专利名称：滚动光栅直线位移传感器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种滚动光栅直线位移传感器，用于对直线位移作精确测量、检测，特别用于数控机床。
［英］G·A·伍尔沃特编著的《数字式传感器》一书介绍了滚动光栅直线位移传感器，在这种传感器中，数码盘可由一个在平面上滑动的滚轮来驱动，由于滚轮的直径是不可调的，给实际运用带来两个困难，一是滚轮精度要求高，加工困难；二是滚轮磨损后，其直径无法校正；同时传感器的安装也是一个难题，滚轮安装不稳定会直接影响测量精度。
本实用新型的目的是提供一种具有直径可调节的滚轮及相应的传感安装调节机构，且测量长度范围广，重复性能稳定、精度高的滚动光栅直线位移传感器。
本实用新型是这样实现的，它包括一个增量式光电轴角编码器，其中的圆光栅码盘由同轴的滚轮驱动，滚轮与编码器(15)的外壳固定连接成一个整体，这个整体的安装基座是可固定在机床溜板(20)上的安装板(19)，其特征在于滚轮(1)是由一球体被平行截去两个球缺而形成的，这种滚轮的滚动直径取决于滚轮与机床导轨平面(16)的接触部位，滚轮(1)的一段弧突出于滚轮壳体(8)外，并镶嵌在一块凸台(2)内，凸台底部可活动地置于滚轮壳体(8)内，由壳体内的弹簧片(13)向外顶压；凸台(2)位于滚轮壳体(8)上，滚轮(1)通过凸台中空部位突出于滚轮壳体(8)外；滚轮壳体(8)上设置有织物(17)和弹簧刮片(14)，凸台(2)、织物(17)、弹簧刮片(14)一起起除尘作用，保护滚轮不被磨损；在滚轮壳体(8)上固定一根安装杆(5)，该安装杆(5)位于编码器(15)一侧并垂直于滚轮平面，安装杆前部(5)与安装板(3)上的一个突出的内含环形刀口的孔以间隙配合方式连接；安装杆(5) 与安装杆尾部的两个可调螺钉(11)(12)两两互相垂直，可调螺钉与安装板(3)一起构成安装杆尾部的定位机构；在滚轮壳体(8)内平行于滚轮工作面开一孔，孔内有一个由弹簧片(13)向外顶出的滑动销(9)，销的前端与安装板(3)弹性接触，滑动销(9)以安装杆(5)为转轴产生的力矩使滚轮(1)与机床导轨平面(16)成弹性接触。
本实用新型由于采用上述技术方案中的滚轮，具有重复性能稳定、精度高、测量长度范围广等优点；同时这种安装连接方式、调整机构以及防削防尘装置构成一个有机整体，结构紧凑，性能稳定可靠。
以下结合附图对本实用新型作进一步描述。
图1是结构及安装示意图，它示意出本实用新型的一个实施例。
图2是图1的主视图。
图3是图1的俯视图。
图4是图2的A－A剖视图。
图5是滚轮(1)的示意图。
图中，1－－滚轮；2－－凸台；3－－安装板；4－－支撑架；5－－安装杆；6－－位置对称的安装杆；7－－连接块；8－－滚轮壳体；9－－滑动销；10－－螺钉；11－－螺钉；12－－螺钉；13－－弹簧片；14－－弹簧刮片；15－－编码器；16－－机床导轨；17－－织物；18－－螺钉；19－－固定在溜板上的安装板；20－－溜板。
本实用新型采取的安装方式是；通过安装板控制安装杆的方向，再利用弹性销顶在安装板上，使滚轮弹性地与机床导轨接触；本实用新型采用的滚轮是由一球体平行截去两球缺而形成的，其滚动直径可由小到大变化。上述技术特点综合体现出几个优点，第一安装方便稳定，滚轮与导轨平面始终保持弹性的良好接触，以便在工作时，滚轮进行纯滚动；第二，安装杆尾部的调节螺钉可适度调节，改变安装杆的方向，进而改变滚轮与导轨平面的接触部位，使滚轮的滚动直径由小到大变化，以补偿滚轮的磨损。
安装基座是安装板(3)与固定在溜板上的安装板(19)固定连接，调整安装杆(5)上螺钉(10、11、12)，支撑架(4)和弹性加力装置滑动销(9)，使滚轮工作面、凸台(2)、织物(17)弹簧刮片(14)与机床导轨平面(16)弹性接触。
滚轮(1)与圆光栅码盘同轴，滚轮(1)在平面导轨(16)上沿直线轨迹摩擦滚动，通过转轴使圆光栅码盘与相对静光栅旋转产生莫尔条纹，由光敏元件接收输出周期信号。
滚轮(1)是由一球体被平行截去两个球缺并保留球心而形成的，滚轮弧线范围轴线倾角设计值4°30′。
滚轮的一段弧突出于滚轮壳体(8)外，并镶嵌在一块凸台(2)内，凸台底部置于滚轮壳体内，滚轮一段弧通过凸中空部位突出于壳体外，凸台由壳体内的弹簧片(13)向外顶压。
滚轮壳体上，与滚轮工作面平行的方向上，设置有织物(17)和弹簧刮片(14)，凸台(2)、织物(17)弹簧刮片(14)一起起除尘作用，工作时清除机床导轨表面异物，保护滚轮不被磨损。
本实施例的安装基座是与固定在溜板上的安装板(19)固定连接的安装板(3)，安装板(3)上前端有一万向支撑架(4)，它有一内含刀口的孔，安装杆(5)可周向转动，安装杆前端与滚轮壳体(8)固定连接，万向支撑架(4)的支点位置尽量靠近安装板及方形滚轮壳体的直角处。安装杆尾部有连接块(7)连接安装板(3)及安装杆(5)，可调螺钉(10)(11)在垂直于滚轮工作面方向上固定安装杆(5)，调整滚轮轴线倾角范围，调整螺钉(12)与两个可调螺钉(10)(11)垂直，它调整滚轮运动轴线相对机床导轨的垂直度。为了适应各种型号的机械设备、各种形式的安装方式，本实施例对称设置有安装杆(6)，其结构和安装方式及作用与安装杆(5)相同。在滚轮壳体内平行滚轮工作面，垂直于安装板的方向上开一孔，孔内有一个由弹簧向外顶出的滑动销(9)，销的前端与安装板(3)弹性接触，滑动销以安装杆为转轴产生的力矩使滚轮与机床导轨平面成弹性接触。
权利要求1.一种滚动光栅直线位移传感器，它包括一个增量式光电轴角编码器，其中的圆光栅码盘由同轴的滚轮驱动，滚轮与编码器的外壳固定连接成一个整体，这个整体的安装基座是可固定在机床溜板(20)上的安装板(19)，其特征在于a、滚轮(1)是由一球体被平行截去两个球缺而形成的，这种滚轮的滚动直径取决于滚轮与机床导轨平面的接触部位；b、滚轮的一段弧突出于滚轮壳体外(8)，并镶嵌在一块凸台(2)内，凸台底部可活动地置于滚轮壳体内，由壳体内的弹簧片(13)向外顶压；c、滚轮壳体(8)上沿滚动方向设置有除尘装置(14)(17)；d、在滚轮壳体上固定一根安装杆(5)，该安装杆位于编码器一侧并垂直于滚轮平面，安装杆前部与安装板上的一个突出的内含环形刀口的孔间隙配合连接；安装杆尾部的两个相互垂直的调节螺钉(11)(12)，与安装板(3)一起构成安装杆尾部的定位机构；e、在滚轮壳体内平行于滚轮开一孔，孔内有一个由弹簧向外顶出的滑动销(9)，滑动销的前端与安装板(3)弹性接触，滑动销以安装杆(5)为转轴产生的力矩使滚轮(1)与机床导轨平面(16)成弹性接触。
2.根据权利要求1所述的滚动光栅直线位移传感器，其特征在于其除尘装置为在滚轮壳体上对称分布于滚轮凸出弧段两端的织物(17)和弹簧刮片(14)。
3.一种用于滚动光栅直线位移传感器的滚轮，其特征在于滚轮是由一球体被平行截去两个球缺形成的，滚轮的滚动直径取决于滚轮与机床导轨平面的接触部位。
专利摘要本实用新型涉及一种滚动光栅直线位移传感器，它包括一个增量式光电轴角编码器，码盘由同轴的滚轮驱动，滚轮与编码器的外壳固定连接成一个整体并安装在机床溜板上。测量时，滚轮在导轨平面上滚动，同轴驱动码盘，相对于静光栅码盘旋转产生莫尔条纹，光敏元件将转换信号输送给电子设备进行处理。
文档编号G01B11/02GK2154459SQ9122624
公开日1994年1月26日 申请日期1991年9月26日 优先权日1991年9月26日
发明者张学联, 杨立新 申请人:国营湖北华中精密仪器厂