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光柵尺在機(jī)床加工中出現(xiàn)周期性誤差,可能原因?

更新時間:2025-05-26   點(diǎn)擊次數(shù):94次
  光柵尺在機(jī)床加工中扮演著精準(zhǔn)反饋位移的關(guān)鍵角色,一旦出現(xiàn)周期性誤差,會對加工精度造成嚴(yán)重影響。探究其背后可能原因,多方面因素交織其中。
  光柵尺安裝若未與機(jī)床運(yùn)動軸全平行或存在微小角度偏差,隨著機(jī)床往復(fù)運(yùn)動,光柵尺讀數(shù)頭與標(biāo)尺光柵間的相對位置周期性變化,光柵尺信號采集不穩(wěn)定,進(jìn)而產(chǎn)生周期性誤差。安裝面的平整度也至關(guān)重要,若平面凹凸不平,光柵尺貼合不緊密,運(yùn)行中會震動、移位,破壞精準(zhǔn)的光學(xué)測量環(huán)境,誤差便周期性地顯現(xiàn)出來。
 

光柵尺

 

  光柵尺自身質(zhì)量與特性同樣不容忽視。標(biāo)尺光柵的刻線精度若有細(xì)微波動,如局部刻線間距不均勻,在機(jī)床運(yùn)動過程中,每當(dāng)讀數(shù)頭掃過這些瑕疵區(qū)域,輸出異常信號,且因機(jī)床運(yùn)動的周期性,誤差也會周期性重復(fù)。另外,光柵尺受溫度影響熱脹冷縮,若其材料熱膨脹系數(shù)與機(jī)床床身不匹配,溫度變化時,兩者變形程度不同,光柵尺被拉伸或壓縮,改變與讀數(shù)頭的間距和角度,周期性地干擾測量精度。
  電氣系統(tǒng)故障也是潛在因素。光柵尺信號傳輸電纜若受到電磁干擾,周圍大型電機(jī)、變頻器等設(shè)備產(chǎn)生的電磁場,會使信號中混入雜波,純凈測量信號失真,且這種干擾可能隨機(jī)床運(yùn)動周期變化,導(dǎo)致周期性誤差。信號處理電路中的放大、濾波、細(xì)分等環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題,如電容漏電、電阻變值,會使信號放大倍數(shù)不穩(wěn)、濾波不全,細(xì)分精度降低,將周期性噪聲誤識別為位移信號,造成誤差。
  機(jī)床傳動系統(tǒng)振動也會牽連光柵尺。絲杠、導(dǎo)軌磨損后間隙增大,機(jī)床運(yùn)行時產(chǎn)生振動,這種振動傳遞到光柵尺,使其讀數(shù)頭與標(biāo)尺光柵間光學(xué)成像抖動,光柵尺采集信號混亂,又因傳動系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的周期性,誤差呈現(xiàn)周期性特點(diǎn)。
  光柵尺在機(jī)床加工中的周期性誤差可能是安裝不當(dāng)、自身缺陷、電氣故障或機(jī)床傳動振動等多種因素共同作用的結(jié)果,排查時需全面細(xì)致,方能精準(zhǔn)定位根源。
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