在日常设备维护中,我们拆解过不少故障光栅尺,今天带大家看一下读数头“失明”的情况,直观感受一下为什么光栅尺一定要加装防护罩。
下图展示的是一个没有加装防护罩、长期受油污污染的光栅尺读数头内部状态。可以看到,油污和杂质已经严重侵入内部结构。

光栅尺读数头的内部结构
光栅尺读数头主要由两大部分组成:
上半部分:
光学部分,包含光源、透镜、光电转换元件等
下半部分:
电路部分,包含信号处理主板和输出电路
这两部分都对污染极为敏感。光栅尺是依靠光学系统工作的精密位移传感器,其读数头内部的光学元件对污染极为敏感,轻微粉尘或油污附着就可能导致信号衰减。
油污附着还会导致读数头信号衰减或失真,严重时可能引发误报警甚至设备停机。
冷却液、机油等液体一旦通过设备缝隙渗入光栅尺,会在光栅面形成油膜或乳化层,改变光的折射路径,同时可能腐蚀光栅刻线。
如果光栅尺的防护罩没有密封好,切削液、机油、铁屑等脏东西钻进去,就会黏在光栅条纹上,挡住光线,导致读数跳变甚至完全没信号。
油污侵入的后果
情况一:下半部分(电路部分)进油

如果油污侵入读数头下半部分的电路区域,会导致电路板受损。检测发现,油污侵入后电路部分损坏,主板可能直接报废,整个读数头随之失效。
情况二:上半部分(光学部分)被污染

如果油污或脏物附着在光学镜头上,就相当于给读数头戴上了一副“起雾的眼镜”。光
线被遮挡,读数头自然“看不见”或“看不清”,导致读数出错,进而引发系统报警。
油污和灰尘进入光栅尺内部会阻挡光线传输,导致读数头接收的光信号减弱或失真。
情况三:两者兼具
最严重的情况是两处同时被污染,导致读数头彻底失效。
能否修复?
对于光学部分被污染的情况,可以尝试清洁。用专用清洁剂浸湿不掉毛的软布(如镜头布),轻轻擦拭光栅尺的标尺光栅(刻线面)和读数头光学玻璃,去除油污、粉尘、冷却液残留。
但是需要特别注意:清洁后如果读数头仍然异常,基本只能报废。油污侵入引发的故障,在防护措施不到位的情况下频繁发生,最终往往导致需要更换整个光栅尺。
正确的防护措施
为了避免上述情况,建议严格执行以下防护措施:
加装防护罩:在可能接触切削液、油污和铁屑飞溅的区域,必须为光栅尺加装防护罩,有效阻挡大部分粉尘和飞溅的冷却液。
定期清理:及时清理溅落在光栅尺上的切屑和油液,严格防止任何异物进入光栅尺传感器壳体内部。
检查密封:定期检查光栅尺密封件的完好性,及时更换老化密封件。
源头控制:在设备布局阶段,应使光栅尺远离液压站、润滑泵等污染源,安装位置需尽量避开切削液、润滑油、油气的飞溅方向,如果无法避免,必须加装防护罩。
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