光柵尺功能介紹

光柵尺數(shù)顯測(cè)量系統(tǒng)是一種能自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)顯示的光機(jī)電一體化產(chǎn)品，是舊機(jī)床改造，裝備新機(jī)床以及各種長(zhǎng)度計(jì)量?jī)x器的重要配套件，是用微電子技術(shù)改造傳統(tǒng)工業(yè)的方向。由于光柵數(shù)顯測(cè)量系統(tǒng)具有精度高，安裝及操作容易，價(jià)格低，回收投資快等優(yōu)點(diǎn)而得到大量使用。為使廣大用戶能夠更好地掌握運(yùn)用好這一產(chǎn)品，本文以我公司生產(chǎn)光柵尺為例，就其結(jié)構(gòu)、原理、安裝與維護(hù)作一介紹。

一、光柵尺結(jié)構(gòu)
     光柵尺線位移傳感器是我公司生產(chǎn)的主導(dǎo)產(chǎn)品,閉式光柵尺的特點(diǎn)是發(fā)光器件、光電轉(zhuǎn)換器件和光柵尺封裝在緊固的鋁合金型材里。發(fā)光器件采用紅外發(fā)光二極管，光電轉(zhuǎn)換器件采用光電三極管。在鋁合金型材下部有柔性的密封膠條，可以防止鐵屑、切屑和冷卻劑等污染物進(jìn)入尺體中。電氣連接線經(jīng)過(guò)緩沖電路進(jìn)入傳感頭，然后再通過(guò)能防止干擾的電纜線送進(jìn)光柵數(shù)顯表，顯示位移的變化。
     閉式光柵尺的傳感頭分為下滑體和讀數(shù)頭兩部分。下滑體上固定有五個(gè)定位的微型滾動(dòng)軸承沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)，保證運(yùn)動(dòng)中指示光柵與主柵尺之間保持準(zhǔn)確夾角和正確的間隙。讀數(shù)頭內(nèi)裝有前置放大和整形電路。讀數(shù)頭與下滑體之間采用剛?cè)峤Y(jié)合的聯(lián)接方式，既保證了很高的可靠性，又有很好的靈活性。讀數(shù)頭帶有兩個(gè)聯(lián)接孔，主光柵尺體兩端帶有安裝孔，將其分別安裝在兩個(gè)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)部件上，實(shí)現(xiàn)主光柵尺與指示光柵之間的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行線性測(cè)量。

二、基本原理
     光柵尺的工作原理，是由一對(duì)光柵副中的主光柵（即標(biāo)尺光柵）和副光柵（即指示光柵）進(jìn)行相對(duì)位移時(shí)，在光的干涉與衍射共同作用下產(chǎn)生黑白相間（或明暗相間）的規(guī)則條紋圖形，稱之為莫爾條紋。經(jīng)過(guò)光電器件轉(zhuǎn)換使黑白（或明暗）相同的條紋轉(zhuǎn)換成正弦波變化的電信號(hào)，再經(jīng)過(guò)放大器放大，整形電路整形后，得到兩路相差為90o的正弦波或方波，送入光柵數(shù)顯表計(jì)數(shù)顯示。

三、安裝方式
     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、安裝基面
     安裝光柵尺時(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。用百分表檢查機(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。百分表固定在床身上，移動(dòng)工作臺(tái)，要求達(dá)到平行度為0.1mm/1000mm以內(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?；笞龅剑孩賾?yīng)加一根與光柵尺尺身長(zhǎng)度相等的基座（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以內(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
     將光柵尺用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，使主尺平行度滿足0.1mm/1000mm以內(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）在裝光柵尺時(shí)，如安裝過(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，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)，好用玻璃膠粘住光柵尺身，使基尺與主尺固定好。
     3、讀數(shù)頭的安裝
     在安裝讀數(shù)頭時(shí)，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。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以內(nèi)。
     4、限位裝置
     光柵尺全部安裝完以后，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，用戶在選購(gòu)光柵線位移傳感器時(shí)，應(yīng)盡量選用出機(jī)床加工尺寸100mm左右的光柵尺，以留有余量。
     5、檢查
   光柵尺安裝完畢后，可接通數(shù)顯表，移動(dòng)工作臺(tái)，觀察數(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，光柵傳感器應(yīng)附帶加裝護(hù)罩，護(hù)罩的設(shè)計(jì)是按照光柵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。

四、使用注意事項(xiàng)
     （1）光柵尺與數(shù)顯表插頭座插拔時(shí)應(yīng)關(guān)閉電源后進(jìn)行。
     （2）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)。
     （4）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。
     （5）為保證光柵尺使用的可靠性，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。
     （6）光柵傳感器嚴(yán)禁劇烈震動(dòng)及摔打，以免破壞光柵尺，如光柵尺斷裂，光柵傳感器即失效了。
     （7）不要自行拆開(kāi)光柵尺，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，以而造成光柵尺報(bào)廢。
     （8）應(yīng)注意防止油污及水污染光柵尺面，以免破壞光柵尺線條紋分布，引起測(cè)量誤差。
     （9）光柵傳感器應(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。

五、常見(jiàn)故障現(xiàn)象及判斷方法
     1、接電源后數(shù)顯表無(wú)顯示
     （1）檢查電源線是否斷線，插頭接觸是否良好。
     （2）數(shù)顯表電源保險(xiǎn)絲是否熔斷。
     （3）供電電壓是否符合要求。
     2、數(shù)顯表不計(jì)數(shù)
     （1）將傳感器插頭換至另一臺(tái)數(shù)顯表，若傳感器能正常工作說(shuō)明原數(shù)顯表有問(wèn)題。
     （2）檢查傳感器電纜有無(wú)斷線、破損。
     3、數(shù)顯表間斷計(jì)數(shù)
     （1）檢查光柵尺安裝是否正確，光柵尺所有固定螺釘是否松動(dòng)，光柵尺是否被污染。
     （2）插頭與插座是否接觸良好。
     （3）光柵尺移動(dòng)時(shí)是否與其他部件刮碰、摩擦。
     （4）檢查機(jī)床導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)副精度是否過(guò)低，造成光柵工作間隙變化。
     4、數(shù)顯表顯示報(bào)警
     （1）沒(méi)有接光柵尺
     （2）光柵尺被污染。
     5、光柵尺移動(dòng)后只有末位顯示器閃爍
     （1）A或B相無(wú)信號(hào)或不正常只有一相信號(hào)。
     （2）有一路信號(hào)線不通。
     （3）光敏三極管損壞
     6、移動(dòng)光柵傳感器只有一個(gè)方向計(jì)數(shù)，而另一個(gè)方向不計(jì)數(shù)（即單方向計(jì)數(shù)）
     （1）光柵傳感器A、B信號(hào)輸出短路.
     （2）光柵傳感器A、B信號(hào)移相不正確。
     （3）數(shù)顯表有故障。
     7、讀數(shù)頭移動(dòng)發(fā)出吱吱聲或移動(dòng)困難
     （1）密封膠條有裂口。
     （2）指示光柵脫落，標(biāo)尺光柵嚴(yán)重接觸摩擦。
     （3）下滑體滾珠脫落。
     （4）上滑體嚴(yán)重變形。
     8、新光柵傳感器安裝后，其顯示值不準(zhǔn)
     （1）安裝基面不符合要求。
     （2）光柵尺尺體和讀數(shù)頭安裝不合要求。
     （3）嚴(yán)重碰撞使光柵副位置變化。

六．光柵尺產(chǎn)品特點(diǎn)

具有單層及雙層防護(hù)密封條：采用特殊的耐油、耐蝕、高彈性及抗老化塑膠，防水、防塵性能優(yōu)異，使用壽命長(zhǎng)。防護(hù)等級(jí)達(dá)到IP53。
     具有可靠的光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)：滑動(dòng)部件采用已被驗(yàn)證為可靠耐用的高精度五軸承系統(tǒng)設(shè)計(jì)，保證光學(xué)機(jī)械系統(tǒng)的穩(wěn)定性，具有優(yōu)異的重復(fù)定位性和高等級(jí)的測(cè)量精度。
    光柵玻璃尺：采用的光柵制作技術(shù)，可制作各種規(guī)格的高精度光柵玻璃尺，長(zhǎng)可做到3000mm（不接長(zhǎng)）。

柵距：0.01mm(100線對(duì)/mm)、0.02mm(50線對(duì)/mm)、0.04mm(25線對(duì)/mm)
精度：±0.008mm、±0.01mm、±0.015mm、(20℃ 1000mm)
參考標(biāo)記：間隔25mm、間隔50mm、間隔100mm、間隔200mm、或全量程任意位置設(shè)一個(gè)位置參考點(diǎn)(ABS)
量程：1000mm以內(nèi)任意選擇
分辨率：0.2u---25u                  

響應(yīng)速度：25m/min、 60m/min
工作溫度：0-45℃                   

存儲(chǔ)溫度：-40℃-55℃ 

光柵尺是您設(shè)備進(jìn)行計(jì)量的選擇。

光柵尺數(shù)顯測(cè)量系統(tǒng)是一種能自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)顯示的光機(jī)電一體化產(chǎn)品，是舊機(jī)床改造，裝備新機(jī)床以及各種長(zhǎng)度計(jì)量?jī)x器的重要配套件，是用微電子技術(shù)改造傳統(tǒng)工業(yè)的方向。由于光柵數(shù)顯測(cè)量系統(tǒng)具有精度高，安裝及操作容易，價(jià)格低，回收投資快等優(yōu)點(diǎn)而得到大量使用。為使廣大用戶能夠更好地掌握運(yùn)用好這一產(chǎn)品，本文以我公司生產(chǎn)光柵尺為例，就其結(jié)構(gòu)、原理、安裝與維護(hù)作一介紹。
生產(chǎn)銷(xiāo)售光學(xué)電子尺，火花機(jī)、銑床、磨床、線切割機(jī)上，質(zhì)量穩(wěn)定，價(jià)錢(qián)實(shí)惠，歡迎來(lái)電咨詢訂購(gòu)。

光柵尺的用途：
在精密機(jī)械加工行業(yè)和精密位移測(cè)量時(shí)常采用光柵尺做為測(cè)量傳感器，其后直接接入二次儀表，或數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行位移測(cè)量。測(cè)量的精度主要有傳感器精度決定。隨著電子技術(shù)和單片機(jī)技術(shù)的發(fā)展，光柵傳感器在位移測(cè)量系統(tǒng)將得到更廣泛應(yīng)用，并逐步向智能化方向轉(zhuǎn)化。該測(cè)量系統(tǒng)采用光柵移動(dòng)產(chǎn)生的己倍頻細(xì)分及數(shù)字化的輸出訊號(hào)與電子電路相結(jié)合來(lái)完成對(duì)位移量的自動(dòng)測(cè)量，它具有判別光柵移動(dòng)方向、預(yù)置初值、實(shí)現(xiàn)自動(dòng)定位控制及過(guò)限報(bào)警、自檢和掉電保護(hù)以及誤差修正等功能。該產(chǎn)品已形成多種系列，品種齊全，制作精巧，技術(shù)精良，可供不同規(guī)格的各類(lèi)機(jī)床、儀器數(shù)字化改造選用，量程從30毫米至3米，幾乎覆蓋全部金屬切削機(jī)床的行程。還可根據(jù)用戶的特殊需要進(jìn)行特殊制作。

應(yīng)用范圍：
1、各類(lèi)測(cè)量機(jī)構(gòu)、儀器的位移測(cè)量：光學(xué)影像測(cè)量?jī)x.光學(xué)投影儀、顯微鏡。
2、各類(lèi)機(jī)床的數(shù)顯系統(tǒng)：車(chē)床、銑床、磨床、鏜床、鉆床、線切割、火花機(jī).龍門(mén)銑床等。
3、可接PC、PLC用于各類(lèi)自動(dòng)化機(jī)構(gòu)的位移測(cè)量。

STA系列光柵尺參數(shù)：
測(cè)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(fù)精度：2um(0.002mm)
反向重復(fù)精度3um(0.003mm)
柵距：0.02mm   柵線：50線對(duì)/mm
反應(yīng)速度：120m/min(0.005mm)    20m/min(0.001mm)
工作溫度：0-45℃        
存儲(chǔ)溫度：-20℃-70℃
輸出  訊號(hào)：TTL 、EIA-422-A
供應(yīng)  電壓：5V ±5%  、24V
電纜線長(zhǎng)：3m-10m(可加長(zhǎng))
光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)：透射式紅外線光測(cè)量系統(tǒng)，紅外線波長(zhǎng)880nm

產(chǎn)品特點(diǎn)：
1、的光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)，滑動(dòng)部采用己被驗(yàn)證為可靠耐用的高精度五軸承系統(tǒng)設(shè)計(jì)，保證光學(xué)機(jī)械系統(tǒng)的穩(wěn)定性，優(yōu)異的重復(fù)定位性和高等級(jí)測(cè)量精度。
2、傳感器采用密封式結(jié)構(gòu)，溥型（厚型）、性能可靠，安裝、維護(hù)、保養(yǎng)簡(jiǎn)易。
3、信號(hào)線采用多層隔離線網(wǎng)遮四罩及金屬外殼保護(hù)防水、防生銹功能。
4、光源采用進(jìn)口紅外發(fā)光二極管，體積小壽命長(zhǎng)。
5、光柵尺尺身采用鋁鑫型材，經(jīng)極處理，尺頭部分采用鋅合金壓鑄，防腐防蝕。
6、采用特殊的耐油、耐蝕、高彈性及抗老化塑膠防水，防塵優(yōu)異，使用壽命長(zhǎng)。
7、具有高水平的抗干擾能力，高穩(wěn)定性、高速度、耐震動(dòng)。
8、傳感器采用玻璃精密計(jì)量光柵作為測(cè)量基準(zhǔn)器，能制作各規(guī)格的高精度光柵玻璃尺。
9、停電記憶采用E2PROM，免換電池，免維護(hù)，記憶十年；   使用1000萬(wàn)次，是你佳保障；
10、振動(dòng)過(guò)濾功能：對(duì)于要求高精度的機(jī)床，因此顯示分辨率1um（0.001mm），例如磨床等在加工時(shí)所產(chǎn)生的振動(dòng)往往都過(guò)1um，造成顯示數(shù)值產(chǎn)生來(lái)回跳動(dòng)，

令操作者看得眼花瞭亂。DELOS采用振動(dòng)過(guò)濾器功能，利用的數(shù)學(xué)運(yùn)算，在光學(xué)尺進(jìn)行實(shí)時(shí)位置采樣后，將因機(jī)床加工時(shí)所產(chǎn)生的跳動(dòng)過(guò)濾，而顯示佳的平

均位置值，令操作者更舒適地進(jìn)行加工，同時(shí)減少在加工時(shí)人為的判斷誤差。
11、非線性誤差補(bǔ)正功能：由于機(jī)床或儀器通常要進(jìn)行度加工或測(cè)量，受限于機(jī)床或儀器本身床臺(tái)的結(jié)構(gòu)及床臺(tái)的工藝制作水平以及環(huán)境溫度、濕度等影響，

往往也達(dá)不到加工或測(cè)量的要求，因此必需以光學(xué)尺將磨床的度提升至可能的高極限。DELOS產(chǎn)品內(nèi)置了在CNC機(jī)械中被普遍使用的非線性誤差補(bǔ)正，將用

戶的機(jī)床或儀器，提升至可能的高極限。