HEIDENHAIN光柵尺760943-19接線方法

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依博羅EBRO,邁確METRIX,美國(guó)megger 德國(guó)ODE，HEIDENHAIN海德漢

薩姆森Samson，安沃馳Aventics，本特利Bently，易福門Ifm，

仙童Fairchild，阿斯卡Asco電磁閥，倍加福P+F，MOOG伺服閥，

寶德Burkert，巴魯夫Balluff，皮爾茲Pilz，寶盟Baumer，

亨士樂Hengstler，諾冠Norgren，美國(guó)Mac電磁閥，德國(guó)EPRO，

丹佛斯Danfoss，德國(guó)HBM傳感器，Lenze倫茨，Tiefenbach帝芬羅赫等等 

HEIDENHAIN光柵尺的接線方法取決于其類型和設(shè)計(jì)。常見的光柵傳感器接線方式包括：

兩線接線方式。適用于測(cè)試光柵傳感器的供電電壓和工作狀態(tài)，但不適合實(shí)際應(yīng)用。HEIDENHAIN光柵尺需要連接一個(gè)直流電源和一個(gè)接地線，沒有輸出信號(hào)線。1

三線接線方式。需要連接一個(gè)直流電源、一個(gè)接地線和一個(gè)信號(hào)傳輸線。它可以輸出高電平和低電平兩種信號(hào)，用于檢測(cè)物體的位置和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。接線時(shí)應(yīng)注意避免信號(hào)線與電源線相接，以防干擾。123

四線接線方式。需要連接兩個(gè)直流電源、一個(gè)接地線和一個(gè)信號(hào)傳輸線。HEIDENHAIN光柵尺它可以輸出高電平、低電平和電壓信號(hào)，用于檢測(cè)物體的位置、速度和加速度等多種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。相比三線接線方式，四線接線方式能夠更準(zhǔn)確地反映物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，但接線復(fù)雜度更高。

常閉型對(duì)射光柵接線方法。一般有三根線，分別為紅線（正極）、黑線（負(fù)極）、白線（輸出信號(hào)線）。接線時(shí)，紅線接電源正極，黑線接電源負(fù)極，白線接控制器的輸入信號(hào)端。4

NPN輸出型對(duì)射光柵接線方法。一般有四根線，分別為藍(lán)線（輸出信號(hào)線）、HEIDENHAIN光柵尺棕線（正極）、黑線（負(fù)極）、白線（接地線）。接線時(shí)，藍(lán)線接控制器的輸入信號(hào)端，棕線接電源正極，黑線接電源負(fù)極，白線接地。

PNP輸出型對(duì)射光柵接線方法。與NPN輸出型對(duì)射光柵接線方式相似，不同的是黑線和白線互換，即黑線為輸出信號(hào)線，白線為負(fù)極。

在接線之前，必須確定所用電源電壓和電流是否與光柵感應(yīng)器的要求相符。HEIDENHAIN光柵尺對(duì)于三線光柵，一般根據(jù)標(biāo)識(shí)可以區(qū)分線的顏色及功能。接線時(shí)不要讓兩根線短路，否則會(huì)損壞光柵感應(yīng)器

HEIDENHAIN光柵尺工作原理：

以透射光柵為例，當(dāng)指示光柵上的線紋和標(biāo)尺光柵上的線紋之間形成一個(gè)小角度θ，并且兩個(gè)光柵尺刻面相對(duì)平行放置時(shí)，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" (圖2所示)。嚴(yán)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 。莫爾條紋具有以下特征：(1)莫爾條紋的變化規(guī)律兩片光柵相對(duì)移過一個(gè)柵距，莫爾條紋移過一個(gè)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)，變化周期數(shù)與光柵相對(duì)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W和光柵柵距ω、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，消除了由于柵距不均勻、斷裂等造成的誤差。檢測(cè)與數(shù)據(jù)處理電子細(xì)分與判向法光柵測(cè)量位移的實(shí)質(zhì)是以光柵柵距為一把標(biāo)準(zhǔn)尺子對(duì)位稱量進(jìn)行測(cè)量。高分辨率的光柵尺一般造價(jià)較貴，且制造困難。為了提高系統(tǒng)分辨率，需要對(duì)莫爾條紋進(jìn)行細(xì)分，光柵尺傳感器系統(tǒng)多采用電子細(xì)分方法。當(dāng)兩塊光柵以微小傾角重疊時(shí)，在與光柵刻線大致垂直的方向上就會(huì)產(chǎn)生莫爾條紋，隨著光柵的移動(dòng)，莫爾條紋也隨之上下移動(dòng)。這樣就把對(duì)光柵柵距的測(cè)量轉(zhuǎn)換為對(duì)莫爾條紋個(gè)數(shù)的測(cè)量。在一個(gè)莫爾條紋寬度內(nèi)，按照一定間隔放置4個(gè)光電器件就能實(shí)現(xiàn)電子細(xì)分與判向功能。例如，柵線為50線對(duì)/mm的光柵尺，其光柵柵距為0.02mm，若采用四細(xì)分后便可得到分辨率為5μm的計(jì)數(shù)脈沖，這在工業(yè)普通測(cè)控中已達(dá)到了很高精度。由于位移是一個(gè)矢量，即要檢測(cè)其大小，又要檢測(cè)其方向，因此至少需要兩路相位不同的光電信號(hào)。為了消除共模干擾、直流分量和偶次諧波，通常采用由低漂移運(yùn)放構(gòu)成的差分放大器。由4個(gè)光敏器件獲得的4路光電信號(hào)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(hào)其相位差為π/2，為得到判向和計(jì)數(shù)脈沖，需對(duì)這兩路信號(hào)進(jìn)行整形，首先把它們整形為占空比為1：1的方波。然后，通過對(duì)方波的相位進(jìn)行判別比較，就可以得到光柵尺的移動(dòng)方向。通過對(duì)方波脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，可以得到光柵尺的位移和速度 [1]。安裝指導(dǎo)播報(bào)編輯光柵尺線位移傳感器的安裝比較靈活，可安裝在機(jī)床的不同部位。一般將主尺安裝在機(jī)床的工作臺(tái)（滑板）上，隨機(jī)床走刀而動(dòng)，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(shí)，則必須增加輔助密封裝置。另外，一般情況下，讀數(shù)頭應(yīng)盡量安裝在相對(duì)機(jī)床靜止部件上，此時(shí)輸出導(dǎo)線不移動(dòng)易固定，而尺身則應(yīng)安裝在相對(duì)機(jī)床運(yùn)動(dòng)的部件上（如滑板）。1、光柵尺線位移傳感器安裝基面安裝光柵尺傳感器時(shí)，不能直接將傳感器安裝在粗糙不平的機(jī)床身上，更不能安裝在打底涂漆的機(jī)床身上。光柵主尺及讀數(shù)頭分別安裝在機(jī)床相對(duì)運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)部件上。用千分表檢查機(jī)床工作臺(tái)的主尺安裝面與導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)的方向平行度。千分表固定在床身上，移動(dòng)工作臺(tái)，要求達(dá)到平行度為0.1mm/1000mm以內(nèi)。如果不能達(dá)到這個(gè)要求，則需設(shè)計(jì)加工一件光柵尺基座?；笞龅剑?1)應(yīng)加一根與光柵尺尺身長(zhǎng)度相等的基座（最好基座長(zhǎng)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，還需加工一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(shí)，調(diào)整讀數(shù)頭位置，達(dá)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、光柵尺線位移傳感器主尺安裝將光柵主尺用M4螺釘上在機(jī)床安裝的工作臺(tái)安裝面上，但不要上緊，把千分表固定在床身上，移動(dòng)工作臺(tái)（主尺與工作臺(tái)同時(shí)移動(dòng)）。用千分表測(cè)量主尺平面與機(jī)床導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)方向的平行度，調(diào)整主尺M(jìn)4螺釘位置，使主尺平行度滿足0.1mm/1000mm以內(nèi)時(shí)，把M2螺釘上緊。在安裝光柵主尺時(shí)，應(yīng)注意如下三點(diǎn)：(1) 在裝主尺時(shí)，如安裝超過1.5M以上的光柵時(shí)，不能象橋梁式只安裝兩端頭，尚需在整個(gè)主尺尺身中有支撐。(2)在有基座情況下安裝好后，最好用一個(gè)卡子卡住尺身中點(diǎn)（或幾點(diǎn)）。(3)不能安裝卡子時(shí)，最好用玻璃膠粘住光柵尺身，使基尺與主尺固定好。3、光柵尺線位移傳感器讀數(shù)頭的安裝在安裝讀數(shù)頭時(shí)，首先應(yīng)保證讀數(shù)頭的基面達(dá)到安裝要求，然后再安裝讀數(shù)頭，其安裝方法與主尺相似。最后調(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、光柵尺線位移傳感器限位裝置光柵線位移傳感器全部安裝完以后，一定要在機(jī)床導(dǎo)軌上安裝限位裝置，以免機(jī)床加工產(chǎn)品移動(dòng)時(shí)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(gòu)光柵線位移傳感器時(shí)，應(yīng)盡量選用超出機(jī)床加工尺寸100mm左右的光柵尺，以留有余量。5、光柵尺線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(dòng)工作臺(tái)，觀察數(shù)顯表計(jì)數(shù)是否正常。在機(jī)床上選取一個(gè)參考位置，來回移動(dòng)工作點(diǎn)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(shí)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)是否一致。通過以上工作，光柵尺線位移傳感器的安裝就完成了。但對(duì)于一般的機(jī)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(hù)罩，護(hù)罩的設(shè)計(jì)是按照傳感器的外形截面放大留一定的空間尺寸確定，護(hù)罩通常采用橡皮密封，使其具備一定的防水防油能力 [2]。

LB382C,ML=2440mm+/-5um315418-11

AE LB382C315420-14

15m 17-pin/M23-15pin/fanuc534855-15

17芯法蘭座連接器（針）外螺紋291698-43

LC495F ML=370mm +/-5um760932-07

LB382C,ML=1040mm+/-5um315418-04

LB382C,ML=1240mm+/-5um315418-05

適配LB382C 內(nèi)螺紋12針310127-03

6m cable 適配LC195F1036726-06

8pin/M12 - RJ451093042-09

14pin/M12 - RJ45805375-12

ROD 880 36000 5m cable with coupling383601-09

RCN25811244624-01

TTR ERM 2400 600線  內(nèi)徑401144140-01

AK ERM 2480 2048線，1米電纜帶插頭1144048-04

TTR ERM 2400 2048線，內(nèi)徑1801144140-04

LS187C,ML=2240mm+/-5um526974-20

LB382C,ML=2040mm+/-5um315418-09

LB382C,ML=7240mm+/-5um1347273-21

L=1600315423-04

LB382C,ML=10240mm+/-5um1347273-36

AELB382C315420-14

L=1600315423-04

LC185 ML840 ±5um689697-08

LC185 ML1240 ±5μm689697-12

LB382C 密封條360502-02

AK ERM 2480 1024線，1米電纜帶插頭1144048-02

TTR ERM 2400 2048線，內(nèi)徑1801144140-04

ROD1080 1024534904-09

Coupling K17 D= 6/61246841-01

適配LB382C310128-03

LC485,ML=1340mm+/-5um 14A689681-22

LC185,ML=1740mm+/-5um689697-17

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