)(chuang)工作(zuo)臺的主尺(chi)安(an)裝面與導軌運(yun)動(dong)的方向平行度。千分表固(gu)定在床(chuang)(chuang)身(shen)(shen)上(shang)(shang)，移動(dong)工作(zuo)臺，要(yao)(yao)求達到平行度為0.1mm/1000mm以內。如果不(bu)能(neng)達到這個(ge)要(yao)(yao)求，則需設計加工一件光柵尺(chi)基座。

2、光柵尺線位移傳感器主尺安裝

將光柵(zha)主(zhu)尺(chi)用M4螺釘上在(zai)(zai)機床(chuang)安裝(zhuang)的(de)工(gong)作臺安裝(zhuang)面(mian)上，但不要上緊，把千(qian)分(fen)表(biao)固定(ding)在(zai)(zai)床(chuang)身上，移(yi)動工(gong)作臺（主(zhu)尺(chi)與(yu)工(gong)作臺同時移(yi)動）。用千(qian)分(fen)表(biao)測量主(zhu)尺(chi)平面(mian)與(yu)機床(chuang)導(dao)軌運動方向的(de)平行度(du)，調整主(zhu)尺(chi)M4螺釘位置，使主(zhu)尺(chi)平行度(du)滿足0.1mm/1000mm以(yi)內時，把M2螺釘徹(che)底上緊。

3、光柵尺線位移傳感器讀數頭的安裝

在(zai)(zai)安(an)(an)(an)裝讀(du)(du)數頭(tou)時，首先應(ying)保(bao)證讀(du)(du)數頭(tou)的(de)基面達到安(an)(an)(an)裝要(yao)求，然后再(zai)安(an)(an)(an)裝讀(du)(du)數頭(tou)，其安(an)(an)(an)裝方法與主(zhu)(zhu)尺(chi)相似。最后調(diao)整讀(du)(du)數頭(tou)，使(shi)讀(du)(du)數頭(tou)與光柵主(zhu)(zhu)尺(chi)平行度保(bao)證在(zai)(zai)0.1mm之內，其讀(du)(du)數頭(tou)與主(zhu)(zhu)尺(chi)的(de)間隙控制在(zai)(zai)1~1.5mm以內。

4、光柵尺線位移傳感器限位裝置

光(guang)(guang)柵線位移傳感器(qi)全(quan)部安(an)裝完以后(hou)，一定要在(zai)機(ji)床導軌上(shang)安(an)裝限位裝置(zhi)，以免(mian)機(ji)床加工產(chan)品(pin)移動(dong)時讀數頭沖撞到主尺兩端，從(cong)而損(sun)壞光(guang)(guang)柵尺。另外，用(yong)(yong)戶在(zai)選(xuan)購光(guang)(guang)柵線位移傳感器(qi)時，應(ying)盡量選(xuan)用(yong)(yong)超出機(ji)床加工尺寸100mm左右(you)的光(guang)(guang)柵尺，以留(liu)有(you)余量。

5、光柵尺線位移傳感器檢查

光柵線位移(yi)傳感(gan)器安(an)裝完(wan)畢后，可(ke)接通(tong)數顯(xian)表，移(yi)動工作臺，觀察數顯(xian)表計(ji)數是(shi)否(fou)正常(chang)。

在機(ji)床上選取一個參考位置(zhi)，來回(hui)移動工(gong)作點至(zhi)該(gai)選取的位置(zhi)。數顯(xian)(xian)表(biao)讀數應相(xiang)同(tong)（或回(hui)零(ling)）。另外(wai)也可使(shi)用千分(fen)表(biao)（或百分(fen)表(biao)），使(shi)千分(fen)表(biao)與數顯(xian)(xian)表(biao)同(tong)時調(diao)至(zhi)零(ling)（或記憶起(qi)始(shi)數據），往返多次后回(hui)到(dao)初(chu)始(shi)位置(zhi)，觀察數顯(xian)(xian)表(biao)與千分(fen)表(biao)的數據是(shi)否一致。

通過以(yi)上工作，光柵尺(chi)線位移傳感(gan)器的(de)安裝就完成了。但對于(yu)一般的(de)機(ji)床加(jia)工環境來講(jiang)，鐵屑、切削(xue)液及油污(wu)較多。因此，傳感(gan)器應附帶(dai)加(jia)裝護(hu)罩，護(hu)罩的(de)設計是(shi)按(an)照傳感(gan)器的(de)外形截面放大留一定的(de)空間(jian)尺(chi)寸確定，護(hu)罩通常采用橡(xiang)皮密封，使(shi)其具(ju)備(bei)一定的(de)防水防油能力。

四、光柵尺使用注意事項

1、光柵(zha)尺傳感器(qi)與數顯表插頭(tou)座插拔時應關閉電源后進行。

2、盡可能(neng)外加保(bao)護罩，并及時清理(li)濺(jian)落在尺(chi)(chi)上的切(qie)屑和(he)油液，嚴格(ge)防止(zhi)任何異(yi)物進入(ru)光柵尺(chi)(chi)傳感器殼體內部。

3、定期檢查各(ge)安裝聯接螺釘(ding)是否松動。

4、為延長防塵密(mi)封(feng)條(tiao)的壽(shou)命，可在密(mi)封(feng)條(tiao)上均勻涂上一薄(bo)層(ceng)硅油，注意勿(wu)濺(jian)落在玻璃光(guang)柵刻(ke)劃面上。

5、為保證光(guang)柵(zha)(zha)尺(chi)(chi)傳感器使(shi)用(yong)的可靠性，可每隔一定時間用(yong)乙醇混合液（各(ge)50%）清洗擦拭光(guang)柵(zha)(zha)尺(chi)(chi)面及指示(shi)光(guang)柵(zha)(zha)面，保持玻璃光(guang)柵(zha)(zha)尺(chi)(chi)面清潔。

6、光(guang)柵(zha)尺(chi)傳感(gan)器嚴禁劇(ju)烈震動及摔(shuai)打，以免破壞光(guang)柵(zha)尺(chi)，如光(guang)柵(zha)尺(chi)斷(duan)裂，光(guang)柵(zha)尺(chi)傳感(gan)器即(ji)失效了。

7、不(bu)要自行拆開(kai)光(guang)柵(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)尺(chi)傳感器(qi)，更(geng)不(bu)能任(ren)意改動主(zhu)柵(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)尺(chi)與副(fu)柵(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)尺(chi)的相(xiang)對間(jian)距，否則一方面(mian)(mian)可(ke)能破(po)壞光(guang)柵(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)尺(chi)傳感器(qi)的精(jing)度；另一方面(mian)(mian)還可(ke)能造(zao)成主(zhu)柵(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)尺(chi)與副(fu)柵(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)尺(chi)的相(xiang)對摩擦，損壞鉻層也(ye)就損壞了柵(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)線，以而造(zao)成光(guang)柵(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)尺(chi)報廢。

8、應(ying)注意防(fang)止油污(wu)(wu)及水污(wu)(wu)染光柵尺(chi)(chi)面，以免(mian)破壞光柵尺(chi)(chi)線條紋分布，引起測量誤差。

9、光(guang)(guang)柵尺(chi)傳感器應盡量(liang)避(bi)免在(zai)有嚴重腐(fu)蝕作(zuo)用的環境中(zhong)工(gong)作(zuo)，以免腐(fu)蝕光(guang)(guang)柵鉻層及光(guang)(guang)柵尺(chi)表面，破壞光(guang)(guang)柵尺(chi)質(zhi)量(liang)。