一、线性光栅尺选型 (1)准确度等级的选择数控机床配置线性光栅尺是了提 高线性坐标轴的定值精度、再复定位精度，所以光栅尺的准确度等级是首先要考虑的，光栅尺准确度等级有±0.01mm、±0.005mm、±0.003mm、±0.02mm。而我们在设计数控机床时根据设计精度要求来选择准确度等级，值得注意的是在选用高精度光栅尺时要考虑光栅尺的热性能，它是机床工作精确度的关键环节，即要求光栅尺的刻线载体的热膨胀系数与机床光栅尺安装基体的热膨胀系数相一致，以克服由于温度引起的热变形。 另外光栅尺最大移动速度可达120m/min，目前可完全满足数控机床设计要求；单个光栅尺最大长度为3040mm，如控制线性坐标轴大于3040mm时可采用光栅尺对接的方式达到所需长度。 (2)测量方式的选择光栅尺的测量方式分增量式光栅尺 和绝对式光栅尺两种，所谓增量式光栅尺就是光栅扫描头通过读出到初始点的相对运动距离而获得位置信息，为了获得绝对位置，这个初始点就要刻到光栅尺的标尺上作为参考标记，所以机床开机时必须回参考点才能进行位置控
制。
而绝对式光栅尺以不同宽度、不同问距的闪现栅线将绝对位置数据以编码形式直接制作到光栅上，在光栅尺通电的同时后续电子设备即可获得位置信息，不需要移动坐标轴找参考点位置，绝对位置值从光栅刻线上直接获得。 绝对式光栅尺比增量式光栅尺成本高20％左右，机床设计师因考虑数控机床的性价比，一般选用增量式光栅尺，既能保证机床运动精度又能降低机床成本。但是绝对式光栅尺开机后不需回参考点的优点是增量式光栅尺无法比拟的，机床在停机或故障断电后开机可直接从中断处执行加工程序，不但缩短非加工时间提高生产效率，而且减小零件废品率。因此在生产节拍要求格或由多台数控机床构成的自动生产线上选用绝对式光栅尺是最为理想的。 (3)输出信号的选择光栅尺的输出信号分电流正弦波信号、电压正弦波信号、TTL矩形波信号和TTL差动矩形波信号四种，虽然光栅尺输出信号的波形不同对数控机床线性坐标轴的定位精度、重复定位精度没有影响，但必须与数控机床系统相匹配，如果输出信号的波形与数控机床系统不匹配，导致机床系统无法处理光栅尺的输出信号，反馈信息、补偿误差对机床线性坐标轴全闭环控制无从谈起。在实践中确有输出信号的波形与数控机床系统不匹配
几类典型光栅尺的性价比分析和使用要求简介 摘要：本文介绍了光栅尺的基本原理和分类。并列举了实际生产中的几种典型光栅尺，介绍了其技术参数、安装步骤和使用方法，通过比较，得出性价比分析。关键词：光栅尺；技术参数；摩尔纹 Abstract:This paper introduces the basic principle of grating ruler and classification. And enumerates several typical light in actual productio n.Grating ruler, introduces the technical parameters, the installation steps and method of use, by comparison, it is concluded that ratio of analysis. Keyword: grating ruler；technical parameters；Moore grain
1.光栅尺简介 光栅尺位移传感器（简称光栅尺），是利用光栅的光学原理工作的测量反馈装置。光栅尺位移传感器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。 1.2光栅尺工作原理 光栅尺是通过莫尔条纹原理，通过光电转换，以数字方式表示线性位移量的高精度位移传感器. GBC系列光栅尺是由读数头、主尺和接口组成。玻璃光栅上均匀地刻有透光和小透光的线条，栅线为50线对/mm，其光栅栅距为0.02mm，采用四细分后便可得到分辩率为5μm的计数脉冲。一般的情况下，线条数按所测精度刻制，为了判别出运动方向，线条被刻成相位上相差90°的两路。当读数头运动时，接口电路的光电接收器分别产生A相和B相两路相位相差90°的脉冲波，输出信号再经过数显系统细分处理,分辨率是光栅周期除以信号细分数,经过电子信号细分处理分辨率可为5um或1um 。 1.2.1莫尔条纹 以透射光栅为例，当指示光栅上的线纹和标尺光栅上的线纹之间形成一个小角度θ，并且两个光栅尺刻面相对平行放置时，在光源的照射下，位于几乎垂直的栅纹上形成明暗相间的条纹，这种条纹称为“莫尔条纹”。严格地说莫尔条纹排列的方向是与两片光栅线纹夹角的平分线相垂直，莫尔条纹中两条亮纹或两条暗纹之间的距离称为莫尔条纹的宽度，以W表示。莫尔条纹W=ω /2* sin（θ/2）=ω /θ 。 1.2.2莫尔条纹具特征： (1)莫尔条纹的变化规律 两片光栅相对移过一个栅距，莫尔条纹移过一个条纹距离。由于光的衍射与
海德汉光栅尺： 分类：海德汉光栅尺分为敞开式和封闭式两类：其中敞开式为高精度型。输出波形为正弦波，主要用于精密仪器的数字化改造。最高分辨率可达0.1μm;封闭式则主要用于普通机床，仪器的数字化改造，输出波形为方波。敞开式传感器由光栅尺和光栅读数头两部分组成。封闭式传感器由光栅尺、光栅读数头及壳体三部分整装部件。海德汉光栅尺按外型分类为小型尺，标准型尺、大型尺三类。海德汉光栅尺型号为GBC2-B30型(小型)、GBC2-B10型(标准型)、GBC2-B20型(大型)，大型尺最长可做到3000mm。 特点： 1、最先进可靠的光学测量系统，采用可靠耐用的高精度五轴承系统设计，保证光学机械系统的稳定性，优异的重复定位性和高等级测量精度。 2、传感器采用密封式结构，性能可靠，安装方便。 3、采用特殊的耐油、耐蚀、高弹性及抗老化塑胶防水，防尘优异，使用寿命长。 4、具体高水平的抗干扰能力，稳定可靠。 5、光源采用红外发光二极管，体积小寿命长。 6、采用先进的光栅制作技术，能制作各规格的高精度光栅玻璃尺(最长可做到3000mm)。 应用领域：海德汉光栅尺广泛应用于：数控加工中心，机床，磨床，铣床，自动卸货机，金属板压制和焊接机，机器人和自动化科技，生产过程测量机器，线性产品, 直线马达, 直线导轨定位等领域。 注意事项： (1)海德汉光栅尺传感器与数显表插头座插拔时应关闭电源后进行。 (2)尽可能外加保护罩，并及时清理溅落在尺上的切屑和油液，严格防止任何异物进入光栅尺传感器壳体内部。 (3)定期检查各安装联接螺钉是否松动。 (4)为延长防尘密封条的寿命，可在密封条上均匀涂上一薄层硅油，注意勿溅落在玻璃光栅刻划面上。 (5) 为保证光栅尺传感器使用的可靠性，可每隔一定时间用乙醇混合液(各50%)清洗擦拭光栅尺面及指示光栅面，保持玻璃光栅尺面清洁。 (6) 海德汉光栅尺传感器严禁剧烈震动及摔打，以免破坏光栅尺，如光栅尺断裂，光栅尺传感器即失效了。 (7) 不要自行拆开光栅尺传感器，更不能任意改动主栅尺与副栅尺的相对间距，否则一方面可能破坏光栅尺传感器的精度;另一方面还可能造成主栅尺与副栅尺的相对摩擦，损坏铬层也就损坏了栅线，以而造成光栅尺报废。 (8) 应注意防止油污及水污染光栅尺面，以免破坏光栅尺线条纹分布，引起测量误差。 (9) 海德汉光栅尺传感器应尽量避免在有严重腐蚀作用的环境中工作，以免腐蚀光栅铬层及光栅尺表面，破坏光栅尺质量。
QR011-02-09-01 (AMP) (光学尺接口) 1 2 3 4
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此表仅供试车异常时量测使用。 注意事项： 原装线已由海德汉公司 所提供非必要时请勿自 行焊接以免发生接触不 良。 工 时 准备工时 1.0H 备 注 作业工时 1.0H 月29日 修 订日期年月日 核 准 审 查 承 办 第一版次数第次 QR011-02-09-01 台中精机厂股份有限公司编号WQU-MV-P4-71B LC-191F绝对式光学尺组立作业标准书页次4/8
轴光学尺读写头连接信号线走线方式与X 轴极限开关电线相同，必须穿越护罩到电气箱光学尺接口JF101。 轴光学尺连接读写头信号线走线方式，经由X 轴底座穿越 护罩到电气箱光学尺接口JF102。 轴光学尺吹气部分使用6mm 风管长度约4.0M 接到立柱后。 轴光学尺吹气部分使用6mm 风管长度约3.5M 接到立柱后。 注意事项：请注意走线方式。 六角板手*1 工准备工时 1.0H 备 QR011-02-09-01 1. 2. 3. 44..
工作说明： 1:风压源由三点组合中间8mm 快速接头输出。 2:.输出的5*8mm 风管经过三通接头1(HDKF0800T0)一边插空气帘幕风管,另一边插另一三通接头2。 3:.由三通接头2一边插气枪风管,另一边插电磁阀(HDSVPU22002)输入端。 4:电磁阀电源线接(L01,L02),机台开机时将风压源送到输出端。 5.由电磁阀输出端接到调压器 (HDAR300003) 过滤器(HDAFD3003BD)8mm 快速接头。 6.:气压由过滤调压器输出一6mm 风管接头(HDKF0603L0),接到一6mm 三通接头(HDKF0600T0) 一边插X 轴光学尺风压,另一边插Y 轴光学尺风压侧。 注意事项： 1.请按照图示装配。 2. 过滤调压器试车时请将风压元调到1.5KG 。 量具 模具工具 1.十字起*1 2.剪刀*1 工 时 准备工时 1.0H 备 注 作业工时 1.0H 日期 93年07月29日 修 订日期 年 月 日 核 准 审 查 承 办 林 焕 森 版次 第一版 次数 第 次 QR011-02-09-01 1 3 2 4 5 6
非接触光栅系统安装与使用指南 RGS20-S 、RGS40-S 光栅安装 (End Clamps) Renishaw （雷尼绍） 安装准备 1. 剪裁所需光栅，确保光栅的长度能满足行程的要求。请预留把光栅尺伸延至“起始”标记点。未到达标记点前，一定要避免光栅尺粘贴到表面上。确保光栅尺已粘贴到全行程的表面上。 安装过程中，避免扭曲及用力拖拽光栅尺。 图(1) 图(2) 除去端压块底部两边的胶纸。胶纸的作用是在胶水未稳固时临时固定端压块。 4. 把端压块粘贴到光栅尺的末端。 备注： 必须擦净端压块周边的多余胶水，否则读数头的信号会受影响。 型号端压块(End Clamps)所有型号的光栅上安装，并能多次重复使用。 RGA22G RGA245 RGA245 RGA22G
读数头安装 读数头设定 图(3) 图(3)是一个简单安装支架设计。螺丝(A) ---- 夹紧读数头，设定Pitch 参数螺丝(B) ---- 设定Yaw 参数和偏移螺丝(C) ---- 可设定Roll 参数 安装支架设定 固定读数头的托架，必须有平坦表面，能满足读数头安装上的机械公差。其次必须能调节读数头高度并有足够的稳定性，以预防在读数头工作期间所受到的所有外界影响。为了减少光栅的安装问题，在未使用光栅安装器(Scale Guide)粘贴光栅前，请先把机械托架的Roll 参数和Yaw 参数调节到读数头的误差范围内，可使用clock gauge 或precision square 完成设定。 对于RGH22、RGH26和RGH41，设定读数头的高度，可透过蓝色和或橙色的校准胶片放置于读数头和光栅尺之间，读数头的LED 安装指示灯显示绿色，表示安装正确。 橙色的校准胶片还可以帮助设定读数头相对于光栅尺的偏移和Yaw 参数 。 对于RGH24和RGH25读数头，设定只可透过蓝色校准胶片放置于读数头和光栅尺之间， 读数头的LED 安装指示灯显示绿色，表示安装正确。 读数头高度设定完成后，以缓慢的速度移动读数头，确保读数头的指示灯在光栅尺的整个行程内都保持绿色。RGB25和RGH41提供外置设定信号 (X 或Vx)，当LED 指示灯失效时，可提供另一个安装参考。外置设定信号是一个5 V 电源，信号为5 V 表示设定正确，当信号为0 V 时，表示需重新设定。 备注： 安装读数头的螺丝力矩大约在0.5 Nm 至0.7 Nm 之间。光栅尺、读数头的信号窗口和托架表面都必须保持清洁。 RGH22、RGH26和RGH41 设定读数头简介图 外置设定信号 RGH24和RGH25设定读数头简介图 LED 安装指示灯显示强度比例 警报信号：读数头接收信号低于15%
电机采用绝对编码器时参数的配置 在选择电机型号的时候，注意选择编码器的类型为绝对编码器。MD30240[0]=4 反馈编码器类型 MD34200[0]=0 回参考点模式 3：光栅距离码回零
1：零脉冲，如编码器 0：不回参考点，如绝对编码器 2.第二测量系统采用绝对编码器参数的配置 MD30240[1]=4 反馈编码器类型 MD34200[1]=0 回参考点模式 3.绝对编码器回参考点的步骤： (1)设MD34210=1 (2)将机床切换到JOG-FEF（手动回参考点方式），按一下机床面板上的RESET 键，然后按住轴移动方向键“+”（当MD34010=1时按“+”，若MD34010=0时按“-”），此时机床不移动，并将侧位置设为机床零点，即坐标显示为零并出现回参考点完成的标志，数控系统会自动将偏置写到MD34090中，回完参考点后MD34210变为2，回参考点成功。 机床采用绝对编码器作为测量系统能在断电之后记住机床的坐标，不需要每次上电后回参考点，这就是采用绝对编码器的好处，但是注意同样容量的电机采用绝对编码器时会比采用普通的增量编码器的容量要降10%，这是选用带绝对编码器电机时需要注意的。绝对编码器分为多圈和单圈的，如过用绝对编码器作为直线轴的测量系统的话，必须采用多圈，常用的为4096圈，注意在机床轴的整个行程中，编码器旋转的圈数不能超过4096圈，否则会造成断电后无法记忆机床的坐标。 1.电机采用绝对编码器时参数的配置 在选择电机型号的时候，注意选择编码器的类型为绝对编码器。 MD30240[0]=4 反馈编码器类型 MD34200[0]=0 回参考点模式 2.第二测量系统采用绝对编码器参数的配置 MD30240[1]=4 反馈编码器类型 MD34200[1]=0 回参考点模式 3.绝对编码器回参考点的步骤： (1)设MD34210=1 (2)将机床切换到JOG-FEF（手动回参考点方式），按一下机床面板上的RESET 键，然后按住轴移动方向键“+”（当MD34010=1时按“+”，若MD34010=0时按“-”），此时机床不移动，并将侧位置设为机床零点，即坐标显示为零并出现
摘要 随着数控机床在机床制造领域的普及，现代机床在加工速度、加工精度和可靠性方面都有了很大的提高。机床用光栅测量元件和数控系统是数控机床的两大核心部件，清楚地了解他们的发展趋势，对机床制造商和最终用户都有非常重要的意义。本文依据对海德汉光栅尺拆解后测绘的尺寸，利用solidworks2009对其进行了实体建模，并对光栅尺加工及安装工艺进行了研究和探讨。同时，本文阐述了光栅尺的概况，分类及工作原理，介绍了典型的海德汉光栅尺及海德汉公司的发展，提出了能提高光栅尺的测量精度的方法。 第1章绪论 1.1引言 在经济危机席卷全球的形式下，中国光栅尺制造商面临产品升级，寻求新发展的重要时期，制造出高性能光栅尺是光栅尺制造商共同的目标。实现该目标与很多因素都相关，本文仅从高性能机床所需的两个关键部件人手，介绍其最新发展供大家参考。结合HEIDENHAIN公司的在测量技术方面的深人研究，着重强调了光栅尺精度和测量技术的最新发展，包括:(1)单场扫描技术；(2) 光栅测量技术；(3)光栅尺位移传感器的概念及工作原理；(4 )光栅尺的加工工艺等。结合HEIDENHAIN数控系统，介绍了适合于高性能数控机床的最新数控技术，包括(1)高速加工;(2)五轴加工;(3)智能化;(4)友好人机界面。 1.2光栅测量系统的发展趋势及水平 光栅数字测量系统是数显机床、数控机床和测量机的重要组成部分，是由光栅传感器和光栅倍频器(插补和数字化电子装置)组成。光栅传感器是作为位移测量元件，光栅倍频器是对光栅信号进行电子细分和数字化处理。光栅编码器是利用刻划在各种各样载体(如玻璃、玻璃陶瓷、固态钢或钢带)上的光栅作为测量标准，并通过光电扫描进行分度，编码器的精度和温度特性可以通过刻划和选择载体来优化。光栅编码器又分为直线编码器(光栅尺)和圆编码器，而圆编码器又分为旋转编码器(作为旋转轴的反馈部件)和角度编码器(作为转台的角度测量部件)。对于编码器的结构又分为开启式的和封闭式的。它是以测量各个坐标的位移来实现对设备的数显和数控，因此测量系统的精度就决定了设备的精度。目前光栅数字测量系统的精度已有微米级、亚微米级和纳米级三个档次。 光栅测量系统的长处是性能稳定、可靠性好、精度高、测量范围大、使用方便、价格适中，和其他测量系统相比有着明显的优势，在当今国际市场上光栅测量系统要占到80%以上。目前光栅测量系统的侧量步距已达
光栅尺安装及使用注意事项 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。 光栅尺线位移传感器的安装比较灵活，可安装在机床的不同部位。 一般将主尺安装在机床的工作台（滑板）上，随机床走刀而动，读数头固定在床身上，尽可能使读数头安装在主尺的下方。其安装方式的选择必须注意切屑、切削液及油液的溅落方向。如果由于安装位置限制必须采用读数头朝上的方式安装时，则必须增加辅助密封装置。另外，一般情况下，读数头应尽量安装在相对机床静止部件上，此时输出导线不移动易固定，而尺身则应安装在相对机床运动的部件上（如滑板）。 1、光栅尺线位移传感器安装基面 安装光栅尺传感器时，不能直接将传感器安装在粗糙不平的机床身上，更不能安装在打底涂漆的机床身上。光栅主尺及读数头分别安装在机床相对运动的两个部件上。用千分表检查机床工作台的主尺安装面与导轨运动的方向平行度。千分表固定在床身上，移动工作台，要求达到平行度为0.1mm/1000mm以内。如果不能达到这个要求，则需设计加工一件光栅尺基座。 基座要求做到：（1）应加一根与光栅尺尺身长度相等的基座（最好基座长出光栅尺50mm左右）。（2）该基座通过铣、磨工序加工，保证其平面平行度0.1mm/1000mm以内。另外，还需加工一件与尺身基座等高的读数头基座。读数头的基座与尺身的基座总共误差不得大于±0.2mm。安装时，调整读数头位置，达到读数头与光栅尺尺身的平行度为0.1mm左右，读数头与光栅尺尺身之间的间距为1-1.5mm左右。 2、光栅尺线位移传感器主尺安装 将光栅主尺用M4螺钉上在机床安装的工作台安装面上，但不要上紧，把千分表固定在床身上，移动工作台（主尺与工作台同时移动）。用千分表测量主尺平面与机床导轨运动方向的平行度，调整主尺M4螺钉位置，使主尺平行度满足0.1mm/1000mm以内时，把M2螺钉彻底上紧。 在安装光栅主尺时，应注意如下三点：
光栅尺的选型安装与 调试D E M O
一、线性光栅尺选型 二、 三、(1)准确度等级的选择数控机床配置线性光栅尺是了 提高线性坐标轴的定值精度、再复定位精度，所以光栅尺的准确度等级是首先要考虑的，光栅尺准确度等级有±0.01mm、±0.005mm、±0.003mm、±0.02mm。而我们在设计数控机床时根据设计精度要求来选择准确度等 级，值得注意的是在选用高精度光栅尺时要考虑光栅尺的热性能，它是机床工作精确度的关键环节，即要求光栅尺的刻线载体的热膨胀系数与机床光栅尺安装基体的热膨胀系数相一致，以克服由于温度引起的热变形。四、 五、另外光栅尺最大移动速度可达120m/min，目前可完全 满足数控机床设计要求；单个光栅尺最大长度为 3040mm，如控制线性坐标轴大于3040mm时可采用光栅尺对接的方式达到所需长度。 六、 七、(2)测量方式的选择光栅尺的测量方式分增量式光栅 尺和绝对式光栅尺两种，所谓增量式光栅尺就是光栅扫描头通过读出到初始点的相对运动距离而获得位置信 息，为了获得绝对位置，这个初始点就要刻到光栅尺的标尺上作为参考标记，所以机床开机时必须回参考点才
能进行位置控制。而绝对式光栅尺以不同宽度、不同问距的闪现栅线将绝对位置数据以编码形式直接制作到光栅上，在光栅尺通电的同时后续电子设备即可获得位置信息，不需要移动坐标轴找参考点位置，绝对位置值从光栅刻线上直接获得。 八、 九、绝对式光栅尺比增量式光栅尺成本高20％左右，机床 设计师因考虑数控机床的性价比，一般选用增量式光栅尺，既能保证机床运动精度又能降低机床成本。但是绝对式光栅尺开机后不需回参考点的优点是增量式光栅尺无法比拟的，机床在停机或故障断电后开机可直接从中断处执行加工程序，不但缩短非加工时间提高生产效 率，而且减小零件废品率。因此在生产节拍要求格或由多台数控机床构成的自动生产线上选用绝对式光栅尺是最为理想的。 十、 十一、(3)输出信号的选择光栅尺的输出信号分电流正弦波信号、电压正弦波信号、TTL矩形波信号和TTL差动矩形波信号四种，虽然光栅尺输出信号的波形不同对数控机床线性坐标轴的定位精度、重复定位精度没有影 响，但必须与数控机床系统相匹配，如果输出信号的波形与数控机床系统不匹配，导致机床系统无法处理光栅
光栅尺与电子尺的区别
光栅尺与电子尺的区别 直线位移的反馈，可以用光栅尺，也可以用电子尺，是光栅尺好呢还是用电子尺呢?两者有什么区别呢?下面，我告诉你。 一、 1.工作原理 光栅尺：光栅位移传感器的工作原理，是由一对光栅副中的主光栅即标尺光栅和副光栅即指示光栅进行相对位移时，在光的干涉与衍射共同作用下产生黑白相间或明暗相间的规则条纹图形，称之为莫尔条纹。经过光电器件转换使黑白或明暗相同的条纹转换成正弦波变化的电信号，再经过放大器放大，整形电路整形后，得到两路相差为90o的正弦波或方波，送入光栅数显表计数显示 电子尺：用改变阻值的线性变化量达到量测目的。 2.输出方式 光栅尺：方波三路A、B、Z;六路 ;正弦 ;后端要配显示表或PLC
电子尺：0~10V、4~20mA、0~5V 3.工作电压 光栅尺：±5V 电子尺：最大60V电压 4.工作温度 光栅尺： -10 ~ +45℃ 电子尺： -60~150℃ 5.线性度 光栅尺：测量准确度：±6μm/m～±10μm/m 电子尺： ±0.01%或±
0.05% 6.响应频率 光栅尺：运行速度：100M/Min 电子尺：位移速率: 4m/S~10m/S PKH 7.重复性 光栅尺：0mm 电子尺：0.01mm 二、电子尺 电子尺又称直线位移传感器，电阻尺，适用于注塑机，木工机械，印刷机，喷涂，机床，机器人，工程监测电脑控制运动器械等需要精确测量位移的场合。 导电塑料电位计电压分配器，电子尺在五十年代后期面世，并被广泛应用于汽车、注塑机、木料加工机和现代不同的行业。传感器价格相对便宜，低温度变化，低扭矩操作和高速应用是导电塑料技术的独有特征。
多轴加工技术工作室建设内容一览表 重点 设备 设备名称 技术要求 数量 四轴加工中心 1、行程 X = 1035 mm, Y = 560 mm, Z = 510 mm *2、快移速度 25 m/min *3、转速范围 20 – 8,000 rpm 4、交流主机,功率 13/9 kW / 17,43/12,06 hp *5、三维控制系统Siemens 840D SL 带ShopMill 硬件: SINUMERIK 840D SL 功能包括CNC ，HMI ，PLC ，闭环 控制环和通信系统，全部集成在一个NCU （数字数控单元）模 块中。操作，编程和显示软件全部集成在CNC 软件中，运行在 高负荷，多处理器的NCU 模块中。控制面板：带TCU （客户端）。 数控单元：NCU710.3 PN.内存系统：1 GB DRAM, 1MB SRAM. PLC ：PLC317-3 DP/PN. PLC 存储器：768 kB. 全新驱动系统Sinamics S120 Combi 提高动态性能和工作效率。 数控系统中包括安全功能 –带安全功能 控制面板： SlimLine SINUMERIK Operate SMART key :用于控制机床和数控系统访问权限的设备。 *显示器： 15" TFT 平板显示器768 x 1024像素的分辨率 键盘：全功能CNC 键盘。预读功能：数控系统提前99个NC 程序段检查方向变化（参数设置）。进给速度根据机床动态特性自动调整。轴数： 3轴直线插补，数字。2轴圆弧插补，螺旋线插补 用户存储器： 9 Mbyte 。程序存储扩展： 2 GB （C/F 存储卡） 操作界面：全新和改进的操作和编程界面SINUMERIK Operate 带ShopMill ，可切换DIN/ISO 。象形软键，图形化刀具显示，精确零点偏移显示。加工循环：钻孔和铣削循环，几何特性计算，带或不带补偿夹套攻丝，铰孔，阵列孔镗孔，槽，矩形和圆弧型腔铣削，测量循环。参数：数学函数： =,+,-,, /, sin α, cos α 编程：逻辑函数： (=,<>,>,>=,<,<=)。括号函数， tan α, arcus sin, arcus cos, tan, an, en, In, log, 数的绝对值，圆周率，取反，取整数，取小数，计算参数，全局用户参数（GUD ）， 局部用户参数（LUD ）。程序结构化：子程序，程序块重复，条 件跳转到标记位置，程序分组。坐标系统：直角坐标，极坐标。 坐标变换：平移，缩放，镜像，旋转。位置详细信息：所需值/ 实际值，直角坐标系中直线和圆弧待移动距离，绝对尺寸，毫 米或英寸显示和输入单位。轮廓接近和直线，切线或垂直于圆， 离开： 螺旋线 刀具表： 99把刀，刀具表数量由数据存储器容量限制 恒路径速度：相对刀具中心路径、相对切削刃 自由轮廓编程：自由图编程。方便操作：用菜单形式创建和设 置原点。手动操作： 通过将位置转到ShopMill 系统中，方便 3
海德汉光栅尺的安装流程及注意事项 海德汉光栅尺线位移传感器的安装比较灵活，可安装在机床的不同部位。一般将主尺安装在机床的工作台(滑板)上，随机床走刀而动，读数头固定在床身上，尽可能使读数头安装在主尺的下方。其安装方式的选择必须注意切屑、切削液及油液的溅落方向。如果由于安装位置限制必须采用读数头朝上的方式安装时，则必须增加辅助密封装置。另外，一般情况下，读数头应尽量安装在相对机床静止部件上，此时输出导线不移动易固定，而尺身则应安装在相对机床运动的部件上(如滑板)。 1、海德汉光栅尺线位移传感器安装基面 安装光栅尺传感器时，不能直接将传感器安装在粗糙不平的机床身上，更不能安装在打底涂漆的机床身上。光栅主尺及读数头分别安装在机床相对运动的两个部件上。用千分表检查机床工作台的主尺安装面与导轨运动的方向平行度。千分表固定在床身上，移动工作台，要求达到平行度为0.1mm/1000mm以内。如果不能达到这个要求，则需设计加工一件光栅尺基座。 基座要求做到： (1)应加一根与光栅尺尺身长度相等的基座(最好基座长出光栅尺50mm左右)。 (2)该基座通过铣、磨工序加工，保证其平面平行度0.1mm/1000mm以内。 另外，还需加工一件与尺身基座等高的读数头基座。读数头的基座与尺身的基座总共误差不得大于±0.2mm。安装时，调整读数头位置，达到读数头与光栅尺尺身的平行度为0.1mm左右，读数头与光栅尺尺身之间的间距为1~1.5mm左右。 2、海德汉光栅尺线位移传感器主尺安装 将光栅主尺用M4螺钉上在机床安装的工作台安装面上，但不要上紧，把千分表固定在床身上，移动工作台(主尺与工作台同时移动)。用千分表测量主尺平面与机床导轨运动方向的平行度，调整主尺M4螺钉位置，使主尺平行度满足0.1mm/1000mm以内时，把M2螺钉彻底上紧。 在安装光栅主尺时，应注意如下三点： (1)在装主尺时，如安装超过1.5M以上的光栅时，不能象桥梁式只安装两端头，尚需在整个主尺尺身中有支撑。 (2)在有基座情况下安装好后，最好用一个卡子卡住尺身中点(或几点)。 (3)不能安装卡子时，最好用玻璃胶粘住光栅尺身，使基尺与主尺固定好。 3、光栅尺线位移传感器读数头的安装 在安装读数头时，首先应保证读数头的基面达到安装要求，然后再安装读数头，其安装方法与主尺相似。最后调整读数头，使读数头与光栅主尺平行度保证在0.1mm之内，其读数头与主尺的间隙控制在1~1.5mm以内。 4、光栅尺线位移传感器限位装置 光栅线位移传感器全部安装完以后，一定要在机床导轨上安装限位装置，以免机床加工产品移动时读数头冲撞到主尺两端，从而损坏光栅尺。另外，用户在选购光栅线位移传感器时，应尽量选用超出机床加工尺寸100mm左右的光栅尺，以留有余量。 5、光栅尺线位移传感器检查 光栅线位移传感器安装完毕后，可接通数显表，移动工作台，观察数显表计
光栅尺安装说明 郑重声明！！！ （此安装步骤仅供参考，由于机床结构不同，安装时要灵活运用。按照此步骤安装所引起的光栅尺损坏，本公司概不负责。本说明的最终解释权归本公司所有）。 1：铣床X轴安装步骤： 铣床X轴的工作行程最长，一般情况下，为便于操作。光栅尺体安装在工作合的内侧面上。读数头安装在横拖板内侧面上。 铣床X轴安装步骤如下： （1）：选位 摇动机床横向手轮，使X轴归正，，负方向达到最大行程，确定尺身和读数头的位置。清洁机床安装部位。 （2）：画线 用卡尺量出工作台厚度80mm。工作台上表面为基准面，距上表面60mm 处画线，距上表面87.5mm处画线交横拖板的垂直平分线于一点，交点为圆心30mm为半径画线，将光栅尺身贴在安装面上，尺身底面与工作台底面平齐。画出两安装孔位置。（见图1.1） （3）：钻孔，攻丝 用D4.2的钻头钻尺身两安装孔和读数头两安装孔。深度15mm。用M5的丝锥攻尺身两安装孔和读数头两安装孔。深度10mm。表面去毛刺，去污迹。 （3）：安装尺身 用M5×15的螺钉连同弹簧垫圈，平垫圈安装尺身。（见图1.2）
图1.1 图1.2 （5）：检测 调校光学尺高低和水平时，必须以光学尺的长度中心取两边对称点作为调校基准点，任一光学尺不论在调校高低和水平方向时，最后调节范围对尺身而言，以表头距尺身两端距离各不超过20mm为准，对读数头而言，在两个四方基准面之间。（见图1. 3） 检测高低和水平方向相对于机床导轨平行度小于0.15mm。（见图1. 4）
图1. 4 （6）：安装读数头。 用M5×35螺钉，弹簧垫圈，平垫圈固定读数头。要求读数头和尺身高低方向间隙在1.2-1.5mm。（见图1.5）
光栅尺位移传感器原理简介及维护注意事项 一、光栅尺是什么？ 轨道旁边的黄色金属条，与其对 应部位，在移载台底部装有光读 头 定义： 光栅尺位移传感器（简称光栅尺），是利用光栅的光学原理工作的测量反馈装置。 光栅尺位移传感器经常应用于机床与现在加工中心以及测量仪器等方面，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。 二、光栅尺的分类、构造 1）分类： 光栅尺位移传感器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。 ●透射光栅指的玻璃光栅. ●反射光栅指的钢带光栅 2）结构： 光栅尺位移传感器是由标尺光栅和光栅读数头两部分组成。标尺光栅一般固定在机 床活动部件上，光栅读数头装在机床固定部件上，指示光栅装在光栅读数头中。下图所示的 就是光栅尺位移传感器的结构。
三、光栅尺的工作原理？ 常见光栅的工作原理都是根据物理上莫尔条纹的形成原理进行工作的。（关于莫尔条纹的原理，可参考相关文献） 简单的说：光读头通过检测莫尔条纹个数，来“读取”光栅刻度，然后再根据驱动电路的作用，计算出光栅尺的位移和速度。 莫尔条纹 四、光栅尺的维护 1）尽可能外加保护罩，并及时清理溅落在尺上的切屑和油液，严格防止任何异物进入光栅尺传感器壳体内部。 2）定期检查各安装联接螺钉是否松动、定期使用干燥的洁净布擦拭表。 3）光栅尺位移传感器严禁剧烈震动及摔打、踩踏，以免破坏光栅尺，如光栅尺断裂，光
栅尺传感器即失效了。 4）不要自行拆开光栅尺位移传感器，更不能任意改动主栅尺与副栅尺的相对间距，否则一方面可能破坏光栅尺传感器的精度；另一方面还可能造成主栅尺与副栅尺的相对摩擦，损坏铬层也就损坏了栅线，以而造成光栅尺报废。 5）应注意防止油污及水污染、硬物划伤光栅尺面，以免破坏光栅尺线条纹分布，引起测量误差。 6）光栅尺位移传感器应尽量避免在有严重腐蚀作用的环境中工作，以免腐蚀光栅铬层及光栅尺表面，破坏光栅尺质量。
DVT350×20/32Q-NC数控双柱立式车床 技 术 规 格 书
1．机床主要用途及组成 机床主要用途 本机床适用于高速钢和硬质合金刀具，加工各种黑色金属、有色金属和部分非金属材料的工件。 在本机床上可完成粗、精车内外圆柱面、内外圆锥面、平面、曲面以及切槽、车螺纹等工序。 机床组成 机床主要由龙门架、主传动变速箱、工作台、横梁、横梁升降机构、数控刀架、刀架进给箱、液压系统、电控系统等组成 2．主要规格与参数 最大车削直径φ3500 mm 最大工件高度 2000 mm 最大工件重量 32t 工作台 2.4.1 工作台直径φ3150 mm 2.4.2 工作台转速级数无级机械二挡 2.4.3 工作台转速范围～63r/min 2.4.4 工作台最大扭矩 垂直刀架 2.5.1 垂直刀架进给量级数无级 2.5.2 垂直刀架进给量范围 -1000mmmin 2.5.3 垂直刀架快速移动速度 8000mm/min 2.5.4 垂直刀架最大水平行程-20～2015mm 2.5.5 垂直刀架滑枕垂直行程 1250 mm 2.5.6 垂直刀架滑枕截面尺寸 220×220mm 2.5.7 垂直刀架最大切削力 35kN 横梁行程 1500 mm 横梁升降速度 350 mm/min 横梁升降电机功率 11 kW
主电机功率 55kW 机床重量(约) 60t 机床外形尺寸(长×宽×高) 约7412×5460×7195mm 3．主要结构及性能 机床总体布局 本机床的总体布局为龙门式热对称结构。由左右立柱、联接梁和工作台底座构成框架式结构，经有限元法计算，使机床大件及整机具有高强度、高刚度、高吸振性的特点。 横梁在左、右立柱导轨上移动，由双轴伸交流电机驱动，经左右横梁升降箱、螺母丝杠传动，实现横梁上下移动，在横梁上设置一个垂直刀架，刀架为数控刀架，由交流伺服电机驱动。 机床立柱和工作台采用HT300，连接梁及横梁等采用HT250，采用高强度、低应力优质铸铁铸造，铸件经过相应的热处理加工，以消除铸造应力和加工应力。采用焖火、粗加工后回火、半精加工后振动时效处理的加工工艺。各部件的纵横筋板布置应合理可靠，使机床处于最好的受力状态，具备足够的刚度精度保持性。 龙门架 龙门架由左、右立柱及联接梁组成。左右立柱和工作台底座为热对称结构。 在龙门架的上部有左右升降箱由双轴伸交流电机驱动，通过齿轮副和蜗杆蜗轮副及双丝杠使横梁作升降移动。 机床横梁的上下移动设有相应的等高微调装置，保证横梁能同步升降。 主传动系统 主传动由一套立式直流主电机驱动，主电机与主传动箱传动经立轴机构变速结合主电机调速，实现车削时所需的转速范围。 机械二级变速由电磁滑阀控制油缸油路来变换，确保变速工作可靠，变速箱中全部齿轮采用淬火磨削工艺，从而使主轴获得相应的转速。以及高的传动精度及传动效率，并降低传动的振动与噪声。 工作台 工作台由工作台、工作台底座、主轴部件及传动机构组成，工作台和工作台底座为整体铸造加工。 工作台主轴采用固定型短主轴结构，在主轴上装有一套高精度双列短圆柱滚子轴承，其内孔具有1：12锥孔，通过调整径向间隙，以保证工作台高精度回转，并且有高的工作寿命。安装油膜预紧轴承提高油膜刚度，并有限制工作台最大浮升的作用。 工作台导轨为恒流静压导轨，由多头等量分油器(十二点等量分油器)对12个油腔恒流
光栅尺工作原理 常见光栅的工作原理都是根据物理上莫尔条纹的形成原理进行工作的。图4-9是其工作原理图。当使指示光栅上的线纹与标尺光栅上的线纹成一角度 来放置两光栅尺时，必然会造成两光栅尺上的线纹互相交叉。在光源的照射下，交叉点近旁的小区域内由于黑色线纹重叠，因而遮光面积最小，挡光效应最弱，光的累积作用使得这个区域出现亮带。相反，距交叉点较远的区域，因两光栅尺不透明的黑色线纹的重叠部分变得越来越少，不透明区域面积逐渐变大，即遮光面积逐渐变大，使得挡光效应变强，只有较少的光线能通过这个区域透过光栅，使这个区域出现暗带。这些与光栅线纹几乎垂直，相间出现的亮、暗带就是莫尔条纹。莫尔条纹具有以下性质： (1) 当用平行光束照射光栅时，透过莫尔条纹的光强度分布近似于余弦函数。 (2) 若用W表示莫尔条纹的宽度，d表示光栅的栅距，θ表示两光栅尺线纹的夹角，则它们之间的几何关系为W=d／sin当 角很小时，上式可近似写W=d／θ 若取d=0.01mm,θ=0.01rad，则由上式可得W=1mm。这说明，无需复杂的光学系统和电子系统，利用光的干涉现象，就能把光栅的栅距转换成放大100倍的莫尔条纹的宽度。这种放大作用是光栅的一个重要特点。 (3) 由于莫尔条纹是由若干条光栅线纹共同干涉形成的，所以莫尔条纹对光栅个别线纹之间的栅距误差具有平均效应，能消除光栅栅距不均匀所造成的影响。 (4) 莫尔条纹的移动与两光栅尺之间的相对移动相对应。两光栅尺相对移动一个栅距d，莫尔条纹便相应移动一个莫尔条纹宽度W，其方向与两光栅尺相对移动的方向垂直，且当两光栅尺相对移动的方向改变时，莫尔条纹移动的方向也随之改变。 根据上述莫尔条纹的特性，假如我们在莫尔条纹移动的方向上开4个观察窗口A，B，C，D，且使这4个窗口两两相距1／4莫尔条纹宽度，即W／4。由上述讨论可知，当两光栅尺相对移动时，莫尔条纹随之移动，从4个观察窗口A，B，C，D可以得到4个在相位上依次超前或滞后(取决于两光栅尺相对移动的方向)1／4周期(即π／2)的近似于余弦函数的光强度变化过程，用表示，见图4-9(c)。若采用光敏元件来检测，光敏元件把透过观察窗口的光强度变化 转换成相应的电压信号，设为 。根据这4个电压信号，可以检测出光栅尺的相对移动。 1．位移大小的检测 由于莫尔条纹的移动与两光栅尺之间的相对移动是相对应的，故通过检测 这4个电压信号的变化情况，便可相应地检测出两光栅尺之间的相对移动。 每变化一个周期，即莫尔条纹每变化一个周期，表明两光栅尺相对移动了一个栅距的距离；若两光栅尺之间的相对移动不到一个栅距，因 是余弦函数，故根据 之值也可以计算出其相对移动的距离。 2. 位移方向的检测 在图4-9(a)中，若标尺光栅固定不动，指示光栅沿正方向移动，这时，莫尔条纹相应地沿向下的方向移动，透过观察窗口A和B，光敏元件检测到的光强度变化过程 和及输出的相应的电压信号和如图4-10(a)所示，在这种情况下，滞后的相位为／2；反之，若标尺光栅固定不动，指示光栅沿负方向移动，这时，莫尔条纹则相应地沿向上的方向移动，透过观察窗口A和B，光敏元件检测到的光强度变化过程和 及输出的相应的电压信号和如图4-10(b)所示，在这种情况下，超前的相位为／2。因此，根据和两信号相互间的超前和滞后关系，便可确定出两光栅尺之间的相对移动方向。 工作原理： 直线光栅尺和旋转编码器均依据相对运动的原理来产生光信号，这些信号经过光电器件的转换处理后，用来检测机械装置的位移。FAGOR公司反馈产品采用两种不同的材料来产生反馈信
Fagor Automation LINEAR ENCODERS: "C" Model REGLAS: Modelo "C" MANUAL CODE:14400159 MANUAL VERSION:V0311
POSIBILIDADES DE MONTAJE MOUNTING POSSIBILITIES
Alinear las caras del transductor, realizando mediciones en los extremos y en el punto central. Align the sides of the scale by indicating the ends and the center. PROCESO DE MONTAJE MOUNTING PROCESS Llevar la máquina a tope mecánico y situar el transductor teniendo en cuenta el curso útil de la misma y el mínimo radio “R” de curvatura que permite el cable. Move the machine to the mechanical stop and place the scale bearing in mind its useful travel and the minimum bending radius “R” of the cable. Soltar el tornillo de fijación que se utiliza para el trans-porte del transductor. Unscrew the shipping protection screw of the scale. Montar el transductor.Mount the scale. Posicionamiento de los relojes comparadores. Positioning of the dial indicators.
光栅尺的安装与调试 一、线性光栅尺选型 ①准确度等级的选择 数控机床配置线性光栅尺是了提高线性坐标轴的定值精度、再复定位精度，所以光栅尺的准确度等级是首先要考虑的，光栅尺准确度等级有±0.01mm、±0.005mm、± 0.003mm、±0.02mm。而我们在设计数控机床时根据设计精度要求来选择准确度等级， 值得注意的是在选用高精度光栅尺时要考虑光栅尺的热性能，它是机床工作精确度的关键环节，即要求光栅尺的刻线载体的热膨胀系数与机床光栅尺安装基体的热膨胀系数相一致，以克服由于温度引起的热变形。 另外光栅尺最大移动速度可达120m/min，目前可完全满足数控机床设计要求；单个光栅尺最大长度为3040mm，如控制线性坐标轴大于3040mm时可采用光栅尺对接的方式达到所需长度。 ②测量方式的选择 光栅尺的测量方式分增量式光栅尺和绝对式光栅尺两种，所谓增量式光栅尺就是光栅扫描头通过读出到初始点的相对运动距离而获得位置信息，为了获得绝对位置，这个初始点就要刻到光栅尺的标尺上作为参考标记，所以机床开机时必须回参考点才能进行位置控制。而绝对式光栅尺以不同宽度、不同问距的闪现栅线将绝对位置数据以编码形式直接制作到光栅上，在光栅尺通电的同时后续电子设备即可获得位置信息，不需要移动坐标轴找参考点位置，绝对位置值从光栅刻线上直接获得。 绝对式光栅尺比增量式光栅尺成本高20％左右，机床设计师因考虑数控机床的性价比，一般选用增量式光栅尺，既能保证机床运动精度又能降低机床成本。但是绝对式光栅尺开机后不需回参考点的优点是增量式光栅尺无法比拟的，机床在停机或故障断电后开机可直接从中断处执行加工程序，不但缩短非加工时间提高生产效率，而且减小零件废品率。因此在生产节拍要求格或由多台数控机床构成的自动生产线上选用绝对式光栅尺是最为理想的。 ③输出信号的选择 a.光栅尺的输出信号分电流正弦波信号、电压正弦波信号、TTL矩形波信号和TTL差动矩 形波信号四种，虽然光栅尺输出信号的波形不同对数控机床线性坐标轴的定位精度、重