54光栅尺安装

线性光栅尺在机床上的安装内容精度安装热敏特性抗污染防护震动•精度出厂检验证书......线性光栅尺的精度在一个信号周期内的位置误差(细分误差)„扫描质量(信号质量)„信号周期整个测量长度上的位置误差„刻线„扫描„信号处理„扫描单元在光栅尺上的导向ML误差ML误差线性轴的系统偏差∆x∆z∆yξϕψxyzxyzMeasuringaxisP0Rol扭转Pitch翘曲Yaw弯曲ABBE误差目的:•相对运动之间的精密测量—刀具与工件之间ABBE误差:•F=a·ϕ+b·ψ例如:•a=300mmb=300mm•ϕ=5´´ψ=5´´•⇒F=14.5µm光栅尺线性轴典型的角度误差•x-轴的扭转（Roll-）,翘曲（pitch-）和弯曲（yaw）误差•16个不同的加工中心移动距离[mm]020406080100120140160500600700900100019002600偏移[µm/m]Roll扭转Pitch翘曲Yaw弯曲来源:IFTUniversityofGraz(Austria)ABBE误差的测量cFFPP21−=ϕψϕ⋅+⋅=baFP1baFPϕψ⋅−=1Yaw弯曲角度:Pitch翘曲角度:⇒abcF1PF1LF2LF2PψϕcxyzRoll扭转角度:与VM在z-方向的移动相同ABBE误差的测量cFFPP21−=ϕψϕ⋅+⋅=baFP1baFPϕψ⋅−=1Yaw弯曲角度:Pitch翘曲角度:⇒Roll扭转角度:cFFLL21−=ξxyzabF2PψF1PF2LF1Lcϕcξ在具有小的ABBE距离的立柱上安装LSABBE误差的补偿γγ∆P1∆P2P滚珠丝杠导轨221PPP+=bbPbP21∆≈∆≈γb光栅尺重心SABBE误差的补偿来源:wt9/10-98,FST-CL160高速铣削机床,©Heller•安装线性光栅尺的机械结构示意图密封条安装块转接电缆扫描头精密联轴节光源DIADUR光栅尺光电池LF103和LF183线性光栅尺的机械结构示意图扫描头密封条安装块转接电缆光源DIADUR相位光栅光电池安装表面钢制光栅尺外壳和导轨的平行度cd光栅尺//cinmm//dinmmLC1810.10.1LC4x10.10.1LF1x30.10.1LF4x10.10.1LS1x60.20.1LS4x60.10.1LB3x20.30.3LS6x30.20.25LS3x30.10.1光栅尺外壳与安装块之间的距离d光栅尺距离mmLC1811.5±0.2LC4x11±0.3LF1x31.5±0.2LF4x11±0.3LS1x61.5±0.2LS4x61±0.3LB3x21±0.3LS6x31.5±0.5LS3x31±0.3光栅尺外壳和安装块之间的校平光栅尺//mm⊥mmLC1810.10.1LC4x10.05-LF1x30.10.1LF4x10.05-LS1x60.10.1LS4x60.05-LB3x20.10.1LS6x30.10.1LS3x30.05-安装块和导轨之间的较直光栅尺//mmLC1810.2LC4x10.1LF1x30.2LF4x10.1LS1x60.2LS4x60.1LB3x20.1LS6x30.2LS3x30.1使用安装台阶安装安装块线性光栅尺架导轨0.1固定堵头安装表面带安装台阶和凹槽带定位销的安装安装块线性光栅尺架导轨0.1固定端使用安装台阶的安装线性光栅尺安装块架安装表面带安装台阶导轨•线性光栅尺的热敏特性单节和多节的LB线性光栅尺外壳的组装刚性连接:钢带尺在两端刚性固定在机床上弹性固定夹允许铝外壳释放热变形热膨胀起点在光栅尺的中间线性光栅尺LS1xx,LS4xx,LF4xx的安装热膨胀系数钢αST≈10ppm/K铝αAL≈22ppm/K玻璃αGL≈8...10ppm/KαST≈αGL弹性胶铝外壳机床钢结构玻璃光栅尺带安装架的光栅尺的安装安装架⇒铝外壳的热膨胀不受限制αAL≈22ppm/K弹性胶⇒可以忽略光栅尺热膨胀的影响αGL≈8...10ppm/K铝外壳铸钢机床结构L玻璃光栅尺热膨胀的起点铝外壳的膨胀不受限制安装架,铝不带安装架的光栅尺的安装由于热应力引起的螺钉受力F钢αST≈10ppm/K铝αAL≈22ppm/K温度变化∆T=20KF=EA·(αAL-αST)·∆T≈2700N热膨胀起点FF铝外壳钢制结构l螺钉M8封闭式线性光栅尺LS1x6的结构示意图热膨胀的起点可弯曲的安装固定脚允许铝外壳热变形玻璃光栅尺粘接在铝外壳上外壳热膨胀不受限制αAL≈22ppm/K可以忽略光栅尺热膨胀的影响αGL≈8...10ppm/K•污染防护防污染的步骤„防污染:„线性光栅尺放置在导轨防护罩的下面„另外为光栅尺加一个防护盖„使用吹气装置„定期去除防护罩下的灰尘和切屑„凝结:„玻璃是亲水物质,即潮湿的空气容易凝结在玻璃光栅尺上„环境温度要保持在潮湿的空气的凝结温度以上。„最好的防凝结方法是使用干燥的吹气装置凝结温度例如:环境：25°C和70%相对湿度„凝结温度=19.3°C凝结温度与相对湿度的曲线环境温度在20...30°C之间时0510152025303530405060708090100110相对湿度%凝结温度°C20°C25°C30°C吹气装置的质量„不带吹气装置的光栅尺:防护等级IP53„防尘和喷溅水„带吹气装置的光栅尺:防护等级IP64„封闭式防尘,防喷溅水„吹气装置的质量：根据DINISO8573-1:„出气为干净的和干的空气„最大颗粒尺寸0.1µm,最大颗粒浓度0.1mg/m³在压力p=1bar„吹气装置不可含油,最大的油浓度为0.01mg/m³，在p=1bar的绝对压力时„最大凝结温度+3°C，在p=2bar的绝对压力时„通入吹气装置的压缩空气不可含油雾„吹气装置经过塑料管，可凝结水(凝结,防腐蚀)吹气装置—联结示意„对压缩空气的要求7-10l/min„工作压力：计算值1bar„压缩空气通过连接管与内置接头连接„每两年换一次滤芯吹气装置对光栅尺热敏特性的影响oCoCoCoCML=540mmmax.3m/9.9ftmax.10m/32.8ftmax.0,5m/1.7ftmax.10m/32.8ftmax.10x净化空气对线性光栅尺的热敏特性没有影响，因为通入光栅尺中的空气量仅为7-10l/min光栅尺内部的温度压缩空气的温度环境温度开始端中间尾端23°C23°C22.6°C23°C23.6°C0°C23°C21°C23°C23.6°C•震动f0=500...1000Hz震动限定临界震动方向与测量方向垂直的临界固有频率限定了震动amax:不影响输出信号的最大震动加速度02kHzamax震动方面的限定临界震动方向时间t11msamax正弦型震动与测量方向垂直的临界固有频率限定了震动amax:不影响输出信号的最大震动加速度震动-安装注意事项„光栅尺应安装在刚性表面上，安装表面上不应有干扰物„不要将光栅尺安装在震动物上或震动被放大的区域„为布线简单，安装块应紧固在非移动元件上⇒避免电缆受力„支架不要太长但要尽可能宽和厚以保持固有频率尽量高„支架最好为一体的，最好不用焊接件和螺栓紧固件„支架要安装在大，光滑和平坦的表面上光栅尺扫描头的动态刚性bhl厚度m自由长度Im标准固有频率%光栅尺扫描头的最优设计光栅尺扫描头的标准固有弯曲频率与长度l和元件厚度h之间的关系曲线