什么情况用光栅尺？

时间：2020-11-18

光栅尺，也称为光栅尺位移传感器（光栅尺传感器），是利用光栅的光学原理工作的测量反馈装置。光栅尺经常应用于数控机床的闭环伺服系统中，可用作直线位移或者角位移的检测。其测量输出的信号为数字脉冲，具有检测范围大，检测精度高，响应速度快的特点。例如，在数控机床中常用于对刀具和工件的坐标进行检测，来观察和跟踪走刀误差，以起到一个补偿刀具的运动误差的作用。光栅尺按照制造方法和光学原理的不同，分为透射光栅和反射光栅。

一般高端或是对精度有着严格要求的机床都会用到光栅尺，用来做闭环控制，我想问一下，光栅尺的原理的是什么？

光栅尺啊，简单理解就是一把尺子。

打个比方，游标卡尺都用过吧，再或者卷尺用过吧，尺子上面有刻度，这些刻度作为基准，你只需要把要测的物件，和卡尺上的刻度做比较，就可以用来衡量长度、大小、深度等信息。

同样地，光栅尺上也有“刻度”，这种刻度叫光栅，是通过光刻刻在尺子上的，只不过，它不是通过人眼来读取信息，而是通过配套的读数头，来读取位置信息。

光栅是在玻璃或钢带尺上，制作的一系列条纹和狭缝，一个条纹和一个狭缝的宽度称为栅距，常见栅距20um。

读数头每扫描一个栅距，就产生一个正弦波信号周期，此信号再通过一个电子电路进行细分（读数头内置的或者外部细分盒），比如5，10，50，100倍的细分，所以可以达到很高的分辨率。

比如，一个20um栅距，经过50倍细分，那一个周期就是0.4um，这就是厂商说的分辨率。

光栅尺作为数控机床直线轴的位置检测元件，相当于人的“眼睛”，就是“监视”该直线轴在执行数控系统的移动指令后，该直线轴是否真正准确地运行到数控系统指令所要求的位置。如果数控机床没有安装光栅尺，当数控系统发出直线轴的移动指令后，直线轴能否到达数控系统要求的位置，完全依靠数控系统调试的精度和机械传动精度来**。数控机床使用一段时间后，由于电气调试参数的修改和机械误差的加大等原因，该直线轴很可能和数控系统指令所要求的位置相差很多，这时候数控系统根本不知道，维修和操作机床的人员也不知道，要想知道这个差距，维修人员就要对机床进行精度检测。

光栅的精度取决于其分辨率，分辨率高低不同，价格就不同。光栅尺有玻璃光栅尺和钢带光栅尺之分。目前世界上能做出的玻璃光栅尺的长度约为3米长，**过3米的光栅尺就要选用钢带尺。在制作新机床或旧机床改造中，采用光栅尺的目的是增加直线轴的运行准确性。但能否增加光栅尺不完全取决于是否购买光栅尺，主要取决于该直线轴的机械部分的

几何精度。这里有个很重要的概念！“光栅尺不能取代机械的精度”，它只能“锦上添花”。很多人在这个问题的认识上存在偏差。如果机床的直线轴的几何精度很差，比如一些车床Z轴采用直

齿条进行传动，反向间隙很大，该轴即使采用光栅尺后，当该轴到达数控系统的运行指令位置附近，由于该直线轴的传动精度不高，不但达不到应有的目的，反而在

准确位置前后会出现震荡。

数控龙门铣床的哪根直线轴安装光栅尺要视实际情况而定。一般数控龙门铣床的X轴必须安装光栅尺，数控磨床磨削产品中带有锥度面时，一般为了保证加工的锥面的精度和表面质量，其Z轴也安装光栅尺。镗铣机床的Z轴一般安装光栅尺，其它轴视加工产品的精度而定。通过以上几个例子相信您大概理解了光栅尺对于数控机床的意义，精科大恒可根据您的需要配置光栅尺，欢迎您线上咨询有关疑问！

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