位置检测元件的维护

5.4.2　位置检测元件的维护

（1）光栅

光栅有两种形式：一是透射光栅，即在一条透明玻璃片上刻有一系列等间隔密集线纹；二是反射光栅，即在长条形金属镜面上制成全反射或漫反射间隔相等的密集线纹。光栅输出信号有：两个相位信号输出，用于辨向；一个零标志信号，用于机床回参考点的控制。对光栅尺的维护要注意以下几点：

①防污。光栅尺由于直接安装于工作台和机床床身上，因此，极易受到切削液的污染，从而造成信号丢失，影响位置控制精度。切削液在使用过程中会产生轻微结晶，这种结晶在扫描头上形成一层薄膜且透光性差，不易清除，故在选用切削液时要慎重。

②防水雾。加工过程中，切削液的压力不要太大，流量不要过大，以免形成大量的水雾进入光栅。

③光栅最好通入低压压缩空气（10.5 Pa左右），以免扫描头运动时形成的负压把污物吸入光栅。压缩空气必须净化，滤芯应保持清洁并定期更换。

④清洁。光栅上的污物可以用脱脂棉蘸无水酒精轻轻擦除。

⑤防振。光栅拆装时要用静力，不能用硬物敲击，以免造成光学元件的损坏。

（2）光电脉冲编码器

光电脉冲编码器是在一个圆盘的边缘上开有间距相等的缝隙，在其两边分别装有光源和光敏元件。当圆盘转动时，光线的明暗变化，经光敏元件变成电信号的强弱，从而得到脉冲信号。编码器的输出信号有：两个相位信号输出，用于辨向；一个零标志信号（又称一转信号）用于机床返回参考点的控制。另外，还有+5V电源和接地端。编码器的维护主要注意两个问题。

①防振和防污。由于编码器是精密测量元件，使用或拆装时要与光栅一样注意防振和防污问题。污染容易造成信号丢失，振动容易使编码器内的紧固件松动脱落，造成内部电源短路。

②防止连接松动。脉冲编码器用于位置检测时有两种安装形式，一种是与伺服电动机同轴安装，称为内装式编码器；另一种是编码器安装于传动链末端，称为外装式编码器，当传动链较长时，这种安装方式可以减小传动链累积误差对位置检测精度的影响。不管是哪种安装方式，都要注意编码器连接松动的问题。由于连接松动，往往会影响位置控制精度。另外，在有些交流伺服电动机中，内装式编码器除了位置检测外，同时还具有测速和交流伺服电动机转子位置检测的作用，如三菱HA系列交流伺服电动机中的编码器（ROTARY EN—CODER OSE253S）。因此，编码器连接松动还会引起进给运动的不稳定，影响交流伺服电动机的换向控制，从而引起机床的振动。

（3）感应同步器

感应同步器是一种电磁感应式的高精度位移检测元件，它由定尺和滑尺两部分组成，两者相对平行安装，定尺和滑尺上的绕组均为矩形绕组，其中定尺绕组是连续的，滑尺上分布着两个励磁绕组，即正弦绕组和余弦绕组，分别接入交流电。对感应同步器的维护应注意以下问题：

①安装时，必须保持定尺和滑尺相对平行，且定尺固定螺栓不得超过尺面，调整间隙在0.09～0.15mm为宜。

②不要损坏定尺表面耐切削液涂层和滑尺表面一层带绝缘层的铝箔，否则，会腐蚀厚度较小的电解铜箔。

③接线时要分清滑尺的正弦绕组和余弦绕组，其阻值基本相同，这两个绕组必须分别接入励磁电压。

（4）旋转变压器

旋转变压器输出电压与转子的角位移有固定的函数关系，可用作角度检测元件，一般用于精度要求不高或大型机床的粗测及中测系统。对旋转变压器的维护应注意以下几点：

①接线时，定子上有相等匝数的励磁绕组和补偿绕组，转子上也有相等匝数的正弦绕组和余弦绕组，但转子和定子的绕组阻值却不同，一般定子电阻阻值稍大，有时补偿绕组自行短接或接入一个阻抗。

②由于结构上与绕线转子异步电动机相似，因此，碳刷磨损到一定程度后要更换。

（5）磁栅尺

磁栅是由磁性标尺、磁头和检测电路三部分组成。磁性标尺是在非导磁材料（如玻璃、不锈钢等）的基体上，覆盖上一层l0～20μm厚的磁性材料，形成一层均匀而规则的磁性膜。对磁栅尺的维护应注意以下几点：

①不能将磁性膜刮坏，防止铁屑和油污落在磁性标尺和磁头上，要用脱脂棉蘸酒精轻轻地擦其表面。

②不能用力拆装和撞击磁性标尺和磁头，否则会使磁性减弱或使磁场紊乱。

③接线时要分清磁头上激磁绕组和输出绕组，前者绕在磁路截面尺寸较小的横臂上，后者绕在磁路截面尺寸较大的竖杆上。