光栅尺调试增加第二测量回路及增加光栅尺功能
1．PLC 程序修改DB3x.DB1.5=0, DB3x.DB1.6=1 2．机床数据MD30200=2
N30200 $MA_NUM_ENCS[AX1]=2
N30240 $MA_ENC_TYPE[1,AX1]=1
N31000 $MA_ENC_IS_LINEAR[1,AX1]=1
N31010 $MA_ENC_GRID_POINT_DIST[1,AX1]=0.02
N31040 $MA_ENC_IS_DIRECT[1,AX1]=1
N32110 $MA_ENC_FEEDBACK_POL[1,AX1]=-1
N34060 $MA_REFP_MAX_MARKER_DIST[1,AX1]=500
如果为带距离编码的光栅尺：
3．PLC 程序修改DB3x.DB1.5=0, DB3x.DB1.6=1 4．机床数据MD30200=2
N30200 $MA_NUM_ENCS[AX1]=2
N30240 $MA_ENC_TYPE[1,AX1]=1
N31000 $MA_ENC_IS_LINEAR[1,AX1]=1
N31040 $MA_ENC_IS_DIRECT[1,AX1]=1
N32110 $MA_ENC_FEEDBACK_POL[1,AX1]=-1
MD34200 ENC_REFP_MODE=3
N31010 $MA_ENC_GRID_POINT_DIST[1,AX1]=0.04 ; MD34310 ENC_MARKER_INC =0.04
MD 34300 ENC_REFP_DIST=80
N34060 $MA_REFP_MAX_MARKER_DIST[1,AX1]=80
MD34320 ENC_INVERS[1] ;=0 光栅尺与机床同方向
MD34000 REFP_CAM_IS_ACTIVE =0
绝对光栅尺：
5．机床数据MD30200=2
N30200 $MA_NUM_ENCS[AX1]=2
N30240 $MA_ENC_TYPE[1,AX1]=4
N31000 $MA_ENC_IS_LINEAR[1,AX1]=1
N31010 $MA_ENC_GRID_POINT_DIST[1,AX1]=0.02 型号来定
N31040 $MA_ENC_IS_DIRECT[1,AX1]=1
N32110 $MA_ENC_FEEDBACK_POL[1,AX1]=-1
N34060 $MA_REFP_MAX_MARKER_DIST[1,AX1]=500
MD34200 ENC_REFP_MODE=0
MD34102 REF_SYNC-ENC=1
MD1030=18H
标定的步骤：和802D 一样
第二测量回路生效
第二测量回路生效
光栅尺分辩率
；两个零脉冲之间的差值：两个零脉冲之间的距离；找参考点的最大距离=1 光栅尺与机床反方向
// 根据光栅尺的
如果是光栅回零的话，请参考以下以下方法:
如果你的光栅尺是带距离编码参考点标志的光栅尺的话（一般海德汉光栅尺后面带C标志的都有此功能），回参考点就不需要回零开关，参数设定如下：
1、34200=3光栅尺使用类型
2、34300[1]=20mm 直线光栅尺标准参考点标志栅格间距（LS486C为20mm）
3、34060[1]=40返回参考点最大移动距离=2倍直线光栅尺标准参考点标志栅格间距
4、34000=0不使用进给轴返回参考点凸轮，即不用返回参考点减速开关信号
（DB31.DBX12.7）
5、34090=XXX返回参考点偏移值
6、34310[1]=0.020 光栅尺信号节距（LS486C 为0.020mm）
希望对你有参考价值！
2.进入“手动”方式，将坐标移动到一牛已知位的置设置,
激活机床参数：按机床控制面板上的复位键，可激活的以上设定的参数
7.按照返冋参考点的方向按方向阻无坐杯移动.但系统口动设定「卜列:
屏幕上的显示位宙为设定的位置。
注意
卜披PLC应用段序会导点仪置丢矣j所以必须在PLC应用程序训试完毕后.Mil 对值编码器。
如果需要改变参考点为置值,則需耍垂复I??述过程7
光栅尺调试增加第二测量回路及增加光栅尺功能 1．PLC 程序修改DB3x.DB1.5=0, DB3x.DB1.6=1 2．机床数据MD30200=2 N30200 $MA_NUM_ENCS[AX1]=2 N30240 $MA_ENC_TYPE[1,AX1]=1 N31000 $MA_ENC_IS_LINEAR[1,AX1]=1 N31010 $MA_ENC_GRID_POINT_DIST[1,AX1]=0.02 N31040 $MA_ENC_IS_DIRECT[1,AX1]=1 N32110 $MA_ENC_FEEDBACK_POL[1,AX1]=-1 N34060 $MA_REFP_MAX_MARKER_DIST[1,AX1]=500 如果为带距离编码的光栅尺： 3．PLC 程序修改DB3x.DB1.5=0, DB3x.DB1.6=1 4．机床数据MD30200=2 N30200 $MA_NUM_ENCS[AX1]=2 N30240 $MA_ENC_TYPE[1,AX1]=1 N31000 $MA_ENC_IS_LINEAR[1,AX1]=1 N31040 $MA_ENC_IS_DIRECT[1,AX1]=1 N32110 $MA_ENC_FEEDBACK_POL[1,AX1]=-1 MD34200 ENC_REFP_MODE=3 N31010 $MA_ENC_GRID_POINT_DIST[1,AX1]=0.04 ; MD34310 ENC_MARKER_INC =0.04 MD 34300 ENC_REFP_DIST=80 N34060 $MA_REFP_MAX_MARKER_DIST[1,AX1]=80 MD34320 ENC_INVERS[1] ;=0 光栅尺与机床同方向 MD34000 REFP_CAM_IS_ACTIVE =0 绝对光栅尺： 5．机床数据MD30200=2 N30200 $MA_NUM_ENCS[AX1]=2 N30240 $MA_ENC_TYPE[1,AX1]=4 N31000 $MA_ENC_IS_LINEAR[1,AX1]=1 N31010 $MA_ENC_GRID_POINT_DIST[1,AX1]=0.02 型号来定 N31040 $MA_ENC_IS_DIRECT[1,AX1]=1 N32110 $MA_ENC_FEEDBACK_POL[1,AX1]=-1 N34060 $MA_REFP_MAX_MARKER_DIST[1,AX1]=500 MD34200 ENC_REFP_MODE=0 MD34102 REF_SYNC-ENC=1 MD1030=18H 标定的步骤：和802D 一样 第二测量回路生效 第二测量回路生效 光栅尺分辩率 ；两个零脉冲之间的差值：两个零脉冲之间的距离；找参考点的最大距离=1 光栅尺与机床反方向 // 根据光栅尺的
光栅与编码器介绍 位置检测装置作为数控机床的重要组成部分，其作用就是检测位移量，并发出反馈信号与数控装置发出的指令信号相比较，若有偏差，经放大后控制执行部件使其向着消除偏差的方向运动，直至偏差等于零为止。为了提高数控机床的加工精度，必须提高检测元件和检测系统的精度。其中以编码器，光栅尺，旋转变压器，测速发电机等比较普遍，下面主要对光栅和编码器进行说明。 光栅,现代光栅测量技术 简要介绍： 将光源、两块长光栅（动尺和定尺）、光电检测器件等组合在一起构成的光栅传感器通常称为光栅尺。光栅尺输出的是电信号，动尺移动一个栅距，输出电信号便变化一个周期，它是通过对信号变化周期的测量来测出动就与定就职相对位移。目前使用的光栅尺的输出信号一般有两种形式，一是相位角相差90度的2路方波信号，二是相位依次相差90度的4路正弦信号。这些信号的空间位置周期为W。下面针对输出方波信号的光栅尺进行了讨论，而对于输出正弦波信号的光栅尺，经过整形可变为方波信号输出。输出方波的光栅尺有A相、B 相和Z相三个电信号，A相信号为主信号，B相为副信号，两个信号周期相同，均为W，相位差90o。Z信号可以作为较准信号以消除累积误差。 一、栅式测量系统简述 从上个世纪50年代到70年代栅式测量系统从感应同步器发展到光栅、磁栅、容栅和球栅，这5种测量系统都是将一个栅距周期内的绝对式测量和周期外的增量式测量结合了起来，测量单位不是像激光一样的是光波波长，而是通用的米制（或英制）标尺。它们有各自的优势，相互补充，在竞争中都得到了发展。由于光栅测量系统的综合技术性能优于其他4种，而且制造费用又比感应同步器、磁栅、球栅低，因此光栅发展得最快，技术性能最高，市场占有率最高，产业最大。光栅在栅式测量系统中的占有率已超过80%，光栅长度测量系统的分辨力已覆盖微米级、亚微米级和纳米级，测量速度从60m/min，到480m/min。测量长度从1m、3m 达到30m和100m。 二、光栅测量技术发展的回顾 计量光栅技术的基础是莫尔条纹（Moire fringes），1874年由英国物理学家L.Rayleigh首先提出这种图案的工程价值，直到20世纪50年代人们才开始利用光栅的莫尔条纹进行精密测量。1950年德国Heidenhain首创DIADUR复制工艺，也就是在玻璃基板上蒸发镀铬的光刻复制工艺，这才能制造高精度、价廉的光栅刻度尺，光栅计量仪器才能为用户所接受，进入商品市场。1953年英国Ferranti公司提出了一个4相信号系统，可以在一个莫尔条纹周期实现4倍频细分，并能鉴别移动方向，这就是4倍频鉴相技术，是光栅测量系统的基础，并一直广泛应用至今。 德国Heidenhain公司1961年开始开发光栅尺和圆栅编码器，并制造出栅距为4μm（250线/mm）的光栅尺和10000线/转的圆光栅测量系统，能实现1微米和1角秒的测量分辨力。1966年制造出了栅距为20μm（50线/mm）的封闭式直线光栅编码器。在80年代又推出AURODUR工艺，是在钢基材料上制作高反射率的金属线纹反射光栅。并在光栅一个参考标
海德汉 海德汉编码器和海德汉光栅尺使用的各种参数 10 编程：Q参数
10.1原理和概述 你可以在一个零部件加工程序中编写同类零部件的程序，你只须输入称作Q参数的变量取代固定的数字值即可。 Q参数可以代表诸如以下的信息： □坐标值 □进给率 □RPM（重复数/分） □循环数据 Q参数也可以帮助你编写通过数学功能定义的外形轮廓。同时，你也可以使用Q参数根据逻辑状况执行机械加工步骤。与FK编程连用，可以将无法NC-兼容的外形轮廓与Q参数结合。 Q参数由字母Q和0到299之间的一个数字命名。其分组情况分为三类： 含义范围 普遍适用参数，适用于所有TNC内存 记忆的程序 Q0到Q99 为特殊TNC功能设定的参数Q100到Q199 主要用于循环的参数，适用于所有存 储在TNC内存中的程序 Q200到Q399 编程说明 在一个程序中可以混用Q参数和固定数字值。 Q参数可以被指定给-99.999,9999和+99 999.9999之间的数字值。TNC可以计算十进制小数点前57位到小数点后7位的范围（32位数据的计算范围相当于十进制数值4 294 967 296）。 一些Q参数总是被TNC指定给同样的数 据。例如，Q108总是被指定给当前刀具半 径，可参见368页的“预先指定Q 参数”。 如果你在OEM循环中使用Q60至Q99之间 的参数，须通过MP7251定义这些参数是 否仅用于OEM循环，还是全部适用。 338
调用Q参数功能 在编写零部件加工程序时，按下“Q”键（位于数字值输入 键盘，-/+键的下方）。然后，TNC会显示以下软键盘： 功能组软键盘 基础算术(指定,加减乘除,平方根) BASIC ARITHM. 三角函数功能TRIGO- NOME TRY 计算循环功能CIRCLE CALCU- LATION 如果/则条件,转移JUMP 其它功能DIVERSE FUNCTION 直接输入公式FORMULA 339
莫纳克变频器调试参数 1：F0-00控制方式选择1有速度矢量控制 F0-01命令选择1端子命令 F0-02速度选择1多段速 F0-05变频器输出的最大频率见主机铭牌实际参数 2：F1-00编码器类型选择0海德汉正余弦 F1-01额定功率见主机铭牌 F1-02额定电压见主机铭牌 F1-03额定电流见主机铭牌 F1-04额定频率见主机铭牌 F1-05额定转速见主机铭牌 3：F2-00 50 F2-01 0.5 F2-03 50 F2-04 0.5 F2-06电流环P值300（适用蒙他那利） F2-07电流环I值10（适用蒙他那利） 4：F3-04启动时间0.6秒 F3-05 0.6 F3-09预转矩选择5（说明书无） 5：F5-00FMR输出选择0无输出 F5-01DO1输出选择4变频器故障 F5-02DO2输出选择0无输出 F5-03RELAY输出选择5运行接触器控制 F5-04RELAY输出选择6抱闸接触器控制 该组参数一定要对应微机实际接线（详细功能参数见变频器使用手册） 6：F6-01检修速度3Hz F6-02爬行速度 1.4Hz F6-03中速11Hz F6-06高速15Hz 此组参数为1米/秒梯速主机对应值 F6-10爬行速度的减速时间选择 2 F6-11中速的减速时间选择 3 F6-14高速的减速时间选择 1 7：F7-01高速的减速时间 3 F7-05爬行速度的减速时间14 F7-09中速的减速时间 4 8：FA-00编码器脉冲数2048 9：FD-05 15% FD-06 0.2 FD-07 0.3 微机密码：工厂密码1：0000 工厂密码2：000139 设置好以上参数准备进行电机参数自学习（该款变频器电机电器参数与磁场定位一同完成）将F1-11设置为1（静态自学习），确认后变频器显示RUNE,并等待。此时按住检修下行按
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。
EU带距离码光栅尺零点调试 1)全闭环开通 1. 光栅尺安装完毕，检查系统功能为选项是否开通，请检查诊断画面N1203#4 （0i-mc）N1139#2(0i-md) 是否为“1”。若为零，请与工程部联系，以开通此功能。 2 .将光栅尺检测功能开通 将参数设为全闭环控制 N1815#1 OPT 改为：“1” N1815#2 改为1 关机20秒后重启系统 2)各轴运行检测 手轮方式移动各轴 检查各轴是否平稳 检查各轴急停是否有效 3)相关参数 若N1820 为2，CMR=1时 N1821 20000 N1882 20020 若N1820为20，CMR=10 N1821 200000 N1882 200200 4)设定参考点（以X轴为例） 1.在“MDI”方式将1883置“0” 2.关机20秒后系统重启 3.在“MDI”方式，按一下“”OFFSET”,切换到工件坐标系画面，将工件坐标系G53,G54清“0” 4.切换到回零方式，执行X回零操作，工作台在回零方向连续移动3次后停止 5.将方式开关切换为手轮方式，然后将工作台移至机床参考点位置，记下此时的机械坐标值，如：-9998.456 6.切换工作方式到“MDI ”，拍下急停，将机械坐标输入参数N1883 如：-9998456 注意去掉小数点，否则系统会报警“格式不对” 注意，如果CMR=20时，放大10倍。 7.关机20秒后系统重启 8. 在回零方式，执行X回零操作，工作台在回零方向连续移动3次后停止，查看此时机械坐标，看与到参 考点的实际距离是否一致。若一致，切换一下工作方式开关，再回到回零方式，执行回零，零点设置完成；若不一致，从第一步重新开始。
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
光栅尺的应用与原理 光栅尺的结构是由有刻有窄的等间距的线纹标尺光栅和读数头组成，读数头是由刻有与标尺光栅光刻密度相同好的指示光栅、光学系统和光路原件等组成。标尺光栅与尺度光栅与一定间距平行放置，并且他们的刻度线相互倾斜一定角度@，标尺光栅固定不动，指示光栅沿着垂直线条纹方向运动，光线照在标尺光栅上放射或者投射在指示光栅并发生光的衍射，产生明暗相间的莫尔条纹，光电探测器检测莫尔条纹的宽度变化并将其转换成电信号输出给控制装置。 莫尔条纹的特点： 1.莫尔条纹的移动与光栅栅距之间的移动关系，光栅移动一个条纹，莫尔条纹正好移动一 个条纹。 2.莫尔条纹的放大作用：B=W/(2SIN2/2)=W/2 主要的元件：发光LED, 标尺光栅，指示光栅，光电探测器。 光栅的选用：选用光栅要综合考虑一下几个要素： 1.考虑被测物理量的性质，要根据呗测量的行程和精度要求选择量程和精度，根据被测量 的最大速度确定光栅尺的最大移动速度以及是否需要基准标记和相位开关传感器，要什么形式的光栅。 2.根据控制器可以控制的信号的类型选择光栅输出类型，还要考虑接口的硬件匹配。 3.根据工作条件确定光栅尺应具备在何种环境下工作的能力 4.根据被测的物体考虑安装方案。考虑到空间，方向等问题。 5.设计电缆的长度 6.价格和服务 7.市场的方便，型号的选择。 光栅的主要技术参数： 分辨率：表征的测量精度，有5.0um ，1.0um ,0.5um ,0.1um 输出波形：方波和正弦波两种。 按控制的形式：数字量和模拟量，要与控制器匹配。 测量周期：没测一次所需的时间 测量长度：可以应许的测量范围 测量方式：绝对值和识字增量坐标 使用温度：5----45度 供电电源：一般为+5+5%，电流大小为120mA 最大移动速度：要大于要求值 最小时钟频率：要保证控制器的频率高于要求值。 安装： 把光栅尺贴在平台的固定部分上。安装要用专用工具，保证光栅的安装合付要求（水平度、垂直度）。 读数头要安装在平台的移动部分上。在安装光栅尺时要先安装光栅尺，然后根据光栅尺安装读数头。保证读头与光栅尺的距离2—3mm,
哈挺机床（上海）有限公司 Hardinge Machine (Shanghai) Co., Ltd 制定人：KKX 2008-12-04 版本：01 EU 带距离码光栅尺零点调试 1) 全闭环开通 1. 光栅尺安装完毕，检查系统功能为选项是否开通，请检查诊断画面N1203#4 （0i-mc ）N1139#2(0i-md) 是否为“1”。若为零，请与工程部联系，以开通此功能。 2 .将光栅尺检测功能开通 将参数设为全闭环控制 N1815#1 OPT 改为：“1” N1815#2 改为 1 关机20秒后重启系统 2) 各轴运行检测 手轮方式移动各轴 检查各轴是否平稳 检查各轴急停是否有效 3) 相关参数 若N1820 为2，CMR=1时 N1821 20000 N1882 20020 若N1820为20，CMR=10 N1821 200000 N1882 200200 4) 设定参考点（以X 轴为例） 1. 在“MDI ”方式将1883置“0” 2. 关机20秒后系统重启 3. 在“MDI ”方式，按一下“”OFFSET ”,切换到工件坐标系画面，将工件坐标系G53,G54清“0” 4. 切换到回零方式，执行X 回零操作，工作台在回零方向连续移动3次后停止 5. 将方式开关切换为手轮方式，然后将工作台移至机床参考点位置，记下此时的机械坐标值，如：-9998.456 6. 切换工作方式到“MDI ”，拍下急停，将机械坐标输入参数N1883 如：-9998456 注意去掉小数点，否则系统会报警“格式不对” 注意，如果CMR=20时，放大10倍。 7. 关机20秒后系统重启 8. 在回零方式，执行X 回零操作，工作台在回零方向连续移动3次后停止，查看此时机械坐标，看与到参考点的实际距离是否一致。若一致，切换一下工作方式开关，再回到回零方式，执行回零，零点设置完成；若不一致，从第一步重新开始。
旋转编码器与光栅尺 位置检测装置作为传动控制的重要组成部分，其作用就是检测位移量，并发出反馈信号与控制装置发出的指令信号相比较，若有偏差，经放大后控制执行部件使其向着消除偏差的方向运动，直至偏差等于零为止。为了提高机械装置的加工精度，必须提高检测元件和检测系统的精度。其中以旋转编码器，线性编码器（光栅尺、磁栅尺），旋转变压器，测速发电机等比较普遍，其中编码器是各类机械最常用的检测装置之一，用编码器作为信号检测的方法，已经广泛用于数控机床、纺织机械、冶金机械、石油机械、矿山机械、印刷包装机械、塑料机械、试验机、电梯、伺服电机、航空、仪器仪表等工业自动化领域。编码器种类繁多，不同的行业用户对编码器的参数、规格要求各不相同。 编码器以读出方式来分，有接触式和非接触式两种。接触式采用电刷输出，电刷接触导电区或绝缘区来表示代码的状态是“1”还是“0”；非接触式的接受敏感元件是光敏元件或磁敏元件，采用光敏元件时以透光区和不透光区来表示代码的状态是“1”还是“0”。 编码器以检测原理来分，有光学式、磁式、感应式和电容式。 编码器以测量方式来分，有直线型编码器（光栅尺、磁栅尺），旋转型编码器。 编码器以信号原理（刻度方法及信号输出形式）来分，有增量型编码器，绝对型编码器和混合式三种。 一、增量型编码器（旋转型） 1、工作原理： 光学编码器由一个中心有轴的光电码盘，其上有环形通、暗的刻线，当圆盘旋转一个节距时，在发光元件照射下，光敏元件得到A，B信号为具有90度相位差的正弦波，这组信号经放大器放大与整形，得到的输出方波，A相比B相导前90度，其电压幅值一般为5V。设A相导前B相时为正方向旋转，则B相导前A相时即为负方向旋转，利用A相与B相的相位关系可以判别编码器的的正转与反转，C相产生的脉冲为基准脉冲，又称零点脉冲，它是轴旋转一周在固定位置上产生一个脉冲，可获得编码器的零位参考位。AB相脉冲信号经频率—电压变换后，得到与转轴转速成比例的电压信号，便可测得速度值及位移量。 磁性编码器是近年发展起来的一种新型电磁敏感元件，它是随着光学编码器的发展而发展起来的。光学编码器的主要优点是对潮湿气体和污染敏感，但可靠性差，而磁性编码器不易受尘埃和结露影响，同时其结构简单紧凑，可高速运转，响应速度快（达500～700kHz），体积比光学式编码器小，而成本更低，且易将多个元件精确地排列组合，比用光学元件和半导体磁敏元件更容易构成新功能器件和多功能器件。在高速度、高精度、小型化、长寿命的要求下，在激烈的市场竞争中，磁性编码器以其突出特点而独具优势，成为发展高技术产品的关键之一。 磁性编码器原理是通过磁力形成脉冲列，产生信号，其特征为将未硫化的橡胶中混合稀土类磁性粉末形成磁性橡胶坯子，硫化粘附在加强环（1）上，形成磁性橡胶环（2），在该磁性橡胶环上以圆周状交替着磁，产生S极和N极。同时采用新型的SMR（磁敏电阻）或霍尔效应传感器作为敏感元件，信号稳定、可靠。此外，采用双层布线工艺，还能使磁性
PLC部分 1.PLC的基本知识 PLC主要是用于辅助数控系统进行外部输入和输出的控制,完成相应的逻辑任务. PLC 程序的运行有几个特点：在执行下一行程序之前，前一行程序必须执行完毕。程序按顺序依次执行。PLC 程序在固定的时间间隔内重复运行。 2.Heidenhain的PLC Heidenhain的PLC同样具备一般PLC的特点. PLC 程序可以直接在系统中创建，也可以使用计算机软件PLCdesignNT 软键在PC 上创建。常见的PLC主要使用梯形图或是语句表进行PLC程序的编写,海德汉PLC除了一般PLC通常的逻辑控制语句还允许使用一些高级控制功能,因此采用的是语句表格式进行编写的,不支持梯形图. 3.学习PLC前的准备 a.HEIDENHAIN 数控系统和PLC 的接口关系： 图中NC指的是数控系统的数控部分，PLC指的是数控系统中的PLC部分，箭头表示数据的流向。从上图我们大体可以看出哪些数据该有PLC采集,哪些数据该有NC采集,对于PLC和NC各自采集的数据部分,他们是通过什么途径进行数据交换的. b.Heidenhain软件工具
虽然Heidenhain系统支持在线编写和修改PLC程序，但通常我们都是在个人电脑上进行离线编辑的。因此我们需要在电脑中安装相应的工具以便我们快捷的修改和编辑。 我们进行PLC编辑的主要工具有： PLCdesign (PLCdesignNT): 用于创建，编辑，管理PLC项目的主程序。 PLCtext: 用于管理，编辑PLC项目中的报警信息和提示信息的数据库程序。 IOconfig: 用于系统各组件配置(组态)的程序。 CycleDesign: 用于管理和编辑竖排软按键或OEM循环的程序。 BMXdesign: 用于制作软按键图标和帮助图形的程序。 TNCremo: 用于文件传输以及系统备份和还原的程序。 这些软件仅支持WindowsXP或Window7的32位系统，依次将上述所列程序安装在个人电脑中。 c.Heidenhain的基本程序 为了方便各个机床制造商更加快捷的上手使用Heidenhain数控系统,Heidenhain可以向机床制造商提供基本程序包，该基本程序包通过简单的配置可以适用于与各类常见机床，即使是复杂的机床，也只需在灵活掌握Heidenhain的PLC基本功能后，通过简单的修改和调整就能完成。本课程PLC部分以Heidenhain基本程 序为基础对PLC的使用进行讲解。TNC620目前最新的基本程序包是。将该基本程序解压缩到任意文件夹中，以便后续使用。打开基本程序解压缩后存放的文件夹，如果用户已经安装了b部分所指出的软 件，此时会看见。双击该文件，电脑会自动打开Heidenhain的PLC编程环境并载入Heidenhain 基本程序。 4.熟悉PLC编程环境
D绝对编码器回参考点集团企业公司编码：（LL3698-KKI1269-TM2483-LUI12689-ITT289-
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。 1030=8复位然后查看1007将其中的数值填入31020中 840D?光栅尺调试时出现报警25000：“主动编码器硬件出错”，是指光栅尺的信号状态不正常，如波形杂乱、信号幅值过低、信号未接收进来到指定编码器端口、参数、数据块标志位设置不正确等，主要有以下原因：
光栅、编码器基本知识 位置检测装置作为数控机床的重要组成部分，其作用就是检测位移量，并发出反馈信号与数控装置发出的指令信号相比较，若有偏差，经放大后控制执行部件使其向着消除偏差的方向运动，直至偏差等于零为止。为了提高数控机床的加工精度，必须提高检测元件和检测系统的精度。其中以编码器，光栅尺，旋转变压器，测速发电机等比较普遍，下面主要对光栅和编码器进行说明。 光栅,现代光栅测量技术 简要介绍： 将光源、两块长光栅（动尺和定尺）、光电检测器件等组合在一起构成的光栅传感器通常称为光栅尺。光栅尺输出的是电信号，动尺移动一个栅距，输出电信号便变化一个周期，它是通过对信号变化周期的测量来测出动就与定就职相对位移。目前使用的光栅尺的输出信号一般有两种形式，一是相位角相差90度的2路方波信号，二是相位依次相差90度的4路正弦信号。这些信号的空间位置周期为W。下面针对输出方波信号的光栅尺进行了讨论，而对于输出正弦波信号的光栅尺，经过整形可变为方波信号输出。输出方波的光栅尺有A相、B 相和Z相三个电信号，A相信号为主信号，B相为副信号，两个信号周期相同，均为W，相位差90o。Z信号可以作为较准信号以消除累积误差。 一、栅式测量系统简述 从上个世纪50年代到70年代栅式测量系统从感应同步器发展到光栅、磁栅、容栅和球栅，这5种测量系统都是将一个栅距周期内的绝对式测量和周期外的增量式测量结合了起来，测量单位不是像激光一样的是光波波长，而是通用的米制（或英制）标尺。它们有各自的优势，相互补充，在竞争中都得到了发展。由于光栅测量系统的综合技术性能优于其他4种，而且制造费用又比感应同步器、磁栅、球栅低，因此光栅发展得最快，技术性能最高，市场占有率最高，产业最大。光栅在栅式测量系统中的占有率已超过80%，光栅长度测量系统的分辨力已覆盖微米级、亚微米级和纳米级，测量速度从60m/min，到480m/min。测量长度从1m、3m 达到30m和100m。 二、光栅测量技术发展的回顾 计量光栅技术的基础是莫尔条纹（Moire fringes），1874年由英国物理学家L.Rayleigh首先提出这种图案的工程价值，直到20世纪50年代人们才开始利用光栅的莫尔条纹进行精密测量。1950年德国Heidenhain首创DIADUR复制工艺，也就是在玻璃基板上蒸发镀铬的光刻复制工艺，这才能制造高精度、价廉的光栅刻度尺，光栅计量仪器才能为用户所接受，进入商品市场。1953年英国Ferranti公司提出了一个4相信号系统，可以在一个莫尔条纹周期实现4倍频细分，并能鉴别移动方向，这就是4倍频鉴相技术，是光栅测量系统的基础，并一直广泛应用至今。 德国Heidenhain公司1961年开始开发光栅尺和圆栅编码器，并制造出栅距为4μm（250线/mm）的光栅尺和10000线/转的圆光栅测量系统，能实现1微米和1角秒的测量分辨力。1966年制造出了栅距为20μm（50线/mm）的封闭式直线光栅编码器。在80年代又推出AURODUR工艺，是在钢基材料上制作高反射率的金属线纹反射光栅。并在光栅一个参考标
位置检测装置作为数控机床的重要组成部分，其作用就是检测位移量，并发出反馈信号与数控装置发出的指令信号相比较，若有偏差，经放大后控制执行部件使其向着消除偏差的方向运动，直至偏差等于零为止。为了提高数控机床的加工精度，必须提高检测元件和检测系统的精度。其中以编码器，光栅尺，旋转变压器，测速发电机等比较普遍，下面主要对光栅和编码器进行说明。 光栅,现代光栅测量技术 简要介绍： 将光源、两块长光栅（动尺和定尺）、光电检测器件等组合在一起构成的光栅传感器通常称为光栅尺。光栅尺输出的是电信号，动尺移动一个栅距，输出电信号便变化一个周期，它是通过对信号变化周期的测量来测出动就与定就职相对位移。目前使用的光栅尺的输出信号一般有两种形式，一是相位角相差90度的2路方波信号，二是相位依次相差90度的4路正弦信号。这些信号的空间位置周期为W。下面针对输出方波信号的光栅尺进行了讨论，而对于输出正弦波信号的光栅尺，经过整形可变为方波信号输出。输出方波的光栅尺有A 相、B相和Z相三个电信号，A相信号为主信号，B相为副信号，两个信号周期相同，均为W，相位差90o。Z信号可以作为较准信号以消除累积误差。 一、栅式测量系统简述 从上个世纪50年代到70年代栅式测量系统从感应同步器发展到光栅、磁栅、容栅和球栅，这5种测量系统都是将一个栅距周期内的绝对式测量和周期外的增量式测量结合了起来，测量单位不是像激光一样的是光波波长，而是通用的米制（或英制）标尺。它们有各自的优势，相互补充，在竞争中都得到了发展。由于光栅测量系统的综合技术性能优于其他4种，而且制造费用又比感应同步器、磁栅、球栅低，因此光栅发展得最快，技术性能最高，市场占有率最高，产业最大。光栅在栅式测量系统中的占有率已超过80%，光栅长度测量系统的分辨力已覆盖微米级、亚微米级和纳米级，测量速度从60m/min，到480m/min。测量长度从1m、3m达到30m和100m。 二、光栅测量技术发展的回顾 计量光栅技术的基础是莫尔条纹（Moire fringes），1874年由英国物理学家 L.Rayleigh首先提出这种图案的工程价值，直到20世纪50年代人们才开始利用光栅的莫
第 1 页 北京星科嘉锐自动化技术有限公司 Beijing Suntek Automation Technology Co.Ltd. 北京市通州区光机电一体化产业基科创东街2号地光联工业园 邮编: 101111 Guanglian Industrial Area,Beijing Opto-Mechatronics Indurstrial Park,Beijing,P.R.CHINA 101111 ESY 系列光栅尺和角度编码器连接信号电缆 V1.3 信号缆材技术参数（Signal cable technical specification ）： ·耐油(Oil resistance)：VDE0472 part 803/B ·阻燃(Flame resistance)：CEI EN 50265-2-1 ·带屏蔽(Shield)，PVC 外护套（PVC jacket ），PUR 外护套(PUR jacket) ·最小弯曲半径(Minimum bending radius)：100mm ·弯曲次数(Bending times)：PVC 100,000次，PUR 1,000,000次 ·快速移动(Maximum speed)：PVC 30m/min ，PUR 60m/min ·加速度(Maximum acceleration)：PVC 6m/s 2，PUR 10m/s 2 ·额定电压(Rate voltage)：30V ·测试电压(Test voltage)：500V ·运动安装温度（Movable ）：PVC -10℃～+80℃，PUR -30℃～+80℃ · ESY 光栅尺信号电缆订货数据对照表(Order number list)
数控机床的安装与调试 1、数控机床的选用原则 （1）实用性 （2）经济性 （3）可操作性 （4）稳定可靠性 2、数控机床选用的基本要点 （1）确定典型加工对象 （2）数控机床类型的确定 （3）机床主参数的选择 （4）机床的精度选择 （5）机床刚度的确定 （6）机床可靠性的确定 （7）关于机床的噪声和造型 （8）关于功能预留 3、数控机床从订购至交付使用的过程 工艺论证、选型——机床订购合同（商务、技术）——机床预验收——运抵工厂、安装调试——最终验收——交付使用 4、（数控）机床数控系统改造注意事项 （1）机床数控化改造功能的确定 （2）机床数控化改造与更新的性价比分析 （3）数控系统改造通常指数控装置，一般不含伺服装置和电机。 （4）数控系统、伺服装置、伺服电机、PLC等尽可能选用同一厂家的产品，易于维修与备件准备。 （5）同性能的数控系统，国外产品比国内产品价格高，西门子比FANUC贵，国内推荐使用北京凯恩帝数控、广州数控、武汉华中数控等系统，可用于车、铣床的改造。 （6）主轴控制选择交流伺服或变频器 （7）尽量不使用工控机改造机床，因软件是改造方人工有针对性编制的，易受制于人。（8）某些机床可改造为仅PLC控制无NC，可大大降低费用，仅有PLC编辑软件、PLC 通讯软件（PLC与计算机之间）、PLC人机界面软件如西门子WinCC软件。 （9）机械一定要大修，恢复机床几何精度，检修液压、气动、冷却液、润滑、排屑等装置。（10）通常，改造时将全闭环控制改为半闭环控制，理由：省钱，德国海德汉光栅尺每一延米约1万元；半闭环控制便于机床调试，全闭环控制时若机械调整不良，易产生振荡。 （11）机床主要零部件更换时要注明生产厂家、规格型号、数量等如滚珠丝杠螺母副、光栅尺、直线滚动导轨等。 （12）通常需重做电气柜，电气柜需考虑加装排风装置或电气柜空调。电气柜内电缆线、接触器、继电器、断路器等需更换，不能用洗衣粉清洗后再次使用，更换时需注明生产厂家、规格型号、数量等，如西门子、德力西系列产品。然后检查行程开关、接近开关等是否需要更换。
光栅尺调试 增加第二测量回路及增加光栅尺功能 1．PLC程序修改DB3x.DB1.5=0, DB3x.DB1.6=1第二测量回路生效。2．机床数据MD30200=2 N30200 $MA_NUM_ENCS[AX1]=2 N30240 $MA_ENC_TYPE[1,AX1]=1 N31000 $MA_ENC_IS_LINEAR[1,AX1]=1 N31010 $MA_ENC_GRID_POINT_DIST[1,AX1]=0.02 N31040 $MA_ENC_IS_DIRECT[1,AX1]=1 N32110 $MA_ENC_FEEDBACK_POL[1,AX1]=-1 N34060 $MA_REFP_MAX_MARKER_DIST[1,AX1]=500 如果为带距离编码的光栅尺： 3．PLC程序修改DB3x.DB1.5=0, DB3x.DB1.6=1第二测量回路生效。4．机床数据MD30200=2 N30200 $MA_NUM_ENCS[AX1]=2 N30240 $MA_ENC_TYPE[1,AX1]=1 N31000 $MA_ENC_IS_LINEAR[1,AX1]=1 N31040 $MA_ENC_IS_DIRECT[1,AX1]=1 N32110 $MA_ENC_FEEDBACK_POL[1,AX1]=-1 MD34200 ENC_REFP_MODE=3 N31010 $MA_ENC_GRID_POINT_DIST[1,AX1]=0.04 ;光栅尺分辩率 MD34310 ENC_MARKER_INC =0.04 ；两个零脉冲之间的差值MD 34300 ENC_REFP_DIST=80 ：两个零脉冲之间的距离N34060 $MA_REFP_MAX_MARKER_DIST[1,AX1]=80 ；找参考点的最大距离MD34320 ENC_INVERS[1] ;=0光栅尺与机床同方向 =1光栅尺与机床反方向MD34000 REFP_CAM_IS_ACTIVE =0 绝对光栅尺： 5．机床数据MD30200=2 N30200 $MA_NUM_ENCS[AX1]=2 N30240 $MA_ENC_TYPE[1,AX1]=4 N31000 $MA_ENC_IS_LINEAR[1,AX1]=1 N31010 $MA_ENC_GRID_POINT_DIST[1,AX1]=0.02 //根据光栅尺的型号来定 N31040 $MA_ENC_IS_DIRECT[1,AX1]=1 N32110 $MA_ENC_FEEDBACK_POL[1,AX1]=-1 N34060 $MA_REFP_MAX_MARKER_DIST[1,AX1]=500 MD34200 ENC_REFP_MODE=0 MD34102 REF_SYNC-ENC=1 MD1030=18H 标定的步骤：和802D 一样
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/248038070.html, STM32编码器在光栅尺测速场合的实际应用 作者：邓军 来源：《科技创新与应用》2013年第08期 摘要：STM32103F系列微控制器的定时器有一种特有工作模式——编码器接口模式，此模式可以用来反馈马达的实时转子位置，测量马达的转速，也可以反馈光栅尺的实时位置，测量光栅头的移动速度，在工业控制场合，尤其是需要精确定位的压机、机床等使用场合，有着非常实用的价值。现以STM32103F微控制器与海德汉（HEIDENHAIN）光栅尺LS1378C为例，详细介绍定时器的编码器工作原理，以及双定时器配合测速度的编程算法。 关键词：STM32编码器；光栅尺；测速 STM32103F系列是ST公司采用高性能的32位ARM Cortex-M3内核，主要面向工业控制领域推出的微控制器芯片。通用定时器有以下几种工作模式：计数器模式、输入捕获模式、输出比较模式、PWM模式、单脉冲模式、编码器接口模式。其中，编码器接口模式是一种有别于其他通用ARM控制器以及DSP控制器的特有模式，此模式可以用来反馈马达的实时转子位置，测量马达的转速，也可以反馈光栅尺的实时位置，测量光栅头的移动速度，在工业控制场合，尤其是需要精确定位的压机、机床等使用场合，有着非常实用的价值。 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。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。 在这里需要说明的是，光栅尺只是一个反馈装置，它可以将位移量和位移方向通过脉冲信号输出的方式反馈出来，但它不能直接显示出来，它还需要一个显示装置，比如通过CPLD来识别，或者本文中的微控制器STM32103F来识别。光栅尺的输出信号为相位角相差90°的两 路方波信号，如果A路超前B路90°，表示光栅尺在正向移动，反之，A路落后B路90°，表示反向移动。这两路方波信号都为差分信号，需要经过差分输入芯片，比如TI的MC3486， 转化为TTL电平的方波之后，才能进定时器的输入引脚。此例中接入的是TIM3-CH1和 TIM3-CH2两个引脚。 海德汉LS1378C为增量式直线光栅尺，量程220mm，信号周期1um，即一个方波对应 1um，经后续电子设备进行4分频之后测量步距为0.25um。直观来说，STM32103F识别到一个周期的方波脉冲，计数器增长4次，表示光栅尺移动了1um。