光栅尺的安装防护和应用

总的含油量
等级 & 等级 * 压力 )" $ &""<89
最大压力露点 压缩空气
$ " 光栅尺的安装 在光栅尺的安装时应尽量与运动方向的元件保持一 致性；大多数机床的运动系统一般都是运用精密滚珠丝 杠副，理论上要求光栅尺安装在进给丝杠副的轴线上。 但由于实际受结构的限制以及空间的影响，光栅尺都安 装在导轨外侧，如果光栅尺装配不当，特别是导轨误 差，对位置测量有巨大影响。为了将由此产生的阿贝误 差降到很小，定尺和定尺外壳应尽可能地固定于机床的 固定结合面上，安装面一定要与机床导轨平行。这就要 求安装面与丝杠轴线的正侧 （ 即安装基面与运动导向基 面）保持平行!"6&"++。在加工安装基面时可以加工一 个 ! $ #++ 的凸台作为光栅尺的定位基准，要求与导轨 正侧!"6"&++。在安装光栅尺时可以靠在定位基准上， 这样也便于光栅尺的装配。光栅尺安装在导轨外侧，也 便于调试和将来的维修。 光栅尺在安装时，要避免各种加速度，抗振的最高 值在 ## $ !""">?，对振击和冲击负荷 （ 平正弦型）允许 加速度最高值在 &&+@；在装配调整时应避免使用钢件或 相近材质的部件；不要固定在热源附近，机床在使用一 年以后，应对光栅尺进行校正，同时应检验光栅尺的运 行情况；如需清洗时应该用棉球沾无水酒精擦拭，如果 光栅尺污物太多，应让技术人员拆下光栅尺从光栅的一
控系统的机床三个直线轴的数控精度差异较大，而配 -./0/*- 数控系统的机床精度差异较小，当然主机的安 装存在一定差异也不可能相同，但对数控系统来说是公 平的条件，即随机配置主机。对采用闭环控制的机床， 我们对机床的位置精度检测程序是必须先校核控制半闭 环精度，再输出闭环精值，也就是说对闭环控制的机床 更要严格控制主机的安装要求。但理论上尺的精度值应 该是机床的精度值从未在任何数控系统上实现过，都必 须用螺补的方法提高其精度值，也就是说光栅尺反馈数 值 （ 长度或角度）与理论值偏差较大。 光栅尺的热性能，是机床工作精确度的关键项目。 原则上光栅尺的热性能要与工作或测量对象的热性能相 一致。光栅尺的刻度载体具有不同的长度热膨胀系数， 温度变化时，光栅尺要自身调整，重复性地伸长或缩 短，以便能为相应的测量任务按热性能选择适用的光栅 尺。而在光栅尺的选择时也应该进行导轨载荷计算和运 行时间以及使用寿命的计算，从而更好地选择光栅尺。 # " 结语 光栅尺作为提高数控机床精度的关键功能部件已经 得到广泛的应用，我们需要更好的做到光栅尺的防护， 达到合理的安装要求，通过与 ()>87 和 =/.9/*=).* 的技术交流与合作，合理地应用光栅，将光栅用好，更 好的服务于"’"()
光栅尺的安装防护和应用
青海一机数控机床有限责任公司 （ !"##"!） 杨振群
! " 前言 从 !" 世纪 #" $ %" 年代，栅式测量系统从感应同步 器发展到光栅、磁栅、容栅和球栅，这 # 种测量系统都 是将 & 个栅距周期内的绝对式测量和周期外的增量式测 量结合起来，它们有各自的长处，相互补充，在竞争中 取得了一定的发展。由于光栅测量系统的综合技术性能 优于其他四种，而且研发和制造费用相对比感应同步 器、磁栅、球栅低，而现代机床的发展又向高精度和高 速度方向发展，光栅的合理运用是一个关键问题，而现 在光栅无论是发展和技术性能都在进一步提高，光栅在 测量系统中的占有率已超过 ’"( ，而光栅长度测量系统 的分辨力已覆盖到微米级、亚微米级和纳米级，测量速 度也从 )" $ *’"+ , +-.，测量长度从 & $ &""+，这就要求 对光栅尺的防护提高到一个新的局面，对安装的要求也 相应的提高。 # " 光栅尺的防护 （ &）在光栅的实际运用中，由于机床结构本身的限 制，光栅尺的安装并不是按理论条件下实现的，光栅尺 一般安装在导轨外侧。由于机床广泛运用在各行各业， 在现代机床中，用户一般都要求大流量冷却，而各用户 加工的零件的材质各不相同，如钢件、铸件、铝件和复 合材料，使用的冷却介质也不同 （ 一般分两种，油基切 削液和水基切削液） 。用户在选择时要根据加工零件的 材质选用合适的切削液，同时要防止切削液变质。而在 大流量冲洗时，会有切削液飞溅到光栅尺上，如果在扫 瞄头上结下薄膜就会影响到光栅的测量，如果加工后的 切屑在光栅附近堆积造成排屑、排水不畅，会致使光栅 尺浸泡在切削液和杂质中，有从而影响到光栅的使用， 更严重的会使光栅尺损坏使整机处于瘫痪状态，同时要 。 注意光栅尺的防振和工作环境 （ 温度范围 / !" $ %"0 ） （ !）如果光栅尺处于很强的冷却喷雾或粉尘中，可 通过压缩空气处理，压缩空气必须经过过滤器净化。并 机械工人
按 123 ’#%45& 符合下列杂质质量等级要求 （ 见下表） 。
最大颗粒尺寸 "6& + 和在 ! 固体杂质 等级 & & 7 &"# 89 时 最 大 颗 粒 密 度 "6&+: , +4 & 7 &"# 89 时 最 大 油 浓 度 "6"&+: , +4 在 ! 7 &"# 89 时 ; 40 流量为 % $ &"= , +-.
机械工人
冷加工
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（ 收稿日期：6!!3!3!4）
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南京彩云机械电子制造有限公司黄鑫兰的来信
编者：本刊在 6!!3 年第 2 期 “ 读编往来”中刊登了 山西某读者的求助信，现有一位南京热心读者解其难， 将其方法介绍如下。 在设备维修过程中，齿轮、蜗杆、蜗轮类零件，在 没有图样的情况下，通常是先测量损坏零件以后再画出 图样。 在这里先谈谈蜗轮副的测量。 首先，要数出蜗轮齿数 #6 、蜗杆头数 ## ，测量齿 距 $ ?!% 。齿距尺寸确定后，模数 % ? $ @!? $ @ &"#A， 再测量中心距 & ， & ? % ’ 6 ( （ ) B #6 ）式中 & 已知、 % 已知、 #6 已知，那么 ) ? 6 & ’ % C #6 。通常情况下，在 设计过程中，蜗轮、蜗杆副首先要考虑速比、中心距， 有些结构两者兼有。为了保证速比和中心距两者兼容， 则在蜗杆外径上做文章。因同样的头数、模数，外圆可 大、可小，外径越大，导程角越小；外径越小，导程角 越大。具体是 DEF ! ? ## ’ ) 式中 ## 是指蜗杆头数， ) 是 蜗轮副特性系数，那么导程角就可求出，! 也就是蜗轮 的螺旋角。 根据以上几个算式，可以确定蜗杆分度圆直径 * ? ，外径 ， %) *外 ? % （ ) B 6） DEF ! ? ## ’ ) 。蜗轮分度圆直 径 + ? %#6 ，外径 + 外 ? % （ 。有了主要几个参 # 6 B 6） 数，只要认准螺旋方向就可以加工蜗轮、蜗杆了。
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冷加工
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头用无水酒精冲洗，不允许用其他可以产生结膜的物质 清洗。 光栅尺的定尺与动尺的相对移动代表机床的位移， 定尺安装在固定结合面上，而动尺则需要用支架与运动 部件连接，这就要求支架有足够的刚性。在动尺运行 时，要消除支架与各运动部件间的共振、比如在我厂一 台立式加工中心中 ! 方向运动行程超过了 " 方向安装的 光栅尺位置，连接动尺的支架产生共振和变形的情况 （ 由于工作台左右移动引起的重心在滑鞍上的变化，导 致与下滑鞍连接的支架有微小的变形，最大处约 !"!#$ % !"!&’’ 之间）造成了数控精度在行程上的变化，导 致了测量值的不一。从测量结果上看，在保证安装条件 下，当光栅尺动尺和定尺间位置有变化时，并不能保证 测量值不变。 ! " 应用措施 机床的数控系统一般都采用 ()*+, 和 -./0/*- 系 统，都可以与光栅尺通信，只不过是输入正弦波和方波 信号的问题。我厂因生产数控机床较早，经历过由感应 同步 器 到 光 栅 的 发 展 过 程，光 栅 反 馈 元 件 也 使 用 过 1-#23 型、1-#43 型、15&!6 型线性元件和 789 型、 78* 型角度元件。先后与 -./0/*-、 ()*+,、 8:+0)、 0.;< -+5.-=. 公司的数控系统配套，但使用效果各不相同， 突出的表现在于闭环控制与半闭环控制的位置精度检测 曲线不重合或不平行，出现交叉现象，而且闭环检测结 果也不是在目标值附近。据不完全统计，配 ()*+, 数