[發(fā)明專利]一種光柵位移傳感器

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710964894.X
• 申請(qǐng)日: 2017-10-17
• 公開（公告）號(hào): CN107525470A
• 公開（公告）日: 2017-12-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄔玉家;王藝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東莞市普邁精密測(cè)量科技有限公司
• 主分類號(hào): G01B11/02
• 分類號(hào): G01B11/02
• 代理公司: 東莞眾業(yè)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)44371
• 代理人: 何恒韜

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光電測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種光柵位移傳感器。

背景技術(shù)

光柵尺,也稱為光柵尺位移傳感器(光柵尺傳感器），是利用光柵的光學(xué)原理工作的測(cè)量反饋裝置。光柵尺經(jīng)常應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床的閉環(huán)伺服系統(tǒng)中,可用作直線位移或者角位移的檢測(cè)。

公知的光柵位移傳感器結(jié)構(gòu)是90度的安裝位置,此類光柵位移傳感器目前市面上有2類代表產(chǎn)品,其一是日本三豐光柵尺,以骨頭棒連接讀數(shù)頭和滑車,因彈簧力的分解造成讀數(shù)頭在裝配過(guò)程中會(huì)擦傷型材本體,影響生產(chǎn)效率,在成品安裝過(guò)程中也會(huì)增加安裝難度;其二是國(guó)產(chǎn)新天光柵尺,以直徑1.0mm的彈簧直接連接讀數(shù)頭和滑車,除了日本三豐光柵尺的不足，還因?yàn)閺椈芍圃煺`差,裝配誤差,結(jié)構(gòu)先天缺陷,導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定,測(cè)量精度不準(zhǔn)確,由于零件公差和裝配誤差造成彈簧結(jié)構(gòu)工作不穩(wěn)定(受力大小和方向不穩(wěn)定）,造成小車的軸承和標(biāo)尺光柵(主光柵)的接觸不良,直接影響了標(biāo)尺光柵(主光柵)和指示光柵的間隙和莫爾條紋,使數(shù)據(jù)精度和重復(fù)性受損,并且對(duì)光柵尺的小車、標(biāo)尺光柵、指示光柵等器件的安裝精度的要求高。光柵位移傳感器結(jié)構(gòu)還有45度的安裝位置，代表產(chǎn)品是國(guó)產(chǎn)信和光柵尺，以直徑1.0mm彈簧連接讀數(shù)頭和滑車,此安裝結(jié)構(gòu)把力分解在型材本體內(nèi)的主光柵上,避免了擦傷型材本體,提高了產(chǎn)品生產(chǎn)效率,降低安裝難度,不足在于彈簧應(yīng)力,制造裝配誤差導(dǎo)致測(cè)量比較粗放,不適合高精度測(cè)量。

為此,本習(xí)作之創(chuàng)作者結(jié)合自身設(shè)計(jì)研發(fā)及使用過(guò)程中所遇到的技術(shù)問(wèn)題,設(shè)計(jì)一種光柵位移傳感器,針對(duì)零件制造和裝配的實(shí)際情況,提高了光柵傳感器的測(cè)量精度，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有設(shè)計(jì)技術(shù)中存在的缺陷,提供一種光柵位移傳感器,該光柵位移傳感器在滑車無(wú)彈簧情況下也可穩(wěn)定的在標(biāo)尺光柵上移動(dòng),受制彈簧的影響小,生產(chǎn)安裝方便。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下:一種光柵位移傳感器,包括兩端設(shè)有悶頭的本體,所述本體上制有一型槽,所述型槽內(nèi)設(shè)有一相對(duì)所述本體45°傾斜設(shè)置的標(biāo)尺光柵,所述標(biāo)尺光柵厚度方向的一側(cè)設(shè)有接收組件,另一側(cè)依次設(shè)有滑車組件和發(fā)射組件,所述滑車組件在位置上相對(duì)所述本體45°傾斜設(shè)置并與所述標(biāo)尺光柵滑動(dòng)連接,所述滑車組件能沿所述標(biāo)尺光柵滑動(dòng),所述發(fā)射組件和接收組件通過(guò)連接柱與所述滑車組件連接并能跟隨其沿所述標(biāo)尺光柵滑動(dòng);所述發(fā)射組件和接收組件與所述標(biāo)尺光柵在位置上還被設(shè)定為所述發(fā)射組件配合所述標(biāo)尺光柵形成莫爾條紋,所述接收組件能讀取所述莫爾條紋而獲得位移量;還包括電氣連接并控制發(fā)射組件與接收組件工作的光柵讀數(shù)頭組件,所述光柵讀數(shù)頭組件活動(dòng)安設(shè)在所述型槽上并與所述滑車組件通過(guò)彈性組件連接,所述滑車組件沿所述標(biāo)尺光柵滑動(dòng)并帶動(dòng)所述發(fā)射組件、接收組件及光柵讀數(shù)頭組件匹配移動(dòng)并使所述接收組件實(shí)時(shí)讀取匹配的莫爾條紋而獲得位移量。

作為對(duì)上述技術(shù)方案的進(jìn)一步闡述：

在上述技術(shù)方案中,所述本體為鋁合金型材本體。

在上述技術(shù)方案中,所述發(fā)射組件包括第一PCB電路板和指示光柵,所述指示光柵在位置上被設(shè)置在所述發(fā)射組件和所述標(biāo)尺光柵之間,所述第一PCB電路板上設(shè)置光源及控制所述光源發(fā)光的控制電路,所述第一PCB電路板還與所述光柵讀數(shù)頭組件電氣連接并由其控制而使所述光源發(fā)光,所述光源發(fā)光照射所述指示光柵和所述標(biāo)尺光柵并配合所述指示光柵相對(duì)所述標(biāo)尺光柵移動(dòng)而形成所述莫爾條紋。

在上述技術(shù)方案中,所述接收組件包括第二PCB電路板,且所述第二PCB電路板上設(shè)有讀取所述莫爾條紋的光電傳感器及控制所述光電傳感器工作的控制電路,所述第二PCB電路板還與所述光柵讀數(shù)頭組件電氣連接并由其控制,使所述光電傳感器測(cè)量并讀取所述莫爾條紋而獲得位移量。

在上述技術(shù)方案中,所述光柵讀數(shù)頭組件包括基座,所述基座上設(shè)主控制PCB電路板,所述主控制PCB電路板與所述第一PCB電路板和第二PCB電路板電氣連接;所述主控制PCB電路板能控制所述第一PCB電路板工作而使所述光源發(fā)光而照射所述標(biāo)尺光柵和指示光柵,和/或控制所述第二PCB 電路板工作并使所述光電傳感器掃描所述莫爾條紋而獲得位移量。

在上述技術(shù)方案中,所述滑車組件包括滑車座和若干滾動(dòng)軸承,所述若干滾動(dòng)軸承通過(guò)螺絲與所述滑車座連接并與所述標(biāo)尺光柵滾動(dòng)接觸,使的所述滑車座沿所述標(biāo)尺光柵橫向移動(dòng);所述滑車座上還制有供所述彈性組件安裝的安裝槽。