光柵尺結構的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開并提供了一種使用誤差小、使用范圍廣和工作效率高的光柵尺結構。本實用新型包括機床、設在所述機床上的光柵尺以及設在所述光柵尺上方的讀數頭，所述讀數頭設在所述機床的移動工作臺上，所述光柵尺與所述機床的運動方向平行，所述讀數頭隨所述移動工作臺移動，并通過內部的光電傳感器掃描所述光柵尺上的增量光柵，得到位移量。本實用新型適用于機床測量領域。
【專利說明】光柵尺結構
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種光柵尺結構。
【背景技術】
[0002]目前數控機床的精度和速度要求越來越高，當滾珠絲桿機器螺母來快速移動機床工作臺，滾珠絲桿開始發熱升溫，產生誤差，此時采用直線光柵尺就能有效消除潛在的誤差源。通常使用的直線光柵尺包括光柵尺和讀數頭。讀數頭內部設有的支架和小車之間通過機械結構連接，存在配合公差和重復性公差；光柵尺使用玻璃基體，并在其上刻有清晰均勻的增量光柵，而由于玻璃本身的長度限制加上光刻技術的限制，讓這種光柵尺在使用和運輸過程中造成很大的不便。同時，使用光柵尺測量后每次開機時都要重新讓工作臺移動回零點位置坐標，才能重新測量，這樣大大增加了工作時間。由此可見，現有的直線光柵尺存在使用誤差大、儲運不便、使用長度限制大和工作耗時長等不足。
實用新型內容
[0003]本實用新型所要解決的問題就是克服現有技術的不足，提供一種使用誤差小、使用范圍廣和工作效率高的光柵尺結構。
[0004]本實用新型所采用的技術方案是:本實用新型包括機床、設在所述機床上的光柵尺以及設在所述光柵尺上方的讀數頭，所述讀數頭設在所述機床的移動工作臺上，所述光柵尺與所述機床的運動方向平行，所述讀數頭隨所述移動工作臺移動，并通過內部的光電傳感器掃描所述光柵尺上的增量光柵，得到位移量。
[0005]所述讀數頭包括殼體、封蓋、設置在所述殼體內部的信號處理單元、設置在所述信號處理單元下方的光電傳感器、設置在所述殼體底板上且位置與所述光電傳感器相對應的掃描窗口以及輸出線路，所述光電傳感器設置在所述掃描窗口的正中間。
[0006]所述光電傳感器包括凸鏡、光電池組和LED光源，所述LED光源發出的光透過所述凸鏡掃描所述光柵尺，光線經過衍射和干涉返回后被所述光電池組接收。
[0007]所述光柵尺上刻有增量光柵，且在所述增量光柵中穿插有若干絕對參考點。
[0008]所述光柵尺根據使用長度不同可選用不同材料基體，長度在3米以內時選用玻璃基體，超出3米時基體材料選用鋼帶。
[0009]本實用新型的有益效果是:由于本實用新型包括機床、設在所述機床上的光柵尺以及設在所述光柵尺上方的讀數頭，所述讀數頭設在所述機床的移動工作臺上，所述光柵尺與所述機床的運動方向平行，所述讀數頭隨所述移動工作臺移動，并通過內部的光電傳感器掃描所述光柵尺上的增量光柵，得到位移量。所以本實用新型有效消除往復測量誤差和機械配合誤差，同時因使用光掃描測量法而具備良好的抗污染能力和長期穩定性。
[0010]由于所述光柵尺上刻有增量光柵，且在所述增量光柵中穿插有若干絕對參考點。所以本實用新型能讓后續電子設備快速找到絕對參考點，有效提高工作效率。
[0011]由于所述光柵尺根據使用長度不同可選用不同材料基體，長度在3米以內時選用玻璃基體，超出3米時基體材料選用鋼帶。所以本實用新型可用于大長度測量，解決直線光柵尺在大型機床上的應用，提高了直線光柵尺的應用范圍并保證了大型機床的加工測量精度。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]圖1是本實用新型的俯視圖；
[0013]圖2是本實用新型讀數頭的爆炸圖；
[0014]圖3是本實用新型光柵尺的俯視圖；
[0015]圖4是本實用新型掃描光柵尺線紋的示意圖。
【具體實施方式】
[0016]如圖1所示，本實用新型包括機床、設在所述機床上的光柵尺I以及設在所述光柵尺I上方的讀數頭2，所述讀數頭2設在所述機床的移動工作臺上，所述光柵尺I與所述機床的運動方向平行，所述讀數頭2隨所述移動工作臺移動，并通過內部的光電傳感器6掃描所述光柵尺I上的增量光柵9，得到位移量。
[0017]如圖2所示，所述讀數頭2包括殼體3、封蓋4、信號處理單元5、光電傳感器6、掃描窗口 7和輸出線路8。所述信號處理單元5和所述光電傳感器6通過貼片錫焊固定連接，并安裝在所述殼體3內；所述掃描窗口 7設置在所述殼體3的底板上，且正對著所述光柵尺I上的刻線，所述光電傳感器6的位置對準所述掃描窗口 7的正中間；所述封蓋4在所述殼體3的頂部通過膠貼密封連接，從而保護所述殼體3內的元器件。工作時，用隔離片設置所述讀數頭2與所述光柵尺I的間隙，當所述讀數頭2沿著所述光柵尺I運動時，通過所述輸出線路8把掃描位移測量信號傳輸到后續電子設備中。
[0018]如圖3和圖4所示，所述光柵尺I上等間距排列著周期性光柵刻線，即增量光柵9，在所述增量光柵9中穿插了許多絕對參考點10，所述絕對參考點10按照距離編碼規則排列，工作時，當所述讀數頭2移動經過兩個相鄰參考點后，后續電子設備就能找到絕對參考點位置，快速實現“參考點回零”的操作。
[0019]所述光電傳感器6是由凸鏡61、光電池組62和LED光源63集成的芯片，開始對所述光柵尺I進行掃描時，所述LED光源63發出的光經過所述凸鏡61掃描所述光柵尺I上的刻線，通過光柵的衍射和干涉返回所述光電池組62接收，最后由信號處理單元5得到位移的測量信號。
[0020]本實用新型適用于機床測量領域。
【權利要求】
1.一種光柵尺結構，其特征在于:所述光柵尺結構包括機床、設在所述機床上的光柵尺(I)以及設在所述光柵尺(I)上方的讀數頭(2)，所述讀數頭(2)設在所述機床的移動工作臺上，所述光柵尺(I)與所述機床的運動方向平行，所述讀數頭(2)隨所述移動工作臺移動，并通過內部的光電傳感器(6)掃描所述光柵尺(I)上的增量光柵(9)，得到位移量。
2.根據權利要求1所述的光柵尺結構，其特征在于:所述讀數頭(2)包括殼體(3)、封蓋(4)、設置在所述殼體(3)內部的信號處理單元(5)、設置在所述信號處理單元(5)下方的光電傳感器(6 )、設置在所述殼體(3 )底板上且位置與所述光電傳感器(6 )相對應的掃描窗口(7)以及輸出線路(8)，所述光電傳感器(6)設置在所述掃描窗口(7)的正中間。
3.根據權利要求2所述的光柵尺結構，其特征在于:所述光電傳感器(6)包括凸鏡(61)、光電池組(62)和LED光源(63),所述LED光源(63)發出的光透過所述凸鏡(61)掃描所述光柵尺(I)，光線經過衍射和干涉返回后被所述光電池組(62 )接收。
4.根據權利要求1所述的光柵尺結構，其特征在于:所述光柵尺(I)上刻有增量光柵(9),且在所述增量光柵(9)中穿插有若干絕對參考點(10)。
5.根據權利要求4所述的光柵尺結構，其特征在于:所述光柵尺(I)根據使用長度不同可選用不同材料基體，長度在3米以內時選用玻璃基體，超出3米時基體材料選用鋼帶。
【文檔編號】B23Q17/24GK204036156SQ201420374366
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年7月8日 優先權日:2014年7月8日
【發明者】黃志良 申請人:珠海市怡信測量科技有限公司