美国ACU-RITE光栅尺SENC50安装指导
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ACU-RITE光栅尺线位移传感器的安装比较灵活,可安装在机床的不同部位。
一般将主尺安装在机床的工作台(滑板)上,随机床走刀而动,读数头固定在床身上,尽可能使读数头安装在主尺的下方。其安装方式的选择必须注意切屑、切削液及油液的溅落方向。如果由于安装位置限制必须采用读数头朝上的方式安装时,则必须增加辅助密封装置。另外,一般情况下,读数头应尽量安装在相对机床静止部件上,此时输出导线不移动易固定,而尺身则应安装在相对机床运动的部件上(如滑板)。
1、ACU-RITE光栅尺线位移传感器安装基面
安装光栅尺传感器时,不能直接将传感器安装在粗糙不平的机床身上,更不能安装在打底涂漆的机床身上。光栅主尺及读数头分别安装在机床相对运动的两个部件上。用千分表检查机床工作台的主尺安装面与导轨运动的方向平行度。千分表固定在床身上,移动工作台,要求达到平行度为0.1mm/1000mm以内。如果不能达到这个要求,则需设计加工一件光栅尺基座。
基座要求做到:(1)应加一根与光栅尺尺身长度相等的基座(好基座长出光栅尺50mm左右)。(2)该基座通过铣、磨工序加工,保证其平面平行度0.1mm/1000mm以内。另外,还需加工一件与尺身基座等高的读数头基座。读数头的基座与尺身的基座共误差不得大于±0.2mm。安装时,调整读数头位置,达到读数头与光栅尺尺身的平行度为0.1mm左右,读数头与光栅尺尺身之间的间距为1~1.5mm左右。
2、ACU-RITE光栅尺线位移传感器主尺安装
将光栅主尺用M4螺钉上在机床安装的工作台安装面上,但不要上紧,把千分表固定在床身上,移动工作台(主尺与工作台同时移动)。用千分表测量主尺平面与机床导轨运动方向的平行度,调整主尺M4螺钉位置,使主尺平行度满足0.1mm/1000mm以内时,把M2螺钉上紧。
在安装光栅主尺时,应注意如下三点:
(1) 在装主尺时,如安装过1.5M以上的光栅时,不能象桥梁式只安装两端头,尚需在整个主尺尺身中有支撑。(2)在有基座情况下安装好后,好用一个卡子卡住尺身中点(或几点)。(3)不能安装卡子时,好用玻璃胶粘住光栅尺身,使基尺与主尺固定好。
3、光栅尺线位移传感器读数头的安装
在安装读数头时,首先应保证读数头的基面达到安装要求,然后再安装读数头,其安装方法与主尺相似。后调整读数头,使读数头与光栅主尺平行度保证在0.1mm之内,其读数头与主尺的间隙控制在1~1.5mm以内。
4、ACU-RITE光栅尺线位移传感器限位装置
ACU-RITE光栅线位移传感器全部安装完以后,一定要在机床导轨上安装限位装置,以免机床加工产品移动时读数头冲撞到主尺两端,从而损坏光栅尺。另外,用户在选购光栅线位移传感器时,应尽量选用出机床加工尺寸100mm左右的光栅尺,以留有余量。
5、ACU-RITE光栅尺线位移传感器检查
光栅线位移传感器安装完毕后,可接通数显表,移动工作台,观察数显表计数是否正常。
在机床上选取一个参考位置,来回移动工作点至该选取的位置。数显表读数应相同(或回零)。另外也可使用千分表(或百分表),使千分表与数显表同时调至零(或记忆起始数据),往返多次后回到初始位置,观察数显表与千分表的数据是否一致。
通过以上工作,光栅尺线位移传感器的安装就完成了。但对于一般的机床加工环境来讲,铁屑、切削液及油污较多。因此,传感器应附带加装护罩,护罩的设计是按照传感器的外形截面放大留一定的空间尺寸确定,护罩通常采用橡皮密封,使其具备一定的防水防油能力。[2]
工作原理
莫尔条纹
以透射光栅为例,当指示光栅上的线纹和标尺光栅上的线纹之间形成一个小角度θ,并且两个光栅尺刻面相对平行放置时,在光源的照射下,位于几乎垂直的栅纹上,形成明暗相间的条纹。这种条纹称为“莫尔条纹” (右图所示)。严格地说,莫尔条纹排列的方向是与两片光栅线纹夹角的平分线相垂直。莫尔条纹中两条亮纹或两条暗纹之间的距离称为莫尔条纹的宽度,以W表示。
莫尔条纹
W=ω /2* sin(θ /2)=ω /θ 。[1]
莫尔条纹具有以下特征:
(1)莫尔条纹的变化规律
两片光栅相对移过一个栅距,莫尔条纹移过一个条纹距离。由于光的衍射与干涉作用,莫尔条纹的变化规律近似正(余)弦函数,变化周期数与光栅相对位移的栅距数同步。
(2)放大作用
在两光栅栅线夹角较小的情况下,莫尔条纹宽度W和光栅栅距ω、栅线角θ之间有下列关系。式中,θ的单位为rad,W的单位为mm。由于倾角很小,sinθ很小,则
W=ω /θ
若ω =0.01mm,θ=0.01rad,则上式可得W=1,即光栅放大了100倍。
(3)均化误差作用
莫尔条纹是由若干光栅条纹共用形成,例如每毫米100线的光栅,10mm宽度的莫尔条纹就有1000条线纹,这样栅距之间的相邻误差就被平均化了,消除了由于栅距不均匀、断裂等造成的误差。
检测与数据处理
电子细分与判向法
ACU-RITE光栅测量位移的实质是以光栅栅距为一把标准尺子对位称量进行测量。高分辨率的光栅尺一般造价较贵,且制造困难。为了提高系统分辨率,需要对莫尔条纹进行细分,目前(2006年)光栅尺传感器系统多采用电子细分方法。当两块光栅以微小倾角重叠时,在与光栅刻线大致垂直的方向上就会产生莫尔条纹,随着光栅的移动,莫尔条纹也随之上下移动。这样就把对光栅栅距的测量转换为对莫尔条纹个数的测量。
在一个莫尔条纹宽度内,按照一定间隔放置4个光电器件就能实现电子细分与判向功能。例如,栅线为50线对/mm的光栅尺,其光栅栅距为0.02mm,若采用四细分后便可得到分辨率为5μm的计数脉冲,这在工业普通测控中已达到了很高精度。由于位移是一个矢量,即要检测其大小,又要检测其方向,因此至少需要两路相位不同的光电信号。为了消除共模干扰、直流分量和偶次谐波,通常采用由低漂移运放构成的差分放大器。由4个光敏器件获得的4路光电信号分别送到2只差分放大器输入端,从差分放大器输出的两路信号其相位差为π/2,为得到判向和计数脉冲,需对这两路信号进行整形,首先把它们整形为占空比为1:1的方波。然后,通过对方波的相位进行判别比较,就可以等到光栅尺的移动方向。通过对方波脉冲进行计数,可以等到光栅尺的位移和速度。
SENC 50
由于其极其紧凑的尺寸,在许多不同类型的应用程序和情况的SENC 50线性编码器的结果。 这是特别合适的,如果安装空间有限或受限制。
紧凑的尺寸
从0.5微米到5微米的分辨率
输出信号:TTL
50 mm测量长度,以525毫米
距离编码参考点
产品规格
测量标准玻璃光栅尺与增量式光栅精度等级±3微米测量长度ML公制安装板可选
50 75 100 125 150 175 200 225 250 275 300 325 350 375 425
475 525测量长度ML英寸增量信号TTLTTL×5TTL×10光栅周期
内部细分20微米
无20微米
5倍20微米
10倍信号周期20微米4微米2微米测量步5微米1微米0.5微米参考点距离编码无负载5.1 V±0.1 V / <180毫安5.1 V±0.1 V / <220毫安电气连接电缆的金属铠甲,用9针D sub连接器,长度:3米电缆长度≤6米(长与ACU-RITE电缆)遍历速度≤60米/分钟要求的移动力≤2.2?工作温度温度0到+50°C,湿度25%至95%(无冷凝形成)储存温度温度-20?+70℃,湿度20%至95%(无冷凝形成)防护等级EN 60 529IP 53时,按照安装说明安装重量0.5公斤+ 0.3公斤/米测量长度
主要型号:VUE型、200S型、300S型、SENC 50、SENC 150、MILLPWR系列、3500i型
近50年来,ACU-RITE代表了的读出系统,精密玻璃鳞片和数控系统。 ACU-RITE是ISO 9001的设施,提供广泛的设计和制造的产品在美国,也是海德汉公司在全球的精密测量技术和系统家族的一部分,以支持其全球客户的服务和支持网络。海德汉公司已制定内部政策和程序已到位,以确保ACU-RITE开展ACU-RITE的质量声明的目标,坚持以ISO9001的严格标准:2000。而质量的政策和程序覆盖全公司的活动,影响产品质量的一致性原则,在ACU-RITE的流程,并不断提高广泛适用于整个。 ACU-RITE相信这些原则为ACU-RITE的客户,并成为一个的公司长期的根本。这是ACU-RITE的信念,ACU-RITE的政策和程序文件,给了ACU-RITE一个有益的平台,从中不断提高ACU-RITE的运作方式,并建立一个正式的质量管理体系,表明重要的东西给ACU-RITE的客户,海德汉公司的质量。
ACU-RITE是一个设备到三个轴位置显示装置主要用于简单的进料和定位任务,如磨床,钻床和镗床,折弯机,横切锯,转台定位,等明确和毫不含糊的大,结构清晰的液晶屏幕上显示的当前位置值与VUE容易和可靠的工作。位置显示单元有一个坚固的外壳和键盘膜。
VUE读出系统
在ACU-RITE VUE主要是用来作为简单的进给和定位任务,如磨床,钻床,镗床,折弯机,横切锯,用于定位的旋转工作台位置显示单元向上到三轴设备等当前的位置值大,结构清晰的液晶屏幕上的清晰和明确的显示,使与VUE工作方便,可靠。位置显示单元具有坚固的外壳和键盘膜。
铣削的特点
螺栓孔模式的计算与图形(全部或部分转/线性模式)
中心线计算,您可以建立工件零点和中点
车削的特点
锁定轴功能 - 与工具抵销配合使用,可让您建立刀具补偿与工具下的负荷,从而降低刀具变形。
即时半径/直径转换
ACU-RITE线性编码器
ACU-RITE电子尺常见故障现象及处理方法
滑动变阻式电子尺常见故障现象及处理方法电子尺实际上就是一个滑动变阻器,是作为分压器使用,以相对电压来显示所测量位置的实际位置。因此,就对这个装置(电子尺)提出了几点要求:
一、供电电压要稳定,工业电源要求±0.1%的稳定性,比如基准电压10V,允许有±0.01V的波动,否则,会导致显示的较大波动。如果这时的显示波动幅度不过波动电压的波动幅度,电子尺就属于正常。
二、供电电源要有足够的容量,如果电源容量太小,容易发生如下情况:合模运动会导致射胶电子尺显示跳动,或熔胶运动会导致合模电子尺的显示波动。特别是电磁阀驱动电源于电子尺供电电源在一起时容易出现上述情况,严重时可以用万用表的电压档测量到电压的波动。如果在排除了静电干扰、高频干扰、对中性不好的情况下仍不能解决问题,也可以怀疑是电源的功率偏小。
三、不能有外界的干扰,包括静电干扰和高频干扰。因此,设备的强电线路与电子尺的信号线应分开线槽。电子尺应使用强制接地支架,且使电子尺外壳(可测量端盖螺丝与支架之间的电阻,应小于1Ω电阻)良好接地,信号线应使用屏蔽线,且在电箱的一端应予将屏蔽线接地或接直流电源负极。静电干扰时,一般万用表的电压测量非常正常,但就是显示数字跳动;高频干扰时其现象也一样。验证是不是静电干扰,用一段电源线将电子尺的封盖螺丝与机器上某一点金属短接即可,只要一短接,静电干扰立即消除。但高频干扰就难以用上述办法消除,而且机器手、变频节电器多出现高频干扰,可以用停止机器手或变频节电器的办法验证。
四、不能接错电子尺的三条线,1#、3#线是电源线,2#是输出线除1#、3#线电源线可以调换外,2#线只能是输出线。上述线一旦接错,将出现线性误差大,控制精度差,容易显示跳动等现象。如果出现控制非常困难,就应该怀疑是接错线。
五、安装对中性要好,角度容许±12°误差,平行度偏差容许±0.5mm,是指某一误差,如果角度误差和平行度误差都偏大,就会导致显示数字跳动。在这种情况下,一般可以用万用表的电压档测出电压的波动。一定要作角度和平行度的调整。请特别注意:在现场将电子尺的铝合金支架更换成不锈钢支架后,同时应将拉杆牵引安装位升高2 mm。否则,接地问题解决了,又形成了不对中的问题,必须同时解决。
六、对于使用时间很久的电子尺,由于前期产品无密封,可能有很多杂质,并有油、水混合物,影响电刷的接触电阻,导致显示数字跳动,可以认为是电子尺本身的早期损坏。
七、电子尺显示故障的处理简单。设备上只要一只数字式万用表,一段电线即可,只要综合分析,判断问题和解决问题不是困难。