CN218211196U - 一种光栅尺闭环验证试验台 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种光栅尺闭环验证试验台，属于光栅尺技术领域，解决了现有的光栅尺验证系统只能检测光栅尺的读数头是否读数，无法检测读数精度的问题，其包括平台支架，平台支架上方设置有固定控制面板的控制面板支架，以及试验支架，试验支架内设置有安装支架，安装支架上设置有驱动组件，驱动组件与固定在试验支架内的光栅尺上的读数头相连，平台支架内设置有控制系统，以及与外部电源相连通的电源开关，控制面板、控制系统和驱动组件均与电源开关相连通。本实用新型将修复完毕后的光栅尺放入试验台内验证光栅尺，采用驱动组件模拟光栅尺的实际工作状况，在光栅尺验证时使用了闭环系统，得出光栅尺读数头是否工作以及读数精度是否合格。
Description
技术领域
本实用新型涉及光栅尺技术领域，具体涉及一种光栅尺闭环验证试验台。
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。其测量输出的信号为数字脉冲，具有检测范围大，检测精度高，响应速度快的特点。
光栅尺出现问题，在修复后，无法在线下通过试验台完全确保其状态，需上机测试，耗时耗力，且目前所知的光栅尺验证系统，是一个开环的检测，只检测光栅尺的好坏，即读数头能读数就被认为光栅尺是好的，而光栅尺本身的读数精度是否合格则无法检测。
实用新型内容
针对现有技术中的上述问题，本实用新型提供了一种光栅尺闭环验证试验台，解决了现有的光栅尺验证系统只能检测光栅尺的读数头是否读数，无法检测读数精度的问题。
为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：
提供一种光栅尺闭环验证试验台，其包括平台支架，平台支架上方设置有固定控制面板的控制面板支架，以及试验支架，试验支架内设置有安装支架，安装支架上设置有驱动组件，驱动组件与固定在试验支架内的光栅尺上的读数头相连，平台支架内设置有控制系统，以及与外部电源相连通的电源开关，控制面板、控制系统和驱动组件均与电源开关相连通。
本实用新型将修复完毕后的光栅尺放入试验台内验证光栅尺，采用驱动组件模拟光栅尺的实际工作状况，采用上述方案，在光栅尺验证时使用了闭环系统，光栅尺读数头读出的数值与驱动组件的数值进行验证比较，得出光栅尺读数头是否工作以及读数精度是否合格。
进一步地，驱动组件包括伺服电机，伺服电机安装在安装支架上，安装支架为倒L形的安装板，安装板一侧设置有丝杠，丝杠穿过安装板，通过固定法兰盘与伺服电机转动相连。
在本方案中，在安装板上安装伺服电机，伺服电机与丝杠转动相连，采用上述方案，可通过伺服电机的编码器精确控制伺服电机的输出，以控制丝杠的转动。
进一步地，丝杠上设置有负载，负载与丝杠螺纹相连。
在本方案中，负载与丝杠螺纹相连，采用上述方案，精确控制伺服电机的输出以及丝杠的转动，实现精准控制负载的移动。
进一步地，安装板上设置有滑轨，负载设置于安装座上，安装座滑动设置于滑轨上，负载通过连接块与读数头相连。
在本方案中，负载通过安装座滑动设置于滑轨上，且负载通过连接块与读数头相连，采用上述方案，精准控制负载移动，并通过负载带动读数头移动，以实现光栅尺的读数，并对负载移动的距离和光栅尺的读数进行试验对比，得出光栅尺的读数是否合格。
进一步地，安装板和光栅尺均通过安装横梁安装在平台支架上。
进一步地，安装横梁上设置有卡槽，卡槽上开设有螺纹孔，螺纹孔内穿设有顶丝，光栅尺嵌入卡槽内，通过顶丝夹持光栅尺于卡槽内。
在本方案中，光栅尺嵌入卡槽内，通过顶丝夹持光栅尺于卡槽内，采用上述方案，方便光栅尺在试验台内的放置。
进一步地，电源开关的一端依次连接供电模块和驱动模块，驱动模块与驱动组件相连。
进一步地，控制系统包括依次连接的第一控制单元、PLC控制模块、信号模块、第二控制单元、接触器、接线端子排以及24V电源模块。
在本方案中，基于西门子S7控制系统，在系统内建立PLC控制系统，伺服电机通过在控制面板输入移动指令进行移动，以实现负载的精准移动。
本实用新型公开了一种光栅尺闭环验证试验台，其有益效果为：
本实用新型将修复完毕后的光栅尺放入试验台内验证光栅尺，基于西门子S7控制系统，在整个验证系统内建立PLC控制系统，伺服电机通过在控制面板输入移动指令进行移动，以实现负载的精准移动，以模拟光栅尺的实际工作状况，在光栅尺验证时使用了闭环系统，光栅尺读数头读出的数值与驱动组件的数值进行验证比较，得出光栅尺读数头是否工作以及读数精度是否合格。
附图说明
图1为本实用新型的一种光栅尺闭环验证试验台的结构示意图。
图2为本实用新型的驱动组件的结构示意图。
其中，1、平台支架；2、控制面板支架；3、控制面板；4、试验支架；5、安装支架；6、光栅尺；7、读数头；8、电源开关；9、伺服电机；10、丝杠；11、滑轨；12、负载；13、安装座；14、；安装横梁；15、连接块；16、卡槽；17、供电模块；18、驱动模块；19、第一控制单元；20、PLC控制模块；21、信号模块；22、第二控制单元；23、接触器；24、接线端子排；25、24V电源模块。
具体实施方式
面对本实用新型的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本实用新型，但应该清楚，本实用新型不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本实用新型的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本实用新型构思的实用新型创造均在保护之列。
实施例1
参考图1为本实施例的一种光栅尺闭环验证试验台的结构示意图，目的是解决现有的光栅尺验证系统只能检测光栅尺的读数头是否读数，无法检测读数精度的问题，本实施例将对验证试验台的具体结构进行详细描述。
一种光栅尺闭环验证试验台，其包括平台支架1，平台支架1上方设置有固定控制面板3的控制面板支架2，以及试验支架4。
具体的，试验支架4内设置有安装支架5，安装支架5上设置有驱动组件，驱动组件与固定在试验支架4内的光栅尺6上的读数头7相连。
本实施例中控制面板3的具体型号为6AV6 642-0BA01-1AX1。
平台支架1内设置有控制系统，以及与外部电源相连通的电源开关8，控制面板3、控制系统和驱动组件均与电源开关8相连通，电源开关8为现有技术，其型号为3RV6011-1EA15。
电源开关8的输出端依次连接供电模块17和驱动模块18，驱动模块18与驱动组件相连，本实施例中供电模块17和驱动模块18均采用现有技术，其中供电模块17的型号为6SL3130-6AE15-0AB0，驱动模块的型号为6SL3120-2TE13-0AD0。
控制系统包括依次连接的第一控制单元19、PLC控制模块20、信号模块21、第二控制单元22、接触器23、接线端子排24以及24V电源模块25。
第一控制单元19为现有的CU320，其型号为6SL3040-1MA00-0AA0，14.PLC控制模块20的型号为6ES7 315-2EH14-0AB0，信号模块21的型号为6ES7 332-5HB01-0AB0或6ES7321-1BL00-0AA0，第二控制单元22为现有的SMC20其型号为6SL3055-0AA00-5BA3，接触器23的型号为3RT1016-1BB41，24V电源25的型号为6EP1 336-3BA00。
本实施例中，试验台通过电源开关8接220V电源，电源分两路，一路通过24V电源模块25后提供24V电源给控制系统使用；另一路分配到供电模块17，通过供电模块17与驱动模块18的配合将电流传到伺服电机9使用。
控制系统中第一控制单元19、PLC控制模块20、信号模块21、第二控制单元22、接触器23、接线端子排24以及24V电源模块25均可直接采用现有成熟的电气元件，且本实用新型并不保护其电路结构，故不再赘述其具体连接关系但需要表明的是在型号确定的情况下，其连接关系是本领域人员能够理解的。
本实用新型将修复完毕后的光栅尺放入试验台内验证光栅尺，采用驱动组件模拟光栅尺的实际工作状况，在光栅尺验证时使用了闭环系统，光栅尺读数头读出的数值与驱动组件移动的数值进行验证比较，得出光栅尺读数头是否工作以及读数精度是否合格。
实施例2
参考图2为本实施例驱动组件的结构示意图，目的是精准控制负载的移动距离，试验光栅尺的读数精度，本实施例给出了驱动组件的进一步方案。
驱动组件包括伺服电机9，伺服电机9安装在安装支架5上，安装支架5为倒L形的安装板。
具体的，安装板一侧设置有丝杠10，丝杠10穿过安装板，通过固定法兰盘与伺服电机8转动相连，可通过伺服电机8的编码器精确控制伺服电机8的输出，以控制丝杠10的转动，本实施例中伺服电机9的型号为1FT7044-1AF71-1CH1。
丝杠10上设置有负载12，负载12与丝杠10螺纹相连，精确控制伺服电机8的输出以及丝杠10的转动，实现精准控制负载10的移动，负载12可选用合适的丝母。
安装板上设置有滑轨11，负载12设置于安装座13上，安装座13滑动设置于滑轨11上，负载12通过连接块15与读数头7相连。
安装板和光栅尺6均通过安装横梁14安装在平台支架1上。
安装横梁14上设置有卡槽16，卡槽16上开设有螺纹孔，螺纹孔内穿设有顶丝，光栅尺6嵌入卡槽16内，通过顶丝夹持光栅尺6于卡槽16内，方便光栅尺在试验台内的放置。
在本方案中，负载12通过安装座13滑动设置于滑轨11上，且负载12通过连接块15与读数头7相连，精准控制负载12移动，并通过负载12带动读数头7移动，以实现光栅尺7的读数，并对负载移动的距离和光栅尺的读数进行试验对比，得出光栅尺的读数是否合格。
负载12移动的距离与光栅尺6的读数头7读出的距离差距大于0.1mm时，即认为光栅尺6读数异常，在验证光栅尺6时还会使用伺服电机8的最大转速进行验证，这样是验证光栅尺6的读数头7的高速运行时是否仍能读数准确，完全实现了光栅尺6的真实工作情况。
本方案一种光栅尺闭环验证试验台的工作原理为：
本实用新型在实际应用中，参考图1和图2，在上图中，将光栅尺6安装在卡槽16内，并将光栅尺6上的读数头7与负载12相连，将读数头7连接上线缆，与控制面板3相连。
随后通过电源开关8接通电源，控制系统、控制面板3均得电，待通讯正常后，在控制面板3点击接通使能，使伺服电机9得电，随后就可以在控制面板3手动控制伺服电机9正转和反转，在控制面板3观查光栅尺6的读数值，数值正常后就在控制面板3设定伺服电机9转速和移动距离，在自动情况下看光栅尺的读数值。
负载12移动的距离与光栅尺6的读数头7读出的距离差距大于0.1mm时，即认为光栅尺6读数异常，在验证光栅尺6时还会使用伺服电机8的最大转速进行验证，这样是验证光栅尺6的读数头7的高速运行时是否仍能读数准确，完全实现了光栅尺6的真实工作情况。
虽然结合附图对实用新型的具体实施方式进行了详细地描述，但不应理解为对本专利的保护范围的限定。在权利要求书所描述的范围内，本领域技术人员不经创造性劳动即可做出的各种修改和变形仍属本专利的保护范围。
Claims (8)
1.一种光栅尺闭环验证试验台，其特征在于：包括平台支架(1)；
所述平台支架(1)上方设置有固定控制面板(3)的控制面板支架(2)，以及试验支架(4)；
所述试验支架(4)内设置有安装支架(5)；所述安装支架(5)上设置有驱动组件；所述驱动组件与固定在试验支架(4)内的光栅尺(6)上的读数头(7)相连；
所述平台支架(1)内设置有控制系统，以及与外部电源相连通的电源开关(8)；所述控制面板(3)、控制系统和驱动组件均与电源开关(8)相连通。
2.根据权利要求1所述的光栅尺闭环验证试验台，其特征在于：所述驱动组件包括伺服电机(9)；所述伺服电机(9)安装在所述安装支架(5)上，所述安装支架(5)为倒L形的安装板；
所述安装板一侧设置有丝杠(10)；所述丝杠(10)穿过安装板，通过固定法兰盘与伺服电机(9)转动相连。
3.根据权利要求2所述的光栅尺闭环验证试验台，其特征在于：所述丝杠(10)上设置有负载(12)，负载(12)与丝杠(10)螺纹相连。
4.根据权利要求3所述的光栅尺闭环验证试验台，其特征在于：所述安装板上设置有滑轨(11)；所述负载(12)设置于安装座(13)上，安装座(13)滑动设置于滑轨(11)上；所述负载(12)通过连接块(15)与读数头(7)相连。
5.根据权利要求3所述的光栅尺闭环验证试验台，其特征在于：所述安装板和光栅尺(6)均通过安装横梁(14)安装在平台支架(1)上。
6.根据权利要求5所述的光栅尺闭环验证试验台，其特征在于：所述安装横梁(14)上设置有卡槽(16)；所述卡槽(16)上开设有螺纹孔，螺纹孔内穿设有顶丝；所述光栅尺(6)嵌入卡槽(16)内，通过顶丝夹持光栅尺(6)于卡槽(16)内。
7.根据权利要求1所述的光栅尺闭环验证试验台，其特征在于：所述电源开关(8)的一端依次连接供电模块(17)和驱动模块(18)；所述驱动模块(18)与驱动组件相连。
8.根据权利要求7所述的光栅尺闭环验证试验台，其特征在于：所述控制系统包括依次连接的第一控制单元(19)、PLC控制模块(20)、信号模块(21)、第二控制单元(22)、接触器(23)、接线端子排(24)以及24V电源模块(25)。
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