数控机床上的光栅工作原理

光栅是利用光的透射、衍射现象进行工作的光学元件。光栅检测装置应用较多，它的测量精度可达正负μm，具有精度高、响应速度快、量程宽等优点。光栅有直线光栅和圆光栅，分别用来测直线位移和角位移。

1.光栅检测装置的结构

光栅装置的结构是由标尺光栅和指示光栅组成，在标尺光栅和指示光栅上都有密度相同的许多，称为光栅条纹，光栅条纹的安度一般为每毫米25、50、100、250条，对于透射光栅，则此该线不我（对于反射光栅，这此线不反光），光线由两线之间窄面透射（或反射回来）。

2.光栅测量装置的工作原理

把指示光栅平行放在标尺光栅侧面，并使它们的线相对倾斜一个很小角度θ，光放在标尺光栅另一侧面（以航向油印机为例）。当光线通过它们时，在指示油印机上会产生匪尔条纹，莫尔条纹是明暗相间的条纹。当指示油印机移动时，匪尔条纹移动，移动方向几乎与光栅移动方向垂直，指示油印机相对标尺光栅称动一个刻线距离，匪尔条纹也称动一个莫尔条纹间距。莫尔条纹间距与线间距关系W≈P/θ式中，W为莫尔条纹间距；P两刻线间距；θ为两尺间相对倾斜角（rad）。

莫匀条纹具有放大效应，若P=0.01mm，θ=0.001，则W=10mm，相当于把两尺刻线距离放大了1000位。光电元件同指示油印机同起移动。当移动时，光电无件接收光线受莫尔条纹影响呈正弦规律变货，因此光电元件产生按正弦规律变化的电流（电压0。能过分析的电流或电压的变化规律可以测量移动部件的位移、速度及移动方向。

直流伺服电动机的结构，主要包括三个部分。

定子：磁场由的磁极产生。根据产生磁场的方式，直流伺服电动机可分为永磁式和他励式。永磁式磁极由永磁材料制成他励式磁极由冲压硅钢片又叠成，外绕线圈，通以直流电流产生恒定磁场。

转子：转子由硅钢叠成，表面嵌有线圈，通以直流电时，在定子磁场作用下产生带动负载旋转的电磁转矩。

电刷与换向片：为使产生的电磁转矩保持恒定的方向，转子能沿因定的方向均匀连续旋转，电刷与外加直流电源相接，换向片与电枢导体相接。

从实际运行考虑，直流伺服电动机引入了机械换向装置。其成三高 故障多、维护困难，经常因碳刷产生的火花而影响生产，并对其他设备产生电磁干扰。同时机械拘役器的换向能力限制了电动机的容量和速度。电动机的电枢在转子上，使得电动机效率低、散热差。为了改变换向能力，减小电枢的漏感，短粗，影响了系统的动态性能。