SIP光柵尺470’554前置放大器和光柵讀數(shù)頭的調(diào)整-2019年文檔_第1頁
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文檔簡介

1、SIP光柵尺470, 554前置放大器和光柵讀數(shù)頭的調(diào)整1. 目的470 554 型前置放大器的設置和測量方法以及Ralph:673'922 光柵讀數(shù)頭的安裝調(diào)試。針對解決三臺瑞士產(chǎn)斯達拉格 - 海克特 SIP 精密鏜銑中心相關故障。在調(diào)整前置放大器之前, 有必要對光柵的基本工作原理進行初步的了解。光柵位移傳感器的工作原理,是由一對光柵副中的主光柵(即標尺光柵)和副光柵(即掃描光柵)進行相對位移時,在光的干涉與衍射共同作用下產(chǎn)生黑白相間(或明暗相間)的規(guī)則條紋圖形,稱之為莫爾條紋。經(jīng)過光電器件轉換, 使黑白(或明暗)相同的條紋轉換成正弦波變化的電信號,再經(jīng)過放大器放大,整形電路整形后,

2、得到兩路相差為90o 的正弦波或方波光柵采用兩種掃描原理:。成像掃面原理,用于 20以m和40以m柵距的光柵尺。干涉掃描原理,用于柵距8以m或更小的光柵。成像掃描原理簡單的說,成像掃描原理是采用透射光產(chǎn)生信號:柵距相同的光柵尺和掃描光柵彼此相對運動。掃描光柵的基體是透明的,而作為測量基準的光柵尺可以是透明的也可以是反射的。當平行光穿過一個光柵時,在一定距離處形成明暗區(qū),掃描光柵就在這個位置處。當兩個光柵相對運動時,穿過光柵尺的光得到調(diào)制。如果狹縫對齊,則光線穿過。如果一個光柵的刻線與另一個光柵的狹縫對齊,則光線無法通過。一組規(guī)則排列的光電池將這些光強變化轉化成電信號。特殊形式的掃描光柵將光強調(diào)

3、制為正弦輸出信號。柵距越小,掃描光柵和光柵尺的間距,公差越嚴。干涉掃描原理干涉掃描原理是利用精細光柵的衍射和干涉形成測量移動量的信號。階梯狀光柵做測量光柵尺:在平滑反光面上刻制線高0.2以m的反射線. 光柵尺的前面是掃描光柵, 器柵距雨光柵尺的柵距相同.光波照射到掃描光柵時, 光波被衍射為三束光強近似的光 :-1 、 0和 +1。光柵尺所衍射的光波中,反射光中的衍射光強最強的光束為+1 和 -1 。這兩束光在掃描光柵的相位光柵處再次相遇,又一次被衍射和干涉。它形成三束光,并以不同的角度離開掃描光柵。光電池將這些交變的光強變化轉化成電信號。掃描光柵與光柵尺的相對運動使衍射光產(chǎn)生相位移:當光柵移過

4、一個柵距時,前一季度+1 衍射光在正方向上移過一個光波波長。 -1 衍射光在負方向上移過一個光波波長。由于這兩個光波在離開掃描光柵時將發(fā)生干涉,光波將彼此相對移動兩個光波波長。也就是說,相對移動一個柵距可以得到兩個信號周期。干涉光柵的柵距一般為8以m 4以m甚至更小。其掃描信號基本沒有高次諧波,能進行高倍細分。因此,這些光柵尺適用于高分辨率和高精度應用。2. 適用范圍斯達拉格- 海克特 SIP 生產(chǎn)的精密鏜銑中心所有四個軸都配備了相同的配件.SIP 光柵讀數(shù)頭Ralph: 673'922 和前置放大器Preamp: 470'554 。3. 原則3.1 . Preamp470&#

5、39;554 前置放大器前置放大器的470'554 從讀數(shù)頭接收不同的信號(正弦, 余弦和 M +的 M - ),并提供電流和必需的信號處理。分別將光柵出來的兩路位移信號的峰峰值調(diào)整為500 毫伏 成振幅的正弦信號和余弦信號。由讀數(shù)頭部出來的參考點信號訊號(M+,M -)轉換為雙坡信號,其長度相當于兩個正弦信號周期。3.2 前置放大器盒前置放大器是在一個金屬盒中。光柵讀數(shù)頭到前置放大器適用的是HIROSE廣漱)16針孔式連接器;從前置放大器到數(shù)控是 HIROSE廣漱)16針孔式連接器到12針針式連接器(5623系列 兼容海德漢)。4讀數(shù)頭的設定對于光柵讀數(shù)頭的設定, 信號可從前置放大器

6、上加以測試.TP 100.1 : sine + TP 200.1 : cosine + TP 300.1 : M +TP 100.2 : sine - TP 200.2 : cosine - TP 300.2 : M -輸出信號和其他所需要調(diào)整的信號的都在前置放大器電路板上,可以用BERG J3連接器連接。對于設置,所有放大器上的信號可以通過連接20 針的連接器(J3)將信集中到一個轉接盒上,轉接有助于連接示波器。4.1 讀數(shù)頭和放大器調(diào)整目的光柵讀數(shù)頭應該被調(diào)整到最佳讀數(shù)位置,此位置對應著測量信號 (sin 和 cos) 輸出越強越好(最大信號/噪聲系數(shù))。并檢查參考點信號(M +和 M -

7、 )的存在。4.2 讀數(shù)頭調(diào)整流程4.2.1 清潔讀數(shù)頭在調(diào)整之前,把讀數(shù)頭拆下來(松開screw1 就可以了)擦一下,用無水酒精和藥棉。拆的時候注意讀數(shù)頭的方向,或者做個標記。4.2.2 調(diào)整定尺和動尺的距離清潔過后再將讀數(shù)頭裝上(就是塞進讀數(shù)頭的座里,screw1和 screw2 都不鎖緊,所以要一直用手托著讀數(shù)頭),裝上的時候注意讀數(shù)頭的方向。反著也能裝上,但是后來用示波器的時候是沒有信號的。( 參看圖 1)用0.9mm的塞尺控制facel和face2的距離,調(diào)整好之后, 鎖緊 screw2圖14.2.3 連接示波器打開PREAMIP光柵尺的前置放大器),接上示波器和專用接線盒。如圖2:

8、圖24.2.4 . 固定讀數(shù)頭示波器的channel 和 channel2 測量頭接到專用轉接盒的sin+和cos+腳上。示波器設定在 X/Y模式,顯示單位100mv。用手托住讀數(shù)頭,保證剛才調(diào)整的0.9mm的距離,同時還要左右轉動讀數(shù)頭,調(diào)整方向,為了使其信號達到最大值,也就是一邊調(diào)整一邊觀察示波器,示波器上顯示的“圓”要達到最大值。 而且還要有一個人用手輪以低速移動軸,只有在動態(tài)下才能看到信號。調(diào)整到最好效果時,也就是“圓”的直徑最大, 這時還要用另外一只手上下扳動動尺,如果發(fā)現(xiàn)“圓”的直徑變大, 說明剛才調(diào)整的0.9mm還不是最佳距離,還要繼續(xù)調(diào)整這個距離。例如:用手向上扳動動尺,發(fā)現(xiàn)圓

9、變大,說明距離大了,還要往小調(diào)整。按照這個方法調(diào)到最佳效果后,鎖緊screw1 ,使得讀數(shù)頭固定。然后低速移動軸, “圓”信號應該全行程穩(wěn)定。 所謂穩(wěn)定是指直徑大小。實際會發(fā)現(xiàn)軸在運動過程中,“圓”信號會變形,即不是很圓,這個沒關系,正常。4.2.5 .觀察光柵尺上的參考標記(marker)信號M+, M-將示波器的channel1 和 channel2 測量頭接到專用接線盒的M+F口 M-腳上。示波器設定在正常模式。Trigger方式設定在捕捉 模式( normal )。用手輪低速移動軸(500mm/mirj),向參考標記(marker) 方向。當移動到參考標記的時候,觀察示波器產(chǎn)生的信號,主要看M+F口 M-的交叉信號,叫做crosisement信號。這個信號應該 在1.5V和2V之間,最好接近2V。例如:假設開始調(diào)整的最佳距離是 1mm當檢測到M和M- 信號的交叉點時發(fā)現(xiàn)不合適, 回頭再調(diào)距離

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