光柵尺位移傳感器（簡(jiǎn)稱(chēng)光柵尺），是利用光柵的光學(xué)原理工作的測(cè)量反饋裝置。光柵尺位移傳感器經(jīng)常應(yīng)用于機(jī)床與現(xiàn)在加工中心以及測(cè)量?jī)x器等方面，可用作直線位移或者角位移的檢測(cè)。其測(cè)量輸出的信號(hào)為數(shù)字脈沖，具有檢測(cè)范圍大，檢測(cè)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(duì)刀具和工件的坐標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)，來(lái)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

概述

　　光柵尺在現(xiàn)業(yè)的貢獻(xiàn)也是大的，不將現(xiàn)在加工進(jìn)一步完善，更重要的是了現(xiàn)在加工時(shí)的工作效率。在現(xiàn)在中國(guó)加工業(yè)、制造業(yè)越來(lái)越成熟，對(duì)加工的越來(lái)越高的時(shí)候，在各種機(jī)床上，例如：銑床、磨床、車(chē)床、線切割、電火花等機(jī)床上都可以安裝光柵尺，其工作環(huán)境要求相對(duì)來(lái)說(shuō)不是很苛刻，對(duì)操作者的使用來(lái)說(shuō)也十分簡(jiǎn)單。

　　在這里需要說(shuō)明的是，光柵尺只是一個(gè)反應(yīng)裝置，它可以將位移量和位移方向通過(guò)信號(hào)輸出的方式反饋出來(lái)，但它不能直接顯示出來(lái)，它還需要一個(gè)顯示裝置，我們簡(jiǎn)稱(chēng)它為數(shù)顯顯示箱，也稱(chēng)數(shù)顯表。只有當(dāng)光柵尺和數(shù)顯表連接在一起的時(shí)候，才能正常的將數(shù)值反應(yīng)給每一位操作者，因而，我們對(duì)于光柵尺的使用上面，還是要多了解，如果不是很的人員，需要知道一些性的知識(shí)，才能單獨(dú)使用光柵尺作為反饋裝置使用。

裝置結(jié)構(gòu)

　　光柵尺位移傳感器是有標(biāo)尺光柵和光柵讀數(shù)頭兩部分組成。標(biāo)尺光柵一般固定在機(jī)床活動(dòng)部件上，光柵讀數(shù)頭裝在機(jī)床固定部件上，指示光柵裝在光柵讀數(shù)頭中。  

工作原理

1、光柵測(cè)量

滾動(dòng)式光柵線位移傳感器由鋁型材、光柵尺、安裝端蓋、讀數(shù)頭和信號(hào)電纜（帶插頭）等部分組成。光柵尺（標(biāo)尺）固定在鋁型材殼體中，安裝端蓋分別固定在殼體的兩端，組成以光柵為基準(zhǔn)的測(cè)量體。讀數(shù)頭由四裂相指示光柵、光源板、接收板、整形（匹配）板和電纜組成。指示光柵座的側(cè)面裝有三只滾珠軸承，指示光柵和光柵的間隙由其定位。指示光柵座的上部裝有二只滾軸承。當(dāng)讀數(shù)頭和光柵作相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，指示光柵座貼在光柵的刻劃面和頂部，裝在指示光柵兩側(cè)的光源和接收板，分別作為光源和光閘莫爾條紋的接收。該光電信號(hào)經(jīng)數(shù)顯箱處理為位移數(shù)字。這樣就完成了光柵對(duì)線位移的測(cè)量。為便于數(shù)顯表（箱）的處理，在傳感器中，還把莫爾條紋的光電信號(hào)經(jīng)整形（匹配）處理后再由信號(hào)電纜輸入。

簡(jiǎn)而言之，滾動(dòng)式光柵線位移式傳感器是由裝有光柵尺的殼體和帶有信號(hào)電纜的讀數(shù)頭二部分組成。

2、光電轉(zhuǎn)換

滾動(dòng)式光柵線位移傳感器采用四裂相指示光柵，因此有四組發(fā)光、接收系統(tǒng)，位
窗另有的發(fā)光、接收系統(tǒng)，均取紅外二管和光電三管作為發(fā)光、接收器件。

光源由此5VDC經(jīng)限流電阻供給發(fā)光二管。其工作電流恒定，接收信號(hào)的穩(wěn)定。

3、窗信號(hào)

滾動(dòng)光柵線位移傳感器帶有一個(gè)位（參考）窗。當(dāng)讀數(shù)頭通過(guò)標(biāo)尺上此標(biāo)記處時(shí)，讀數(shù)頭輸出1個(gè)正脈沖，止脈沖（信號(hào)）輸入數(shù)顯表（箱），由它來(lái)處理，以獲得光柵測(cè)量的坐標(biāo)定位，具體功能視數(shù)顯表（箱）而定。

安裝指導(dǎo)

　　光柵尺位移傳感器的安裝比較靈活，可安裝在機(jī)床的不同部位。

　　一般將主尺安裝在機(jī)床的工作臺(tái)（滑板）上，隨機(jī)床走刀而動(dòng)，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須采用讀數(shù)頭朝上的方式安裝時(shí)，則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(duì)機(jī)床靜止部件上，此時(shí)輸出導(dǎo)線不移動(dòng)易固定，而尺身則應(yīng)安裝在相對(duì)機(jī)床運(yùn)動(dòng)的部件上（如滑板）。

安裝基面

　　安裝光柵尺位移傳感器時(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(duì)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)，要求平行度為0.1mm/1000mm以?xún)?nèi)。如果不能這個(gè)要求，則需設(shè)計(jì)加工一件光柵尺基座。

　　基座要求做到：(1)應(yīng)加一根與光柵尺尺身長(zhǎng)度相等的基座（基座長(zhǎng)出光柵尺50mm左右）。(2)該基座通過(guò)銑、磨工序加工，其平面平行度0.1mm/1000mm以?xún)?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&plun;0.2mm。安裝時(shí)，調(diào)整讀數(shù)頭位置，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。

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(cè)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?xún)?nèi)時(shí)，把M2螺釘徹底上緊。

　　在安裝光柵主尺時(shí)，應(yīng)注意如下三點(diǎn)：

　　(1) 在裝主尺時(shí)，如安裝過(guò)1.5M以上的光柵時(shí)，不能象橋梁式只安裝兩端頭，尚需在整個(gè)主尺尺身中有支撐。(2)在有基座情況下安裝好后，用一個(gè)卡子卡住尺身中點(diǎn)（或幾點(diǎn)）。(3)不能安裝卡子時(shí)，用玻璃膠粘住光柵尺身，使基尺與主尺固定好。

讀數(shù)頭安裝

　　在安裝讀數(shù)頭時(shí)，如果發(fā)現(xiàn)安裝條件的有限，可以考慮使用附件，如角鋁、直板，先應(yīng)讀數(shù)頭的基面安裝要求，然后再安裝讀數(shù)頭，其安裝方法與主尺相似。后調(diào)整讀數(shù)頭，使讀數(shù)頭與光柵主尺平行度在0.1mm之內(nèi)，其讀數(shù)頭與主尺的間隙控制在1~1.5mm以?xún)?nèi)。安裝完畢后，可以用大拇指接觸讀數(shù)頭與光柵尺尺身表面是否平滑、平整。

限位裝置

　　光柵線位移傳感器安裝完以后，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(gòu)光柵線位移傳感器時(shí)，應(yīng)盡量選用出機(jī)床加工尺寸100mm左右的光柵尺，以留有余量。

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(lái)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）。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（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(guò)以上工作，光柵尺線位移傳感器的安裝就完成了。但對(duì)于一般的機(jī)床加工環(huán)境來(lái)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的空間尺寸確定，護(hù)罩通常采用橡皮密封，使其具備的水油能力。

注意事項(xiàng)

　?。?）光柵尺位移傳感器與數(shù)顯表插頭座插拔時(shí)應(yīng)關(guān)閉電源后進(jìn)行。

　?。?）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)格任何異物進(jìn)入光柵尺傳感器殼體內(nèi)部。

　?。?）定期檢查各安裝聯(lián)接螺釘是否松動(dòng)。

　?。?）為延長(zhǎng)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） 為光柵尺位移傳感器使用的性，可每隔時(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。

　?。?） 光柵尺位移傳感器嚴(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。

　?。?） 不要自行拆柵尺位移傳感器，更不能任意改動(dòng)主柵尺與副柵尺的相對(duì)間距，否則一方面可能破壞光柵尺傳感器的；另一方面還可能造成主柵尺與副柵尺的相對(duì)摩擦，損壞鉻層也就損壞了柵線，以而造成光柵尺報(bào)廢。

　?。?） 應(yīng)注意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(cè)量誤差。

　?。?） 光柵尺位移傳感器應(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。