一、光柵尺是什么

光(guang)(guang)(guang)柵(zha)尺（又稱光(guang)(guang)(guang)柵(zha)）是(shi)一種高(gao)精度(du)的(de)直線(xian)位移(yi)傳(chuan)感器，是(shi)數控機床(chuang)閉環(huan)控制系(xi)統中用得較多(duo)的(de)測(ce)量裝(zhuang)置(zhi)，由光(guang)(guang)(guang)源、聚光(guang)(guang)(guang)鏡、標尺光(guang)(guang)(guang)柵(zha)（長光(guang)(guang)(guang)柵(zha)）、指示光(guang)(guang)(guang)柵(zha)（短(duan)光(guang)(guang)(guang)柵(zha)）和硅光(guang)(guang)(guang)電池等光(guang)(guang)(guang)敏(min)元(yuan)件組(zu)成(cheng)。

光柵尺通常為一(yi)(yi)長(chang)一(yi)(yi)短(duan)兩塊光柵尺配套(tao)使用(yong)。其中長(chang)的(de)一(yi)(yi)塊稱為主光柵或標尺光柵，安裝(zhuang)在(zai)機床移(yi)動部(bu)(bu)件上，要(yao)求與行(xing)程(cheng)等(deng)長(chang)，短(duan)的(de)一(yi)(yi)塊稱為指示光柵，指示光柵和光源、透鏡、光敏元件裝(zhuang)在(zai)掃描(miao)頭中，安裝(zhuang)在(zai)機床固定(ding)部(bu)(bu)件上。

數控機床(chuang)中(zhong)用于直線位移(yi)檢測的光(guang)(guang)柵(zha)(zha)尺，有透射(she)光(guang)(guang)柵(zha)(zha)和反(fan)(fan)射(she)光(guang)(guang)柵(zha)(zha)兩大類。在(zai)(zai)玻璃表面上制(zhi)成透明與(yu)不透明間隔(ge)相等(deng)的線紋，稱透射(she)光(guang)(guang)柵(zha)(zha)。在(zai)(zai)拿屬的鏡面上制(zhi)成全反(fan)(fan)射(she)與(yu)漫反(fan)(fan)射(she)間隔(ge)相等(deng)的線紋，稱為反(fan)(fan)射(she)光(guang)(guang)柵(zha)(zha)。

二、光柵尺的作用功能用途

光柵(zha)尺經(jing)常應(ying)用(yong)于數(shu)(shu)控(kong)機床的閉(bi)環(huan)伺服(fu)系統中，可(ke)用(yong)作直線(xian)位(wei)移(yi)或者角位(wei)移(yi)的檢(jian)測。其測量(liang)輸出的信號為數(shu)(shu)字脈沖，具有檢(jian)測范圍大，檢(jian)測精(jing)度高，響應(ying)速度快的特點。例如，在(zai)數(shu)(shu)控(kong)機床中常用(yong)于對刀(dao)具和工件的坐標進行檢(jian)測，來觀察和跟(gen)蹤(zong)走刀(dao)誤(wu)差(cha)，以起到一(yi)個補償刀(dao)具的運動誤(wu)差(cha)的作用(yong)。

目前，在(zai)精(jing)密(mi)加工和(he)精(jing)密(mi)位(wei)移測(ce)量(liang)(liang)中，常采用光柵尺作為測(ce)量(liang)(liang)傳感器，直接與二次儀表或數控系(xi)統相連進(jin)行位(wei)移測(ce)量(liang)(liang)。測(ce)量(liang)(liang)精(jing)度(du)主要由傳感器精(jing)度(du)決定。隨著電(dian)子技術(shu)和(he)單(dan)片機技術(shu)的(de)(de)(de)發(fa)展，光柵傳感器將在(zai)位(wei)移測(ce)量(liang)(liang)系(xi)統中得到更廣泛的(de)(de)(de)應(ying)用，并逐(zhu)漸向智(zhi)能化方向轉變。該測(ce)量(liang)(liang)系(xi)統利用光柵運動產生(sheng)的(de)(de)(de)莫(mo)爾條(tiao)紋和(he)電(dian)子電(dian)路完成位(wei)移的(de)(de)(de)自動測(ce)量(liang)(liang)。具有判(pan)別光柵運動方向、預置初(chu)始值、實(shi)現自動定位(wei)控制和(he)超限(xian)報(bao)警、自檢和(he)斷電(dian)保護、糾錯等功能。

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(shi)，不能直接(jie)將傳感器安(an)裝(zhuang)在粗糙不平的(de)機(ji)床(chuang)(chuang)身上，更(geng)不能安(an)裝(zhuang)在打底涂(tu)漆的(de)機(ji)床(chuang)(chuang)身上。光柵(zha)主尺(chi)(chi)及讀數(shu)頭分別安(an)裝(zhuang)在機(ji)床(chuang)(chuang)相(xiang)對運動的(de)兩個部件(jian)上。用千分表(biao)檢查機(ji)床(chuang)(chuang)工作臺的(de)主尺(chi)(chi)安(an)裝(zhuang)面與(yu)導軌運動的(de)方向平行度(du)(du)。千分表(biao)固定在床(chuang)(chuang)身上，移動工作臺，要(yao)求(qiu)達(da)到平行度(du)(du)為(wei)0.1mm/1000mm以內。如(ru)果不能達(da)到這個要(yao)求(qiu)，則需設計加工一件(jian)光柵(zha)尺(chi)(chi)基座。

2、光柵尺線位移傳感器主尺安裝

將光柵主尺(chi)(chi)用(yong)M4螺釘(ding)上(shang)在機床安裝的工作(zuo)臺安裝面上(shang)，但不要上(shang)緊，把千分表固定在床身上(shang)，移動工作(zuo)臺（主尺(chi)(chi)與工作(zuo)臺同時移動）。用(yong)千分表測量主尺(chi)(chi)平面與機床導軌(gui)運動方向的平行(xing)(xing)度，調(diao)整主尺(chi)(chi)M4螺釘(ding)位(wei)置(zhi)，使主尺(chi)(chi)平行(xing)(xing)度滿(man)足0.1mm/1000mm以內時，把M2螺釘(ding)徹底上(shang)緊。

3、光柵尺線位移傳感器讀數頭的安裝

在(zai)安(an)裝(zhuang)(zhuang)讀(du)數頭(tou)時，首先應(ying)保證(zheng)讀(du)數頭(tou)的基面(mian)達到(dao)安(an)裝(zhuang)(zhuang)要求，然后再安(an)裝(zhuang)(zhuang)讀(du)數頭(tou)，其安(an)裝(zhuang)(zhuang)方法(fa)與主尺相(xiang)似。最后調整讀(du)數頭(tou)，使讀(du)數頭(tou)與光柵主尺平行度保證(zheng)在(zai)0.1mm之內(nei)，其讀(du)數頭(tou)與主尺的間隙控制在(zai)1~1.5mm以內(nei)。

4、光柵尺線位移傳感器限位裝置

光柵線位(wei)移(yi)傳感器全部安裝(zhuang)完以后，一(yi)定要(yao)在(zai)機(ji)床(chuang)導(dao)軌上安裝(zhuang)限位(wei)裝(zhuang)置，以免機(ji)床(chuang)加(jia)工產品移(yi)動時讀數(shu)頭沖撞到主尺兩(liang)端，從而(er)損壞(huai)光柵尺。另外，用(yong)戶在(zai)選(xuan)(xuan)購光柵線位(wei)移(yi)傳感器時，應盡(jin)量(liang)選(xuan)(xuan)用(yong)超出(chu)機(ji)床(chuang)加(jia)工尺寸100mm左右的光柵尺，以留(liu)有余量(liang)。

5、光柵尺線位移傳感器檢查

光柵線(xian)位移(yi)傳感器安裝(zhuang)完畢(bi)后，可接通數(shu)顯(xian)表(biao)，移(yi)動工作臺，觀(guan)察數(shu)顯(xian)表(biao)計(ji)數(shu)是否正常。

在機床上選取一(yi)個參考位(wei)置(zhi)，來回移動工作點至該(gai)選取的(de)(de)位(wei)置(zhi)。數(shu)顯表(biao)讀數(shu)應相(xiang)同（或回零(ling)）。另外也可使用(yong)千(qian)(qian)分(fen)(fen)表(biao)（或百分(fen)(fen)表(biao)），使千(qian)(qian)分(fen)(fen)表(biao)與數(shu)顯表(biao)同時調至零(ling)（或記憶起(qi)始(shi)數(shu)據），往返多(duo)次后回到初(chu)始(shi)位(wei)置(zhi)，觀察(cha)數(shu)顯表(biao)與千(qian)(qian)分(fen)(fen)表(biao)的(de)(de)數(shu)據是(shi)否一(yi)致。

通過以上(shang)工作，光柵尺線(xian)位移傳感器的(de)安(an)裝(zhuang)就完成(cheng)了。但對于一般的(de)機床加(jia)工環境來講，鐵屑、切削液及(ji)油污較多。因此，傳感器應附(fu)帶加(jia)裝(zhuang)護(hu)罩(zhao)，護(hu)罩(zhao)的(de)設計是按(an)照傳感器的(de)外形截面放大(da)留一定的(de)空間尺寸(cun)確(que)定，護(hu)罩(zhao)通常采用橡皮密封，使其(qi)具備一定的(de)防(fang)(fang)水防(fang)(fang)油能力(li)。

四、光柵尺使用注意事項

1、光(guang)柵尺傳感(gan)器與數顯(xian)表插頭座插拔時應關閉電源后進(jin)行。

2、盡(jin)可能外加(jia)保護罩，并及時清理濺落在(zai)尺上(shang)的切屑和油液，嚴格防止任(ren)何異物進入光柵尺傳感器殼體內部。

3、定(ding)期檢(jian)查各安裝聯(lian)接螺釘是否松動(dong)。

4、為延長防塵(chen)密封(feng)條的壽命(ming)，可(ke)在密封(feng)條上(shang)均勻涂上(shang)一薄(bo)層硅油，注意(yi)勿濺(jian)落在玻璃光柵刻劃(hua)面上(shang)。

5、為保證光(guang)柵(zha)尺傳(chuan)感器使用(yong)的可(ke)靠(kao)性，可(ke)每隔一(yi)定時間用(yong)乙醇混合液（各(ge)50%）清(qing)洗(xi)擦(ca)拭光(guang)柵(zha)尺面及指示光(guang)柵(zha)面，保持(chi)玻璃光(guang)柵(zha)尺面清(qing)潔。

6、光柵尺傳(chuan)感(gan)器嚴禁(jin)劇(ju)烈(lie)震動及摔打(da)，以免破壞光柵尺，如光柵尺斷裂(lie)，光柵尺傳(chuan)感(gan)器即失效了(le)。

7、不要自行拆開(kai)光(guang)柵(zha)尺傳感器，更不能(neng)任意(yi)改(gai)動主柵(zha)尺與(yu)副柵(zha)尺的(de)相(xiang)對間距(ju)，否則(ze)一(yi)方面可能(neng)破(po)壞光(guang)柵(zha)尺傳感器的(de)精(jing)度(du)；另(ling)一(yi)方面還可能(neng)造成(cheng)主柵(zha)尺與(yu)副柵(zha)尺的(de)相(xiang)對摩(mo)擦，損(sun)壞鉻層也就損(sun)壞了(le)柵(zha)線(xian)，以而造成(cheng)光(guang)柵(zha)尺報廢。

8、應注意防止油污及水(shui)污染光柵(zha)尺(chi)面(mian)，以免破壞光柵(zha)尺(chi)線(xian)條紋(wen)分布，引起測量誤差(cha)。

9、光柵尺傳感器應盡量避免在有嚴重腐蝕作(zuo)用的環境中工作(zuo)，以免腐蝕光柵鉻層及光柵尺表面，破壞光柵尺質量。