HIR箱式直線軸承代替NB軸承KBE16UU SME20LUU KBB30UU
日本進口HIR海瑞代替NB交叉滾柱導軌
日本進口HIR海瑞代替NB交叉滾柱滑臺
日本進口HIR海瑞代替NB直線軸承
KBE型箱式直線軸承 
KBE10UU   KBE12UU KBE16UU  KBE20UU   KBE25UU KBE30UU 
KBE40UU   KBE50UU 
SME-L加長型箱式直線軸承  NB型號 
SME12LUU SME13LUU SME16LUU SME20LUU SME25LUU SME30LUU 
SME35LUU SME40LUU
KBB型箱式直線軸承 NB型號 
KBB16UU   KBB20UU KBB25UU   KBB30UU   KBB40UU 
KBB-AJ型箱式直線軸承   NB型號 

KBB16UU-AJ  KBB20UU-AJ KBB25UU-AJ  KBB30UU-AJ  KBB40UU-AJ 

HIR箱式直線軸承代替NB軸承KBE16UU SME20LUU KBB30UU用多普勒原理舉行長度測量，測量範疇爲2mm

～10m,最小表現(xiàn)值爲1mm,精度爲0.1%[2]。以上要領(lǐng)都是

利用散射光舉行不打仗測量，被測活動和激光束靠近于垂直，由于這一特性有別于幹涉幹涉儀和激光

測振

儀，以是稱之爲“橫向傳感器”。對付一樣平常的散射體，由于外貌的散射光信號弱，信噪比低，以

及由

散射體外貌紋理因素引起的信號顛簸，偶然會出現(xiàn)信號吞沒或信號不連續(xù)征象，影響測量精度。因此

現(xiàn)在所能到達的辨別力都在10m以上，影響了這種技能的推廣應(yīng)用，其根本緣故原由是來自激光器、

調(diào)制

器、外界環(huán)境所帶來的滋擾和噪聲。
  HIR箱式直線軸承代替NB軸承KBE16UU SME20LUU KBB30UU本文介紹了一種光柵橫向位移遙測傳感

器。它是利用衍射光柵的多普勒效應(yīng)舉行測量，孕育産生的多

普勒信號與光波長無關(guān)，只決定于光柵常數(shù)，信號強、信噪比高、抗滋擾本領(lǐng)強，測量體系簡化。另

外由于光柵的周期性布局，孕育産生的差拍信號是連續(xù)的正弦波，減輕了信號處理懲罰體系的包袱，

從而得到

高辨別力，易于實現(xiàn)高精度位移遙測。由于信噪比的改進，實現(xiàn)了相位測量，檢測距離2～50m,空間

辨別力0.4m,比通常的多普勒技能提高了10～100倍。在差動光學體系中引入聲光調(diào)制器舉行分光和頻

移以實現(xiàn)辨向。

2 測量原理

  HIR箱式直線軸承代替NB軸承KBE16UU SME20LUU KBB30UU多普勒效應(yīng)是指波源、繼承器、流傳介

質(zhì)或中間反射器之間的相對活動所引起的波頻率變革，其

公式類似爲：

     (1)

式中f0—光源發(fā)出的光頻率；
  f—汲取器汲取到的光頻率；
  V—光源與汲取器之間的相對活動速度，相互移近時取‘+’，遠離時取‘-’；
  u—介質(zhì)中的光速；
  —光源與汲取器的連線偏向與速度偏向的夾角。
  若以光柵作爲活動體，如圖1,則各衍射主極大在角偏向的頻移爲：

      (2)



圖1 光柵多普勒效應(yīng)

式中i—平行光入射角；
  —衍射角；
  V—光柵活動速度；
  —光波長，
  將光柵方程d(sini±sin)=k代入上式，得到光柵多普勒公式：

      (3)

式中k—衍射級次；
  d—光柵常數(shù)；
  fk—第k級衍射主極大所對應(yīng)的頻移值。
  由公式（3）可以看出，當光柵活動時，其衍射光束的多普勒頻移與入射角、入射光波長無關(guān)，

只與衍射級次、光柵活動速度以及柵距有關(guān)。此中零級衍射光無頻移，正負一級衍射光頻移分別爲

f1=V/d,f-1=-V/d。
  對付反射光柵，具有如下性質(zhì)：
  ①零級衍射光在反射偏向，且多普勒頻移爲零，見圖2(a);
  ②光芒垂直入射時，±1級衍射光分居法線兩側(cè)，且與法線夾角雷同，均爲,見圖2(b);
  ③若光芒從2(b)中-1級偏向入射，則垂直光柵面偏向是+1級衍射光，頻移爲：f1=V/d,零級在反

射偏向；反之，從2(b)中+1級偏向入射，則垂直光柵面偏向是-1級衍射光，頻移爲：f-1=-V/d,見圖

2(c),2(d)。



圖2 反射光柵多普勒頻移特性

  HIR箱式直線軸承代替NB軸承KBE16UU SME20LUU KBB30UU當兩束光分別從圖2(c)和（d）所示偏向

入射，恰當調(diào)解光學元件，使加入混頻差拍的（c）中的

衍射+1級主極大與（d）中的衍射-1級主極大重合，並沿光軸偏向返回，則兩束衍射光混頻後的頻差

爲：

      (4)

  對這一拍頻信號的脈衝累積記數(shù)，得到光柵位移x:

      (5)

       (6)

  公式（6）給出了利用活動光柵的多普勒效應(yīng)舉行橫向位移測量的理論依據(jù)。關(guān)于位移偏向的鑒

別，是議決預制頻移的要領(lǐng)實現(xiàn)的。本體系接納聲光調(diào)制器來到達分光和預制頻移的目的，同時也可

以有效地克制光反饋。當激光束入射到聲光器件上就不壞像入射到活動的相位光柵上一樣，産生聲光

衍

射，同時孕育産生頻移。當以布喇格角入射時，衍射光束將只會合于無頻移的0級和頻移爲的1級衍射

光，

二者之間存在著恒定的頻差(爲超聲波的頻率)。

3 光柵橫向位移遙測傳感器布局

3.1 光學體系
  圖3爲光柵橫向位移遙測傳感器光學體系。



圖3 光柵橫向位移遙測傳感器光學體系

  HIR箱式直線軸承代替NB軸承KBE16UU SME20LUU KBB30UU來自激光器L的頻率爲f0的光束經(jīng)聲光調(diào)

制器A預制頻移後分爲頻率爲f0和f0+的兩束光，由于聲

光器件的分束角很小，再利用棱鏡R甯靜面鏡M組合（對測量距離較近的體系如6m,接納負透鏡和大口

徑成像透鏡組合）進一步分光，議決準嫡體系Z將測量光束準直會聚于活動光柵G上，孕育産生光柵多

普勒

信號，取衍射光柵的+1級衍射主極大和-1級衍射主極大混頻差拍，並沿光軸偏向返回。返回的光束頻

率爲,經(jīng)透鏡O和直角棱鏡T縮小折光會聚在光電汲取器E上。準嫡體系的應(yīng)用是爲了減小遠距離測量中

光束的擴散。
  由于橫向位移遙測傳感器接納的是差動光路布局，則在遠距離位移遙測中光束的漂移、附加振動

等外界滋擾信號帶來的影響被有效地消除，大大改進了信噪比。

3.2 信號處理懲罰體系
  光電汲取器汲取到的頻率爲的光信號經(jīng)光電轉(zhuǎn)換後分爲兩路，分別與來自聲光驅(qū)動電源且相位相

差/2的振蕩信號混頻，消去,並經(jīng)低通濾波放大，濾去高頻滋擾信號並輸出兩路幅值雷同、相位相

差/2、帶有多普勒頻移f的信號。此中一起反相，得到三路位相差依次爲/2的正弦信號，再經(jīng)細辨別

向，議決與微機接口的可逆計數(shù)器，輸入到謀略機中在步調(diào)控制下舉行數(shù)據(jù)處理懲罰，表現(xiàn)打印結(jié)果

,系

統(tǒng)框圖見圖4。



圖4 光柵橫向位移遙測傳感器信號處理懲罰體系

4 實行研究

4.1 精度比對實行
  HIR箱式直線軸承代替NB軸承KBE16UU SME20LUU KBB30UU爲了對體系的測量精度作出預計，接納

辨別力爲1m的光柵數(shù)顯表舉行比對實行。比對時使數(shù)顯表

測桿與被測物（光柵）活動偏向在同一條直線上，以減小阿貝誤差的影響。被測光柵活動時，數(shù)顯表

表現(xiàn)其位移量，同時謀略機拾取計數(shù)脈衝，處理懲罰後表現(xiàn)打印結(jié)果，經(jīng)比對得出測量誤差如圖5所

示。



圖5 比對實行結(jié)果

4.2 焦深範疇實行
  兩束測量光束由于光強並不完全相稱，加之光學元件像差的影響，在遠距離測量中很難包管光束

精確重合到光柵面上；別的在光柵橫向活動進程中活動偏向與光柵面若存在夾角也會出現(xiàn)軸向偏離。

而本體系的焦深範疇很大，即對活動體在相交點前後離焦不，這使得對準目的非常容易；別的，

光柵面與活動偏向的夾角（即傾斜）在活動進程造成的離焦也成爲不的因素。因此在測量的焦深

範疇內(nèi)也不影響體系的測量精確性。
  圖6爲針對差異光路布局的焦深範疇實行結(jié)果。



a 棱鏡甯靜面鏡組合分光（測量距離爲 50m）



b 負透鏡和大口徑成像透鏡組合分光（測量距離爲 6m）

圖6 焦深範疇實行結(jié)果

  HIR箱式直線軸承代替NB軸承KBE16UU SME20LUU KBB30UU圖中橫坐標表現(xiàn)光柵的縱向位移，即光

柵沿光軸偏向的位移（在每一個位置測三次光柵的橫向位

移）；縱坐標表現(xiàn)光柵的橫向位移，即光柵沿垂直光軸偏向的位移（圖6(a)中光柵每次移動1000m,圖

6(b)中光柵每次移動300m);FL1,FL2分別爲其焦深範疇。
  對差異分光情勢的光路布局，作者理論推導得到的公式爲：
  ①負透鏡和大口徑成像透鏡組合：
  激光束發(fā)散角=1.3×10-3rad;
  衍射角tg≈0.02;
  激光波長=0.6328×10-3mm;
  負透鏡角放大率×成像透鏡放大率r1r2=2.6。



  ②棱鏡甯靜面鏡組合：
  激光束發(fā)散角=1.3×10-3rad;
  衍射角tg≈0.02;
  激光波長=0.6328×10-3mm;
  準嫡體系（倒置望遠鏡體系）視角放大率=2.5。
工件在空間有六個自由度，即沿X、Y、Z三個坐標偏向的移動自由度和繞X、Y、Z三個移動軸的旋轉(zhuǎn)自

由度A、B、C，如下圖所示。
要確定工件在空間的位置，必要按肯定的要求擺設(shè)六個支持點也便是通常所說的定位元件，以限定加

工工件的自由度，這便是工件定位的“六點定位原理”。必要指出的是，工件形狀差異，定位外貌不

同，定位點的擺設(shè)環(huán)境也各不雷同。


圖 數(shù)控機床的坐標軸

（2）限定自由度與工件加工要求的幹系
根據(jù)工件加工外貌的差異加工要求，有些自由度對加工要求有影響，有些自由度對加工要求無影響，

對加工要求有影響的自由度必須限定，而不影響加工要求的自由度不必限定。
（3）完全定位與不完全定位
工件的六個自由度都被限定的定位成爲完全定位，工件被限定的自由度少于六個，但不影響加工要求

的定位，成爲不完全定位，完全定位和不完全定位是實際加工中工件最常用的定位要領(lǐng)。
（4）工件安置的基源頭根本則
在數(shù)控機床上工件安置的原則與平凡機床雷同，也要合理地選擇定位基準和夾緊方案。爲了提高數(shù)控

機床的效率，在確定定位基準與夾緊方案時應(yīng)過細以下幾點：
① 力圖計劃基準、工藝基準與編程謀略基準的統(tǒng)一。
② 只管即便淘汰裝夾次數(shù)，盡大概在一次定位和裝夾後就能加工出全部待加工外貌。
③ 克制接納占機調(diào)解式方案，以充實發(fā)揮數(shù)控機床的效能。
2．工件的夾緊

HIR箱式直線軸承代替NB軸承KBE16UU SME20LUU KBB30UU金屬切削加工進程中，爲包督工件定位時確

定的精確位置，備工件在切削力、離心力、慣性力或重

力等作用下孕育産生位移和振動，必須將工件夾緊。這種包管加工精度和甯靜生産的裝置稱爲夾緊裝

置。

（1）對夾緊的根本要求
① 工件在夾緊進程中，不能變化工件定位後所占據(jù)的精確位置。
② 夾緊力的大小恰當，既要包督工件在加工進程中的位置不能産生任何變動，又要使工件不孕育産

生大

的夾緊變形；同時也要使得加工振動征象盡大概小。
③ 操作方便、省力、甯靜。
④ 夾緊裝置的自動化程度及龐大程度，應(yīng)與工件的批量大小相順應(yīng)。
（2）夾緊力偏向和夾緊點的確定
① 夾緊力應(yīng)盡大概朝向緊張定位基準，如允許以包管夾緊工件時不破壞工件的定位，影響工件的加

工精度要求。
② 夾緊力偏向應(yīng)有利于淘汰夾緊力，要求可以大概在最小的夾緊力作用下，完成零件的加工進程。
③ 夾緊力的作用點應(yīng)選在工件剛性較不壞的偏向和方位上，這一原則對剛性較差的零件特別緊張，

可

以包管零件的夾緊變形量最小。
④ 夾緊力作用點應(yīng)只管即便靠近零件的加工外貌，包管緊張夾緊力的作用點與加工外貌之間的距離

最短

，可有效提高零件裝夾的剛性，淘汰加工進程中的振動。
⑤ 夾緊力的作用偏向應(yīng)在定位支持的有效範疇內(nèi)，不破壞零件的定位要求。
3．夾具的選擇

HIR箱式直線軸承代替NB軸承KBE16UU SME20LUU KBB30UU數(shù)控加工的特點對夾具提出了兩個根本要求

，一是要包管夾具的坐標偏向與機床的坐標偏向相對牢固

；二是要能包管零件與機床坐標系之間的精確尺寸幹系。依據(jù)零件毛料的狀態(tài)和數(shù)控機床的安置要求

，應(yīng)選取能包管加工質(zhì)量、饜足加工必要的夾具。除此之外，還要思量以下幾點：

（1）當零件加工批量不大時，應(yīng)只管即便接納組合夾具、可調(diào)夾具和其他通用夾具，以收縮生産準

備時

間，節(jié)省生産費用。在成批生産時可以思量接納專用夾具，同時要求夾具的布局簡略。
（2）裝夾零件要方便可靠，克制接納占機人工調(diào)解的裝夾要領(lǐng)，以收縮資助時間，只管即便接納液

壓、

氣動或多工位夾具，以提高生産效率。
（3）在數(shù)控機床上利用的夾具，要可以大概安置精確，能包督工件和機床坐標系的相對位置和尺寸

，力

求計劃基準、工藝基準與編程原點統(tǒng)一，以淘汰基準不重合誤差和數(shù)控編程中的謀略事情量。
（4）只管即便淘汰裝夾次數(shù)，做到一次裝夾後完成全部零件外貌的加工或大多數(shù)外貌的加工，以淘

汰裝

夾誤差，提高加工外貌之間的相互位置精度，到達充實提高數(shù)控機床效率的目的。