機(jī)床商務(wù)網(wǎng)
技術(shù)文章
數(shù)控車床線性光柵尺選型安裝
閱讀：3112 發(fā)布時間：2014-8-15
現(xiàn)代的自動控制系統(tǒng)中已廣泛地采用光電傳感器(如光柵尺)來解決軸的線位移、轉(zhuǎn)速或轉(zhuǎn)角的監(jiān)測和控制問題。光柵是等距的.原理是根據(jù)光的反射讀信號(脈沖信號),經(jīng)過分頻后傳給系統(tǒng)。下面我們就來簡單的分析一下數(shù)控車床線性光柵尺選型、安裝等內(nèi)容。
(1)準(zhǔn)確度等級的選擇數(shù)控機(jī)床配置線性光柵尺是了提高線性坐標(biāo)軸的定值精度、再復(fù)定位精度，所以光柵尺的準(zhǔn)確度等級是首先要考慮的，光柵尺準(zhǔn)確度等級有±0.01mm、±0.005mm、±0.003mm、±0.02mm。而我們在設(shè)計數(shù)控機(jī)床時根據(jù)設(shè)計精度要求來選擇準(zhǔn)確度等級，值得注意的是在選用高精度光柵尺時要考慮光柵尺的熱性能，它是機(jī)床工作度的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，即要求光柵尺的刻線載體的熱膨脹系數(shù)與機(jī)床光柵尺安裝基體的熱膨脹系數(shù)相一致，以克服由于溫度引起的熱變形。
另外光柵尺zui大移動速度可達(dá)120m/min，目前可*數(shù)控機(jī)床設(shè)計要求；單個光柵尺zui大長度為3040mm，如控制線性坐標(biāo)軸大于3040mm時可采用光柵尺對接的方式達(dá)到所需長度。
(2)測量方式的選擇光柵尺的測量方式分增量式光柵尺和式光柵尺兩種，所謂增量式光柵尺就是光柵掃描頭通過讀出到初始點(diǎn)的相對運(yùn)動距離而獲得位置信息，為了獲得位置，這個初始點(diǎn)就要刻到光柵尺的標(biāo)尺上作為參考標(biāo)記，所以機(jī)床開機(jī)時必須回參考點(diǎn)才能進(jìn)行位置控制。而式光柵尺以不同寬度、不同問距的閃現(xiàn)柵線將位置數(shù)據(jù)以編碼形式直接制作到光柵上，在光柵尺通電的同時后續(xù)電子設(shè)備即可獲得位置信息，不需要移動坐標(biāo)軸找參考點(diǎn)位置，位置值從光柵刻線上直接獲得。
式光柵尺比增量式光柵尺成本高20%左右，機(jī)床設(shè)計師因考慮數(shù)控機(jī)床的性價比，一般選用增量式光柵尺，既能保證機(jī)床運(yùn)動精度又能降低機(jī)床成本。但是式光柵尺開機(jī)后不需回參考點(diǎn)的優(yōu)點(diǎn)是增量式光柵尺*的，機(jī)床在停機(jī)或故障斷電后開機(jī)可直接從中斷處執(zhí)行加工程序，不但縮短非加工時間提高生產(chǎn)效率，而且減小零件廢品率。因此在生產(chǎn)節(jié)拍要求格或由多臺數(shù)控機(jī)床構(gòu)成的自動生產(chǎn)線上選用式光柵尺是zui為理想的。
(3)輸出信號的選擇數(shù)控車床光柵尺的輸出信號分電流正弦波信號、電壓正弦波信號、TTL矩形波信號和TTL差動矩形波信號四種，雖然光柵尺輸出信號的波形不同對數(shù)控機(jī)床線性坐標(biāo)軸的定位精度、重復(fù)定位精度沒有影響，但必須與數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)相匹配，如果輸出信號的波形與數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)不匹配，導(dǎo)致機(jī)床系統(tǒng)光柵尺的輸出信號，反饋信息、補(bǔ)償誤差對機(jī)床線性坐標(biāo)軸全閉環(huán)控制無從談起。在實踐中確有輸出信號的波形與數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)不匹配的情況，不過處理此情況也有辦法，只要在輸出信號與機(jī)床系統(tǒng)間加裝一個數(shù)字化電子裝置，就能夠解決這個問題。
(1)準(zhǔn)確度等級的選擇數(shù)控機(jī)床配置線性光柵尺是了提高線性坐標(biāo)軸的定值精度、再復(fù)定位精度，所以光柵尺的準(zhǔn)確度等級是首先要考慮的，光柵尺準(zhǔn)確度等級有±0.01mm、±0.005mm、±0.003mm、±0.02mm。而我們在設(shè)計數(shù)控機(jī)床時根據(jù)設(shè)計精度要求來選擇準(zhǔn)確度等級，值得注意的是在選用高精度光柵尺時要考慮光柵尺的熱性能，它是機(jī)床工作度的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，即要求光柵尺的刻線載體的熱膨脹系數(shù)與機(jī)床光柵尺安裝基體的熱膨脹系數(shù)相一致，以克服由于溫度引起的熱變形。
另外光柵尺zui大移動速度可達(dá)120m/min，目前可*數(shù)控機(jī)床設(shè)計要求；單個光柵尺zui大長度為3040mm，如控制線性坐標(biāo)軸大于3040mm時可采用光柵尺對接的方式達(dá)到所需長度。
(2)測量方式的選擇光柵尺的測量方式分增量式光柵尺和式光柵尺兩種，所謂增量式光柵尺就是光柵掃描頭通過讀出到初始點(diǎn)的相對運(yùn)動距離而獲得位置信息，為了獲得位置，這個初始點(diǎn)就要刻到光柵尺的標(biāo)尺上作為參考標(biāo)記，所以機(jī)床開機(jī)時必須回參考點(diǎn)才能進(jìn)行位置控制。而式光柵尺以不同寬度、不同問距的閃現(xiàn)柵線將位置數(shù)據(jù)以編碼形式直接制作到光柵上，在光柵尺通電的同時后續(xù)電子設(shè)備即可獲得位置信息，不需要移動坐標(biāo)軸找參考點(diǎn)位置，位置值從光柵刻線上直接獲得。
式光柵尺比增量式光柵尺成本高20%左右，機(jī)床設(shè)計師因考慮數(shù)控機(jī)床的性價比，一般選用增量式光柵尺，既能保證機(jī)床運(yùn)動精度又能降低機(jī)床成本。但是式光柵尺開機(jī)后不需回參考點(diǎn)的優(yōu)點(diǎn)是增量式光柵尺*的，機(jī)床在停機(jī)或故障斷電后開機(jī)可直接從中斷處執(zhí)行加工程序，不但縮短非加工時間提高生產(chǎn)效率，而且減小零件廢品率。因此在生產(chǎn)節(jié)拍要求格或由多臺數(shù)控機(jī)床構(gòu)成的自動生產(chǎn)線上選用式光柵尺是zui為理想的。
(3)輸出信號的選擇數(shù)控車床光柵尺的輸出信號分電流正弦波信號、電壓正弦波信號、TTL矩形波信號和TTL差動矩形波信號四種，雖然光柵尺輸出信號的波形不同對數(shù)控機(jī)床線性坐標(biāo)軸的定位精度、重復(fù)定位精度沒有影響，但必須與數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)相匹配，如果輸出信號的波形與數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)不匹配，導(dǎo)致機(jī)床系統(tǒng)光柵尺的輸出信號，反饋信息、補(bǔ)償誤差對機(jī)床線性坐標(biāo)軸全閉環(huán)控制無從談起。在實踐中確有輸出信號的波形與數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)不匹配的情況，不過處理此情況也有辦法，只要在輸出信號與機(jī)床系統(tǒng)間加裝一個數(shù)字化電子裝置，就能夠解決這個問題。