在機械加工、數控切削、磨削及壓鑄等工業環境中,測量光柵作為高精度尺寸檢測與定位的核心元件,廣泛應用于自動化產線和智能裝備中。然而,這些場景常伴隨大量冷卻液霧化形成的油霧或水霧,極易附著于光柵的發射與接收鏡面,造成光學通路污染,導致信號衰減、數據跳動甚至誤判停機。長期暴露在油霧環境中,還會加速光學元件老化,縮短設備壽命。因此,制定科學有效的防護改進方案,對保障測量系統的穩定性至關重要。
一、油霧對測量光柵的主要危害
- 鏡面污染:油霧在鏡面冷凝形成油膜,散射或吸收紅外光束,降低信噪比;
- 測量漂移:部分光束被遮擋,導致邊緣檢測不準,尺寸測量值偏大或波動;
- 頻繁報警:嚴重時系統誤判為“物體侵入”,觸發安全停機;
- 維護成本上升:需頻繁停機清潔,影響生產節拍,增加人工負擔。
二、綜合防護改進方案
1. 加裝物理隔離防護罩
最直接有效的措施是為光柵加裝全封閉式防油霧護罩。護罩應采用透明耐腐蝕材料(如聚碳酸酯PC板),既能觀察內部狀態,又可阻擋飛濺油霧。
- 護罩兩端開口應盡量縮小,并內置迷宮式導流槽,利用氣流折返原理阻隔油霧進入;
- 可配合正壓吹掃系統,向罩內持續通入干燥潔凈空氣(壓力0.1~0.2MPa),形成微正壓環境,阻止外部污染物侵入。
? 推薦:選用帶吹掃接口的標準防護套件,安裝便捷,密封性好。
2. 優化安裝位置與角度
- 盡量將光柵安裝在遠離油霧源的位置,避免正對機床噴嘴或排屑口;
- 調整光軸方向,避免水平安裝(易積液),建議采用傾斜或垂直安裝,利于油滴滑落;
- 在多工位設備中,可設置移動式屏蔽門,僅在測量時打開,其余時間關閉保護。
3. 選用抗污染型光柵產品
優先選擇具備以下特性的高端測量光柵:
- 高功率紅外光源:增強穿透力,提升抗油霧能力;
- 自動增益調節(AGC)功能:能動態補償信號衰減,維持穩定輸出;
- 疏油涂層鏡面:表面經特殊處理,減少油污附著,便于清潔。
4. 增設輔助清潔系統
對于無法完全隔離的高污染環境,可配置自動清潔裝置:
- 氣刀吹掃:在光柵兩側安裝微型氣刀,定時或連續噴出壓縮空氣,清除浮塵與液滴;
- 自清潔刷機構:配備低摩擦毛刷,隨設備運行周期性擦拭鏡面(需確保不劃傷光學面)。
5. 加強日常維護管理
- 制定定期清潔制度,使用無水乙醇和鏡頭紙清潔鏡面;
- 檢查壓縮空氣質量,避免含水含油導致二次污染;
- 建立點檢臺賬,記錄污染程度與清潔周期,優化防護策略。
三、案例效果對比
某汽車零部件加工廠在數控車床區加裝帶吹掃功能的防護罩后,測量光柵的故障率下降85%,平均無故障運行時間從7天延長至60天以上,大幅提升了產線OEE(設備綜合效率)。