一种新型双层密封式精密光栅传感器的制造方法
【专利摘要】一种新型双层密封式精密光栅位移传感器，滑槽底部安装金属标尺光栅，滑槽两侧开V型槽作导轨，两侧镶有聚四氟乙烯柱的滑块在滑槽上运动，读数头固定在滑块上，滑块在滑槽上滑动，读数头与标尺光栅实现相对运动，产生莫尔条纹实现测量目的。聚四氟乙烯摩擦系数极小，提高光栅传感器的灵敏性和精度。光栅传感器的外壳、滑块、滑槽导轨都采用钢材料，与被测元件材料线膨胀系数一致，改善光栅传感器的温度特性，提高精度。滑块的运动靠钢带牵引实现，安装块与机床导轨联接，光栅传感器外壳与机床床身联接，实现柔性连接。双层结构防止灰尘进入。寿命长，受热变形产生的误差影响小。用于精密磨床等恶劣加工环境的机床，测量精度可达±3μm/m。
【专利说明】一种新型双层密封式精密光栅传感器【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种机加工过程中的精密测量技术，尤其涉及位移的精密测量与控制领域。
【背景技术】
[0002]目前市面上的光栅位移传感器的结构大致分为两种:
[0003]德国海德汉公司的光栅位移传感器传动采用导轨滑块结构，密封胶条密封，标尺光栅采用玻璃或者钢带，外壳为铝壳。国内的光栅位移传感器相对运动通过五点定位小车即三个小轴承定一个面，两个小轴承定一条线的相对运动结构。标尺光栅为玻璃或者钢带，外壳采用铝壳，密封采用胶条密封。
[0004]玻璃与钢的线胀系数差别较大，温度特性不好，温度特性直接影响光栅尺的精度，所以要尽量采用线膨胀系数一致的光栅尺坯材料。且玻璃光栅易碎，寿命短，钢带光栅因为钢带配方和刻线工艺复杂，成本高。防护仅采用简单的密封条密封结构对于磨床等工作环境比较恶劣的机床来说防护效果不好。因此，改善光栅尺的温度特性，提高防护等级，延长光栅位移传感器寿命，提高其精度成为急需解决的问题。
实用新型内容
[0005]本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种测量线性位移的新型双层密封式精密光栅位移传感器，解决现有光栅位移传感器寿命短，灵敏度低，线膨胀系数不一致，防护等级低的问题。
[0006]为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种新型双层密封式精密光栅传感器，下层包括:
[0007]用于形成莫尔条纹和传输信号并固定在滑块上随滑块运动的读数头、金属标尺光栅、将金属标尺光栅固定在底部并在两侧对称开有V型槽的滑槽、外壳、用于带动读数头运动的滑块，镶在滑块两侧并在滑槽两侧的V型槽内滑动的聚四氟乙烯柱；下盖把读数头、金属标尺光栅、滑槽、滑块、聚四氟乙烯柱封在外壳内，当滑块在滑槽上运动，读数头与金属标尺光栅就有相对运动产生莫尔条纹，为位移测量提供前提；
[0008]上层包括:用于传动的钢带、与机床的工作台联接的安装块，用于装轴承的轴承座，用于钢带传动的滚柱，滚柱与轴承内孔配合；钢带在两侧滚柱上张紧，钢带一端连接安装块，另一端连接滑块，安装块与机床工作台联接，机床工作时，钢带牵引滑块在滑槽上滑动，实现读数头与金属标尺光栅的相对运动，钢带在上盖与下盖之间，下盖两端有防尘垫和毛毡垫，实时清除进入的灰尘。
[0009]密封采用两层楼式结构，防止灰尘、冷却液侵入，起到更好的防护作用，防止钢带所沾的灰尘等进入下层。吹气孔打在上层，形成正压，防止灰尘进入，防护效果好。
【专利附图】
【附图说明】[0010]附图1为本实用新型的截面示意图。
[0011]附图2是钢带运动部分示意图。
【具体实施方式】
[0012]为使该实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合附图对本实用新型作进一步地详细说明。
[0013]本实用新型主要包括读数头9、金属标尺光栅10、滑槽7、滑块5四大关键件，被封闭在外壳8内。其主要原理是:读数头固定在滑块5上，金属标尺光栅固定在滑槽上，确定好读数头与滑槽横向和高度方向的相对位置关系后，滑块在滑槽上运动，产生莫尔条纹，读数头就会产生信号，连上数显表就可以读出位移量。滑块上面镶有聚四氟乙烯导轨6，钢带3 —端连接滑块，另一端联接安装块1，安装块与机床工作台用螺钉联接，机床工作时，安装块通过钢带带动滑块运动，这样读数头就与工作台做同步运动，这样就实现读数头与金属标尺光栅的相对运动，且整个装置与机床通过钢带实现柔性连接。该实用新型的外壳8与标尺光栅都采用钢材料，提高光栅尺的温度特性与寿命。聚四氟乙烯柱摩擦系数极小，提高光栅位移传感器的灵敏度，从而提高测量精度。光栅位移传感器极易受气、油和冷却液的影响，对密封性要求很高。防护采用二层楼结构，上盖2把金属标尺光栅、滑槽、滑块和读数头封在外壳以内，上盖上装有密封条，钢带在上盖与下盖4之间运动，下盖两端有防尘垫和毛毡垫，防止钢带运动时所沾的灰尘等进入下层，双层密封防护更好。
【权利要求】
1.一种新型双层密封式精密光栅位移传感器，其特征在于，下层包括: 固定在滑块上随滑块运动的读数头、金属标尺光栅、将金属标尺光栅固定在底部并在两侧对称开有V型槽的滑槽、外壳、用于带动读数头运动的滑块，镶在滑块两侧并在滑槽两侧的V型槽内滑动的聚四氟乙烯柱；下盖把读数头、金属标尺光栅、滑槽、滑块、聚四氟乙烯柱封在外壳内，当滑块在滑槽上运动，读数头与金属标尺光栅就有相对运动产生莫尔条纹，为位移测量提供前提； 上层包括:用于传动的钢带、与机床的工作台联接的安装块，用于装轴承的轴承座，用于钢带传动的滚柱；钢带在两侧滚柱上张紧，一端连接安装块，另一端连接滑块，安装块与机床工作台联接，机床工作时，钢带牵引滑块在滑槽上滑动，实现读数头与金属标尺光栅的相对运动，钢带在上盖与下盖之间，下盖两端有防尘垫和毛毡垫。
【文档编号】G01B11/02GK203642879SQ201320671492
【公开日】2014年6月11日 申请日期:2013年10月29日 优先权日:2013年10月29日
【发明者】赵惠英, 郭晓聪, 王忠祜, 陆洪伦, 郭长新, 赵怀友, 袁林 申请人:北京微纳精密机械有限公司