CN213842044U - 光栅尺 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种光栅尺，包括标尺光栅、光栅读头以及清洁组件：光栅读头与标尺光栅相对活动设置，并能够沿标尺光栅的延伸方向进行往复运动；清洁组件沿光栅读头的移动路径，清洁组件设于光栅读头的前侧；清洁组件连接于外部气源，并用于清洁标尺光栅。使用本实施例的光栅尺时，首先将清洁组件与外部气源连通，清洁组件随光栅读头相对于标尺光栅移动，在移动过程中，设于光栅读头前侧的清洁组件能够在光栅读头与标尺光栅相配合前对标尺光栅进行清洁，以标尺光栅上的粉尘或微小残片与标尺光栅分离，从而避免标尺光栅上的粉尘或微小残片对光栅读头的检测精度造成影响，进而保证光栅尺的检测精度。

Description

光栅尺

技术领域

本实用新型涉及光学测量设备技术领域，尤其涉及一种光栅尺。

背景技术

光栅尺又称光栅尺位移传感器，是一种利用光栅的光学原理进行位移检测的装置，广泛应用于机械自动化领域。光栅尺通过光栅读头和标尺光栅配的合以实现位移检测的功能，光栅尺在应用过程中，外部环境中的粉尘或微小残片容易掉落在标尺光栅上，清理不便，而标尺光栅上一旦出现粉尘或微小残片，光栅读头与标尺光栅之间的信息交互受到影响，检测数据的精度便无法保证，从而导致设备停机以及工件报废，十分不利于工业生产。

因此有必要设计一种新型光栅尺，以改变现状。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种光栅尺，用于解决传统光栅尺在使用过程中容易受到粉尘影响，而导致检测精度无法保证的问题。

本实用新型提出一种光栅尺，包括：

标尺光栅；

光栅读头，与所述标尺光栅相对活动设置，并能够沿所述标尺光栅的延伸方向进行往复运动；以及

清洁组件，沿所述光栅读头的移动路径，所述清洁组件设于所述光栅读头的前侧；所述清洁组件连接于外部气源，并用于清洁所述标尺光栅。

可选地，所述标尺光栅朝向所述光栅读头的一侧为检测面，所述清洁组件开设有清洁气孔，所述清洁气孔的延伸方向与所述检测面相平行。

可选地，所述清洁气孔用于排出气体以形成风幕，所述风幕对所述检测面进行清洁。

可选地，所述清洁气孔在其延伸方向上的尺寸不小于所述标尺光栅在所述清洁气孔的延伸方向上的尺寸。

可选地，所述清洁组件包括气嘴以及输气件，所述输气件内部开设有输气腔，所述输气件的侧壁上开设有连通于所述输气腔的输气通道，所述输气通道包括连通于所述输气腔的内气孔以及所述清洁气孔，所述清洁气孔位于所述内气孔远离所述光栅读头的一侧；沿内气孔至所述清洁气孔的方向，所述输气通道朝靠近所述标尺光栅的方向倾斜；所述气嘴可拆卸连接于所述输气件，并分别连通于所述输气腔与外部气源。

可选地，所述输气通道的倾斜角度为30°。

可选地，所述输气通道具有第一内表面以及第二内表面，所述第一内表面与所述第二内表面间隔且平行，且所述第一内表面至所述第二内表面的方向垂直于所述清洁气孔的延伸方向。

可选地，所述第一内表面与所述第二内表面之间的间隙范围为0.2-0.5mm。

可选地，所述清洁组件还包括第一连接件，所述第一连接件分别可拆卸连接于所述光栅读头以及输气件，且所述清洁气孔位于所述第一连接件远离所述光栅读头的一侧。

可选地，所述光栅读头包括读头本体以及连接于所述读头本体的第二连接件，所述第二连接件可拆卸连接于所述第一连接件；所述光栅尺还包括载体以及移动组件，所述移动组件和所述标尺光栅均设于所述载体上并连接于所述清洁组件和/或所述光栅读头，以承载所述光栅读头相对于所述标尺光栅移动。

可选地，所述移动组件包括滑块以及滑轨，所述滑块与所述滑轨滑动配合，且所述滑轨固定于所述载体上，所述滑块用于连接所述清洁组件和/或所述光栅读头。

可选地，所述清洁组件通入的外部气源的气压范围为0.03-0.1Mpa。

可选地，所述清洁组件设置有两组，且两组所述清洁组件沿所述光栅读头的移动路径分别设于所述光栅读头的前侧和后侧。

实施本实用新型实施例，具有如下有益效果：

使用本实施例的光栅尺时，首先将清洁组件与外部气源连通，清洁组件随光栅读头相对于标尺光栅移动，在移动过程中，设于光栅读头前侧的清洁组件能够在光栅读头与标尺光栅相配合前对标尺光栅进行清洁，以标尺光栅上的粉尘或微小残片与标尺光栅分离，从而避免标尺光栅上的粉尘或微小残片对光栅读头的检测精度造成影响，进而保证光栅尺的检测精度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例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，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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。

其中：

图1是本实用新型的实施例中光栅尺的结构示意图；

图2是本实用新型的实施例中光栅尺的局部结构示意图；

图3是图2中局部A的放大视图；

图4是本实用新型的实施例中清洁组件的局部结构示意图；

图5是图4中局部B的放大视图；

图中：

10、光栅尺；

100、标尺光栅；110、检测面；

200、清洁组件；210、气嘴；220、输气件；221、输气腔；222、输气通道；2221、内气孔；2222、清洁气孔；2223、第一内表面；2224、第二内表面；230、第一连接件；

300、光栅读头；310、读头本体；320、第二连接件；

400、载体；

500、移动组件；510、滑块；520、滑轨；

600、承载台。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参阅图1所示，本实用新型实施例提供了一种光栅尺10，其包括标尺光栅100、清洁组件200以及光栅读头300；光栅读头300与标尺光栅100相对活动设置，并能够沿标尺光栅100的延伸方向进行往复运动；清洁组件200沿光栅读头300的移动路径，清洁组件200设于光栅读头300的前侧；清洁组件200连接于外部气源，并用于清洁标尺光栅100。

使用本实施例的光栅尺10时，首先将清洁组件200与外部气源连通，清洁组件200随光栅读头300相对于标尺光栅100移动，在移动过程中，设于光栅读头300前侧的清洁组件200能够在光栅读头300与标尺光栅100相配合前对标尺光栅100进行清洁，以标尺光栅100上的粉尘或微小残片与标尺光栅100分离，从而避免标尺光栅100上的粉尘或微小残片对光栅读头300的检测精度造成影响，进而保证光栅尺10的检测精度。具体参阅图1所示，光栅读头300可沿图中所示的X方向的正向或反向移动，通过光栅读头300与标尺光栅100的配合，以实现光栅尺10的位移检测功能。

参阅图2和图3所示，在一实施例中，标尺光栅100朝向光栅读头300的一侧为检测面110，清洁组件200开设有清洁气孔2222，清洁气孔2222的延伸方向与检测面110相平行。

参阅图2所示，在本实施例中，清洁气孔2222的延伸方向平行与Y方向，标尺光栅100的延伸方向平行与X方向，X方向垂直于Y方向，光栅读头300能够沿X方向的正向或反向移动；由此设置，当清洁组件200随光栅读头300的移动而一同沿X方向移动的过程中，可以使清洁气孔2222在Y方向上的各处均与检测面110保持相同的距离，从而使清洁组件200具有更为稳定的清洁效果。在一些实施例中，清洁气孔2222的延伸方向与Y方向之间具有夹角，夹角范围在0°至90°之间，在此不做唯一限定。

在其他实施例中，清洁组件200还包括刷毛，沿光栅读头300的移动方向，刷毛设于清洁气孔2222的前侧和/或后侧，随着光栅读头300的移动，刷毛可以对标尺光栅100进行清扫操作，一方面可以将标尺光栅100上的粉尘去除，同时也可以使标尺光栅100上的部分粉尘扬起，并通过清洁气孔2222进行清洁。

在一实施例中，清洁气孔2222用于排出气体以形成风幕，风幕对检测面110进行清洁。在其他实施例中，清洁组件200也可以连接用于抽气的外部气源，以在清洁气孔2222处形成负压区域，标尺光栅100上的粉尘或微小残片经由清洁气孔2222吸入清洁组件200内部，以实现清洁组件200对标尺光栅100的清洁功能。

进一步地，清洁气孔2222在其延伸方向上的尺寸不小于标尺光栅100在清洁气孔2222的延伸方向上的尺寸。参阅图3所示，在一实施例中，清洁气孔2222在Y方向上的尺寸与标尺光栅100在Y方向上的尺寸相同，由此设置，可以保证风幕在Y方向上能够完全覆盖标尺光栅100，在光栅读头300的移动过程中，清洁组件200可以对检测面110进行全面清洁。

在其他实施例中，在Y方向上，清洁气孔2222的尺寸也可以大于标尺光栅100的尺寸，由此设置，可以使清洁气孔2222形成的风幕覆盖超出标尺光栅100的尺寸的范围，以提高清洁组件200的风幕的清洁范围，从而提高清洁组件200的清洁效果。

参阅图2、图3和图4所示，具体在一实施例中，清洁组件200包括气嘴210以及输气件220，输气件220内部开设有输气腔221，输气件220的侧壁上开设有连通于输气腔221的输气通道222，输气通道222包括连通于输气腔221的内气孔2221以及清洁气孔2222，清洁气孔2222位于内气孔2221远离光栅读头300的一侧；沿内气孔2221至清洁气孔2222的方向，输气通道222朝靠近标尺光栅100的方向倾斜；气嘴210可拆卸连接于输气件220，并分别连通于输气腔221与外部气源。

在本实施例中，通过设置清洁的输气通道222，由此使清洁气孔2222形成的风幕也与检测面110呈倾斜状，在风幕与检测面110接触的过程中，风幕在与检测面110接触处形成大致为“铲型”的形式，可以进一步提高清洁组件200的清洁效果。在一些实施例中，气嘴210与输气件220可通过螺纹连接，以保证气嘴210与输气件220之间的密封性，在其他实施例中，气嘴210也可以与输气件220采用例如粘接、焊接等密封连接方式进行连接，以保证清洁组件200的气密性。

具体在一实施例中，输气通道222的倾斜角度为30°。参阅图5所示，定义R为输气通道222的倾斜角度，可以理解地是，由此形成的风幕与检测面110之间的夹角也呈30°。

参阅他5所示，在一实施例中，输气通道222具有第一内表面2223以及第二内表面2224，第一内表面2223与第二内表面2224间隔且平行，且第一内表面2223至第二内表面2224的方向垂直于清洁气孔2222的延伸方向。

可以理解地是，通过设置相平行且间隔的第一内表面2223和第二内表面2224，可以避免清洁气孔2222输出的气体形成的风幕出现乱流，以保证风幕的清洁效果。

在其他实施例中，第一内表面2223与第二内表面2224之间也可以具有夹角，输气通道222在内气孔2221至清洁气孔2222的方向上的截面面积逐渐缩小，以使输气通道222呈喇叭状，由此设置，可以提高清洁气孔2222输出气体的气压。

具体地，第一内表面2223与第二内表面2224之间的间隙范围为0.2-0.5mm。参阅图5所示，定义L为第一内表面2223与第二内表面2224的间隙距离，当L的设置过大时，清洁气孔2222输出的风幕的气压便会过小，清洁效果下降，当L过小时，清洁气孔2222输出的气体的气压随之提高，但是输气通道222更容易堵塞，使用效果下降。

参阅图2和图3所示，清洁组件200还包括第一连接件230，第一连接件230分别可拆卸连接于光栅读头300以及输气件220，且清洁气孔2222位于第一连接件230远离光栅读头300的一侧。

可以理解地是，通过在输气件220和光栅读头300之间设置的可拆卸的第一连接件230，一方面在使用本光栅尺10的过程中，可以根据实际需求安装对应结构的第一连接件230，以适应于不同的加工需求，同时当需要对清洁组件200进行维护时，可以将第一连接件230与光栅读头300分离，以将清洁组件200从光栅读头300上取下，维护便捷，通过可拆卸连接方式进行安装连接，也可以提高本光栅尺10的安装便捷度。具体地，第一连接件230与光栅读头300可以通过螺钉连接、卡接、插接、销钉连接等可拆卸连接方式进行连接，在此不做唯一限定。

具体地，光栅读头300包括读头本体310以及连接于读头本体310的第二连接件320，第二连接件320可拆卸连接于第一连接件230；光栅尺10还包括载体400以及移动组件500，移动组件500和标尺光栅100均设于载体400上并连接于清洁组件200和/或光栅读头300，以承载光栅读头300相对于标尺光栅100移动。

可以理解地是，在使用本实施例的光栅尺10时，可以将载体400固定于外部设备中，光栅读头300通过移动组件500可相对于标尺光栅100移动，以实现光栅读头300的位移检测功能。

参阅图2所示，在一些实施例中，移动组件500包括滑块510以及滑轨520，滑块510与滑轨520滑动配合，且滑轨520固定于载体400上，滑块510用于连接清洁组件200和/或光栅读头300。

参阅图2所示，滑轨520沿X方向延伸，通过滑块510与滑轨520的滑动配合，可以提高光栅读头300移动的平稳度，进而提高光栅读头300的检测精度。

参阅图1所示，在一些实施例中，光栅尺10还包括承载台600，承载台600连接于移动组件500，以随光栅读头300一同移动，在使用过程中，可以将载体400固定于加工设备上，并将承载台600与加工设备中需要进行位移检测的可动部件进行连接，当可动部件移动时可以带动承载台600移动，进而带动光栅读头300相对于标尺光栅100移动，从而实现本光栅尺10的检测功能，在光栅读头300移动的过程中，清洁组件200也可以随时对标尺光栅100进行清洁，以保证检测精度。

在其他实施例中，光栅尺10应用于伺服系统中，移动组件500用于驱动承载台600移动并采用丝杆滑块组合，通过光栅读头300反馈的位移数据，从而在伺服系统中进行数据反馈，伺服系统可以根据光栅尺10反馈的位移数据进行系统误差修正。

进一步地，清洁组件200通入的外部气源的气压范围为0.03-0.1Mpa。可以理解地是，当清洁组件200通入的外部气源的气压过小时，清洁组件200便无法对标尺光栅100进行有效地清洁，当气压过大时，不利于对清洁组件200气流噪声和气流扰动进行控制。

参阅图2所示，在一实施例中，清洁组件200设置有两组，且两组清洁组件200沿光栅读头300的移动路径分别设于光栅读头300的前侧和后侧。由此设置，光栅读头300在标尺光栅100上进行往复运动的过程中，两组清洁组件200可以分别对光栅读头300的双向进行清洁，清洁组件200的清洁效果更为全面，使用效果好。

在其他实施例中，清洁组件200也可以仅设置有一组，且清洁组件200与光栅读头300相对活动设置，在使用本光栅尺10的过程中，可以根据光栅读头300的移动方向调整清洁组件200的位置，以使清洁组件200能够在光栅读头300的移动过程中始终处于光栅读头300移动方向上的前侧，从而对光栅读头300前侧的标尺光栅100的区域进行清洁，进而保证本光栅尺10的检测精度。

以上所揭露的仅为本实用新型较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。

Claims (13)

1.一种光栅尺，其特征在于，包括：

标尺光栅；

光栅读头，与所述标尺光栅相对活动设置，并能够沿所述标尺光栅的延伸方向进行往复运动；以及

清洁组件，沿所述光栅读头的移动路径，所述清洁组件设于所述光栅读头的前侧；所述清洁组件连接于外部气源，并用于清洁所述标尺光栅。

2.根据权利要求1所述的光栅尺，其特征在于，所述标尺光栅朝向所述光栅读头的一侧为检测面，所述清洁组件开设有清洁气孔，所述清洁气孔的延伸方向与所述检测面相平行。

3.根据权利要求2所述的光栅尺，其特征在于，所述清洁气孔用于排出气体以形成风幕，所述风幕对所述检测面进行清洁。

4.根据权利要求2或3所述的光栅尺，其特征在于，所述清洁气孔在其延伸方向上的尺寸不小于所述标尺光栅在所述清洁气孔的延伸方向上的尺寸。

5.根据权利要求2所述的光栅尺，其特征在于，所述清洁组件包括气嘴以及输气件，所述输气件内部开设有输气腔，所述输气件的侧壁上开设有连通于所述输气腔的输气通道，所述输气通道包括连通于所述输气腔的内气孔以及所述清洁气孔，所述清洁气孔位于所述内气孔远离所述光栅读头的一侧；沿内气孔至所述清洁气孔的方向，所述输气通道朝靠近所述标尺光栅的方向倾斜；所述气嘴可拆卸连接于所述输气件，并分别连通于所述输气腔与外部气源。

6.根据权利要求5所述的光栅尺，其特征在于，所述输气通道的倾斜角度为30°。

7.根据权利要求5所述的光栅尺，其特征在于，所述输气通道具有第一内表面以及第二内表面，所述第一内表面与所述第二内表面间隔且平行，且所述第一内表面至所述第二内表面的方向垂直于所述清洁气孔的延伸方向。

8.根据权利要求7所述的光栅尺，其特征在于，所述第一内表面与所述第二内表面之间的间隙范围为0.2-0.5mm。

9.根据权利要求5所述的光栅尺，其特征在于，所述清洁组件还包括第一连接件，所述第一连接件分别可拆卸连接于所述光栅读头以及输气件，且所述清洁气孔位于所述第一连接件远离所述光栅读头的一侧。

10.根据权利要求9所述的光栅尺，其特征在于，所述光栅读头包括读头本体以及连接于所述读头本体的第二连接件，所述第二连接件可拆卸连接于所述第一连接件；所述光栅尺还包括载体以及移动组件，所述移动组件和所述标尺光栅均设于所述载体上并连接于所述清洁组件和/或所述光栅读头，以承载所述光栅读头相对于所述标尺光栅移动。

11.根据权利要求10所述的光栅尺，其特征在于，所述移动组件包括滑块以及滑轨，所述滑块与所述滑轨滑动配合，且所述滑轨固定于所述载体上，所述滑块用于连接所述清洁组件和/或所述光栅读头。

12.根据权利要求1所述的光栅尺，其特征在于，所述清洁组件通入的外部气源的气压范围为0.03-0.1Mpa。

13.根据权利要求1所述的光栅尺，其特征在于，所述清洁组件设置有两组，且两组所述清洁组件沿所述光栅读头的移动路径分别设于所述光栅读头的前侧和后侧。

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