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德国HEIDENHAIN光栅尺测量方式与故障解决

时间:2020-01-03      阅读:2083

德国HEIDENHAIN光栅尺测量方式与故障解决
HEIDENHAIN光栅尺在日常的工作中,很多用户朋友打电话过来反应数显产品有问题、有故障,需要上门解决。在与他们进行了简单的沟通之后,发现有的其实只是用户对产品不太了解,设置出了问题或者是其他简单的情况。前两天有个用户打电话过来,说我有数显怎么不准确了,问怎么不准确了?才发现当机床运动10mm,数显表才变化5mm,我怀疑是他分辨率可能在无意中被操作工人改动了,让他改回来,果然问题解决!因此在这里向大家介绍一些光栅尺的简单故障及应急处理办法,不太了解数显的朋友可以在我们的数显出现问题的时候,可以简单的进行一些判断,进而进行有目的的处理。
1、光栅尺故障绝大多数问题出在读数头上。首先是元件老化造成的失效,其次因其是运动部件,很可能会出现机械磨损或部件脱落现象。
2、不要试图用任何东西清理读数头上的光学器件,尤其是有机溶剂,可能会加剧电路板老化并破坏透镜上的镀膜涂料。
3、光栅尺本体也是可能出现问题的,光栅尺本体有一根作为基准光栅的光栅玻璃,其是有刻度的,如果安装不到位的话,比如水平和垂直误差过大,时间久了后,光栅玻璃的精度会丧失。而且光栅玻璃也有可能断裂或者缺口,如果出现断裂,如果断裂部分在光栅尺用不到的顶部,还是可以用的,如果在*位置,必须要更换新尺。尺子本体内部进杂物如铁屑等脏物时,也会造成读数不准备,
4、每安装一把光栅尺,必须要对其尺子本体进行打表,有两个面,水平面和垂直面都要打,短尺控制在10丝以内,长尺控制在20丝以内。如果打表不准确的话,不但可能会影响尺子的精度,甚至会影响尺子的使用寿命。
5、维修光栅尺是一项细致的工作,要事先做好一切准备,包括技术咨询、元器件的选型配备、维修中的轻拿轻放、避免污染等都要注意,真正称得上是一件细节决定成败的工作。
光栅尺读数是否准确的一个简单简便的方法就是看光栅尺的反复走数能否归零。如果光栅尺的刻度均匀,则重复走数可以正常归零,则似乎可以断定这支光栅尺的读数是准确的。
方法如下:先把读数头移到尺子的任意一头,并且是尽头。然后归零数显表。然后把读数头移动任意的行程,然后再返回初始位移。这时看数显表是不是读数为零。重复几次这样任意的行程测试。如果都能正常归零,则尺子应该是好的。反之表示读数不准确,得找其它原因。
准确度等级的选择
数控机床配置线性光栅尺是了提高线性坐标轴的定值精度、再复定位精度,所以光栅尺的准确度等级是首先要考虑的,光栅尺准确度等级有± 0.01mm、±0.005mm、±0.003mm、±0.02mm。而我们在设计数控机床时根据设计精度要求来选择准确度等级,值得注意的是在选用高精度光栅尺要考虑光栅尺的热性能,它是机床工作度的关键环,光栅尺的刻线载体的热膨胀系数与机床光栅尺安装基体的热膨节,即要求栅尺胀系数相一致,以克服由于温度引起的热变形。另外光栅尺大移动速度可达120m/min,目前可*数控机床设计要求;单个光栅尺大长对接的方度为3040mm,如控制线性坐标轴大于3040mm 时可采用光栅尺式达到所需长度。
测量方式的选择
光栅尺的测量方式分增量式光栅尺和式光栅尺两种,所谓增量式光栅尺就是光栅扫描头通过读出到初始点的相对运动距离而获得位置信息,为了获得位置,这个初始点就要刻到光栅尺的标尺上作为参考标记,所以机床开机时必须回参考点才能进行位置控制。而式光栅尺以不同宽度、不同问距的闪现栅线将位置数据以编码形式直接制作到光栅上,在光栅尺通电的同时后续电子设备即可获得位置信息,不需要移动坐标轴找参考点位置,位置值从光栅尺比增量式光栅尺成本高 20%左右,机床设刻线上直接获得。因考虑数控机床的性价比,一般选用增量式光栅尺,既能保证机床运动精度又能降低机床成本。但是式光栅尺开机后不需回参考点的优点是增量式光栅尺*的,机床在停机或故障断电后开机可直接从中断处执行加工程序,不但缩短非加工时间提高生产效率,而且减小零件废品率。因此在生产节拍要求严格或由多台数控机床构成的自动生产线上选用式光栅尺为理想的。
影响光栅尺测量精度有如下几个方面:
A:光学部分  B:机械部分  C:电气部分  D:使用中的安装与传输接收部分,使用后的精度下降,机械部分自身的偏差。
A、光学部分对精度的影响:
海德汉光栅尺玻璃—主要的是母尺精度、每毫米刻线数、刻线精度、刻线宽度一致性等。
光发射源—光的平行与一致性、光衰减。
光接收单元—读取误差、读取响应。
光学系统使用后的影响—污染,衰减。
B、机械部分对精度的影响:
安装精度。轴承的精度与结构精度。光学组建安装的精度。 例如,就轴承的结构而言,单轴承支撑结构的轴承偏差无法消除,而且经使用后偏差会更大,而双轴承结构或多支承结构,可有效降低单个轴承的偏差。
C、电气部分对精度的影响:
电源的稳定精度—对光发射源与接收单元的影响。读取响应与电气处理电路带来的误差;电气噪音影响,取决于光栅尺电气系统的抗干扰能力;例如,如果电子细分,也会带来的误差,按照德国海德汉提供的介绍,海德汉光栅尺的细分电气误差与正余弦曲线误差会有一个很小的差异。

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