什么是HEIDENHAIN光柵尺？

　　什么是HEIDENHAIN光柵尺？

　　HEIDENHAIN光柵尺是一種高精度測量設(shè)備，它利用光學(xué)原理進(jìn)行測量，適用于需要高精度測量的領(lǐng)域，如機(jī)床、印刷、航空、航天等領(lǐng)域。它的基本原理是利用光的干涉原理進(jìn)行測量。它由一個(gè)光源、一個(gè)光柵和一個(gè)光電探測器組成。光柵是由一系列互相平行的條紋組成的，條紋的間距非常小，一般為幾微米。當(dāng)光線穿過光柵時(shí)，會(huì)形成干涉條紋，光電探測器可以檢測到這些條紋，并將其轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。通過分析這些電信號(hào)，可以得出物體的位置和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。

　　HEIDENHAIN光柵尺在我們的生活中的作用越來越重要。因此今天小編將會(huì)與大家分享光柵尺的相關(guān)知識(shí)，下面說明光柵尺的裝置結(jié)構(gòu)、光柵尺的裝置分類、光柵尺的安裝指導(dǎo)及光柵尺的注意事項(xiàng)的內(nèi)容，希望大家好好閱覽一下相關(guān)的內(nèi)容，充實(shí)自己的知識(shí)寶庫。

　　HEIDENHAIN光柵尺（全稱光柵尺位移傳感器），是利用光柵的光學(xué)原理工作的測量反饋裝置。光柵尺位移傳感器經(jīng)常應(yīng)用于機(jī)床與現(xiàn)在加工中心以及測量儀器等方面，可用作直線位移或者角位移的檢測。其測量輸出的信號(hào)為數(shù)字脈沖，具有檢測范圍大，檢測精度高，響應(yīng)速度快的特點(diǎn)。例如，在數(shù)控機(jī)床中常用于對刀具和工件的坐標(biāo)進(jìn)行檢測，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。

　　HEIDENHAIN光柵尺的裝置結(jié)構(gòu)

　　HEIDENHAIN光柵尺位移傳感器是由標(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位移傳感器的結(jié)構(gòu)。

　　HEIDENHAIN光柵尺檢測裝置結(jié)構(gòu)：光柵檢測裝置的關(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）。

　　光柵尺的裝置分類

　　光柵尺位移傳感器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。

　　透射光柵指的光源與接收裝置分別放置在光柵尺的兩側(cè)，通過接收光柵尺透過來的衍射光變化來反應(yīng)位置變化。比較通用的是玻璃光柵。

　　反射光柵指的是光源與接收裝置安裝在光柵尺的同一側(cè)，通過接收光柵尺反射回來的衍射光變化來反應(yīng)位置變化。比較通用的有鋼帶光柵和玻璃光柵。

　　HEIDENHAIN光柵尺的安裝比較靈活，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)安裝在相對機(jī)床運(yùn)動(dòng)的部件上（如滑板）。

　　1、HEIDENHAIN光柵尺時(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度相等的基座（最好基座長出光柵尺50mm左右）。(2)該基座通過銑、磨工序加工，保證其平面平行度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、主尺安裝

　　將HEIDENHAIN光柵尺主尺用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，最好用一個(gè)卡子卡住尺身中點(diǎn)（或幾點(diǎn)）。(3)不能安裝卡子時(shí)，最好用玻璃膠粘住光柵尺身，使基尺與主尺固定好。

　　3、讀數(shù)頭安裝

　　在安裝讀數(shù)頭時(shí)，如果發(fā)現(xiàn)安裝條件非常的有限，可以考慮使用附件，如角鋁、直板，首先應(yīng)保證讀數(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。最后調(diào)整讀數(shù)頭，使讀數(shù)頭與光柵主尺平行度保證在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)。安裝完畢后，可以用大拇指接觸讀數(shù)頭與光柵尺尺身表面是否平滑、平整。

　　4、HEIDENHAIN光柵尺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、HEIDENHAIN光柵尺安裝完畢后，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。

　　光柵尺的注意事項(xiàng)

　　（1）光柵尺位移傳感器與數(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） 為保證光柵尺位移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） 光柵尺位移傳感器嚴(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位移傳感器，更不能任意改動(dòng)主柵尺與副柵尺的相對間距，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，引起測量誤差。

　　（9） 光柵尺位移傳感器應(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。

　　總結(jié)，光柵尺的全稱是光柵尺位移傳感器，并且它是利用光柵的光學(xué)原理工作的測量反饋裝置，在各工業(yè)上的領(lǐng)域可謂是越來越廣泛。通過本文的講解，相信大家對光柵尺的認(rèn)識(shí)會(huì)越來越深入，希望本文能對大家的工作有一定的指導(dǎo)作用。

　　HEIDENHAIN光柵尺的優(yōu)點(diǎn)是精度高、穩(wěn)定性好、測量速度快。相比于傳統(tǒng)的機(jī)械式測量設(shè)備，光柵尺可以實(shí)現(xiàn)更高的測量精度和更快的測量速度。同時(shí)，光柵尺的穩(wěn)定性也很好，可以在較長時(shí)間內(nèi)保持高精度測量的穩(wěn)定性。

　　在使用HEIDENHAIN光柵尺時(shí)，需要注意一些事項(xiàng)。首先，需要保持光柵和光電探測器的清潔，以避免灰塵或污垢對測量結(jié)果的影響。其次，需要對光柵尺進(jìn)行定期校準(zhǔn)，以確保測量精度的穩(wěn)定性。最后，需要注意光柵尺的使用環(huán)境，避免受到振動(dòng)或溫度等外部因素的干擾。

　　總之，HEIDENHAIN光柵尺是一種高精度測量設(shè)備，具有精度高、穩(wěn)定性好、測量速度快等優(yōu)點(diǎn)。在使用時(shí)需要注意一些事項(xiàng)，以確保測量結(jié)果的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。HEIDENHAIN光柵尺已經(jīng)廣泛應(yīng)用于機(jī)床、印刷、航空、航天等領(lǐng)域，為這些領(lǐng)域的發(fā)展提供了重要支持。