隨著現代製（zhì）造業的迅速發展，數控機（jī）床（chuáng）越來（lái）越多地被廣泛應用，同時對數控（kòng）機床定位精度、重複定位精度也日（rì）益提高，原來精密滾珠絲杠加編碼器式的半閉環控（kòng）製係統已無法（fǎ）滿足用戶的需求。半閉環控製係統無法控（kòng）製機床傳動機構所產生的傳動誤差、高速運轉時傳動機（jī）構所產生熱變形誤差以及加工過程中岡傳動（dòng）係統磨（mó）損而產（chǎn）生的誤差，而（ér）這些（xiē）誤差已經嚴（yán）重影響到（dào）數控機床的加（jiā）工精度及其穩定性。線性光柵尺對數控饑（jī）床各線性坐標軸進行（háng）全閉環控製，消（xiāo）除上述誤（wù）差，提高機床的定位精度（dù）、重複定位精度以及精度可靠性，作為提高數控機床位（wèi）置精度的關鍵部件日益受到用戶的青睞。
 
　　
　　下（xià）麵就線性光柵尺選型、安裝專用工具設計、安裝及數控係統（tǒng）參數測整等內容進行了探討，可能有不周之處，請讀者不吝賜教。
 
　　
　　一、線性光柵尺選型
 
　　
　　(1)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、再複定位精（jīng）度，所以光柵尺的準確度等級是首先（xiān）要考慮的，光（guāng）柵尺（chǐ）準（zhǔn）確度（dù）等級有±0.01mm、±0.005mm、±0.003mm、±0.02mm。而我們在設計（jì）數控機床時根據設計精度（dù）要（yào）求來選擇準確度（dù）等級，值得注意的是在選用高精度光柵尺時要考（kǎo）慮光柵尺的熱性能，它是機床工作精確（què）度的關鍵環節（jiē），即要求光柵尺的刻（kè）線載體的熱膨脹係數與機床光柵（shān）尺安裝基體（tǐ）的熱膨脹係數相一（yī）致，以克服由於溫度引（yǐn）起的熱變形。
 
　　
　　另外光（guāng）柵尺最大移動速度可達120m/min，目前可完全滿足數控機床設（shè）計要求；單個光（guāng）柵尺最大長度為3040mm，如控製線性坐（zuò）標軸大於3040mm時可采用光柵（shān）尺對接的（de）方式達到所需長度。
 
　　
　　(2)測量（liàng）方式的選擇光柵尺的測量方式分增量式光柵尺和絕對式光柵尺兩種，所謂增量式光柵尺（chǐ）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（wèi）置信息，為了獲得絕對位（wèi）置，這個初（chū）始點就要刻到（dào）光柵尺的標尺上作為參考標記，所（suǒ）以（yǐ）機床開機時必須回參考點才能進行位置控製。而絕對式光柵尺以不同（tóng）寬度（dù）、不同問距的閃現（xiàn）柵線將絕對位置數據以（yǐ）編碼（mǎ）形式直接製作到光柵上，在光柵尺通電的同時後續電子設備即可獲得（dé）位置信息，不（bú）需要移動坐標軸找參考點位（wèi）置，絕對位置值從光柵刻線上直接獲得。
 
　　
　　絕對式光柵尺（chǐ）比增量式光柵尺成本高（gāo）20％左右，機床設計師因考慮（lǜ）數（shù）控（kòng）機床的（de）性價比，一般選用增（zēng）量式光柵尺，既能保證機床運動精度又能降低（dī）機床成本。但是絕對式光柵尺開機（jī）後不需回參考點的優（yōu）點是增量式光柵尺（chǐ）無法比擬的（de），機床在（zài）停機或故障斷（duàn）電（diàn）後開機可直接從（cóng）中斷處執（zhí）行加工程序，不但縮短非加工時間（jiān）提高生產效率，而（ér）且（qiě）減小零（líng）件廢品（pǐn）率。因此在生產節拍要求（qiú）格或由多台數控機床構成的自（zì）動生產線上選用絕對式光柵尺是最（zuì）為理想（xiǎng）的。
 
　　
　　(3)輸出信號的選擇光柵尺的輸出信號分電流（liú）正弦波信號（hào）、電壓正弦波信號、TTL矩形波信號（hào）和TTL差動矩形波信號四種，雖然光柵尺輸（shū）出信號的波形不同對數控機床線性坐標軸的定位精（jīng）度、重（chóng）複定位（wèi）精度沒有影響，但必須與數控機床（chuáng）係統相匹配，如果輸（shū）出信號的波（bō）形與數控機床係統（tǒng）不匹配，導（dǎo）致機床係統無法處（chù）理光柵尺的輸出信號，反饋信息、補償誤差對機床線性坐標軸全閉環控製無從談起（qǐ）。在實踐中確有輸出信號的波形（xíng）與數控機床係統不匹配的情況，不（bú）過處（chù）理此情況也有辦法，隻要在輸出信號與機床係統間加裝一個數字化電子裝置(如：HEIDENHAINDE的IBV600係列的細（xì）分和數字化電子裝置)，就很容易解決了。
 
　　
　　臥式加工中心Z向線性坐標軸為例，介紹（shào）光柵尺的調整安裝過程。
 
　　
　　(1)光（guāng）柵尺（chǐ）安裝基準麵的加工（gōng）加工光柵尺定尺（chǐ）、動（dòng）尺的安（ān）裝基準麵，保證與導軌的平行在0.02mm以內（nèi），按坐標（biāo）尺寸加工出定尺結合螺（luó）釘孔。
　　
　　(2)清理各（gè）安裝基準麵，將專用安（ān）裝（zhuāng）具1固（gù）定在定尺安（ān）裝麵上，動尺支架2與專用安裝具可靠連接，按實測尺（chǐ）寸配磨調整墊（diàn）3，配作動尺支架與滑座結合螺釘及（jí）錐銷，見圖4所示。
　　
　　激光幹涉儀測量)。
 
　　
　　參數：P1852．各軸快（kuài）速時（shí）的反（fǎn）向間隙補償值。
 
　　
　　設定值：按快速(例如10000mm/min)時檢測的反向間隙值設定(用激光幹（gàn）涉儀測量)。
 
　　
　　參數：P1800#4RBK。
 
　　
　　設定值：此位參數設定為1，則切削和快速的反向間隙可以分別（bié）生效。
 
　　
　　2.螺距誤差的補償（cháng）
 
　　
　　數控係統一般每軸設置最大可（kě）達128點的螺距誤差補償（cháng）點數。必要時，可對某軸進行補償，一般（bān）習慣是按50mm或100mm的間（jiān）隔進（jìn）行（háng）補償，為了提高精度，建議用5mm或10mm的間隔進行補償，效果更好。
 
　　
　　3.補償計數器的設定
 
　　
　　全閉環控（kòng）製時，通常設定補償計數器，以FANUCOi係統（tǒng）為例，說明如下：參數：P2010#5HBBL反向問隙補償值加到誤差計數器中。
　　
　　設定值：設定為0，表示為半閉環方式(標準設定)。
　　
　　參數：P2010#4HBPE螺距誤差補償（cháng）值（zhí）加到誤差計數器中。
　　
　　設定值：設定為0，表示為全閉環方式(標準設定)。
 
　　
　　4.提（tí）高增益設定
 
　　
　　在無振（zhèn）動的前提下，盡量提高位置環增益P1825，速度環增益P2043、P2045及負載慣量比P2021等（děng）參數。
 
　　
　　五、結論（lùn）
 
　　
　　總結（jié）分析以上（shàng）因素，有互相統一的一麵，合理選取光柵尺，正確使用（yòng）使其物（wù）盡其能（néng）；也有互相矛盾的一麵，安裝位置既要盡可能靠（kào）近驅動軸線，又要盡量遠離機床的發熱源（yuán）(如絲杠副)，這就要看機床設計師，怎樣兼顧折衷考慮各方麵因素，綜合（hé）考慮光柵尺選型、設計、安裝、捌試等因素（sù），得到比較合理的性價比，勢必取得比較好的控製檢測（cè）效果。
 
　　
　　通過（guò）以上幾個步驟的調試，一台（tái）數（shù）控機床（chuáng）一般都能獲得很好的位置精度(定（dìng）位精度（dù）、重複定位精度)，達到機床設計要（yào）求，能很容易滿足用戶的需（xū）求（qiú），對（duì）數控機床的製造廠家和使用用戶有著非凡的現實意義。