開放(fang)式(shi)光柵(zha)尺(chi)作(zuo)為(wei)高精度位(wei)置(zhi)檢測(ce)元(yuan)件(jian)，廣(guang)泛(fan)應(ying)用(yong)於(yu)機(ji)床、自動化設備(bei)的線性(xing)定(ding)位(wei)測(ce)量(liang)中。其 “開放(fang)式(shi)” 結構(gou)雖便於安(an)裝(zhuang)與維(wei)護，但也(ye)易因(yin)安(an)裝操作(zuo)不當產生(sheng)誤差，導(dao)致測量(liang)數據(ju)漂移、定位(wei)精度超(chao)差，進(jin)而(er)影(ying)響設(she)備加(jia)工或(huo)運(yun)行精度。需精準識(shi)別安(an)裝(zhuang)誤差類(lei)型，通(tong)過科學調(tiao)整恢(hui)復測(ce)量準確性(xing)。
壹(yi)、先(xian)識(shi)安裝誤差類(lei)型：明確(que)測量(liang)不準確的根源(yuan)
開放(fang)式(shi)光柵(zha)尺(chi)的安裝(zhuang)誤差主要源(yuan)於(yu) “機械對(dui)中” 與 “部件(jian)貼(tie)合(he)” 問(wen)題，常(chang)見類(lei)型及(ji)對(dui)測量的影(ying)響如(ru)下(xia)：
1.平(ping)行(xing)度(du)誤差：光柵(zha)尺(chi)尺(chi)身(shen)與設(she)備運(yun)動導(dao)軌不平行(如(ru)沿(yan)運(yun)動方(fang)向(xiang)的平行(xing)度偏(pian)差、垂直於(yu)運(yun)動方(fang)向(xiang)的扭(niu)轉偏(pian)差)。平行(xing)度(du)不足(zu)會(hui)導(dao)致讀數頭(tou)與尺(chi)身(shen)的相對(dui)位(wei)置(zhi)隨設(she)備運(yun)動發(fa)生(sheng)偏(pian)移，使測(ce)量(liang)信(xin)號(hao)出現(xian)周(zhou)期性(xing)波動，表現為(wei)定位(wei)重(zhong)復精度差(cha)，誤差值隨運(yun)動距(ju)離增大(da)而(er)累(lei)積；
2.間距(ju)誤差：讀數頭(tou)與尺(chi)身(shen)的間隙(標準間隙通(tong)常(chang)為0.5-1mm)過大(da)或(huo)過小(xiao)、間(jian)隙不均(jun)勻。間隙過大(da)易(yi)導(dao)致讀數頭(tou)接收(shou)的光信(xin)號(hao)減(jian)弱(ruo)，出現(xian)信(xin)號(hao)丟(diu)失(shi)或(huo)跳(tiao)變(bian)；間(jian)隙過小(xiao)則(ze)會(hui)使(shi)讀(du)數頭(tou)與尺(chi)身(shen)摩擦(ca)，造成(cheng)尺(chi)身(shen)劃傷(shang)、讀數頭(tou)磨(mo)損，同(tong)時(shi)產生(sheng)持(chi)續(xu)性(xing)測(ce)量偏(pian)差；
3.固定(ding)誤差：尺(chi)身(shen)或(huo)讀數頭(tou)固定(ding)不牢固(gu)(如(ru)尺(chi)身(shen)兩(liang)端固(gu)定螺栓松動、讀(du)數頭(tou)支架(jia)變(bian)形)。設備(bei)運(yun)行時(shi)，尺(chi)身(shen)可能出現(xian)微(wei)幅(fu)振(zhen)動(dong)或(huo)位(wei)移(yi)，讀(du)數頭(tou)與尺(chi)身(shen)的相對(dui)位(wei)置(zhi)不穩定，導(dao)致測量(liang)數據(ju)漂移，尤其在(zai)高(gao)速運(yun)動時(shi)誤差更為明顯(xian)；
4.汙染誤差：雖非直接(jie)安(an)裝(zhuang)操作(zuo)誤差，但安裝(zhuang)過程中若未清理(li)尺(chi)身(shen)與讀(du)數頭(tou)表面的粉(fen)塵(chen)、油(you)汙，或(huo)安裝(zhuang)後(hou)防(fang)護不當，雜質會(hui)附著在(zai)尺(chi)身(shen)光柵(zha)刻線(xian)上(shang)，幹(gan)擾(rao)光信(xin)號(hao)采(cai)集(ji)，表現為(wei)測量值突(tu)然(ran)跳(tiao)變(bian)或(huo)無規律偏(pian)差，常(chang)被誤判為安裝(zhuang)位(wei)置(zhi)誤差。
二、針(zhen)對(dui)性(xing)解決(jue)：按誤差類(lei)型制定(ding)調(tiao)整方(fang)案(an)
1. 修正平行(xing)度誤差：確保尺(chi)身(shen)與導(dao)軌對(dui)中
首先(xian)需借(jie)助精密工(gong)具(ju)檢測(ce)平行(xing)度(du)：用(yong)百分(fen)表(或(huo)激(ji)光幹(gan)涉儀(yi))沿(yan)設備運(yun)動導(dao)軌的全長(chang)，分(fen)別測(ce)量(liang)光柵(zha)尺(chi)尺(chi)身(shen)兩(liang)端與導(dao)軌的平行(xing)度(沿(yan)運(yun)動方(fang)向(xiang))、尺(chi)身(shen)中部與兩(liang)端的扭(niu)轉偏(pian)差(垂直於(yu)運(yun)動方(fang)向(xiang))。
若平行度偏(pian)差超(chao)標，松開尺(chi)身(shen)固定(ding)螺(luo)栓(shuan)，在(zai)尺(chi)身(shen)與安(an)裝面之(zhi)間(jian)墊入薄銅片(pian)(厚(hou)度根據(ju)偏(pian)差值選擇(ze)，通(tong)常(chang)為0.01-0.1mm)，逐步(bu)調整尺(chi)身(shen)位(wei)置(zhi)，每調(tiao)整壹(yi)次(ci)後(hou)重(zhong)新測(ce)量平行(xing)度，直(zhi)至偏(pian)差控制在(zai)設(she)備要求範(fan)圍(wei)內(壹(yi)般平行(xing)度(du)公差≤0.1mm/m，扭(niu)轉偏(pian)差≤0.05mm/m)；調整時(shi)需優(you)先(xian)固定(ding)尺(chi)身(shen)壹端(duan)，以該(gai)端(duan)為(wei)基(ji)準調整另(ling)壹(yi)端，避(bi)免(mian)兩(liang)端同(tong)時調整導(dao)致偏(pian)差擴(kuo)大(da)。
2. 校(xiao)準間距(ju)誤差：保障讀數頭(tou)與尺(chi)身(shen)間隙均(jun)勻
使用(yong)光柵(zha)尺(chi)配(pei)套(tao)的間隙規(gui)(或(huo)塞尺(chi))測(ce)量(liang)讀數頭(tou)與尺(chi)身(shen)的間隙，沿(yan)尺(chi)身(shen)全長(chang)選取多(duo)個測量(liang)點(如(ru)兩(liang)端、中部共 3-5 點)，記(ji)錄各(ge)點間(jian)隙值(zhi)。
若間隙不均(jun)勻或(huo)超(chao)出標準範圍，松(song)開讀(du)數頭(tou)支架(jia)的固定(ding)螺栓(shuan)，微(wei)調(tiao)支(zhi)架(jia)高(gao)度(du)或(huo)前後(hou)位(wei)置(zhi)：間隙過大(da)時(shi)，適(shi)當(dang)降低支架(jia)高(gao)度(du)(或(huo)縮短(duan)支(zhi)架(jia)與尺(chi)身(shen)的距(ju)離)；間隙過小(xiao)時(shi)，在(zai)支(zhi)架(jia)底(di)部墊入(ru)薄墊片(pian)(如(ru)聚(ju)四氟乙烯墊(dian)片(pian)，厚(hou)度0.05-0.1mm)，調(tiao)整後(hou)再(zai)次(ci)用(yong)間(jian)隙規(gui)檢測(ce)，確保(bao)各(ge)點間(jian)隙壹(yi)致且符合(he)標準，最後(hou)緊(jin)固(gu)支(zhi)架(jia)螺(luo)栓(shuan)，避(bi)免(mian)後(hou)續(xu)松(song)動(dong)。
3. 加(jia)固固定結(jie)構：消除(chu)振(zhen)動(dong)與位(wei)移(yi)幹(gan)擾
檢查(zha)尺(chi)身(shen)兩(liang)端的固定(ding)螺栓(shuan)，用(yong)扭(niu)矩扳(ban)手按(an)設備(bei)手冊(ce)要求(qiu)的力(li)矩(ju)(通(tong)常(chang)為2-5N・m，根據(ju)螺栓規格(ge)調(tiao)整)重(zhong)新擰緊，避(bi)免(mian)螺(luo)栓過松導(dao)致尺(chi)身(shen)振動(dong)，或(huo)過緊造成(cheng)尺(chi)身(shen)變形；若尺(chi)身(shen)安裝(zhuang)面不平整，可在(zai)尺(chi)身(shen)與安(an)裝面之(zhi)間(jian)塗抹(mo)少量(liang)環(huan)氧樹(shu)脂膠(僅(jin)用(yong)於(yu)輔(fu)助固定(ding)，不影(ying)響後(hou)續(xu)調(tiao)整)，增強尺(chi)身(shen)穩定(ding)性(xing)。
對(dui)於讀數頭(tou)支架(jia)，檢查(zha)是否存在(zai)變(bian)形(如(ru)支(zhi)架(jia)彎(wan)曲(qu)導(dao)致讀數頭(tou)傾斜(xie))，若變形需更換(huan)支架(jia)或(huo)用(yong)虎(hu)鉗(qian)輕(qing)微(wei)校(xiao)正(zheng)(針(zhen)對(dui)金屬支(zhi)架(jia))，確(que)保(bao)讀(du)數頭(tou)安裝(zhuang)後(hou)與尺(chi)身(shen)保持(chi)垂直，無傾斜角度(du)。
4. 清(qing)理(li)與防(fang)護：避免(mian)汙染引(yin)發的測量(liang)誤差
安裝調(tiao)整前(qian)，用(yong)無塵(chen)布蘸取專(zhuan)用(yong)清(qing)潔(jie)劑(ji)(如(ru)異丙(bing)醇)擦(ca)拭(shi)尺(chi)身(shen)光柵(zha)刻線(xian)面與讀(du)數頭(tou)鏡頭(tou)，去(qu)除(chu)粉(fen)塵(chen)、油(you)汙；安裝(zhuang)完(wan)成(cheng)後(hou)，在(zai)尺(chi)身(shen)兩(liang)端加(jia)裝防塵(chen)端蓋(gai)，若設備工作(zuo)環(huan)境(jing)粉(fen)塵(chen)較多，可在(zai)光柵(zha)尺(chi)外(wai)側(ce)加(jia)裝金屬防(fang)塵(chen)罩(zhao)(需預(yu)留設備運(yun)動空(kong)間(jian)，避(bi)免(mian)防(fang)塵(chen)罩(zhao)與讀(du)數頭(tou)幹涉)；日常(chang)維護中，每周(zhou)用(yong)壓(ya)縮(suo)空(kong)氣(壓力(li)≤0.3MPa)輕(qing)輕吹(chui)掃(sao)尺(chi)身(shen)表面，防(fang)止雜質堆(dui)積。
三(san)、解決(jue)後(hou)驗(yan)證(zheng)：確保(bao)測量(liang)精度恢(hui)復
調(tiao)整完(wan)成(cheng)後(hou)，需通(tong)過設備(bei)系(xi)統進(jin)行(xing)精度驗(yan)證(zheng)：啟動(dong)設備(bei)，控制運(yun)動部件(jian)沿(yan)光柵(zha)尺(chi)測(ce)量(liang)方向(xiang)往復運(yun)動多(duo)次(ci)，通(tong)過數控(kong)系(xi)統讀(du)取測(ce)量(liang)數據(ju)，記錄定位(wei)精度與重(zhong)復定(ding)位(wei)精度，確(que)認誤差值符合(he)設備(bei)要求(qiu)；也(ye)可使用(yong)標準量塊(kuai)(或(huo)激(ji)光幹(gan)涉儀(yi))對(dui)比光柵(zha)尺(chi)測(ce)量(liang)值與標準值，若偏(pian)差在(zai)允(yun)許範圍內(如(ru)定(ding)位(wei)精度偏(pian)差≤0.005mm)，則(ze)說(shuo)明安(an)裝誤差已解決(jue)。
日常(chang)使用(yong)中，需避免(mian)碰(peng)撞光柵(zha)尺(chi)尺(chi)身(shen)與讀(du)數頭(tou)，定期檢查(zha)固定(ding)螺(luo)栓(shuan)緊(jin)固狀(zhuang)態與防(fang)塵(chen)措施，從源(yuan)頭(tou)減少安(an)裝(zhuang)誤差復發(fa)的可能，保(bao)障開放(fang)式(shi)光柵(zha)尺(chi)的長期測(ce)量準確性(xing)。
