數控機床直線光柵尺的制作方法
【技術領域】
[0001 ]本發明涉及數控機床領域，尤其是一種數控機床直線光柵尺。
【背景技術】
[0002]數控機床直線光柵尺主要用于數控銑床、加工中心、鏜床、車床和磨床，直線光柵尺的動態性能優良，因無機械接觸，運動速度高，幾乎是所有進給軸為伺服控制環控制的機器和設備的最佳選擇，能夠滿足進給軸高動態性能要求。
[0003 ]市場常用的光柵尺幾乎均為國外少數幾種品牌所占領，常用柵距為40μηι和20μηι，少數精度要求超高的情況下，柵距達到8μπι。多采用光學成像掃描或光學干涉掃描法，生成周期性TTL或正弦波電壓位置信號，再由讀數頭電路細分，4倍頻、5倍頻或10倍頻至最高Ιμπι精度。
【發明內容】
[0004]本發明要解決的技術問題是:提出一種數控機床直線光柵尺，解決數控機床直線光柵尺因蝕刻柵矩過小(高要求機床甚至小于8μπι)而導致制造難度大、光學成像邊界模糊、抗污染能力低而報警的問題。
[0005]本發明所采用的技術方案為:一種數控機床直線光柵尺，包括讀數頭和柵尺，其特征在于:所述的柵尺具有兩排柵線，分別為第一排柵線和第二排柵線;所述的第一排柵線為每等距離刻度;所述的第二排柵線也為等距離刻度且第二排柵線的刻度距離大于第一排柵線的刻度距離;所述的第一排柵線與第二排柵線之間為脈沖。
[0006]進一步的說，本發明所述的第一排柵線每ΙΟΟμπι距離刻度一個柵線;所述的第二排柵線每ΙΙΟμπι距離刻度一個柵線;所述的脈沖每ΙΙΟμπι出現一個，作為0位脈沖。
[0007]再進一步的說，本發明所述的讀數頭在柵尺上自左向右或自右向左移動。
[0008]本發明采用ΑΒ相雙排ΙΟΟμπι柵矩并錯位ΙΟμπι的方法，有效工作柵矩為ΙΟμ??，使制造難度大為降低，有效提高抗油水污染能力，光電池組產生的脈沖信號抗干擾性較強，具有較高的新穎性和創造性;具有廣泛的實用價值。
[0009]本發明的有益效果是:
[0010]1)光柵尺蝕刻柵矩大，易于制造；
[0011 ] 2)光學成像邊界清晰，電信號較強；
[0012]3)有效計量柵矩10μπι，10倍頻細分精度Ιμ??，精度高；
[0013]4)工作可靠，采用工業控制中的成熟芯片，性能穩定；
[0014]5)抗干擾能力強，響應快；
[0015]6)抗污染能力強，有效降低故障率。
【附圖說明】
[0016]下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。
[0017]圖1是本發明雙排法蝕刻光柵線原理圖；
[0018]圖2是本發明AB相脈沖圖。
【具體實施方式】
[0019]現在結合附圖和優選實施例對本發明作進一步詳細的說明。這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本發明的基本結構，因此其僅顯示與本發明有關的構成。
[0020]如圖1-2所示，一種數控機床直線光柵尺，第一排為A排，每ΙΟΟμπι距離刻度一個柵線，第二排為Β排，Β排每ΙΙΟμπι距離刻度一個柵線。中間柵線為Ζ脈沖，每ΙΙΟμπι出現一個Ζ脈沖，作為0位脈沖，便于機床記錄絕對位置與回零操作。
[0021 ] 讀數頭光學成像原理圖為:LED光源由外部+5V供電，光線經聚光鏡聚光后，透過掃描掩膜，和測量基準(光柵尺)兩排錯位光柵和零點柵格照到光電池組上，產生位置脈沖信號。此信號再輸送到機床NC中處理成絕對位置和增量位置。
[0022]0位時第一個AB脈沖相差ΙΟμπι，第二個AB脈沖相差20μπι，第三個AB脈沖相差30μπι，以此類推，此時，位置記第一個ΑΒ脈沖差值，即ΙΟμπι。
[0023]讀數頭右移ΙΟμπι時，第二個ΑΒ脈沖相差ΙΟμπι，第三個ΑΒ脈沖相差20μπι，第四個ΑΒ脈沖相差30μηι，以此類推，此時，位置記第二個ΑΒ脈沖差值，S卩ΙΟμπι。
[0024]讀數頭再右移ΙΟμπι時，第三個ΑΒ脈沖相差ΙΟμπι，第四個ΑΒ脈沖相差20μπι，第五個ΑΒ脈沖相差30μπι，以此類推，此時，位置記第三個ΑΒ脈沖差值，即ΙΟμπι。
[0025]即，從0位起，讀數頭每右移ΙΟμπι，分別計第1、2、3、4.……個ΑΒ脈沖，保證光學計量精度為1 Ομπι。再由讀數頭電路細分，10倍頻至Ιμπι計量精度。
[0026]如讀數頭左移，情況類似。
[0027]本發明采用新型光柵設計形式，在柵矩為ΙΟΟμπι的情況下，可達到ΙΟμπι柵距的同等精度效果，且因柵距相對較大，光學成像清淅，光柵尺抗污染的能力大大加強，極大地減少了故障率。
[0028]以上說明書中描述的只是本發明的【具體實施方式】，各種舉例說明不對本發明的實質內容構成限制，所屬技術領域的普通技術人員在閱讀了說明書后可以對以前所述的【具體實施方式】做修改或變形，而不背離本發明的實質和范圍。
【主權項】
1.一種數控機床直線光柵尺，包括讀數頭和柵尺，其特征在于:所述的柵尺具有兩排柵線，分別為第一排柵線和第二排柵線;所述的第一排柵線為每等距離刻度;所述的第二排柵線也為等距離刻度且第二排柵線的刻度距離大于第一排柵線的刻度距離;所述的第一排柵線與第二排柵線之間為脈沖。2.如權利要求1所述的數控機床直線光柵尺，其特征在于:所述的第一排柵線每ΙΟΟμπι距離刻度一個柵線;所述的第二排柵線每ΙΙΟμπι距離刻度一個柵線;所述的脈沖每ΙΙΟμπι出現一個，作為0位脈沖。3.如權利要求1所述的數控機床直線光柵尺，其特征在于:所述的讀數頭在柵尺上自左向右或自右向左移動。
【專利摘要】本發明涉及一種數控機床直線光柵尺，包括讀數頭和柵尺，其特征在于：所述的柵尺具有兩排柵線，分別為第一排柵線和第二排柵線；所述的第一排柵線為每等距離刻度；所述的第二排柵線也為等距離刻度且第二排柵線的刻度距離大于第一排柵線的刻度距離；所述的第一排柵線與第二排柵線之間為脈沖。本發明采用AB相雙排100μm柵矩并錯位10μm的方法，有效工作柵矩為10μm，使制造難度大為降低，有效提高抗油水污染能力，光電池組產生的脈沖信號抗干擾性較強，具有較高的新穎性和創造性；具有廣泛的實用價值。
【IPC分類】B23Q17/24
【公開號】CN105436995
【申請號】CN201511027193
【發明人】潘天堂, 陳新, 岳興蓮, 陳加平
【申請人】常州機電職業技術學院
【公開日】2016年3月30日
【申請日】2015年12月31日