CN206573074U - 一种带限位开关的光栅移位传感器 - Google Patents

Abstract

本新型公开一种带限位开关的光栅移位传感器,包括本体,本体的两端设闷头,本体上开制型槽,型槽内设标尺光栅,标尺光栅上设能沿型槽横向移动的滑车组件,滑车组件上端设有光栅读数头组件;光栅读数头组件上沿横向方向间隔设有两磁性开关,标尺光栅的上端设钢带,钢带上沿横向方向间隔设有两磁性块,两磁性开关随光栅读数头组件移动并与两磁性块配合,使滑车组件及光栅读数头组件在与两磁性块间隔的区间相匹配的区间上移动,而光栅读数头组件随滑车组件移动并读取标尺光栅上的增量光栅而获得位移量。本新型的带限位开关的光栅移位传感器集成了限位功能,使的具有本新型光栅移位传感器的测量系统/数控机床结构精简、组装及使用方便、生产效率高。

Description

一种带限位开关的光栅移位传感器

技术领域

本实用新型涉及光电测量技术领域,尤其涉及一种带限位开关的光栅移位传感器。

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。

在自动测量系统中,往往需要利用到光栅尺位移传感器和限位组件来满足各方向位移量测量的需求。现有的自动测量系统中,所使用的光栅尺位移传感器存在功能单一的缺陷，同时,为匹配在规定位移量范围内进行测量或是限定位移的路径长短,需要在自动测量系统的每一运动方向上安设匹配的限位组件;而现有的自动测量系统中，一个运动方向上要单独安装两个限位开关,安设两个限位开关增加设备组装的难度以及布线的难度，使的此类设备及产品的生产效率;同时,复杂的布线也会使的自动测量系统的运转障碍，影响此类产品的使用效果。

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,设计一种带限位开关的光栅移位传感器，简化光栅尺测量系统的安装，并减少限位开关对产品空间的占用。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是针对现有设计技术中存在的缺陷,提供一种带限位开关的光栅移位传感器,该光栅位移传感器集成了限位功能，简化光栅尺测量系统的组装步骤且减少对数控机床空间的占用。

本实用新型采取的技术方案如下:一种带限位开关的光栅移位传感器,包括本体,所述本体的两端设闷头,所述本体上开制有一型槽,该型槽内固设一标尺光栅,所述标尺光栅上设与之滑动连接并能沿所述型槽横向移动的滑车组件,所述滑车组件上端设有与之通过弹簧活动连接的光栅读数头组件,所述光栅读数头组件在位置上还与所述标尺光栅活动正对;所述光栅读数头组件上沿横向方向间隔设有两用于检测的磁性开关,所述标尺光栅的上端设有与之平行的钢带,该钢带上沿横向方向间隔设有两用于限位的磁性块,两所述磁性开关随光栅读数头组件移动并与两磁性块配合,使所述滑车组件及光栅读数头组件在与两磁性块间隔的区间相匹配的区间上移动,而所述光栅读数头组件随滑车组件移动并读取所述标尺光栅上的增量光栅而获得位移量。

作为对上述技术方案的进一步阐述：

在上述技术方案中,所述钢带为顺磁钢带。

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,所述磁性开关为霍尔开关。

在上述技术方案中,所述磁性块为磁铁。

在上述技术方案中,所述光栅读数头组件包括基座和光栅读数头,所述光栅读数头安设在所述基座上,所述光栅读数头在所述基座上被设置为所述光栅读数头的光电传感器能扫描所述标尺光栅上的增量光栅;所述基座上沿其径向方向内凹一容置空间,该容置空间内安设所述磁性开关和与所述磁性开关电连接的PCB电路板,该PCB电路板制有两所述磁性开关的控制电路;所述基座安设光栅读数头端的底部还设有一卡孔,所述弹簧卡入该卡孔,使的所述光栅读数头组件与所述滑车组件连接。

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簧安装的安装槽。

进一步，所述滑车座上设有五滚动轴承,该五滚动轴承其中两滚动轴承与所述标尺光栅的顶端面滚动接触,另三滚动轴承与所述标尺光栅的一侧面滚动接触。

本实用新型的有益效果在于:本新型的光栅移位传感器将现有的光栅尺上集成限位功能，即在光栅读数头上设置两用于检测的磁性开关并配合用于限位的磁性块,磁性开关检测到对应的磁性块时,限定光栅读数头继续移动；本新型的光栅移位传感器填补了现有光栅尺功能单一的不足,使之具有限位功能,通过集成限位功能,无需再在测量系统中安装限位开关，使的安装了该光栅移位传感器的测量系统/数控机床结构精简、组装及使用方便、生产效率高。

附图说明

图1是本新型的装配图；

图2是本新型的分解图；

图3是本新型去除本体的装配图；

图4是本新型光栅读数头组件的装配图；

图5本新型的滑车组件的立体图。

图中,1.本体,2.闷头,3.标尺光栅,4.滑车组件,41.滑车座,42.滚动轴承,43.螺丝,44.安装槽,5.光栅读数头组件,51.光栅读数头安装位,52.基座,53.容置空间，6.磁性开关，7.钢带，8.磁性块,9.弹簧,10.型槽。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。

通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本申请,而不能理解为对本申请的限制。在本申请的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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申请和简化描述,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申请的限制。此外,术语“第一”、“第二”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”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“若干个”、“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。在本申请中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”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，或一体地连接;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。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申请中的具体含义。在本申请中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触,也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

附图1-5实例了本实用新型的一种具体实施例。参考附图1-5,一种带限位开关的光栅移位传感器,用于自动测量系统中，它包括本体1,在本实施例中，该本体1优选铝合金型材本体,所述本体1的两端（X方向的两侧端）设闷头2,所述本体1上开制有一型槽11,该型槽11内固设一标尺光栅3,所述标尺光栅3上设与之滑动连接并能沿所述型槽11横向移动的滑车组件4,所述滑车组件4上端(Z方向)设光栅读数头组件5，该光栅读数头组件5通过弹簧9活动连接的滑车组件4,所述光栅读数头组件5在位置上还与所述标尺光栅3活动正对,也即在Z方向上，所述光栅读数头组件5和所述标尺光栅3平行，在光栅读数图组件5在随滑车组件4移动过程中，始终保持与所述光栅读数头组件5平行,而且,所述光栅读数头组件5上沿横向方向(X方向)间隔设有两用于检测的磁性开关6,该两磁性开关6优选霍尔开关;参考附图2-3，所述标尺光栅3的上端(Z方向)设有与之平行的钢带7,该钢带优选顺磁钢带,而在该钢带7上沿横向方向(X方向)间隔设有两用于限位的磁性块8,两磁性块8优选磁铁，需要说明的是,限位用的磁性块8(磁铁)可在钢带7上的位置是可以移动,通过变换两磁性块8在钢带7上的位置,从而改变/调整限位范围大小;两磁性开关6(霍尔开关)在检测时，是用于检测置于钢带7上的两磁性块8（磁铁），当一端的磁性开关6(霍尔开关)检测到对应端(横向方向的左右两端)的磁性块8,磁性开关6会通过发出控制信号使对应的自动测量系统/设备使所述滑车组件4及光栅读数头组件5停车,也就是两所述磁性开关6随光栅读数头组件5移动并与两磁性块8配合,使所述滑车组件4及光栅读数头组件5在与两磁性块8间隔的区间相匹配的区间上移动(该移动区间是相对所述标尺光栅3而言),而光栅位移传感器本身具有的位移测量则是通过所述光栅读数头组件5随滑车组件4移动并读取所述标尺光栅3上的增量光栅（该增量光栅为依次喷墨条码,图中未显示）而获得位移量。

在上述实施例中，参考附图4，所述光栅读数头组件5包括基座52和光栅读数头,附图中只显示了光栅读数头的安装位51,所述光栅读数头安设在所述基座52上,所述光栅读数头在所述基座52上被设置为所述光栅读数头的光电传感器能扫描所述标尺光栅3上的增量光栅;所述基座52上沿其径向方向（Y方向）内凹一容置空间53,该容置空间53内安设所述磁性开关6和与所述磁性开关6电连接的PCB电路板10,该PCB电路板10制有两所述磁性开关6的控制电路,两磁性开关6对应为芯片HL1和HL2，且该两磁性开关采用三极管（Q1、Q2）驱动方式进行驱动;所述基座52安设光栅读数头端的底部还设有一卡孔54(参考附图4),将所述弹簧9卡入该卡孔54,使的所述光栅读数头组件5与所述滑车组件4连接。

在上述实施例中,参考附图5,所述滑车组件4包括滑车座41和若干滚动轴承42,所述若干滚动轴承42通过螺丝43与所述滑车座41连接并与所述标尺光栅3滚动接触,使的所述滑车座41能沿所述标尺光栅3横向移动;所述滑车座41上还制有供所述弹簧9安装的安装槽44;参考附图5,本实施例中,所述滑车座41上设有五滚动轴承42,五滚动轴承42中，有两滚动轴承42与所述标尺光栅3的顶端面滚动接触,也就是说该两滚动轴承（42（a）、42(b）)是沿Y方向安设在所述滑车座41上的，且该两滚动轴承42是安设在滑车座41的X方向的两端的，而另三个滚动轴承（42(c)、42(d)、42(e)）与所述标尺光栅3的一侧面(Y方向的两侧面之一)滚动接触，且该三管道轴承（42(c)、42(d)、42(e)）对应在滑车座41的X方向是间隔分布的。

本新型的光栅移位传感器将现有的光栅尺上集成限位功能,即在光栅读数头上设置两用于检测的磁性开关6并配合用于限位的磁性块8,磁性开关6检测到对应的磁性块8时,限定光栅读数头继续移动;本新型的光栅移位传感器填补了现有光栅尺功能单一的不足,使之具有限位功能,通过集成限位功能,无需再在测量系统中安装限位开关,使的安装了该光栅移位传感器的测量系统/数控机床结构精简、组装及使用方便、生产效率高。

以上所述,仅是本实用新型较佳实施例而已,并非对本实用新型作任何形式上的限制,虽然本实用新型以较佳实施例揭露如上,然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员,在不脱离本实用新型技术方案范围内,当利用上述揭示的技术内容作出些许变更或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型技术是指对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (8)

1.一种带限位开关的光栅移位传感器,其特征在于:包括本体,所述本体的两端设闷头,所述本体上开制有一型槽,该型槽内固设一标尺光栅,所述标尺光栅上设与之滑动连接并能沿所述型槽横向移动的滑车组件,所述滑车组件上端设有与之通过弹簧活动连接的光栅读数头组件,所述光栅读数头组件在位置上还与所述标尺光栅活动正对;所述光栅读数头组件上沿横向方向间隔设有两用于检测的磁性开关,所述标尺光栅的上端设有与之平行的钢带,该钢带上沿横向方向间隔设有两用于限位的磁性块,两所述磁性开关随光栅读数头组件移动并与两磁性块配合,使所述滑车组件及光栅读数头组件在与两磁性块间隔的区间相匹配的区间上移动,而所述光栅读数头组件随滑车组件移动并读取所述标尺光栅上的增量光栅而获得位移量。

2.根据权利要求1所述的一种带限位开关的光栅移位传感器,其特征在于:所述钢带为顺磁钢带。

3.根据权利要求1所述的一种带限位开关的光栅移位传感器,其特征在于:所述本体为铝合金型材本体。

4.根据权利要求1所述的一种带限位开关的光栅移位传感器,其特征在于:所述磁性开关为霍尔开关。

5.根据权利要求1所述的一种带限位开关的光栅移位传感器,其特征在于:所述磁性块为磁铁。

6.根据权利要求1～5任意一项所述的一种带限位开关的光栅移位传感器,其特征在于:所述光栅读数头组件包括基座和光栅读数头,所述光栅读数头安设在所述基座上,所述光栅读数头在所述基座上被设置为所述光栅读数头的光电传感器能扫描所述标尺光栅上的增量光栅;所述基座上沿其径向方向内凹一容置空间,该容置空间内安设所述磁性开关和与所述磁性开关电连接的PCB电路板,该PCB电路板制有两所述磁性开关的控制电路;所述基座安设光栅读数头端的底部还设有一卡孔,所述弹簧卡入该卡孔,使的所述光栅读数头组件与所述滑车组件连接。

7.根据权利要求6所述的一种带限位开关的光栅移位传感器,其特征在于: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簧安装的安装槽。

8.根据权利要求6所述的一种带限位开关的光栅移位传感器,其特征在于:所述滑车座上设有五滚动轴承,该五滚动轴承其中两滚动轴承与所述标尺光栅的顶端面滚动接触，另三滚动轴承与所述标尺光栅的一侧面滚动接触。