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什么是HEIDENHAIN光柵尺?

瀏覽次數(shù):1406發(fā)布日期:2023-06-19

  什么是HEIDENHAIN光柵尺?

  HEIDENHAIN光柵尺是一種高精度測(cè)量設(shè)備,它利用光學(xué)原理進(jìn)行測(cè)量,適用于需要高精度測(cè)量的領(lǐng)域,如機(jī)床、印刷、航空、航天等領(lǐng)域。它的基本原理是利用光的干涉原理進(jìn)行測(cè)量。它由一個(gè)光源、一個(gè)光柵和一個(gè)光電探測(cè)器組成。光柵是由一系列互相平行的條紋組成的,條紋的間距非常小,一般為幾微米。當(dāng)光線(xiàn)穿過(guò)光柵時(shí),會(huì)形成干涉條紋,光電探測(cè)器可以檢測(cè)到這些條紋,并將其轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。通過(guò)分析這些電信號(hào),可以得出物體的位置和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。

  HEIDENHAIN光柵尺在我們的生活中的作用越來(lái)越重要。因此今天小編將會(huì)與大家分享光柵尺的相關(guān)知識(shí),下面說(shuō)明光柵尺的裝置結(jié)構(gòu)、光柵尺的裝置分類(lèi)、光柵尺的安裝指導(dǎo)及光柵尺的注意事項(xiàng)的內(nèi)容,希望大家好好閱覽一下相關(guān)的內(nèi)容,充實(shí)自己的知識(shí)寶庫(kù)。

  HEIDENHAIN光柵尺(全稱(chēng)光柵尺位移傳感器),是利用光柵的光學(xué)原理工作的測(cè)量反饋裝置。光柵尺位移傳感器經(jīng)常應(yīng)用于機(jī)床與現(xiàn)在加工中心以及測(cè)量?jī)x器等方面,可用作直線(xiàn)位移或者角位移的檢測(cè)。其測(cè)量輸出的信號(hào)為數(shù)字脈沖,具有檢測(cè)范圍大,檢測(cè)精度高,響應(yīng)速度快的特點(diǎn)。例如,在數(shù)控機(jī)床中常用于對(duì)刀具和工件的坐標(biāo)進(jìn)行檢測(cè),來(lái)觀(guān)察和跟蹤走刀誤差,以起到一個(gè)補(bǔ)償?shù)毒叩倪\(yùn)動(dòng)誤差的作用。

  HEIDENHAIN光柵尺的裝置結(jié)構(gòu)

  HEIDENHAIN光柵尺位移傳感器是由標(biāo)尺光柵和光柵讀數(shù)頭兩部分組成。標(biāo)尺光柵一般固定在機(jī)床活動(dòng)部件上,光柵讀數(shù)頭裝在機(jī)床固定部件上,指示光柵裝在光柵讀數(shù)頭中。右圖所示的就是光柵尺位移傳感器的結(jié)構(gòu)。

  HEIDENHAIN光柵尺檢測(cè)裝置結(jié)構(gòu):光柵檢測(cè)裝置的關(guān)鍵部分是光柵讀數(shù)頭,它由光源、會(huì)聚透鏡、指示光柵、光電元件及調(diào)整機(jī)構(gòu)等組成。光柵讀數(shù)頭結(jié)構(gòu)形式很多,根據(jù)讀數(shù)頭結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和使用場(chǎng)合分為直接接收式讀數(shù)頭(或稱(chēng)硅光電池讀數(shù)頭、鏡像式讀數(shù)頭、分光鏡式讀數(shù)頭、金屬光柵反射式讀數(shù)頭)。

  光柵尺的裝置分類(lèi)

  光柵尺位移傳感器按照制造方法和光學(xué)原理的不同,分為透射光柵和反射光柵。

  透射光柵指的光源與接收裝置分別放置在光柵尺的兩側(cè),通過(guò)接收光柵尺透過(guò)來(lái)的衍射光變化來(lái)反應(yīng)位置變化。比較通用的是玻璃光柵。

  反射光柵指的是光源與接收裝置安裝在光柵尺的同一側(cè),通過(guò)接收光柵尺反射回來(lái)的衍射光變化來(lái)反應(yīng)位置變化。比較通用的有鋼帶光柵和玻璃光柵。

  HEIDENHAIN光柵尺的安裝比較靈活,可安裝在機(jī)床的不同部位。

  一般將主尺安裝在機(jī)床的工作臺(tái)(滑板)上,隨機(jī)床走刀而動(dòng),讀數(shù)頭固定在床身上,盡可能使讀數(shù)頭安裝在主尺的下方。其安裝方式的選擇必須注意切屑、切削液及油液的濺落方向。如果由于安裝位置限制必須采用讀數(shù)頭朝上的方式安裝時(shí),則必須增加輔助密封裝置。另外,一般情況下,讀數(shù)頭應(yīng)盡量安裝在相對(duì)機(jī)床靜止部件上,此時(shí)輸出導(dǎo)線(xiàn)不移動(dòng)易固定,而尺身則應(yīng)安裝在相對(duì)機(jī)床運(yùn)動(dòng)的部件上(如滑板)。

  1、HEIDENHAIN光柵尺時(shí),不能直接將傳感器安裝在粗糙不平的機(jī)床身上,更不能安裝在打底涂漆的機(jī)床身上。光柵主尺及讀數(shù)頭分別安裝在機(jī)床相對(duì)運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)部件上。用千分表檢查機(jī)床工作臺(tái)的主尺安裝面與導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)的方向平行度。千分表固定在床身上,移動(dòng)工作臺(tái),要求達(dá)到平行度為0.1mm/1000mm以?xún)?nèi)。如果不能達(dá)到這個(gè)要求,則需設(shè)計(jì)加工一件光柵尺基座。

  基座要求做到:(1)應(yīng)加一根與光柵尺尺身長(zhǎng)度相等的基座(最好基座長(zhǎng)出光柵尺50mm左右)。(2)該基座通過(guò)銑、磨工序加工,保證其平面平行度0.1mm/1000mm以?xún)?nèi)。另外,還需加工一件與尺身基座等高的讀數(shù)頭基座。讀數(shù)頭的基座與尺身的基座總共誤差不得大于±0.2mm。安裝時(shí),調(diào)整讀數(shù)頭位置,達(dá)到讀數(shù)頭與光柵尺尺身的平行度為0.1mm左右,讀數(shù)頭與光柵尺尺身之間的間距為1~1.5mm左右。

  2、主尺安裝

  將HEIDENHAIN光柵尺主尺用M4螺釘上在機(jī)床安裝的工作臺(tái)安裝面上,但不要上緊,把千分表固定在床身上,移動(dòng)工作臺(tái)(主尺與工作臺(tái)同時(shí)移動(dòng))。用千分表測(cè)量主尺平面與機(jī)床導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)方向的平行度,調(diào)整主尺M(jìn)4螺釘位置,使主尺平行度滿(mǎn)足0.1mm/1000mm以?xún)?nèi)時(shí),把M2螺釘上緊。

  在安裝光柵主尺時(shí),應(yīng)注意如下三點(diǎn):

  (1) 在裝主尺時(shí),如安裝超過(guò)1.5M以上的光柵時(shí),不能象橋梁式只安裝兩端頭,尚需在整個(gè)主尺尺身中有支撐。(2)在有基座情況下安裝好后,最好用一個(gè)卡子卡住尺身中點(diǎn)(或幾點(diǎn))。(3)不能安裝卡子時(shí),最好用玻璃膠粘住光柵尺身,使基尺與主尺固定好。

  3、讀數(shù)頭安裝

  在安裝讀數(shù)頭時(shí),如果發(fā)現(xiàn)安裝條件非常的有限,可以考慮使用附件,如角鋁、直板,首先應(yīng)保證讀數(shù)頭的基面達(dá)到安裝要求,然后再安裝讀數(shù)頭,其安裝方法與主尺相似。最后調(diào)整讀數(shù)頭,使讀數(shù)頭與光柵主尺平行度保證在0.1mm之內(nèi),其讀數(shù)頭與主尺的間隙控制在1~1.5mm以?xún)?nèi)。安裝完畢后,可以用大拇指接觸讀數(shù)頭與光柵尺尺身表面是否平滑、平整。

  4、HEIDENHAIN光柵尺傳感器全部安裝完以后,一定要在機(jī)床導(dǎo)軌上安裝限位裝置,以免機(jī)床加工產(chǎn)品移動(dòng)時(shí)讀數(shù)頭沖撞到主尺兩端,從而損壞光柵尺。另外,用戶(hù)在選購(gòu)光柵線(xiàn)位移傳感器時(shí),應(yīng)盡量選用超出機(jī)床加工尺寸100mm左右的光柵尺,以留有余量。

  5、HEIDENHAIN光柵尺安裝完畢后,可接通數(shù)顯表,移動(dòng)工作臺(tái),觀(guān)察數(shù)顯表計(jì)數(shù)是否正常。

  在機(jī)床上選取一個(gè)參考位置,來(lái)回移動(dòng)工作點(diǎn)至該選取的位置。數(shù)顯表讀數(shù)應(yīng)相同(或回零)。另外也可使用千分表(或百分表),使千分表與數(shù)顯表同時(shí)調(diào)至零(或記憶起始數(shù)據(jù)),往返多次后回到初始位置,觀(guān)察數(shù)顯表與千分表的數(shù)據(jù)是否一致。

  通過(guò)以上工作,光柵尺線(xiàn)位移傳感器的安裝就完成了。但對(duì)于一般的機(jī)床加工環(huán)境來(lái)講,鐵屑、切削液及油污較多。因此,傳感器應(yīng)附帶加裝護(hù)罩,護(hù)罩的設(shè)計(jì)是按照傳感器的外形截面放大留一定的空間尺寸確定,護(hù)罩通常采用橡皮密封,使其具備一定的防水防油能力。

  光柵尺的注意事項(xiàng)

 ?。?)光柵尺位移傳感器與數(shù)顯表插頭座插拔時(shí)應(yīng)關(guān)閉電源后進(jìn)行。

 ?。?)盡可能外加保護(hù)罩,并及時(shí)清理濺落在尺上的切屑和油液,嚴(yán)格防止任何異物進(jìn)入光柵尺傳感器殼體內(nèi)部。

  (3)定期檢查各安裝聯(lián)接螺釘是否松動(dòng)。

 ?。?)為延長(zhǎng)防塵密封條的壽命,可在密封條上均勻涂上一薄層硅油,注意勿濺落在玻璃光柵刻劃面上。

 ?。?) 為保證光柵尺位移傳感器使用的可靠性,可每隔一定時(shí)間用乙醇混合液(各50%)清洗擦拭光柵尺面及指示光柵面,保持玻璃光柵尺面清潔。

 ?。?) 光柵尺位移傳感器嚴(yán)禁劇烈震動(dòng)及摔打,以免破壞光柵尺,如光柵尺斷裂,光柵尺傳感器即失效了。

 ?。?) 不要自行拆開(kāi)光柵尺位移傳感器,更不能任意改動(dòng)主柵尺與副柵尺的相對(duì)間距,否則一方面可能破壞光柵尺傳感器的精度;另一方面還可能造成主柵尺與副柵尺的相對(duì)摩擦,損壞鉻層也就損壞了柵線(xiàn),以而造成光柵尺報(bào)廢。

 ?。?) 應(yīng)注意防止油污及水污染光柵尺面,以免破壞光柵尺線(xiàn)條紋分布,引起測(cè)量誤差。

  (9) 光柵尺位移傳感器應(yīng)盡量避免在有嚴(yán)重腐蝕作用的環(huán)境中工作,以免腐蝕光柵鉻層及光柵尺表面,破壞光柵尺質(zhì)量。

  總結(jié),光柵尺的全稱(chēng)是光柵尺位移傳感器,并且它是利用光柵的光學(xué)原理工作的測(cè)量反饋裝置,在各工業(yè)上的領(lǐng)域可謂是越來(lái)越廣泛。通過(guò)本文的講解,相信大家對(duì)光柵尺的認(rèn)識(shí)會(huì)越來(lái)越深入,希望本文能對(duì)大家的工作有一定的指導(dǎo)作用。

  HEIDENHAIN光柵尺的優(yōu)點(diǎn)是精度高、穩(wěn)定性好、測(cè)量速度快。相比于傳統(tǒng)的機(jī)械式測(cè)量設(shè)備,光柵尺可以實(shí)現(xiàn)更高的測(cè)量精度和更快的測(cè)量速度。同時(shí),光柵尺的穩(wěn)定性也很好,可以在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保持高精度測(cè)量的穩(wěn)定性。

  在使用HEIDENHAIN光柵尺時(shí),需要注意一些事項(xiàng)。首先,需要保持光柵和光電探測(cè)器的清潔,以避免灰塵或污垢對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。其次,需要對(duì)光柵尺進(jìn)行定期校準(zhǔn),以確保測(cè)量精度的穩(wěn)定性。最后,需要注意光柵尺的使用環(huán)境,避免受到振動(dòng)或溫度等外部因素的干擾。

  總之,HEIDENHAIN光柵尺是一種高精度測(cè)量設(shè)備,具有精度高、穩(wěn)定性好、測(cè)量速度快等優(yōu)點(diǎn)。在使用時(shí)需要注意一些事項(xiàng),以確保測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。HEIDENHAIN光柵尺已經(jīng)廣泛應(yīng)用于機(jī)床、印刷、航空、航天等領(lǐng)域,為這些領(lǐng)域的發(fā)展提供了重要支持。


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