淺析數控機床線性坐標軸的全閉環(huán)控制
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雖然光柵尺的安裝位置比較靠近驅動軸線，但是安裝位置畢竟與驅動軸線有一定距離，這一點距離和驅動時物體的擺動相結合后，對光柵尺的檢測控制帶來了很大的麻煩。當驅動物體向光柵尺安裝側擺動時，光柵尺在檢測時誤認為移動速度不足，系統(tǒng)則給出加速信號，而驅動物體馬上向另一側擺動，光柵尺在檢測時又誤認為移動速度太快，系統(tǒng)則給出減速信號，這樣反反復復運行，居然沒有改善數控機床各線性坐標軸的控制，反而加劇了驅動物體的振動，導致了全閉環(huán)不如半閉環(huán)的奇特現象。由此看來，驅動物體驅動軸線的位置設計、光柵尺的安裝位置和兩條導軌的阻尼特性至關重要，必須引起機床設計師的高度重視，在設計機床時必須認真考慮備方面因素，勢必取得良好的、滿足設汁要求的效果。
2.光柵尺定尺、滑尺的安裝面及滑尺支架具有足夠剛性和強度
光柵尺安裝位置要有足夠剛性和強度也是保證光柵尺正常工作的關鍵環(huán)節(jié)。光柵尺是通過光電掃描原理來工作的，因此光柵尺不能處于強振動狀態(tài)，振動引起光源不穩(wěn)定影響光柵尺的控制精度。所以安裝位置最好與機床的堅固鑄件為一體，即使由于結構原因需用連接件，那么要求連接件與機體之間的整個結合而接觸良好，連接剛性足，以防止結合與連接處產生薄弱環(huán)節(jié)引起強振動影響光柵尺的正常工作，最終導致加工中心定位精度的降低。
3.光柵尺安裝位置應盡量遠離機床的發(fā)熱源
光柵尺安裝位置應盡量遠離機床的發(fā)熱源，以避免溫度的影響，、光柵尺本來不怕受熱，整體環(huán)境溫度對光柵尺的影響很小，可是機床的熱源（如滾珠絲杠副）在局部產生不確定溫升而產生誤差，并且這種誤差很難控制也很難實時修正和補償，如果光柵尺貼近這些地方，勢必影響光柵尺的控制精度。
4.光柵尺安裝位置的防護非常重要
（1）在現代機床中，用戶一般都要求大流量冷卻，而在大流量沖洗時，會有切削液飛濺到光柵尺上，光柵尺的工作環(huán)境也充滿了潮濕、帶有冷卻噴霧的空氣，在這種環(huán)境下光柵容易產生冷凝現象，掃瞄頭上易結下一層薄膜。這樣以來，就會導致光柵尺的光線投射不佳，再加上光柵容易留下水跡，嚴重影響光柵的測量。如果加工后的切屑在光柵附近堆積造成排屑、排水不暢，會致使光柵尺浸泡在切削液和雜質中，有從而影響到光柵的使用，更嚴重的會使光柵尺損壞，使整機處于癱瘓狀態(tài)。
（2）如果光柵尺處于很強的冷卻噴霧或粉塵中，可通過壓縮空氣處理，但壓縮空氣必須經過過濾器凈化，并按ISO 8573—1符合下列雜質質量等級要求，見附表所示。
附表
三、線性光柵尺的安裝
光柵尺的結構見圖2所示，它是由定尺體1和動尺讀數頭2組成。光柵尺的定尺體是一個鋁外殼，用以保護其內的標尺、掃描單元及其導軌不受切屑、灰塵和噴濺水的傷害。動尺讀數頭包含掃描單元、精密連接器及安裝塊組成，精密連接器將掃描單元與安裝塊連接，用來補償少量的導軌機械誤差。
1.定尺體 2.動尺讀數頭
圖2 光柵尺結構簡圖
1.安裝具的設計
從圖2中不難看出，1.5mm±0.2mm、2mm尺寸對光柵尺的測量非常重要，安裝時必須保證。還有一方面因素，定尺體和動尺讀數頭為非剛性連接，且掃描單元與安裝塊用精密連接器彈性連接，由此看來，光柵尺的正確安裝并非是一件容易的事。為此，經多次研究設計了一個既經濟又實用的專用安裝具，見圖3所示。
圖3 專用安裝具示意圖
2.調整安裝
光柵尺的調整安裝是光柵尺使用過程中一個不容忽視的環(huán)節(jié)，調整安裝的好與壞直接影響光柵尺檢測、控制工作的質量，所以必須引起足夠的重視?，F以XH768型臥式加工中心Z向線性坐標軸為例，介紹光柵尺的調整安裝過程。
（1）光柵尺安裝基準面的加工加工光柵尺定尺、動尺的安裝基準面，保證與導軌的平行在0.02mm以內，按坐標尺寸加工出定尺結合螺釘孔。
（2）清理各安裝基準面，將專用安裝具1固定在定尺安裝面上，動尺支架2與專用安裝具可靠連接，按實測尺寸配磨調整墊3，配作動尺支架與滑座結合螺釘及錐銷，見圖4所示。
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