光栅尺的防护设计与研究.pdfVIP

2015年 4月 机床与液压 Apr．2015 第 43卷 第 8期 MACHINE TOOL HYDRAULICS Vo1．43No．8 DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2015．08．007 光栅尺的防护设计与研究 王亚峰 ．夏 田 (陕西科技大学，陕西西安 710021) 摘要：光栅在应用中容易出现被切削液污染、被铁屑划伤的现象，从而使测量精度受到影响，甚至导致光栅无法工 作。通过分析光栅的结构原理以及工作原理，结合数控机床的工作要求，设计出光栅防护装置，使光栅尺在封闭防护的条 件下正常工作 ，保证了数控机床闭环控制的高精度 、精确性。 关键词：光栅 ；防护设计 ；防护性能分析 中图分类号：TH12 文献标志码：B 文章编号：1001—3881(2015)8-022—2 ProtectiveDesignandResearch forGrating WANG Yafeng。XIA Tian (ShaanxiUniversityofScienceandTechnology，Xi’anShaanxi710021，China) Abstract：Gratinginapplicationispronetobecontaminatedbycuttingfluid，bescratchedbyironchip，SOthemeasurementac— curacyisaffected，andeventhegratingdoesnotwork．Byanalyzingthestructureprincipleandtheworkingprincipleofthegrating， combiningwithCNC machinework requirements，rgatingguardwasdesigned，SOgratingworkedundertheconditionsoftheclosed guardtoensuretheclosed—loopcontrolprecisionofCNC machinetools． Keywords：Grating；Protectivedesign；Protectiveperformanceanalysis 机械加工的 自动化、对加工精度要求 的 日趋提 开放式安装 ，这些油气、冷却液及铁屑会通过光栅尺 高，推动了在线测量技术和精密 自动计量技术 的发 身与读数头的滑行间隙进入光栅内部。破坏光栅线条 展。与其他位移测量系统相比，光栅测量系统具有 纹分布，造成光栅的污染。光栅被污染后会引起测量 量程大 、精度高、稳定性好 、较强的信息传输功能 误差 、直线轴在 回参考点中找不到零脉冲、直线轴在 和性能价格 比．它广泛应用于各种加工设备和计量 运行过程中报警 ，甚至出现直线轴暴走的现象，严重 仪中。在高精度的数控机床中，光栅常应用于数控 时会直接导致光栅报废。因此，对处于封闭式机床 内 机床的闭环伺服系统中，用作直线位移或角位移的 部的光栅进行防护，避免光栅暴露在切削液、冷却油 检测．检测机床直线轴的实际位移是否和数控系统 的环境中，以延长光栅的使用寿命。 发出的指令相符 。以提高机床的控制精度和加工精 2 设计思路与防护结构 度 。 2．1 设计 思路 在高精度的数控机床上．光栅已得到了广泛的应 将光栅置于一个封闭的防护装置 内，将其与冷却 用。光栅作为执行机构终端检测元件 ，其精度直接影 油、铁屑、灰尘隔绝 ，使其在完全独立的空间工作， 响数控机床的加工精度甚至机床的