数控机床上的光栅尺是什么?

如题所述

机床的“眼睛”--光栅尺

作为高端机床必不可少的功能部件之一,被誉为“机床之眼”的光栅尺,有多厉害,它又是如何工作的呢?

光栅尺全称叫作光栅尺位移传感器,它可以通过光学原理实现高精度的距离测量和角度测量,被广泛用于数控机床和测量仪器等领域,其在机床中最主要的作用就是“监视”,监视直线轴在执行系统的移动指令后,是否能够真正的准确地运行到数控指令所要求的位置,如果没有,光栅尺会向数控系统发出指令,使该直线轴到达准确的位置保证加工精度。

对于数控机床来说,使用光栅尺和不使用光栅尺有很大的区别,不使用光栅尺的属于半闭环控制,而使用光栅尺的属于全闭环控制,在机床上使用光栅尺的全闭环系统,可以在原有的装配基础上进一步削除反向间隙、丝杆误差,弥补运动误差,保障与提高加工精度,从而提高成品率,这一点在旧机床和大行程机床上更为显著,光栅尺由光栅条,读取头、信号处理器等组成,其工作原理基于光学干涉,当光线照射到光栅条上时,会形成一系列亮暗相间的光斑,这些光斑经过读取头转换为数字信号,最后信号处理器接受这些数字信号,再根据不同的处理算法,实现不同的测量。例如线性测量、角度测量、速度测量等。

光栅尺的分辨率通常在亚微米级别,常见的分辨率包括1微米、0.5微米、0.1微米等,一些特殊应用可能使用更高分辨率的光栅尺,如0.01微米甚至更小,一般来说光栅尺的精度可以达到分辨率的十分之一到百分之一左右,即使在长距离测量中也能够保持较高精度。

同时光栅尺具有很高的工作速度,可以在微秒或者毫秒级别内完成一次测量,这使得它适用于高速运动设备的控制和反馈。总结一下,光栅尺的优点就是:测量精度高、分辨率高、可靠性高、反应速度快,可以实现微米级别的测量精度,适用于超高精度加工和测量领域,那值得一提的是,如今最顶级的光栅尺测量精度已达到纳米级,那么,你使用的机床上有光栅尺吗?

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第1个回答  2022-12-14

数控机床上的光栅尺是:

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。

光栅尺是由标尺光栅和光栅读数头两部分组成。

标尺光栅一般固定在机床固定部件上,光栅读数头装在机床活动部件上,指示光栅装在光栅读数头中。

光栅尺,也称为光栅尺位移传感器(光栅尺传感器)。

是利用光栅的光学原理工作的测量反馈装置。

光栅检测装置的关键部分是光栅读数头,它由光源、会聚透镜、指示光栅、光电元件及调整机构等组成。

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