在精密制造領域，銑床電子尺（又稱光柵尺）已成為現(xiàn)代數(shù)控銑床和精密加工設備的核心測量組件。這種基于光柵莫爾條紋原理的精密位移傳感器，通過高精度光學測量和數(shù)字信號處理，實現(xiàn)了對機床移動部件位置的精確檢測與反饋控制。從普通銑床數(shù)字化改造到數(shù)控銑床精度提升，從模具加工到航空航天零部件制造，銑床電子尺在提高加工精度、保證產(chǎn)品質(zhì)量方面發(fā)揮著不可替代的作用。

一、工作原理與技術特點

銑床電子尺的基本工作原理基于光柵莫爾條紋效應和光電轉(zhuǎn)換技術。系統(tǒng)主要由標尺光柵和光柵讀數(shù)頭兩部分組成，標尺光柵一般固定在機床活動部件上，光柵讀數(shù)頭則安裝在機床固定部件上。

當指示光柵上的線紋和標尺光柵上的線紋之間形成一個小角度θ，并且兩個光柵尺刻面相對平行放置時，在光源的照射下，位于幾乎垂直的柵紋上會形成明暗相間的條紋，這種條紋稱為"莫爾條紋"。莫爾條紋具有放大作用：在兩光柵柵線夾角較小的情況下，莫爾條紋寬度W和光柵柵距ω、柵線角θ之間存在W=ω/θ的關系。若ω=0.01mm，θ=0.01rad，則可得W=1，即光柵放大了100倍。具有多項顯著技術特點：高精度測量（精度可達±3μm）、高速響應（運行速度每分鐘60米以上）、抗干擾能力強（信號線采用多層隔離線網(wǎng)及金屬軟外殼保護）、環(huán)境適應性好（采用特殊耐油、耐蝕材料）和長壽命設計（滑動部采用五軸承系統(tǒng)，保證優(yōu)異的重復定位性）。

二、主要類型與性能參數(shù)

按信號輸出類型可分為TTL方波輸出型和EIA-422-A差分信號型。TTL方波輸出通常提供2路或4路相位差90°的方波信號，而差分信號具有更好的抗干擾能力，適合長距離傳輸。

按測量精度等級可分為普通精度型（±10μm）、高精度型（±5μm）和超高精度型（±3μm）。精度等級的選擇取決于具體應用需求和成本考量。

按尺寸規(guī)格可分為小型、中型和大型三類。小型電子尺適用于緊湊空間安裝，大型電子尺則用于大型龍門銑床等設備。

典型的技術參數(shù)包括：測量范圍從50mm到3000mm甚至更長；分辨率可達0.5μm、1μm或5μm；工作溫度通常為0℃～45℃；存儲溫度為-20℃～70℃；供電電壓一般為5V±5%或24V。

三、安裝與調(diào)試要點

安裝前準備包括檢查安裝基面的平整度和清潔度。安裝光柵尺時，不能直接將光柵尺安裝在粗糙不平的機床身上，更不能安裝在打底涂漆的機床身上。需要用千分表檢查機床工作臺的主尺安裝面與導軌運動方向的平行度，要求達到0.1mm/1000mm以內(nèi)的平行度。

主尺安裝時，先將光柵主尺用M4螺釘上在機床安裝的工作臺安裝面上，但不要上緊。把千分表固定在床身上，移動工作臺，用千分表測量主尺平面與機床導軌運動方向的平行度，調(diào)整主尺M4螺釘位置，使主尺平行度滿足0.1mm/1000mm以內(nèi)時，再把螺釘上緊。

讀數(shù)頭安裝需要保證讀數(shù)頭與光柵主尺平行度在0.1mm之內(nèi)，其讀數(shù)頭與主尺的間隙控制在1~1.5mm以內(nèi)。安裝時要注意讀數(shù)頭的方向，確保信號相位正確。

限位裝置安裝是安全措施。光柵尺全部安裝完畢后，一定要在機床導軌上安裝限位裝置，以免機床加工產(chǎn)品移動時讀數(shù)頭沖撞到主尺兩端，從而損壞光柵尺。

四、維護保養(yǎng)與故障處理

日常維護包括保持儀器清潔，定期檢查各部件連接是否牢固。儀器開口處的防塵橡皮，如粘有砂粒廢屑等，應用軟紙揩去，注意不要揩入儀器內(nèi)。

定期檢查應包括檢查是否有水滴、污物落進電機和控制元件上，清潔軸流風機上的灰塵，檢查保險絲、控制元件及緊固螺釘。經(jīng)過一年的使用后，對殼體內(nèi)表面宜用干燥清潔的細紗布或棉花醮上一點酒精混合劑拂拭。

常見故障處理：信號異常可能是傳感器故障或連接線路問題，需要檢查電纜連接和傳感器狀態(tài)；精度偏差可能是安裝位置變動或光柵尺污染，需要重新校準和清潔；無信號可能是電源問題或核心元件損壞，需要系統(tǒng)檢查電路和更換元件。

為確保測量準確性，應定期進行計量檢定。檢定項目包括位移示值誤差、重復性誤差和穩(wěn)定性測試，確保設備在允許誤差范圍內(nèi)工作。