一、光柵尺是什么

光(guang)柵(zha)(zha)尺（又稱光(guang)柵(zha)(zha)）是(shi)一種高精(jing)度的直(zhi)線位移傳感器，是(shi)數控機床閉環控制系統中用得較(jiao)多的測(ce)量裝置，由光(guang)源、聚光(guang)鏡、標尺光(guang)柵(zha)(zha)（長光(guang)柵(zha)(zha)）、指示光(guang)柵(zha)(zha)（短光(guang)柵(zha)(zha)）和硅光(guang)電池等光(guang)敏(min)元件組成(cheng)。

光(guang)(guang)(guang)柵(zha)尺通(tong)常(chang)為(wei)一(yi)長一(yi)短(duan)兩塊(kuai)光(guang)(guang)(guang)柵(zha)尺配套使用。其中長的(de)一(yi)塊(kuai)稱為(wei)主(zhu)光(guang)(guang)(guang)柵(zha)或(huo)標尺光(guang)(guang)(guang)柵(zha)，安裝(zhuang)在機床(chuang)移動(dong)部件上(shang)(shang)，要求與(yu)行程等長，短(duan)的(de)一(yi)塊(kuai)稱為(wei)指示(shi)(shi)光(guang)(guang)(guang)柵(zha)，指示(shi)(shi)光(guang)(guang)(guang)柵(zha)和光(guang)(guang)(guang)源、透鏡、光(guang)(guang)(guang)敏元件裝(zhuang)在掃描(miao)頭中，安裝(zhuang)在機床(chuang)固定部件上(shang)(shang)。

數控機床中用于直(zhi)線(xian)位(wei)移檢測的光(guang)(guang)(guang)柵(zha)(zha)(zha)尺，有透射光(guang)(guang)(guang)柵(zha)(zha)(zha)和(he)反射光(guang)(guang)(guang)柵(zha)(zha)(zha)兩大(da)類(lei)。在玻(bo)璃表(biao)面上制(zhi)成透明與(yu)不透明間隔(ge)相(xiang)等的線(xian)紋，稱透射光(guang)(guang)(guang)柵(zha)(zha)(zha)。在拿屬(shu)的鏡面上制(zhi)成全反射與(yu)漫反射間隔(ge)相(xiang)等的線(xian)紋，稱為反射光(guang)(guang)(guang)柵(zha)(zha)(zha)。

二、光柵尺的作用功能用途

光柵尺(chi)經(jing)常應用(yong)于數(shu)(shu)控機(ji)床的(de)閉環伺服(fu)系統(tong)中，可用(yong)作直線位移(yi)或者角位移(yi)的(de)檢測(ce)。其測(ce)量(liang)輸出的(de)信(xin)號為數(shu)(shu)字脈沖，具(ju)有檢測(ce)范圍大，檢測(ce)精度(du)高(gao)，響應速度(du)快的(de)特點。例如，在數(shu)(shu)控機(ji)床中常用(yong)于對刀具(ju)和工(gong)件(jian)的(de)坐標進行檢測(ce)，來(lai)觀察和跟蹤走刀誤差，以起(qi)到一個補償刀具(ju)的(de)運動誤差的(de)作用(yong)。

目前，在(zai)精密加工和(he)精密位(wei)移(yi)測量(liang)中，常(chang)采用光(guang)柵尺作(zuo)為測量(liang)傳(chuan)感(gan)器，直接(jie)與二次儀表或數控系(xi)統相(xiang)連(lian)進行位(wei)移(yi)測量(liang)。測量(liang)精度主(zhu)要由傳(chuan)感(gan)器精度決定。隨著電子技術(shu)和(he)單片機技術(shu)的(de)發展，光(guang)柵傳(chuan)感(gan)器將在(zai)位(wei)移(yi)測量(liang)系(xi)統中得到(dao)更(geng)廣泛的(de)應用，并逐漸向(xiang)智能(neng)化(hua)方(fang)向(xiang)轉變。該測量(liang)系(xi)統利用光(guang)柵運動(dong)產生的(de)莫爾條紋和(he)電子電路完成位(wei)移(yi)的(de)自動(dong)測量(liang)。具有判別光(guang)柵運動(dong)方(fang)向(xiang)、預置(zhi)初始值、實現自動(dong)定位(wei)控制和(he)超限報警、自檢和(he)斷(duan)電保護(hu)、糾錯等功能(neng)。

三、光柵尺的安裝與調試

1、光柵尺線位移傳感器安裝基面

安裝所購買的品牌光柵尺傳感器時，不(bu)能直接(jie)將傳感器安(an)裝(zhuang)(zhuang)在粗糙不(bu)平的(de)機(ji)床(chuang)(chuang)身(shen)上(shang)(shang)，更不(bu)能安(an)裝(zhuang)(zhuang)在打底涂漆的(de)機(ji)床(chuang)(chuang)身(shen)上(shang)(shang)。光柵(zha)主尺及讀(du)數(shu)頭分別安(an)裝(zhuang)(zhuang)在機(ji)床(chuang)(chuang)相對運動的(de)兩個(ge)部件(jian)上(shang)(shang)。用千(qian)(qian)分表(biao)檢查機(ji)床(chuang)(chuang)工作(zuo)(zuo)臺的(de)主尺安(an)裝(zhuang)(zhuang)面與(yu)導軌運動的(de)方向(xiang)平行度。千(qian)(qian)分表(biao)固定在床(chuang)(chuang)身(shen)上(shang)(shang)，移動工作(zuo)(zuo)臺，要求(qiu)達到平行度為0.1mm/1000mm以內。如果不(bu)能達到這個(ge)要求(qiu)，則(ze)需設(she)計加工一件(jian)光柵(zha)尺基(ji)座。

2、光柵尺線位移傳感器主尺安裝

將(jiang)光柵主(zhu)(zhu)尺(chi)(chi)用(yong)M4螺(luo)釘上(shang)在機床安裝的(de)工(gong)作(zuo)臺(tai)安裝面上(shang)，但不要(yao)上(shang)緊，把(ba)千分表固定(ding)在床身上(shang)，移動(dong)工(gong)作(zuo)臺(tai)（主(zhu)(zhu)尺(chi)(chi)與(yu)工(gong)作(zuo)臺(tai)同時移動(dong)）。用(yong)千分表測量主(zhu)(zhu)尺(chi)(chi)平面與(yu)機床導軌運動(dong)方向的(de)平行(xing)度(du)，調整主(zhu)(zhu)尺(chi)(chi)M4螺(luo)釘位置，使主(zhu)(zhu)尺(chi)(chi)平行(xing)度(du)滿足0.1mm/1000mm以內時，把(ba)M2螺(luo)釘徹底上(shang)緊。

3、光柵尺線位移傳感器讀數頭的安裝

在(zai)安裝讀(du)數(shu)(shu)頭(tou)(tou)時(shi)，首先應保(bao)證讀(du)數(shu)(shu)頭(tou)(tou)的基(ji)面達到(dao)安裝要(yao)求，然后(hou)再安裝讀(du)數(shu)(shu)頭(tou)(tou)，其安裝方(fang)法與(yu)主(zhu)尺相似。最后(hou)調整讀(du)數(shu)(shu)頭(tou)(tou)，使讀(du)數(shu)(shu)頭(tou)(tou)與(yu)光柵(zha)主(zhu)尺平行度(du)保(bao)證在(zai)0.1mm之內(nei)，其讀(du)數(shu)(shu)頭(tou)(tou)與(yu)主(zhu)尺的間隙控制在(zai)1~1.5mm以內(nei)。

4、光柵尺線位移傳感器限位裝置

光(guang)柵線位(wei)移(yi)(yi)傳(chuan)感(gan)器(qi)全部安裝完以(yi)后(hou)，一定要在機床(chuang)導軌上安裝限位(wei)裝置，以(yi)免機床(chuang)加工產品移(yi)(yi)動時(shi)讀數頭沖撞到主(zhu)尺兩(liang)端，從而損壞光(guang)柵尺。另外(wai)，用戶在選購光(guang)柵線位(wei)移(yi)(yi)傳(chuan)感(gan)器(qi)時(shi)，應盡量選用超出機床(chuang)加工尺寸100mm左右的(de)光(guang)柵尺，以(yi)留有余量。

5、光柵尺線位移傳感器檢查

光柵線位移(yi)傳感器安裝完畢(bi)后(hou)，可接通(tong)數顯(xian)表，移(yi)動(dong)工作臺，觀察數顯(xian)表計(ji)數是(shi)否(fou)正(zheng)常(chang)。

在機(ji)床上選(xuan)取(qu)一個(ge)參考位置，來(lai)回(hui)(hui)移(yi)動工(gong)作點至該選(xuan)取(qu)的位置。數(shu)(shu)顯(xian)(xian)表(biao)(biao)讀數(shu)(shu)應(ying)相同(tong)（或回(hui)(hui)零）。另外(wai)也可使用千分表(biao)(biao)（或百分表(biao)(biao)），使千分表(biao)(biao)與數(shu)(shu)顯(xian)(xian)表(biao)(biao)同(tong)時調至零（或記憶(yi)起(qi)始(shi)數(shu)(shu)據(ju)），往返多次(ci)后回(hui)(hui)到初始(shi)位置，觀察數(shu)(shu)顯(xian)(xian)表(biao)(biao)與千分表(biao)(biao)的數(shu)(shu)據(ju)是否一致。

通過以上工作，光柵尺(chi)(chi)線位移(yi)傳(chuan)感器(qi)的安裝就完成了(le)。但對于一(yi)般的機床加工環境來講(jiang)，鐵(tie)屑、切削液(ye)及油污較多。因此，傳(chuan)感器(qi)應附帶加裝護(hu)罩(zhao)(zhao)，護(hu)罩(zhao)(zhao)的設(she)計是按照(zhao)傳(chuan)感器(qi)的外形截面放(fang)大留一(yi)定的空間尺(chi)(chi)寸確定，護(hu)罩(zhao)(zhao)通常采用橡(xiang)皮密封(feng)，使(shi)其(qi)具備一(yi)定的防水防油能力(li)。

四、光柵尺使用注意事項

1、光柵尺(chi)傳感器與數顯表(biao)插頭座插拔時應關閉(bi)電(dian)源(yuan)后進行。

2、盡(jin)可能外加保護(hu)罩，并及時清理濺落(luo)在尺(chi)上(shang)的切(qie)屑和油液，嚴(yan)格防止任何異物進入光(guang)柵尺(chi)傳感器殼體內部。

3、定期檢(jian)查各安裝聯(lian)接螺釘(ding)是否(fou)松動。

4、為延長防塵(chen)密封條(tiao)的(de)壽命，可在密封條(tiao)上均勻(yun)涂上一薄層硅油(you)，注意勿濺落在玻璃(li)光柵(zha)刻劃面上。

5、為保(bao)證光柵(zha)(zha)尺(chi)傳感器使用(yong)的可靠性(xing)，可每隔一定時間用(yong)乙醇(chun)混(hun)合液（各50%）清洗擦(ca)拭光柵(zha)(zha)尺(chi)面及指示光柵(zha)(zha)面，保(bao)持玻璃光柵(zha)(zha)尺(chi)面清潔。

6、光(guang)柵(zha)尺(chi)(chi)傳感器嚴(yan)禁劇烈(lie)震動及(ji)摔(shuai)打，以免破壞(huai)光(guang)柵(zha)尺(chi)(chi)，如(ru)光(guang)柵(zha)尺(chi)(chi)斷裂，光(guang)柵(zha)尺(chi)(chi)傳感器即失(shi)效了(le)。

7、不要(yao)自行拆(chai)開光(guang)柵(zha)(zha)尺(chi)傳(chuan)感器(qi)，更不能任意改動(dong)主(zhu)柵(zha)(zha)尺(chi)與副柵(zha)(zha)尺(chi)的相對間距，否則(ze)一方面可能破壞光(guang)柵(zha)(zha)尺(chi)傳(chuan)感器(qi)的精度(du)；另一方面還可能造成(cheng)主(zhu)柵(zha)(zha)尺(chi)與副柵(zha)(zha)尺(chi)的相對摩擦，損壞鉻層也就損壞了柵(zha)(zha)線，以(yi)而造成(cheng)光(guang)柵(zha)(zha)尺(chi)報廢。

8、應注意防止油污及水污染光柵(zha)尺面，以免(mian)破壞光柵(zha)尺線條紋分布，引(yin)起測(ce)量誤差。

9、光(guang)柵(zha)尺(chi)傳感器應盡(jin)量避免在有嚴(yan)重(zhong)腐蝕作(zuo)用(yong)的環境中(zhong)工作(zuo)，以(yi)免腐蝕光(guang)柵(zha)鉻層及光(guang)柵(zha)尺(chi)表面，破(po)壞光(guang)柵(zha)尺(chi)質量。