球柵尺(ballgrid scale 或 spherical encoder)是目前上新一代直線(xiàn)位移傳感器,他適用于各種機床的加工測量。他的優(yōu)點(diǎn)是:
(1)采用全密封結構,球柵尺的高精度鋼球和線(xiàn)圈均被*密閉,可以在水中或油中工作。
(2)尺體為金屬結構,保護良好,不會(huì )因冷卻水、冷卻液、金屬粉末或塵土等的影響而污損,抗污染能力強。
(3)殼體剛性強、密封好,即使用噴氣清洗機床時(shí),直接噴射到球柵尺也不會(huì )被損壞。
(4)基準鋼球的線(xiàn)脹系數與鋼鐵相同,對車(chē)間溫度變化不敏感。
(5)能在強磁場(chǎng)和強輻射條件下工作,可用于原子反應堆。
(6)耐振動(dòng)、安裝簡(jiǎn)便、不用日常維護等優(yōu)點(diǎn)。
球柵尺是九十年代產(chǎn)品,原產(chǎn)地為英國。它是利用導磁介質(zhì)量的變化實(shí)現電磁/磁電轉換。球柵尺的尺身是由高等級進(jìn)口無(wú)縫鋼管和若干個(gè)精密鋼球密閉組合而成。它由感應器產(chǎn)生的電磁切割鋼管中的精密球,把它分割成2450份而每份5μ。由于球柵尺是密閉結構,所以它的優(yōu)點(diǎn)是不怕油、水、灰塵,整體尺可做到14米,并可無(wú)限接長(cháng)。而且使用壽命長(cháng)、安裝簡(jiǎn)單、環(huán)境要求低。
球柵尺的安裝是十分簡(jiǎn)單的,一般是將球柵尺兩端用支架固定在機床上。讀數頭固定在機床的走刀架上,與球柵尺做相對運動(dòng)。有時(shí)小機床也可把讀數頭固定、球柵尺做運動(dòng)。
3米以上的球柵尺(含3米),要在尺的中間加裝彈性支架。一般1.5米距離裝一個(gè)彈性支架。
14米以下的(含14米)球柵尺不用接,14米以上的尺需要接長(cháng)。如16米的球柵尺要取兩根8米的鋼管、各在一端內徑車(chē)扣。再取0.2米的鋼管一根,兩端都在外徑上車(chē)扣。然后它們都裝上等量的鋼球擰上即可。
安裝數顯表時(shí)要注意盡可能遠離機床的電動(dòng)機,以避免產(chǎn)生不必要干擾信號。由于球柵尺可以做得很長(cháng),所以特別適合安裝在大型或超大型機床上,如龍門(mén)銑床、落地鏜床等。一般機床安裝球柵尺后可提高工效20%以上,鏜床精加工可節約工時(shí)30%。安裝球柵尺的成本90天即可收回。一臺重型9米立車(chē)平均提高工效38%,僅半年節約工時(shí)費即達20萬(wàn)元,一臺鏜床半年節約工時(shí)達30萬(wàn)元之巨。
又由于它對安裝環(huán)境沒(méi)有要求,精度高、操作簡(jiǎn)單、耐使用。所以非常適合對老工業(yè)企業(yè)的各式機床的改造??芍^是一種投資少見(jiàn)效快的改造方案。
一般光柵分辯率是1μ,球柵的分辯率一般是5μ,也有分辨率1μ的高精度球柵尺。但分辯率不等同于度,光柵只是1μ一顯示、而球柵有1μ一顯示的、也有5μ一顯示的,它們都采用以mm單位的十進(jìn)制。由于光柵是累計誤差,而球柵是周期性誤差。所以短的光柵尺精度較高,長(cháng)的球柵尺精度要高于光柵尺的精度。光柵尺在3米以下的價(jià)格一般是球柵尺價(jià)格的50%,3米以上的至8米的光柵同球柵價(jià)格基本一樣。8米至10米的光柵尺價(jià)格要高出球柵尺價(jià)格20%,10米至14米的光柵尺價(jià)格要高出球柵尺價(jià)格50%。從短尺價(jià)格比較光柵尺要便宜,但光柵的使用壽命一般是3年,而球柵的使用壽命在10年以上。從長(cháng)尺比較球柵的優(yōu)勢就更多了。所以總體說(shuō)安裝球柵尺的效益要好于光柵尺。
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