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线性光栅尺在数控机床中的应用与维修

点击次数:660发布时间:2017-09-12
   线性光栅尺在数控机床中的应用与维修
  近年来,传统工业实现了现代化、自动化转变,在数控机床位置检测系统当中,检测装置作为其中核心,能够确保机床加工精度,且能够协调好加工进度。线性光栅尺由先进技术作支撑,具有动态性、速度恒定等优势,能够为机床运转提供一定支持。因此加强对其应用及维修的研究具有现实意义,能够帮助我们进一步了解其应用,且能够针对机械存在的故障予以分析,提高机床加工质量及效率。
  1、线性光栅尺工作原理
  光栅尺,是一种建立在光栅光学原理基础之上,测量物体的直线位移、角位移。光栅尺相应速度较快,且精度高,在闭环控制、数显系统等方面应用非常广泛。目前,市面上所能见到的光栅尺种类丰富,根据不同的分类标准,分类情况也有所不同。如从计量层面来看,是由物理、计量两部分构成。而从材料上看,是由透射与反射光栅构成。
  线性光栅尺依据相对运动原理,产生光信号后,经过光电器件进行转换处理,完成对机械装置位置变化的测量。而输出的信号,由光源通过刻在直线尺、盘片栅格线,再次转换回去,成为初始的电流正弦波信号,电信号周期与栅距保持一致。
  2、线性光栅尺在数控机床中的应用
  2.1伺服系统闭环控制应用
  将线性光栅尺装置置于机床工作台上,测量出具体的位移量传送给CNC装置,与预期设定值进行比对,运用差值实现对位置的控制。在系统中,CNC能够各类误差予以补偿,提高跟随与定位度。针对数控机床中旋转进给轴来说,可以利用光栅检测角位移与速度,对其进行插补处理。如沿着坐标轴A作圆周运动的B周,进行换刀动作。
  2.2机床数显应用
  数控机床的应用能够提高工作效率,且能够提高产品质量,具有投资少、见效快优势。针对车床的改造,可以选择3米内光栅尺,经过改造后能够获得更好地应用效果。对于工具、等铣床,也可以采用线性光栅尺,在生产中能够及时了解具体的数值,且操作便利,度高。
  2.3机床定位精度检测应用
  针对半闭环控制机床而言,经过长时间运转后,受到机械磨损等因素的影响,会产生一定误差,导致加工精度下降,无法与预期目标保持一致。一般来说,设备在出厂前,常见会借助激光干涉等设备对仪器精度进行校准,但在数控机床生产中没有此类设备,对此,可以采用线性光栅尺,不仅能够降低成本,且能够测量丝杠螺距误差,为生产提供科学依据。在定位前,要排除振动等各类因素,使得数控机床得以运行,逐步消除温度等因素产生的不良影响[1]。此外,在实践应用中,还要提前设计好程序,确定针对性标准,以此来对误差进行补偿。
  3、线性光栅尺在数控机床中应用维修
  3.1测量控制板故障
  针对该故障,维修人员要依据诊断技术手册,明确故障所在位置。如针对某加工中心西门子840系统,出现光栅尺硬件故障,当参数在200~240范围内,报警自动消除,对此我们可以判断,故障主要出现在光栅尺自身、测量板等部位。但由于光栅尺拆卸难度较大,对此我们对测量进行拆除处理后,将两个轴进行交换,发现故障在X轴上,zui后借助表进行检测,发现故障在测量板上。为了确保光栅尺能够正常使用,需要更换测量板。
  3.2测量数据丢失
  系统运行中,一旦出现测量数据丢失情况,维修人员要给予足够的重视,否则无法为后续生产工作提供依据。如车床光栅尺经过改造后,Z轴在测量中出现了数据丢失的现象[2]。通常而言,此类故障主要在读数、电路两个部分。对调两个部分的信號,发现X轴数据丢失,故读数头是故障所在点,经过检查,主要是光敏元件不良,导致信号传输时受到了削弱。故我们将运用无水乙醇对光栅尺进行清洗,使光栅尺恢复正常。
  3.3系统不定时报警
  工作中系统出现不定时报警问题,维修人员可以重新启动NCK,根据诊断手册可知,出现报警的原因是X轴有效编码器硬件故障。由于数控机床主要是全闭环控制系统,故障出在光栅尺直接测量环节[3]。对此,我们要更换X轴伺服控制板等,对细节予以相应的处理。经过观察发现,粗加工时段报警频率较多,主要是机床振动幅度与故障存在密切,然后检测测量线路等,发现读数头一端母插针能够从孔内拔出,对此判断是内部插头出现了虚接触问题,振动幅度过大产生的报警。对此,我们要利用绝缘材料制作小型楔件,并对其进行焊接处理,使得插头保持稳固,以免出现故障。
  结论:根据上文所述,目前,随着自动化技术不断发展,线性光栅尺在数控机床中的应用范围越来越广。但由于光栅尺是光学器件,在长期应用中,如果保养不当,极易发生故障。因此在实践操作中,操作人员要重视对光栅尺日常维护与保养,并针对不同的故障表现,采取相应的措施加以调整和维修,使得光栅尺始终保持良好状态,从而促进线性光栅尺功能有效发挥。


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