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采用達人牌數(shù)控多軸鉆床加工深孔，系統(tǒng)自動進行多次進給排屑，而保證多次進給直線位移相同，就是利用光柵尺。光柵尺作為數(shù)控機床直線軸的位置檢測元件，相當(dāng)于人的眼睛，就是監(jiān)控該直線軸在執(zhí)行數(shù)控系統(tǒng)的移動指令后，該直線軸是否真正準(zhǔn)確地運行到數(shù)控系統(tǒng)指令所要求的位置。光柵尺，也稱為光柵尺位移傳感器（光柵尺傳感器），是利用莫爾條紋原理工作的反饋裝置。光柵尺經(jīng)常應(yīng)用于數(shù)控機床的閉環(huán)伺服系統(tǒng)中，可用作直線位移或角位移的檢測。

光柵尺特點

　　1.其測量輸出的信號為數(shù)字脈沖，具有檢測范圍大，檢測精度高，反應(yīng)速度快的特點；

　　2.光柵尺尺身采用鋁合金型材制造，經(jīng)陽極處理，尺頭部分用合金壓鑄而成，全身鍍硬鉻，具有耐腐蝕的特點；

　　3.防塵片采用特種塑膠制成，具有耐腐蝕、耐刮傷、摩擦阻力小的特點；

　　4.光柵尺還具有抗外部干擾強、安裝使用方便、保養(yǎng)簡易、使用壽命長等特點。

　　光柵尺

　　光柵尺的光柵位置檢測裝置一般由標(biāo)尺光柵和光柵讀數(shù)頭兩部分組成。光柵讀數(shù)頭包括光源、透鏡、光電元件、指示光柵等，如下圖所示。

　　光柵位置檢測裝置1.光源  2.透鏡  3.標(biāo)尺光柵  4.指示光柵  5.光電元件

　　標(biāo)尺光柵和指示光柵也可稱為長光柵和短光柵，它們的線紋密度相等。長光柵可安裝在機床的固定部件上（如機床床身），其長度應(yīng)大于或等于全行程；短光柵長度較短，隨光柵讀數(shù)頭安裝在機床移動部件上。例如達人數(shù)控多軸鉆床，通過光柵尺實現(xiàn)進給深度的精密控制。光柵尺的長光柵安裝在數(shù)控多軸鉆床的導(dǎo)軌支柱上，短光柵通過一個小部件與機頭連接。在安裝時，工人用千分表檢測光柵尺與導(dǎo)軌支柱表面，避免因平行度原因造成的讀數(shù)不準(zhǔn)確等問題。

達人數(shù)控立式多軸鉆床上的光柵尺

光柵尺原理

　　1.工作原理

　　在測量時，長短兩光柵尺面相互平行地重疊在一起，并保持0.01至0.1mm的間隙，指示光柵相對標(biāo)尺光柵在自身平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)一個微小的角度θ。當(dāng)光線平行照射光柵時，由于光的投射和衍射效應(yīng)，在與兩光柵線紋夾角θ的平分線相垂直的方向上會出現(xiàn)明暗交替、間隔相等的粗條紋——莫爾條紋，如下圖所示。

莫爾條紋

　　莫爾條紋兩條暗帶或明帶之間的距離稱為莫爾條紋的間距B，若光柵的柵距為W，則,因為θ很小，則上述公式可表達為

　　由此可見，莫爾條紋的間距與光柵的柵距成正比，同時還具有以下幾點特點：

　　(1)莫爾條紋具有放大作用。由上式可知，莫爾條紋的間距B是光柵柵距W的1/θ，由于θ很小（小于10'），因此B>>W。例如，當(dāng)柵距為W=0.01mm，θ=0.001rad時，莫爾條紋的間距B=10mm。所以，不需要經(jīng)過復(fù)雜的光學(xué)系統(tǒng)，就能把光柵的柵距轉(zhuǎn)換成放大了很多倍的莫爾條紋的寬度（例中放大了1000倍），從而大大的簡化了電子放大線路，這時光柵技術(shù)獨有的特點。

　　(2)莫爾條紋具有勻化誤差的作用。莫爾條紋由若干線紋組成，若光電元件接受長度為10mm，當(dāng)W=0.01mm時，10mm寬的莫爾條紋就由1000條線紋組成。因此，制造上的誤差或缺陷，只會影響千分之幾的光電效果。所以，莫爾條紋測量長度時，決定其精度的不是一條線紋，而是一組線紋的平均效應(yīng)。

　　(3)莫爾條紋的變化具有一定的規(guī)律。長短兩光柵相對移動一個柵距W，莫爾條紋就移動一個條紋間距B，即光柵某一固定點的光按明→暗→明的規(guī)律交替變化一次。光電元件只要讀出移動的莫爾條紋的條紋數(shù)，就知道光柵移動了多少柵距，也就知道了運動部件的準(zhǔn)確位移量。

　　2.光柵的信號處理與辨向

在移動過程中，經(jīng)過光柵的光線，其光強呈正（余）弦函數(shù)變化，反映莫爾條紋的移動的光信號由光電元件接收轉(zhuǎn)換成近似正（余）弦函數(shù)的電壓信號。經(jīng)信號處理裝置整形、放大及微分處理后，即可輸出與檢測位移成比例的脈沖信號，如下圖所示：

　　光電轉(zhuǎn)換及信號處理

　　為了既能計數(shù)，又能判別工作臺移動的方向，光柵用了4個光電元件，每個光電元件相距四分之一的柵距（W/4）。當(dāng)指示光柵相對標(biāo)尺光柵移動時，莫爾條紋通過各個光電元件的時間不一樣，光電元件的電信號雖然波形一樣，但相位相差1/4周期。根據(jù)各光電元件輸出信號的相位關(guān)系，就可確定指示光柵移動的方向。

光柵尺使用注意事項

　　在達人數(shù)控多軸鉆床運行，光柵尺應(yīng)注意以下幾點，其他機床也一樣。

　　1.光柵傳感器與數(shù)顯表插頭座插拔時應(yīng)關(guān)閉電源后進行。     

　　2.盡可能外加保護罩，并及時清理濺落在尺上的切屑和油液，嚴(yán)格防止任何異物進入光柵傳感器殼體內(nèi)部。

　　3.定期檢查各安裝聯(lián)接螺釘是否松動。

　　4.為延長防塵密封條的壽命，可在密封條上均勻涂上一薄層硅油，注意勿濺落在玻璃光柵刻劃面上。

　　5.為保證光柵傳感器使用的可靠性，可每隔一定時間用乙醇混合液（各50%）清洗擦拭光柵尺面及指示光柵面，保持玻璃光柵尺面清潔。 

　　6.光柵傳感器嚴(yán)禁劇烈震動及摔打，以免破壞光柵尺，如光柵尺斷裂，光柵傳感器即失效了。   

　　7.不要自行拆開光柵傳感器，更不能任意改動主柵尺與副柵尺的相對間距，否則一方面可能破壞光柵傳感器的精度；另一方面還可能造成主柵尺與副柵尺的相對摩擦，損壞鉻層也就損壞了柵線，從而造成光柵尺報廢。  

　　8.應(yīng)注意防止油污及水污染光柵尺面，以免破壞光柵尺線條紋分布，引起測量誤差。 

　　9.光柵傳感器應(yīng)盡量避免在有嚴(yán)重腐蝕作用的環(huán)境中工作，以免腐蝕光柵鉻層及表面，破壞光柵尺質(zhì)量。