光柵尺，也稱為光柵尺位移傳感器（光柵尺傳感器），是利用光柵的光學(xué)原理工作的測(cè)量反饋裝置。光柵尺經(jīng)常應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床的閉環(huán)伺服系統(tǒng)中，可用作直線位移或者角位移的檢測(cè)。其測(cè)量輸出的信號(hào)為數(shù)字脈沖，具有檢測(cè)范圍大，檢測(cè)精度高，響應(yīng)速度快的特點(diǎn)。例如，在數(shù)控機(jī)床中常用于對(duì)刀具和工件的坐標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)，來觀察和跟蹤走刀誤差，以起到一個(gè)補(bǔ)償?shù)毒叩倪\(yùn)動(dòng)誤差的作用。
光柵尺定義：
光柵尺通過摩爾條紋原理，通過光電轉(zhuǎn)換，以數(shù)字方式表示線性位移量的高精度位移傳感器。光柵線位移傳感器主要應(yīng)用于直線移動(dòng)導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)移動(dòng)量的精確顯示和自動(dòng)控制，廣泛應(yīng)用于金屬切削機(jī)床加工量的數(shù)字顯示和CNC加工中心位置環(huán)的控制。該產(chǎn)品已形成系列，供不同規(guī)格的各類機(jī)床選用，量程從50毫米至30米，覆蓋幾乎全部金屬切削機(jī)床的行程。
光柵尺分類如下：
5V，12V，15V，24V的方波，細(xì)分尺，正弦尺，也有專為火花機(jī)提供的抗干擾能力強(qiáng)的正反碼信號(hào)尺，及與電腦數(shù)控機(jī)床相連的高功率光柵尺。
結(jié)構(gòu)分寬尺和窄尺兩種。窄尺*長(zhǎng)可做1米，寬尺30米內(nèi)任選。
另外可分為敞開式和封閉式兩類。其中敞開式為高精度型，輸出波型為正弦波，主要用于精密儀器的數(shù)字化改造分辨率可達(dá)０.１um。封閉式則主要用于普通機(jī)床、儀器的數(shù)字化改造，輸出波型為方波。
結(jié)構(gòu)
光柵尺是有標(biāo)尺光柵和光柵讀數(shù)頭兩部分組成。標(biāo)尺光柵一般固定在機(jī)床活動(dòng)部件上，光柵讀數(shù)頭裝在機(jī)床固定部件上，指示光柵裝在光柵讀數(shù)頭中。右圖所示的就是光柵尺的結(jié)構(gòu)。[1]
光柵檢測(cè)裝置結(jié)構(gòu)光柵檢測(cè)裝置的關(guān)鍵部分是光柵讀數(shù)頭，它由光源、會(huì)聚透鏡、指示光柵、光電元件及調(diào)整機(jī)構(gòu)等組成。光柵讀數(shù)頭結(jié)構(gòu)形式很多，根據(jù)讀數(shù)頭結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和使用場(chǎng)合分為直接接收式讀數(shù)頭(或稱硅光電池讀數(shù)頭、鏡像式讀數(shù)頭、分光鏡式讀數(shù)頭、金屬光柵反射式讀數(shù)頭）。
GBC-Q系列光柵尺
光柵尺定義：
光柵尺通過摩爾條紋原理，通過光電轉(zhuǎn)換，以數(shù)字方式表示線性位移量的高精度位移傳感器。光柵線位移傳感器主要應(yīng)用于直線移動(dòng)導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)移動(dòng)量的精確顯示和自動(dòng)控制，廣泛應(yīng)用于金屬切削機(jī)床加工量的數(shù)字顯示和CNC加工中心位置環(huán)的控制。該產(chǎn)品已形成系列，供不同規(guī)格的各類機(jī)床選用，量程從50毫米至30米，覆蓋幾乎全部金屬切削機(jī)床的行程。
光柵尺分類如下：
5V，12V，15V，24V的方波，細(xì)分尺，正弦尺，也有專為火花機(jī)提供的抗干擾能力強(qiáng)的正反碼信號(hào)尺，及與電腦數(shù)控機(jī)床相連的高功率光柵尺。
結(jié)構(gòu)分寬尺和窄尺兩種。窄尺*長(zhǎng)可做1米，寬尺30米內(nèi)任選。
另外可分為敞開式和封閉式兩類。其中敞開式為高精度型，輸出波型為正弦波，主要用于精密儀器的數(shù)字化改造分辨率可達(dá)０.１um。封閉式則主要用于普通機(jī)床、儀器的數(shù)字化改造，輸出波型為方波。

光柵尺主要應(yīng)用:

1、各類測(cè)量機(jī)構(gòu)、儀器的位移測(cè)量：彈簧試驗(yàn)機(jī)、三坐標(biāo)機(jī)、投影儀

2、各類機(jī)床的數(shù)顯系統(tǒng)：車床、銑床、磨床、鏜床、電火花、鉆床等

3、各類數(shù)控機(jī)床的配套使用：數(shù)控銑、加工中心、數(shù)控磨等

4、配接PLC,用于各類自動(dòng)化機(jī)構(gòu)的位移測(cè)量.
產(chǎn)品特點(diǎn)：
1、進(jìn)的光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)，采用可靠耐用的高精度五軸承系統(tǒng)設(shè)計(jì)， *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*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
安裝指導(dǎo)

光柵尺線位移傳感器的安裝比較靈活，可安裝在機(jī)床的不同部位。

一般將主尺安裝在機(jī)床的工作臺(tái)（滑板）上，隨機(jī)床走刀而動(dòng)，讀數(shù)頭固定在床身上，盡可能使讀數(shù)頭安裝在主尺的下方。其安裝方式的選擇必須注意切屑、切削液及油液的濺落方向。如果由于安裝位置限制必須采用讀數(shù)頭朝上的方式安裝時(shí)，則必須增加輔助密封裝置。另外，一般情況下，讀數(shù)頭應(yīng)盡量安裝在相對(duì)機(jī)床靜止部件上，此時(shí)輸出導(dǎo)線不移動(dòng)易固定，而尺身則應(yīng)安裝在相對(duì)機(jī)床運(yùn)動(dòng)的部件上（如滑板）。

1、光柵尺線位移傳感器安裝基面

安裝光柵尺傳感器時(shí)，不能直接將傳感器安裝在粗糙不平的機(jī)床身上，更不能安裝在打底涂漆的機(jī)床身上。光柵主尺及讀數(shù)頭分別安裝在機(jī)床相對(duì)運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)部件上。用千分表檢查機(jī)床工作臺(tái)的主尺安裝面與導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)的方向平行度。千分表固定在床身上，移動(dòng)工作臺(tái)，要求達(dá)到平行度為0.1mm/1000mm以內(nèi)。如果不能達(dá)到這個(gè)要求，則需設(shè)計(jì)加工一件光柵尺基座。

基座要求做到：(1)應(yīng)加一根與光柵尺尺身長(zhǎng)度相等的基座（基座長(zhǎng)出光柵尺50mm左右）。(2)該基座通過銑、磨工序加工，*證其平面平行度0.1mm/1000mm以內(nèi)。另外，還需加工一件與尺身基座等高的讀數(shù)頭基座。讀數(shù)頭的基座與尺身的基座總共誤差不得大于±0.2mm。安裝時(shí)，調(diào)整讀數(shù)頭位置，達(dá)到讀數(shù)頭與光柵尺尺身的平行度為0.1mm左右，讀數(shù)頭與光柵尺尺身之間的間距為1~1.5mm左右。

2、光柵尺線位移傳感器主尺安裝

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)注意如下三點(diǎn)：

(1) 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。(2)在有基座情況下安裝好后，用一個(gè)卡子卡住尺身中點(diǎn)（或幾點(diǎn)）。(3)不能安裝卡子時(shí)，用玻璃膠粘住光柵尺身，使基尺與主尺固定好。

3、光柵尺線位移傳感器讀數(shù)頭的安裝

在安裝讀數(shù)頭時(shí)，*先應(yīng)*證讀數(shù)頭的基面達(dá)到安裝要求，然后再安裝讀數(shù)頭，其安裝方法與主尺相似。**調(diào)整讀數(shù)頭，使讀數(shù)頭與光柵主尺平行度*證在0.1mm之內(nèi)，其讀數(shù)頭與主尺的間隙控制在1~1.5mm以內(nèi)。

4、光柵尺線位移傳感器限位裝置

光柵線位移傳感器全部安裝完以后，一定要在機(jī)床導(dǎo)軌上安裝限位裝置，以免機(jī)床加工產(chǎn)品移動(dòng)時(shí)讀數(shù)頭沖撞到主尺兩端，從而損壞光柵尺。另外，用戶在選購(gòu)光柵線位移傳感器時(shí)，應(yīng)盡量選用超出機(jī)床加工尺寸100mm左右的光柵尺，以留有余量。

5、光柵尺線位移傳感器檢查

光柵線位移傳感器安裝完畢后，可接通數(shù)顯表，移動(dòng)工作臺(tái)，觀察數(shù)顯表計(jì)數(shù)是否正常。

在機(jī)床上選取一個(gè)參考位置，來回移動(dòng)工作點(diǎn)至該選取的位置。數(shù)顯表讀數(shù)應(yīng)相同（或回零）。另外也可使用千分表（或百分表），使千分表與數(shù)顯表同時(shí)調(diào)至零（或記憶起始數(shù)據(jù)），往返多次后回到初始位置，觀察數(shù)顯表與千分表的數(shù)據(jù)是否一致。

通過以上工作，光柵尺線位移傳感器的安裝就完成了。但對(duì)于一般的機(jī)床加工環(huán)境來講，鐵屑、切削液及油污較多。因此，傳感器應(yīng)附帶加裝護(hù)罩，護(hù)罩的設(shè)計(jì)是按照傳感器的外形截面放大留一定的空間尺寸確定，護(hù)罩通常采用橡皮密封，使其具備一定的防水防油能力。[5]

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使用注意事項(xiàng)

（1）光柵尺傳感器與數(shù)顯表插頭座插拔時(shí)應(yīng)關(guān)閉電源后進(jìn)行。

（2）盡可能外加保護(hù)罩，并及時(shí)清理濺落在尺上的切屑和油液，嚴(yán)格防止任何異物進(jìn)入光柵尺傳感器殼體內(nèi)部。

（3）定期檢查各安裝聯(lián)接螺釘是否松動(dòng)。

（4）為延長(zhǎng)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*證光柵尺傳感器使用的可靠性，可每隔一定時(shí)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） 光柵尺傳感器嚴(yán)禁劇烈震動(dòng)及摔打，以免破壞光柵尺，如光柵尺斷裂，光柵尺傳感器即失效了。

（7） 不要自行拆開光柵尺傳感器，更不能任意改動(dòng)主柵尺與副柵尺的相對(duì)間距，否則一方面可能破壞光柵尺傳感器的精度；另一方面還可能造成主柵尺與副柵尺的相對(duì)摩擦，損壞鉻層也就損壞了柵線，以而造成光柵尺報(bào)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(cè)量誤差。

（9） 光柵尺傳感器應(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光柵尺表面，破壞光柵尺質(zhì)量。
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