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闭环光栅尺的装置分类和工作原理
编辑:杭州时代自动化有限公司   时间:2019-12-30

闭环光栅尺在现代工业中的贡献也非常巨大。不仅提高了加工精度,而且提高了工作效率。目前,我国加工业和制造业日趋成熟,加工精度越来越高。光栅尺可安装在各种机床上,如铣床、磨床、车床、线切割、电火花加工等机床上。其工作环境要求相对不是很苛刻,对操作人员的使用也非常简单。

需要注意的是,光栅尺只是一个反作用装置,它可以通过信号输出的方式反馈位移和位移方向,但不能直接显示。它还需要一个显示设备,我们简称之为数字显示盒,也称为数字显示表。只有光栅尺和数显表连接在一起,才能将数值正常地反映给每个操作者。因此,我们需要更多地了解光栅尺的使用。如果我们不是很专业的人员,我们需要知道一些专业知识,然后我们可以使用光栅尺作为反馈装置单独。

设备分类

根据制作方法和光学原理的不同,将光栅位移传感器分为透射光栅和反射光栅。

透射光栅的光源和接收装置分别放置在光栅尺的两侧,位置变化通过接收光栅尺透射的衍射光的变化来反映。最常见的是玻璃格栅。.

反射光栅是指光源和接收装置安装在光栅尺的同一侧,位置的变化通过接收光栅尺反射的衍射光的变化来反映。有钢格栅和玻璃格栅。.

器件结构

光栅位移传感器由光栅和光栅读数头两部分组成。刻度光栅一般固定在机床的运动部件上,光栅读数头安装在机床的固定部件上,指示光栅安装在光栅读数头上。右图为光栅尺位移传感器的结构。

光栅检测装置

光栅检测装置的结构:光栅检测装置的核心部件是光栅读取头,它由光源、会聚透镜、指示光栅、光电元件和调节机构组成。光栅读头有多种类型,根据读头的结构特点和使用场合,可分为直接接收读头(或硅光电池读头、镜面读头、分光镜读头和金属光栅反射读头)

光栅检测装置

工作原理

普通光栅的工作原理是基于物理学中莫尔条纹的形成原理。当两个光栅尺与指示光栅上的线和标尺光栅上的线成一定角度放置时,两个光栅尺上的线将相互交叉。在光源的照射下,由于黑线的重叠,交叉点附近区域的阴影面积最小,遮光效果最弱。光的积累使这个区域出现明亮的带状。相反,在离交叉点较远的区域,由于两光栅尺的不透明黑线的重叠部分越来越少,不透明区域的面积逐渐变大,即阴影区域逐渐变大,使得遮光效果更强。只有少量的光可以通过光栅穿过这个区域,使这个区域出现暗带,从而形成我们所看到的鼹鼠条纹。

莫尔条纹

以透射光栅为例,当指示光栅上的线图案与刻度光栅上的线图案形成小角度θ,且两个光栅刻度面相对平行时,在光源的照射下,在几乎垂直的网格图案上形成明暗条纹。这种图案叫做“莫尔图案”(如右图所示)。严格地说,莫尔条纹的方向垂直于两个光栅夹角的平分线。莫尔条纹中两条明线或暗线之间的距离称为莫尔条纹宽度,用W表示。

莫尔条纹

W=ω/2*sin(θ/2)=ω/θ


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