光柵尺用途
光柵尺在現代工業的貢獻是非常巨大的,不僅僅將現在加工精度進一步完善,更重要的是提高瞭現在加工時的工作效率。在現在中國加工業、制造業越來越成熟,對加工的精度越來越高的時候,在各種機床上,例如:銑床、磨床、車床、線切割、電火花等機床上都可以安裝光柵尺,光柵尺工作環境要求相對來說不是很苛刻,光柵尺對操作者的使用來說也十分簡單。
光柵尺基本原理
光柵尺的工作原理,是由一對光柵副中的主光柵(即標尺光柵)和副光柵(即指示光柵)進行相對位移時,在光的乾涉與衍射共同作用下產生黑白相間(或明暗相間)的規則條紋圖形,稱之為莫爾條紋。經過光電器件轉換使黑白(或明暗)相同的條紋轉換成正弦波變化的電信號,再經過放大器放大,整形電路整形後,得到兩路相差為90o的正弦波或方波,送入光柵數顯表計數顯示。光柵尺的傳感頭分為下滑體和讀數頭兩部分。下滑體上固定有五個精確定位的微型滾動軸承沿導軌運動,保證運動中指示光柵與主柵尺之間保持準確夾角和正確的間隙。讀數頭內裝有前置放大和整形電路。讀數頭與下滑體之間采用剛柔結合的聯接方式,既保證瞭很高的可靠性,又有很好的靈活性。讀數頭帶有兩個聯接孔,主光柵尺體兩端帶有安裝孔,將其分別安裝在兩個相對運動的兩個部件上,實現主光柵尺與指示光柵之間的運動進行線性測量。
光柵尺安裝事項
1、光柵尺位移傳感器安裝基麵
安裝線光柵尺位移傳感器時,不能直接將傳感器安裝在粗糙不平的機床身上,更不能安裝在打底塗漆的機床身上。光柵主尺及讀數頭分別安裝在機床相對運動的兩個部件上。用千分表檢查機床工作臺的主尺安裝麵與導軌運動的方向平行度。千分表固定在床身上,移動工作臺,要求達到平行度為0.1mm/1000mm以內。如果不能達到這個要求,則需設計加工一件光柵尺基座。基座要求做到:①應加一根與光柵尺尺身長度相等的基座(最好基座長出光柵尺50mm左右)。②該基座通過銑、磨工序加工,保證其平麵平行度0.1mm/1000mm以內。另外,還需加工一件與尺身基座等高的讀數頭基座。讀數頭的基座與尺身的基座總共誤差不得大於±0.2mm。安裝時,調整讀數頭位置,達到讀數頭與光柵尺尺身的平行度為0.1mm左右,讀數頭與光柵尺尺身之間的間距為1~1.5mm左右。
2、光柵尺位移傳感器主尺安裝
將光柵主尺用M4螺釘上在機床安裝的工作臺安裝麵上,但不要上緊,把千分表固定在床身上,移動工作臺(主尺與工作臺同時移動)。用千分表測量主尺平麵與機床導軌運動方向的平行度,調整主尺M4螺釘位置,使主尺平行度滿足0.1mm/1000mm以內時,把M2螺釘徹底上緊。在安裝光柵主尺時,應註意如下三點:
(1) 在裝光柵尺主尺時,如安裝超過1.5M以上的光柵時,不能象橋梁式隻安裝兩端頭,尚需在整個主尺尺身中有支撐。
(2) 在有基座情況下安裝好後,最好用一個卡子卡住尺身中點(或幾點)。
(3) 不能安裝卡子時,最好用玻璃膠粘住光柵尺身,使基尺與主尺固定好。
3、位移傳感器讀數頭的安裝
在安裝讀數頭時,首先應保證讀數頭的基麵達到安裝要求,然後再安裝讀數頭,其安裝方法與主尺相似。最後調整讀數頭,使讀數頭與光柵主尺平行度保證在0.1mm之內,其讀數頭與主尺的間隙控制在1~1.5mm以內。
4、光柵尺位移傳感器限位裝置
光柵尺線位移傳感器全部安裝完以後,一定要在機床導軌上安裝限位裝置,以免機床加工產品移動時讀數頭沖撞到主尺兩端,從而損壞光柵尺。另外,用戶在選購光柵線位移傳感器時,應盡量選用超出機床加工尺寸100mm左右的光柵尺,以留有餘量。
5、光柵尺位移傳感器檢查
光柵線位移傳感器安裝完畢後,可接通數顯表,移動工作臺,觀察數顯表計數是否正常。
在機床上選取一個參考位置,來回移動工作點至該選取的位置。數顯表讀數應相同(或回零)。另外也可使用千分表(或百分表),使千分表與數顯表同時調至零(或記憶起始數據),往返多次後回到初始位置,觀察數顯表與千分表的數據是否一致。
通過以上工作,光柵傳感器的安裝就完成瞭。但對於一般的機床加工環境來講,鐵屑、切削液及油污較多。因此,光柵傳感器應附帶加裝護罩,護罩的設計是按照光柵傳感器的外形截麵放大留一定的空間尺寸確定,護罩通常采用橡皮密封,使其具備一定的防水防油能力。
光柵尺參數
測量范圍: 50mm~3200mm
外型尺寸:M(小尺:20—40mm)、A(中尺:50—1000mm)、B(大尺:1300—3200mm)
分辨率分為:1um(0.001mm)、5um(0.005mm)
單向重復精度:2um(0.002mm)
反向重復精度 3um(0.003mm)
柵距:0.02mm 柵線:50線對/mm
反應速度: 120m/min(0.005mm) 20m/min(0.001mm)
工作溫度:0-45℃
存儲溫度:-20℃-70℃
輸 出 訊 號: TTL 、EIA-422-A
供 應 電 壓: 5V ±5% 、24V
電纜線長:3m-10m(可加長)
光學測量系統: 透射式紅外線光測量系統,紅外線波長880nm
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