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光栅尺,分辨细微的差别

2017-08-31 22:37:51来源:三坐标测量机

 
        随着数控技术的普及,现代机床在加工速度、精度和可靠性方面都有了巨大的进步。作为数控机床核心技术之一的光栅测量技术对保障设备的各项性能指标起着决定性的作用。
 
光栅尺Y轴.jpg
 
图为思瑞三坐标X轴光栅尺
 
光栅尺的概念与原理
 
         概念

         光栅尺是光栅尺位移传感器的简称,是根据莫尔条纹原理,通过光电转换,以数字方式将动态的唯一测量数据以编码方式输出的长度测量仪器。
 
光栅尺Z轴.jpg
 
图为思瑞三坐标Z轴光栅尺
 
         原理
 
         当指示光栅(副光栅)与标尺光栅(主光栅)成一角度来放置两光栅尺进行相对位移时,会造成两光栅尺上的线纹互相交叉。在光源的照射下,距交叉点较远的区域,两光栅尺不透明的黑色线纹的重叠部分减少,遮光面积增大,只有较少的光线能通过这个区域透过光栅,使这个区域出现暗带,这些暗带就是莫尔条纹。
 
莫尔条纹测量.jpg
 
图为摩尔条纹简单示意
 
        接着,光电器件转换莫尔条纹成正弦波变化的电信号,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,得出测量数据。 
 
        光栅尺的组成
 
        标尺光栅一般固定在机床固定部件上,光栅读数头装在机床活动部件上,指示光栅装在光栅读数头中。
 
光栅尺构成.jpg
 
图为光栅尺构成分解
 
       光栅检测装置的关键部分是光栅读数头,它由光源、会聚透镜、指示光栅及光电元件等组成。
 
光栅尺的安装
 
       光栅尺主要应用于金属切削机床、线切割、电火花、测量仪器等设备。在测量仪器中,带式光栅尺典型的安装方式有粘贴安装和一端固定一端开放式安装两种。
 
弹性安装方式.jpg
 
图为三坐标用带式光栅尺安装方式对比
 
        如上图所示,思瑞测量生产的Croma三坐标测量机三轴均采用超强抗干扰、抗磨损、高品质的HEIDENHAIN金质光栅尺,热膨胀系数获得PTB认证。采用获得专利的弹性安装方式,线性膨胀+软件补偿,从源头上减少温场变化带来的系统精度和重复性误差,并且延长了光栅尺的使用寿命。
 
光栅尺实物.jpg
 
图为思瑞三坐标Y轴光栅尺

       光栅尺的养护
 
      (1)当需要清洁时,建议使用干燥无尘布轻柔擦拭光栅尺。
 
      (2)在密封条上涂一薄层硅油能够延长其寿命。
 
       (3)勿自行拆装、移动光栅尺,破坏光栅尺传感器精度,甚至造成光栅尺报废。
 
       (4)注意防止油及水等污染光栅尺面、严禁剧烈震动及摔打,外加保护罩或密封条能起到保护作用。
 
 
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