一、光柵尺是什么

光(guang)(guang)柵(zha)尺(chi)（又稱(cheng)光(guang)(guang)柵(zha)）是(shi)(shi)一種高(gao)精度的(de)(de)直線位(wei)移傳感器，是(shi)(shi)數(shu)控機床閉環控制系統中用得較多的(de)(de)測量裝置，由(you)光(guang)(guang)源、聚光(guang)(guang)鏡、標(biao)尺(chi)光(guang)(guang)柵(zha)（長光(guang)(guang)柵(zha)）、指示光(guang)(guang)柵(zha)（短光(guang)(guang)柵(zha)）和硅光(guang)(guang)電池(chi)等光(guang)(guang)敏元(yuan)件組成。

光柵(zha)(zha)尺(chi)通常(chang)為一(yi)(yi)長一(yi)(yi)短兩塊(kuai)(kuai)光柵(zha)(zha)尺(chi)配套使用。其中(zhong)長的一(yi)(yi)塊(kuai)(kuai)稱為主光柵(zha)(zha)或標(biao)尺(chi)光柵(zha)(zha)，安裝在(zai)(zai)機床(chuang)移動部(bu)件(jian)(jian)上，要求與(yu)行程等(deng)長，短的一(yi)(yi)塊(kuai)(kuai)稱為指示光柵(zha)(zha)，指示光柵(zha)(zha)和光源、透鏡、光敏元件(jian)(jian)裝在(zai)(zai)掃描頭中(zhong)，安裝在(zai)(zai)機床(chuang)固(gu)定部(bu)件(jian)(jian)上。

數控機床(chuang)中用于直線(xian)位移檢測的(de)(de)光(guang)(guang)柵尺，有透(tou)射(she)光(guang)(guang)柵和反射(she)光(guang)(guang)柵兩大類(lei)。在玻璃表面(mian)上(shang)制(zhi)成透(tou)明(ming)與不透(tou)明(ming)間(jian)隔相等的(de)(de)線(xian)紋，稱透(tou)射(she)光(guang)(guang)柵。在拿屬(shu)的(de)(de)鏡(jing)面(mian)上(shang)制(zhi)成全反射(she)與漫反射(she)間(jian)隔相等的(de)(de)線(xian)紋，稱為反射(she)光(guang)(guang)柵。

二、光柵尺的作用功能用途

光柵(zha)尺經常應用于(yu)數(shu)控(kong)機床(chuang)的(de)閉環伺服系(xi)統中(zhong)，可用作(zuo)直線位(wei)移或者角位(wei)移的(de)檢(jian)(jian)測。其(qi)測量輸出的(de)信號為數(shu)字脈沖，具有檢(jian)(jian)測范圍大，檢(jian)(jian)測精度(du)高，響(xiang)應速度(du)快的(de)特點。例如，在數(shu)控(kong)機床(chuang)中(zhong)常用于(yu)對(dui)刀(dao)具和工件的(de)坐(zuo)標進行檢(jian)(jian)測，來觀(guan)察和跟蹤走(zou)刀(dao)誤差，以起到一(yi)個補償刀(dao)具的(de)運動誤差的(de)作(zuo)用。

目前(qian)，在(zai)精(jing)密(mi)加(jia)工和(he)精(jing)密(mi)位移測(ce)(ce)量(liang)中(zhong)，常采用(yong)光柵尺作為測(ce)(ce)量(liang)傳(chuan)感(gan)器，直接(jie)與(yu)二次(ci)儀表(biao)或數控系(xi)統相連進行位移測(ce)(ce)量(liang)。測(ce)(ce)量(liang)精(jing)度主要由傳(chuan)感(gan)器精(jing)度決(jue)定(ding)。隨著(zhu)電子技術和(he)單片機(ji)技術的(de)(de)發展，光柵傳(chuan)感(gan)器將在(zai)位移測(ce)(ce)量(liang)系(xi)統中(zhong)得到(dao)更廣泛的(de)(de)應用(yong)，并逐漸向(xiang)智能(neng)化方向(xiang)轉變。該測(ce)(ce)量(liang)系(xi)統利用(yong)光柵運動產生的(de)(de)莫爾條(tiao)紋和(he)電子電路完成(cheng)位移的(de)(de)自動測(ce)(ce)量(liang)。具有(you)判(pan)別光柵運動方向(xiang)、預置初(chu)始值、實(shi)現自動定(ding)位控制(zhi)和(he)超(chao)限報警(jing)、自檢和(he)斷電保護、糾錯等功能(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，不能直接將傳感器安(an)裝(zhuang)在粗糙不平的(de)(de)機(ji)床身上，更不能安(an)裝(zhuang)在打底(di)涂(tu)漆的(de)(de)機(ji)床身上。光柵主尺及讀數頭分(fen)別(bie)安(an)裝(zhuang)在機(ji)床相對運動(dong)的(de)(de)兩個部件上。用(yong)千分(fen)表檢(jian)查機(ji)床工(gong)作臺的(de)(de)主尺安(an)裝(zhuang)面與(yu)導軌運動(dong)的(de)(de)方向平行度。千分(fen)表固定在床身上，移動(dong)工(gong)作臺，要(yao)求(qiu)達到(dao)平行度為0.1mm/1000mm以內。如果不能達到(dao)這個要(yao)求(qiu)，則需設(she)計加(jia)工(gong)一(yi)件光柵尺基座。

2、光柵尺線位移傳感器主尺安裝

將(jiang)光柵主(zhu)尺(chi)(chi)用M4螺釘上(shang)(shang)在(zai)機(ji)床(chuang)安裝的(de)工(gong)作臺(tai)(tai)安裝面上(shang)(shang)，但不(bu)要上(shang)(shang)緊，把千分表固定(ding)在(zai)床(chuang)身(shen)上(shang)(shang)，移動(dong)工(gong)作臺(tai)(tai)（主(zhu)尺(chi)(chi)與工(gong)作臺(tai)(tai)同(tong)時移動(dong)）。用千分表測(ce)量主(zhu)尺(chi)(chi)平面與機(ji)床(chuang)導軌(gui)運動(dong)方(fang)向的(de)平行度(du)，調整主(zhu)尺(chi)(chi)M4螺釘位置，使(shi)主(zhu)尺(chi)(chi)平行度(du)滿(man)足0.1mm/1000mm以內時，把M2螺釘徹底上(shang)(shang)緊。

3、光柵尺線位移傳感器讀數頭的安裝

在安(an)(an)裝讀數頭(tou)時，首先應保證(zheng)讀數頭(tou)的基(ji)面(mian)達到安(an)(an)裝要求(qiu)，然(ran)后再(zai)安(an)(an)裝讀數頭(tou)，其安(an)(an)裝方法與(yu)主(zhu)尺相似。最后調(diao)整讀數頭(tou)，使讀數頭(tou)與(yu)光(guang)柵主(zhu)尺平行度(du)保證(zheng)在0.1mm之內，其讀數頭(tou)與(yu)主(zhu)尺的間隙控制在1~1.5mm以內。

4、光柵尺線位移傳感器限位裝置

光(guang)柵(zha)線(xian)位(wei)移傳感(gan)器(qi)全部安裝完以(yi)后，一定(ding)要在(zai)機床(chuang)導軌上安裝限位(wei)裝置，以(yi)免機床(chuang)加工產品移動時讀數頭沖(chong)撞到主尺兩端，從而損(sun)壞光(guang)柵(zha)尺。另(ling)外，用戶在(zai)選購光(guang)柵(zha)線(xian)位(wei)移傳感(gan)器(qi)時，應盡量選用超(chao)出機床(chuang)加工尺寸(cun)100mm左右的光(guang)柵(zha)尺，以(yi)留(liu)有余(yu)量。

5、光柵尺線位移傳感器檢查

光(guang)柵(zha)線(xian)位移(yi)傳感器(qi)安裝完畢后，可接通(tong)數顯表，移(yi)動工(gong)作臺，觀察(cha)數顯表計數是否正常。

在(zai)機床(chuang)上選(xuan)(xuan)取一(yi)個(ge)參考(kao)位(wei)置，來回(hui)(hui)移動工作(zuo)點至該(gai)選(xuan)(xuan)取的位(wei)置。數(shu)(shu)顯(xian)(xian)表(biao)(biao)讀(du)數(shu)(shu)應相同（或回(hui)(hui)零）。另外也可使用千(qian)分表(biao)(biao)（或百分表(biao)(biao)），使千(qian)分表(biao)(biao)與數(shu)(shu)顯(xian)(xian)表(biao)(biao)同時調至零（或記憶起始數(shu)(shu)據），往返多次(ci)后回(hui)(hui)到初始位(wei)置，觀察數(shu)(shu)顯(xian)(xian)表(biao)(biao)與千(qian)分表(biao)(biao)的數(shu)(shu)據是否一(yi)致。

通(tong)過以上(shang)工作(zuo)，光柵尺線位移傳(chuan)感器的(de)(de)安裝(zhuang)就(jiu)完(wan)成了。但(dan)對(dui)于(yu)一(yi)(yi)(yi)般的(de)(de)機(ji)床加(jia)工環境來講，鐵屑、切削液及(ji)油污(wu)較多(duo)。因(yin)此，傳(chuan)感器應(ying)附帶加(jia)裝(zhuang)護(hu)罩，護(hu)罩的(de)(de)設計(ji)是按照傳(chuan)感器的(de)(de)外(wai)形(xing)截面放大留一(yi)(yi)(yi)定(ding)(ding)的(de)(de)空(kong)間尺寸確(que)定(ding)(ding)，護(hu)罩通(tong)常采用橡皮(pi)密封，使其具備一(yi)(yi)(yi)定(ding)(ding)的(de)(de)防(fang)水防(fang)油能(neng)力。

四、光柵尺使用注意事項

1、光柵尺(chi)傳感器與(yu)數顯表插頭座插拔時應關閉電(dian)源(yuan)后進(jin)行。

2、盡可能(neng)外(wai)加保(bao)護罩，并及時清理濺落在尺上的切屑(xie)和(he)油液，嚴格防止任何異物進入光柵(zha)尺傳(chuan)感(gan)器殼體內(nei)部。

3、定期檢查(cha)各(ge)安(an)裝聯接螺(luo)釘是否松動。

4、為(wei)延長(chang)防塵密封條的壽命，可(ke)在密封條上均(jun)勻涂上一(yi)薄層硅油，注意勿濺落在玻璃光(guang)柵(zha)刻劃(hua)面上。

5、為保證光(guang)(guang)柵尺(chi)(chi)傳感(gan)器使用(yong)的可靠性，可每(mei)隔一(yi)定時間用(yong)乙醇混合液（各50%）清(qing)洗擦拭光(guang)(guang)柵尺(chi)(chi)面(mian)及指(zhi)示光(guang)(guang)柵面(mian)，保持玻璃(li)光(guang)(guang)柵尺(chi)(chi)面(mian)清(qing)潔(jie)。

6、光(guang)柵(zha)尺傳感器(qi)嚴禁劇烈震動及摔打，以免破壞光(guang)柵(zha)尺，如光(guang)柵(zha)尺斷裂，光(guang)柵(zha)尺傳感器(qi)即失效了。

7、不(bu)(bu)要自行拆開(kai)光(guang)(guang)柵(zha)(zha)尺(chi)傳(chuan)感器(qi)，更(geng)不(bu)(bu)能(neng)任意改(gai)動主柵(zha)(zha)尺(chi)與(yu)副(fu)(fu)柵(zha)(zha)尺(chi)的相(xiang)對(dui)間距，否則一方面可(ke)(ke)能(neng)破(po)壞光(guang)(guang)柵(zha)(zha)尺(chi)傳(chuan)感器(qi)的精度；另一方面還(huan)可(ke)(ke)能(neng)造成主柵(zha)(zha)尺(chi)與(yu)副(fu)(fu)柵(zha)(zha)尺(chi)的相(xiang)對(dui)摩擦，損壞鉻(ge)層也就損壞了柵(zha)(zha)線，以(yi)而造成光(guang)(guang)柵(zha)(zha)尺(chi)報廢。

8、應注意(yi)防止油污(wu)及水污(wu)染光(guang)柵(zha)尺面，以免(mian)破(po)壞光(guang)柵(zha)尺線條紋分布，引起測量誤差。

9、光柵(zha)尺傳(chuan)感器(qi)應盡量避免(mian)在有嚴重腐(fu)蝕作用的環境中工(gong)作，以免(mian)腐(fu)蝕光柵(zha)鉻層及光柵(zha)尺表面，破壞光柵(zha)尺質量。