光栅尺的故障检修

威海职业学院（山东 264210 ）唐镜军

1.故障现象

Y轴读数正常，X轴能读数，但有误差。经过反复试验，每走30～50mm就能有1～5mm的误差。测试的方法是，工作台在某一点，先将X轴数据清零，移动机床工作台，X轴方向开始计数，计数到30～50mm后，再将工作台返回到原来的位置，此时，计数器上的数据不能回到零，而有1～5mm不等，每次试验的误差各不相同。

把X轴与Y轴的读数头对换，再用上述同样的方法试验，结果仍然是X轴的读数头出现误差。因此，断定是X轴读数头的故障。

2.故障检修过程

通过示波器测量读数头输出的波形，A相（读数头信号输出线，9针插头的6脚）波形正常，输出波形为方波信号，读数头移动的速度不同，方波脉冲的宽度不同，移动的速度越快，输出方波信号的频率越高。当测量B相（读数头信号输出线，9针插头的8脚）波形时，信号波形则不正常。只在读数头移动到光栅尺的一端附近时才有信号，但输出方波低电平时间短，高电平时间长，则其他部分，就几乎看不到低电平的波形，看上去就是高电平。

从附图上看，B相的信号与信号源T3、T5及电位器R2有关，还与A相的输出信号及电位器R3有关，于是调节了一下电位器R3，再测B相输出波形，则波形正常了，装到机床上，试验，则计数不正常。用双踪示波器同时观测A相、B相的波形，发现B相输出波形是正常了，但是，波形与A相相反，即。因此，将电位器R3恢复到原来的位置。则重新分析电路原理，为防止A相信号对B相的影响，将A相与B相之间联系的通路切断，将电阻R21焊下来。从B相信号源头查找，将电压表（万用表的电压2.5V挡）分别接在光敏二极管T2、T3、T4、T5的阳极与阴极之间，改变光敏二极管的感光，观察电压的变化，发现光线变化相同的情况下，T2与T4两端电压变化较大，各自约有0.6V的变化；而T3与T5两端电压的变化较小，约有0.3V，怀疑是光敏二极管老化所致，想换新的，但短时间又买不到，只能通过电路元件参数调整的办法，试验解决。通过分析IC1的6～7脚对应的运放，是电压跟随器，为其他运放提供约2.5V的基准电压，于是在保证T3与T5两光敏二极管获得光线相同的情况下，调节电位器R2，使之IC1的13脚电位尽量与IC1的12脚的基准电压接近。调的差不多后，再将示波器接在B相输出端移动读数头，观察B相输出波形，有方波输出。但是，高电平与低电平不对称，于是在观察波形的同时再调节电位器R2，使之高低电平波形对称。之后再把R21焊回原处。用双踪示波器同时观察A相、B相的波形，结果两相波形都正常，而且，A相与B相的波形相位相差90°。将光栅尺装到机床上试验，测量数据恢复正常。

原理图

3.结语

数控检测系统的种类比较多，这里介绍了KA-300B光栅尺的结构，并详细叙述了光栅尺的故障现象与检修过程。检修之后，使用较长时间，效果很好。