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因?yàn)槲宜驹诘聡?guó)、美國(guó)都有自己的公司先進水平,專(zhuān)業(yè)從事進(jìn)口貿(mào)易行業(yè),所以我司的技術(shù)人員為都會(huì)輪流到國(guó)外廠家學(xué)習(xí)技術(shù),以下是我司技術(shù)人員為大家介紹
德國(guó)HEIDENHAIN海德漢光柵尺位于幾乎垂直的柵紋上,形成明暗相間的條紋
光柵尺部署安排,也稱(chēng)為HEIDENHAIN光柵尺位移傳感器(HEIDENHAIN光柵尺傳感器)競爭激烈,是利用光柵的光學(xué)原理工作的測(cè)量反饋裝置。HEIDENHAIN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)中效果,可用作直線位移或者角位移的檢測(cè)學習。其測(cè)量輸出的信號(hào)為數(shù)字脈沖,具有檢測(cè)范圍大改善,檢測(cè)精度高,響應(yīng)速度快的特點(diǎn)。例如推廣開來,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)空白區,來(lái)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)誤差的作用密度增加。HEIDENHAIN光柵尺按照制造方法和光學(xué)原理的不同應用優勢,分為透射光柵和反射光柵。
光柵尺是由標(biāo)尺光柵和光柵讀數(shù)頭兩部分組成信息化。圖1所示的就是HEIDENHAIN光柵尺的結(jié)構(gòu)發展需要。
光柵檢測(cè)裝置的關(guān)鍵部分是光柵讀數(shù)頭,它由光源持續向好、會(huì)聚透鏡舉行、指示光柵、光電元件及調(diào)整機(jī)構(gòu)等組成估算。光柵讀數(shù)頭結(jié)構(gòu)形式很多活動上,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(chēng)硅光電池讀數(shù)頭、鏡像式讀數(shù)頭深入各系統、分光鏡式讀數(shù)頭大型、金屬光柵反射式讀數(shù)頭)。
莫爾條紋
以透射光柵為例進一步推進,當(dāng)指示光柵上的線紋和標(biāo)尺光柵上的線紋之間形成一個(gè)小角度θ不可缺少,并且兩個(gè)HEIDENHAIN光柵尺刻面相對(duì)平行放置時(shí),在光源的照射下明確相關要求,位于幾乎垂直的柵紋上服務為一體,形成明暗相間的條紋。這種條紋稱(chēng)為“莫爾條紋" (圖2所示)特點。嚴(yán)格地說(shuō)相互配合,莫爾條紋排列的方向是與兩片光柵線紋夾角的平分線相垂直。莫爾條紋中兩條亮紋或兩條暗紋之間的距離稱(chēng)為莫爾條紋的寬度品質,以W表示積極回應。
ω /2* sin(θ /2)=ω /θ 。
莫爾條紋具有以下特征:
莫爾條紋的變化規(guī)律
兩片光柵相對(duì)移過(guò)一個(gè)柵距深化涉外,莫爾條紋移過(guò)一個(gè)條紋距離全會精神。由于光的衍射與干涉作用左右,莫爾條紋的變化規(guī)律近似正(余)弦函數(shù),變化周期數(shù)與光柵相對(duì)位移的柵距數(shù)同步智能化。
放大作用
在兩光柵柵線夾角較小的情況下生產製造,莫爾條紋寬度W和光柵柵距ω、柵線角θ之間有下列關(guān)系綜合措施。式中多元化服務體系,θ的單位為rad,W的單位為mm共創輝煌。由于傾角很小培訓,sinθ很小,則
ω /θ
若ω =0.01mm使用,θ=0.01rad紮實,則上式可得W=1,即光柵放大了100倍新趨勢。
均化誤差作用
莫爾條紋是由若干光柵條紋共用形成可能性更大,例如每毫米100線的光柵,10mm寬度的莫爾條紋就有1000條線紋新體系,這樣?xùn)啪嘀g的相鄰誤差就被平均化了使命責任,消除了由于柵距不均勻、斷裂等造成的誤差搖籃。
檢測(cè)與數(shù)據(jù)處理
電子細(xì)分與判向法
光柵測(cè)量位移的實(shí)質(zhì)是以光柵柵距為一把標(biāo)準(zhǔn)尺子對(duì)位稱(chēng)量進(jìn)行測(cè)量持續創新。高分辨率的HEIDENHAIN光柵尺一般造價(jià)較貴,且制造困難使用。為了提高系統(tǒng)分辨率分析,需要對(duì)莫爾條紋進(jìn)行細(xì)分,HEIDENHAIN光柵尺傳感器系統(tǒng)多采用電子細(xì)分方法不難發現。當(dāng)兩塊光柵以微小傾角重疊時(shí)合規意識,在與光柵刻線大致垂直的方向上就會(huì)產(chǎn)生莫爾條紋,隨著光柵的移動(dòng)推動,莫爾條紋也隨之上下移動(dòng)協調機製。這樣就把對(duì)光柵柵距的測(cè)量轉(zhuǎn)換為對(duì)莫爾條紋個(gè)數(shù)的測(cè)量。
在一個(gè)莫爾條紋寬度內(nèi)有效性,按照一定間隔放置4個(gè)光電器件就能實(shí)現(xiàn)電子細(xì)分與判向功能高質量發展。例如,柵線為50線對(duì)/mm的HEIDENHAIN光柵尺形勢,其光柵柵距為0.02mm攻堅克難,若采用四細(xì)分后便可得到分辨率為5μm的計(jì)數(shù)脈沖,這在工業(yè)普通測(cè)控中已達(dá)到了很高精度。由于位移是一個(gè)矢量姿勢,即要檢測(cè)其大小,又要檢測(cè)其方向服務,因此至少需要兩路相位不同的光電信號(hào)重要平臺。為了消除共模干擾、直流分量和偶次諧波選擇適用,通常采用由低漂移運(yùn)放構(gòu)成的差分放大器生動。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導向作用,為得到判向和計(jì)數(shù)脈沖蓬勃發展,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的方波重要意義。然后問題,通過(guò)對(duì)方波的相位進(jìn)行判別比較,就可以得到HEIDENHAIN光柵尺的移動(dòng)方向效率。通過(guò)對(duì)方波脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù),可以得到HEIDENHAIN光柵尺的位移和速度。
光柵尺線位移傳感器的安裝比較靈活十大行動,可安裝在機(jī)床的不同部位重要性。
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)體系,讀數(shù)頭固定在床身上系統穩定性,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多種場景、切削液及油液的濺落方向科技實力。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先進技術。另外傳承,一般情況下,讀數(shù)頭應(yīng)盡量安裝在相對(duì)機(jī)床靜止部件上合作,此時(shí)輸出導(dǎo)線不移動(dòng)易固定具有重要意義,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)。
、HEIDENHAIN光柵尺線位移傳感器安裝基面
安裝HEIDENHAIN光柵尺傳感器時(shí)勃勃生機,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)床身上宣講手段。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)部件上多種。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)強大的功能,要求達(dá)到平行度為0.1mm/1000mm以?xún)?nèi)積極拓展新的領域。如果不能達(dá)到這個(gè)要求,則需設(shè)計(jì)加工一件HEIDENHAIN光柵尺基座與時俱進。
基座要求做到:(1)應(yīng)加一根與HEIDENHAIN光柵尺尺身長(zhǎng)度相等的基座(最好基座長(zhǎng)出HEIDENHAIN光柵尺50mm左右)應用。(2)該基座通過(guò)銑、磨工序加工結構重塑,保證其平面平行度0.1mm/1000mm以?xún)?nèi)推廣開來。另外,還需加工一件與尺身基座等高的讀數(shù)頭基座貢獻法治。讀數(shù)頭的基座與尺身的基座總共誤差不得大于±0.2mm密度增加。安裝時(shí),調(diào)整讀數(shù)頭位置相對較高,達(dá)到讀數(shù)頭與HEIDENHAIN光柵尺尺身的平行度為0.1mm左右信息化,讀數(shù)頭與HEIDENHAIN光柵尺尺身之間的間距為1~1.5mm左右。
創新內容、HEIDENHAIN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)安裝面上便利性,但不要上緊,把千分表固定在床身上高質量,移動(dòng)工作臺(tái)(主尺與工作臺(tái)同時(shí)移動(dòng))信息化。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螺釘位置可靠,使主尺平行度滿足0.1mm/1000mm以?xún)?nèi)時(shí),把M2螺釘上緊。