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數控車床線性光柵尺選型安裝
閱讀：3079 發(fā)布時間：2014-8-15
現代的自動控制系統中已廣泛地采用光電傳感器(如光柵尺)來解決軸的線位移、轉速或轉角的監(jiān)測和控制問題。光柵是等距的.原理是根據光的反射讀信號(脈沖信號),經過分頻后傳給系統。下面我們就來簡單的分析一下數控車床線性光柵尺選型、安裝等內容。
(1)準確度等級的選擇數控機床配置線性光柵尺是了提高線性坐標軸的定值精度、再復定位精度，所以光柵尺的準確度等級是首先要考慮的，光柵尺準確度等級有±0.01mm、±0.005mm、±0.003mm、±0.02mm。而我們在設計數控機床時根據設計精度要求來選擇準確度等級，值得注意的是在選用高精度光柵尺時要考慮光柵尺的熱性能，它是機床工作度的關鍵環(huán)節(jié)，即要求光柵尺的刻線載體的熱膨脹系數與機床光柵尺安裝基體的熱膨脹系數相一致，以克服由于溫度引起的熱變形。
另外光柵尺zui大移動速度可達120m/min，目前可*數控機床設計要求；單個光柵尺zui大長度為3040mm，如控制線性坐標軸大于3040mm時可采用光柵尺對接的方式達到所需長度。
(2)測量方式的選擇光柵尺的測量方式分增量式光柵尺和式光柵尺兩種，所謂增量式光柵尺就是光柵掃描頭通過讀出到初始點的相對運動距離而獲得位置信息，為了獲得位置，這個初始點就要刻到光柵尺的標尺上作為參考標記，所以機床開機時必須回參考點才能進行位置控制。而式光柵尺以不同寬度、不同問距的閃現柵線將位置數據以編碼形式直接制作到光柵上，在光柵尺通電的同時后續(xù)電子設備即可獲得位置信息，不需要移動坐標軸找參考點位置，位置值從光柵刻線上直接獲得。
式光柵尺比增量式光柵尺成本高20%左右，機床設計師因考慮數控機床的性價比，一般選用增量式光柵尺，既能保證機床運動精度又能降低機床成本。但是式光柵尺開機后不需回參考點的優(yōu)點是增量式光柵尺*的，機床在停機或故障斷電后開機可直接從中斷處執(zhí)行加工程序，不但縮短非加工時間提高生產效率，而且減小零件廢品率。因此在生產節(jié)拍要求格或由多臺數控機床構成的自動生產線上選用式光柵尺是zui為理想的。
(3)輸出信號的選擇數控車床光柵尺的輸出信號分電流正弦波信號、電壓正弦波信號、TTL矩形波信號和TTL差動矩形波信號四種，雖然光柵尺輸出信號的波形不同對數控機床線性坐標軸的定位精度、重復定位精度沒有影響，但必須與數控機床系統相匹配，如果輸出信號的波形與數控機床系統不匹配，導致機床系統光柵尺的輸出信號，反饋信息、補償誤差對機床線性坐標軸全閉環(huán)控制無從談起。在實踐中確有輸出信號的波形與數控機床系統不匹配的情況，不過處理此情況也有辦法，只要在輸出信號與機床系統間加裝一個數字化電子裝置，就能夠解決這個問題。
(1)準確度等級的選擇數控機床配置線性光柵尺是了提高線性坐標軸的定值精度、再復定位精度，所以光柵尺的準確度等級是首先要考慮的，光柵尺準確度等級有±0.01mm、±0.005mm、±0.003mm、±0.02mm。而我們在設計數控機床時根據設計精度要求來選擇準確度等級，值得注意的是在選用高精度光柵尺時要考慮光柵尺的熱性能，它是機床工作度的關鍵環(huán)節(jié)，即要求光柵尺的刻線載體的熱膨脹系數與機床光柵尺安裝基體的熱膨脹系數相一致，以克服由于溫度引起的熱變形。
另外光柵尺zui大移動速度可達120m/min，目前可*數控機床設計要求；單個光柵尺zui大長度為3040mm，如控制線性坐標軸大于3040mm時可采用光柵尺對接的方式達到所需長度。
(2)測量方式的選擇光柵尺的測量方式分增量式光柵尺和式光柵尺兩種，所謂增量式光柵尺就是光柵掃描頭通過讀出到初始點的相對運動距離而獲得位置信息，為了獲得位置，這個初始點就要刻到光柵尺的標尺上作為參考標記，所以機床開機時必須回參考點才能進行位置控制。而式光柵尺以不同寬度、不同問距的閃現柵線將位置數據以編碼形式直接制作到光柵上，在光柵尺通電的同時后續(xù)電子設備即可獲得位置信息，不需要移動坐標軸找參考點位置，位置值從光柵刻線上直接獲得。
式光柵尺比增量式光柵尺成本高20%左右，機床設計師因考慮數控機床的性價比，一般選用增量式光柵尺，既能保證機床運動精度又能降低機床成本。但是式光柵尺開機后不需回參考點的優(yōu)點是增量式光柵尺*的，機床在停機或故障斷電后開機可直接從中斷處執(zhí)行加工程序，不但縮短非加工時間提高生產效率，而且減小零件廢品率。因此在生產節(jié)拍要求格或由多臺數控機床構成的自動生產線上選用式光柵尺是zui為理想的。
(3)輸出信號的選擇數控車床光柵尺的輸出信號分電流正弦波信號、電壓正弦波信號、TTL矩形波信號和TTL差動矩形波信號四種，雖然光柵尺輸出信號的波形不同對數控機床線性坐標軸的定位精度、重復定位精度沒有影響，但必須與數控機床系統相匹配，如果輸出信號的波形與數控機床系統不匹配，導致機床系統光柵尺的輸出信號，反饋信息、補償誤差對機床線性坐標軸全閉環(huán)控制無從談起。在實踐中確有輸出信號的波形與數控機床系統不匹配的情況，不過處理此情況也有辦法，只要在輸出信號與機床系統間加裝一個數字化電子裝置，就能夠解決這個問題。