光栅尺传感器应用和维护

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1、光栅尺传感器应用和维护　　摘要：闭环控制的数控机床的加工精度主要取决于检测系统的精度。因此，精密检测装置是高精度数控机床的重要保证。在高精度的数控机床上，可以使用光栅传感器作为位置检测装置，将转换后的数字脉冲反馈给CNC装置，实现闭环控制。关键词：光栅传感器标尺光栅指示光栅测量原理光栅尺，也称为光栅尺位移传感器（光栅尺传感器），是利用光栅的光学原理工作的测量反馈装置。光栅尺经常应用于数控机床的闭环伺服系统中，可用作直线位移或者角位移的检测。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。光栅传感器是数控机床上应用较多的一种检测装

2、置，用来检测高精度直线位移和角位移。光栅尺采用铝合金型材，经阳极处理，尺头部分用合金压铸，具有镀硬铬，耐腐蚀的特点；防尘片采用特种塑胶，耐腐蚀、耐刮伤，磨擦阻力小的特征；光栅传感器还具有抗外部干扰能力强、安装使用方便、保养简易、防水、防尘性良好、使用寿命长等特点。一、光栅传感器的安装与维护5光栅尺线位移传感器的安装比较灵活，可安装在机床的不同部位。一般将主尺安装在机床的工作台（滑板）上，随机床走刀而动，读数头固定在床身上，尽可能使读数头安装在主尺的下方。其安装方式的选择必须注意切屑、切削液及油液的溅落方向。如果由于安装位置限制必须采用读数头朝上的方式安装

3、时，则必须增加辅助密封装置。另外，一般情况下，读数头应尽量安装在相对机床静止部件上，此时输出导线不移动易固定，而尺身则应安装在相对机床运动的部件上（如滑板）。1、光栅尺线位移传感器安装基面安装光栅尺传感器时，不能直接将传感器安装在粗糙不平的机床身上，更不能安装在打底涂漆的机床身上。光栅主尺及读数头分别安装在机床相对运动的两个部件上。用千分表检查机床工作台的主尺安装面与导轨运动的方向平行度。千分表固定在床身上，移动工作台，要求达到平行度为0.1mm/1000mm以内。如果不能达到这个要求，则需设计加工一件光栅尺基座。基座要求做到：（1）应加一根与光栅尺尺身

4、长度相等的基座（最好基座长出光栅尺50mm左右）。（2）该基座通过铣、磨工序加工，保证其平面平行度0.1mm/1000mm以内。另外，还需加工一件与尺身基座等高的读数头基座。读数头的基座与尺身的基座总共误差不得大于±0.2mm。安装时，调整读数头位置，达到读数头与光栅尺尺身的平行度为0.1mm左右，读数头与光栅尺尺身之间的间距为1～1.5mm左右。52、光栅尺线位移传感器主尺安装将光栅主尺用螺钉上在机床安装的工作台安装面上，但不要上紧，把千分表固定在床身上，移动工作台（主尺与工作台同时移动）。用千分表测量主尺平面与机床导轨运动方向的平行度，调整主尺螺钉位

5、置，使主尺平行度满足0.1mm/1000mm以内时，把螺钉彻底上紧。在安装光栅主尺时，应注意如下三点：（1）在装主尺时，如安装超过1.5M以上的光栅时，不能象桥梁式只安装两端头，尚需在整个主尺尺身中有支撑。（2）在有基座情况下安装好后，最好用一个卡子卡住尺身中点（或几点）。（3）不能安装卡子时，最好用玻璃胶粘住光栅尺身，使基尺与主尺固定好。3、光栅尺线位移传感器读数头的安装在安装读数头时，首先应保证读数头的基面达到安装要求，然后再安装读数头，其安装方法与主尺相似。最后调整读数头，使读数头与光栅主尺平行度保证在0.1mm之内，其读数头与主尺的间隙控制在1～

6、1.5mm以内。4、光栅尺线位移传感器限位装置5光栅线位移传感器全部安装完以后，一定要在机床导轨上安装限位装置，以免机床加工产品移动时读数头冲撞到主尺两端，从而损坏光栅尺。另外，用户在选购光栅线位移传感器时，应尽量选用超出机床加工尺寸100mm左右的光栅尺，以留有余量。5、光栅尺线位移传感器检查光栅线位移传感器安装完毕后，可接通数显表，移动工作台，观察数显表计数是否正常。在机床上选取一个参考位置，来回移动工作点至该选取的位置。数显表读数应相同（或回零）。另外也可使用千分表（或百分表），使千分表与数显表同时调至零（或记忆起始数据），往返多次后回到初始位置，

7、观察数显表与千分表的数据是否一致。通过以上工作，光栅尺线位移传感器的安装就完成了。但对于一般的机床加工环境来讲，铁屑、切削液及油污较多。因此，传感器应附带加装护罩，护罩的设计是按照传感器的外形截面放大留一定的空间尺寸确定，护罩通常采用橡皮密封，使其具备一定的防水防油能力。二、光栅传感器的使用注意事项（1）光栅尺传感器与数显表插头座插拔时应关闭电源后进行。（2）尽可能外加保护罩，并及时清理溅落在尺上的切屑和油液，严格防止任何异物进入光栅尺传感器壳体内部。（3）定期检查各安装联接螺钉是否松动。（4）为延长防尘密封条的寿命，可在密封条上均匀涂上一薄层硅油，注意

8、勿溅落在玻璃光栅刻划面上。5（5）为保证光栅尺传感器使用的可靠性，可每隔一定时间