现今加工制造业精度要求越来越高,检测设备也相应要求测量更精确。作为检测设备的眼睛——光栅尺,也越来越重要。光栅尺能够将测量数据精确显示到微米并用于各类数控系统以降低误差成本、提高生产效率。 作为数控机床核心技术之一的光栅测量技术对保障现代机床的各项性能指标起着决定性的作用。了解现代光栅测量技术的发展趋势,选择适合自身需求的光栅测量系统对机床设计和机床用户将有着重要的意义。
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。其测量输出的信号为数字脉冲,具有检测范围大,检测精度高,响应速度快的特点。
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。
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。
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、光电元件及调整机构等组成。
光栅尺的应用案例与日常养护
主要应用
光栅尺主要应用如金属切削机床、线切割、电火花、测量光学投影仪等等
其中在测量行业,思瑞测量生产的三坐标、影像测量机等测量设备 X、Y、Z三轴均安装分辨率高达0.078μm、抗干扰、防磨损世界著名的海德汉光栅尺并采用独有的一端固定、一端自由伸缩的安装方式,减少温度变化时光栅尺的变形,保证机器测量精度。
例如Croma系列全自动三坐标测量机,三轴均采用超强抗干扰、抗磨损、高品质的HEIDENHAIN金质光栅尺,系统分辨率高达0.078微米;同时采用获得专利弹性安装方式,相比背胶粘贴方式的普通光栅尺,同等的温度变化下,由于一端固定,一端开放的安装方式,留有伸缩空间,能够减少光栅尺的损坏并通过软件对线性膨胀进行补偿,保证良好的精度和重复性。
日常养护
(1) 当需要清洁时,可使用干燥无尘布轻柔擦拭光栅尺(注意:光栅尺不宜经常擦拭,一季度或半年擦一次就行)。
(2) 尽可能外加保护罩或密封条,为延长防尘密封条的寿命,可在密封条上涂一薄层硅油,注意勿溅落在光栅刻划面上。
(3) 不要自行拆装、移动主副光栅尺,以免破坏光栅尺传感器精度,甚至损坏栅线造成光栅尺报废。
(4) 应尽量避免光栅尺在温度变化剧烈的环境中工作,以免热胀冷缩降低光栅尺分辨率。
(5) 应注意防止油污及水污染光栅尺面、严禁剧烈震动及摔打,减少光栅尺破损。
当客户遇见光栅尺脏污、破损等情况无法处理时,可以向思瑞寻求帮助。思瑞测量在深圳、重庆、昆山、天津、沈阳等全国范围内设有广泛的销售网络和服务网点,无论是日常保养还是拆装防护,只要客户有需求,思瑞测量都能为客户提供“专业、及时、高效、优质”的贴心服务,让您在瞬息万变的市场占得先机。