外径千分尺使用说明
外径千分尺产品资料 千分尺产品明细：外径千分尺、测微头、螺纹千分尺、公法线千分尺、内径千 分尺、深度千分尺、杠杆千分尺、板厚千分尺、壁厚千分尺、尖头千分尺、小测头千分尺、电子数显外径千分尺 一、外径千分尺（三级产品分类） 1、产品简介：外径千分尺是利用螺旋副原理对弧形尺架上两测量面间分割的距离进行读数，适用于工件的外尺寸测量的工具。 2、购买列参数：见表 3、产品特性： ●适用于工件的外尺寸测量，可测量工件精度在IT6-IT10。 ●外径千分尺按分度值可分为0.01mm和0.001mm，根据所测工件精度要求选 择相应的产品。 ●测微螺杆采用优质合金钢制造，经淬火后精密磨削，变形小，耐用度高。●测量范围≤300mm的外径千分尺测量面镶硬质合金，使用寿命长。 ●测力装置采用双棘轮结构，测力稳定。 ●外径千分尺符合国家标准 GB/T1216-2004。 ●测量范围（25-300）mm外径千分尺附有校对量杆1支；测量范围（300－1000） mm外径千分尺附有校对量杆2支；测量范围（1000－3000）mm外径千分尺 附有校对柱2支，校对量杆4支，具体尺寸详见参数列表。 ●1000－3000mm管结构外径千分尺是由外径千分尺和百分表组成的通用外尺 寸测量器具。 ●1000－3000mm管结构外径千分尺适用于重型机械或矿山机械等加工大尺寸 零件的测量，通过活动测砧、量杆、校对柱及测微头来实现每种规格量程为500mm的尺寸测量。用校对柱、测微头及量杆做尺寸的调整，用百分表进行比较测量，百分表量程为 10mm，读数更直观、方便。 ●1000－3000mm管结构外径千分尺符合 JB/T 10007-2012。 ?测力装置注意事项：转动测力装置渐进量面，听见“卡卡”声，表明量面与 工件已接触上，测力装置卸荷有效，即可读数。 ?校对量杆的使用方法和作用：校对量杆用于测量范围大于25mm的外径千分 尺校对“0”位。把校对量杆当做被测工件进行测量，如果千分尺上的读数与校对量杆实际尺寸相同，表明“0”位正确。如果不符，则表明“0”位不
一、线性光栅尺选型 (1)准确度等级的选择数控机床配置线性光栅尺是了提 高线性坐标轴的定值精度、再复定位精度，所以光栅尺的准确度等级是首先要考虑的，光栅尺准确度等级有±0.01mm、±0.005mm、±0.003mm、±0.02mm。而我们在设计数控机床时根据设计精度要求来选择准确度等级，值得注意的是在选用高精度光栅尺时要考虑光栅尺的热性能，它是机床工作精确度的关键环节，即要求光栅尺的刻线载体的热膨胀系数与机床光栅尺安装基体的热膨胀系数相一致，以克服由于温度引起的热变形。 另外光栅尺最大移动速度可达120m/min，目前可完全满足数控机床设计要求；单个光栅尺最大长度为3040mm，如控制线性坐标轴大于3040mm时可采用光栅尺对接的方式达到所需长度。 (2)测量方式的选择光栅尺的测量方式分增量式光栅尺 和绝对式光栅尺两种，所谓增量式光栅尺就是光栅扫描头通过读出到初始点的相对运动距离而获得位置信息，为了获得绝对位置，这个初始点就要刻到光栅尺的标尺上作为参考标记，所以机床开机时必须回参考点才能进行位置控
制。
而绝对式光栅尺以不同宽度、不同问距的闪现栅线将绝对位置数据以编码形式直接制作到光栅上，在光栅尺通电的同时后续电子设备即可获得位置信息，不需要移动坐标轴找参考点位置，绝对位置值从光栅刻线上直接获得。 绝对式光栅尺比增量式光栅尺成本高20％左右，机床设计师因考虑数控机床的性价比，一般选用增量式光栅尺，既能保证机床运动精度又能降低机床成本。但是绝对式光栅尺开机后不需回参考点的优点是增量式光栅尺无法比拟的，机床在停机或故障断电后开机可直接从中断处执行加工程序，不但缩短非加工时间提高生产效率，而且减小零件废品率。因此在生产节拍要求格或由多台数控机床构成的自动生产线上选用绝对式光栅尺是最为理想的。 (3)输出信号的选择光栅尺的输出信号分电流正弦波信号、电压正弦波信号、TTL矩形波信号和TTL差动矩形波信号四种，虽然光栅尺输出信号的波形不同对数控机床线性坐标轴的定位精度、重复定位精度没有影响，但必须与数控机床系统相匹配，如果输出信号的波形与数控机床系统不匹配，导致机床系统无法处理光栅尺的输出信号，反馈信息、补偿误差对机床线性坐标轴全闭环控制无从谈起。在实践中确有输出信号的波形与数控机床系统不匹配
几类典型光栅尺的性价比分析和使用要求简介 摘要：本文介绍了光栅尺的基本原理和分类。并列举了实际生产中的几种典型光栅尺，介绍了其技术参数、安装步骤和使用方法，通过比较，得出性价比分析。关键词：光栅尺；技术参数；摩尔纹 Abstract:This paper introduces the basic principle of grating ruler and classification. And enumerates several typical light in actual productio n.Grating ruler, introduces the technical parameters, the installation steps and method of use, by comparison, it is concluded that ratio of analysis. Keyword: grating ruler；technical parameters；Moore grain
1.光栅尺简介 光栅尺位移传感器（简称光栅尺），是利用光栅的光学原理工作的测量反馈装置。光栅尺位移传感器经常应用于数控机床的闭环伺服系统中，可用作直线位移或者角位移的检测。其测量输出的信号为数字脉冲，具有检测范围大，检测精度高，响应速度快的特点。例如，在数控机床中常用于对刀具和工件的坐标进行检测，来观察和跟踪走刀误差，以起到一个补偿刀具的运动误差的作用。 1.2光栅尺工作原理 光栅尺是通过莫尔条纹原理，通过光电转换，以数字方式表示线性位移量的高精度位移传感器. GBC系列光栅尺是由读数头、主尺和接口组成。玻璃光栅上均匀地刻有透光和小透光的线条，栅线为50线对/mm，其光栅栅距为0.02mm，采用四细分后便可得到分辩率为5μm的计数脉冲。一般的情况下，线条数按所测精度刻制，为了判别出运动方向，线条被刻成相位上相差90°的两路。当读数头运动时，接口电路的光电接收器分别产生A相和B相两路相位相差90°的脉冲波，输出信号再经过数显系统细分处理,分辨率是光栅周期除以信号细分数,经过电子信号细分处理分辨率可为5um或1um 。 1.2.1莫尔条纹 以透射光栅为例，当指示光栅上的线纹和标尺光栅上的线纹之间形成一个小角度θ，并且两个光栅尺刻面相对平行放置时，在光源的照射下，位于几乎垂直的栅纹上形成明暗相间的条纹，这种条纹称为“莫尔条纹”。严格地说莫尔条纹排列的方向是与两片光栅线纹夹角的平分线相垂直，莫尔条纹中两条亮纹或两条暗纹之间的距离称为莫尔条纹的宽度，以W表示。莫尔条纹W=ω /2* sin（θ/2）=ω /θ 。 1.2.2莫尔条纹具特征： (1)莫尔条纹的变化规律 两片光栅相对移过一个栅距，莫尔条纹移过一个条纹距离。由于光的衍射与
千分尺使用方法 欧阳歌谷（2021.02.01） 时间：2010.09.21 地点：量具室 指导老师：马老师 量具名称：千分尺 千分尺的分类： ①按测量部位：内径②精确程度：直接读数③读数方式：读 数 外径估读数显 量程范围：0-25mm、25-50mm、50-75mm、75-100mm、100-125mm、125-150mm、150-175mm、175-200mm 操作步骤： ①将被测物体放在表面平整的平面上，选择合适量程的千分 尺。 ②当千分尺的两个测量面与被测表面快接触时，就停止旋转微 分筒，而改旋转测力装置，使两接触面与被测面相接触，等到发出“咔咔”的三声后，即可进行读数。 ③千分尺测量轴的中心线要与工件被测长度方向相一致，不要 歪斜。 ④将千分尺固定开始读数。
外径：Ⅰ 0-25mm、25-50mm、50-75mm、75-100mm千分尺 ①读出固定套筒上露出刻度线的毫米数和半毫米数。一格 为0.5mm，如果读数在18.5-19mm之间，切记读数后 面的0.5mm，将读数记下来，这是第一个读数； ②读出活动套筒上与固定套筒上基准线对齐的读数，并估 读不足半毫米的数字，这是第二个读数； ③固定套筒上侧有十条横刻度线，活动套筒的刻度线和固 定套筒上侧刻度线对齐的那条刻度线即为第三个读数； ④把三个读数加起来即为测得的尺寸。 Ⅱ100-125mm、125-150mm、150-175mm、175-200mm千分尺125-150mm千分尺主尺从25mm开始读完数加100mm 150-175mm千分尺主尺从50mm开始读完数加100mm 175-200mm千分尺主尺从75mm开始读完数加100mm 这三种卡尺都精确到小数点后第二位，第三位为估读。 外径：Ⅰ100-125mm、125-150mm、150-175mm、175-200mm千分尺 ①同0-25mm、25-50mm千分尺读数①； ②同0-25mm、25-50mm千分尺读数②； ③当固定套上的刻度线与活动套筒刻度线对齐时，则第 三位读数为0， 若固定套上的刻度线在活动套筒两刻度线之间时，则 第三位读数估读； ④将三个读数相加再加上100mm即为测得的尺寸。
千分尺使用方法 时间：地点：量具室 指导老师：马老师 量具名称：千分尺 千分尺的分类： ①按测量部位：内径② 精确程度：直接读数③ 读数方式：读数外径估读数显量程范围：0- 25mm、25-50mm、50-75mm、75-100mm、100-125mm、125-150mm、150-175mm、175-200mm 操作步骤： ①将被测物体放在表面平整的平面上，选择合适量程的千分尺。 ②当千分尺的两个测量面与被测表面快接触时，就停止旋转微分筒，而改旋转测力装置，使两接触面 与被测面相接触，等到发出“咔咔”的三声后，即可进行读数。 ③千分尺测量轴的中心线要与工件被测长度方向相一致，不要歪斜。 ④将千分尺固定开始读数。 读数时注意： 外径：I 0-25mm、25-50mm 50-75mm 75-100mm千分尺 ①读出固定套筒上露出刻度线的毫米数和半毫米数。一格为0.5mm,如果读数在 -19mm之间，切记读数后面的0.5mm,将读数记下来，这是第一个读数； ②读出活动套筒上与固定套筒上基准线对齐的读数，并估读不足半毫米的数字，这是第二个 读数； ③固定套筒上侧有十条横刻度线,活动套筒的刻度线和固定套筒上侧刻度线对齐的那条刻度线 即为第三个读数； ④把三个读数加起来即为测得的尺寸。 n 100-125mm、125-150mm 150-175mm 175-200mm 千分尺 125-150mm 千分尺主尺从25mm开始读完数加100mm 150-175mm 千分尺主尺从50mm开始读完数加100mm 175-200mm 千分尺主尺从75mm开始读完数加100mm 这三种卡尺都精确到小数点后第二位,第三位为估读。 外径：I 100-125mm、125-150mm 150-175mm 175-200mm 千分尺 ①同0-25mm 25-50mm千分尺读数①； ②同0-25mm 25-50mm千分尺读数②； ③当固定套上的刻度线与活动套筒刻度线对齐时,则第三位读数为0, 若固定套上的刻度线在活动套筒两刻度线之间时,则第三位读数估读； ④将三个读数相加再加上100mm即为测得的尺寸。内径：测量方法同外径测量方法,最终测量尺寸直接显示在屏幕上,读出结果即可。千分尺的校验： 校验步骤同千分尺读数操作步骤。若千分尺不精确用标准块校验时固定套上的刻度线与活动套筒上的“ 0”刻度线不齐。 则用校正工具将两条线对齐。 切记：校正时不要用力过度,防止精密测微螺杆变形。
非接触光栅系统安装与使用指南 RGS20-S 、RGS40-S 光栅安装 (End Clamps) Renishaw （雷尼绍） 安装准备 1. 剪裁所需光栅，确保光栅的长度能满足行程的要求。请预留把光栅尺伸延至“起始”标记点。未到达标记点前，一定要避免光栅尺粘贴到表面上。确保光栅尺已粘贴到全行程的表面上。 安装过程中，避免扭曲及用力拖拽光栅尺。 图(1) 图(2) 除去端压块底部两边的胶纸。胶纸的作用是在胶水未稳固时临时固定端压块。 4. 把端压块粘贴到光栅尺的末端。 备注： 必须擦净端压块周边的多余胶水，否则读数头的信号会受影响。 型号端压块(End Clamps)所有型号的光栅上安装，并能多次重复使用。 RGA22G RGA245 RGA245 RGA22G
读数头安装 读数头设定 图(3) 图(3)是一个简单安装支架设计。螺丝(A) ---- 夹紧读数头，设定Pitch 参数螺丝(B) ---- 设定Yaw 参数和偏移螺丝(C) ---- 可设定Roll 参数 安装支架设定 固定读数头的托架，必须有平坦表面，能满足读数头安装上的机械公差。其次必须能调节读数头高度并有足够的稳定性，以预防在读数头工作期间所受到的所有外界影响。为了减少光栅的安装问题，在未使用光栅安装器(Scale Guide)粘贴光栅前，请先把机械托架的Roll 参数和Yaw 参数调节到读数头的误差范围内，可使用clock gauge 或precision square 完成设定。 对于RGH22、RGH26和RGH41，设定读数头的高度，可透过蓝色和或橙色的校准胶片放置于读数头和光栅尺之间，读数头的LED 安装指示灯显示绿色，表示安装正确。 橙色的校准胶片还可以帮助设定读数头相对于光栅尺的偏移和Yaw 参数 。 对于RGH24和RGH25读数头，设定只可透过蓝色校准胶片放置于读数头和光栅尺之间， 读数头的LED 安装指示灯显示绿色，表示安装正确。 读数头高度设定完成后，以缓慢的速度移动读数头，确保读数头的指示灯在光栅尺的整个行程内都保持绿色。RGB25和RGH41提供外置设定信号 (X 或Vx)，当LED 指示灯失效时，可提供另一个安装参考。外置设定信号是一个5 V 电源，信号为5 V 表示设定正确，当信号为0 V 时，表示需重新设定。 备注： 安装读数头的螺丝力矩大约在0.5 Nm 至0.7 Nm 之间。光栅尺、读数头的信号窗口和托架表面都必须保持清洁。 RGH22、RGH26和RGH41 设定读数头简介图 外置设定信号 RGH24和RGH25设定读数头简介图 LED 安装指示灯显示强度比例 警报信号：读数头接收信号低于15%
光栅尺定义： 光栅尺通过摩尔条纹原理，通过光电转换，以数字方式表示线性位移量地高精度位移传感器.光栅线位移传感器主要应用于直线移动导轨机构，可实现移动量地精确显示和自动控制，广泛应用于金属切削机床加工量地数字显示和加工中心位置环地控制.该产品已形成系列，供不同规格地各类机床选用，量程从毫米至米，覆盖几乎全部金属切削机床地行程. 威海三丰电子有限公司生产数显光栅尺,数控光栅尺,直线光栅尺,电子尺,位移传感器,机床数显,数显改造,数控改造,机床改造,数显装置,数显传感器,数显表,磁栅尺，数显尺，旧机床数显改造，可按客户需求定制，价格优惠！电话：资料个人收集整理，勿做商业用途 现代地自动控制系统中已广泛地采用光电传感器(如光栅尺)来解决轴地线位移、转速或转角地监测和控制问题. 适用以下领域: 加工用地设备：车床、铣床、镗床、磨床、电火花机、线切割等 测量用地仪器：投影机、影像测量仪、工具显微镜等 也可对数控机床上刀具运动地误差起补偿作用资料个人收集整理，勿做商业用途 光栅尺：测量范围：～ 测量准确度：±μ～±μ 测量基准：光栅周期μ地光学玻璃尺 光学测量系统：透射式红外线光测量系统，红外线波长 反应速度：() () 读数头滑动系统：垂直式五轴承 输出讯号： 讯号传达周期：μ 供应电压：± 采用最高优质地材料制造出耐油、高弹性及抗老化胶封.由工程师精心设计出最佳地闭合角度和最适中地软硬度，保证最佳地密封性能和最少地磨擦阻力.读数头滑动部分结构采用已被验证为最可靠耐用地五轴承设计，保证光学感应系统能长期稳定地在光栅尺上畅顺滑行. 读数头滑动部分结构采用已被验证为最可靠耐用地五轴承设计，保证光学感应系统能长期稳定地在光栅尺上畅顺滑行. 弹簧地几何设计经过精确详细地力学模型分析，并采用高级地德国制弹簧钢材制造.确保光学感应系统就是在高速地移动情况下，仍能紧贴在光栅尺上无跳动地滑行. 所有轴承均采用日本规格高精度轴承，保证滑行畅顺，跳动量低，可靠耐用. 采用美国公司地高效能红外线发光管为光源.讯号强而稳定，可靠性极高资料个人收集整理，勿做商业用途 光栅尺相关介绍
光栅尺调试增加第二测量回路及增加光栅尺功能 1．PLC 程序修改DB3x.DB1.5=0, DB3x.DB1.6=1 2．机床数据MD30200=2 N30200 $MA_NUM_ENCS[AX1]=2 N30240 $MA_ENC_TYPE[1,AX1]=1 N31000 $MA_ENC_IS_LINEAR[1,AX1]=1 N31010 $MA_ENC_GRID_POINT_DIST[1,AX1]=0.02 N31040 $MA_ENC_IS_DIRECT[1,AX1]=1 N32110 $MA_ENC_FEEDBACK_POL[1,AX1]=-1 N34060 $MA_REFP_MAX_MARKER_DIST[1,AX1]=500 如果为带距离编码的光栅尺： 3．PLC 程序修改DB3x.DB1.5=0, DB3x.DB1.6=1 4．机床数据MD30200=2 N30200 $MA_NUM_ENCS[AX1]=2 N30240 $MA_ENC_TYPE[1,AX1]=1 N31000 $MA_ENC_IS_LINEAR[1,AX1]=1 N31040 $MA_ENC_IS_DIRECT[1,AX1]=1 N32110 $MA_ENC_FEEDBACK_POL[1,AX1]=-1 MD34200 ENC_REFP_MODE=3 N31010 $MA_ENC_GRID_POINT_DIST[1,AX1]=0.04 ; MD34310 ENC_MARKER_INC =0.04 MD 34300 ENC_REFP_DIST=80 N34060 $MA_REFP_MAX_MARKER_DIST[1,AX1]=80 MD34320 ENC_INVERS[1] ;=0 光栅尺与机床同方向 MD34000 REFP_CAM_IS_ACTIVE =0 绝对光栅尺： 5．机床数据MD30200=2 N30200 $MA_NUM_ENCS[AX1]=2 N30240 $MA_ENC_TYPE[1,AX1]=4 N31000 $MA_ENC_IS_LINEAR[1,AX1]=1 N31010 $MA_ENC_GRID_POINT_DIST[1,AX1]=0.02 型号来定 N31040 $MA_ENC_IS_DIRECT[1,AX1]=1 N32110 $MA_ENC_FEEDBACK_POL[1,AX1]=-1 N34060 $MA_REFP_MAX_MARKER_DIST[1,AX1]=500 MD34200 ENC_REFP_MODE=0 MD34102 REF_SYNC-ENC=1 MD1030=18H 标定的步骤：和802D 一样 第二测量回路生效 第二测量回路生效 光栅尺分辩率 ；两个零脉冲之间的差值：两个零脉冲之间的距离；找参考点的最大距离=1 光栅尺与机床反方向 // 根据光栅尺的
QR011-02-09-01 (AMP) (光学尺接口) 1 2 3 4
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此表仅供试车异常时量测使用。 注意事项： 原装线已由海德汉公司 所提供非必要时请勿自 行焊接以免发生接触不 良。 工 时 准备工时 1.0H 备 注 作业工时 1.0H 月29日 修 订日期年月日 核 准 审 查 承 办 第一版次数第次 QR011-02-09-01 台中精机厂股份有限公司编号WQU-MV-P4-71B LC-191F绝对式光学尺组立作业标准书页次4/8
轴光学尺读写头连接信号线走线方式与X 轴极限开关电线相同，必须穿越护罩到电气箱光学尺接口JF101。 轴光学尺连接读写头信号线走线方式，经由X 轴底座穿越 护罩到电气箱光学尺接口JF102。 轴光学尺吹气部分使用6mm 风管长度约4.0M 接到立柱后。 轴光学尺吹气部分使用6mm 风管长度约3.5M 接到立柱后。 注意事项：请注意走线方式。 六角板手*1 工准备工时 1.0H 备 QR011-02-09-01 1. 2. 3. 44..
工作说明： 1:风压源由三点组合中间8mm 快速接头输出。 2:.输出的5*8mm 风管经过三通接头1(HDKF0800T0)一边插空气帘幕风管,另一边插另一三通接头2。 3:.由三通接头2一边插气枪风管,另一边插电磁阀(HDSVPU22002)输入端。 4:电磁阀电源线接(L01,L02),机台开机时将风压源送到输出端。 5.由电磁阀输出端接到调压器 (HDAR300003) 过滤器(HDAFD3003BD)8mm 快速接头。 6.:气压由过滤调压器输出一6mm 风管接头(HDKF0603L0),接到一6mm 三通接头(HDKF0600T0) 一边插X 轴光学尺风压,另一边插Y 轴光学尺风压侧。 注意事项： 1.请按照图示装配。 2. 过滤调压器试车时请将风压元调到1.5KG 。 量具 模具工具 1.十字起*1 2.剪刀*1 工 时 准备工时 1.0H 备 注 作业工时 1.0H 日期 93年07月29日 修 订日期 年 月 日 核 准 审 查 承 办 林 焕 森 版次 第一版 次数 第 次 QR011-02-09-01 1 3 2 4 5 6
光栅尺安装及使用注意事项 光栅尺，也称为光栅尺位移传感器（光栅尺传感器），是利用光栅的光学原理工作的测量反馈装置。光栅尺经常应用于数控机床的闭环伺服系统中，可用作直线位移或者角位移的检测。其测量输出的信号为数字脉冲，具有检测范围大，检测精度高，响应速度快的特点。例如，在数控机床中常用于对刀具和工件的坐标进行检测，来观察和跟踪走刀误差，以起到一个补偿刀具的运动误差的作用。 光栅尺线位移传感器的安装比较灵活，可安装在机床的不同部位。 一般将主尺安装在机床的工作台（滑板）上，随机床走刀而动，读数头固定在床身上，尽可能使读数头安装在主尺的下方。其安装方式的选择必须注意切屑、切削液及油液的溅落方向。如果由于安装位置限制必须采用读数头朝上的方式安装时，则必须增加辅助密封装置。另外，一般情况下，读数头应尽量安装在相对机床静止部件上，此时输出导线不移动易固定，而尺身则应安装在相对机床运动的部件上（如滑板）。 1、光栅尺线位移传感器安装基面 安装光栅尺传感器时，不能直接将传感器安装在粗糙不平的机床身上，更不能安装在打底涂漆的机床身上。光栅主尺及读数头分别安装在机床相对运动的两个部件上。用千分表检查机床工作台的主尺安装面与导轨运动的方向平行度。千分表固定在床身上，移动工作台，要求达到平行度为0.1mm/1000mm以内。如果不能达到这个要求，则需设计加工一件光栅尺基座。 基座要求做到：（1）应加一根与光栅尺尺身长度相等的基座（最好基座长出光栅尺50mm左右）。（2）该基座通过铣、磨工序加工，保证其平面平行度0.1mm/1000mm以内。另外，还需加工一件与尺身基座等高的读数头基座。读数头的基座与尺身的基座总共误差不得大于±0.2mm。安装时，调整读数头位置，达到读数头与光栅尺尺身的平行度为0.1mm左右，读数头与光栅尺尺身之间的间距为1-1.5mm左右。 2、光栅尺线位移传感器主尺安装 将光栅主尺用M4螺钉上在机床安装的工作台安装面上，但不要上紧，把千分表固定在床身上，移动工作台（主尺与工作台同时移动）。用千分表测量主尺平面与机床导轨运动方向的平行度，调整主尺M4螺钉位置，使主尺平行度满足0.1mm/1000mm以内时，把M2螺钉彻底上紧。 在安装光栅主尺时，应注意如下三点：
1 光栅尺工作原理 光栅位移传感器的工作原理，是由一对光栅副中的主光栅（即标尺光栅）和副光栅（即指示光栅）进行相对位移时，在光的干涉与衍射共同作用下产生黑白相间（或明暗相间）的规则条纹图形，称之为莫尔条纹。经过光电器件转换使黑白（或明暗）相同的条纹转换成正弦波变化的电信号，再经过放大器放大，整形电路整形后，得到两路相差为90o的正弦波或方波，送入光栅数显表计数显示。 二、工作原理 常见光栅的工作原理都是根据物理上莫尔条纹的形成原理进行工作的。图4-9是其工作原理图。当使指示光栅上的线纹与标尺光栅上的线纹成一角度来放置两光栅尺时，必然会造成两光栅尺上的线纹互相交叉。在光源的照射下，交叉点近旁的小区域内由于黑色线纹重叠，因而遮光面积最小，挡光效应最弱，光的累积作用使得这个区域出现亮带。相反，距交叉点较远的区域，因两光栅尺不透明的黑色线纹的重叠部分变得越来越少，不透明区域面积逐渐变大，即遮光面积逐渐变大，使得挡光效应变强，只有较少的光线能通过这个区域透过光栅，使这个 区域出现暗带。这些与光栅线纹几乎垂直，相间出现的亮、暗带就是莫尔条纹。莫尔条纹具有以下性质：
(1) 当用平行光束照射光栅时，透过莫尔条纹的光强度分布近似于余弦函数。 (2) 若用W表示莫尔条纹的宽度，d表示光栅的栅距，θ表示两光栅尺线纹的夹角，则它们之间的几何关系为W=d／sin当角很小时，上式可近似写W=d／θ 若取d=0.01mm,θ=0.01rad，则由上式可得W=1mm。这说明，无需复杂的光学系统和电子系统，利用光的干涉现象，就能把光栅的栅距转换成放大100倍的莫尔条纹的宽度。这种放大作用是光栅的一个重要特点。 (3) 由于莫尔条纹是由若干条光栅线纹共同干涉形成的，所以莫尔条纹对光栅个别线纹之间的栅距误差具有平均效应，能消除光栅栅距不均匀所造成的影响。 (4) 莫尔条纹的移动与两光栅尺之间的相对移动相对应。两光栅尺相对移动一个栅距d，莫尔条纹便相应移动一个莫尔条纹宽度W，其方向与两光栅尺相对移动的方向垂直，且当两光栅尺相对移动的方向改变时，莫尔条纹移动的方向也随之改变。 根据上述莫尔条纹的特性，假如我们在莫尔条纹移动的方向上开4个观察窗口A，B，C，D，且使这4个窗口两两相距1／4莫尔条纹宽度，即W／4。由上述讨论可知，当两光栅尺相对移动时，莫尔条纹随之移动，从4个观察窗口A，B，C，D可以得到4个在相位
千分尺使用方法 时 间：2010.09.21 地 点：量具室 指导老师：马老师 量具名称：千分尺 千分尺的分类： ① 按测量部位：内径 ② 精确程度：直接读数 ③ 读数方式：读数 外径 估读 数显 量程范围：0-25mm 25-50mm. 50-75mm. 75-100mm 100-125mm 125-150mnr 、150-175mm 175- 200mm 操作步 骤： ① ② ③ ④ 读数时注意: 外径：I 0-25mm 、25-50mm 50-75mm 75-100mm 千分尺 读出固定套筒上露出刻度线的毫米数和半毫米数。 一格为0.5mm,如果读数在 18.5-19mm 之间，切记读数后面的 0.5mm 将读数记下来，这是第一个读数； 读出活动套 筒上与固定套筒上基准线对齐的读数， 并估读不足半毫米的数字， 这是第二个读数； 固定套筒上侧有十条横刻度线，活动套筒的刻度线和固定套筒上侧刻度线对 齐的那条刻度线即为第三个读数； 把三个读数加起来即为测得的尺寸。 这三种卡尺都精确到小数点后第二位，第三位为估读。 外径：I 100-125mm 125-150mm 150-175mm 175-200mm 千分尺 同0-25mm 25-50mm 千分尺读数 ①; 同0-25mm 25-50mm 千分尺读数 ②; 当固定套上的刻度线与活动套筒刻度线对齐时，则第三位读数为 0， 若固定套上的刻度线在活动套筒两刻度线之间时，则第三位读数估读； 将三个读数相加再加上 100mm 即为测得的尺寸。 将被测物体放在表面平整的平面上，选择合适量程的千分尺。 当千分尺的两个测量面与被测表面快接触时， 就停止旋转微分筒，而改旋转测力装置, 使两接触面与被测面相接触，等到发出“咔咔”的三声后，即可进行读数。 千分尺测量轴的中心线要与工件被测长度方向相一致，不要歪斜。 将千分尺固定开始读数。 n 100-125mm 125-150mm 150-175mm 175-200mm 千分尺 125-150mm 150-175mm 175-200mm 千分尺主尺从 千分尺主尺从 千分尺主尺从 25mm 开始读完数加 50mm 开始读完数加 75mm 开始读完数加 100mm 100mm 100mm
光栅尺的选型安装与 调试D E M O
一、线性光栅尺选型 二、 三、(1)准确度等级的选择数控机床配置线性光栅尺是了 提高线性坐标轴的定值精度、再复定位精度，所以光栅尺的准确度等级是首先要考虑的，光栅尺准确度等级有±0.01mm、±0.005mm、±0.003mm、±0.02mm。而我们在设计数控机床时根据设计精度要求来选择准确度等 级，值得注意的是在选用高精度光栅尺时要考虑光栅尺的热性能，它是机床工作精确度的关键环节，即要求光栅尺的刻线载体的热膨胀系数与机床光栅尺安装基体的热膨胀系数相一致，以克服由于温度引起的热变形。四、 五、另外光栅尺最大移动速度可达120m/min，目前可完全 满足数控机床设计要求；单个光栅尺最大长度为 3040mm，如控制线性坐标轴大于3040mm时可采用光栅尺对接的方式达到所需长度。 六、 七、(2)测量方式的选择光栅尺的测量方式分增量式光栅 尺和绝对式光栅尺两种，所谓增量式光栅尺就是光栅扫描头通过读出到初始点的相对运动距离而获得位置信 息，为了获得绝对位置，这个初始点就要刻到光栅尺的标尺上作为参考标记，所以机床开机时必须回参考点才
能进行位置控制。而绝对式光栅尺以不同宽度、不同问距的闪现栅线将绝对位置数据以编码形式直接制作到光栅上，在光栅尺通电的同时后续电子设备即可获得位置信息，不需要移动坐标轴找参考点位置，绝对位置值从光栅刻线上直接获得。 八、 九、绝对式光栅尺比增量式光栅尺成本高20％左右，机床 设计师因考虑数控机床的性价比，一般选用增量式光栅尺，既能保证机床运动精度又能降低机床成本。但是绝对式光栅尺开机后不需回参考点的优点是增量式光栅尺无法比拟的，机床在停机或故障断电后开机可直接从中断处执行加工程序，不但缩短非加工时间提高生产效 率，而且减小零件废品率。因此在生产节拍要求格或由多台数控机床构成的自动生产线上选用绝对式光栅尺是最为理想的。 十、 十一、(3)输出信号的选择光栅尺的输出信号分电流正弦波信号、电压正弦波信号、TTL矩形波信号和TTL差动矩形波信号四种，虽然光栅尺输出信号的波形不同对数控机床线性坐标轴的定位精度、重复定位精度没有影 响，但必须与数控机床系统相匹配，如果输出信号的波形与数控机床系统不匹配，导致机床系统无法处理光栅
数显外径千分尺使用方法及注意事项 内容来源网络，由“深圳机械展（11万㎡，1100多家展商，超10万观众）”收集整理！更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示，就在深圳机械展. 外径千分尺常简称为千分尺，它是比游标卡尺更精密的长度测量仪器，常用规格为0-25mm 25-50mm等，每25mm一个等级。精度是0.01毫米。外径千分尺的结构由固定的尺架、测砧、测微螺杆、固定套管、微分筒、测力装置、锁紧装置等组成。固定套管上有一条水平线，这条线上、下各有一列间距为1毫米的刻度线，上面的刻度线恰好在下面二相邻刻度线中间。微分筒上的刻度线是将圆周分为50等分的水平线，它是旋转运动的。 根据螺旋运动原理，当微分筒（又称可动刻度筒）旋转一周时，测微螺杆前进或后退一个螺距——0.5毫米。这样，当微分筒旋转一个分度后，它转过了1/50周，这时螺杆沿轴线移动了1/50×0.5毫米＝0.01毫米，因此，使用千分尺可以准确读出0.01毫米的数值。 外径千分尺的零位校准 使用千分尺时先要检查其零位是否校准，因此先松开锁紧装置，清除油污，特别是测砧与测微螺杆间接触面要清洗干净。检查微分筒的端面是否与固定套管上的零刻度线重合，若不重合应先旋转旋钮，直至螺杆要接近测砧时，旋转测力装置，当螺杆刚好与测砧接触时会听到喀喀声，这时停止转动。如两零线仍不重合（两零线重合的标志是：微分筒的端面与固定
刻度的零线重合，且可动刻度的零线与固定刻度的水平横线重合），可将固定套管上的小螺丝松动，用专用扳手调节套管的位置，使两零线对齐，再把小螺丝拧紧。不同厂家生产的千分尺的调零方法不一样，这里仅是其中一种调零的方法。 检查千分尺零位是否校准时，要使螺杆和测砧接触，偶而会发生向后旋转测力装置两者不分离的情形。这时可用左手手心用力顶住尺架上测砧的左侧，右手手心顶住测力装置，再用手指沿逆时针方向旋转旋钮，可以使螺杆和测砧分开。 千分尺的组成结构 螺旋测微器又称千分尺，是比游标卡尺更精密的测长仪器，准确度可在0.01--0.001mm之间。常用于测量细丝和小球的直径以及薄片的厚度等。 外径千分尺的使用方法 使用外径千分尺测量物体长度时，要先将测微螺杆退开，将待测物体放在的两个测量面之间。外径千分尺的尾端有棘轮旋柄，转动可使测杆移动，当测杆与被测物（或砧台）相接后的压力达到某一数值时，棘轮将滑动并产生喀、喀的响声，活动套管不再转动，测杆也停止前进，此时即可读数。读数时，从主尺上读取0.5mm以上的部分，从微分筒上读取余下尾数部分[估计到最小分度值的十分之一，即(1/1000)]，然后两者相加，如图(a)的读数为5.155mm，(b)的读数为5.655mm。
光栅与编码器介绍 位置检测装置作为数控机床的重要组成部分，其作用就是检测位移量，并发出反馈信号与数控装置发出的指令信号相比较，若有偏差，经放大后控制执行部件使其向着消除偏差的方向运动，直至偏差等于零为止。为了提高数控机床的加工精度，必须提高检测元件和检测系统的精度。其中以编码器，光栅尺，旋转变压器，测速发电机等比较普遍，下面主要对光栅和编码器进行说明。 光栅,现代光栅测量技术 简要介绍： 将光源、两块长光栅（动尺和定尺）、光电检测器件等组合在一起构成的光栅传感器通常称为光栅尺。光栅尺输出的是电信号，动尺移动一个栅距，输出电信号便变化一个周期，它是通过对信号变化周期的测量来测出动就与定就职相对位移。目前使用的光栅尺的输出信号一般有两种形式，一是相位角相差90度的2路方波信号，二是相位依次相差90度的4路正弦信号。这些信号的空间位置周期为W。下面针对输出方波信号的光栅尺进行了讨论，而对于输出正弦波信号的光栅尺，经过整形可变为方波信号输出。输出方波的光栅尺有A相、B 相和Z相三个电信号，A相信号为主信号，B相为副信号，两个信号周期相同，均为W，相位差90o。Z信号可以作为较准信号以消除累积误差。 一、栅式测量系统简述 从上个世纪50年代到70年代栅式测量系统从感应同步器发展到光栅、磁栅、容栅和球栅，这5种测量系统都是将一个栅距周期内的绝对式测量和周期外的增量式测量结合了起来，测量单位不是像激光一样的是光波波长，而是通用的米制（或英制）标尺。它们有各自的优势，相互补充，在竞争中都得到了发展。由于光栅测量系统的综合技术性能优于其他4种，而且制造费用又比感应同步器、磁栅、球栅低，因此光栅发展得最快，技术性能最高，市场占有率最高，产业最大。光栅在栅式测量系统中的占有率已超过80%，光栅长度测量系统的分辨力已覆盖微米级、亚微米级和纳米级，测量速度从60m/min，到480m/min。测量长度从1m、3m 达到30m和100m。 二、光栅测量技术发展的回顾 计量光栅技术的基础是莫尔条纹（Moire fringes），1874年由英国物理学家L.Rayleigh首先提出这种图案的工程价值，直到20世纪50年代人们才开始利用光栅的莫尔条纹进行精密测量。1950年德国Heidenhain首创DIADUR复制工艺，也就是在玻璃基板上蒸发镀铬的光刻复制工艺，这才能制造高精度、价廉的光栅刻度尺，光栅计量仪器才能为用户所接受，进入商品市场。1953年英国Ferranti公司提出了一个4相信号系统，可以在一个莫尔条纹周期实现4倍频细分，并能鉴别移动方向，这就是4倍频鉴相技术，是光栅测量系统的基础，并一直广泛应用至今。 德国Heidenhain公司1961年开始开发光栅尺和圆栅编码器，并制造出栅距为4μm（250线/mm）的光栅尺和10000线/转的圆光栅测量系统，能实现1微米和1角秒的测量分辨力。1966年制造出了栅距为20μm（50线/mm）的封闭式直线光栅编码器。在80年代又推出AURODUR工艺，是在钢基材料上制作高反射率的金属线纹反射光栅。并在光栅一个参考标
千分尺使用说明【简单易懂】 千分尺可适用于测量产品的外尺寸(长度、宽度、厚度）等,量程范围在0～25mm之间。下面介绍千分尺操作规程、步骤和使用方法，千分尺操作方法，千分尺的使用方法介绍。 一、千分尺测量操作方法： （一）、依被测物孔径大小，去选择适当之内径千分尺。 （二）、将内径千分尺测试头放入被测物孔内。 （三）、放入时被测物须放平，内径千分尺应正直。 （四）、测试时，左手三手指拿着内径千分尺刻度表下的圆棒，右手旋转内径分厘卡最上端之旋转钮。 （五）、当测试头测量面与被测物孔内轻微接触时，右手转动旋钮使其放出3~5声轻响。 在日常生产中，用内径千分尺测量孔时，将其测量触头测量面支撑在被测表面上，调整微分筒，使微分筒一侧的测量面在孔的径向截面内摆动，找出最小尺寸。然后拧紧固定螺钉取出并读数，也有不拧紧螺钉直接读数的。这样就存在着姿态测量问题。姿态测量：即测量时与使用时的一致性。例如：测量 75～600/0.01mm 的内径尺时，接长杆与测微头连接后尺寸大于 125 mm 时。其拧紧与不拧紧固定螺钉时读数值相差 0.008 mm 既为姿态测量误差。
内径千分尺测量时支承位置要正确。接长后的大尺寸内径尺重力变形，涉及到直线度、平行度、垂直度等形位误差。其刚度的大小，具体可反映在“自然挠度”上。理论和实验结果表明由工件截面形状所决定的刚度对支承后的重力变形影响很大。如不同截面形状的内径尺其长度 L 虽相同，当支承在（2/9）L 处时,都能使内径尺的实测值误差符合要求。但支承点稍有不同，其直线度变化值就较大。所以在国家标准中将支承位置移到最大支承距离位置时的直线度变化值称为 “自然挠度”。为保证刚性，在我国国家标准中规定了内径尺的支承点要在（2/9）L 处和在离端面 200 mm 处，即测量时变化量最小。并将内径尺每转 90°检测一次，其示值误差均不应超过要求。 二、校验方法： （一）、首先将千分尺擦拭干净。 （二）、依各种规格之内径千分尺选择合适之校正环规，其校验方式与操作方法相同。 （三）、内径千分尺精度0.001mm之允收标准为±0.001mm。精度0.005mm之允收标准为±0.005mm。 （四）、内径千分尺精度0.001mm 之校验标准为±0.002mm。精度0.005mm之校验标准为±0.01mm。 （五）、内径千分尺校验周期一年。 （六）、若无法内校之千分尺则进行外校。 （七）、调整方法： 1、先将测试头转入校验块孔内固定。 2、将刻度表上六角孔内螺丝放松。 3、取所本身配件扳手放入内千分尺较小圆棒有沟槽部份进行调整。 4、调整完毕将六角孔内螺丝锁紧。 （八）、校验环规每五年得委外校验。
光栅尺和磁栅尺的区别 光栅尺--利用光的干涉和衍射原理制作而成的传感器。当两块栅距相同的光栅叠放在一起，同时让线纹构成一微小角度，这时在平行光照射下，与刻线垂直方向上就能看到对称分布的明暗相间的条纹，称为莫尔条纹，因此莫尔条纹是光的衍射和干涉作用的总效果。当光栅移动一个小栅距时，莫尔条纹随之移动一个条纹间距，这样，我们测量莫尔条纹的宽度就比测量光栅线纹宽度容易的多。此外，由于每条莫尔条纹都是由许多光栅线纹的交点组成，当线纹中有一条线纹有误差时（间距不等或倾斜），这条有误差的线纹和另一光栅线纹的交点位置将产生变化。但是，一条莫尔条纹是由许多光栅线纹交点组成，因此，一个线纹交点位置的变化，对于一条莫尔条纹来讲其影响就非常小了，所以莫尔条纹可以起到放大和平均的作用。 磁栅尺--利用磁极的原理制作而成的传感器。基尺是被均匀磁化的钢带。S和N 极均匀间隔排列在钢带上，通过读数头读取S，N极的变化来记数。 光栅尺受温度影响较大，一般使用环境在40摄士度以下。 敞开式磁栅尺容易受磁场影响，封闭式磁栅尺则无此困扰，但成本较高。 光栅尺是利用了光学原理，把尺子上分成一定密度的小段，然后拿读数头来读这些刻度段，据说是受光线的影响比较严重。 而磁尺是将尺上极化成N、S极的小段，拿相应的读数头来读，据说是受磁场影响比较严重。 光栅尺以精度见长，量程在长度0---2米范围性价比有明显优势，应用如金属切削机床、线切割、电火花、测量光学投影仪等等。因光栅尺生产工艺的原因，若测量长度超过5米，生产制造将很困难（两块玻璃尺要45°斜角对接以增加长度，用于玻璃尺镀铬机空间有限），价格会很贵。同等情况下进口光栅对工作环境的要求很高 磁栅尺以耐水耐油污耐粉尘耐震动性见长，长度在2米以上性价比优势愈加明显，并且长度越长优势越明显。磁栅尺的量程可达30米。在大型金属切削机床如大的镗床、铣床，水下测量，木材石材加工机床（工作环境粉尘很重），金属板材压轧设备（大型成套设备）等应用方面有明显优势。 球栅尺和光栅尺比较：光栅尺在3米以下的价格一般是球栅尺价格的50%，3米以上的至8米的光栅同球栅价格基本一样。8米至10米的光栅尺价格要高出球栅尺价格20%，10米至12米的光栅尺价格要高出球栅尺价格50%。从短尺价格比较光栅尺要便宜，但光栅的使用寿命一般是3年，而球栅的使用寿命在10年以上。从长尺比较球栅的优势就更多了。所以总体说安装球栅尺的效益要好于光栅尺。 安装球栅尺的好处：安装球栅尺从真正意义上说，是从被动测量向主动测量转变。由离线测量转向在线测量。大大提高了产品的加工精度和工作效率，实现了二级工可以干八级工的工作。由于球栅尺最长可以做到30米，所以特别适合安装在大型或超大型机床上。如龙门铣床、镗床等。一般机床安装球栅尺后可
要求分公司按此说明组织训练！ ——蔚飞 千分表的使用说明 目前，我公司下发的千分表包括两种形式，一种为压杆式千分表，通常直接称其为千分表；另一种为杠杆式千分表。由于上述两种千分表的结构和工作原理差异，使得二者在使用方法上稍有差别。 下面将重点介绍千分表的使用方法和注意事项。 1 千分表的结构及特点 1.1 千分表的结构 千分表的结构如图1-1所示。1——主指针；2—— 转数指示盘；3——防尘帽；4——表盘；5——转数指针； 6——表圈；7——套筒；8——量杆；9——测头； 1.2 千分表的特点 千分表的分度值为，因其比百分表的放大比更大，分度值更小，测量的精确度更高，适用于较高精度要求 的测量。其测量范围为0～1mm 。 千分表受到震动后测量杆不容易恢复到原始位置， 可能会影响到检测数据的真实性，因此在震动较小的情况下使用较好。 图1-1 千分表 2 千分表的使用方法 该部分包括千分表使用前的准备工作、表的装卡、测量、读数四个部分的内容。 2.1 使用前的准备工作 千分表使用前必须做好以下准备工作，若有任何一条不能满足条件，都应该及时修正或更换测量工具！ 1 2 3 4 7 8 9 6 5
1）检验千分表的灵敏程度 左手托住表的后部，表盘向前用眼观看，右手拇指轻推表的测头，试验量杆移动是否灵活。 2）检验千分表的准确程度该步骤包括三个步骤： 检查表的稳定性反复几次提落防尘帽，使表针读数稳定； 校对零位旋转千分表的表圈（如图1-1所示），使表盘的“0”位对准主指针； 检验表的准确程度用手指反复轻推表的测头，检查指针是否能回到“0”位。若不能回到“0”位，表明千分表有质量问题，应更换测量工具。 3）检查测头的可靠性左手握住表体，用右手转动测头，检查测头与量杆的联接部位是否松动。若有松动，应立即拧紧，以防测量过程中测头脱出！ 4）检查表架各部分的功能该步骤包括两个内容： 检查表架上的两个联接螺母是否能够拧紧； 检查磁力表座上的锁紧开关工作是否正常、可靠将锁紧开关打到“ON”档，检查表架位置是否固定；将锁紧开关打到“OFF”档，检查表架位置是否可以挪动。 2.2千分表的装卡 1）装表把千分表装在表架上，所夹持部位应尽量靠近套筒根部（注意不可影响表圈的旋转）； 2）拧紧拧紧表架上的联接螺母，但注意不可拧得过紧（后面的测量过程可能会继续调节表架杆的长度和角度）。 2.3测量 1）测头与被测要素垂直接触调整表架杆的长度和角度，使千分表的测头与被测要素垂直接触，并使指针有～的压缩量； 说明：千分表的测头应始终保持与被测要素垂直接触，才能实现准确的测量。否则测量数据不准确。 当测量平面时，应使表的量杆轴线（或测头）与所测表面垂直，如图2-1（a）所示；禁止出现图2-1（b）所示的做法。