一、光柵尺是什么
光(guang)(guang)柵(zha)尺(又稱(cheng)光(guang)(guang)柵(zha))是一種高(gao)精度的(de)直線位移傳感器,是數控(kong)機床閉環控(kong)制系(xi)統中用得(de)較多(duo)的(de)測量裝(zhuang)置,由光(guang)(guang)源、聚(ju)光(guang)(guang)鏡(jing)、標尺光(guang)(guang)柵(zha)(長光(guang)(guang)柵(zha))、指(zhi)示光(guang)(guang)柵(zha)(短光(guang)(guang)柵(zha))和硅光(guang)(guang)電池等光(guang)(guang)敏(min)元件組成(cheng)。
光柵(zha)(zha)尺通常為一(yi)(yi)(yi)長(chang)一(yi)(yi)(yi)短兩塊光柵(zha)(zha)尺配套使(shi)用。其中(zhong)長(chang)的一(yi)(yi)(yi)塊稱(cheng)為主(zhu)光柵(zha)(zha)或(huo)標尺光柵(zha)(zha),安(an)裝(zhuang)(zhuang)在(zai)機床(chuang)移動(dong)部件上(shang),要求與行(xing)程等長(chang),短的一(yi)(yi)(yi)塊稱(cheng)為指(zhi)示光柵(zha)(zha),指(zhi)示光柵(zha)(zha)和光源、透鏡(jing)、光敏元件裝(zhuang)(zhuang)在(zai)掃描頭中(zhong),安(an)裝(zhuang)(zhuang)在(zai)機床(chuang)固定部件上(shang)。
數控機床中用于直線(xian)位移檢測的光(guang)(guang)柵尺,有透(tou)射光(guang)(guang)柵和反(fan)射光(guang)(guang)柵兩(liang)大類。在(zai)玻(bo)璃(li)表面上(shang)制(zhi)成透(tou)明與不透(tou)明間隔相等的線(xian)紋(wen)(wen),稱透(tou)射光(guang)(guang)柵。在(zai)拿屬(shu)的鏡面上(shang)制(zhi)成全(quan)反(fan)射與漫反(fan)射間隔相等的線(xian)紋(wen)(wen),稱為反(fan)射光(guang)(guang)柵。
二、光柵尺的作用功能用途
光柵尺經常(chang)(chang)應用于數控(kong)機床的(de)(de)閉環伺服系統中,可用作(zuo)直線位移(yi)或者角位移(yi)的(de)(de)檢測(ce)。其測(ce)量(liang)輸出的(de)(de)信號為數字脈沖,具(ju)有檢測(ce)范(fan)圍(wei)大(da),檢測(ce)精度高,響應速度快(kuai)的(de)(de)特點。例(li)如,在(zai)數控(kong)機床中常(chang)(chang)用于對刀(dao)具(ju)和工件(jian)的(de)(de)坐標進(jin)行檢測(ce),來觀察(cha)和跟蹤走刀(dao)誤(wu)差(cha),以起到一個補償刀(dao)具(ju)的(de)(de)運動誤(wu)差(cha)的(de)(de)作(zuo)用。
目前,在精(jing)密加工和精(jing)密位(wei)移(yi)測量中,常采用(yong)(yong)(yong)光柵(zha)(zha)尺作為測量傳感(gan)器,直接與二次儀表或數控系(xi)統(tong)相連進行位(wei)移(yi)測量。測量精(jing)度(du)主要由傳感(gan)器精(jing)度(du)決定。隨著電(dian)子技(ji)術(shu)和單(dan)片機技(ji)術(shu)的發展,光柵(zha)(zha)傳感(gan)器將在位(wei)移(yi)測量系(xi)統(tong)中得到更廣(guang)泛的應用(yong)(yong)(yong),并(bing)逐漸(jian)向智能化方(fang)向轉變。該測量系(xi)統(tong)利(li)用(yong)(yong)(yong)光柵(zha)(zha)運(yun)動(dong)產生的莫爾條紋和電(dian)子電(dian)路完成位(wei)移(yi)的自動(dong)測量。具(ju)有判別光柵(zha)(zha)運(yun)動(dong)方(fang)向、預置初始值、實現自動(dong)定位(wei)控制和超(chao)限報(bao)警(jing)、自檢和斷電(dian)保(bao)護、糾(jiu)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,不能直(zhi)接(jie)將(jiang)傳感器(qi)安裝在(zai)粗糙(cao)不平的機床身上,更(geng)不能安裝在(zai)打(da)底涂漆的機床身上。光柵主尺及(ji)讀數(shu)頭分(fen)別安裝在(zai)機床相對(dui)運動(dong)的兩(liang)個部件上。用千分(fen)表檢查機床工作(zuo)臺的主尺安裝面(mian)與導軌運動(dong)的方向平行(xing)度(du)。千分(fen)表固定在(zai)床身上,移(yi)動(dong)工作(zuo)臺,要(yao)求達到平行(xing)度(du)為0.1mm/1000mm以(yi)內。如果不能達到這個要(yao)求,則需設(she)計加工一件光柵尺基座。
2、光柵尺線位移傳感器主尺安裝
將光柵(zha)主(zhu)尺用M4螺(luo)釘(ding)上在(zai)機床(chuang)(chuang)安(an)裝的工(gong)(gong)作臺(tai)安(an)裝面(mian)(mian)上,但不要上緊,把千(qian)分表固(gu)定在(zai)床(chuang)(chuang)身上,移動工(gong)(gong)作臺(tai)(主(zhu)尺與工(gong)(gong)作臺(tai)同時(shi)移動)。用千(qian)分表測量主(zhu)尺平面(mian)(mian)與機床(chuang)(chuang)導軌運(yun)動方向的平行度,調整主(zhu)尺M4螺(luo)釘(ding)位置,使主(zhu)尺平行度滿足0.1mm/1000mm以內時(shi),把M2螺(luo)釘(ding)徹(che)底上緊。
3、光柵尺線位移傳感器讀數頭的安裝
在(zai)安裝(zhuang)讀(du)數頭(tou)(tou)時(shi),首先應保證(zheng)讀(du)數頭(tou)(tou)的基面達(da)到(dao)安裝(zhuang)要(yao)求,然后再安裝(zhuang)讀(du)數頭(tou)(tou),其安裝(zhuang)方法(fa)與主尺相似。最后調整讀(du)數頭(tou)(tou),使讀(du)數頭(tou)(tou)與光柵主尺平行(xing)度保證(zheng)在(zai)0.1mm之內,其讀(du)數頭(tou)(tou)與主尺的間隙控(kong)制(zhi)在(zai)1~1.5mm以(yi)內。
4、光柵尺線位移傳感器限位裝置
光柵線位移傳(chuan)感器全(quan)部安裝完以后,一定要在(zai)機(ji)床導軌上安裝限位裝置,以免機(ji)床加工(gong)產品(pin)移動時讀(du)數頭沖撞到(dao)主尺(chi)(chi)(chi)兩端,從而損壞光柵尺(chi)(chi)(chi)。另外(wai),用戶在(zai)選購(gou)光柵線位移傳(chuan)感器時,應盡量(liang)選用超(chao)出機(ji)床加工(gong)尺(chi)(chi)(chi)寸(cun)100mm左右的光柵尺(chi)(chi)(chi),以留(liu)有余(yu)量(liang)。
5、光柵尺線位移傳感器檢查
光柵(zha)線位移(yi)傳感器(qi)安裝完畢(bi)后,可接通數(shu)顯表,移(yi)動(dong)工作臺(tai),觀(guan)察數(shu)顯表計數(shu)是否正常(chang)。
在機床上(shang)選(xuan)(xuan)取一個參考位(wei)置,來回移動工作點至該選(xuan)(xuan)取的位(wei)置。數(shu)顯表(biao)讀數(shu)應相(xiang)同(tong)(或回零)。另外也可使用千分(fen)表(biao)(或百(bai)分(fen)表(biao)),使千分(fen)表(biao)與數(shu)顯表(biao)同(tong)時調(diao)至零(或記憶(yi)起始(shi)數(shu)據),往返(fan)多次后回到初始(shi)位(wei)置,觀察數(shu)顯表(biao)與千分(fen)表(biao)的數(shu)據是否一致(zhi)。
通(tong)過以上(shang)工(gong)作,光柵尺(chi)線位移傳(chuan)(chuan)感器(qi)的安裝就完成了。但(dan)對于一(yi)般(ban)的機(ji)床加(jia)工(gong)環境來講,鐵屑、切削液(ye)及油污較(jiao)多(duo)。因(yin)此,傳(chuan)(chuan)感器(qi)應附(fu)帶加(jia)裝護罩(zhao)(zhao),護罩(zhao)(zhao)的設計是按照傳(chuan)(chuan)感器(qi)的外形截面放大(da)留(liu)一(yi)定的空間(jian)尺(chi)寸確定,護罩(zhao)(zhao)通(tong)常采用橡(xiang)皮密封,使(shi)其(qi)具備一(yi)定的防水防油能力。
四、光柵尺使用注意事項
1、光柵尺傳感器與(yu)數顯(xian)表插(cha)頭座插(cha)拔時(shi)應關(guan)閉電源后進(jin)行。
2、盡可能(neng)外加保護罩,并(bing)及時(shi)清理濺落在尺上的(de)切屑和油液,嚴格防止任何異物進入光(guang)柵尺傳感器殼體內部(bu)。
3、定(ding)期檢查各(ge)安裝聯(lian)接螺釘(ding)是否松動。
4、為延長防塵密(mi)封條(tiao)(tiao)的壽命(ming),可在密(mi)封條(tiao)(tiao)上均勻涂上一薄層硅(gui)油,注意勿濺落在玻(bo)璃光柵刻劃(hua)面上。
5、為保證(zheng)光柵(zha)(zha)尺傳(chuan)感器使用的可(ke)(ke)靠性,可(ke)(ke)每隔一定時間用乙醇混(hun)合(he)液(ye)(各(ge)50%)清(qing)洗擦拭光柵(zha)(zha)尺面及指示光柵(zha)(zha)面,保持玻(bo)璃光柵(zha)(zha)尺面清(qing)潔。
6、光(guang)柵(zha)尺(chi)傳感(gan)器嚴禁劇烈震動及摔打,以免破壞光(guang)柵(zha)尺(chi),如光(guang)柵(zha)尺(chi)斷裂,光(guang)柵(zha)尺(chi)傳感(gan)器即失效(xiao)了。
7、不要(yao)自行拆開(kai)光柵(zha)尺(chi)(chi)(chi)傳感器,更不能(neng)任意改動主(zhu)柵(zha)尺(chi)(chi)(chi)與(yu)副柵(zha)尺(chi)(chi)(chi)的(de)相(xiang)對(dui)間(jian)距,否則(ze)一(yi)方面可能(neng)破壞光柵(zha)尺(chi)(chi)(chi)傳感器的(de)精(jing)度;另一(yi)方面還(huan)可能(neng)造(zao)成主(zhu)柵(zha)尺(chi)(chi)(chi)與(yu)副柵(zha)尺(chi)(chi)(chi)的(de)相(xiang)對(dui)摩擦(ca),損壞鉻層也(ye)就損壞了柵(zha)線,以而造(zao)成光柵(zha)尺(chi)(chi)(chi)報廢。
8、應注意防止(zhi)油污(wu)及水(shui)污(wu)染光柵尺面,以免破壞光柵尺線條紋分布,引起測量誤差。
9、光(guang)柵(zha)尺傳感器應盡(jin)量避免在有嚴(yan)重腐蝕作(zuo)用(yong)的環境中(zhong)工作(zuo),以(yi)免腐蝕光(guang)柵(zha)鉻層(ceng)及光(guang)柵(zha)尺表面,破壞(huai)光(guang)柵(zha)尺質量。