光栅尺的工作原理和安装

发布时间:2016/12/14 13:52:00

光栅尺的工作原理和安装

数显光栅尺通常安装于普通车床、普通铣床、普通磨床等机床上,目的是定位以提高加工,

的好处是实现了随机测量。国内目前常用的数显光栅尺品牌有贵阳新天、深圳信和、东莞万豪等。光栅尺

也用于全闭环控制的数控机床上,这种场合一般常用德国海德汉光栅。

光栅尺位移传感器的介绍

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一、位移传感器基本原理

光栅位移传感器的工作原理,是由一对光栅副中的主光栅(即标尺光栅)和副光栅(即指示光栅)进

行相对位移时,在光的干涉与衍射共同作用下产生黑白相间(或明暗相间)的规则条纹图形,称之为莫尔

条纹。经过光电器件转换使黑白(或明暗)相同的条纹转换成正弦波变化的电信号,再经过放大器放大,

整形电路整形后,得到两路相差为

90

度的正弦波或方波,送入光栅数显表计数显示。

二、位移传感器安装方式

光栅线位移传感器的安装比较灵活,可安装在机床的不同部位。

一般将主尺安装在机床的工作台(滑板)上,随机床走刀而动,读数头固定在床身上,尽可能使读数

头安装在主尺的下方。其安装方式的选择必须注意切屑、切削液及油液的溅落方向。如果由于安装位置限

制必须采用读数头朝上的方式安装时,则必须增加辅助密封装置。另外,一般情况下,读数头应尽量安装

在相对机床静止部件上,

此时输出导线不移动易固定,

而尺身则应安装在相对机床运动的部件上

(如滑板)

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1

、位移传感器安装基面

安装光栅线位移传感器时,不能直接将传感器安装在粗糙不平的机床身上,更不能安装在打底涂漆的

机床身上。光栅主尺及读数头分别安装在机床相对运动的两个部件上。用千分表检查机床工作台的主尺安

装面与导轨运动的方向平行度。千分表固定在床身上,移动工作台,要求达到平行度为

0.1mm/1000mm

以内。如果不能达到这个要求,则需设计加工一件光栅尺基座。基座要求做到:①应加一根与光栅尺尺身

长度相等的基座(基座长出光栅尺

50mm

左右)。②该基座通过铣、磨工序加工,保证其平面平行度

0.1mm/1000mm

以内。另外,

还需加工一件与尺身基座等高的读数头基座。读数头的基座与尺身的基座总

共误差不得大于

±

0.2mm

。安装时,调整读数头位置,达到读数头与光栅尺尺身的平行度为

0.1mm

左右,

读数头与尺身之间的间距为

1~1.5mm

左右。

2

、位移传感器主尺安装

将光栅主尺用

M4

螺钉上在机床安装的工作台安装面上,但不要上紧,把千分表固定在床身上,移动

工作台(主尺与工作台同时移动)。用千分表测量主尺平面与机床导轨运动方向的平行度,调整主尺

M4

螺钉位置,

使主尺平行度满足

0.1mm/1000mm

以内时,把

M2

螺钉彻底上紧。

在安装光栅主尺时,

应注意

如下三点:

(1)在装主尺时,如安装超过

1.5M

以上的光栅时,不能象桥梁式只安装两端头,尚需在整个主尺尺

身中有支撑。

2)在有基座情况下安装好后,用一个卡子卡住尺身中点(或几点)。

3)不能安装卡子时,用玻璃胶粘住光栅尺身,使基尺与主尺固定好。3、位移传感器读数头的安装

在安装读数头时,首先应保证读数头的基面达到安装要求,然后再安装读数头,其安装方法与主尺相

似。调整读数头,使读数头与光栅主尺平行度保证在

0.1mm

之内,其读数头与主尺的间隙控制在

1~1.5mm

以内。

4

、位移传感器限位装置

光栅线位移传感器全部安装完以后,一定要在机床导轨上安装限位装置,以免机床加工产品移动时读

数头冲撞到主尺两端,从而损坏光栅尺。另外,用户在选购光栅线位移传感器时,应尽量选用超出机床加

工尺寸

100mm

左右的光栅尺,以留有余量。

5

、位移传感器检查

光栅线位移传感器安装完毕后,可接通数显表,移动工作台,观察数显表计数是否正常。

  

在机床上选取一个参考位置,来回移动工作点至该选取的位置。数显表读数应相同(或回零)。另外

也可使用千分表(或百分表),使千分表与数显表同时调至零(或记忆起始数据),往返多次后回到初始

位置,观察数显表与千分表的数据是否一致。

通过以上工作,光栅传感器的安装就完成了。但对于一般的机床加工环境来讲,铁屑、切削液及油污

较多。因此,光栅传感器应附带加装护罩,护罩的设计是按照光栅传感器的外形截面放大留一定的空间尺

寸确定,护罩通常采用橡皮密封,使其具备一定的防水防油能力。

三、位移传感器使用注意事项

1)光栅传感器与数显表插头座插拔时应关闭电源后进行。

2)尽可能外加保护罩,并及时清理溅落在尺上的切屑和油液,严格防止任何异物进入光栅传感器壳

体内部。

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3)定期检查各安装联接螺钉是否松动。

4

为延长防尘密封条的寿命,

可在密封条上均匀涂上一薄层硅油,

注意勿溅落在玻璃光栅刻划面上。

5)为保证光栅传感器使用的可靠性,可每隔一定时间用乙醇混合液(各50%)清洗擦拭光栅尺面

及指示光栅面,保持玻璃光栅尺面清洁。

6)光栅传感器严禁剧烈震动及摔打,以免破坏光栅尺,如光栅尺断裂,光栅传感器即失效了。

7)不要自行拆开光栅传感器,更不能任意改动主栅尺与副栅尺的相对间距,否则一方面可能破坏光

栅传感器的;另一方面还可能造成主栅尺与副栅尺的相对摩擦,损坏铬层也就损坏了栅线,以而造成

光栅尺报废。

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8)应注意防止油污及水污染光栅尺面,以免破坏光栅尺线条纹分布,引起测量误差。

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光栅传感器应尽量避免在有严重腐蚀作用的环境中工作,以免腐蚀光栅铬层及表面,破坏光栅

尺质量。