常見光柵的工作原理都是根據(jù)物理上莫爾條紋的形成原理進(jìn)行工作的。當(dāng)使指示光柵上的線紋與標(biāo)尺光柵上的線紋成一角度來放置兩光柵尺時(shí),必然會(huì)造成兩光柵尺上的線紋互相交叉。在光源的照射下,交叉點(diǎn)近旁的小區(qū)域內(nèi)由于黑色線紋重疊,因而遮光面積較小,擋光效應(yīng)較弱,光的累積作用使得這個(gè)區(qū)域出現(xiàn)亮帶。相反,距交叉點(diǎn)較遠(yuǎn)的區(qū)域,因兩光柵尺不透明的黑色線紋的重疊部分變得越來越少,不透明區(qū)域面積逐漸變大,即遮光面積逐漸變大,使得擋光效應(yīng)變強(qiáng),只有較少的光線能通過這個(gè)區(qū)域透過光柵,使這個(gè)區(qū)域出現(xiàn)暗帶,從而便形成了我們所見到的莫爾條紋。光柵尺怎樣正確選購(gòu)呢?西門子光柵尺數(shù)據(jù)采集
光柵尺的產(chǎn)品特點(diǎn)及屬性:1、較為先進(jìn)的光學(xué)測(cè)量系統(tǒng),采用可靠耐用的精度五軸承系統(tǒng)設(shè)計(jì),保證光學(xué)機(jī)械系統(tǒng)的穩(wěn)定性,優(yōu)異的重復(fù)定位性和高等級(jí)測(cè)量精度。2、傳感器采用密封式結(jié)構(gòu),性能可靠,安裝方便。3、采用特殊的耐油、耐蝕、高彈性及抗老化塑膠防水,防塵優(yōu)異,使用壽命長(zhǎng)。4、具體高水平的抗干擾能力,穩(wěn)定可靠。5、光源采用進(jìn)口紅外發(fā)光二極管,體積小壽命長(zhǎng)。6、采用先進(jìn)的光柵制作技術(shù),能制作各規(guī)格的高精度光柵玻璃尺。德瑪吉光柵尺輸出信號(hào)到底什么是光柵尺呢?
將光柵主尺用M4螺釘上在機(jī)床安裝的工作臺(tái)安裝面上,但不要上緊,把千分表固定在床身上,移動(dòng)工作臺(tái)(主尺與工作臺(tái)同時(shí)移動(dòng))。用千分表測(cè)量主尺平面與機(jī)床導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)方向的平行度,調(diào)整主尺M(jìn)4螺釘位置,使主尺平行度滿足0.1mm/1000mm以內(nèi)時(shí),把M2螺釘徹底上緊。在安裝光柵主尺時(shí),應(yīng)注意在裝主尺時(shí),如安裝超過1.5M以上的光柵時(shí),不能象橋梁式只安裝兩端頭,尚需在整個(gè)主尺尺身中有支撐;在有基座情況下安裝好后,建議用一個(gè)卡子卡住尺身中點(diǎn)(或幾點(diǎn));不能安裝卡子時(shí),建議用玻璃膠粘住光柵尺身,使基尺與主尺固定好
光柵尺位移大小檢測(cè):由于莫爾條紋的運(yùn)動(dòng)對(duì)應(yīng)兩個(gè)光柵之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng),通過檢測(cè)四個(gè)電壓信號(hào)的變化,可以做出相應(yīng)的檢測(cè)相對(duì)兩個(gè)尺之間的移動(dòng)。周期的每一次變化,即莫爾條紋的每一次變化,表示兩個(gè)尺相對(duì)移動(dòng)了一個(gè)光柵周期的距離;如果兩個(gè)尺之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)小于一個(gè)光柵周期,則為余弦函數(shù)。該值還可以計(jì)算其相對(duì)移動(dòng)的距離。光柵尺位移方向檢測(cè):如果標(biāo)尺光柵固定,則表示光柵正向運(yùn)動(dòng)。此時(shí),莫爾條紋相應(yīng)地向下移動(dòng)。通過觀察窗A和B,光敏元件檢測(cè)到的光強(qiáng)變化過程并輸出相應(yīng)的電壓信號(hào)。在這種情況下,滯后相位是/2;反之,如果刻度光柵是固定的,則表示光柵向負(fù)方向移動(dòng)。條紋相應(yīng)向上移動(dòng),通過觀察窗A和B,光敏元件檢測(cè)到的光強(qiáng)變化過程并輸出相應(yīng)的電壓信號(hào),此時(shí)超前相位為/2。因此,根據(jù)兩個(gè)信號(hào)之間的超前和滯后關(guān)系,可以確定兩個(gè)尺之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向。光柵尺,也稱為光柵尺位移傳感器(光柵尺傳感器)。
莫爾條紋由于位移是一個(gè)矢量,即要檢測(cè)其大小,又要檢測(cè)其方向,因此至少需要兩路相位不同的光電信號(hào)。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(yùn)放構(gòu)成的差分放大器。由4個(gè)光敏器件獲得的4路光電信號(hào)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(hào)其相位差為π/2,為得到判向和計(jì)數(shù)脈沖,需對(duì)這兩路信號(hào)進(jìn)行整形,首先把它們整形為占空比為1:1的方波。然后,通過對(duì)方波的相位進(jìn)行判別比較,就可以等到光柵尺的移動(dòng)方向。通過對(duì)方波脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù),可以等到光柵尺的位移和速度。數(shù)控機(jī)床上的光柵尺,也稱為光柵尺位移傳感器。球柵尺光柵尺上門安裝
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光柵尺由于直接安裝于工作臺(tái)和機(jī)床床身上,因此,極易受到切削液的污染,從而造成信號(hào)丟失,影響位置控制精度。切削液在使用過程中會(huì)產(chǎn)生輕微結(jié)晶,這種結(jié)晶在掃描頭上形成一層薄膜且透光性差,不易清理,故在選用切削液時(shí)要慎重。加工過程中,切削液的壓力不要太大,流量不要過大.以免形成大量的水霧進(jìn)入光柵。光柵較好通入低壓壓縮空氣(0.075MPa左右),以免掃描頭運(yùn)動(dòng)時(shí)形成的負(fù)壓把污物吸入光柵。壓縮空氣必須凈化,濾芯應(yīng)保持清潔并定期更換。光柵上的污物可以用脫脂棉蘸無水酒精輕輕擦除。光柵拆裝時(shí)要用靜力,不能用硬物敲擊,以免損壞光學(xué)元件。西門子光柵尺數(shù)據(jù)采集
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