数控车床光栅的种类及工作原理

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    数控车床上的光栅是将机械位移或模拟量转变为数字脉冲，反馈给CNC系统，实现闭环位置控制。在高精度数控机床上，使用光栅作为位置检测装置。数控机床计量光栅是用于数控机床的精密检测装置，具有测量精度高、响应速度快、量程宽等特点，是闭环系统中一种用得较多的位置检测装置。
      光栅种类很多，其中有物理光栅和计量光栅之分。数控机床物理光栅的刻线细而密，栅距在0.002—0.005mm之间，通常用于光谱分析和光波波长的测定。数控机床计量光栅相对来说刻线较粗，栅距在0.004—0.25mm乏间，通常用于数字检测系统，用来检测高精度的直线位移和角位移。
      根据光线在光栅中是反射还是透射分为透射光栅和反射光栅。透射光栅是在玻璃的表面上制成透明与不透明间隔相等的线纹。反射光栅是在钢尺或不锈钢带的表面上，光整加工成反射光很强的镜面，用照相腐蚀工艺制作光栅条纹。另外根据光栅形状可分为直线光栅和圆光栅，直线光栅用于检测直线位移，圆光栅用于检测角位移。
      光栅位置检测装置由光派、长光栅（标尺光栅）、短光栅（指示光栅）、光电接收元件等组成。
      光栅装置由标尺光栅和指示光栅组成，在标尺光栅和指示光栅上都有密度相同的许多刻线，称为光栅条纹。光栅条纹的密度一般为每毫米25、50.100或250条。通常指示光栅固定在机床的固定部件上，标尺光栅固定在机床的移动部件上t两者随数控机床移动部件的移动而相对移动。两光栅尺相互平行放置，并保持一定的间隙(o. 00~o．imm)重叠在一起．a为栅线宽，^为栅线缝隙宽，d-。+^为光栅的栅距。数控机床由光源、透镜、光栅尺、光敏元件和一系列信号处理电路组成。信号处理电路一般包括放大、整形、鉴向、倍频电路等。通常情况下，除标尺光栅与工作龠装在一起随其移动外，光源、透镜、指示光栅、光敏元件和信号处理电路均装在一个壳体内，做成一个单独的部件，固定在机床上，其作用是将光栅莫尔条纹变成电信号。读数头由光源，透镜、指示光栅、光敏元件和驱动线路组成，是一个单独的部件。
      对于棚距d相等的指示光栅和标尺光栅，当两光栅尺沿线纹方向保持一个很小的夹角日、www.vtoall.com刻划面相对平行且有一个很小的间隙(一般取0 05mm，0 imm)放置时，在光源的照射下，由于先的衍射或遮光效应，在与两光栅线纹角目的平分线相垂直的方向上，形成明暗相间的条纹，这种条纹称“莫尔条纹”。由于0角很小-所以奠尔条纹近似垂直于光栅的线纹，故有时称莫尔条纹为横向奠尔条纹。莫尔条纹中两条亮纹或两条暗纹之间的距离称为奠尔条纹的宽度，以埘表不。

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数控车床上的光栅是将机械位移或模拟量转变为数字脉冲