CN103808264B - 一种绝对光栅尺的分离式滑车装置 - Google Patents

Abstract

本发明是一种绝对光栅尺的分离式滑车装置。本发明的绝对光栅尺的分离式滑车装置，包括传感器(1)、光学系统(2)、外壳(3)、光栅面板(4)、滑车导轨(5)、滑车(6)，其中用于采集光栅面板(4)的信息的传感器(1)安装在外壳(3)的上部，光学系统(2)与传感器(1)连接，光栅面板(4)安装在外壳(3)的下部，用于提供滑车(6)水平方向运动的滑车导轨(5)固定于外壳(3)上，滑车(6)安装在滑车导轨(5)上。本发明提供一种滑车和光栅面板分离的滑车结构,减少机械振动带来的误差，使得滑车结构依附于尺壳的直线导轨来滑动，保证滑车车身与光栅玻璃紧密接触并顺畅滑行，起到减小震动与摩擦的效果。

Description

一种绝对光栅尺的分离式滑车装置

技术领域

本发明是一种绝对光栅尺的分离式滑车装置，属于绝对光栅尺的分离式滑车装置的创新技术。

背景技术

在现代机加行业中，大多采用光栅传感器来进行位置反馈装置。由于光栅尺能够对系统实行全闭环控制，降低滚珠丝杠热变形等原因引起的误差，提高加工精度，所以目前中高档数控系统越来越多地采用光栅尺作为线位移反馈元件。其高精度和高分辨率结合相对较低的价格，使其不仅在机床领域，而且在坐标测量机、机器人技术、每个位置和速度测量以及位置和运动控制应用领域得到了广泛的应用。

传统的滑车装置广泛采用可靠耐用的五滚轮结构滑车，即其中3个滚轮沿着光栅玻璃表面滚动，2个滚轮沿着光栅玻璃侧面滚动，使滑车在滑动过程中与光栅玻璃保持有5个接触点，保证扫描电路板与光栅玻璃能够顺畅滑行。但当滑车在剧烈震动或高速行驶条件下难免会发生滑车相对光栅玻璃跳动或翻转的现象，从而影响光栅尺的精度。

发明内容

本发明的目的在于考虑上述问题而提供一种当绝对光栅尺剧烈震动或高速滑行条件下时，仍能保持滑车车身与光栅玻璃的平稳接触，并顺畅滑行的绝对光栅尺的分离式滑车装置。本发明设计合理，方便实用。

本发明的技术方案是：本发明的绝对光栅尺的分离式滑车装置，包括传感器、光学系统、外壳、光栅面板、滑车导轨、滑车，其中用于采集光栅面板的信息的传感器安装在外壳的上部，光学系统与传感器连接，光栅面板安装在外壳的下部，用于提供滑车水平方向运动的滑车导轨固定于外壳上，滑车安装在滑车导轨上。

上述滑车包括有拉簧、水平滚轮、右压力滚轮、滑车上面板、滑车下面板、左侧垂直滚轮，滑车的上部分为滑车上面板，滑车的下部分为滑车下面板，中间使用若干根拉簧拉住滑车上面板及滑车下面板，使得滑车接口能压紧滑车导轨，且滑车上面板及滑车下面板在水平方向上均各自在4个边角上设有水平滚轮，水平滚轮的直径大于上滑车上面板及滑车下面板的厚度，使得滑车可以在水平方向上沿滑车导轨运动。

上述滑车上面板及滑车下面板的右侧设有右压力滚轮，该右压力滚轮挤压外壳，上述滑车上面板及滑车下面板的左侧设有两个左侧垂直滚轮，右压力滚轮与左侧垂直滚轮左右配合使得滑车压紧外壳，并且使得滑车能自由滑动。

本发明是一种安装在绝对光栅尺读数头上的滑车固定结构，当绝对光栅尺剧烈震动或高速滑行条件下时，本发明滑车车身仍能保持与光栅玻璃的平稳接触，并顺畅滑行。本发明基于干扰能量空间离散化原理设计的分离式滑车结构，上方与光栅尺传感器相连，下方连接光栅尺光学部件，中间与直线导轨紧密接触，保证扫描装置与玻璃光栅的相对平行并且减小摩擦与震动，本发明整个装置并不与光栅面板直接接触。本发明是一种设计巧妙，性能优良，方便实用的绝对光栅尺的分离式滑车装置。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2是本发明中滑车的结构示意图。

图3是图2另一角度的示意图。

具体实施方式

实施例：

本发明的结构示意图如图1、2所示，本发明的绝对光栅尺的分离式滑车装置，包括传感器1、光学系统2、外壳3、光栅面板4、滑车导轨5、滑车6，其中用于采集光栅面板4的信息的传感器1安装在外壳3的上部，光学系统2与传感器1连接，光栅面板4安装在外壳3的下部，用于提供滑车6水平方向运动的滑车导轨5固定于外壳3上，滑车6安装在滑车导轨5上。

上述滑车6包括有拉簧7、水平滚轮8、右压力滚轮9、滑车上面板10、滑车下面板11、左侧垂直滚轮12，滑车6的上部分为滑车上面板10，滑车6的下部分为滑车下面板11，中间使用若干根拉簧7拉住滑车上面板10及滑车下面板11，使得滑车接口能压紧滑车导轨5，且滑车上面板10及滑车下面板11在水平方向上均各自在4个边角上设有水平滚轮8，水平滚轮8的直径略大于上滑车上面板10及滑车下面板11的厚度，使得滑车可以在水平方向上沿滑车导轨5运动。本实施例中，设有4根拉簧7拉住滑车上面板10及滑车下面板11。

本实施例中，上述滑车上面板10及滑车下面板11的右侧设有右压力滚轮9，该右压力滚轮9挤压外壳3，上述滑车上面板10及滑车下面板11的左侧设有两个左侧垂直滚轮12，右压力滚轮9与左侧垂直滚轮12左右配合使得滑车6压紧外壳3，并且使得滑车6能自由滑动。

本实施例中，上述滑车导轨5的上表面平行于光栅面板4的上表面。

本发明使得滑车结构依附于尺壳的直线导轨来滑动，四个压紧弹簧加一个压紧弹片将滑车结构仅仅压在直线导轨上，利用12个滑轮接口使得滑车结构可组成夹子结构，使滑车车身紧密地夹在光栅玻璃两面并滚动，避免滑车车身与光栅玻璃相对跳动和翻转，保证滑车车身与光栅玻璃紧密接触并顺畅滑行，起到减小震动与摩擦的效果。并且由于滑车下部与光学部件刚性连接，而上部不与光学部件刚性连接，上部由于外部联动装置连接，使用弹簧把震源隔离开，不会影响震动影响光学器件和光栅尺的工作距离。本发明结构简单，加工方便，实用性强。本发明是一种设计巧妙，性能优良，方便实用的绝对光栅尺的分离式滑车装置。

上述4根拉簧(7)的弹力系数为：

K＝(G×d⁴)/(8×D³×Nc)

其中，G为线材的钢性模数，d＝线径，D＝中径，N＝总圈数，Nc＝有效圈数，F＝运动行程。

拉力大小为：

F＝4×K×(L-L0)

其中L0是弹簧的原长度L是施加拉力F的时候的长度。

上述滑车下面板(11)与光学系统(2)刚性连接，滑车上面板(10)与光学系统(2)可以上下滑动。

滑车结构依附于尺壳的直线导轨来滑动，四个压紧弹簧加一个压紧弹片将滑车结构仅仅压在直线导轨上，利用12个滑轮接口使得滑车结构可组成夹子结构，使滑车车身紧密地夹在光栅玻璃两面并滚动，避免滑车车身与光栅玻璃相对跳动和翻转，保证滑车车身与光栅玻璃紧密接触并顺畅滑行，起到减小震动与摩擦的效果。。并且由于滑车下部与光学部件刚性连接，而上部不与光学部件刚性连接，上部由于外部联动装置连接，使用弹簧把震源隔离开，不会影响震动影响光学器件和光栅尺的工作距离。为了解决震动对绝对光栅尺解码的影响，本发明基于干扰能量空间离散化原理，发明一种绝对光栅尺的分离式滑车装置，本发明提供一种滑车和光栅面板分离的滑车结构,减少机械振动带来的误差。本发明使得滑车结构依附于尺壳的直线导轨来滑动，四个压紧弹簧加一个压紧弹片将滑车结构仅仅压在直线导轨上，利用12个滑轮接口使得滑车结构可组成夹子结构，使滑车车身紧密地夹在光栅玻璃两面并滚动，避免滑车车身与光栅玻璃相对跳动和翻转，保证滑车车身与光栅玻璃紧密接触并顺畅滑行，起到减小震动与摩擦的效果。并且由于滑车下部与光学部件刚性连接，而上部不与光学部件刚性连接，上部由于外部联动装置连接，使用弹簧把震源隔离开，不会影响震动影响光学器件和光栅尺的工作距离。

Claims (4)

1.一种绝对光栅尺的分离式滑车装置，其特征在于包括传感器(1)、光学系统(2)、外壳(3)、光栅面板(4)、滑车导轨(5)、滑车(6)，其中用于采集光栅面板(4)的信息的传感器(1)安装在外壳(3)的上部，光学系统(2)与传感器(1)连接，光栅面板(4)安装在外壳(3)的下部，用于提供滑车(6)水平方向运动的滑车导轨(5)固定于外壳(3)上，滑车(6)安装在滑车导轨(5)上；上述滑车(6)包括有拉簧(7)、水平滚轮(8)、右压力滚轮(9)、滑车上面板(10)、滑车下面板(11)、左侧垂直滚轮(12)，滑车(6)的上部分为滑车上面板(10)，滑车(6)的下部分为滑车下面板(11)，中间使用若干根拉簧(7)拉住滑车上面板(10)及滑车下面板(11)，使得滑车接口能压紧滑车导轨(5)，且滑车上面板(10)及滑车下面板(11) 在水平方向上均各自在4个边角上设有水平滚轮(8)，水平滚轮(8)的直径大于上滑车上面板(10)及滑车下面板(11)的厚度，使得滑车可以在水平方向上沿滑车导轨(5)运动。

2.根据权利要求1所述的绝对光栅尺的分离式滑车装置，其特征在于上述滑车上面板(10)及滑车下面板(11)的右侧设有右压力滚轮(9) ，该右压力滚轮(9)挤压外壳(3)，上述滑车上面板(10)及滑车下面板(11)的左侧设有两个左侧垂直滚轮(12)，右压力滚轮(9)与左侧垂直滚轮(12)左右配合使得滑车(6)压紧外壳(3)，并且使得滑车(6)能自由滑动。

3.根据权利要求2所述的绝对光栅尺的分离式滑车装置，其特征在于上述滑车下面板(11)与光学系统(2)刚性连接，滑车上面板(10)与光学系统(2)能上下滑动。

4.根据权利要求3所述的绝对光栅尺的分离式滑车装置，其特征在于上述滑车导轨(5)的上表面平行于光栅面板(4) 的上表面。