專利名稱：滾動(dòng)光柵直線位移傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種滾動(dòng)光柵直線位移傳感器，用于對(duì)直線位移作精確測(cè)量、檢測(cè)，特別用于數(shù)控機(jī)床。
［英］G·A·伍爾沃特編著的《數(shù)字式傳感器》一書介紹了滾動(dòng)光柵直線位移傳感器，在這種傳感器中，數(shù)碼盤可由一個(gè)在平面上滑動(dòng)的滾輪來驅(qū)動(dòng)，由于滾輪的直徑是不可調(diào)的，給實(shí)際運(yùn)用帶來兩個(gè)困難，一是滾輪精度要求高，加工困難；二是滾輪磨損后，其直徑無法校正；同時(shí)傳感器的安裝也是一個(gè)難題，滾輪安裝不穩(wěn)定會(huì)直接影響測(cè)量精度。
本實(shí)用新型的目的是提供一種具有直徑可調(diào)節(jié)的滾輪及相應(yīng)的傳感安裝調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，且測(cè)量長度范圍廣，重復(fù)性能穩(wěn)定、精度高的滾動(dòng)光柵直線位移傳感器。
本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的，它包括一個(gè)增量式光電軸角編碼器，其中的圓光柵碼盤由同軸的滾輪驅(qū)動(dòng)，滾輪與編碼器(15)的外殼固定連接成一個(gè)整體，這個(gè)整體的安裝基座是可固定在機(jī)床溜板(20)上的安裝板(19)，其特征在于滾輪(1)是由一球體被平行截去兩個(gè)球缺而形成的，這種滾輪的滾動(dòng)直徑取決于滾輪與機(jī)床導(dǎo)軌平面(16)的接觸部位，滾輪(1)的一段弧突出于滾輪殼體(8)外，并鑲嵌在一塊凸臺(tái)(2)內(nèi)，凸臺(tái)底部可活動(dòng)地置于滾輪殼體(8)內(nèi)，由殼體內(nèi)的彈簧片(13)向外頂壓；凸臺(tái)(2)位于滾輪殼體(8)上，滾輪(1)通過凸臺(tái)中空部位突出于滾輪殼體(8)外；滾輪殼體(8)上設(shè)置有織物(17)和彈簧刮片(14)，凸臺(tái)(2)、織物(17)、彈簧刮片(14)一起起除塵作用，保護(hù)滾輪不被磨損；在滾輪殼體(8)上固定一根安裝桿(5)，該安裝桿(5)位于編碼器(15)一側(cè)并垂直于滾輪平面，安裝桿前部(5)與安裝板(3)上的一個(gè)突出的內(nèi)含環(huán)形刀口的孔以間隙配合方式連接；安裝桿(5) 與安裝桿尾部的兩個(gè)可調(diào)螺釘(11)(12)兩兩互相垂直，可調(diào)螺釘與安裝板(3)一起構(gòu)成安裝桿尾部的定位機(jī)構(gòu)；在滾輪殼體(8)內(nèi)平行于滾輪工作面開一孔，孔內(nèi)有一個(gè)由彈簧片(13)向外頂出的滑動(dòng)銷(9)，銷的前端與安裝板(3)彈性接觸，滑動(dòng)銷(9)以安裝桿(5)為轉(zhuǎn)軸產(chǎn)生的力矩使?jié)L輪(1)與機(jī)床導(dǎo)軌平面(16)成彈性接觸。
本實(shí)用新型由于采用上述技術(shù)方案中的滾輪，具有重復(fù)性能穩(wěn)定、精度高、測(cè)量長度范圍廣等優(yōu)點(diǎn)；同時(shí)這種安裝連接方式、調(diào)整機(jī)構(gòu)以及防削防塵裝置構(gòu)成一個(gè)有機(jī)整體，結(jié)構(gòu)緊湊，性能穩(wěn)定可靠。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述。


圖1是結(jié)構(gòu)及安裝示意圖，它示意出本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例。
圖2是圖1的主視圖。
圖3是圖1的俯視圖。
圖4是圖2的A－A剖視圖。
圖5是滾輪(1)的示意圖。
圖中，1－－滾輪；2－－凸臺(tái)；3－－安裝板；4－－支撐架；5－－安裝桿；6－－位置對(duì)稱的安裝桿；7－－連接塊；8－－滾輪殼體；9－－滑動(dòng)銷；10－－螺釘；11－－螺釘；12－－螺釘；13－－彈簧片；14－－彈簧刮片；15－－編碼器；16－－機(jī)床導(dǎo)軌；17－－織物；18－－螺釘；19－－固定在溜板上的安裝板；20－－溜板。
本實(shí)用新型采取的安裝方式是；通過安裝板控制安裝桿的方向，再利用彈性銷頂在安裝板上，使?jié)L輪彈性地與機(jī)床導(dǎo)軌接觸；本實(shí)用新型采用的滾輪是由一球體平行截去兩球缺而形成的，其滾動(dòng)直徑可由小到大變化。上述技術(shù)特點(diǎn)綜合體現(xiàn)出幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)，第一安裝方便穩(wěn)定，滾輪與導(dǎo)軌平面始終保持彈性的良好接觸，以便在工作時(shí)，滾輪進(jìn)行純滾動(dòng)；第二，安裝桿尾部的調(diào)節(jié)螺釘可適度調(diào)節(jié)，改變安裝桿的方向，進(jìn)而改變滾輪與導(dǎo)軌平面的接觸部位，使?jié)L輪的滾動(dòng)直徑由小到大變化，以補(bǔ)償滾輪的磨損。
安裝基座是安裝板(3)與固定在溜板上的安裝板(19)固定連接，調(diào)整安裝桿(5)上螺釘(10、11、12)，支撐架(4)和彈性加力裝置滑動(dòng)銷(9)，使?jié)L輪工作面、凸臺(tái)(2)、織物(17)彈簧刮片(14)與機(jī)床導(dǎo)軌平面(16)彈性接觸。
滾輪(1)與圓光柵碼盤同軸，滾輪(1)在平面導(dǎo)軌(16)上沿直線軌跡摩擦滾動(dòng)，通過轉(zhuǎn)軸使圓光柵碼盤與相對(duì)靜光柵旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生莫爾條紋，由光敏元件接收輸出周期信號(hào)。
滾輪(1)是由一球體被平行截去兩個(gè)球缺并保留球心而形成的，滾輪弧線范圍軸線傾角設(shè)計(jì)值4°30′。
滾輪的一段弧突出于滾輪殼體(8)外，并鑲嵌在一塊凸臺(tái)(2)內(nèi)，凸臺(tái)底部置于滾輪殼體內(nèi)，滾輪一段弧通過凸中空部位突出于殼體外，凸臺(tái)由殼體內(nèi)的彈簧片(13)向外頂壓。
滾輪殼體上，與滾輪工作面平行的方向上，設(shè)置有織物(17)和彈簧刮片(14)，凸臺(tái)(2)、織物(17)彈簧刮片(14)一起起除塵作用，工作時(shí)清除機(jī)床導(dǎo)軌表面異物，保護(hù)滾輪不被磨損。
本實(shí)施例的安裝基座是與固定在溜板上的安裝板(19)固定連接的安裝板(3)，安裝板(3)上前端有一萬向支撐架(4)，它有一內(nèi)含刀口的孔，安裝桿(5)可周向轉(zhuǎn)動(dòng)，安裝桿前端與滾輪殼體(8)固定連接，萬向支撐架(4)的支點(diǎn)位置盡量靠近安裝板及方形滾輪殼體的直角處。安裝桿尾部有連接塊(7)連接安裝板(3)及安裝桿(5)，可調(diào)螺釘(10)(11)在垂直于滾輪工作面方向上固定安裝桿(5)，調(diào)整滾輪軸線傾角范圍，調(diào)整螺釘(12)與兩個(gè)可調(diào)螺釘(10)(11)垂直，它調(diào)整滾輪運(yùn)動(dòng)軸線相對(duì)機(jī)床導(dǎo)軌的垂直度。為了適應(yīng)各種型號(hào)的機(jī)械設(shè)備、各種形式的安裝方式，本實(shí)施例對(duì)稱設(shè)置有安裝桿(6)，其結(jié)構(gòu)和安裝方式及作用與安裝桿(5)相同。在滾輪殼體內(nèi)平行滾輪工作面，垂直于安裝板的方向上開一孔，孔內(nèi)有一個(gè)由彈簧向外頂出的滑動(dòng)銷(9)，銷的前端與安裝板(3)彈性接觸，滑動(dòng)銷以安裝桿為轉(zhuǎn)軸產(chǎn)生的力矩使?jié)L輪與機(jī)床導(dǎo)軌平面成彈性接觸。
權(quán)利要求1.一種滾動(dòng)光柵直線位移傳感器，它包括一個(gè)增量式光電軸角編碼器，其中的圓光柵碼盤由同軸的滾輪驅(qū)動(dòng)，滾輪與編碼器的外殼固定連接成一個(gè)整體，這個(gè)整體的安裝基座是可固定在機(jī)床溜板(20)上的安裝板(19)，其特征在于a、滾輪(1)是由一球體被平行截去兩個(gè)球缺而形成的，這種滾輪的滾動(dòng)直徑取決于滾輪與機(jī)床導(dǎo)軌平面的接觸部位；b、滾輪的一段弧突出于滾輪殼體外(8)，并鑲嵌在一塊凸臺(tái)(2)內(nèi)，凸臺(tái)底部可活動(dòng)地置于滾輪殼體內(nèi)，由殼體內(nèi)的彈簧片(13)向外頂壓；c、滾輪殼體(8)上沿滾動(dòng)方向設(shè)置有除塵裝置(14)(17)；d、在滾輪殼體上固定一根安裝桿(5)，該安裝桿位于編碼器一側(cè)并垂直于滾輪平面，安裝桿前部與安裝板上的一個(gè)突出的內(nèi)含環(huán)形刀口的孔間隙配合連接；安裝桿尾部的兩個(gè)相互垂直的調(diào)節(jié)螺釘(11)(12)，與安裝板(3)一起構(gòu)成安裝桿尾部的定位機(jī)構(gòu)；e、在滾輪殼體內(nèi)平行于滾輪開一孔，孔內(nèi)有一個(gè)由彈簧向外頂出的滑動(dòng)銷(9)，滑動(dòng)銷的前端與安裝板(3)彈性接觸，滑動(dòng)銷以安裝桿(5)為轉(zhuǎn)軸產(chǎn)生的力矩使?jié)L輪(1)與機(jī)床導(dǎo)軌平面(16)成彈性接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的滾動(dòng)光柵直線位移傳感器，其特征在于其除塵裝置為在滾輪殼體上對(duì)稱分布于滾輪凸出弧段兩端的織物(17)和彈簧刮片(14)。
3.一種用于滾動(dòng)光柵直線位移傳感器的滾輪，其特征在于滾輪是由一球體被平行截去兩個(gè)球缺形成的，滾輪的滾動(dòng)直徑取決于滾輪與機(jī)床導(dǎo)軌平面的接觸部位。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種滾動(dòng)光柵直線位移傳感器，它包括一個(gè)增量式光電軸角編碼器，碼盤由同軸的滾輪驅(qū)動(dòng)，滾輪與編碼器的外殼固定連接成一個(gè)整體并安裝在機(jī)床溜板上。測(cè)量時(shí)，滾輪在導(dǎo)軌平面上滾動(dòng)，同軸驅(qū)動(dòng)碼盤，相對(duì)于靜光柵碼盤旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生莫爾條紋，光敏元件將轉(zhuǎn)換信號(hào)輸送給電子設(shè)備進(jìn)行處理。
文檔編號(hào)G01B11/02GK2154459SQ9122624
公開日1994年1月26日 申請(qǐng)日期1991年9月26日 優(yōu)先權(quán)日1991年9月26日
發(fā)明者張學(xué)聯(lián), 楊立新 申請(qǐng)人:國營湖北華中精密儀器廠