(179)--第五章 数控机床的驱动系统与检测技术 5.5.1 数控机床的检测.ppt

第五章数控机床的驱动系统与检测技术5.5数控机床的检测技术—光栅

本节目录光栅的结构光栅的测量原理光栅检测装置的特点123

3扫描头光栅尺可移动电缆光栅的外形及结构

光栅位置检测装置组成光栅测量系统由光源、长光栅、短光栅、光电元件、透镜及驱动电路组成。长光栅的长度相当于工作台移动的全行程，又称为标尺光栅。短光栅又叫指示光栅。长光栅和短光栅分别安装在机床固定部件和运动部件上。图光栅位置检测装置组成1—光源2—透镜3—标尺光栅4—指示光栅5—光敏元件6—密封橡胶7—读数头8—放大电路

光栅位置检测装置组成读数头光源一般由白炽灯或发光二极管发出辐射光线，经过透镜后变成为平行光束，照射光栅尺。光电元件是一种将光强信号转变成电信号的光电转换元件。图光栅位置检测装置组成1—光源2—透镜3——标尺光栅4—光敏元件5—指示光栅

6光栅的工作原理—莫尔条纹演示?W

光栅的工作原理—莫尔条纹在透射式直线光栅中，把主光栅与指示光栅的刻线面相对叠合在一起，中间留有很小的间隙，并使两者的栅线保持很小的夹角θ。在两光栅的刻线重合处，光从缝隙透过，形成亮带；在两光栅刻线的错开处，由于相互挡光作用而形成暗带。图莫尔条纹

莫尔条纹的放大作用莫尔条纹的方向和光栅刻线的方向大致垂直。光栅相对移动一个节距ω，莫尔条纹移动一个W，当光栅移动方向变化时，莫尔条纹移动方向也变化。用光电元件检测莫尔条纹信号的变化就可以测量光栅的位移。当θ很小时,条纹的节距W为。当栅距ω为0.01，θ=0.001rad，得W=10mm，放大1000倍。图莫尔条纹

四倍频方案原理图增加光栅刻线的密度可以提高光栅的分辨率；不增加刻线密度，采用电子细分电路也可以提高光栅的分辨率，提高测量精度。电子细分又称为倍频细分，常用的是四倍频。光栅的辨向和细分

光栅的辨向和细分图光栅四倍频原理图差动放大器差动放大器

图绝对式光栅示意图增量式光栅上每隔一定距离有一组零位脉冲，以便CNC通过回参考点操作，计算与确定绝对位置。绝对光栅增加了位于两个零位脉冲之间的绝对零点参考标记，需要确定绝对位置时，只需要移动两个以上的零位脉冲间隔就可以了。增量光栅与绝对光栅

1、莫尔条纹对刻线局部误差有平均作用，栅距误差对测量精度影响较小，还可采用倍频的方法来提高分辨率力，测量精度高。2、在检测过程中，标尺光栅与指示光栅不直接接触，无磨损，精度可以长期保持。3、光栅刻线要求精确，两光栅之间的间隙及倾角都要求保持不变，故制造、调试比较困难。光栅检测装置的特点

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