数控机床直线光栅尺的制作方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及数控机床领域，尤其是一种数控机床直线光栅尺。
【背景技术】
[0002]数控机床直线光栅尺主要用于数控铣床、加工中心、镗床、车床和磨床，直线光栅尺的动态性能优良，因无机械接触，运动速度高，几乎是所有进给轴为伺服控制环控制的机器和设备的最佳选择，能够满足进给轴高动态性能要求。
[0003 ]市场常用的光栅尺几乎均为国外少数几种品牌所占领，常用栅距为40μηι和20μηι，少数精度要求超高的情况下，栅距达到8μπι。多采用光学成像扫描或光学干涉扫描法，生成周期性TTL或正弦波电压位置信号，再由读数头电路细分，4倍频、5倍频或10倍频至最高Ιμπι精度。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的技术问题是:提出一种数控机床直线光栅尺，解决数控机床直线光栅尺因蚀刻栅矩过小(高要求机床甚至小于8μπι)而导致制造难度大、光学成像边界模糊、抗污染能力低而报警的问题。
[0005]本发明所采用的技术方案为:一种数控机床直线光栅尺，包括读数头和栅尺，其特征在于:所述的栅尺具有两排栅线，分别为第一排栅线和第二排栅线;所述的第一排栅线为每等距离刻度;所述的第二排栅线也为等距离刻度且第二排栅线的刻度距离大于第一排栅线的刻度距离;所述的第一排栅线与第二排栅线之间为脉冲。
[0006]进一步的说，本发明所述的第一排栅线每ΙΟΟμπι距离刻度一个栅线;所述的第二排栅线每ΙΙΟμπι距离刻度一个栅线;所述的脉冲每ΙΙΟμπι出现一个，作为0位脉冲。
[0007]再进一步的说，本发明所述的读数头在栅尺上自左向右或自右向左移动。
[0008]本发明采用ΑΒ相双排ΙΟΟμπι栅矩并错位ΙΟμπι的方法，有效工作栅矩为ΙΟμ??，使制造难度大为降低，有效提高抗油水污染能力，光电池组产生的脉冲信号抗干扰性较强，具有较高的新颖性和创造性;具有广泛的实用价值。
[0009]本发明的有益效果是:
[0010]1)光栅尺蚀刻栅矩大，易于制造；
[0011 ] 2)光学成像边界清晰，电信号较强；
[0012]3)有效计量栅矩10μπι，10倍频细分精度Ιμ??，精度高；
[0013]4)工作可靠，采用工业控制中的成熟芯片，性能稳定；
[0014]5)抗干扰能力强，响应快；
[0015]6)抗污染能力强，有效降低故障率。
【附图说明】
[0016]下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0017]图1是本发明双排法蚀刻光栅线原理图；
[0018]图2是本发明AB相脉冲图。
【具体实施方式】
[0019]现在结合附图和优选实施例对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
[0020]如图1-2所示，一种数控机床直线光栅尺，第一排为A排，每ΙΟΟμπι距离刻度一个栅线，第二排为Β排，Β排每ΙΙΟμπι距离刻度一个栅线。中间栅线为Ζ脉冲，每ΙΙΟμπι出现一个Ζ脉冲，作为0位脉冲，便于机床记录绝对位置与回零操作。
[0021 ] 读数头光学成像原理图为:LED光源由外部+5V供电，光线经聚光镜聚光后，透过扫描掩膜，和测量基准(光栅尺)两排错位光栅和零点栅格照到光电池组上，产生位置脉冲信号。此信号再输送到机床NC中处理成绝对位置和增量位置。
[0022]0位时第一个AB脉冲相差ΙΟμπι，第二个AB脉冲相差20μπι，第三个AB脉冲相差30μπι，以此类推，此时，位置记第一个ΑΒ脉冲差值，即ΙΟμπι。
[0023]读数头右移ΙΟμπι时，第二个ΑΒ脉冲相差ΙΟμπι，第三个ΑΒ脉冲相差20μπι，第四个ΑΒ脉冲相差30μηι，以此类推，此时，位置记第二个ΑΒ脉冲差值，S卩ΙΟμπι。
[0024]读数头再右移ΙΟμπι时，第三个ΑΒ脉冲相差ΙΟμπι，第四个ΑΒ脉冲相差20μπι，第五个ΑΒ脉冲相差30μπι，以此类推，此时，位置记第三个ΑΒ脉冲差值，即ΙΟμπι。
[0025]即，从0位起，读数头每右移ΙΟμπι，分别计第1、2、3、4.……个ΑΒ脉冲，保证光学计量精度为1 Ομπι。再由读数头电路细分，10倍频至Ιμπι计量精度。
[0026]如读数头左移，情况类似。
[0027]本发明采用新型光栅设计形式，在栅矩为ΙΟΟμπι的情况下，可达到ΙΟμπι栅距的同等精度效果，且因栅距相对较大，光学成像清淅，光栅尺抗污染的能力大大加强，极大地减少了故障率。
[0028]以上说明书中描述的只是本发明的【具体实施方式】，各种举例说明不对本发明的实质内容构成限制，所属技术领域的普通技术人员在阅读了说明书后可以对以前所述的【具体实施方式】做修改或变形，而不背离本发明的实质和范围。
【主权项】
1.一种数控机床直线光栅尺，包括读数头和栅尺，其特征在于:所述的栅尺具有两排栅线，分别为第一排栅线和第二排栅线;所述的第一排栅线为每等距离刻度;所述的第二排栅线也为等距离刻度且第二排栅线的刻度距离大于第一排栅线的刻度距离;所述的第一排栅线与第二排栅线之间为脉冲。2.如权利要求1所述的数控机床直线光栅尺，其特征在于:所述的第一排栅线每ΙΟΟμπι距离刻度一个栅线;所述的第二排栅线每ΙΙΟμπι距离刻度一个栅线;所述的脉冲每ΙΙΟμπι出现一个，作为0位脉冲。3.如权利要求1所述的数控机床直线光栅尺，其特征在于:所述的读数头在栅尺上自左向右或自右向左移动。
【专利摘要】本发明涉及一种数控机床直线光栅尺，包括读数头和栅尺，其特征在于：所述的栅尺具有两排栅线，分别为第一排栅线和第二排栅线；所述的第一排栅线为每等距离刻度；所述的第二排栅线也为等距离刻度且第二排栅线的刻度距离大于第一排栅线的刻度距离；所述的第一排栅线与第二排栅线之间为脉冲。本发明采用AB相双排100μm栅矩并错位10μm的方法，有效工作栅矩为10μm，使制造难度大为降低，有效提高抗油水污染能力，光电池组产生的脉冲信号抗干扰性较强，具有较高的新颖性和创造性；具有广泛的实用价值。
【IPC分类】B23Q17/24
【公开号】CN105436995
【申请号】CN201511027193
【发明人】潘天堂, 陈新, 岳兴莲, 陈加平
【申请人】常州机电职业技术学院
【公开日】2016年3月30日
【申请日】2015年12月31日