[实用新型]一种数控机床用绝对式光栅尺

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种测量仪器，尤其涉及一种数控机床用绝对式光栅尺。

背景技术

数控机床的精度和速度要求越来越高。目前，在机床上当滚珠丝杆及其螺母来回快速移动机床工作台时，滚珠丝杆开始发热温升，进而发生热变形，这会严重影响机床的加工精度，需要利用直线光栅尺来测量工作台位置的变化，以对工作台做出调整，提高机床的加工精度。目前国内的直线光栅尺多数是增量式光栅，每条光栅尺上只有一个绝对位置，以这个绝对位置作为基准零位，移动读数头得到的实时位置是相当于基准零点的增量。这种直线光栅尺的缺陷是每次开启或复位时都要找基准零位，即读数头要沿尺身运动一个来回，通常说的找尺中，其操作既麻烦又浪费时间，还会造成生产成本过高。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种测量快速、成本低且能有效提高绝对位置的可靠性的数控机床用绝对式光栅尺。

本实用新型所采用的技术方案是：本实用新型包括读数头装置和尺身装置，在所述尺身装置内固定设置有玻璃光栅，在所述玻璃光栅上刻有绝对码道，所述尺身装置固定设置在数控机床的床身上，所述读数头装置由固定设置于数控机床的移动工作台上的支架和连接在所述支架下方的小车装置组成，在所述支架上装置有信号处理单元，在所述小车装置内装置有线阵CCD传感器、设置在所述线阵CCD传感器下侧的放大镜组和设置在所述放大镜组下方的平行光源，所述线阵CCD传感器与所述信号处理单元信号连接，所述放大镜组与所述平行光源之间留有间隙，所述玻璃光栅位于该间隙之间，所述放大镜组的镜头正对所述绝对码道，数控机床上的移动工作台带动所述读数头装置相对于所述玻璃光栅移动。

在所述小车装置上固定设置有一挡片，在所述支架上固定有一玻珠，所述支架和所述小车装置之间通过拉簧进行弹性连接，在所述拉簧的作用下，所述玻珠始终顶在所述挡片上，所述支架和所述小车装置之间保持位置不变。

在所述小车装置上还装置有光电传感器，所述光电传感器与所述信号处理单元信号连接，在所述玻璃光栅上还刻有增量码道，所述光电传感器扫描所述增量码道上的光栅刻线产生光电信号。

所述绝对码道由一条连续的非等间距排列的光栅刻线构成，该光栅刻线按照伪随机编码排列，所述增量码道由一条等间距排列周期性的光栅刻线构成。

本实用新型的有益效果是：由于本实用新型包括读数头装置和尺身装置，在所述尺身装置内固定设置有玻璃光栅，在所述玻璃光栅上刻有绝对码道，所述尺身装置固定设置在数控机床的床身上，所述读数头装置由固定设置于数控机床的移动工作台上的支架和连接在所述支架下方的小车装置组成，在所述支架上装置有信号处理单元，在所述小车装置内装置有线阵CCD传感器、设置在所述线阵CCD传感器下侧的放大镜组和设置在所述放大镜组下方的平行光源，所述放大镜组的镜头正对所述绝对码道，所述线阵CCD传感器与所述信号处理单元信号连接，所述放大镜组与所述平行光源之间留有间隙，所述玻璃光栅位于该间隙之间，数控机床上的移动工作台带动所述读数头装置相对于所述玻璃光栅移动，所以，本实用新型通过光学放大的方法提高确定光栅尺的绝对位置的可靠性，在线阵CCD传感器和玻璃线纹之间安装了专用的放大镜组，当线阵CCD传感器扫描绝对码道上的线纹时，通过放大镜组的放大功能，可以把很细的线纹放大数倍，提高线阵CCD传感器读取线纹宽度的准确性，避免读错产生误码，且极大地提高了测量速度，间接地降低了生产成本，有效地提高了光栅尺绝对位置的可靠性。

另外，由于本实用新型在所述小车装置上固定设置有一挡片，在所述支架上固定有一玻珠，所述支架和所述小车装置之间通过拉簧进行弹性连接，在所述拉簧的作用下，所述玻珠始终顶在所述挡片上，所述支架和所述小车装置之间保持位置不变，所以，本实用新型让运动的读数头装置上的小车装置始终受到一个方向的拉力，在读数头装置的支架上镶嵌一粒玻珠抵住小车上的金属挡片，不管读数头的运动如何改变，都不会产生往复运动的背隙，消除测量的重复性误差，即提高了测量的准确度。

附图说明

图1是本实用新型的简易结构示意图；

图2是所述玻璃光栅上的码道示意图；

图3是所述读数头装置的简易结构示意图；

图4是所述线阵CCD传感器扫描玻璃光栅上的绝对码道结构示意图；

图5是所述支架与所述小车装置之间的连接结构示意图；

图6是图5中的12部分的放大结构示意图。

具体实施方式