專利名稱：滾動光柵直線位移傳感器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種滾動光柵直線位移傳感器，用于對直線位移作精確測量、檢測，特別用于數(shù)控機床。
［英］G·A·伍爾沃特編著的《數(shù)字式傳感器》一書介紹了滾動光柵直線位移傳感器，在這種傳感器中，數(shù)碼盤可由一個在平面上滑動的滾輪來驅動，由于滾輪的直徑是不可調的，給實際運用帶來兩個困難，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；同時傳感器的安裝也是一個難題，滾輪安裝不穩(wěn)定會直接影響測量精度。
本實用新型的目的是提供一種具有直徑可調節(jié)的滾輪及相應的傳感安裝調節(jié)機構，且測量長度范圍廣，重復性能穩(wěn)定、精度高的滾動光柵直線位移傳感器。
本實用新型是這樣實現(xiàn)的，它包括一個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動，滾輪與編碼器(15)的外殼固定連接成一個整體，這個整體的安裝基座是可固定在機床溜板(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球缺而形成的，這種滾輪的滾動直徑取決于滾輪與機床導軌平面(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(2)內，凸臺底部可活動地置于滾輪殼體(8)內，由殼體內的彈簧片(13)向外頂壓；凸臺(2)位于滾輪殼體(8)上，滾輪(1)通過凸臺中空部位突出于滾輪殼體(8)外；滾輪殼體(8)上設置有織物(17)和彈簧刮片(14)，凸臺(2)、織物(17)、彈簧刮片(14)一起起除塵作用，保護滾輪不被磨損；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)一側并垂直于滾輪平面，安裝桿前部(5)與安裝板(3)上的一個突出的內含環(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可調螺釘(11)(12)兩兩互相垂直，可調螺釘與安裝板(3)一起構成安裝桿尾部的定位機構；在滾輪殼體(8)內平行于滾輪工作面開一孔，孔內有一個由彈簧片(13)向外頂出的滑動銷(9)，銷的前端與安裝板(3)彈性接觸，滑動銷(9)以安裝桿(5)為轉軸產(chǎn)生的力矩使?jié)L輪(1)與機床導軌平面(16)成彈性接觸。
本實用新型由于采用上述技術方案中的滾輪，具有重復性能穩(wěn)定、精度高、測量長度范圍廣等優(yōu)點；同時這種安裝連接方式、調整機構以及防削防塵裝置構成一個有機整體，結構緊湊，性能穩(wěn)定可靠。
以下結合附圖對本實用新型作進一步描述。


圖1是結構及安裝示意圖，它示意出本實用新型的一個實施例。
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；3－－安裝板；4－－支撐架；5－－安裝桿；6－－位置對稱的安裝桿；7－－連接塊；8－－滾輪殼體；9－－滑動銷；10－－螺釘；11－－螺釘；12－－螺釘；13－－彈簧片；14－－彈簧刮片；15－－編碼器；16－－機床導軌；17－－織物；18－－螺釘；19－－固定在溜板上的安裝板；20－－溜板。
本實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輪彈性地與機床導軌接觸；本實用新型采用的滾輪是由一球體平行截去兩球缺而形成的，其滾動直徑可由小到大變化。上述技術特點綜合體現(xiàn)出幾個優(yōu)點，第一安裝方便穩(wěn)定，滾輪與導軌平面始終保持彈性的良好接觸，以便在工作時，滾輪進行純滾動；第二，安裝桿尾部的調節(jié)螺釘可適度調節(jié)，改變安裝桿的方向，進而改變滾輪與導軌平面的接觸部位，使?jié)L輪的滾動直徑由小到大變化，以補償滾輪的磨損。
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，調整安裝桿(5)上螺釘(10、11、12)，支撐架(4)和彈性加力裝置滑動銷(9)，使?jié)L輪工作面、凸臺(2)、織物(17)彈簧刮片(14)與機床導軌平面(16)彈性接觸。
滾輪(1)與圓光柵碼盤同軸，滾輪(1)在平面導軌(16)上沿直線軌跡摩擦滾動，通過轉軸使圓光柵碼盤與相對靜光柵旋轉產(chǎn)生莫爾條紋，由光敏元件接收輸出周期信號。
滾輪(1)是由一球體被平行截去兩個球缺并保留球心而形成的，滾輪弧線范圍軸線傾角設計值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(2)內，凸臺底部置于滾輪殼體內，滾輪一段弧通過凸中空部位突出于殼體外，凸臺由殼體內的彈簧片(13)向外頂壓。
滾輪殼體上，與滾輪工作面平行的方向上，設置有織物(17)和彈簧刮片(14)，凸臺(2)、織物(17)彈簧刮片(14)一起起除塵作用，工作時清除機床導軌表面異物，保護滾輪不被磨損。
本實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)，它有一內含刀口的孔，安裝桿(5)可周向轉動，安裝桿前端與滾輪殼體(8)固定連接，萬向支撐架(4)的支點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)，可調螺釘(10)(11)在垂直于滾輪工作面方向上固定安裝桿(5)，調整滾輪軸線傾角范圍，調整螺釘(12)與兩個可調螺釘(10)(11)垂直，它調整滾輪運動軸線相對機床導軌的垂直度。為了適應各種型號的機械設備、各種形式的安裝方式，本實施例對稱設置有安裝桿(6)，其結構和安裝方式及作用與安裝桿(5)相同。在滾輪殼體內平行滾輪工作面，垂直于安裝板的方向上開一孔，孔內有一個由彈簧向外頂出的滑動銷(9)，銷的前端與安裝板(3)彈性接觸，滑動銷以安裝桿為轉軸產(chǎn)生的力矩使?jié)L輪與機床導軌平面成彈性接觸。
權利要求1.一種滾動光柵直線位移傳感器，它包括一個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動，滾輪與編碼器的外殼固定連接成一個整體，這個整體的安裝基座是可固定在機床溜板(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球缺而形成的，這種滾輪的滾動直徑取決于滾輪與機床導軌平面的接觸部位；b、滾輪的一段弧突出于滾輪殼體外(8)，并鑲嵌在一塊凸臺(2)內，凸臺底部可活動地置于滾輪殼體內，由殼體內的彈簧片(13)向外頂壓；c、滾輪殼體(8)上沿滾動方向設置有除塵裝置(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并垂直于滾輪平面，安裝桿前部與安裝板上的一個突出的內含環(huán)形刀口的孔間隙配合連接；安裝桿尾部的兩個相互垂直的調節(jié)螺釘(11)(12)，與安裝板(3)一起構成安裝桿尾部的定位機構；e、在滾輪殼體內平行于滾輪開一孔，孔內有一個由彈簧向外頂出的滑動銷(9)，滑動銷的前端與安裝板(3)彈性接觸，滑動銷以安裝桿(5)為轉軸產(chǎn)生的力矩使?jié)L輪(1)與機床導軌平面(16)成彈性接觸。
2.根據(jù)權利要求1所述的滾動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球缺形成的，滾輪的滾動直徑取決于滾輪與機床導軌平面的接觸部位。
專利摘要本實用新型涉及一種滾動光柵直線位移傳感器，它包括一個增量式光電軸角編碼器，碼盤由同軸的滾輪驅動，滾輪與編碼器的外殼固定連接成一個整體并安裝在機床溜板上。測量時，滾輪在導軌平面上滾動，同軸驅動碼盤，相對于靜光柵碼盤旋轉產(chǎn)生莫爾條紋，光敏元件將轉換信號輸送給電子設備進行處理。
文檔編號G01B11/02GK2154459SQ9122624
公開日1994年1月26日 申請日期1991年9月26日 優(yōu)先權日1991年9月26日
發(fā)明者張學聯(lián), 楊立新 申請人:國營湖北華中精密儀器廠