光柵尺功能介紹

光柵尺數(shù)顯測量系統(tǒng)是一種能自動檢測和自動顯示的光機(jī)電一體化產(chǎn)品，是舊機(jī)床改造，裝備新機(jī)床以及各種長度計量儀器的重要配套件，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)顯測量系統(tǒng)具有精度高，安裝及操作容易，價格低，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)過緩沖電路進(jìn)入傳感頭，然后再通過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定位的微型滾動軸承沿導(dǎo)軌運(yùn)動，保證運(yùn)動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相對運(yùn)動的兩個部件上，實(shí)現(xiàn)主光柵尺與指示光柵之間的運(yùn)動進(jìn)行線性測量。

二、基本原理
     光柵尺的工作原理，是由一對光柵副中的主光柵（即標(biāo)尺光柵）和副光柵（即指示光柵）進(jìn)行相對位移時，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，再經(jīng)過放大器放大，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（滑板）上，隨機(jī)床走刀而動，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，則必須增加輔助密封裝置。另外，一般情況下，讀數(shù)頭應(yīng)盡量安裝在相對機(jī)床靜止部件上，此時輸出導(dǎo)線不移動易固定，而尺身則應(yīng)安裝在相對機(jī)床運(yùn)動的部件上（如滑板）

1、安裝基面
     安裝光柵尺時，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)床相對運(yùn)動的兩個部件上。用百分表檢查機(jī)床工作臺的主尺安裝面與導(dǎo)軌運(yùn)動的方向平行度。百分表固定在床身上，移動工作臺，要求達(dá)到平行度為0.1mm/1000mm以內(nèi)。如果不能達(dá)到這個要求，則需設(shè)計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度相等的基座（好基座長出光柵尺50mm左右）。②該基座通過銑、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，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)床安裝的工作臺安裝面上，但不要上緊，把千分表固定在床身上，移動工作臺（主尺與工作臺同時移動）。用千分表測量主尺平面與機(jī)床導(dǎo)軌運(yùn)動方向的平行度，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，把M2螺釘上緊。在安裝光柵主尺時，應(yīng)注意如下三點(diǎn)：
     （1）在裝光柵尺時，如安裝過1.5M以上的光柵時，不能象橋梁式只安裝兩端頭，尚需在整個主尺尺身中有支撐。
     （2）在有基座情況下安裝好后，好用一個卡子卡住尺身中點(diǎn)（或幾點(diǎn)）。
     （3）不能安裝卡子時，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，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)品移動時讀數(shù)頭沖撞到主尺兩端，從而損壞光柵尺。另外，用戶在選購光柵線位移傳感器時，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，移動工作臺，觀察數(shù)顯表計數(shù)是否正常。
    在機(jī)床上選取一個參考位置，來回移動工作點(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。
     通過以上工作，光柵傳感器的安裝就完成了。但對于一般的機(jī)床加工環(huán)境來講，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)顯表插頭座插拔時應(yīng)關(guān)閉電源后進(jìn)行。
     （2）盡可能外加保護(hù)罩，并及時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。
     （4）為延長防塵密封條的壽命，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）不要自行拆開光柵尺，更不能任意改動主柵尺與副柵尺的相對間距，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摩擦，損壞鉻層也就損壞了柵線，以而造成光柵尺報廢。
     （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、常見故障現(xiàn)象及判斷方法
     1、接電源后數(shù)顯表無顯示
     （1）檢查電源線是否斷線，插頭接觸是否良好。
     （2）數(shù)顯表電源保險絲是否熔斷。
     （3）供電電壓是否符合要求。
     2、數(shù)顯表不計數(shù)
     （1）將傳感器插頭換至另一臺數(shù)顯表，若傳感器能正常工作說明原數(shù)顯表有問題。
     （2）檢查傳感器電纜有無斷線、破損。
     3、數(shù)顯表間斷計數(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，光柵尺是否被污染。
     （2）插頭與插座是否接觸良好。
     （3）光柵尺移動時是否與其他部件刮碰、摩擦。
     （4）檢查機(jī)床導(dǎo)軌運(yùn)動副精度是否過低，造成光柵工作間隙變化。
     4、數(shù)顯表顯示報警
     （1）沒有接光柵尺
     （2）光柵尺被污染。
     5、光柵尺移動后只有末位顯示器閃爍
     （1）A或B相無信號或不正常只有一相信號。
     （2）有一路信號線不通。
     （3）光敏三極管損壞
     6、移動光柵傳感器只有一個方向計數(shù)，而另一個方向不計數(shù)（即單方向計數(shù)）
     （1）光柵傳感器A、B信號輸出短路.
     （2）光柵傳感器A、B信號移相不正確。
     （3）數(shù)顯表有故障。
     7、讀數(shù)頭移動發(fā)出吱吱聲或移動困難
     （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。防護(hù)等級達(dá)到IP53。
     具有可靠的光學(xué)測量系統(tǒng)：滑動部件采用已被驗(yàn)證為可靠耐用的高精度五軸承系統(tǒng)設(shè)計，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)定位性和高等級的測量精度。
    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，長可做到3000mm（不接長）。

柵距：0.01mm(100線對/mm)、0.02mm(50線對/mm)、0.04mm(25線對/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℃                   

存儲溫度：-40℃-55℃ 

光柵尺是您設(shè)備進(jìn)行計量的選擇。

光柵尺數(shù)顯測量系統(tǒng)是一種能自動檢測和自動顯示的光機(jī)電一體化產(chǎn)品，是舊機(jī)床改造，裝備新機(jī)床以及各種長度計量儀器的重要配套件，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)顯測量系統(tǒng)具有精度高，安裝及操作容易，價格低，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，價錢實(shí)惠，歡迎來電咨詢訂購。

光柵尺的用途：
在精密機(jī)械加工行業(yè)和精密位移測量時常采用光柵尺做為測量傳感器，其后直接接入二次儀表，或數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行位移測量。測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。該測量系統(tǒng)采用光柵移動產(chǎn)生的己倍頻細(xì)分及數(shù)字化的輸出訊號與電子電路相結(jié)合來完成對位移量的自動測量，它具有判別光柵移動方向、預(yù)置初值、實(shí)現(xiàn)自動定位控制及過限報警、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、各類測量機(jī)構(gòu)、儀器的位移測量：光學(xué)影像測量儀.光學(xué)投影儀、顯微鏡。
2、各類機(jī)床的數(shù)顯系統(tǒng)：車床、銑床、磨床、鏜床、鉆床、線切割、火花機(jī).龍門銑床等。
3、可接PC、PLC用于各類自動化機(jī)構(gòu)的位移測量。

STA系列光柵尺參數(shù)：
測量范圍：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/mm
反應(yīng)速度：120m/min(0.005mm)    20m/min(0.001mm)
工作溫度：0-45℃        
存儲溫度：-20℃-70℃
輸出  訊號：TTL 、EIA-422-A
供應(yīng)  電壓：5V ±5%  、24V
電纜線長：3m-10m(可加長)
光學(xué)測量系統(tǒng)：透射式紅外線光測量系統(tǒng)，紅外線波長880nm

產(chǎn)品特點(diǎn)：
1、的光學(xué)測量系統(tǒng)，滑動部采用己被驗(yàn)證為可靠耐用的高精度五軸承系統(tǒng)設(shè)計，保證光學(xué)機(jī)械系統(tǒng)的穩(wěn)定性，優(yōu)異的重復(fù)定位性和高等級測量精度。
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)簡易。
3、信號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。
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。
7、具有高水平的抗干擾能力，高穩(wěn)定性、高速度、耐震動。
8、傳感器采用玻璃精密計量光柵作為測量基準(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1000萬次，是你佳保障；
10、振動過濾功能：對于要求高精度的機(jī)床，因此顯示分辨率1um（0.001mm），例如磨床等在加工時所產(chǎn)生的振動往往都過1um，造成顯示數(shù)值產(chǎn)生來回跳動，

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

均位置值，令操作者更舒適地進(jìn)行加工，同時減少在加工時人為的判斷誤差。
11、非線性誤差補(bǔ)正功能：由于機(jī)床或儀器通常要進(jìn)行度加工或測量，受限于機(jī)床或儀器本身床臺的結(jié)構(gòu)及床臺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。