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美國BANNER邦納光柵尺是利用光柵的光學(xué)原理工作的測量反饋裝置
BANNER光柵尺具體而言,也稱為BANNER光柵尺位移傳感器(BANNER光柵尺傳感器),是利用光柵的光學(xué)原理工作的測量反饋裝置滿意度。BANNER光柵尺經(jīng)常應(yīng)用于數(shù)控機床的閉環(huán)伺服系統(tǒng)中奮戰不懈,可用作直線位移或者角位移的檢測。其測量輸出的信號為數(shù)字脈沖智慧與合力,具有檢測范圍大規定,檢測精度高,響應(yīng)速度快的特點措施。例如示範推廣,在數(shù)控機床中常用于對刀具和工件的坐標進行檢測,來觀察和跟蹤走刀誤差,以起到一個補償?shù)毒叩倪\動誤差的作用有所增加。BANNER光柵尺按照制造方法和光學(xué)原理的不同,分為透射光柵和反射光柵促進進步。
BANNER光柵尺是由標尺光柵和光柵讀數(shù)頭兩部分組成供給。圖1所示的就是BANNER光柵尺的結(jié)構(gòu)。
光柵檢測裝置的關(guān)鍵部分是光柵讀數(shù)頭更高要求,它由光源積極參與、會聚透鏡、指示光柵穩定發展、光電元件及調(diào)整機構(gòu)等組成方便。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)特點和使用場合分為直接接收式讀數(shù)頭(或稱硅光電池讀數(shù)頭更好、鏡像式讀數(shù)頭基石之一、分光鏡式讀數(shù)頭、金屬光柵反射式讀數(shù)頭)安全鏈。
莫爾條紋
以透射光柵為例行業分類,當(dāng)指示光柵上的線紋和標尺光柵上的線紋之間形成一個小角度θ,并且兩個BANNER光柵尺刻面相對平行放置時增持能力,在光源的照射下應用領域,位于幾乎垂直的柵紋上,形成明暗相間的條紋。這種條紋稱為“莫爾條紋" (圖2所示)統籌推進。嚴格地說行業內卷,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為莫爾條紋的寬度科普活動,以W表示凝聚力量。
W=ω /2* sin(θ /2)=ω /θ 。
莫爾條紋具有以下特征:
(1)莫爾條紋的變化規(guī)律
兩片光柵相對移過一個柵距逐漸完善,莫爾條紋移過一個條紋距離。由于光的衍射與干涉作用,莫爾條紋的變化規(guī)律近似正(余)弦函數(shù)保護好,變化周期數(shù)與光柵相對位移的柵距數(shù)同步。
(2)放大作用
在兩光柵柵線夾角較小的情況下組織了,莫爾條紋寬度W和光柵柵距ω充足、柵線角θ之間有下列關(guān)系。式中表現,θ的單位為rad異常狀況,W的單位為mm。由于傾角很小的積極性,sinθ很小更多可能性,則
W=ω /θ
若ω =0.01mm,θ=0.01rad高效,則上式可得W=1分析,即光柵放大了100倍。
(3)均化誤差作用
莫爾條紋是由若干光柵條紋共用形成重要部署,例如每毫米100線的光柵等地,10mm寬度的莫爾條紋就有1000條線紋,這樣?xùn)啪嘀g的相鄰誤差就被平均化了數字技術,消除了由于柵距不均勻共享應用、斷裂等造成的誤差。
檢測與數(shù)據(jù)處理
電子細分與判向法
光柵測量位移的實質(zhì)是以光柵柵距為一把標準尺子對位稱量進行測量尤為突出。高分辨率的BANNER光柵尺一般造價較貴情況較常見,且制造困難。為了提高系統(tǒng)分辨率標準,需要對莫爾條紋進行細分喜愛,BANNER光柵尺傳感器系統(tǒng)多采用電子細分方法。當(dāng)兩塊光柵以微小傾角重疊時機製性梗阻,在與光柵刻線大致垂直的方向上就會產(chǎn)生莫爾條紋齊全,隨著光柵的移動,莫爾條紋也隨之上下移動。這樣就把對光柵柵距的測量轉(zhuǎn)換為對莫爾條紋個數(shù)的測量機製。
在一個莫爾條紋寬度內(nèi)各項要求,按照一定間隔放置4個光電器件就能實現(xiàn)電子細分與判向功能。例如發力,柵線為50線對/mm的BANNER光柵尺優勢與挑戰,其光柵柵距為0.02mm,若采用四細分后便可得到分辨率為5μm的計數(shù)脈沖越來越重要的位置,這在工業(yè)普通測控中已達到了很高精度問題分析。由于位移是一個矢量,即要檢測其大小解決方案,又要檢測其方向不負眾望,因此至少需要兩路相位不同的光電信號。為了消除共模干擾交流研討、直流分量和偶次諧波推動並實現,通常采用由低漂移運放構(gòu)成的差分放大器。由4個光敏器件獲得的4路光電信號分別送到2只差分放大器輸入端順滑地配合,從差分放大器輸出的兩路信號其相位差為π/2更加完善,為得到判向和計數(shù)脈沖,需對這兩路信號進行整形共同努力,首先把它們整形為占空比為1:1的方波保持競爭優勢。然后,通過對方波的相位進行判別比較發展邏輯,就可以得到BANNER光柵尺的移動方向方案。通過對方波脈沖進行計數(shù),可以得到BANNER光柵尺的位移和速度實現。
BANNER光柵尺線位移傳感器的安裝比較靈活持續向好,可安裝在機床的不同部位。
一般將主尺安裝在機床的工作臺(滑板)上,隨機床走刀而動不容忽視,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記得牢。其安裝方式的選擇必須注意切屑組建、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服務體系,則必須增加輔助密封裝置進展情況。另外,一般情況下特點,讀數(shù)頭應(yīng)盡量安裝在相對機床靜止部件上研究,此時輸出導(dǎo)線不移動易固定搶抓機遇,而尺身則應(yīng)安裝在相對機床運動的部件上(如滑板)。
1去創新、BANNER光柵尺線位移傳感器安裝基面
安裝BANNER光柵尺傳感器時結論,不能直接將傳感器安裝在粗糙不平的機床身上,更不能安裝在打底涂漆的機床身上體系。光柵主尺及讀數(shù)頭分別安裝在機床相對運動的兩個部件上足夠的實力。用千分表檢查機床工作臺的主尺安裝面與導(dǎo)軌運動的方向平行度。千分表固定在床身上提高,移動工作臺全面闡釋,要求達到平行度為0.1mm/1000mm以內(nèi)。如果不能達到這個要求結構,則需設(shè)計加工一件BANNER光柵尺基座適應性強。
基座要求做到:(1)應(yīng)加一根與BANNER光柵尺尺身長度相等的基座(最好基座長出BANNER光柵尺50mm左右)。(2)該基座通過銑競爭力所在、磨工序加工綜合措施,保證其平面平行度0.1mm/1000mm以內(nèi)。另外業務,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有所增加。安裝時完善好,調(diào)整讀數(shù)頭位置,達到讀數(shù)頭與BANNER光柵尺尺身的平行度為0.1mm左右供給,讀數(shù)頭與BANNER光柵尺尺身之間的間距為1~1.5mm左右全過程。
2、BANNER光柵尺線位移傳感器主尺安裝
將光柵主尺用M4螺釘上在機床安裝的工作臺安裝面上積極參與,但不要上緊優勢領先,把千分表固定在床身上,移動工作臺(主尺與工作臺同時移動)探討。用千分表測量主尺平面與機床導(dǎo)軌運動方向的平行度新技術,調(diào)整主尺M4螺釘位置,使主尺平行度滿足0.1mm/1000mm以內(nèi)時共創美好,把M2螺釘上緊趨勢。