CN111002105A - 一种加工中心测距光学尺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种加工中心测距光学尺，包括光学尺，光学尺的尺身通过固定板安装于加工中心的运动铸件上，光学尺的读数头安装于加工中心的静止铸件上。本发明通过光学尺实时测量加工中心进给轴的实际位置，机械传动零件对位置测量结果没有任何影响，无论是运动特性误差还是热膨胀误差或切削力的影响可以实时进行测量并进入位置控制环中；消除了潜在的多项误差源，如滚珠丝杠温度特性导致的定位误差、反向误差、切削力作用导致的驱动机构变形形成的误差和滚珠丝杠螺距误差导致的运动特性误差等。
Description
技术领域
本发明属于加工装置领域，特别涉及一种加工中心测距光学尺。
背景技术
在加工中心加工时中，需要对进给驱动的位置进行测量，现有技术中进给驱动的位置一般由滚珠丝杠的螺距和旋转编码器确定。作为驱动系统，滚珠丝杠必须传递大驱动力，但作为测量设备，希望它能提供高精度位置值和体现螺距值。长时间的运转，驱动机构会产生磨损或温度变化。但是，位置控制环上的旋转编码器不能做补偿，因此驱动系统会存在无法避免的定位误差，并严重影响到工件质量。因此，设计一种高精度和高重复性的测量装置，是机床厂家的必然需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种加工中心测距光学尺，解决现有设备，的问题。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：
一种加工中心测距光学尺，包括光学尺，所述光学尺的尺身通过固定板安装于加工中心的运动铸件上，所述光学尺的读数头安装于加工中心的静止铸件上。
进一步的，上述光学尺的外部设有防护罩。
进一步的，上述防护罩内设有气源，所述气源安装于所述光学尺的尺身两端或扫描头上。
进一步的，上述气源的出气口处设有微雾分离装置和空气过滤装置。
进一步的，上述光学尺内还设有减压阀。
进一步的，上述光学尺的托板为一体式托板。
进一步的，上述光学尺的读数头的头部安装时朝向下方。
进一步的，上述光学尺、固定板和运动铸件之间的接触面均为无漆面。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明提供的一种加工中心测距光学尺，通过光学尺实时测量加工中心进给轴的实际位置，机械传动零件对位置测量结果没有任何影响，无论是运动特性误差还是热膨胀误差或切削力的影响可以实时进行测量并进入位置控制环中；消除了潜在的多项误差源，如滚珠丝杠温度特性导致的定位误差、反向误差、切削力作用导致的驱动机构变形形成的误差和滚珠丝杠螺距误差导致的运动特性误差等。
附图说明
图1为本发明的加工中心测距光学尺结构示意图。
图2为本发明的加工中心测距光学尺结构示意图。
图中：101-尺身，102-固定板，103-加工中心工作台，104-防护罩，105-读数头，106-托板，107-鞍座。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
如图1-2所示,本实施例的一种加工中心测距光学尺，包括光学尺，所述光学尺的尺身通过固定板安装于加工中心的运动铸件上，所述光学尺的读数头安装于加工中心的静止铸件上。
在本实施方式中，加工中心测距光学尺通过光学尺实时测量加工中心进给轴的实际位置，加工中心测距光学尺将光学尺的尺身安装在运动的铸件上，光学尺的读数头安装在相对静止的铸件上，通过光学尺尺身和读数头的相对运动产生的电信号来检测产生的位移。机械传动零件对位置测量结果没有任何影响，无论是运动特性误差还是热膨胀误差或切削力的影响可以实时进行测量并进入位置控制环中；消除了潜在的多项误差源，如滚珠丝杠温度特性导致的定位误差、反向误差、切削力作用导致的驱动机构变形形成的误差和滚珠丝杠螺距误差导致的运动特性误差等。
在本发明的其中一个实施方式中，上述光学尺的外部设有防护罩。
在本实施方式中，光学尺的安装位置应选择油、水、灰尘等不易进入的空间，以免影响光学尺的测量精度。
在本发明的其中一个实施方式中，上述防护罩内设有气源，所述气源安装于所述光学尺的尺身两端或扫描头上。
在本发明的其中一个实施方式中，上述气源的出气口处设有微雾分离装置和空气过滤装置。
在本发明的其中一个实施方式中，上述光学尺内还设有减压阀。
在本实施方式中，为了防止灰尘进入光学尺，加工中心测距光学尺需要对光学尺进行吹气，且光学尺接入的气源要经过过滤干燥过，所以气源要加微雾分离器和空气过滤器，并且为了防止吹入光学尺的气压过大，产生负压吸入灰尘，光学尺还要加减压阀进行减压。光学尺尺身两端及扫描头都可以接入气源，如果是长行程的光学尺，应该将气源接入扫描头，光学尺的气源经过合适的处理，能够有效的增强光学尺的使用寿命，减少机床的维修成本。
在本发明的其中一个实施方式中，上述光学尺的托板为一体式托板。
在本实施方式中，托板不需要太长但要尽可能的宽和厚，以保持较低的弹性变形及较高的固有频率。托板的直角度不要超差，否则将对光学尺内部的刻线玻璃造成物理损坏。托板最好为一体式，如果托板由两块配合件通过螺钉固定，长期运行后，紧固螺钉容易松动，造成读数头丢失脉冲，产品加工尺寸发生偏差。
在本发明的其中一个实施方式中，上述光学尺的读数头的头部安装时朝向下方。
在本实施方式中，光学尺的读数头应避免朝上安装，以防油污进入。
在本发明的其中一个实施方式中，上述光学尺、固定板和运动铸件之间的接触面均为无漆面。
在本发明的其中一个实施方式中，光学尺可以使用高分辨率角度编码器代替。
综上所述，加工中心测距光学尺通过光学尺实时测量加工中心进给轴的实际位置，加工中心测距光学尺将光学尺的尺身安装在运动的铸件上，光学尺的读数头安装在相对静止的铸件上，通过光学尺尺身和读数头的相对运动产生的电信号来检测产生的位移。机械传动零件对位置测量结果没有任何影响，无论是运动特性误差还是热膨胀误差或切削力的影响可以实时进行测量并进入位置控制环中；消除了潜在的多项误差源，如滚珠丝杠温度特性导致的定位误差、反向误差、切削力作用导致的驱动机构变形形成的误差和滚珠丝杠螺距误差导致的运动特性误差等，对光学尺安装位置和安装配件的合理设计，能够有效的增强光学尺的使用性能，提高机床的测量的精度和重复性。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“同轴”、“底部”、“一端”、“顶部”、“中部”、“另一端”、“上”、“一侧”、“顶部”、“内”、“前部”、“中央”、“两端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量，由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”、“第四”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”、“旋接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。
Claims (8)
1.一种加工中心测距光学尺，其特征在于：包括光学尺，所述光学尺的尺身通过固定板安装于加工中心的运动铸件上，所述光学尺的读数头安装于加工中心的静止铸件上。
2.根据权利要求1所述的加工中心测距光学尺，其特征在于:所述光学尺的外部设有防护罩。
3.根据权利要求1所述的加工中心测距光学尺，其特征在于:所述防护罩内设有气源，所述气源安装于所述光学尺的尺身两端或扫描头上。
4.根据权利要求3所述的加工中心测距光学尺，其特征在于:所述气源的出气口处设有微雾分离装置和空气过滤装置。
5.根据权利要求2或3所述的加工中心测距光学尺，其特征在于:所述光学尺内还设有减压阀。
6.根据权利要求1所述的加工中心测距光学尺，其特征在于:所述光学尺的托板为一体式托板。
7.根据权利要求1所述的加工中心测距光学尺，其特征在于:所述光学尺的读数头的头部安装时朝向下方。
8.根据权利要求1所述的加工中心测距光学尺，其特征在于:所述光学尺、固定板和运动铸件之间的接触面均为无漆面。
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