距离编码光栅尺在卧式车床建立参考点中的应用

1、距离编码光栅尺在卧式车床建立参考点中的应用?机械研究与应用?2012年第2期(总第118期)经验交流距离编码光栅尺在卧式车床建立参考点中的应用陈斌(天水星火机床有限责任公司,甘肃天水741024)摘要:重点介绍距离编码光栅尺在卧式车床建立参考点时的参数设置和操作方式.通过对距离编码光栅尺结构,原理和实践中的操作参数介绍,为数控机床的灵活性返回零点操作提供了依据.关键词:数控机床;参考点;距离编码光栅尺中图分类号:TG659文献标识码:B文章编号:10074414(2012)02-0137-02Applicationofdistance-codedencoderstoestablisharefe

2、rencepointonthehorizontallatheChenBin(TianshuiSparkmachinetoolCo.,Ltd,TiahuiC.ansu741024,China)Abstract:Thedistancecodedgratingrulerinhorizontallmhetoestablishreferencepointparametersettingandoperationmodeareintroducedinthispaper.Basedontheintroductionondistanceencodinggratingstructure,principleandp

3、racticeofoperatingparametersforNCmachinetool,theoperationreferencesofhowthemachinebacktozeroeasilyareputforward.Keywords:CNCmachinetools;referencepoint;distancecodedgrating1概述在我国工业飞速发展的背景下,机床行业也显现出前所未有的跨越式发展,各种高精,大型机床应运而生.在卧式机床上,尤其是使用中心架加工工件的情况下,如何能方便,快速的建立参考点成为用户最个减速撞块,当需要建立参考点时,移动到减速撞块处,通过接近开关的信号检

4、测来建立,但该方法有一考点的灵活性,一些机床厂家通过增加减速撞块的方法来增加机床的回零位,但却给操作带来了极大的不便,同一工序必须在同一位置建立参考点,如果回零位置出现偏差,会导致加工事故,如扎刀,撞车等.针对该问题,很多生产厂家推出了一系列新的技术,如德国海德汉(HEIDENHAIN)公司的带有距离编码的光栅尺就受到了青睐,其配合世界知名数控系统(SIEMENS,FUNAC)有效地解决了机床回零的问考零位的栅尺允许测量系统在往返移动一小段距离后重新确定绝对位置,与传统参考零位相比,使用起面简单介绍距离编码回零点的原理及参数设定.2距离编码光栅尺结构组成距离光栅尺位置测量系统由可读钢带尺以及光

5、栅读数头组成.一般情况下,将钢带刻度及其铝制外制外壳是为了保护其刻度不被外界物体划伤,油污侵蚀,降低其准确度,根据光栅尺的读数原理,又可分为透射式光栅尺和反射式光栅尺.透射式光栅尺是在读数头的玻璃表面上制成通透相间的等距条纹,通过光源的垂直人射,读数头感应元件就可感受光信号,所以光信号接触面,读数头元件少,每单位面积上的条纹数多,通常使用的光栅尺可做到每单位(1mm)100条线,再通过其细分元件,可做到微米级的检测率.但由于玻璃本身易碎,透射光栅柔韧度较低,抗弯曲能力差,所以透射光栅尺一般用于移动距离较短的机床¨原理是在其金属反射镜面上制成全反射与漫反射距床的热胀冷缩系数相同;主尺在

6、安装和调整方面都比较方便;安装简单,容易制作成较长行程的整根的钢LB382C就是整根钢带的长光栅尺.3带距离编码零点标志光栅尺的工作原理带距离编码零点标志的光栅尺测量系统,其最基本的原理是使用一条带有标准线性的栅格标志和一条与此线性标志相平行运行的距离编码零点标志钢带,每两个零点标志的长度等距,机械轴所处的实际位置距离则随机变化,机床的回零过程是通过读取光栅尺的实际位置实现的,再加上其固定值的节点距离回零,因此机械轴可根据实际所处的光栅尺位置来确如某一点回参考点时,系统会在移动的过程中检钡4离收稿日期:2012-02-21作者简介:陈斌(1983一),甘肃平凉人,男,助理工程师,主要从事电气工

7、程方面的工作.?137?经验交流2012年第2期(总第118期)?机械研究与应用?固定点最近的节距并读出位置值,若固定点为未知点,当系统检测到其节距值时就会读出并显示出机床的实际位置.LS187C的节距距离为20mm,LB382C超过光栅尺节距的距离,就能得到机床的绝对位置,在需要连续回零点时,每回一次零点,其数值增加一个节距值.距离光栅尺回零时的原理如图1所示.MD340207VD34o/瓣点位厂1MD34100零脉冲位I参考点)i:荚图1回零原理图4数控机床系统参数的设定经过与系统厂家沟通,以及在802DSL数控系统的调试中总结出了一些设定参数,下面对这些具体的参数作简单的说明.34010

8、设定,设置为0时为正方向回参考点,而在34020参数中设置检测参考点开关的速度,为使速度速度不能太高,速度太高无法检测到零脉冲而使回零失败,为此在34040设置检测零脉冲的速度为150mm/mino为了安全考虑,需要设定一段检测撞块的距离,可在34060参数中设置检测参考点开关的最大距离为160mm.检测到撞块后需要定位,而定位的速度不能太快,太快会出现超差报警,所以在参数34070限制开机时不确定,所以检测零脉冲的距离必须大于光栅尺的编码距离,可在参数34093中设置脱开撞块到第一个零脉冲的距离为大于光栅尺编码距离的值.回完参考点后显示器显示当前光栅尺上的实际位置值.为便于操作,可将参考点的

9、方式设置为触发方式,这样每次回参考点时只需要按一次方向键就可自动回零,在参数11300设置为1,选择参考点为触发方式.5回参考点的操作在机床操作面板上选择手动方式(JOG),再选择?138?手动返回参考点方式(RFE),选择进给轴点动按钮如+x或+z,按一下(选择触发方式时按一下,不选择时需要连续按,直到参考点建立完成),对应的机械轴将以系统所设定的速度检测参考点标志-2】.如果机械轴移动了数据MD34060(检测零点标志的最大距离)设定的距离还没有找到零点,数控轴将自动停设定距离以内找到零标记,显示器对应轴旁边出现参意位置操作,增加了机床建立零点的任意性.由于两个零标志之间的距离不确定,虽然

10、数控系统可以准确地读出机械轴所在的是哪一个零点,并计算出机械轴的实际位置,但机械轴所处的位置并不一定是机床需要的零点值,所以还要有一个零点偏移数MD34090,它是专门用来修正偏移量的,此参数中设定的值就是数控系统中的零点到机床标准点的偏置位移.如果光栅尺与机床坐标系统相同,也就是光栅尺测量系统的零点标志靠近机床标准点的偏置位移,参数MD34320是用来设定偏置方向的,据此判断机械轴所处的绝对位置与光栅尺测量系统的实际位置的差值;方向一致两者相加,方向相反两者相减,以此来得到机床的实际位置.6结语数控卧式机床,特别是大型卧式数控机床,因其机械轴移动距离较长,安装了带距离编码零点标志的光栅尺测量装置系统后,可为用户的使用以及操作提供较多的方便,比如使返回零点操作更为方便,简单;并且通过参数设置,正负方向都可以进行回零;在卧式机床,尤其是加工长度超过10m的卧式机床,由于中间有托辊或中心架支撑工件,z轴方向返回零点很不方便,在光栅尺不带距离编码零点时,都是通过增加多个零点检测开关来实现多处回零操作的,这