一、光柵尺是什么

光(guang)(guang)(guang)(guang)柵(zha)(zha)(zha)(zha)尺(chi)（又稱光(guang)(guang)(guang)(guang)柵(zha)(zha)(zha)(zha)）是(shi)一種高(gao)精度的直線位移傳感器，是(shi)數控機床(chuang)閉環控制系統中用得較(jiao)多(duo)的測量裝(zhuang)置，由光(guang)(guang)(guang)(guang)源、聚光(guang)(guang)(guang)(guang)鏡、標尺(chi)光(guang)(guang)(guang)(guang)柵(zha)(zha)(zha)(zha)（長光(guang)(guang)(guang)(guang)柵(zha)(zha)(zha)(zha)）、指示光(guang)(guang)(guang)(guang)柵(zha)(zha)(zha)(zha)（短光(guang)(guang)(guang)(guang)柵(zha)(zha)(zha)(zha)）和(he)硅光(guang)(guang)(guang)(guang)電池(chi)等(deng)光(guang)(guang)(guang)(guang)敏元件(jian)組成。

光柵(zha)尺(chi)通常為(wei)一(yi)(yi)(yi)長一(yi)(yi)(yi)短(duan)兩塊(kuai)光柵(zha)尺(chi)配(pei)套使用。其(qi)中長的一(yi)(yi)(yi)塊(kuai)稱為(wei)主光柵(zha)或標尺(chi)光柵(zha)，安(an)裝(zhuang)在(zai)機床(chuang)移動部件(jian)上，要求與行程(cheng)等長，短(duan)的一(yi)(yi)(yi)塊(kuai)稱為(wei)指示光柵(zha)，指示光柵(zha)和光源、透(tou)鏡、光敏元件(jian)裝(zhuang)在(zai)掃描頭中，安(an)裝(zhuang)在(zai)機床(chuang)固定部件(jian)上。

數(shu)控機(ji)床中用于直線位移檢(jian)測的(de)光柵(zha)尺(chi)，有透(tou)射(she)光柵(zha)和反(fan)射(she)光柵(zha)兩(liang)大類。在(zai)玻璃表面上制成透(tou)明(ming)與(yu)(yu)不透(tou)明(ming)間隔(ge)相(xiang)(xiang)等(deng)的(de)線紋(wen)，稱透(tou)射(she)光柵(zha)。在(zai)拿(na)屬(shu)的(de)鏡面上制成全(quan)反(fan)射(she)與(yu)(yu)漫反(fan)射(she)間隔(ge)相(xiang)(xiang)等(deng)的(de)線紋(wen)，稱為(wei)反(fan)射(she)光柵(zha)。

二、光柵尺的作用功能用途

光柵尺(chi)經(jing)常應用于數控(kong)機床(chuang)(chuang)的(de)(de)(de)閉環伺服系統中(zhong)(zhong)，可用作直線位移或者(zhe)角位移的(de)(de)(de)檢(jian)測(ce)。其測(ce)量輸出(chu)的(de)(de)(de)信號為數字(zi)脈沖，具(ju)有檢(jian)測(ce)范圍大，檢(jian)測(ce)精度高(gao)，響應速度快的(de)(de)(de)特點。例如，在數控(kong)機床(chuang)(chuang)中(zhong)(zhong)常用于對刀具(ju)和工件的(de)(de)(de)坐標進行(xing)檢(jian)測(ce)，來觀察和跟(gen)蹤(zong)走刀誤差，以起到一個(ge)補償刀具(ju)的(de)(de)(de)運動誤差的(de)(de)(de)作用。

目前，在精密(mi)加工和(he)(he)精密(mi)位移測量中，常采用(yong)光(guang)柵尺作為測量傳感器(qi)，直接與(yu)二次儀(yi)表(biao)或數控(kong)系(xi)統相連進行位移測量。測量精度(du)主(zhu)要由傳感器(qi)精度(du)決定(ding)(ding)。隨(sui)著電(dian)子(zi)技術和(he)(he)單片(pian)機(ji)技術的(de)發(fa)展，光(guang)柵傳感器(qi)將在位移測量系(xi)統中得(de)到更廣泛的(de)應用(yong)，并(bing)逐漸向智能化方(fang)向轉(zhuan)變(bian)。該測量系(xi)統利用(yong)光(guang)柵運(yun)動(dong)產生的(de)莫爾(er)條紋和(he)(he)電(dian)子(zi)電(dian)路完成位移的(de)自動(dong)測量。具(ju)有判別光(guang)柵運(yun)動(dong)方(fang)向、預(yu)置初始值、實(shi)現(xian)自動(dong)定(ding)(ding)位控(kong)制和(he)(he)超(chao)限報警、自檢和(he)(he)斷電(dian)保護(hu)、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，不能(neng)直接(jie)將傳感器安(an)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)在粗糙不平的機(ji)床(chuang)身上(shang)(shang)，更不能(neng)安(an)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)在打(da)底涂漆的機(ji)床(chuang)身上(shang)(shang)。光柵主(zhu)尺及讀數頭分別(bie)安(an)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)在機(ji)床(chuang)相對運動的兩個(ge)部件上(shang)(shang)。用千分表檢查機(ji)床(chuang)工(gong)(gong)作臺的主(zhu)尺安(an)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)面(mian)與導軌(gui)運動的方向(xiang)平行(xing)度。千分表固定在床(chuang)身上(shang)(shang)，移動工(gong)(gong)作臺，要求達到平行(xing)度為0.1mm/1000mm以內。如果不能(neng)達到這個(ge)要求，則需設計加(jia)工(gong)(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)(zhu)尺(chi)用M4螺釘上(shang)(shang)在(zai)機床安裝的工作臺(tai)安裝面上(shang)(shang)，但不要上(shang)(shang)緊，把(ba)千(qian)分表固定在(zai)床身上(shang)(shang)，移(yi)動(dong)工作臺(tai)（主(zhu)(zhu)尺(chi)與工作臺(tai)同時(shi)移(yi)動(dong)）。用千(qian)分表測量主(zhu)(zhu)尺(chi)平面與機床導(dao)軌運(yun)動(dong)方向的平行度，調整主(zhu)(zhu)尺(chi)M4螺釘位置，使主(zhu)(zhu)尺(chi)平行度滿足0.1mm/1000mm以內時(shi)，把(ba)M2螺釘徹底(di)上(shang)(shang)緊。

3、光柵尺線位移傳感器讀數頭的安裝

在安(an)裝(zhuang)讀(du)數(shu)(shu)(shu)頭(tou)(tou)時，首(shou)先(xian)應保(bao)證讀(du)數(shu)(shu)(shu)頭(tou)(tou)的(de)基面達到安(an)裝(zhuang)要求，然后(hou)再(zai)安(an)裝(zhuang)讀(du)數(shu)(shu)(shu)頭(tou)(tou)，其(qi)安(an)裝(zhuang)方法與(yu)(yu)主尺(chi)相似。最后(hou)調整讀(du)數(shu)(shu)(shu)頭(tou)(tou)，使讀(du)數(shu)(shu)(shu)頭(tou)(tou)與(yu)(yu)光(guang)柵主尺(chi)平行度保(bao)證在0.1mm之內，其(qi)讀(du)數(shu)(shu)(shu)頭(tou)(tou)與(yu)(yu)主尺(chi)的(de)間隙(xi)控制在1~1.5mm以內。

4、光柵尺線位移傳感器限位裝置

光柵線位(wei)(wei)移傳(chuan)感(gan)器(qi)全部安裝(zhuang)(zhuang)完(wan)以后，一定要在機床導軌(gui)上安裝(zhuang)(zhuang)限位(wei)(wei)裝(zhuang)(zhuang)置，以免機床加工產品移動時讀數頭沖撞到主(zhu)尺兩端，從而損壞光柵尺。另外，用戶在選購(gou)光柵線位(wei)(wei)移傳(chuan)感(gan)器(qi)時，應盡量選用超(chao)出機床加工尺寸100mm左右(you)的光柵尺，以留有余量。

5、光柵尺線位移傳感器檢查

光柵線位(wei)移傳感器(qi)安裝完畢后，可接通數(shu)顯表，移動工作臺，觀察數(shu)顯表計(ji)數(shu)是否正常。

在機床上選(xuan)取(qu)一個參考位置，來回移動工作點至(zhi)該(gai)選(xuan)取(qu)的位置。數(shu)顯表(biao)讀數(shu)應相同(tong)（或(huo)回零）。另外也可使用千(qian)分表(biao)（或(huo)百(bai)分表(biao)），使千(qian)分表(biao)與數(shu)顯表(biao)同(tong)時調(diao)至(zhi)零（或(huo)記憶(yi)起(qi)始(shi)數(shu)據(ju)），往返多次(ci)后回到初始(shi)位置，觀察數(shu)顯表(biao)與千(qian)分表(biao)的數(shu)據(ju)是否一致(zhi)。

通過(guo)以上工作，光柵(zha)尺(chi)線位移傳感器(qi)(qi)的安裝就完成了。但對(dui)于(yu)一般的機床(chuang)加(jia)工環境來講，鐵屑、切(qie)削(xue)液及油(you)(you)污較多。因(yin)此，傳感器(qi)(qi)應附帶加(jia)裝護(hu)罩，護(hu)罩的設計(ji)是(shi)按照傳感器(qi)(qi)的外(wai)形截面(mian)放大(da)留(liu)一定的空間尺(chi)寸確定，護(hu)罩通常(chang)采(cai)用橡(xiang)皮密(mi)封，使其(qi)具備一定的防水防油(you)(you)能力。

四、光柵尺使用注意事項

1、光柵(zha)尺(chi)傳感(gan)器(qi)與數顯表插(cha)頭座插(cha)拔(ba)時(shi)應關閉電(dian)源后進行。

2、盡可能(neng)外加(jia)保(bao)護罩(zhao)，并及時清理(li)濺落在尺(chi)上的切屑和油(you)液，嚴格防止(zhi)任何(he)異物進(jin)入光柵尺(chi)傳感器殼體(ti)內(nei)部。

3、定期檢(jian)查各(ge)安(an)裝聯接螺釘(ding)是否松動。

4、為延長(chang)防塵密封(feng)條的壽命，可在密封(feng)條上均勻(yun)涂上一(yi)薄層(ceng)硅油，注意勿濺落在玻璃(li)光柵刻劃面上。

5、為(wei)保證光(guang)柵尺傳感器使用的可靠性，可每隔(ge)一定時間(jian)用乙醇(chun)混合液(ye)（各50%）清洗擦(ca)拭(shi)光(guang)柵尺面及指示(shi)光(guang)柵面，保持(chi)玻璃光(guang)柵尺面清潔。

6、光柵(zha)(zha)尺(chi)(chi)傳感器嚴禁劇烈震動及摔打(da)，以免破壞光柵(zha)(zha)尺(chi)(chi)，如(ru)光柵(zha)(zha)尺(chi)(chi)斷裂，光柵(zha)(zha)尺(chi)(chi)傳感器即(ji)失效(xiao)了。

7、不要自行拆開光柵(zha)(zha)尺(chi)(chi)傳感器，更不能任(ren)意改(gai)動主柵(zha)(zha)尺(chi)(chi)與(yu)(yu)副柵(zha)(zha)尺(chi)(chi)的相(xiang)對間(jian)距，否則(ze)一(yi)方面(mian)可(ke)能破(po)壞光柵(zha)(zha)尺(chi)(chi)傳感器的精(jing)度；另一(yi)方面(mian)還可(ke)能造(zao)成主柵(zha)(zha)尺(chi)(chi)與(yu)(yu)副柵(zha)(zha)尺(chi)(chi)的相(xiang)對摩擦，損(sun)壞鉻層也就損(sun)壞了柵(zha)(zha)線，以而造(zao)成光柵(zha)(zha)尺(chi)(chi)報廢。

8、應(ying)注意(yi)防止油污(wu)(wu)及水污(wu)(wu)染光柵尺面，以(yi)免破(po)壞光柵尺線條紋分布，引起測量誤(wu)差。

9、光(guang)(guang)柵(zha)尺傳感器應盡量避免在有嚴重(zhong)腐蝕(shi)作用的(de)環境中工作，以免腐蝕(shi)光(guang)(guang)柵(zha)鉻層及光(guang)(guang)柵(zha)尺表面，破(po)壞光(guang)(guang)柵(zha)尺質量。