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東莞市廣聯(lián)自動化科技有限公司
主營產(chǎn)品： kubler庫伯勒編碼器,，kubler旋轉(zhuǎn)編碼器，HYDAC壓力傳感器,，EGE傳感器,，力士樂比例閥 |
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2017-11-23 閱讀(196)
| 提 供 商 | 東莞市廣聯(lián)自動化科技有限公司 | 資料大小 | 2.9MB |
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德國海德漢heidenhain公司研發(fā)和生產(chǎn)高質(zhì)量直線光柵尺和角度編碼器,、旋轉(zhuǎn)編碼器,、數(shù)顯裝置和數(shù)控系統(tǒng)。HEIDENHAIN公司的產(chǎn)品被廣泛應(yīng)用于精密機床,、電子元件的生產(chǎn)和加工設(shè)備,、自動化機器系統(tǒng)，尤其是應(yīng)用于半導(dǎo)體和電子制造業(yè)等領(lǐng)域,。
特殊的生產(chǎn)設(shè)施和測量設(shè)備造就了HEIDENHAIN的高質(zhì)量產(chǎn)品,。光刻的主要和次主要生產(chǎn)過程都是在潔凈室里完成的，潔凈室里配備了特殊的溫度穩(wěn)定和防振動隔離裝置,。仿形機和其它生產(chǎn)直線和角度刻線用的機械設(shè)備都是由德國海德漢heidenhain公司自己研發(fā)和制造的,。
德國海德漢heidenhain公司的高質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)是經(jīng)過ISO9001質(zhì)量體系和德國標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)(DKD)針對長度和角度的檢查工序認(rèn)證的。另一方面,，德國海德漢heidenhain公司長的產(chǎn)品壽命,，可再利用的設(shè)計理念，對于資源的小心仔細(xì)利用和zui有效化使用能源是基于ISO14001標(biāo)準(zhǔn)的,。
海德漢HEIDENHAIN光柵尺,，也稱為光柵尺位移傳感器（光柵尺傳感器），是利用光柵的光學(xué)原理工作的測量反饋裝置,。光柵尺經(jīng)常應(yīng)用于數(shù)控機床的閉環(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,。例如,，在數(shù)控機床中常用于對刀具和工件的坐標(biāo)進行檢測，來觀察和跟蹤走刀誤差,，以起到一個補償?shù)毒叩倪\動誤差的作用,。
安裝指導(dǎo)
光柵尺線位移傳感器的安裝比較靈活，可安裝在機床的不同部位,。
一般將主尺安裝在機床的工作臺（滑板）上,，隨機床走刀而動,，讀數(shù)頭固定在床身上，盡可能使讀數(shù)頭安裝在主尺的下方,。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。如果由于安裝位置限制必須采用讀數(shù)頭朝上的方式安裝時,，則必須增加輔助密封裝置,。另外,，一般情況下,，讀數(shù)頭應(yīng)盡量安裝在相對機床靜止部件上，此時輸出導(dǎo)線不移動易固定,，而尺身則應(yīng)安裝在相對機床運動的部件上（如滑板）,。
1、海德漢HEIDENHAIN光柵尺線位移傳感器安裝基面
安裝光柵尺傳感器時,，不能直接將傳感器安裝在粗糙不平的機床身上,，更不能安裝在打底涂漆的機床身上。光柵主尺及讀數(shù)頭分別安裝在機床相對運動的兩個部件上,。用千分表檢查機床工作臺的主尺安裝面與導(dǎo)軌運動的方向平行度,。千分表固定在床身上，移動工作臺,，要求達到平行度為0.1mm/1000mm以內(nèi),。如果不能達到這個要求，則需設(shè)計加工一件海德漢HEIDENHAIN光柵尺基座,。
基座要求做到：(1)應(yīng)加一根與海德漢HEIDENHAIN光柵尺尺身長度相等的基座（基座長出光柵尺50mm左右）,。(2)該基座通過銑、磨工序加工,，保證其平面平行度0.1mm/1000mm以內(nèi),。另外，還需加工一件與尺身基座等高的讀數(shù)頭基座,。讀數(shù)頭的基座與尺身的基座總共誤差不得大于±0.2mm,。安裝時，調(diào)整讀數(shù)頭位置,，達到讀數(shù)頭與光柵尺尺身的平行度為0.1mm左右,，讀數(shù)頭與光柵尺尺身之間的間距為1~1.5mm左右。
2,、海德漢HEIDENHAIN光柵尺線位移傳感器主尺安裝
將光柵主尺用M4螺釘上在機床安裝的工作臺安裝面上,，但不要上緊，把千分表固定在床身上,，移動工作臺（主尺與工作臺同時移動）,。用千分表測量主尺平面與機床導(dǎo)軌運動方向的平行度,，調(diào)整主尺M4螺釘位置，使主尺平行度滿足0.1mm/1000mm以內(nèi)時,，把M2螺釘*上緊,。
在安裝光柵主尺時，應(yīng)注意如下三點：
(1) 在裝主尺時,，如安裝超過1.5M以上的光柵時,，不能象橋梁式只安裝兩端頭，尚需在整個主尺尺身中有支撐,。(2)在有基座情況下安裝好后,，用一個卡子卡住尺身中點（或幾點）。(3)不能安裝卡子時,，用玻璃膠粘住光柵尺身,，使基尺與主尺固定好。
3,、海德漢HEIDENHAIN光柵尺線位移傳感器讀數(shù)頭的安裝
在安裝讀數(shù)頭時,，首先應(yīng)保證讀數(shù)頭的基面達到安裝要求，然后再安裝讀數(shù)頭,，其安裝方法與主尺相似,。zui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,，一定要在機床導(dǎo)軌上安裝限位裝置,，以免機床加工產(chǎn)品移動時讀數(shù)頭沖撞到主尺兩端，從而損壞海德漢HEIDENHAIN光柵尺,。另外,，用戶在選購光柵線位移傳感器時，應(yīng)盡量選用超出機床加工尺寸100mm左右的光柵尺,，以留有余量,。
5、海德漢HEIDENHAIN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,，移動工作臺，觀察數(shù)顯表計數(shù)是否正常,。
在機床上選取一個參考位置,，來回移動工作點至該選取的位置。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)附帶加裝護罩,，護罩的設(shè)計是按照傳感器的外形截面放大留一定的空間尺寸確定，護罩通常采用橡皮密封,，使其具備一定的防水防油能力,。
使用注意事項
（1）海德漢HEIDENHAIN光柵尺傳感器與數(shù)顯表插頭座插拔時應(yīng)關(guān)閉電源后進行,。
（2）盡可能外加保護罩,，并及時清理濺落在尺上的切屑和油液，嚴(yán)格防止任何異物進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,。
（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,。
工作原理
莫爾條紋
以透射光柵為例，當(dāng)指示光柵上的線紋和標(biāo)尺光柵上的線紋之間形成一個小角度θ,，并且兩個海德漢HEIDENHAIN光柵尺刻面相對平行放置時,，在光源的照射下，位于幾乎垂直的柵紋上,，形成明暗相間的條紋,。這種條紋稱為“莫爾條紋” (右圖所示)。嚴(yán)格地說,，莫爾條紋排列的方向是與兩片光柵線紋夾角的平分線相垂直,。莫爾條紋中兩條亮紋或兩條暗紋之間的距離稱為莫爾條紋的寬度，以W表示,。
W=ω /2* sin（θ /2）=ω /θ ,。
莫爾條紋具有以下特征：
(1)莫爾條紋的變化規(guī)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,。由于光的衍射與干涉作用,，莫爾條紋的變化規(guī)律近似正(余)弦函數(shù)，變化周期數(shù)與光柵相對位移的柵距數(shù)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(guān)系,。式中,，θ的單位為rad，W的單位為mm,。由于傾角很小,，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?xùn)啪嘀g的相鄰誤差就被平均化了,，消除了由于柵距不均勻、斷裂等造成的誤差,。
檢測與數(shù)據(jù)處理
電子細(xì)分與判向法
光柵測量位移的實質(zhì)是以光柵柵距為一把標(biāo)準(zhǔn)尺子對位稱量進行測量,。高分辨率的海德漢HEIDENHAIN光柵尺一般造價較貴，且制造困難,。為了提高系統(tǒng)分辨率,，需要對莫爾條紋進行細(xì)分,，目前（2006年）光柵尺傳感器系統(tǒng)多采用電子細(xì)分方法。當(dāng)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(chǎn)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(zhuǎn)換為對莫爾條紋個數(shù)的測量,。
在一個莫爾條紋寬度內(nèi)，按照一定間隔放置4個光電器件就能實現(xiàn)電子細(xì)分與判向功能,。例如,，柵線為50線對/mm的海德漢HEIDENHAIN光柵尺，其光柵柵距為0.02mm,，若采用四細(xì)分后便可得到分辨率為5μm的計數(shù)脈沖,，這在工業(yè)普通測控中已達到了很高精度。由于位移是一個矢量,，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,，通常采用由低漂移運放構(gòu)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只差分放大器輸入端，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(shù)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,。然后,，通過對方波的相位進行判別比較，就可以等到海德漢HEIDENHAIN光柵尺的移動方向,。通過對方波脈沖進行計數(shù),，可以等到海德漢HEIDENHAIN光柵尺的位移和速度。
