德國HEIDENHAIN光柵尺測量方式與故障解決

更新時間：2020-01-03

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德國HEIDENHAIN光柵尺測量方式與故障解決
HEIDENHAIN光柵尺在日常的工作中，很多用戶朋友打電話過來反應數顯產品有問題、有故障，需要上門解決。在與他們進行了簡單的溝通之后，發現有的其實只是用戶對產品不太了解，設置出了問題或者是其他簡單的情況。前兩天有個用戶打電話過來，說我有數顯怎么不準確了，問怎么不準確了？才發現當機床運動10mm，數顯表才變化5mm，我懷疑是他分辨率可能在無意中被操作工人改動了，讓他改回來，果然問題解決！因此在這里向大家介紹一些光柵尺的簡單故障及應急處理辦法，不太了解數顯的朋友可以在我們的數顯出現問題的時候，可以簡單的進行一些判斷，進而進行有目的的處理。
1、光柵尺故障絕大多數問題出在讀數頭上。首先是元件老化造成的失效，其次因其是運動部件，很可能會出現機械磨損或部件脫落現象。
2、不要試圖用任何東西清理讀數頭上的光學器件，尤其是有機溶劑，可能會加劇電路板老化并破壞透鏡上的鍍膜涂料。
3、光柵尺本體也是可能出現問題的，光柵尺本體有一根作為基準光柵的光柵玻璃，其是有刻度的，如果安裝不到位的話，比如水平和垂直誤差過大，時間久了后，光柵玻璃的精度會喪失。而且光柵玻璃也有可能斷裂或者缺口，如果出現斷裂，如果斷裂部分在光柵尺用不到的頂部，還是可以用的，如果在*位置，必須要更換新尺。尺子本體內部進雜物如鐵屑等臟物時，也會造成讀數不準備，
4、每安裝一把光柵尺，必須要對其尺子本體進行打表，有兩個面，水平面和垂直面都要打，短尺控制在10絲以內，長尺控制在20絲以內。如果打表不準確的話，不但可能會影響尺子的精度，甚至會影響尺子的使用壽命。
5、維修光柵尺是一項細致的工作，要事先做好一切準備，包括技術咨詢、元器件的選型配備、維修中的輕拿輕放、避免污染等都要注意，真正稱得上是一件細節決定成敗的工作。
光柵尺讀數是否準確的一個簡單簡便的方法就是看光柵尺的反復走數能否歸零。如果光柵尺的刻度均勻，則重復走數可以正常歸零，則似乎可以斷定這支光柵尺的讀數是準確的。
方法如下：先把讀數頭移到尺子的任意一頭，并且是盡頭。然后歸零數顯表。然后把讀數頭移動任意的行程，然后再返回初始位移。這時看數顯表是不是讀數為零。重復幾次這樣任意的行程測試。如果都能正常歸零，則尺子應該是好的。反之表示讀數不準確，得找其它原因。
準確度等級的選擇
數控機床配置線性光柵尺是了提高線性坐標軸的定值精度、再復定位精度，所以光柵尺的準確度等級是首先要考慮的，光柵尺準確度等級有± 0.01mm、±0.005mm、±0.003mm、±0.02mm。而我們在設計數控機床時根據設計精度要求來選擇準確度等級，值得注意的是在選用高精度光柵尺要考慮光柵尺的熱性能，它是機床工作度的關鍵環，光柵尺的刻線載體的熱膨脹系數與機床光柵尺安裝基體的熱膨節，即要求柵尺脹系數相一致，以克服由于溫度引起的熱變形。另外光柵尺大移動速度可達120m/min，目前可*數控機床設計要求；單個光柵尺大長對接的方度為3040mm，如控制線性坐標軸大于3040mm 時可采用光柵尺式達到所需長度。
測量方式的選擇
光柵尺的測量方式分增量式光柵尺和式光柵尺兩種，所謂增量式光柵尺就是光柵掃描頭通過讀出到初始點的相對運動距離而獲得位置信息，為了獲得位置，這個初始點就要刻到光柵尺的標尺上作為參考標記，所以機床開機時必須回參考點才能進行位置控制。而式光柵尺以不同寬度、不同問距的閃現柵線將位置數據以編碼形式直接制作到光柵上，在光柵尺通電的同時后續電子設備即可獲得位置信息，不需要移動坐標軸找參考點位置，位置值從光柵尺比增量式光柵尺成本高 20％左右，機床設刻線上直接獲得。因考慮數控機床的性價比，一般選用增量式光柵尺，既能保證機床運動精度又能降低機床成本。但是式光柵尺開機后不需回參考點的優點是增量式光柵尺*的，機床在停機或故障斷電后開機可直接從中斷處執行加工程序，不但縮短非加工時間提高生產效率，而且減小零件廢品率。因此在生產節拍要求嚴格或由多臺數控機床構成的自動生產線上選用式光柵尺為理想的。
影響光柵尺測量精度有如下幾個方面：
A：光學部分 B：機械部分 C：電氣部分 D：使用中的安裝與傳輸接收部分，使用后的精度下降，機械部分自身的偏差。
A、光學部分對精度的影響：
海德漢光柵尺玻璃—主要的是母尺精度、每毫米刻線數、刻線精度、刻線寬度一致性等。
光發射源—光的平行與一致性、光衰減。
光接收單元—讀取誤差、讀取響應。
光學系統使用后的影響—污染，衰減。
B、機械部分對精度的影響：
安裝精度。軸承的精度與結構精度。光學組建安裝的精度。例如，就軸承的結構而言，單軸承支撐結構的軸承偏差無法消除，而且經使用后偏差會更大，而雙軸承結構或多支承結構，可有效降低單個軸承的偏差。
C、電氣部分對精度的影響：
電源的穩定精度—對光發射源與接收單元的影響。讀取響應與電氣處理電路帶來的誤差；電氣噪音影響，取決于光柵尺電氣系統的抗干擾能力；例如，如果電子細分，也會帶來的誤差，按照德國海德漢提供的介紹，海德漢光柵尺的細分電氣誤差與正余弦曲線誤差會有一個很小的差異。

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