海德汉光栅尺选型

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。

约翰内斯·海德汉博士(中国)有限公司DR.JOHANNES HEIDENHAIN (CHINA) CO., LTD北京市顺义区天竺空港工业区A 区天纬三街六号 邮编：101312Fanuc 系统中海德汉光栅尺参数设定1. 光栅尺相关参数约翰内斯·海德汉博士(中国)有限公司DR.JOHANNES HEIDENHAIN (CHINA) CO., LTD北京市顺义区天竺空港工业区A 区天纬三街六号 邮编：1013122. Example 1: 系统指令单位1µm，丝杠螺距为10mm ，减速比1/2, 光栅尺型号为LS177，TTLx5，标准栅距为20µm，5倍细分后信号周期为4µm，光栅尺只有一个参考点。

● CMR=指令单位（1µm）/检测单位（1µm）=1，P1820=2xCMR=2指令单位：CNC 发出一个指令脉冲时，机床所移动的距离。

检测单位：光栅尺可以检测机械位置的最小单位。

● 假设需要移动10mm ，系统需发送10mm/0.001=10 000 Pulse机床移动10mm ，光栅尺反馈10mm/0.004=2500 Pulse N/M=10 000/2500=4/1 P2084=4 ;P2085=1. ● 速度反馈脉冲数P2023=8192● 电机一转机床移动5mm ，由光栅尺反馈的脉冲数位5mm/0.004（光栅尺信号周期）=1250 Pulse P2024=1250● 参考计数器容量P1821为5000,6000.7000中的任意值. 3. Example 2:若还是同一坐标轴，换成LS177C ，TTLx5● 其他参数同上，只有参考点参数设定不同 ● P1821=20 000 ● P1882=20 0204. Example 3:同一坐标轴，光栅尺换成LB382C ，信号周期40µm。

● CMR=2● 假设需要移动10mm ，系统需发送10mm/0.001=10 000 Pulse机床移动10mm ，光栅尺反馈10mm/0.04=250 Pulse N/M=10 000/250=40/1 P2084=40 ;P2085=1.● 电机一转机床移动5mm ，由光栅尺反馈的脉冲数位5mm/0.04（光栅尺信号周期）=125 Pulse P2024=125 ● P1821=80 000 ● P1882=80 040。

海德汉编码器和海德汉光栅尺使用的各种参数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) BASICARITHM.三角函数功能TRIGO-NOME TRY计算循环功能CIRCLECALCU-LATION如果/则条件,转移JUMP其它功能DIVERSEFUNCTION直接输入公式FORMULA33910.2 同类零件-Q参数代替数字值Q参数功能FN0:ASSIGN指定数字值给Q参数。

海德汉光栅尺•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)。

光栅尺的应用领域•加工用的设备：车床、铣床、镗床、磨床、钻床、电火花机、线切割、加工中心等•测量用的仪器：投影机、影像测量仪、工具显微镜等也可对数控机床上刀具运动的误差起补偿作用配接PLC,用于各类自动化机构的位移测量.•用于数控机床的直线光栅尺几乎可以适应任何应用。

它是所有采用闭环控制机床和设备上进给轴的最佳选择。

直线光栅尺动态性能好，运动速度可靠性高，沿测量方向的运动加速度大，这些特性使它不仅能满足常规轴动态性能要求，也能满足直接驱动设备的高动态性能要求。

光栅尺工作原理•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90°的正弦波或方波，送入光栅数显表计数显示。

•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光栅尺的作用•对刀具和工件的坐标起一个检测的作用，在数控机床中常用来观察其是否走刀有误差，以起到一个补偿刀具的运动的误差的补偿作用，其实就象人眼睛看到我切割偏没偏的作用，然后可以给手起到一个是否要调整我是否要改变用力的标准。

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。

关于使用海德汉光栅尺回零不准的问题
技术部：张锐
常州宝菱公司的一台龙门式交换工作台加工中心经过北京fanuc 数控工程公司的改造，发现Y 轴在回零时不准的现象，但是使用半闭环回零准确。

通过这一现象说明FANUC 的系统没有问题，问题出在海德汉的光栅尺或者是连接电缆上。

经过多次试验发现Y 轴在返回参考点时，还没有到达一转信号位置时，诊断304号已有数字变化，见图1。

1 2 3 4
在1，2，3点处分别回零，还未到4点处，诊断304号已有参考计数器数字，系统已开始计数，这说明在没有到一转信号之前，已有信号给系统，系统开始计数。

这说明有干扰信号源，送入系统，造成了回零不准。

通过与海德汉方面联系，更换一根光栅尺反馈电缆。

经过多次回零试验，Y 轴回零正常。

还遇到一次也是使用海德汉园光栅，NC 报警445号，经查是园光栅反馈电缆插头处信号线虚焊，造成反馈信号不良，修复后NC 正常。