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論直線光柵尺的結構原理及使用方法進行分析說明(上)

2018-12-12 1532次瀏覽 來源:網絡

  論直線光柵尺的結構原理及使用方法進行分析說明(上)

光柵尺_海德漢光柵尺

  直線光柵尺是所有采用閉環控制機床和設備上進給軸的*佳位置控制檢測器件*。用直線光柵尺控制位置的控制環包括了全部進給機構,可以檢測出機械傳遞誤差并能在控制系統電路中給子修正。因此,它能消除以下潛在誤關源:1由于滾珠絲杠溫度特性導致的位置誤差。2 反向間隙。3 滾珠絲杠螺距誤差導致的運動特性誤差。

  數控機床目前所使用的光柵尺分為增量光柵尺和*光柵尺兩類。本文將以HEIDENHAIN公司生產的直線光柵尺為例,將其結構、原理及使用方法進行分析與說明,并與西J子840D Power line數控系統相結合,說明其參數配置。

  光柵尺是由標尺光柵和光柵讀數頭兩部分組成。標尺光柵一般固定在機床活動部件上,光柵讀數頭裝在機床固定部件上,指示光柵裝在光柵讀數頭中。光柵尺的關鍵部分是光柵讀數頭,它由光源、聚光鏡、指示光柵、光電元件及調整機構等組成。

  光柵尺中的主光柵(即標尺光柵) 和副光柵(即指示光柵) 進行相對位移時,在光的千涉與銜射共同作用下產生黑白相間(或明暗相間) 的規則條紋圖形,稱之為莫爾條紋。經過光電器件轉換使黑白(或明暗) 相同的條紋轉換成正弦波變化的電信號,再經過放大器放大,整形電路整形后,得到兩路相差為90 的正弦波或方波,送人光柵數顯表計數顯示。

  HEIDENHAIN公司的大多數光柵尺編碼器都采用光電掃描原理,其光學系統設計一般采用成像掃描與干涉掃描原理。成像掃描原理是采用透射光生成信號,用于20pm和40um柵距光柵尺。千涉打描原理是利用精細光柵的衍射和千涉形成位置測量移動量的信號,千涉光柵尺的柵距一般為8um、4um甚至更小。其掃描信號基本沒有高次諧波,能進行高倍率細分。因此,這種光柵尺適用于高分辨率和高精度應用。


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