一、光柵尺是什么

光柵尺（又稱光柵）是一種高精度的直線位移傳感器，是數(shù)控機(jī)床閉環(huán)控制系統(tǒng)中用得較多的測量裝置，由光源、聚光鏡、標(biāo)尺光柵（長光柵）、指示光柵（短光柵）和硅光電池等光敏元件組成。

光柵尺通常為一長一短兩塊光柵尺配套使用。其中長的一塊稱為主光柵或標(biāo)尺光柵，安裝在機(jī)床移動(dòng)部件上，要求與行程等長，短的一塊稱為指示光柵，指示光柵和光源、透鏡、光敏元件裝在掃描頭中，安裝在機(jī)床固定部件上。

數(shù)控機(jī)床中用于直線位移檢測的光柵尺，有透射光柵和反射光柵兩大類。在玻璃表面上制成透明與不透明間隔相等的線紋，稱透射光柵。在拿屬的鏡面上制成全反射與漫反射間隔相等的線紋，稱為反射光柵。

二、光柵尺的作用功能用途

光柵尺經(jīng)常應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床的閉環(huán)伺服系統(tǒng)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(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。

目前，在精密加工和精密位移測量中，常采用光柵尺作為測量傳感器，直接與二次儀表或數(shù)控系統(tǒng)相連進(jìn)行位移測量。測量精度主要由傳感器精度決定。隨著電子技術(shù)和單片機(jī)技術(shù)的發(fā)展，光柵傳感器將在位移測量系統(tǒng)中得到更廣泛的應(yīng)用，并逐漸向智能化方向轉(zhuǎn)變。該測量系統(tǒng)利用光柵運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的莫爾條紋和電子電路完成位移的自動(dòng)測量。具有判別光柵運(yùn)動(dòng)方向、預(yù)置初始值、實(shí)現(xiàn)自動(dòng)定位控制和超限報(bào)警、自檢和斷電保護(hù)、糾錯(cuò)等功能。

三、光柵尺的安裝與調(diào)試

1、光柵尺線位移傳感器安裝基面

安裝所購買的品牌光柵尺傳感器時(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。

2、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(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螺釘徹底上緊。

3、光柵尺線位移傳感器讀數(shù)頭的安裝

在安裝讀數(shù)頭時(shí)，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)。

4、光柵尺線位移傳感器限位裝置

光柵線位移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、光柵尺線位移傳感器檢查

光柵線位移傳感器安裝完畢后，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。

四、光柵尺使用注意事項(xiàng)

1、光柵尺傳感器與數(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。