一种线位移光栅传感器结构的制作方法

本实用新型涉及一种线位移光栅传感器结构。

背景技术：

光栅线位移传感器也叫光栅尺。光栅尺一般包括测量运动的读数头和固定的尺身，尺身中装有标尺光栅，读数头则包括可以在标尺光栅上滑动的扫描车，扫描车内安装有光电传感器等光学装置，具有光电发射、接收等功能，光栅尺通过读数头内的扫描车扫描标尺光栅上的光栅刻线产生光电信号。

目前数控机床的精度和速度要求越来越高时，当滚珠丝杆及其螺母来快速移动机床工作台，滚珠丝杆开始发热温升，采用光栅线位移传感器的位置测量变得越来越重要。

通常机床上安装的光栅尺测量时都会有一个重复性的误差，因为光栅尺的读数头内有支架和小车，支架和小车的机械结构连接之间会有配合公差，在使用时读数头会沿尺身往复运动，当高速运动或改变运动方向时，会产生背隙误差，通常叫重复性误差。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是提供一种线位移光栅传感器结构，其结构简单、设计合理、可以提高光栅尺的测量精度，实现无背隙往复运动，消除往复测量误差。

本实用新型所采用的技术方案是：本实用新型包括尺身模块和读数头模块，所述尺身模块包括本体和设置在所述本体内部且平行于所述本体的长度方向的玻璃标尺光栅，所述本体的上部设有开口，所述读数头模块包括与所述玻璃标尺光栅相配合的扫描车和设置在所述扫描车上部的扫描车安装座，所述扫描车安装座的上部穿出所述开口，所述扫描车安装座的底部设置有与所述扫描车相适配的安装腔体，所述安装腔体内部的一侧设置有拉簧，所述扫描车的一端与所述拉簧相连接。

进一步地，所述安装腔体在具有所述拉簧的一侧上还设置有与所述拉簧的长度相适配的凸台，所述凸台的末端镶嵌有玻珠，所述扫描车在与所述拉簧相连接的一端设置有挡片，所述挡片与所述玻珠接触配合。

进一步地，所述安装腔体的后壁上间隔设置有两个压力弹簧，所述压力弹簧与所述扫描车的后部相配合，所述安装腔体在两个所述压力弹簧的上方中部还间隔设有两个压力线弹簧，所述压力线弹簧与所述扫描车的顶部相配合。

进一步地，所述本体上端的开口处设置有上下两层防尘胶皮，所述扫描车安装座的底部位于所述本体内部，所述扫描车安装座的顶部位于所述本体的外部，所述扫描车安装座的中部设置在所述开口处。

进一步地，所述扫描车的前端下部设置有与所述玻璃标尺光栅相适配的缺口方槽，所述缺口方槽的后侧面上设置有三组第一滚轮，所述第一滚轮与所述玻璃标尺光栅的后侧面相配合，所述缺口方槽的上端面上设置有两组第二滚轮，所述第二滚轮与所述玻璃标尺光栅的上端面相配合。

进一步地，所述扫描车的顶部间隔设置有两个方型凹槽，所述压力线弹簧与所述方型凹槽相配合。

进一步地，所述扫描车的前端固定设置有电路板。

进一步地，所述玻璃标尺光栅上设置有刻度。

本实用新型的有益效果为：本实用新型通过拉簧拉住扫描车的一端，同时，玻珠顶住挡片，从而实现扫描车安装座和扫描车两者的刚性接触弹性连接，实现无背隙往复运动，消除往复测量误差。读数头模块运动过程中，扫描车始终受到一个方向的拉力，同时玻珠抵住扫描车的挡片，不管读数头模块的运动如何改变，加速减速或掉头，都不会产生往复运动的背隙，消除测量的重复性误差，即提高了测量的准确度。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图；

图2是尺身模块的结构示意图；

图3是读数头模块的结构示意图；

图4是读数头模块的分解结构示意图。

具体实施方式

如图1至图4所示，本实用新型的具体实施方式是：本实用新型包括尺身模块1和读数头模块2，所述尺身模块1包括本体3和设置在所述本体3内部且平行于所述本体3的长度方向的玻璃标尺光栅4，所述本体3的上部设有开口5，尺身模块1的本体3是一条铝制型材，玻璃标尺光栅4通过胶水固定；本体3上有孔位，通过螺丝固定于数控机床的床身。

所述读数头模块2包括与所述玻璃标尺光栅4相配合的扫描车6和设置在所述扫描车6上部的扫描车安装座7，所述扫描车安装座7的上部穿出所述开口5，读数头模块2通过螺丝固定于数控机床的移动的工作台轴，当数控机床的工作台轴移动时，读数头模块2扫描尺身模块1内的玻璃标尺光栅4线纹，产生光电信号，通过信号处理单元处理后，得到光栅尺的位置信息。

所述扫描车安装座7的底部设置有与所述扫描车6相适配的安装腔体8，所述安装腔体8内部的一侧设置有拉簧9，所述扫描车6的一端与所述拉簧9相连接。所述安装腔体8在具有所述拉簧9的一侧上还设置有与所述拉簧9的长度相适配的凸台10，所述凸台10的末端镶嵌有玻珠11，所述扫描车6在与所述拉簧9相连接的一端设置有挡片12，所述挡片12与所述玻珠11接触配合。在本实用新型中，挡片12为硬质合金挡片12，用于与玻珠11硬性接触配合。通过拉簧9拉住扫描车6的一端，同时，玻珠11顶住挡片12，从而实现扫描车安装座7和扫描车6两者的刚性接触弹性连接，实现无背隙往复运动，消除往复测量误差。读数头模块2运动过程中，扫描车6始终受到一个方向的拉力，同时玻珠11抵住扫描车6的挡片12，当读数头高速运动或突然加速、减速运动的情况下，均不会产生往复运动的背隙，消除测量的重复性误差，即提高了测量的准确度。

进一步地，所述安装腔体8的后壁上间隔设置有两个压力弹簧13，所述压力弹簧13与所述扫描车6的后部相配合，所述安装腔体8在两个所述压力弹簧13的上方中部还间隔设有两个压力线弹簧14，所述压力线弹簧14与所述扫描车6的顶部相配合；所述扫描车6的前端下部设置有与所述玻璃标尺光栅4相适配的缺口方槽15，所述缺口方槽15的后侧面上设置有三组第一滚轮16，所述第一滚轮16与所述玻璃标尺光栅4的后侧面相配合，所述缺口方槽15的上端面上设置有两组第二滚轮17，所述第二滚轮17与所述玻璃标尺光栅4的上端面相配合。压力弹簧13对扫描车6Y方向向外施力，压力线弹簧14对扫描车6Z方向向下施力，使得扫描车6可以柔性压紧玻璃标尺光栅4；另外，三组第一滚轮16同时配合令扫描车6可以对玻璃标尺光栅4的后端面进行滑动配合，两组第二滚轮17同时配合令扫描车6可以对玻璃标尺光栅4的上端面进行滑动配合。

进一步地，所述本体3上端的开口5处设置有上下两层防尘胶皮18，所述扫描车安装座7的底部位于所述本体3内部，所述扫描车安装座7的顶部位于所述本体3的外部，所述扫描车安装座7的中部设置在所述开口5处。设计防尘胶皮18用于提高玻璃标尺光栅4的防尘防污能力，另外，将玻璃标尺光栅4垂直固定于尺身模块1内，避免玻璃线纹面正对尺身模块1的开口5处。

进一步地，所述扫描车6的顶部间隔设置有两个方型凹槽19，所述压力线弹簧14与所述方型凹槽19相配合。

进一步地，所述扫描车6的前端固定设置有电路板20。

进一步地，所述玻璃标尺光栅4上设置有刻度。

扫描车6通过拉簧9于X方向连接，压力弹簧13于Y方向连接，压力线弹簧14于Z方向连接，三种弹簧柔性连接至扫描车安装座7；另外，配合，X方向上的玻珠11与挡片12的硬性接触连接，使得扫描车6在运动过程中可以相对固定，实现无背隙往复运动，消除往复测量误差。

本实用新型可用于光栅传感器的技术领域。