光柵尺功能介紹

光柵尺數顯測量系統(tǒng)是一種能自動檢測和自動顯示的光機電一體化產品，是舊機床改造，裝備新機床以及各種長度計量儀器的重要配套件，是用微電子技術改造傳統(tǒng)工業(yè)的方向。由于光柵數顯測量系統(tǒng)具有精度高，安裝及操作容易，價格低，回收投資快等優(yōu)點而得到大量使用。為使廣大用戶能夠更好地掌握運用好這一產品，本文以我公司生產光柵尺為例，就其結構、原理、安裝與維護作一介紹。

一、光柵尺結構
     光柵尺線位移傳感器是我公司生產的主導產品,閉式光柵尺的特點是發(fā)光器件、光電轉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入尺體中。電氣連接線經過緩沖電路進入傳感頭，然后再通過能防止干擾的電纜線送進光柵數顯表，顯示位移的變化。
     閉式光柵尺的傳感頭分為下滑體和讀數頭兩部分。下滑體上固定有五個定位的微型滾動軸承沿導軌運動，保證運動中指示光柵與主柵尺之間保持準確夾角和正確的間隙。讀數頭內裝有前置放大和整形電路。讀數頭與下滑體之間采用剛柔結合的聯接方式，既保證了很高的可靠性，又有很好的靈活性。讀數頭帶有兩個聯接孔，主光柵尺體兩端帶有安裝孔，將其分別安裝在兩個相對運動的兩個部件上，實現主光柵尺與指示光柵之間的運動進行線性測量。

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（即標尺光柵）和副光柵（即指示光柵）進行相對位移時，在光的干涉與衍射共同作用下產生黑白相間（或明暗相間）的規(guī)則條紋圖形，稱之為莫爾條紋。經過光電器件轉換使黑白（或明暗）相同的條紋轉換成正弦波變化的電信號，再經過放大器放大，整形電路整形后，得到兩路相差為90o的正弦波或方波，送入光柵數顯表計數顯示。

三、安裝方式
     光柵尺的安裝比較靈活，可安裝在機床的不同部位，一般將主尺安裝在機床的工作臺（滑板）上，隨機床走刀而動，讀數頭固定在床身上，盡可能使讀數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，讀數頭應盡量安裝在相對機床靜止部件上，此時輸出導線不移動易固定，而尺身則應安裝在相對機床運動的部件上（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床身上，更不能安裝在打底涂漆的機床身上。光柵主尺及讀數頭分別安裝在機床相對運動的兩個部件上。用百分表檢查機床工作臺的主尺安裝面與導軌運動的方向平行度。百分表固定在床身上，移動工作臺，要求達到平行度為0.1mm/1000mm以內。如果不能達到這個要求，則需設計加工一件光柵尺基座。基座要求做到：①應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。另外，還需加工一件與尺身基座等高的讀數頭基座。讀數頭的基座與尺身的基座共誤差不得大于±0.2mm。安裝時，調整讀數頭位置，達到讀數頭與光柵尺尺身的平行度為0.1mm左右，讀數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床導軌運動方向的平行度，調整主尺M4螺釘位置，使主尺平行度滿足0.1mm/1000mm以內時，把M2螺釘上緊。在安裝光柵主尺時，應注意如下三點：
     （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（或幾點）。
     （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、讀數頭的安裝
     在安裝讀數頭時，首先應保證讀數頭的基面達到安裝要求，然后再安裝讀數頭，其安裝方法與主尺相似。后調整讀數頭，使讀數頭與光柵主尺平行度保證在0.1mm之內，其讀數頭與主尺的間隙控制在1~1.5mm以內。
     4、限位裝置
     光柵尺全部安裝完以后，一定要在機床導軌上安裝限位裝置，以免機床加工產品移動時讀數頭沖撞到主尺兩端，從而損壞光柵尺。另外，用戶在選購光柵線位移傳感器時，應盡量選用出機床加工尺寸100mm左右的光柵尺，以留有余量。
     5、檢查
   光柵尺安裝完畢后，可接通數顯表，移動工作臺，觀察數顯表計數是否正常。
    在機床上選取一個參考位置，來回移動工作點至該選取的位置。數顯表讀數應相同（或回零）。另外也可使用千分表（或百分表），使千分表與數顯表同時調至零（或記憶起始數據），往返多次后回到初始位置，觀察數顯表與千分表的數據是否一致。
     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，光柵傳感器應附帶加裝護罩，護罩的設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
     （1）光柵尺與數顯表插頭座插拔時應關閉電源后進行。
     （2）盡可能外加保護罩，并及時清理濺落在尺上的切屑和油液，嚴格防止任何異物進入光柵傳感器殼體內部。
     （3）定期檢查各安裝聯接螺釘是否松動。
     （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）光柵傳感器應盡量避免在有嚴重腐蝕作用的環(huán)境中工作，以免腐蝕光柵鉻層及光柵尺表面，破壞光柵尺質量。

五、常見故障現象及判斷方法
     1、接電源后數顯表無顯示
     （1）檢查電源線是否斷線，插頭接觸是否良好。
     （2）數顯表電源保險絲是否熔斷。
     （3）供電電壓是否符合要求。
     2、數顯表不計數
     （1）將傳感器插頭換至另一臺數顯表，若傳感器能正常工作說明原數顯表有問題。
     （2）檢查傳感器電纜有無斷線、破損。
     3、數顯表間斷計數
     （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）檢查機床導軌運動副精度是否過低，造成光柵工作間隙變化。
     4、數顯表顯示報警
     （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，而另一個方向不計數（即單方向計數）
     （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）數顯表有故障。
     7、讀數頭移動發(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，標尺光柵嚴重接觸摩擦。
     （3）下滑體滾珠脫落。
     （4）上滑體嚴重變形。
     8、新光柵傳感器安裝后，其顯示值不準
     （1）安裝基面不符合要求。
     （2）光柵尺尺體和讀數頭安裝不合要求。
     （3）嚴重碰撞使光柵副位置變化。

六．光柵尺產品特點

具有單層及雙層防護密封條：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。防護等級達到IP53。
     具有可靠的光學測量系統(tǒng)：滑動部件采用已被驗證為可靠耐用的高精度五軸承系統(tǒng)設計，保證光學機械系統(tǒng)的穩(wěn)定性，具有優(yōu)異的重復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，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)
參考標記：間隔25mm、間隔50mm、間隔100mm、間隔200mm、或全量程任意位置設一個位置參考點(ABS)
量程：1000mm以內任意選擇
分辨率：0.2u---25u                  

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

存儲溫度：-40℃-55℃ 

光柵尺是您設備進行計量的選擇。

光柵尺數顯測量系統(tǒng)是一種能自動檢測和自動顯示的光機電一體化產品，是舊機床改造，裝備新機床以及各種長度計量儀器的重要配套件，是用微電子技術改造傳統(tǒng)工業(yè)的方向。由于光柵數顯測量系統(tǒng)具有精度高，安裝及操作容易，價格低，回收投資快等優(yōu)點而得到大量使用。為使廣大用戶能夠更好地掌握運用好這一產品，本文以我公司生產光柵尺為例，就其結構、原理、安裝與維護作一介紹。
生產銷售光學電子尺，火花機、銑床、磨床、線切割機上，質量穩(wěn)定，價錢實惠，歡迎來電咨詢訂購。

光柵尺的用途：
在精密機械加工行業(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，或數控系統(tǒng)進行位移測量。測量的精度主要有傳感器精度決定。隨著電子技術和單片機技術的發(fā)展，光柵傳感器在位移測量系統(tǒng)將得到更廣泛應用，并逐步向智能化方向轉化。該測量系統(tǒng)采用光柵移動產生的己倍頻細分及數字化的輸出訊號與電子電路相結合來完成對位移量的自動測量，它具有判別光柵移動方向、預置初值、實現自動定位控制及過限報警、自檢和掉電保護以及誤差修正等功能。該產品已形成多種系列，品種齊全，制作精巧，技術精良，可供不同規(guī)格的各類機床、儀器數字化改造選用，量程從30毫米至3米，幾乎覆蓋全部金屬切削機床的行程。還可根據用戶的特殊需要進行特殊制作。

應用范圍：
1、各類測量機構、儀器的位移測量：光學影像測量儀.光學投影儀、顯微鏡。
2、各類機床的數顯系統(tǒng)：車床、銑床、磨床、鏜床、鉆床、線切割、火花機.龍門銑床等。
3、可接PC、PLC用于各類自動化機構的位移測量。

STA系列光柵尺參數：
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）
單向重復精度：2um(0.002mm)
反向重復精度3um(0.003mm)
柵距：0.02mm   柵線：50線對/mm
反應速度：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  電壓：5V ±5%  、24V
電纜線長：3m-10m(可加長)
光學測量系統(tǒng)：透射式紅外線光測量系統(tǒng)，紅外線波長880nm

產品特點：
1、的光學測量系統(tǒng)，滑動部采用己被驗證為可靠耐用的高精度五軸承系統(tǒng)設計，保證光學機械系統(tǒng)的穩(wěn)定性，優(yōu)異的重復定位性和高等級測量精度。
2、傳感器采用密封式結構，溥型（厚型）、性能可靠，安裝、維護、保養(yǎng)簡易。
3、信號線采用多層隔離線網遮四罩及金屬外殼保護防水、防生銹功能。
4、光源采用進口紅外發(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，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床，因此顯示分辨率1um（0.001mm），例如磨床等在加工時所產生的振動往往都過1um，造成顯示數值產生來回跳動，

令操作者看得眼花瞭亂。DELOS采用振動過濾器功能，利用的數學運算，在光學尺進行實時位置采樣后，將因機床加工時所產生的跳動過濾，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、非線性誤差補正功能：由于機床或儀器通常要進行度加工或測量，受限于機床或儀器本身床臺的結構及床臺的工藝制作水平以及環(huán)境溫度、濕度等影響，

往往也達不到加工或測量的要求，因此必需以光學尺將磨床的度提升至可能的高極限。DELOS產品內置了在CNC機械中被普遍使用的非線性誤差補正，將用

戶的機床或儀器，提升至可能的高極限。