[發明專利]軟碰撞光柵尺及其測量方法

有效

• 申請號: 201110240842.0
• 申請日: 2011-08-22
• 公開（公告）號: CN102359760A
• 公開（公告）日: 2012-02-22
• 發明（設計）人: 巫孟良
• 申請（專利權）人: 廣東萬濠精密儀器股份有限公司
• 主分類號: G01B11/02
• 分類號: G01B11/02
• 代理公司: 廈門市新華專利商標代理有限公司 35203
• 代理人: 彭長久

技術領域

本發明涉及測量儀器領域技術，尤其是指一種軟碰撞光柵尺及其測量方法。

背景技術

光柵尺位移傳感器（簡稱光柵尺），是利用光柵的光學原理工作的測量反饋裝置。光柵尺位移傳感器經常應用于機床與現在加工中心以及測量儀器等方面，可用作直線位移或者角位移的檢測。其測量輸出的信號為數字脈沖，具有檢測范圍大，檢測精度高，響應速度快的特點。例如，在數控機床中常用于對刀具和工件的坐標進行檢測，來觀察和跟蹤走刀誤差，以起到一個補償刀具的運動誤差的作用。

如圖1所示，為目前使用的一種光柵尺結構，包括有固定主尺1和滑動副尺2，該固定主尺1相對被測物3固定不動，固定主尺1上設置有刻度4，該滑動副尺2相對固定主尺1可滑動地設置，滑動副尺2上固定有測頭5，且滑動副尺2上設置有參照點6，該參照點6與刻度4彼此對應。測量時，將固定主尺1固定于被測物3外，并使測頭5伸入被測物3的孔槽7中，通過移動滑動副尺2而帶動測頭5同步移動，并使測頭5先后與孔槽7的第一阻擋面8和第二阻擋面9碰撞，以此測出滑動副尺2相對固定主尺1左移和右移的距離，最后將左移和右移的距離相加，再加上測頭的直徑或寬度即可得到第一阻擋面8和第二阻擋面9之間的距離。

上述現有的光柵尺結構，雖可提供給使用者測量兩點之間直線距離的功效，確實具有進步性，但是在實際使用時卻發現其自身結構和使用性能上仍存在有諸多不足，造成現有的光柵尺在實際應用上，未能達到最佳的使用效果和工作效能，現將其缺點歸納如下：首先，由于測頭固定于滑動副尺上隨滑動副尺同步移動，在測量的過程中，該測頭與第一阻擋面或第二阻擋面會發生硬性的碰撞，容易造成測頭損壞，影響測量作業的正常進行。其次，由于該測頭與第一阻擋面或第二阻擋面發生碰撞后會使滑動副尺慣性地反向移動，造成測量精度有限，不可能對被測物實現快精準地測量。

發明內容

有鑒于此，本發明針對現有技術存在之缺失，其主要目的是提供一種軟碰撞光柵尺及其測量方法，其能有效解決現有之光柵尺在測量過程中容易碰壞而影響測量作業正常進行的問題。

本發明的另一目的是提供一種軟碰撞光柵尺及其測量方法，其能有效解決現有之光柵尺測量精度有限的問題。

為實現上述目的，本發明采用如下之技術方案：

一種軟碰撞光柵尺，包括有固定主尺、滑動副尺和活動測頭；該滑動副尺相對固定主尺可滑動地設置，該滑動副尺和固定主尺上設置有彼此對應的光柵刻度；該活動測頭隨滑動副尺同步移動，且活動測頭相對滑動副尺可滑動地設置，該活動測頭和滑動副尺上設置有彼此對應的參照刻度；以及，針對該活動測頭設置有緩沖機構。

作為一種優選方案，所述緩沖機構設置于活動測頭和滑動副尺之間，該緩沖機構包括有兩緩沖彈性件，該兩緩沖彈性件的一端與滑動副尺連接，兩緩沖彈性件的另一端分別對應與活動測頭的兩端連接。

作為一種優選方案，所述緩沖彈性件為彈簧。

作為一種優選方案，所述活動測頭包括有一基部以及于該基部向外延伸出的頭部。

作為一種優選方案，所述光柵刻度包括有設置于固定主尺上的第一光柵刻度以及設置于滑動副尺上的第二光柵刻度；該參照刻度包括有兩設置于滑動副尺上的第一參照刻度和一設置于活動測頭上的第二參照刻度，該第二參照刻度位于兩第一參照刻度之間，原位狀態時，該第二參照刻度位于該兩第一參照刻度的中間位置。

作為一種優選方案，進一步包括有讀數系統，該讀數系統包括有第一光電器件、第二光電器件、計數器、鎖存器和運算器；前述第一光柵刻度和第二光柵刻度均與第一光電器件連接，該第一光電器件連接該計數器；前述第一參照刻度和第二參照刻度均連接第二光電器件，該第二光電器件和計數器均連接鎖存器，該鎖存器連接運算器。

一種如權利要求1所述軟碰撞光柵尺的測量方法，包括的步驟有

（1）將活動測頭的伸出端置于被測物的第一阻擋面和第二阻擋面之間，其中該活動測頭伸出端的寬度為L，并將固定主尺固定，記錄下滑動副尺相對固定主尺的原始位置以及活動測頭相對滑動副尺的原始位置；

（2）使滑動副尺朝向第一阻擋面滑動而使得活動測頭抵于該第一阻擋面上，測出活動測頭相對滑動副尺位移的距離為S1，以及測出滑動副尺相對固定主尺位移的距離為S2；

（3）使滑動副尺和活動測頭回到原始位置，并使滑動副尺朝向第二阻擋面滑動而使得活動測頭抵于第二阻擋面上，測出活動測頭相對滑動副尺位移的距離為S3；以及測出滑動副尺相對固定主尺位移的距離為S4；

（4）計算出被測物之第一阻擋面和第二阻擋面之間的距離為：(S2-S1)+(S4-S3)+L。