光栅尺经常应用于数控机床的闭环伺服系统中、可用作直线位移或者角位移的检测。其测量输出的信号为数字脉冲,具有检测范围大,检测精度高,响应速度快的特点。例如,在数控机床中常用于对刀具和工件的坐标进行检测,来观察和跟踪走刀误差,以起到一个补偿刀具的运动误差的作用。
铣床光栅尺的安装方法
光栅尺线位移传感器的安装比较灵活,可安装在机床的不同部位。
一般将主尺安装在机床的工作台(滑板)上,随机床走刀而动,读数头固定在床身上,尽可能使读数头安装在主尺的下方。其安装方式的选择必须注意切屑、切削液及油液的溅落方向。如果由于安装位置限制必须采用读数头朝上的方式安装时,则必须增加辅助密封装置。另外,一般情况下,读数头应尽量安装在相对机床静止部件上,此时输出导线不移动易固定,而尺身则应安装在相对机床运动的部件上(如滑板)。
1、光栅尺线位移传感器安装基面
安装光栅尺传感器时,不能直接将传感器安装在粗糙不平的机床身上,更不能安装在打底涂漆的机床身上。光栅主尺及读数头分别安装在机床相对运动的两个部件上。用千分表检查机床工作台的主尺安装面与导轨运动的方向平行度。千分表固定在床身上,移动工作台,要求达到平行度为0.1mm/1000mm以内。如果不能达到这个要求,则需设计加工一件光栅尺基座。
基座要求做到:
(1)应加一根与光栅尺尺身长度相等的基座(最好基座长出光栅尺50mm左右)。
(2)该基座通过铣、磨工序加工,保证其平面平行度0.1mm/1000mm以内。另外,还需加工一件与尺身基座等高的读数头基座。读数头的基座与尺身的基座总共误差不得大于±0.2mm。安装时,调整读数头位置,达到读数头与光栅尺尺身的平行度为0.1mm左右,读数头与光栅尺尺身之间的间距为1~1.5mm左右。
2、光栅尺线位移传感器主尺安装
将光栅主尺用M4螺钉上在机床安装的工作台安装面上,但不要上紧,把千分表固定在床身上,移动工作台(主尺与工作台同时移动)。用千分表测量主尺平面与机床导轨运动方向的平行度,调整主尺M4螺钉位置,使主尺平行度满足0.1mm/1000mm以内时,把M2螺钉彻底上紧。
在安装光栅主尺时,应注意如下三点:
(1) 在装主尺时,如安装超过1.5M以上的光栅时,不能象桥梁式只安装两端头,尚需在整个主尺尺身中有支撑。
(2)在有基座情况下安装好后,最好用一个卡子卡住尺身中点(或几点)。
(3)不能安装卡子时,最好用玻璃胶粘住光栅尺身,使基尺与主尺固定好。
3、光栅尺线位移传感器读数头的安装
在安装读数头时,首先应保证读数头的基面达到安装要求,然后再安装读数头,其安装方法与主尺相似。最后调整读数头,使读数头与光栅主尺平行度保证在0.1mm之内,其读数头与主尺的间隙控制在1~1.5mm以内。
4、光栅尺线位移传感器限位装置
光栅线位移传感器全部安装完以后,一定要在机床导轨上安装限位装置,以免机床加工产品移动时读数头冲撞到主尺两端,从而损坏光栅尺。另外,用户在选购光栅线位移传感器时,应尽量选用超出机床加工尺寸100mm左右的光栅尺,以留有余量。
5、光栅尺线位移传感器检查
光栅线位移传感器安装完毕后,可接通数显表,移动工作台,观察数显表计数是否正常。
在机床上选取一个参考位置,来回移动工作点至该选取的位置。数显表读数应相同(或回零)。另外也可使用千分表(或百分表),使千分表与数显表同时调至零(或记忆起始数据),往返多次后回到初始位置,观察数显表与千分表的数据是否一致。
通过以上工作,光栅尺线位移传感器的安装就完成了。但对于一般的机床加工环境来讲,铁屑、切削液及油污较多。因此,传感器应附带加装护罩,护罩的设计是按照传感器的外形截面放大留一定的空间尺寸确定,护罩通常采用橡皮密封,使其具备一定的防水防油能力。
铣床光栅尺数显安装注意事项
1.光栅尺的工作长度应大于机床的最大行程,如长度不够应加限位块或更换光栅尺,读数头的终点位置距尺身端部应不小于10mm。
2.光栅尺安装平面,只要是非机械加工面,必须于尺身背面加放垫片或用户自制安装块垫平,以保证光栅尺与安装面连接的稳定性和可靠性。
3.使用杠杆或其他相似仪表校正尺身平行度时,测头角度必须在正负30度以内(以杠杆表测头和表身平行而言),该角度越小越好,若使用百分表,必须使测头杆与被测面垂直,以确保所测的值为实际精度。
4.光栅尺安装位置的选择,必须考虑下列因素:
(1)尽量选择机械加工面为安装面。
(2)光栅尺开口方向必须避开铁屑、油水、粉尘。需要安装尺盖保护尺身。
(3)垫条的安装长度,在可能的情况下越短越好,且必须考虑到垫条安装面的受力情况。
(4)防尘盖和尺身之间必须留有3mm以上空隙,移动读数时,避免防尘盖与尺身接触。
5.所有螺纹深度,最少必须有6牙的锁紧深度,受力较大的部位,如支撑数显表架子固定板,必须有8牙以上,安装面攻丝后表面去毛刺,去油漆,去污渍。
6.信号线的固定,必须考虑到机器的最大行程,固定位置尽量放在行程中央,并将多余的线扎好固定。
7.接地线连接要可靠,用万用表测量其接触电阻必须小于1欧姆。
8.调校光栅尺高低和水平时必须以光栅尺的长度中心取两边对称点作为调较基准点,任一光栅尺不论在调较水平方向或高低方向时,最后调校范围:对尺身面言,以表头距尺身两端的距离不超过20mm为准,对读数头而言,在两个四方基准面之间。
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