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        光柵尺在高精度數(shù)控機(jī)床中的重要性

        2020-11-27 03:07:42趙慧
        商品與質(zhì)量 2020年53期
        關(guān)鍵詞:檢測(cè)

        趙慧

        沈陽(yáng)精銳數(shù)控機(jī)床有限公司 遼寧沈陽(yáng) 110000

        數(shù)控機(jī)床在諸多行業(yè)都有廣泛的應(yīng)用,數(shù)控機(jī)床技術(shù)代表著一個(gè)工業(yè)企業(yè)技術(shù)水平的高低,工業(yè)企業(yè)要取得長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展,必須大力推廣使用數(shù)控機(jī)床。加工零件的精度取決于數(shù)控機(jī)床的精度,由于普通機(jī)床所安裝的編碼器精度要求不高,并不適用于高速高精零件的加工,要進(jìn)一步提高精度和速度,必須在數(shù)控機(jī)床上安裝光柵尺。光柵尺安裝在滑板上,由于其機(jī)械部件齊全,因而在傳動(dòng)過(guò)程中能有效檢測(cè)誤差并給予修正,光柵尺能有效消除相應(yīng)的誤差源,比如滾珠絲杠溫度變化導(dǎo)致的位置差異,滾珠絲杠螺距造成的運(yùn)動(dòng)誤差,反向間隙誤差等。目前,光柵尺在高精度與高速度數(shù)控機(jī)床加工中發(fā)揮著重要作用,是數(shù)控機(jī)床進(jìn)行高精高速零件加工的不二選擇。

        1 光柵尺的結(jié)構(gòu)與檢測(cè)裝置

        光柵尺是由安裝在機(jī)床活動(dòng)構(gòu)件上的光柵讀數(shù)頭和安裝在數(shù)控機(jī)床加工零件上的標(biāo)尺光柵和構(gòu)成,并且指示光柵固定在光柵讀數(shù)頭上。其中,光柵讀數(shù)頭又包含了多個(gè)部件,分別是光柵尺外觀源會(huì)聚透鏡、電阻元件以及調(diào)整部件等。另外,光柵讀數(shù)頭根據(jù)使用特性又可以分為多種類型,如直接接收式、分光鏡式以及金屬光柵反射式[1]。

        2 光柵尺檢測(cè)原理

        光柵尺在精密機(jī)床加工中有廣泛的應(yīng)用,除了用作直線位移,還可以用作角位移的檢測(cè)。光柵尺的檢測(cè)范圍極為廣泛,不僅檢測(cè)精度高,且速度快,優(yōu)勢(shì)突出。光柵尺的測(cè)量輸出信號(hào)主要為數(shù)字脈沖。標(biāo)尺光柵作為光柵尺的定位基準(zhǔn),其安裝的位置有多種,比較常用的是回轉(zhuǎn)工作臺(tái)以及直線工作臺(tái),測(cè)量時(shí)要使用千分表進(jìn)行記錄。讀數(shù)頭主要安裝在機(jī)床的固定零件上,安裝過(guò)程中要調(diào)整讀數(shù)頭與標(biāo)尺光柵之間的位置,使二者的間距處于合適的狀態(tài)。比如數(shù)控插齒機(jī),主要采用的德國(guó)公司技術(shù),用于糾正其定位精度。其中,圓光柵尺的柵距分別為0.02mm,因此圓光柵尺的檢測(cè)精度可以達(dá)到4%,同時(shí)檢測(cè)率達(dá)到1‰。

        3 光柵尺的重要作用及應(yīng)用分析

        3.1 光柵尺的重要作用

        (1)光柵尺在數(shù)控機(jī)床上應(yīng)用,對(duì)提高機(jī)床直線軸的位移定位具有重要的作用,利用光柵尺可以判斷機(jī)床直線軸是否按照控制指令完成執(zhí)行調(diào)整動(dòng)作[2]。而數(shù)控機(jī)床的加工精度又取決于光柵尺和機(jī)床自身的機(jī)械精度,并且光柵尺的分辨率是光柵尺精度的主要影響因素,所以在機(jī)床上應(yīng)用光柵尺需要選合適的分辨率。目前通常使用的光柵尺主要有鋼帶和玻璃兩種,具體應(yīng)用需要根據(jù)實(shí)際情況選擇,需要注意的是,玻璃光柵尺長(zhǎng)度一般小于3m,而鋼帶光柵尺則大于3m。

        (2)光柵尺可以幫助直線軸進(jìn)行更準(zhǔn)確的運(yùn)行。并不是所有的直線軸都可以采用光柵尺,某些機(jī)床的z軸是采用直齒條進(jìn)行傳動(dòng),因此導(dǎo)致機(jī)床的直線軸精度較低,當(dāng)采用光柵尺時(shí),也無(wú)法達(dá)到要求的精度,反而會(huì)造成震蕩現(xiàn)象。數(shù)控機(jī)床在安裝直線軸時(shí)要結(jié)合具體情況具體分析,一般來(lái)說(shuō),x軸必須安裝光柵尺,當(dāng)數(shù)控磨削產(chǎn)品中有錐度時(shí),其z軸也必須安裝光柵尺。除此之外,鏜銑機(jī)床的z軸要安裝光柵尺,其他軸要不要安裝光柵尺主要取決于其加工精度。

        3.2 光柵尺的具體應(yīng)用

        光柵尺在應(yīng)用中還應(yīng)該重點(diǎn)考慮以下幾個(gè)問(wèn)題:一是,選擇合適的匹配型號(hào),因?yàn)楣鈻懦咻敵鲱愋托枰c數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)相結(jié)合;二是選擇不同光柵尺時(shí),要考慮光柵尺的尺寸問(wèn)題,應(yīng)根據(jù)具體的長(zhǎng)度來(lái)確定。當(dāng)數(shù)控機(jī)床適合小于3m的光柵尺時(shí),盡量選擇玻璃光柵尺,這種光柵尺相對(duì)來(lái)鋼帶光柵尺來(lái)說(shuō),更好安裝與調(diào)試,但是缺點(diǎn)是價(jià)格相對(duì)高。盡管鋼帶光柵尺安裝麻煩,但其具有長(zhǎng)度優(yōu)勢(shì)。第三,要根據(jù)使用機(jī)床的具體情況來(lái)確定光柵尺的零參考點(diǎn),機(jī)床尺寸較長(zhǎng)時(shí)可選擇編碼型光柵尺;數(shù)控機(jī)床回參考點(diǎn)依靠撞撞塊時(shí),可選擇增量型光柵尺;不要求回參考點(diǎn)時(shí),可選擇絕對(duì)式光柵尺。第四,在插拔光柵尺傳感器及數(shù)顯表插座時(shí),應(yīng)先斷電后加保護(hù)罩再拔,要對(duì)尺上的異物進(jìn)行及時(shí)清理,特別是油液等,以免其進(jìn)入光柵尺內(nèi)部。要定期對(duì)各部件進(jìn)行檢查,特別是連接螺釘是否固定結(jié)實(shí)。可在密封條上涂一層薄薄的硅油,以延長(zhǎng)密封條使用壽命[3]。光柵尺傳感器應(yīng)注意日常維護(hù),切忌震動(dòng)及摔打,一旦光柵尺斷裂,就不能再繼續(xù)使用。光柵尺傳感器不能隨意拆開(kāi),不能隨便調(diào)節(jié)主、副柵尺的間距,任何移動(dòng)都會(huì)對(duì)光柵尺造成潛在的傷害,要延長(zhǎng)光柵尺的使用壽命,充分發(fā)揮其作用,必須按規(guī)定使用和保護(hù)。

        4 結(jié)語(yǔ)

        利用光柵尺對(duì)數(shù)控機(jī)床進(jìn)行檢測(cè),能進(jìn)一步提高其精度和速度,另外光柵尺成本較低,且操作方便,應(yīng)當(dāng)逐步擴(kuò)大其使用范圍。雖然其在諸多行業(yè)都已經(jīng)取得了應(yīng)用,但還存在一些問(wèn)題,在光柵尺的具體應(yīng)用中應(yīng)格外注意其信號(hào)輸出類型的選擇,在選擇玻璃和鋼帶光柵尺時(shí),應(yīng)結(jié)合具體的情況具體分析,光柵尺的零參考點(diǎn)也要依據(jù)情況來(lái)定。在日常應(yīng)用中,要特別注意規(guī)范和維護(hù),進(jìn)一步提升光柵尺的使用壽命,利用其高精高速的優(yōu)點(diǎn)推動(dòng)數(shù)控機(jī)床技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。

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