一、光柵尺是什么
光(guang)柵(zha)(zha)尺(又(you)稱光(guang)柵(zha)(zha))是一種高精(jing)度的(de)直線位移傳感器,是數控(kong)(kong)機(ji)床閉環(huan)控(kong)(kong)制系統中用得較多的(de)測量(liang)裝置,由光(guang)源(yuan)、聚光(guang)鏡、標尺光(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(chi)等光(guang)敏元件組成。
光(guang)(guang)柵尺通常為(wei)(wei)一長(chang)一短(duan)兩塊光(guang)(guang)柵尺配套使用(yong)。其中(zhong)長(chang)的一塊稱為(wei)(wei)主光(guang)(guang)柵或標尺光(guang)(guang)柵,安裝在(zai)機床(chuang)(chuang)移動部件上,要(yao)求與行程等長(chang),短(duan)的一塊稱為(wei)(wei)指(zhi)示(shi)光(guang)(guang)柵,指(zhi)示(shi)光(guang)(guang)柵和(he)光(guang)(guang)源、透鏡、光(guang)(guang)敏元件裝在(zai)掃描頭中(zhong),安裝在(zai)機床(chuang)(chuang)固定部件上。
數控機(ji)床中(zhong)用于直線位(wei)移(yi)檢(jian)測的光(guang)(guang)柵(zha)尺(chi),有(you)透(tou)(tou)射(she)(she)光(guang)(guang)柵(zha)和反(fan)(fan)(fan)射(she)(she)光(guang)(guang)柵(zha)兩大類。在玻璃(li)表面(mian)上制成透(tou)(tou)明與(yu)不透(tou)(tou)明間隔相等的線紋(wen),稱透(tou)(tou)射(she)(she)光(guang)(guang)柵(zha)。在拿屬的鏡面(mian)上制成全反(fan)(fan)(fan)射(she)(she)與(yu)漫反(fan)(fan)(fan)射(she)(she)間隔相等的線紋(wen),稱為反(fan)(fan)(fan)射(she)(she)光(guang)(guang)柵(zha)。
二、光柵尺的作用功能用途
光柵(zha)尺經常應(ying)用(yong)(yong)(yong)于數控(kong)(kong)機(ji)床(chuang)的(de)(de)(de)閉環伺服(fu)系統中(zhong),可用(yong)(yong)(yong)作(zuo)直線位(wei)移或者角位(wei)移的(de)(de)(de)檢測(ce)(ce)(ce)。其測(ce)(ce)(ce)量輸出(chu)的(de)(de)(de)信號(hao)為數字脈沖,具有檢測(ce)(ce)(ce)范圍大,檢測(ce)(ce)(ce)精度高(gao),響應(ying)速度快的(de)(de)(de)特點。例如,在數控(kong)(kong)機(ji)床(chuang)中(zhong)常用(yong)(yong)(yong)于對刀(dao)具和工件的(de)(de)(de)坐標進(jin)行檢測(ce)(ce)(ce),來(lai)觀察和跟蹤走刀(dao)誤(wu)差,以起到一(yi)個(ge)補償刀(dao)具的(de)(de)(de)運動誤(wu)差的(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)(yong)(yong)。
目前,在精密(mi)加工和(he)精密(mi)位(wei)移(yi)測(ce)量(liang)中,常采用光(guang)柵(zha)尺作為測(ce)量(liang)傳感器,直接與二次儀(yi)表或數控(kong)系統相連進行位(wei)移(yi)測(ce)量(liang)。測(ce)量(liang)精度主要由傳感器精度決定(ding)。隨(sui)著電(dian)子(zi)技術和(he)單片機技術的發展,光(guang)柵(zha)傳感器將在位(wei)移(yi)測(ce)量(liang)系統中得到更廣泛的應用,并逐漸向(xiang)(xiang)智能化方向(xiang)(xiang)轉(zhuan)變。該測(ce)量(liang)系統利用光(guang)柵(zha)運動產生的莫(mo)爾(er)條紋和(he)電(dian)子(zi)電(dian)路(lu)完成位(wei)移(yi)的自動測(ce)量(liang)。具(ju)有判別光(guang)柵(zha)運動方向(xiang)(xiang)、預置初始值(zhi)、實現自動定(ding)位(wei)控(kong)制和(he)超(chao)限報(bao)警、自檢和(he)斷電(dian)保護、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(shi),不(bu)(bu)(bu)能(neng)直(zhi)接(jie)將傳(chuan)感器安裝在粗(cu)糙不(bu)(bu)(bu)平的(de)(de)機(ji)(ji)床(chuang)身(shen)上,更不(bu)(bu)(bu)能(neng)安裝在打底(di)涂(tu)漆的(de)(de)機(ji)(ji)床(chuang)身(shen)上。光柵主尺及讀數頭分別(bie)安裝在機(ji)(ji)床(chuang)相對(dui)運動(dong)的(de)(de)兩個部件上。用千分表檢查(cha)機(ji)(ji)床(chuang)工(gong)作(zuo)臺的(de)(de)主尺安裝面與導軌運動(dong)的(de)(de)方向平行(xing)度。千分表固定在床(chuang)身(shen)上,移動(dong)工(gong)作(zuo)臺,要(yao)求達(da)到(dao)(dao)平行(xing)度為0.1mm/1000mm以內。如果不(bu)(bu)(bu)能(neng)達(da)到(dao)(dao)這個要(yao)求,則需(xu)設計加工(gong)一件光柵尺基座。
2、光柵尺線位移傳感器主尺安裝
將(jiang)光(guang)柵主(zhu)尺(chi)(chi)用M4螺(luo)釘上(shang)(shang)在機(ji)床安(an)裝(zhuang)的(de)工(gong)(gong)作臺安(an)裝(zhuang)面上(shang)(shang),但不要上(shang)(shang)緊,把千(qian)分(fen)表固(gu)定在床身上(shang)(shang),移動工(gong)(gong)作臺(主(zhu)尺(chi)(chi)與工(gong)(gong)作臺同時移動)。用千(qian)分(fen)表測量主(zhu)尺(chi)(chi)平面與機(ji)床導軌運動方向的(de)平行度(du),調(diao)整(zheng)主(zhu)尺(chi)(chi)M4螺(luo)釘位置(zhi),使主(zhu)尺(chi)(chi)平行度(du)滿足(zu)0.1mm/1000mm以內時,把M2螺(luo)釘徹底上(shang)(shang)緊。
3、光柵尺線位移傳感器讀數頭的安裝
在(zai)安(an)裝讀(du)數(shu)頭(tou)時,首先(xian)應(ying)保證讀(du)數(shu)頭(tou)的基面達到安(an)裝要求,然后(hou)再安(an)裝讀(du)數(shu)頭(tou),其(qi)安(an)裝方法與主尺相似。最后(hou)調整讀(du)數(shu)頭(tou),使讀(du)數(shu)頭(tou)與光柵(zha)主尺平(ping)行度保證在(zai)0.1mm之內,其(qi)讀(du)數(shu)頭(tou)與主尺的間隙控制在(zai)1~1.5mm以內。
4、光柵尺線位移傳感器限位裝置
光(guang)柵(zha)(zha)線位移(yi)傳感器(qi)全部安裝(zhuang)(zhuang)完以(yi)后,一(yi)定要在機(ji)床(chuang)導軌上安裝(zhuang)(zhuang)限位裝(zhuang)(zhuang)置,以(yi)免機(ji)床(chuang)加工產品(pin)移(yi)動時(shi)讀數頭沖(chong)撞到主尺(chi)兩端,從而損壞光(guang)柵(zha)(zha)尺(chi)。另外,用戶在選(xuan)購光(guang)柵(zha)(zha)線位移(yi)傳感器(qi)時(shi),應盡量選(xuan)用超出機(ji)床(chuang)加工尺(chi)寸(cun)100mm左右的光(guang)柵(zha)(zha)尺(chi),以(yi)留有余量。
5、光柵尺線位移傳感器檢查
光柵線位移傳感器安裝完畢后,可(ke)接通數(shu)顯表(biao),移動工作臺(tai),觀察數(shu)顯表(biao)計數(shu)是(shi)否正常。
在機(ji)床上選(xuan)取(qu)(qu)一(yi)個參考位置,來回(hui)(hui)移動工作點至該選(xuan)取(qu)(qu)的(de)位置。數(shu)顯(xian)(xian)表(biao)(biao)(biao)讀數(shu)應相同(或(huo)(huo)回(hui)(hui)零(ling))。另外也可使(shi)用(yong)千(qian)分表(biao)(biao)(biao)(或(huo)(huo)百分表(biao)(biao)(biao)),使(shi)千(qian)分表(biao)(biao)(biao)與數(shu)顯(xian)(xian)表(biao)(biao)(biao)同時調(diao)至零(ling)(或(huo)(huo)記(ji)憶起始數(shu)據),往返多次后回(hui)(hui)到初始位置,觀(guan)察數(shu)顯(xian)(xian)表(biao)(biao)(biao)與千(qian)分表(biao)(biao)(biao)的(de)數(shu)據是否一(yi)致(zhi)。
通(tong)過以上工(gong)作,光(guang)柵尺線位移傳感器的(de)(de)安(an)裝(zhuang)就(jiu)完成了。但對于一(yi)般(ban)的(de)(de)機床加工(gong)環(huan)境來講,鐵屑、切削液及油污較多。因此,傳感器應附帶加裝(zhuang)護(hu)罩(zhao),護(hu)罩(zhao)的(de)(de)設(she)計(ji)是(shi)按照傳感器的(de)(de)外形(xing)截面放(fang)大留一(yi)定(ding)的(de)(de)空間尺寸確定(ding),護(hu)罩(zhao)通(tong)常采用橡皮密封,使其具備(bei)一(yi)定(ding)的(de)(de)防水防油能力。
四、光柵尺使用注意事項
1、光柵(zha)尺傳感(gan)器與數顯表插頭(tou)座(zuo)插拔時應關閉電源后進行(xing)。
2、盡(jin)可(ke)能外加保護罩(zhao),并及時清理濺落(luo)在(zai)尺上的切(qie)屑和油(you)液,嚴格防止任何(he)異物進入光柵(zha)尺傳感器(qi)殼體內部。
3、定期檢查各安裝聯接(jie)螺(luo)釘是(shi)否(fou)松動。
4、為延長(chang)防塵密(mi)封條的(de)壽(shou)命(ming),可在(zai)密(mi)封條上(shang)(shang)均勻涂(tu)上(shang)(shang)一薄層硅油,注意勿濺落在(zai)玻璃光柵刻劃面上(shang)(shang)。
5、為(wei)保(bao)證光柵(zha)(zha)尺傳感器使用(yong)的可靠(kao)性,可每(mei)隔(ge)一定(ding)時間用(yong)乙醇混合液(各(ge)50%)清洗擦拭光柵(zha)(zha)尺面(mian)(mian)及指示光柵(zha)(zha)面(mian)(mian),保(bao)持玻(bo)璃光柵(zha)(zha)尺面(mian)(mian)清潔。
6、光(guang)柵(zha)尺(chi)傳(chuan)感器(qi)嚴禁劇烈震(zhen)動(dong)及摔打,以(yi)免破壞光(guang)柵(zha)尺(chi),如光(guang)柵(zha)尺(chi)斷裂,光(guang)柵(zha)尺(chi)傳(chuan)感器(qi)即失效了(le)。
7、不(bu)要自(zi)行拆(chai)開光(guang)柵(zha)(zha)尺(chi)(chi)(chi)(chi)傳(chuan)感器,更不(bu)能任意(yi)改動主柵(zha)(zha)尺(chi)(chi)(chi)(chi)與副柵(zha)(zha)尺(chi)(chi)(chi)(chi)的(de)(de)相(xiang)對(dui)間距(ju),否則一方面可能破壞(huai)光(guang)柵(zha)(zha)尺(chi)(chi)(chi)(chi)傳(chuan)感器的(de)(de)精(jing)度;另(ling)一方面還可能造(zao)(zao)成主柵(zha)(zha)尺(chi)(chi)(chi)(chi)與副柵(zha)(zha)尺(chi)(chi)(chi)(chi)的(de)(de)相(xiang)對(dui)摩擦,損(sun)壞(huai)鉻層(ceng)也就損(sun)壞(huai)了柵(zha)(zha)線,以而造(zao)(zao)成光(guang)柵(zha)(zha)尺(chi)(chi)(chi)(chi)報廢。
8、應注意(yi)防止油(you)污及水污染光柵尺面,以免(mian)破壞光柵尺線條紋分布,引起測(ce)量誤差。
9、光柵尺傳感器應盡(jin)量(liang)避免在有(you)嚴重腐蝕(shi)作(zuo)用的環境(jing)中工作(zuo),以免腐蝕(shi)光柵鉻層及(ji)光柵尺表面,破壞光柵尺質量(liang)。