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数控加工中心位置检测装置

光栅的结构和示数

(1）光栅的结构―光标测量装置包括光标尺和光电读数装置两部分。光标尺是一条上面刻有一系列平行等间距密集刻线的透明玻璃片,或是带有全反射等间距密集刻线的长条形金属镜面。前者称为透射式光栅，后者称为反射式光趣。在数控系统中用得比较多的是透射式光酬。常用透射式光栅的光标尺的刻线密度有25条/mm.50条/mm.100条/mm和250条/mm等4种。光标尺实际上是一根有着很密刻线的尺子,每根刻线的间隔代表一个准确的敞小尺寸。光电读数装置由光源、聚光镜、指示光册和光电池组成。

(2）光栅的示数

理论上，用光栅测量位移时,只要数出测量对象上某一个确定点相对于光栅移过的刻线即可。实际上，由于刻线过密，直接对刻线计数很困难，因而目前利用光册的莫尔干涉条纹或相位干涉条纹进行计数。

莫尔干涉条纹光册，此时指示光栅的刻线与光标尺的刻线完全一样，是等距的。安装时光标尺的刻线与指示光栅的刻线有一夹角,这样在光标尺的横向方向就产生了黑白相间的莫尔干涉条纹。当指示光栅相对于光标尺移动时,莫尔条纹沿其垂直方向上下移动。移过的莫尔干涉条纹数等于移过的光榻的刻线数。沿着莫尔干涉条纹的移动方向放置四枚光电池，其间距为莫尔干涉条纹的1/4,这样就可产生相位差为90°的四个信号。通过细分和辨向电路对这些信号进行处理,即可检测位移量及运动方向。

反射式相位干涉条纹。主光栅与指示光栅的刻线宽度相同,但刻线的距离不相等。若以主光栅的刻线为基准，指示光栅的四条刻线依次错开0°、90°、180°、270°,光电池为水平方向排列，当指示光栅相对于主光榻移动时，光电池各瞬间接收的光通量就不同，产生的电势相位彼此错开90°。这些信号经过细分和辨向电路的处理，即可测知移动量和移动方向。因为指示光栅的刻线是按相位排列的，故称这种光册为相位光栅。