FC-1系列敞开式工业级光栅尺

光栅尺的工作原理光栅尺是一种用于测量物体位置和运动的精密测量仪器。

它利用光的干涉原理来实现高精度的测量。

下面将详细介绍光栅尺的工作原理。

一、光栅尺的基本结构光栅尺由光栅条和读取头组成。

光栅条是由一系列等距的透明条纹和不透明条纹组成的，这些条纹被刻在一个透明的基底上。

读取头包含一个光源和一个光电探测器。

二、光栅尺的测量原理1. 光栅尺的工作过程光栅尺通过光栅条上的透明和不透明条纹来产生干涉。

当光源照射到光栅条上时，透明条纹和不透明条纹会形成一系列的亮暗交替的光斑。

这些光斑经过透射后，被读取头中的光电探测器接收。

2. 干涉原理光栅尺利用光的干涉原理来测量物体的位置和运动。

当光通过光栅条时，光的波长与光栅条的周期相比，会产生干涉现象。

根据干涉现象的性质，可以测量出物体的位置和运动。

3. 光栅尺的测量精度光栅尺的测量精度取决于光栅条的周期和读取头的分辨率。

光栅条的周期越小，测量精度越高。

而读取头的分辨率越高，测量精度也越高。

三、光栅尺的工作过程1. 光源发出的光线经过透明条纹和不透明条纹的交替干涉后，形成一系列的亮暗交替的光斑。

2. 这些光斑经过透射后，被读取头中的光电探测器接收。

光电探测器将光信号转换为电信号。

3. 读取头将电信号传输给测量系统，测量系统通过对电信号进行处理，可以得到物体的位置和运动信息。

四、光栅尺的应用领域光栅尺广泛应用于各种精密测量领域，如机械加工、半导体创造、精密仪器等。

它具有测量精度高、稳定性好、抗干扰能力强等特点。

五、光栅尺的优缺点1. 优点：- 高精度：光栅尺具有非常高的测量精度，可以达到亚微米甚至纳米级别的精度。

- 高稳定性：光栅尺在测量过程中具有很好的稳定性，不受温度和湿度的影响。

- 高分辨率：光栅尺的读取头具有很高的分辨率，可以实现精确的位置和运动测量。

2. 缺点：- 昂贵：光栅尺的创造成本较高，因此价格相对较高。

- 对环境要求高：光栅尺对环境的要求较高，需要在洁净、稳定的环境下使用。

海德汉光栅海德汉(heidenhain)是德国一家有一百多年历史的专业生产光栅尺，编码器及数控系统的厂家。

海德汉的光栅尺，编码器及数控系统在国内外机床及自动化生产线上都有很广泛的应用，欢迎选用海德汉heidenhain公司的产品。

名称：海德汉封闭式光栅尺heidenhain海德汉lc100系列绝对式直线光栅尺直接提供绝对位置值，测量前无需回零。

同时还提供增量信号。

它们与ls100系列增量式直线光栅尺的安装尺寸相同，机械结构也相同。

由于lc100和ls100系列直线光栅尺的精度高和可定义的温度特性，特别适用于nc数控机床应用。

常用类型：lc182、lc183、lc192f、lc193f、lc192m、ls177、ls177c、ls176、ls176c、ls187、ls187c、ls186/ls186c、lf183、lf183c、lb382c；名称：海德汉敞开式光栅尺heidenhain海德汉lc400系列绝对式直线光栅尺直接提供绝对位置值，测量前无需回零。

同时还提供增量信号。

同ls400系列增量式直线光栅尺一样，它精度高并具有可定义的温度特性，特别适用于nc数控机床。

常用型号：heidenhain海德汉lc493f、lc493m、lc483、ls487、ls477、lf481、lf481、ls388c、ls328c、ls628c、ls688c、ls1679、ls1679；heidenhain海德汉lida475，lida485，lida477，lida487，lida171，lida181，lida175，heidenhain海德汉lida185，heidenhain 海德汉lida177，heidenhain海德汉lida187，lip481，lip471，heidenhain海德汉lip581，lip382，lip372，pp281r，lif101，lif121，lif181等。

是用于机床的理想选择。

用于NC数控机床10/20212更多信息，请访问海德汉官网• ，•也欢迎索取。

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目录4直线光栅尺用于NC数控机床用于数控机床的海德汉直线光栅尺几乎适用于任何应用。

也是进给轴为闭环控制的机器和设备的理想选择，例如铣床、加工中心、镗铣床、车床和磨床。

动态性能优异的直线光栅尺允许高速运动，沿测量方向的加速性能使其不仅能满足常规轴高动态性能要求，也能满足直驱电机对高动态性能的要求。

海德汉也提供其它应用所需的直线光栅尺，例如：••手动操作机床••冲压机和弯板机••自动化生产设备•直线光栅尺优点如果用直线光栅尺测量滑座位置，位置控制环就包括全部进给机构。

这就是全闭环控制模式。

进给轴的直线光栅尺检测机械运动误差并在控制系统电路中进行修正。

因此，能消除潜在的多个误差源：••滚珠丝杠发热导致的定位误差••反向误差••滚珠丝杠螺距误差导致的运动特性误差因此，直线光栅尺是高精度定位和高速加工机床不可或缺的基础技术手段。

机械结构用于数控机床的直线光栅尺为封闭式测量设备：铝制的尺壳保护尺带、读数头和导轨，避免切屑、灰尘和切削液进入。

自动向下压的弹性密封条保持外壳密封。

读数头沿光栅尺带上摩擦力极小的导轨运动。

联接件将读数头与安装架连接在一起并补偿光栅尺与机床滑座间的不对正误差。

光栅尺与安装块间允许±•0.2•mm至•±•0.3•mm的横向和轴向误差，具体•数值与光栅尺型号有关。

光栅尺发展史
光栅尺作为数字化制造的基础部件，其发展史可以追溯到上世纪五十
年代。

在过去的几十年中，光栅尺在技术上得到了不断的改进和提升，并且在各种工业应用中得到了广泛的应用。

以下是光栅尺发展史中的一些关键阶段：
1. 初始阶段：在上世纪五十年代，光栅尺作为一个机械式部件被引入
到测量领域。

它由两片平行且具有一定厚度的玻璃片组成，这两片玻
璃片之间的区域通过化学腐蚀或电化学腐蚀形成线条。

这些线条被称
为光栅尺线栅。

2. 发展阶段：随着技术的进步，光栅尺的分辨率得到了显著提高。

此外，光栅尺的精度也得到了提高，并且其稳定性也得到了改善。

同时，光栅尺的制造工艺也得到了改进，例如采用激光技术进行刻划，使得
光栅尺的性能得到了进一步的提升。

3. 数字化阶段：进入数字化时代后，光栅尺的数字化程度得到了提高。

通过采用数字解码器、放大器等设备，光栅尺的信号传输和处理变得
更加可靠和高效。

此外，光栅尺的接口也变得更加标准化，使得其更
容易与各种控制系统和机器人等设备进行集成。

4. 智能化阶段：近年来，随着人工智能和物联网技术的发展，光栅尺
也朝着智能化方向发展。

通过引入传感器技术、机器学习算法等，光
栅尺的性能得到了进一步的提升，并且其应用范围也得到了扩展。

例如，光栅尺可以用于智能制造、无人驾驶等领域。

总之，光栅尺的发展史可以追溯到上世纪五十年代，经过多年的发展，
其性能得到了不断的提高和改进。

目前，光栅尺已经成为数字化制造中不可或缺的基础部件之一。

GBC-Q系列光栅尺光栅尺定义：光栅尺通过摩尔条纹原理，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。

光栅线位移传感器主要应用于直线移动导轨机构，可实现移动量的精确显示和自动控制，广泛应用于金属切削机床加工量的数字显示和CNC加工中心位置环的控制。

该产品已形成系列，供不同规格的各类机床选用，量程从50毫米至30米，覆盖几乎全部金属切削机床的行程。

光栅尺分类如下：5V，12V，15V，24V的方波，细分尺，正弦尺，也有专为火花机提供的抗干扰能力强的正反码信号尺，及与电脑数控机床相连的高功率光栅尺。

光栅尺按结构分宽尺和窄尺两种。

窄尺最长可做1米，宽尺30米内任选。

另外可分为敞开式和封闭式两类。

其中敞开式光栅尺为高精度型，输出波型为正弦波，主要用于精密仪器的数字化改造最高分辨率可达０.１um。

封闭式光栅尺则主要用于普通机床、仪器的数字化改造，输出波型为方波。

光栅尺主要应用:1、各类测量机构、仪器的位移测量：弹簧试验机、三坐标机、投影仪2、各类机床的数显系统：车床、铣床、磨床、镗床、电火花、钻床等3、各类数控机床的配套使用：数控铣、加工中心、数控磨等4、配接PLC,用于各类自动化机构的位移测量.光栅尺相关介绍光栅尺产品特点：1、光栅尺是最先进的光学测量系统，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、光栅传感器采用密封式结构，性能可靠，安装方便。

3、光栅尺采用特殊的耐油、耐蚀、高弹性及抗老化塑胶防水，防尘优异，使用寿命长。

4、光栅尺具体高水平的抗干扰能力，稳定可靠。

5、光源采用进口红外发光二极管，体积小寿命长。

6、光栅尺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传感器准确度：单位：mm 精度分3个级别≤200 ±0.001 ±0.002 ±0.003＞200-500 ±0.002 ±0.004 ±0.008＞500-1000 ±0.004 ±0.008 ±0.015＞1000-1500 ±0.012 ±0.025 ±0.050＞1500-2000 ±0.025 ±0.050 ±0.080＞2000-3500 ±0.050 ±0.080 ±0.120光栅尺重复性：传感器与数显表连接后，在有效量程内任意一点上的重复性应符合表中的规定。

光栅尺的工作原理光栅尺是一种精密测量仪器，常用于工业自动化控制系统中的位移测量。

它通过光学原理来测量物体的位移，并将其转化为电信号输出，以供控制系统进行处理。

一、光栅尺的基本结构光栅尺主要由光栅尺头和读数头两部分组成。

光栅尺头包括光栅尺尺身和光栅尺标尺，光栅尺标尺上刻有一系列等距的光栅线。

读数头包括光源、光电二极管和信号处理电路等组件。

二、光栅尺的工作原理1. 光栅尺的工作原理基于光学干涉现象。

当光线通过光栅尺标尺时，会发生光的衍射和干涉现象。

光栅尺标尺上的光栅线间距非常小，当光线通过光栅线时，会发生干涉现象，形成明暗相间的干涉条纹。

2. 光栅尺头中的光源会发出一束平行光线，经过透镜聚焦后照射到光栅尺标尺上。

光栅尺标尺上的光栅线会将光线分成多个光斑，光斑经过物体表面的反射或透射后，再次通过光栅尺标尺。

3. 光电二极管接收到经过光栅尺标尺反射或透射后的光斑，并将光斑转化为电信号。

光电二极管的输出信号经过信号处理电路进行放大和滤波处理，最终转化为数字信号输出给控制系统。

4. 接收到数字信号的控制系统可以根据信号的变化来计算物体的位移。

通过对光栅尺标尺上的光栅线进行计数，可以得到物体相对于光栅尺的位移量。

三、光栅尺的优势和应用领域1. 高精度：光栅尺能够实现非常高的测量精度，一般可达到亚微米级别。

这使得光栅尺在需要高精度位移测量的领域中得到广泛应用，如机床、半导体制造等。

2. 高分辨率：光栅尺的标尺上刻有大量的光栅线，可以提供非常高的分辨率。

这使得光栅尺能够实现对微小位移的测量，适用于需要高分辨率的应用场景，如光刻机、精密仪器等。

3. 高稳定性：光栅尺的光学测量原理使其对温度、湿度等环境因素的影响较小，具有较高的稳定性和可靠性。

4. 广泛应用：光栅尺广泛应用于各个领域的位移测量中，包括机械制造、电子设备、医疗器械等。

总结：光栅尺通过光学原理实现对物体位移的测量，具有高精度、高分辨率和高稳定性等优势。

它在工业自动化控制系统中的位移测量中得到广泛应用，并在各个领域发挥着重要作用。

球栅尺和光栅尺的区别：摘录于：《金属加工在线》：资讯执行：------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 球栅尺和光栅尺的区别？1.什么是球栅尺，他的优点是什么？球栅尺（又叫球感尺、电子尺，也有称球同步器的）是目前国际上最新一代长度测量传感器，他适合用于各种机床的加工测量。

他的优点是（1）采用全密封结构。

球栅尺中的高精密钢球和线圈均被完全密闭，可以在水或油中工作。

（2）尺体为金属结构(一般采用的材料是:不锈钢管)。

保护性能良好，不会因冷却水、冷却液、金属粉末或尘土等影响而污染。

抗污染能力强。

（3）壳体刚性好，密封好，即使用喷气枪清洗机床时，直接喷射到球栅尺上也不会损坏。

（4）基准钢球的线形膨胀系数与钢铁膨胀系数相同。

对车间温度变化不敏感（5）能在强磁场和强辐射条件下工作。

可用于原子反应堆环境中。

（6）耐振动，安装简便，不易损坏,不用日常维护等优点。

2.光栅尺与球栅尺有什么区别？光栅尺是由上个世纪70年代日本产品，它是利用光栅的莫尔条纹和电光转换技术，在3mm的附法玻璃上镀铬刻1um为一道的透明长度尺，然后把它粘在铝尺上，靠光折射或透射反馈到感应器中进行计量，而铝和玻璃的膨胀系数不一样，冷、热温度大的时候易折裂、折断。

光栅尺的传感器与尺的连接是敞开式的，极易进水、油、粉尘等。

一旦进去了这些油、水、粉尘等物体光栅尺就基本报废了。

制造整体的光栅尺只能为3米，接长较难，精度难保证。

所以光栅尺对环境要求相对较高(包括对温度和湿度都有一定的要求)，安装较复杂，使用寿命短，而且必须要由专业人员安装才行。

3.光栅尺的分辨率与球栅尺的分辨率为什么不同？一般光栅分辨率是1um，球栅的分辨率是5um。

光栅尺分类光栅尺是一种常见的线性位移传感器，用于测量物体的位移或位置。

根据其原理和性能，可以将光栅尺分为多种类型。

下面是对几种常见的光栅尺分类及其相关参考内容的介绍。

1. 光电效应光栅尺：光电效应光栅尺是使用光电二极管工作的一种光栅尺。

其原理是基于内置的光栅条纹和光电二极管之间的光电效应。

这种光栅尺通常具有较高的分辨率和较快的响应时间。

相关参考内容可以参考"High-resolution absolute optical encoder with photodiode linear arrays"（S. Higashi等，1982）。

2. 磁性光栅尺：磁性光栅尺是一种使用磁性材料制作的光栅尺。

它通常由一个带有磁性条纹的磁带和一个磁头组成，磁头可以通过磁性条纹上的改变来测量位移。

这种光栅尺具有较高的抗干扰能力和较长的使用寿命。

相关参考内容包括"Magnetic Linear Encoder Design and Implementation"（M. Jiang等，2015）。

3. 容积光栅尺：容积光栅尺是一种通过测量光栅条纹的容积变化来测量位移的光栅尺。

它通常由一个玻璃光栅和一个光电检测器组成。

当物体移动时，光栅条纹的容积会发生变化，从而产生光强改变，进而被光电检测器检测到。

这种光栅尺具有较高的灵敏度和较小的体积。

相关参考内容可以参考"Compact Capacitive Grating Encoder"（A. K. Swan等，2016）。

4. 线性光栅尺：线性光栅尺是一种非接触式的测量设备，它通常由光源、光栅板和光电检测器组成。

当物体移动时，光栅条纹与光源和光电检测器之间的位置关系发生变化，从而测量出位移。

这种光栅尺具有高精度、高分辨率和可靠性好的特点。

相关参考内容包括"Principles of Optical Linear Encoders"（C. T. Baxendale等，1993）。