PLC*光柵尺|EASSON怡信光柵尺|24V光學尺|5V電子尺又稱光柵尺、光學尺、電子尺、計數尺、數顯尺、導軌尺、光標尺、測長尺、傳感尺、*度尺等。怡信光柵尺|TTL光柵尺又稱EASSON光柵尺。它包括:GS10、GS11、GS20、GS21、GS30、GS31等光柵尺。主要結合怡信EASSON數顯表ES-8A、ES-12、ES-14、ES-16、ES-17怡信數顯表。主要用在銑床、磨床、車床、鏜床、線切割、電火花、投影儀、影像儀。
*、PLC*光柵尺|EASSON怡信光柵尺|24V光學尺|5V電子尺技術參數、外形尺寸:
PLC*光柵尺|EASSON怡信光柵尺又稱EASSON光柵尺。它包括:GS10、GS11、GS20、GS21、GS30、GS31等光柵尺。
PLC*光柵尺|EASSON怡信光柵尺型號如下:
GS10系列怡信EASSON光柵尺是*款TTL光柵尺,分辨率為5um,測量有效行程為100-1200mm,每隔50mm*個長度規格,重復*度為2-3um.
GS11系列怡信EASSON光柵尺是*款TTL光柵尺,分辨率為1um,測量有效行程為100-1200mm,每隔50mm*個長度規格,重復*度為2-3um.
GS20系列怡信EASSON光柵尺是*款TTL光柵尺,分辨率為5um,測量有效行程為1300-3000mm,每隔100mm*個長度規格,重復*度為2-3um.
GS21系列怡信EASSON光柵尺是*款TTL光柵尺,分辨率為1um,測量有效行程為1300-3000mm,每隔100mm*個長度規格,重復*度為2-3um.
GS30系列怡信EASSON光柵尺是*款TTL光柵尺,分辨率為5um,測量有效行程為1300-3000mm,每隔100mm*個長度規格,重復*度為2-3um.
GS31系列怡信EASSON光柵尺是*款TTL光柵尺,分辨率為1um,測量有效行程為1300-3000mm,每隔100mm*個長度規格,重復*度為2-3um.
PLC*光柵尺|EASSON怡信光柵尺GS 系列光學尺技術規格 |
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概述
光柵尺,也稱為光柵尺位移傳感器(光柵尺傳感器),是利用光柵的光學原理工作的測量反饋裝置。光柵尺經常應用于數控機床的閉環伺服系統中,可用作直線位移或者角位移的檢測。其測量輸出的信號為數字脈沖,具有檢測范圍大,檢測*度*,響應速度快的特點。例如,在數控機床中常用于對刀具和工件的坐標進行檢測,來觀察和跟蹤走刀誤差,以起到*個補償刀具的運動誤差的作用。
光柵尺按照制造方法和光學原理的不同,分為透射光柵和反射光柵。
結構
光柵尺是由標尺光柵和光柵讀數頭兩部分組成。標尺光柵*般固定在機床固定部件上,光柵讀數頭裝在機床活動部件上,指示光柵裝在光柵讀數頭中。右圖*示的就是光柵尺的結構
光柵檢測裝置的關鍵部分是光柵讀數頭,它由光源、會聚透鏡、指示光柵、光電元件及調整機構等組成。光柵讀數頭結構形式很多,根據讀數頭結構特點和使用場合分為直接接收式讀數頭(或稱硅光電池讀數頭、鏡像式讀數頭、分光鏡式讀數頭、金屬光柵反射式讀數頭)。
光柵檢測裝置
工作原理
莫爾條紋
以透射光柵為例,當指示光柵上的線紋和標尺光柵上的線紋之間形成*個小角度θ,并且兩個光柵尺刻面相對平行放置時,在光源的照射下,位于幾乎垂直的柵紋上,形成明暗相間的條紋。這種條紋稱為“莫爾條紋” (右圖*示)。嚴格地說,莫爾條紋排列的方向是與兩片光柵線紋夾角的平分線相垂直。莫爾條紋中兩條亮紋或兩條暗紋之間的距離稱為莫爾條紋的寬度,以W表示。
莫爾條紋
W=ω /2* sin(θ /2)=ω /θ 。
莫爾條紋具有以下特征:
(1)莫爾條紋的變化規律
兩片光柵相對移過*個柵距,莫爾條紋移過*個條紋距離。由于光的衍射與干涉作用,莫爾條紋的變化規律近似正(余)弦函數,變化周期數與光柵相對位移的柵距數同步。
(2)放大作用
在兩光柵柵線夾角較小的情況下,莫爾條紋寬度W和光柵柵距ω、柵線角θ之間有下列關系。式中,θ的單位為rad,W的單位為mm。由于傾角很小,sinθ很小,則
W=ω /θ
若ω =0.01mm,θ=0.01rad,則上式可得W=1,即光柵放大了100倍。
(3)均化誤差作用
莫爾條紋是由若干光柵條紋共用形成,例如每毫米100線的光柵,10mm寬度的莫爾條紋就有1000條線紋,這樣柵距之間的相鄰誤差就被平均化了,消除了由于柵距不均勻、斷裂等造成的誤差。
檢測與數據處理
電子細分與判向法
光柵測量位移的實質是以光柵柵距為*把標準尺子對位稱量進行測量。*分辨率的光柵尺*般造價較貴,且制造困難。為了提*系統分辨率,需要對莫爾條紋進行細分,目前(2006年)光柵尺傳感器系統多采用電子細分方法。當兩塊光柵以微小傾角重疊時,在與光柵刻線大致垂直的方向上就會產生莫爾條紋,隨著光柵的移動,莫爾條紋也隨之上下移動。這樣就把對光柵柵距的測量轉換為對莫爾條紋個數的測量。
在*個莫爾條紋寬度內,按照*定間隔放置4個光電器件就能實現電子細分與判向功能。例如,柵線為50線對/mm的光柵尺,其光柵柵距為0.02mm,若采用四細分后便可得到分辨率為5μm的計數脈沖,這在工業普通測控中已達到了很*。由于位移是*個矢量,即要檢測其大小,又要檢測其方向,因此至少需要兩路相位不同的光電信號。為了消除共模干擾、直流分量和偶次諧波,通常采用由低漂移運放構成的差分放大器。由4個光敏器件獲得的4路光電信號分別送到2只差分放大器輸入端,從差分放大器輸出的兩路信號其相位差為π/2,為得到判向和計數脈沖,需對這兩路信號進行整形,*先把它們整形為占空比為1:1的方波。然后,通過對方波的相位進行判別比較,就可以等到光柵尺的移動方向。通過對方波脈沖進行計數,可以等到光柵尺的位移和速度。
二、實物圖:
安裝在機床儀器設備上案列圖:
三、的安裝方法及保養注意事項:
光柵尺線位移傳感器的安裝比較靈活,可安裝在機床的不同部位。
*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,*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、光柵尺線位移傳感器安裝基面
安裝光柵尺傳感器時,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。用千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。千分表固定在床身上,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*件光柵尺基座。
基座要求做到:(1)應加*根與光柵尺尺身長度相等的基座(基座長出光柵尺50mm左右)。(2)該基座通過銑、磨工序加工,其平面平行度0.1mm/1000mm以內。另外,還需加工*件與尺身基座等*的讀數頭基座。讀數頭的基座與尺身的基座總共誤差不得大于±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、光柵尺線位移傳感器主尺安裝
將光柵主尺用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) 在裝主尺時,如安裝超過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,用*個卡子卡住尺身中點(或幾點)。(3)不能安裝卡子時,用玻璃膠粘住光柵尺身,使基尺與主尺固定好。
3、光柵尺線位移傳感器讀數頭的安裝
在安裝讀數頭時,*先應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在0.1mm之內,其讀數頭與主尺的間隙控制在1~1.5mm以內。
4、光柵尺線位移傳感器限位裝置
光柵線位移傳感器全部安裝完以后,*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,應盡量選用超出機床加工尺寸100mm左右的光柵尺,以留有余量。
5、光柵尺線位移傳感器檢查
光柵線位移傳感器安裝完畢后,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*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*。
通過以上工作,光柵尺線位移傳感器的安裝就完成了。但對于*般的機床加工環境來講,鐵屑、切削液及油污較多。因此,傳感器應附帶加裝護罩,護罩的設計是按照傳感器的外形截面放大留*定的空間尺寸確定,護罩通常采用橡皮密封,使其具備*定的防水防油能力。
使用注意事項
(1)光柵尺傳感器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尺傳感器殼體內部。
(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*薄層硅油,注意勿濺落在玻璃光柵刻劃面上。
(5) 為光柵尺傳感器使用的可靠性,可每隔*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) 光柵尺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,光柵尺傳感器即失效了。
(7) 不要自行拆開光柵尺傳感器,更不能任意改動主柵尺與副柵尺的相對間距,否則*方面可能破壞光柵尺傳感器的*度;另*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) 光柵尺傳感器應盡量避免在有嚴重腐蝕作用的環境中工作,以免腐蝕光柵鉻層及光柵尺表面,破壞光柵尺質量。