光柵是用於數控機床的精密檢測裝置

㈠ 國產同茂直線電機直線光柵尺的結構和原理是什麼

直線電機屬於高精密的特殊電機，同茂直線電機的位置精度有0.01μm~10μm多種級別。那麼直線電機是如何實現直線位移的精確反饋的呢，那就是直線光柵尺，下面簡單介紹下光柵尺的基本結構和原理吧。

光柵尺，也稱為光柵尺位移感測器（光柵尺感測器），是利用光柵的光學原理工作的測量反饋裝置。光柵尺經常應用於數控機床的閉環伺服系統中，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字脈沖，具有檢測范圍大，檢測精度高，響應速度快的特點。例如，在數控機床中常用於對刀具和工件的坐標進行檢測，來觀察和跟蹤走刀誤差，以起到一個補償刀具的運動誤差的作用。

光柵尺按照製造方法和光學原理的不同，分為透射光柵和反射光柵。

一、基本結構如下：

光柵尺是由標尺光柵和光柵讀數頭兩部分組成。標尺光柵一般固定在機床固定部件上，光柵讀數頭裝在直線電機動子上，指示光柵裝在光柵讀數頭中。

2、莫爾條紋具有以下特徵：

(1)莫爾條紋的變化規律

兩片光柵相對移過一個柵距，莫爾條紋移過一個條紋距離。由於光的衍射與干涉作用，莫爾條紋的變化規律近似正(余)弦函數，變化周期數與光柵相對位移的柵距數同步。

(2)放大作用

在兩光柵柵線夾角較小的情況下，莫爾條紋寬度W和光柵柵距ω、柵線角θ之間有下列關系。式中，θ的單位為rad，W的單位為mm。由於傾角很小，sinθ很小，則W=ω/θ；若ω=0.01mm，θ=0.01rad，則上式可得W=1，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，例如每毫米100線的光柵，10mm寬度的莫爾條紋就有1000條線紋，這樣柵距之間的相鄰誤差就被平均化了，消除了由於柵距不均勻、斷裂等造成的誤差。

三、檢測與數據處理

1、電子細分與判向法

光柵測量位移的實質是以光柵柵距為一把標准尺子對位稱量進行測量。高解析度的光柵尺一般造價較貴，且製造困難。為了提高系統解析度，需要對莫爾條紋進行細分，目前，光柵尺感測器系統多採用電子細分方法。當兩塊光柵以微小傾角重疊時，在與光柵刻線大致垂直的方向上就會產生莫爾條紋，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換為對莫爾條紋個數的測量。

在一個莫爾條紋寬度內，按照一定間隔放置4個光電器件就能實現電子細分與判向功能。例如，柵線為50線對/mm的光柵尺，其光柵柵距為0.02mm，若採用四細分後便可得到解析度為5μm的計數脈沖，這在工業普通測控中已達到了很高精度。由於位移是一個矢量，即要檢測其大小，又要檢測其方向，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、直流分量和偶次諧波，通常採用由低漂移運放構成的差分放大器。由4個光敏器件獲得的4路光電信號分別送到2隻差分放大器輸入端，從差分放大器輸出的兩路信號其相位差為π/2，為得到判向和計數脈沖，需對這兩路信號進行整形，首先把它們整形為占空比為1：1的方波。然後，通過對方波的相位進行判別比較，就可以等到光柵尺的移動方向。通過對方波脈沖進行計數，可以等到光柵尺的位移和速度。

以上就是國產同茂直線電機專用光柵尺的基本結構和工作原理，如需了解更多的關於直線電機和音圈電機的選型和應用，可以私信我。

希望對你有幫助，謝謝！

㈡ 數控機床上的光柵尺是什麼

數控機床上的光柵尺，也稱為光柵尺位移感測器（光柵尺感測器），是利用光柵的光學原理工作的測量反饋裝置，在數控機床中常用於對刀具和工件的坐標進行檢測，來觀察和跟蹤走刀誤差，以起到一個補償刀具的運動誤差的作用。

光柵尺經常應用於數控機床的閉環伺服系統中，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字脈沖，具有檢測范圍大，檢測精度高，響應速度快的特點。光柵尺按照製造方法和光學原理的不同，分為透射光柵和反射光柵。

(2)光柵是用於數控機床的精密檢測裝置擴展閱讀：

光柵尺在數控機床中的安裝 ：

1、光柵尺線位移感測器的安裝比較靈活，可安裝在機床的不同部位。以 FANUC 系統數控端面外圓磨床為例，使用的是 LC193F 絕對光柵尺，且安裝在工作台和砂輪架導軌（滑板）上，隨機床走刀而移動，讀數頭固定在床身上，盡可能使讀數頭安裝在主尺的下方。

2、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。另外，一般情況下，讀數頭應盡量安裝在相對機床靜止部件上，此時輸出導線不移動易固定，而尺身則應安裝在相對機床運動的滑板上，同時感測器不能安裝在打底塗漆或者粗糙不平的床身。

參考資料來源：網路-光柵尺

㈢ 數控機床上的光柵尺是什麼

數控機床上的光柵尺是：

光柵尺經常應用於數控機床的閉環伺服系統中，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字脈沖，具有檢測范圍大，檢測精度高，響應速度快的特點。

光柵尺是由標尺光柵和光柵讀數頭兩部分組成。

標尺光柵一般固定在機床固定部件上，光柵讀數頭裝在機床活動部件上，指示光柵裝在光柵讀數頭中。