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光栅尺工作原理及详细介绍

时间:2011-07-06      阅读:3998

光栅尺工作原理及详细介绍


光栅:光栅是结合数码科技与传统印刷的技术,能在特制的胶片上显现不同的特殊效果。 在平面上展示栩栩如生的立体世界,电影般的流畅动画片段,匪夷所思的幻变效果。
光栅是一张由条状透镜组成的薄片,当我们从镜头的一边看过去,将看到在薄片另一面 上的一条很细的线条上的图像,而这条线的位置则由观察角度来决定。如果我们将这数幅 在不同线条上的图像,对应于每个透镜的宽度,分别按顺序分行排列印刷在光栅薄片的背面上,当我们从不同角度通过透镜观察,将看到不同的图像。
光栅尺:其实起到的作用是对刀具和工件的坐标起一个检测的作用,在数控机床中常用 来观察其是否走刀有误差,以起到一个补偿刀具的运动的误差的补偿作用,其实就象人眼睛看到我切割偏没偏的作用,然后可以给手起到一个是否要调整我是否要改变用力的标准。
 
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°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) 。
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,读数头与光栅尺尺身之间的间距为 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*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。zui后调整读数头,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。 (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精度;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。 (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。 (9) 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光栅尺表面,破坏光栅尺质量。
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