專利名稱：容柵數(shù)顯裝置傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種利用角度位移測(cè)量直位位移的裝置，特別是涉及一種測(cè)量機(jī)床各軸的位移移動(dòng)量的數(shù)顯裝置傳感器。
傳統(tǒng)機(jī)床工業(yè)加工的讀數(shù)通機(jī)械刻度盤(即測(cè)量各軸的移動(dòng)裝置)都是用與手柄相聯(lián)的刻度盤來指示，裝置精度低，刻度盤除讀數(shù)不便，尚存在視覺誤差，容易走動(dòng)位置和辯率太低等缺點(diǎn)，操作也不夠方便。機(jī)床各軸的位移數(shù)顯化后具有明顯的優(yōu)點(diǎn)使操作變得方便，減少錯(cuò)誤，縮短機(jī)床調(diào)整時(shí)間，減少測(cè)量次數(shù)從而提高了效率，又提高了定位精度，容易實(shí)現(xiàn)刀具磨損補(bǔ)償，容易保證成批加工的一致性，提高了分辨率，使機(jī)床精度得到充分發(fā)揮，延長(zhǎng)維修周期提高了設(shè)備利用率等。目前機(jī)床實(shí)現(xiàn)數(shù)顯化主要是采用光柵數(shù)顯系統(tǒng)和感應(yīng)同步數(shù)顯系統(tǒng)，在國(guó)內(nèi)曾化了很大力量推廣過這兩種系統(tǒng)，但至今機(jī)床數(shù)顯化的步伐仍不大，其原因是1、價(jià)格過高，對(duì)大量的普遍機(jī)床來說，兩種數(shù)顯系統(tǒng)的價(jià)格往往與機(jī)床本身價(jià)格相當(dāng)，用戶承受不了；2、兩種系統(tǒng)制造工藝要求高，不能形成大批量生產(chǎn)，因而成本降低不下來，且質(zhì)量也不穩(wěn)定；安裝系統(tǒng)常要求原機(jī)床作一定改造，對(duì)大量已定型生產(chǎn)的普遍機(jī)床應(yīng)用系統(tǒng)就受到限制。
本實(shí)用新型的目的在于提供一種新型數(shù)顯裝置，特別是提供一種測(cè)量機(jī)床各軸的位移移動(dòng)量的數(shù)顯裝置傳感器。
本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的。它由柵極板1、旋轉(zhuǎn)極片2、極板3、螺母4、旋軸6、底片7構(gòu)成。柵極板1和極板3鉚結(jié)，其鉚結(jié)件用螺絲固定在底片7上，旋轉(zhuǎn)極片2夾在柵極板1和極板3之間，且用螺母4固定在旋軸6上，旋軸6可帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)極片2在柵極板1和極板3之間轉(zhuǎn)動(dòng)。
本實(shí)用新型即應(yīng)用于容柵數(shù)顯裝置的容柵傳感器。它具有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)1、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單小巧、工藝性好適于大批生產(chǎn)。2、材料費(fèi)用小，加工投入少，從而成本低。3、體積小，容易在中小型機(jī)床上安裝。4、微功耗，不必外接電源，只用鈕扣電池供電，不易受機(jī)床電氣系統(tǒng)干擾。5、工作環(huán)境要求低。經(jīng)微機(jī)檢索國(guó)內(nèi)申請(qǐng)文獻(xiàn)及機(jī)床應(yīng)用技術(shù)文獻(xiàn)，尚未發(fā)現(xiàn)同類產(chǎn)品。


圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖，也可作為摘要示意圖。
圖2是柵極板1和旋轉(zhuǎn)極片2的展開示意圖。
圖3是柵格的電壓相位差示意圖。
圖4，5是合成矢量V0的相位變化示意圖。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述。
在圖中，1是柵極板，它可以是一個(gè)印刷電路制成，面對(duì)旋轉(zhuǎn)極片的一面金屬層(銅皮)被均勻分成8個(gè)以上互不相連的柵條，例如分成40個(gè)均勻不相連結(jié)的柵條。2是旋轉(zhuǎn)極片，為金屬薄片兩邊張貼非金屬薄膜而成，金屬薄片可以是半園環(huán)形，也可以是齒輪形，例為五齒的齒輪形。3是極板，它可以是印刷電路板制成，兩邊均有金屬層(銅皮)。4為螺母，其外徑與柵極板1、極板3內(nèi)孔徑相同。5為間隙墊片，為一大金屬園環(huán)，其內(nèi)徑與旋轉(zhuǎn)極片2的外徑相同，或略大一些，它有時(shí)使用，其位置在旋轉(zhuǎn)極片2和極板3之間。6為旋軸，旋軸6中心開有通孔，通孔上開有與機(jī)床各軸相配合的鍵槽。7為底片。其連結(jié)方式為柵極板1、間隙墊片5、極板3相鉚結(jié)，其鉚結(jié)件用螺絲固定在底片7上，旋轉(zhuǎn)極片2夾在柵極板1和極板3之間，且用螺母4固定在旋軸6上(一定固死，必要時(shí)采取點(diǎn)其它措施，如粘結(jié)鉚結(jié))，旋軸6可帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)極片2在柵極板1和極板3之間轉(zhuǎn)動(dòng)。底片7固定在底座上，底座在圖中來畫出，底座上部固定在檢測(cè)電路和液晶顯示裝置。
本實(shí)用新型工作原理如下柵極板1和旋轉(zhuǎn)極片2、以及極板3組成容柵信號(hào)傳感。 圖2為柵極板1和旋轉(zhuǎn)極片2的展開示意圖。將柵極板1的40個(gè)柵條分為8個(gè)柵條為一組，如a、b、c、d、e、f、g、h，所有a、b、c、d、e、f、g、h分別相連在一起，此時(shí)可稱柵極板1為發(fā)射極板，若電路對(duì)發(fā)射極板(柵極板1)施以等幅調(diào)制方波的激勵(lì)電壓，使8個(gè)柵格(8個(gè)小極板)的電壓相位差為T／4。如圖3所示。
接收電極實(shí)為旋轉(zhuǎn)極片2上金屬薄片沒有遮當(dāng)著后邊的極板3。此時(shí)，在位移2π時(shí)(我們把轉(zhuǎn)軸6轉(zhuǎn)一周為10π)，占一個(gè)節(jié)距位置，接收板占T／2，另T／2為接地(沒有接到信號(hào))。當(dāng)旋軸6帶動(dòng)旋軸極片2轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，接收極板(極板3)接收到的合成信號(hào)(V0)的矢量發(fā)生變化(模不變，因總接收量不變)。如圖4、5所示。
旋軸6的轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)際上是機(jī)床上各軸的轉(zhuǎn)動(dòng)(絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)或者稱為進(jìn)刀量等)。這樣V0位號(hào)的相移和位移成正比，每發(fā)生一個(gè)節(jié)距，Vo信號(hào)有2π的相移。電路檢測(cè)由容柵極板3送回的Vo信號(hào)的相移，通過A／D轉(zhuǎn)換，換成數(shù)字量，由液晶顯示，顯示出是位移數(shù)字。
本實(shí)用新型安裝相當(dāng)方便，只需將機(jī)床原刻度盤拆下，將本實(shí)用新型套上絲杠，由機(jī)床絲杠帶動(dòng)本實(shí)用新型轉(zhuǎn)軸6即可。本實(shí)用新型有高分辨率，可達(dá)0.005mm(根據(jù)用戶要求可定制0.001mm分辨率)。本實(shí)用新型可任意位置置零，便于實(shí)現(xiàn)精細(xì)進(jìn)給，可相對(duì)消除機(jī)床機(jī)械誤差。本實(shí)用新型測(cè)量范圍大，檢測(cè)范圍為－999.995～＋999.995mm。綜上所述，本實(shí)用新型有明顯的先進(jìn)性，廣闊的實(shí)用性(除在機(jī)床上使用外，還可在螺旋千分尺、百分卡、千分卡等量具上應(yīng)用，由于結(jié)構(gòu)是本實(shí)用新型特征，也應(yīng)屬保護(hù)之列)。并由于本裝置體積小，精度高，成本高，成本低，工藝簡(jiǎn)單，功能多，適合大批量生產(chǎn)和較快的推廣使用。
權(quán)利要求1.一種容柵數(shù)顯裝置傳感器，其特征在于柵極板1和極板3鉚結(jié)，其鉚結(jié)件和底片7相固定，旋轉(zhuǎn)極片2夾在柵極板1和極板3之間，且用螺母固定在旋軸6上，旋軸6可帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)極片2在柵極板1和極板3之間轉(zhuǎn)動(dòng)。
2.如權(quán)利要求1所述容柵數(shù)顯裝置傳感器，其特征在于在極板3和旋轉(zhuǎn)極片2之間有一間隙墊片5，間隙墊片5與柵極板1、極板3相鉚結(jié)。
3.如權(quán)利要求1所述容柵數(shù)顯裝置傳感器，其特征在于旋轉(zhuǎn)極片2由一金屬薄片和金屬薄片兩邊粘貼的非金屬薄膜構(gòu)成，金屬薄片可以是半園形，也可以是齒輪形。
4.如權(quán)利要求1所述容柵數(shù)顯裝置傳感器，其特征在于柵極板1可以是印刷電路板制成，面對(duì)旋轉(zhuǎn)極片2的一面金屬層被均勻分成8個(gè)以上互不相連的金屬柵條。
5.如權(quán)利要求1所述容柵數(shù)顯裝置傳感器，其特征在于金屬薄片為五齒的齒輪形。
6.如權(quán)利要求4所述容柵數(shù)顯裝置傳感器，其特征在于金屬柵條數(shù)目為40個(gè)。
7.如權(quán)利要求1所述容柵數(shù)顯裝置傳感器，其特征在于旋軸6中間開有帶鍵槽的通孔。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種利用角度位移測(cè)量直位位移的裝置，即容柵數(shù)顯裝置傳感器。它的特點(diǎn)在于柵極板和極板鉚結(jié)，鉚結(jié)件和底片相固定，旋轉(zhuǎn)極片夾在柵極板和極板之間，且用螺母固定在旋軸上，旋軸可帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)極片在柵極板和極板之間轉(zhuǎn)動(dòng)。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單小巧，成本低，面積小，功耗低，不但容易在中小機(jī)床上安裝，而且不受機(jī)床電氣系統(tǒng)干擾，測(cè)量精度高。
文檔編號(hào)G01B21/02GK2132153SQ92204629
公開日1993年5月5日 申請(qǐng)日期1992年3月15日 優(yōu)先權(quán)日1992年3月15日
發(fā)明者朱興方 申請(qǐng)人:朱興方