CN106949917A - 一种光栅尺测量机构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光栅尺测量机构，包括：滑架和支架以及顶紧机构，滑架上设有用于对当前位置信息进行解码并输出的芯片，支架上设有凹槽，滑架的底部通过压缩弹簧连接在支架的凹槽内，滑架的右侧通过拉伸弹簧连接在凹槽的侧壁上，顶紧机构包括固定在滑架上的顶块和固定在支架上的顶杆，顶杆的末端和顶块相互接触，顶块上与顶杆接触的一面烧结有金刚石层。支架带动滑架作往复直线运动时，顶紧机构也随之左右移动，顶块和顶杆时时接触并产生微小的相对滑动摩擦，由于顶块表面烧结有金刚石层，因此可提高顶块的耐磨性，进而提高了光栅尺测量机构的测量精度。
Description
技术领域
本发明涉及光栅尺领域，特别是涉及一种光栅尺测量机构。
背景技术
在精密测量与自动控制领域，常采用光栅作为基准，被公认为是获取高精度最实用、最经济、最可靠的技术。此外光栅尺以其检测范围大、检测精度高和响应速度快等特点，被广泛应用于数控机床中，数控系统根据光栅尺反馈的位置信息来进行机械加工，因此光栅尺的精度直接决定了数控机床的加工精度。
传统的光栅尺测量机构普遍采用六弹簧自适应结构或者球头弹簧片自适应结构，但是这两种机构都存在自磨损现象的发生，如果磨损严重，就会直接影响光栅尺的测量精度。
因此，如何提供一种抗磨损的光栅尺测量机构，是本领域技术人员急需解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种光栅尺测量机构，可以有效解决由于磨损严重而导致测量精度降低等问题。
为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：
一种光栅尺测量机构，包括：滑架和支架以及顶紧机构，所述滑架上设有用于对当前位置信息进行解码并输出的芯片，所述支架上设有凹槽，所述滑架的底部通过压缩弹簧连接在所述支架的凹槽内，所述滑架的右侧通过拉伸弹簧连接在所述凹槽的侧壁上，所述顶紧机构包括固定在所述滑架上的顶块和固定在所述支架上的顶杆，所述顶杆的末端和所述顶块相互接触，所述顶块上与所述顶杆接触的一面烧结有金刚石层。
优选地，所述顶杆的末端为球面。
优选地，所述球面的半径为2mm，所述顶杆的直径为1mm。
优选地，所述顶块包括和所述金刚石层烧结在一起的钨钢基层。
优选地，所述金刚石层表面的粗糙度为0.012mm。
优选地，所述顶杆为轴承钢顶杆。
与现有技术相比，上述技术方案具有以下优点：
本发明所提供的一种光栅尺测量机构，包括：滑架和支架以及顶紧机构，所述滑架上设有用于对当前位置信息进行解码并输出的芯片，所述支架上设有凹槽，所述滑架的底部通过压缩弹簧连接在所述支架的凹槽内，所述滑架的右侧通过拉伸弹簧连接在所述凹槽的侧壁上，所述顶紧机构包括固定在所述滑架上的顶块和固定在所述支架上的顶杆，所述顶杆的末端和所述顶块相互接触，所述顶块上与所述顶杆接触的一面烧结有金刚石层。
其中支架带动滑架做往复直线运动，滑架是靠装在滑架上的轴承在基准介质玻璃光栅上运动，拉伸弹簧和压缩弹簧保证了滑架运动时的稳定，同时也保证顶杆和顶块时时接触并位置相对不变，装在滑架上的芯片对当前位置信息进行解码并输出，进而完成当前位置的测量。支架带动滑架作往复直线运动时，顶紧机构也随之左右移动，顶块和顶杆时时接触并产生微小的相对滑动摩擦，由于顶块表面烧结有金刚石层，因此可提高顶块的耐磨性，进而提高了光栅尺测量机构的测量精度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种具体实施方式所提供的一种光栅尺测量机构的结构示意图；
图2为本发明一种具体实施方式所提供的一种光栅尺测量机构的顶紧机构的结构示意图。
附图标记如下：
1为顶块，1-1为金刚石层，1-2为钨钢基层，2为顶杆，2-1为球面，3为拉伸弹簧，4为滑架，5为支架，6为压缩弹簧，7为芯片。
具体实施方式
正如背景技术部分所述，目前的光栅尺测量机构的耐磨性差，进而影响其测量精度。
基于上述研究的基础上，本发明实施例提供了一种光栅尺测量机构，支架带动滑架做往复直线运动，滑架是靠装在滑架上的轴承在基准介质玻璃光栅上运动，拉伸弹簧和压缩弹簧保证了滑架运动时的稳定，同时也保证顶杆和顶块时时接触并位置相对不变，装在滑架上的芯片对当前位置信息进行解码并输出，进而完成当前位置的测量。支架带动滑架作往复直线运动时，顶紧机构也随之左右移动，顶块和顶杆时时接触并产生微小的相对滑动摩擦，由于顶块表面烧结有金刚石层，因此可提高顶块的耐磨性，进而提高了光栅尺测量机构的测量精度。
为了使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在以下描述中阐述了具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以多种不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广。因此本发明不受下面公开的具体实施方式的限制。
请参考图1和图2，图1为本发明一种具体实施方式所提供的一种光栅尺测量机构的结构示意图；图2为本发明一种具体实施方式所提供的一种光栅尺测量机构的顶紧机构的结构示意图。
本发明的一种具体实施方式提供了一种光栅尺测量机构，包括：滑架4和支架5以及顶紧机构，所述滑架4上设有用于对当前位置信息进行解码并输出的芯片7，所述支架5上设有凹槽，所述滑架4的底部通过压缩弹簧6连接在所述支架5的凹槽内，所述滑架4的右侧通过拉伸弹簧3连接在所述凹槽的侧壁上，所述顶紧机构包括固定在所述滑架4上的顶块1和固定在所述支架5上的顶杆2，所述顶杆2的末端和所述顶块1相互接触，所述顶块1上与所述顶杆2接触的一面烧结有金刚石层1-1。
在本实施例中，支架5带动滑架4做往复直线运动，滑架4是靠装在滑架4上的轴承在基准介质玻璃光栅上运动，拉伸弹簧3和压缩弹簧6保证了滑架4运动时的稳定，同时也保证顶杆2和顶块1时时接触并位置相对不变，装在滑架4上的芯片对当前位置信息进行解码并输出，进而完成当前位置的测量。支架5带动滑架4作往复直线运动时，顶紧机构也随之左右移动，顶块1和顶杆2时时接触并产生微小的相对滑动摩擦，由于顶块1表面烧结有金刚石层1-1，因此可提高顶块1的耐磨性，进而提高了光栅尺测量机构的测量精度。
进一步地，所述顶杆2的末端为球面2-1。顶杆2为了保证测量机构的动态特性，即保证滑架4在运动过程中的自由度，与顶块1接触位置的前端设为球面2-1，即顶杆2和顶块1的接触面为点接触，可进一步减小顶块1表面的磨损。
其中，所述球面2-1的半径优选为2mm，所述顶杆2的直径优选为1mm。当然球面2-1半径和顶杆2直径也可为其它尺寸，其具体视情况而定，本实施例对此不做限定。
为了降低顶紧机构的成本，所述顶块1包括和所述金刚石层1-1烧结在一起的钨钢基层1-2。
进一步地，所述顶杆2优选为轴承钢顶杆2。当然也可以为其它材质且耐磨性高的顶杆2，具体视情况而定，本实施例对此不做限定。
此外，所述金刚石层1-1表面的粗糙度优选为0.012mm。当然也可以提高该粗糙度值，来进一步地降低磨损。
还需要说明的是，在本文中，诸如术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (6)
1.一种光栅尺测量机构，其特征在于，包括：滑架和支架以及顶紧机构，所述滑架上设有用于对当前位置信息进行解码并输出的芯片，所述支架上设有凹槽，所述滑架的底部通过压缩弹簧连接在所述支架的凹槽内，所述滑架的右侧通过拉伸弹簧连接在所述凹槽的侧壁上，所述顶紧机构包括固定在所述滑架上的顶块和固定在所述支架上的顶杆，所述顶杆的末端和所述顶块相互接触，所述顶块上与所述顶杆接触的一面烧结有金刚石层。
2.根据权利要求1所述的光栅尺测量机构，其特征在于，所述顶杆的末端为球面。
3.根据权利要求2所述的光栅尺测量机构，其特征在于，所述球面的半径为2mm，所述顶杆的直径为1mm。
4.根据权利要求3所述的光栅尺测量机构，其特征在于，所述顶块包括和所述金刚石层烧结在一起的钨钢基层。
5.根据权利要求4所述的光栅尺测量机构，其特征在于，所述金刚石层表面的粗糙度为0.012mm。
6.根据权利要求5所述的光栅尺测量机构，其特征在于，所述顶杆为轴承钢顶杆。
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