光柵副間隙動(dòng)態(tài)測量設(shè)備的設(shè)計(jì)

張雪鵬，吳宏圣

（中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所，吉林 長春 130033）

光柵副間隙動(dòng)態(tài)測量設(shè)備的設(shè)計(jì)

張雪鵬，吳宏圣

（中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所，吉林 長春 130033）

基于光學(xué)測量和圖像處理，設(shè)計(jì)了一種用于測量光柵尺讀數(shù)頭裝配過程中指示光柵裝配時(shí)光柵副間隙的設(shè)備。試驗(yàn)測量結(jié)果表明，設(shè)備測量結(jié)果可靠，全區(qū)間測量誤差＜5%，使用區(qū)間測量誤差＜3%。為光柵副裝配中間隙測量提供了可靠的測量方法和設(shè)備。

光柵尺；光柵副；間隙測量

0 引言

在涉及精密測量的機(jī)構(gòu)中，光柵尺是一種最常用的位移傳感器，特別是在位移臺(tái)和機(jī)床領(lǐng)域中，更是廣泛應(yīng)用［1，2］。光柵尺是利用莫爾條紋原理工作的測量反饋裝置［3，4］。其結(jié)構(gòu)中的一組光柵副包括標(biāo)尺光柵和指示光柵，是光柵尺核心工作部件，在運(yùn)行時(shí)二者需要保持特定的位置關(guān)系，指示光柵沿著標(biāo)尺光柵長度方向上運(yùn)動(dòng)從而完成位置信息的測量。

標(biāo)尺光柵和指示光柵組成的光柵副中，需要二者保持一個(gè)合適的間隙值，也就是以標(biāo)尺光柵為基準(zhǔn)，指示光柵要處于能夠使莫爾條紋清晰成像的一個(gè)小區(qū)間內(nèi)，即菲涅爾焦面附近的位置。同時(shí)，考慮到光柵副工作時(shí)可能有灰塵或者金屬碎屑等污染物進(jìn)入，光柵副間隙既要兼顧莫爾條紋成像清晰，又要使得間隙值盡可能的大。光柵副間隙值經(jīng)過理論計(jì)算和試驗(yàn)確定后，必須嚴(yán)格控制。因此，在光柵尺讀數(shù)頭裝配過程中，對(duì)指示光柵的裝配需要更加嚴(yán)格的工藝，指示光柵在裝配后必須通過特定的設(shè)備檢測裝配后的間隙值是否在理論的范圍內(nèi)。……