一种非接触式光栅尺结构的制作方法

本实用新型涉及光电测量技术领域,尤其涉及一种非接触式光栅尺结构。

背景技术：

光栅尺,也称为光栅尺位移传感器(光栅尺传感器），是利用光栅的光学原理工作的测量反馈装置。光栅尺经常应用于数控机床的闭环伺服系统中,可用作直线位移或者角位移的检测。

在自动测量系统中,往往需要利用到光栅尺位移传感器来满足各方向位移量测量的需求。现有的光栅尺位移传感器通常是在标尺光栅的玻璃面上设置一个装有轴承的滑车,轴承与标尺光栅的玻璃面滚动接触匹配滑车沿标尺光栅滑动，滑车上设置光栅读数头,光栅读数头在跟随滑车移动过程中读取标尺光栅上的增量光栅而获得位移量。但由于标尺光栅的玻璃面上存在摩擦,滑车沿标尺光栅滑行,长期往复滑行会造成标尺光栅的玻璃面的磨损,影响光栅尺位移传感器测量精度,也即现有的采用滑车结构的光栅尺位移传感器的易损毁、使用寿命短。

为此,设计一种解决因摩擦而影响光栅尺位移传感器的精度的非接触时光栅尺结构是现有技术中所亟需的。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是针对现有设计技术中存在的缺陷,提供一种非接触式光栅尺结构,该非接触式光栅尺结构用导轨与滑块替滑车结构,避免滑车对标尺光栅的磨损，其测量精度高、使用寿命长。

本实用新型采取的技术方案如下:一种非接触式光栅尺结构,包括底座,所述底座上设有沿横向方向延伸的标尺光栅,所述底座的横向方向的两端设有两支柱，一滑轨安装在该两支柱上并相对所述标尺光栅平行设置,所述滑轨上设有一与其活动镶嵌连接的滑块,所述滑块底端设有发射模块和接收模块,所述发射模块和接收模块在位置上对称分布在所述标尺光栅径向方向的两侧,且所述发射模块跟随滑块沿所述滑轨横向移动并发出光照射所述标尺光栅的增量光栅,所述接收模块则与所述发射模块同步移动并读取所述标尺光栅上的增量光栅而获得位移量。

作为对上述技术方案的进一步阐述：

在上述技术方案中,所述滑轨通过螺丝与两支柱连接,使之相对所述底座固定

在上述技术方案中,所述底座为铝合金型材底座。

在上述技术方案中,所述滑轨和所述滑块通过燕尾槽结构活动镶嵌连接,所述滑轨为燕尾槽滑轨。

在上述技术方案中,所述标尺光栅为玻璃标尺光栅。

在上述技术方案中,所述发射模块包括光源和透镜，所述光源与所述透镜的中心线位于同一直线上,所述光源发出光经所述透镜透射后能照射所述标尺光栅的增量光栅。

在上述技术方案中,所述接收模块包括指示光栅和光敏元件,所述指示光栅和所述光敏元件的中心与所述光源及透镜的中心位于同一直线上,所述指示光栅用于与所述标尺光栅配合形成匹配位移量的光电信号，而所述光敏元件用于接收匹配位移量的光电信号而获得位移量。

本实用新型的有益效果在于:本新型的非接触式光栅尺结构在标尺光栅的顶端设置滑轨和滑块,将发射模块和接收模块安设在滑块上并使发射模块和接收模块对称设置在标尺光栅的两侧,利用滑轨和滑块替换现有中光栅尺的滑车,去除了标尺滑车对标尺光栅玻璃面的摩擦提高了光栅尺的精度和使用寿命。

附图说明

图1是本新型的装配图；

图2是本新型的分解图。

图中,1.底座,2.标尺光栅,3.支柱,4.滑轨,5.滑块,6.发射模块,7.接收模块。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。

通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本申请,而不能理解为对本申请的限制。在本申请的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“若干个”、“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。在本申请中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接，或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。在本申请中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触,也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

附图1-2实例了本实用新型的一种具体实施例。参考附图1-2,一种非接触式光栅尺结构,用于自动测量系统中,它包括底座1,该底座为铝合金型材底座,所述底座1上设有沿横向方向(X方向)延伸的标尺光栅2,所述标尺光栅2为玻璃标尺光栅,所述底座1的横向方向（X方向）的两端设有两支柱3,一滑轨4安装在该两支柱3上并相对所述标尺光栅2平行设置，所述滑轨4通过螺丝（图中未显示）与两支柱3连接,使滑轨4相对所述底座1固定,所述滑轨4在位置上置于所述标尺光栅2的上端(Z方向),所述滑轨4上设有一与其活动镶嵌连接的滑块5,本实施例中,所述滑轨4和滑块5通过燕尾槽机构活动镶嵌连接,并且所述滑轨4为燕尾槽滑轨;所述滑块5底端(Z方向)设有发射模块6和接收模块7,所述发射模块6和接收模块7在位置上对称分布在所述标尺光栅2径向方向(Y方向）的两侧,并且在Y方向上与所述标尺光栅2正对,所述发射模块6跟随滑块5沿所述滑轨4横向(X方向)移动并发出光照射所述标尺光栅2的增量光栅(该增量光栅为条纹，附图中未显示),所述接收模块7保持与所述发射模块6同步移动并读取所述标尺光栅2上的增量光栅而获得位移量,实际中是所述发射模块6发出的光照射在标尺光栅2上,而所述接收模块7通过其内部的测量元件（光敏元件）根据照射在标尺光栅2上的光转换为匹配位移量的光电信号,需要说明的是，附图中并未显示发射模块6和接收模块7内部的具体部件和结构关系,附图中只是显示额发射模块6和接收模块7的安装块。实际上,所述发射模块6和接收模块7两者共同构成了现有光栅尺的光栅读数头,而具体的是:所述发射模块6包括光源和透镜,所述光源与所述透镜间隔安设在匹配的安装块上,并且所述光源与所述透镜的中心线位于同一直线上,所述光源发出光经所述透镜透射后能照射所述标尺光栅2的增量光栅。所述接收模块7包括指示光栅和光敏元件,所述指示光栅和所述光敏元件也是安设在匹配的安装块上的，并且所述指示光栅和所述光敏元件的中心与所述光源及透镜的中心位于同一直线上,所述指示光栅用于与所述标尺光栅配合形成匹配位移量的光电信号，而所述光敏元件用于接收匹配位移量的光电信号而获得位移量。

本实施例的非接触式光栅尺结构在标尺光栅的顶端设置滑轨4和滑块5,将发射模块6和接收模块7安设在滑块5上并使发射模块6和接收模块7对称设置在标尺光栅2的两侧,利用滑轨4和滑块5替换现有中光栅尺的滑车,去除了标尺滑车对标尺光栅玻璃面的摩擦提高了光栅尺的精度和使用寿命。

以上所述,仅是本实用新型较佳实施例而已,并非对本实用新型作任何形式上的限制,虽然本实用新型以较佳实施例揭露如上,然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员,在不脱离本实用新型技术方案范围内,当利用上述揭示的技术内容作出些许变更或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型技术是指对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本实用新型技术方案的范围内。