[发明专利]一种光栅位移传感器

说明书

技术领域

本发明涉及光电测量技术领域,尤其涉及一种光栅位移传感器。

背景技术

光栅尺,也称为光栅尺位移传感器(光栅尺传感器），是利用光栅的光学原理工作的测量反馈装置。光栅尺经常应用于数控机床的闭环伺服系统中,可用作直线位移或者角位移的检测。

公知的光栅位移传感器结构是90度的安装位置,此类光栅位移传感器目前市面上有2类代表产品,其一是日本三丰光栅尺,以骨头棒连接读数头和滑车,因弹簧力的分解造成读数头在装配过程中会擦伤型材本体,影响生产效率,在成品安装过程中也会增加安装难度;其二是国产新天光栅尺,以直径1.0mm的弹簧直接连接读数头和滑车,除了日本三丰光栅尺的不足，还因为弹簧制造误差,装配误差,结构先天缺陷,导致产品质量不稳定,测量精度不准确,由于零件公差和装配误差造成弹簧结构工作不稳定(受力大小和方向不稳定）,造成小车的轴承和标尺光栅(主光栅)的接触不良,直接影响了标尺光栅(主光栅)和指示光栅的间隙和莫尔条纹,使数据精度和重复性受损,并且对光栅尺的小车、标尺光栅、指示光栅等器件的安装精度的要求高。光栅位移传感器结构还有45度的安装位置，代表产品是国产信和光栅尺，以直径1.0mm弹簧连接读数头和滑车,此安装结构把力分解在型材本体内的主光栅上,避免了擦伤型材本体,提高了产品生产效率,降低安装难度,不足在于弹簧应力,制造装配误差导致测量比较粗放,不适合高精度测量。

为此,本习作之创作者结合自身设计研发及使用过程中所遇到的技术问题,设计一种光栅位移传感器,针对零件制造和装配的实际情况,提高了光栅传感器的测量精度，提高生产效率，降低生产成本。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有设计技术中存在的缺陷,提供一种光栅位移传感器,该光栅位移传感器在滑车无弹簧情况下也可稳定的在标尺光栅上移动,受制弹簧的影响小,生产安装方便。

为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案如下:一种光栅位移传感器,包括两端设有闷头的本体,所述本体上制有一型槽,所述型槽内设有一相对所述本体45°倾斜设置的标尺光栅,所述标尺光栅厚度方向的一侧设有接收组件,另一侧依次设有滑车组件和发射组件,所述滑车组件在位置上相对所述本体45°倾斜设置并与所述标尺光栅滑动连接,所述滑车组件能沿所述标尺光栅滑动,所述发射组件和接收组件通过连接柱与所述滑车组件连接并能跟随其沿所述标尺光栅滑动;所述发射组件和接收组件与所述标尺光栅在位置上还被设定为所述发射组件配合所述标尺光栅形成莫尔条纹,所述接收组件能读取所述莫尔条纹而获得位移量;还包括电气连接并控制发射组件与接收组件工作的光栅读数头组件,所述光栅读数头组件活动安设在所述型槽上并与所述滑车组件通过弹性组件连接,所述滑车组件沿所述标尺光栅滑动并带动所述发射组件、接收组件及光栅读数头组件匹配移动并使所述接收组件实时读取匹配的莫尔条纹而获得位移量。

作为对上述技术方案的进一步阐述：

在上述技术方案中,所述本体为铝合金型材本体。

在上述技术方案中,所述发射组件包括第一PCB电路板和指示光栅,所述指示光栅在位置上被设置在所述发射组件和所述标尺光栅之间,所述第一PCB电路板上设置光源及控制所述光源发光的控制电路,所述第一PCB电路板还与所述光栅读数头组件电气连接并由其控制而使所述光源发光,所述光源发光照射所述指示光栅和所述标尺光栅并配合所述指示光栅相对所述标尺光栅移动而形成所述莫尔条纹。

在上述技术方案中,所述接收组件包括第二PCB电路板,且所述第二PCB电路板上设有读取所述莫尔条纹的光电传感器及控制所述光电传感器工作的控制电路,所述第二PCB电路板还与所述光栅读数头组件电气连接并由其控制,使所述光电传感器测量并读取所述莫尔条纹而获得位移量。

在上述技术方案中,所述光栅读数头组件包括基座,所述基座上设主控制PCB电路板,所述主控制PCB电路板与所述第一PCB电路板和第二PCB电路板电气连接;所述主控制PCB电路板能控制所述第一PCB电路板工作而使所述光源发光而照射所述标尺光栅和指示光栅,和/或控制所述第二PCB 电路板工作并使所述光电传感器扫描所述莫尔条纹而获得位移量。

在上述技术方案中,所述滑车组件包括滑车座和若干滚动轴承,所述若干滚动轴承通过螺丝与所述滑车座连接并与所述标尺光栅滚动接触,使的所述滑车座沿所述标尺光栅横向移动;所述滑车座上还制有供所述弹性组件安装的安装槽。