绝对式光栅尺的机械结构设计分析

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1、今年，共有19所高校部分外国语专业可单独招生，这些单招的试点院校将按有关规定自行组织命题和单独考试，在全国统考前提前录取绝对式光栅尺的机械结构设计分析　　0引言小语种自主招生的对象主要是外语教学质量较高的普通高中应届毕业生，考生被录取后，不得再报考其他高校，新生入学后也不得转入其他专业。今年，共有19所高校部分外国语专业可单独招生，这些单招的试点院校将按有关规定自行组织命题和单独考试，在全国统考前提前录取　　随着我国加工制造业的发展，数控机床的应用越来越广，对数控机床定位精度与重复定位精度的要求也越来越高，传统的半闭环控制系统也越来越难满足用户的使用需求。基于半闭环控制系统的数

2、控机床具有明显的缺点:无法控制机床传动机构所产生的传动误差、高速运转时传动机构所产生热变形误差，以及加工过程中因传动系统磨损而产生的误差，而这些误差已经严重影响到数控机床的加工精度及其稳定性。直线光栅尺对数控机床各线性坐标轴进行全闭环控制，消除上述误差，提高机床的定位精度、重复定位精度以及精度可靠性，作为提高数控机床位置精度的关键部件正日益受到用户的青睐[1]。直线光栅尺分为增量式光栅尺与绝对式光栅尺，安装绝对式光栅尺的数控机床在机床重新开机后无需执行参考点回零操作，就立刻重新获得各个轴的当前绝对位置值，可以马上从中断处开始继续原来的加工程序，大大地提高数控机床的有效加工时间。

3、在全闭环的高档数控系统中已经普遍使用绝对式光栅尺和绝对式光栅编码器，在西方发达国家采用绝对式光栅位移传感器的占数控机床的80%，目前国内的全闭环高档数控机床中采用绝对式光栅传感器的也接近30%[2]。国际上生产绝对式光栅尺的厂家有德国的HEIDEN-HAIN（海德汉）、西班牙的FAGOR（发格）、日本的MITU-TOYO（三丰）、英国的RENISHAW（雷尼绍）。相比之下，国内目前没有绝对式光栅尺的产品，但是已经有部分研究所、高校以及企业先后开展了绝对式光栅尺的研制工作，其中中国科学院长春光学精密机械与物理研究所的研究工作最为突出，其研制出的JC09型绝对式光栅尺样机实现了与华

4、中数控HNC-818B世纪星加工中心数控装置对接，并应用在长二机床厂的XH714立式加工中心上[3]。本文将对绝对式光栅尺的工作原理以及绝对式光栅尺的机械结构做相关的研究。　　1绝对式光栅尺的工作原理　　绝对式光栅尺的工作原理如图1所示，LED光源发出的光经过透镜后形成平行光，经主光栅与指示光栅后照射到ASIC光电器件上，将光信号转换成电信号并通过信号处理器计算出位置值，最后通过通讯接口将位置值输出到后续设备上。其中主光栅由两条码道组成，一条码道为绝对码道，即下方不规则的码道，通过该码道可以实时读取绝对式光栅尺的绝对位置；另外一条码道为增量码道，即上方周期为20μm的规则码道，

5、通过该码道可以实现信号的高细分，提高光栅尺的分辨力。图2为主光栅的实物图，上方为增量码道，下方为绝对码道。指示光栅由两部分组成，一部分为增量窗口，由增量码道组成；一部分为透明窗口。ASIC器件也分为两部分，上面接收增量信号，下方接收绝对信号。小语种自主招生的对象主要是外语教学质量较高的普通高中应届毕业生，考生被录取后，不得再报考其他高校，新生入学后也不得转入其他专业。今年，共有19所高校部分外国语专业可单独招生，这些单招的试点院校将按有关规定自行组织命题和单独考试，在全国统考前提前录取　　2结构设计方案小语种自主招生的对象主要是外语教学质量较高的普通高中应届毕业生，考生被录取后

6、，不得再报考其他高校，新生入学后也不得转入其他专业。今年，共有19所高校部分外国语专业可单独招生，这些单招的试点院校将按有关规定自行组织命题和单独考试，在全国统考前提前录取　　为绝对式光栅尺原理样机整体结构图，为绝对式光栅尺原理样机内部结构侧视图，从图中我们可以看到，光栅尺主要由尺壳、主光栅、密封条和读数头这几部分组成，其中读数头包括照明机构、指示光栅滑架、指示光栅、滑架体与滑架体盖，读数头实物图如图5所示。绝对式光栅尺整体采用封闭式结构，铝制尺壳保护主光栅、读数头免受灰尘、切屑和切削液的影响，密封条保持尺壳的密封，同时在滑架体与滑架体盖间也要加入密封橡胶，防止切削液的渗入。尺

7、壳在制作时采用的是拉制型材的方法，除了满足读数头和主光栅的安装空间外，尽量做到外形足够小，型材拉制出来后变形较小，可以满足使用需求。主光栅粘接在尺壳上，指示光栅粘接在指示光栅滑架上，ASIC光电器件粘接在指示光栅上，后续处理电路固定在滑架体与滑架体盖中。指示光栅滑架与主光栅间采用五轴承滚动机构，通过五个轴承在主光栅上的滚动，保持其长期可靠的运行，为了保证读数头在运行过程中指示光栅滑架与主光栅不发生离位，在这里采用六弹簧的定位机构，分别为两个拉伸弹簧、两个压缩弹簧、两个扭转弹簧，压缩弹簧的作用