新天光柵尺位移傳感器JCXE，機床磨床光柵尺
光柵尺位移傳感器光柵尺位移傳感器（簡稱光柵尺），是利用光柵的光學原理工作的測量反饋裝置。光柵尺位移傳感器經(jīng)常應(yīng)用于數(shù)控機床的閉環(huán)伺服系統(tǒng)中，可用作直線位移或者角位移的檢測。其測量輸出的信號為數(shù)字脈沖，具有檢測范圍大，檢測精度高，響應(yīng)速度快的特點。例如，在數(shù)控機床中常用于對刀具和工件的坐標進行檢測，來觀察和跟蹤走刀誤差，以起到個補償?shù)毒叩倪\動誤差的作用。
光柵尺位移傳感器按照制造方法和光學原理的不同，分為透射光柵和反射光柵。
結(jié)構(gòu)信息
光柵尺位移傳感器是有標尺光柵和光柵讀數(shù)頭兩部分組成。標尺光柵般固定在機床活動部件上，光柵讀數(shù)頭裝在機床固定部件上，指示光柵裝在光柵讀數(shù)頭中。右圖所示的就是光柵尺位移傳感器的結(jié)構(gòu)。
檢測裝置
光柵檢測裝置結(jié)構(gòu)光柵檢測裝置的關(guān)鍵部分是光柵讀數(shù)頭，它由光源、會聚透鏡、指示光柵、光電元件及調(diào)整機構(gòu)等組成。光柵讀數(shù)頭結(jié)構(gòu)形式很多，根據(jù)讀數(shù)頭結(jié)構(gòu)特點和使用場合分為直接接收式讀數(shù)頭(或稱硅光電池讀數(shù)頭、鏡像式讀數(shù)頭、分光鏡式讀數(shù)頭、金屬光柵反射式讀數(shù)頭）。
工作原理
折疊莫爾條紋
以透射光柵為例，當指示光柵上的線紋和標尺光柵上的線紋之間形成個小角度θ，并且兩個光柵尺刻面相對平行放置時，在光源的照射下，位于幾乎垂直的柵紋上，形成明暗相間的條紋。這種條紋稱為“莫爾條紋” (右圖所示)。嚴格地說，莫爾條紋排列的方向是與兩片光柵線紋夾角的平分線相垂直。莫爾條紋中兩條亮紋或兩條暗紋之間的距離稱為莫爾條紋的寬度，以W表示。
W=ω /2* sin（θ/2）=ω /θ 。[1]
紋具特征
(1)莫爾條紋的變化規(guī)律
兩片光柵相對移過個柵距，莫爾條紋移過個條紋距離。由于光的衍射與干涉作用，莫爾條紋的變化規(guī)律近似正(余)弦函數(shù)，變化期數(shù)與光柵相對位移的柵距數(shù)同步。
(2)放大作用
在兩光柵柵線夾角較小的情況下，莫爾條紋寬度ω和光柵柵距W、柵線角θ之間有下列關(guān)系。式中，θ的單位為rad，W的單位為mm。由于傾角很小，sinθ很小，則
W=ω /θ
若ω ＝0．01mm，θ＝0.01rad，則上式可得W＝1，即光柵放大了100倍。
(3)均化誤差作用
莫爾條紋是由若干光柵條紋共用形成，例如每毫米100線的光柵，10mm寬度的莫爾條紋就有1000條線紋，這樣?xùn)啪嘀g的相鄰誤差就被平均化了，消了由于柵距不均勻、斷裂等造成的誤差。
代理新天光柵尺位移傳感器JCXE，機床磨床光柵尺分類
光柵尺位移傳感器按照制造方法和光學原理的不同，分為玻璃透射光柵和金屬反射光柵。
測量分類
直線測量系統(tǒng)和直線開放式測量系統(tǒng)圓光柵測量系統(tǒng)角度測量系統(tǒng)，也叫圓光柵測量系統(tǒng)圓光柵測量系統(tǒng)
數(shù)據(jù)處理
光柵測量位移的實質(zhì)是以光柵柵距為把標準尺子對位稱量進行測量。高分辨率的光柵尺般造價較貴，且制造困難。為了提高系統(tǒng)分辨率，需要對莫爾條紋進行細分，目（2006年）光柵尺位移傳感器系統(tǒng)多采用電子細分方法。當兩塊光柵以微小傾角重疊時，在與光柵刻線大致垂直的方向上就會產(chǎn)生莫爾條紋，隨著光柵的移動，莫爾條紋也隨之上下移動。這樣就把對光柵柵距的測量轉(zhuǎn)換為對莫爾條紋個數(shù)的測量。
在個莫爾條紋寬度內(nèi)，按照定間隔放置4個光電器件就能實現(xiàn)電子細分與判向功能。例如，柵線為50線對/mm的光柵尺，其光柵柵距為0.02mm，若采用四細分后便可得到分辨率為5μm的計數(shù)脈沖，這在工業(yè)普通測控中已達到了很高精度。由于位移是個矢量，即要檢測其大小，又要檢測其方向，因此至少需要兩路相位不同的光電信號。為了共模干擾、直流分量和偶次諧波，通常采用由低漂移運放構(gòu)成的差分放大器。由4個光敏器件獲得的4路光電信號分別送到2只差分放大器輸入端，從差分放大器輸出的兩路信號其相位差為π/2，為得到判向和計數(shù)脈沖，需對這兩路信號進行整形，先把它們整形為占空比為1：1的方波。然后，通過對方波的相位進行判別比較，就可以得到光柵尺的移動方向。通過對方波脈沖進行計數(shù)，可以得到光柵尺的位移和速度。代理新天光柵尺位移傳感器JCXE，機床磨床光柵尺
主要應(yīng)用
1、各類測量機構(gòu)、儀器的位移測量：彈簧試驗機、三坐標機、投影儀；
2、各類機床的數(shù)顯系統(tǒng)：車床、銑床、磨床、鏜床、電火花、鉆床等；
3、各類數(shù)控機床的配套使用：數(shù)控銑、加工中心、數(shù)控磨等；
4、光柵尺配接PLC,用于各類自動化機構(gòu)的位移測量。
安裝指導(dǎo)
光柵尺位移傳感器的安裝比較靈活，可安裝在機床的不同部位。
般將主尺安裝在機床的工作臺（滑板）上，隨機床走刀而動，讀數(shù)頭固定在床身上，盡可能使讀數(shù)頭安裝在主尺的下方。其安裝方式的選擇必須注意切屑、切削液及油液的濺落方向。如果由于安裝位置限制必須采用讀數(shù)頭朝上的方式安裝時，則必須增加輔助密封裝置。另外，般情況下，讀數(shù)頭應(yīng)盡量安裝在相對機床靜止部件上，此時輸出導(dǎo)線不移動易固定，而尺身則應(yīng)安裝在相對機床運動的部件上（如滑板）。
1、光柵尺位移傳感器安裝基面
安裝光柵尺位移傳感器時，不能直接將傳感器安裝在粗糙不平的機床身上，更不能安裝在打底涂漆的機床身上。光柵主尺及讀數(shù)頭分別安裝在機床相對運動的兩個部件上。用千分表檢查機床工作臺的主尺安裝面與導(dǎo)軌運動的方向平行度。千分表固定在床身上，移動工作臺，要求達到平行度為0.1mm/1000mm以內(nèi)。如果不能達到這個要求，則需設(shè)計加工件光柵尺基座。
基座要求做到：(1)應(yīng)加根與光柵尺尺身長度相等的基座（好基座長出光柵尺50mm左右）。(2)該基座通過銑、磨工序加工，保證其平面平行度0.1mm/1000mm以內(nèi)。另外，還需加工件與尺身基座等高的讀數(shù)頭基座。讀數(shù)頭的基座與尺身的基座總共誤差不得大于±0.2mm。安裝時，調(diào)整讀數(shù)頭位置，達到讀數(shù)頭與光柵尺尺身的平行度為0.1mm左右，讀數(shù)頭與光柵尺尺身之間的間距為1~1.5mm左右。
2、光柵尺位移傳感器主尺安裝
將光柵主尺用M4螺釘上在機床安裝的工作臺安裝面上，但不要上緊，把千分表固定在床身上，移動工作臺（主尺與工作臺同時移動）。用千分表測量主尺平面與機床導(dǎo)軌運動方向的平行度，調(diào)整主尺M4螺釘位置，使主尺平行度滿足0.1mm/1000mm以內(nèi)時，把M2螺釘徹底上緊。
在安裝光柵主尺時，應(yīng)注意如下三點：
(1) 在裝主尺時，如安裝超過1.5M以上的光柵時，不能象橋梁式只安裝兩端頭，尚需在整個主尺尺身中有支撐。(2)在有基座情況下安裝好后，好用個卡子卡住尺身中點（或幾點）。(3)不能安裝卡子時，好用玻璃膠粘住光柵尺身，使基尺與主尺固定好。
3、光柵尺位移傳感器讀數(shù)頭的安裝
在安裝讀數(shù)頭時，先應(yīng)保證讀數(shù)頭的基面達到安裝要求，然后再安裝讀數(shù)頭，其安裝方法與主尺相似。后調(diào)整讀數(shù)頭，使讀數(shù)頭與光柵主尺平行度保證在0.1mm之內(nèi)，其讀數(shù)頭與主尺的間隙控制在1~1.5mm以內(nèi)。
4、光柵尺位移傳感器限位裝置
光柵線位移傳感器全部安裝完以后，定要在機床導(dǎo)軌上安裝限位裝置，以免機床加工產(chǎn)移動時讀數(shù)頭沖撞到主尺兩端，從而損壞光柵尺。另外，用戶在選購光柵線位移傳感器時，應(yīng)盡量選用超出機床加工尺寸100mm左右的光柵尺，以留有余量。
5、光柵尺位移傳感器檢查
光柵線位移傳感器安裝完畢后，可接通數(shù)顯表，移動工作臺，觀察數(shù)顯表計數(shù)是否正常。
在機床上選取個參考位置，來回移動工作點至該選取的位置。數(shù)顯表讀數(shù)應(yīng)相同（或回零）。另外也可使用千分表（或百分表），使千分表與數(shù)顯表同時調(diào)至零（或記憶起始數(shù)據(jù)），往返多次后回到初始位置，觀察數(shù)顯表與千分表的數(shù)據(jù)是否致。
通過以上工作，光柵尺線位移傳感器的安裝就完成了。但對于般的機床加工環(huán)境來講，鐵屑、切削液及油污較多。因此，傳感器應(yīng)附帶加裝護罩，護罩的設(shè)計是按照傳感器的外形截面放大留定的空間尺寸確定，護罩通常采用橡皮密封，使其具備定的防水防油能力。
注意事項
（1）光柵尺位移傳感器與數(shù)顯表插頭座插拔時應(yīng)關(guān)閉電源后進行。
（2）盡可能外加保護罩，并及時清理濺落在尺上的切屑和油液，嚴格防止任何異物進入光柵尺傳感器殼體內(nèi)部。
（3）定期檢查各安裝聯(lián)接螺釘是否松動。
（4）為延長防塵密封條的壽命，可在密封條上均勻涂上薄層硅油，注意勿濺落在玻璃光柵刻劃面上。
（5） 為保證光柵尺位移傳感器使用的可靠性，可每隔定時間用乙醇混合液（各50%）清洗擦拭光柵尺面及指示光柵面，保持玻璃光柵尺面清潔。
（6） 光柵尺位移傳感器嚴禁劇烈震動及摔打，以免破壞光柵尺，如光柵尺斷裂，光柵尺傳感器即失效了。
（7） 不要自行拆開光柵尺位移傳感器，更不能任意改動主柵尺與副柵尺的相對間距，否則方面可能破壞光柵尺傳感器的精度；另方面還可能造成主柵尺與副柵尺的相對摩擦，損壞鉻層也就損壞了柵線，以而造成光柵尺報廢。
（8） 應(yīng)注意防止油污及水污染光柵尺面，以免破壞光柵尺線條紋分布，引起測量誤差。
（9） 光柵尺位移傳感器應(yīng)盡量避免在有嚴重腐蝕作用的環(huán)境中工作，以免腐蝕光柵鉻層及光柵尺表面，破壞光柵尺質(zhì)量。
JCXE-DF新天光柵尺應(yīng)用域
具有單層及雙層防護密封條。采用特殊的耐油、耐蝕、高彈性及抗老化塑膠，防水、防塵性能優(yōu)異，使用長。防護等達到IP53。
具有可靠的光學測量系統(tǒng)；瑒硬考捎靡驯或炞C為可靠耐用的高精度五軸承系統(tǒng)設(shè)計，光學機械系統(tǒng)的穩(wěn)定性，具有重復(fù)定位性和高等的測量精度。
光柵玻璃尺采用先進的光柵制作技術(shù)？芍谱鞲鞣N規(guī)格的高精度光柵玻璃尺，長可做到3100mm（不接長）。
由于光柵線位移傳感器不用附加的機械傳動部件來確定線性軸的軸向移動位，因此排除了系列可能出現(xiàn)的誤差源，可提高設(shè)備的定位精度，避免以下誤差：
◇ 滾軸絲桿受熱造成的位置誤差
◇ 絲桿間隙帶來的反向位置誤差
◇ 滾軸絲桿螺距誤差帶來的動態(tài)誤差
新天光柵尺位移傳感器JCXE，機床磨床光柵尺
JCXE-DF新天光柵尺特點
新天光柵尺JCXE系列是由讀數(shù)頭、主尺和接口組成。玻璃光柵上均勻地刻有透光和小透光的線條，柵線為50線對/mm，其光柵柵距為0.02mm，采用四細分后便可得到分辯率為5μm的計數(shù)脈沖。般情況卜，線條數(shù)按所測精度刻制，為了判別出運動方向，線條被刻成相位上相差90°的兩路。當讀數(shù)頭運動時，接口電路的光電接收器分別產(chǎn)生A相和B相兩路相位相差90°的脈沖波.輸出信號再經(jīng)過數(shù)顯系統(tǒng)細分處理,分辨率是光柵期除以信號細分數(shù),經(jīng)過電子信號細分處理分辨率可為5um或1um
光柵線位移測量系統(tǒng)主要應(yīng)用于直線移動導(dǎo)軌機構(gòu)，可實現(xiàn)線位移的精確顯示，已廣泛應(yīng)用于機床和測量儀器。目該產(chǎn)已形成多種系列，種齊全，，技術(shù)精良，可供不同規(guī)格的各類機床、儀器數(shù)字化改造選用，還可根據(jù)用戶的特殊需要進行特殊制作。
我公司光柵傳感器分為敞開式和封閉式兩類。其中敞開式為高精度型，主要用于精密儀器的數(shù)字化改造，高分辨率可達0.1um。封閉式則主要用于普通機床、儀器的數(shù)字化改造，輸出波形為方波(或正弦波)，按外形分類可分為小型尺、標準尺、大型尺三類，其中大型尺（JCXG型）長可做到3100mm，長尺可做到3100mm～15000mm（擁有接長技術(shù)）。此外根據(jù)用戶需求，可提供各種安裝附件以方便系統(tǒng)安裝。
◇ 用于計量儀器: JCXF、JCXE、JCXFS、JCXH系列。
◇ 用于機床設(shè)備：JCXF、JCXFS、JCXE、JCXK、JCXG、JCXGL系列。
◇ 用于注塑機設(shè)備的JCXEP拉桿式傳感器。
◇ 火花機、小孔機、線切割等干擾較大的設(shè)備需選用火花機用型傳感器。
JCXE-DF新天光柵尺產(chǎn)參數(shù)
| 型號 | 分辨率 | 有效行程 | 大工作速度 | 準確度 | |||
| 50～500mm | 510～1000mm | ||||||
| 標準 | 高精度 | 標準 | 高精度 | ||||
| JCXE1 | 1μm | 50～1000mm | 20m/min | ±5μm | ±3μm | ±8μm | ±5μm |
| JCXE5 | 5μm | 50～1000mm | 60m/min | ±5μm | ±3μm | ±8μm | ±5μm |
| JCXE0.5 | 0.5μm | 50～1000mm | 10m/min | ±5μm | ±3μm | ±8μm | ±5μm |
| JCXE0.2 | 0.2μm | 50～1000mm | 10m/min | ±5μm | ±3μm | ±8μm | ±5μm |
| JCXE0.1 | 0.1μm | 50～1000mm | 10m/min | ±5μm | ±3μm | ±8μm | ±5μm |
JCXE-DF新天光柵尺的安裝
、安裝位置：
1.新天光柵尺的工作長度應(yīng)大于機床的大行程，以免將光柵尺撞壞。
2.光柵尺安裝平面，只要是非機械加工面，必須于光柵尺尺身面加墊片或用戶自制安裝塊墊平，以保證光柵尺與安裝面連接的穩(wěn)定可靠性。
3.安裝光柵尺時，尺身與機床導(dǎo)軌的平行度小于0.1MM，大不超過0.15MM，當尺身工作長度大于1000MM時，應(yīng)加裝安裝塊以尺身與導(dǎo)軌的平行度。
4.讀數(shù)頭兩側(cè)面與尺身面應(yīng)保證平行且對稱，讀數(shù)頭和尺身高低方向間隙在0.8MM-1MM之間，安裝時用墊塊調(diào)整間隙，安裝后抽去墊塊。
5.信號線的固定必須考慮到全部相關(guān)移動距離，固定位置盡量在行程中央，并將多余的線扎好固定。
6．接地線聯(lián)接要右靠，用萬用表測量其接地電阻必須小于10Ω
盡可能符合阿貝原則；保證讀數(shù)頭和殼體的良好