隨著現代製造業的迅速（sù）發展，數控機床越（yuè）來越多地被廣（guǎng）泛應用，同時對數控（kòng）機（jī）床定位精度、重複定（dìng）位精度也日益提高，原來（lái）精密滾珠（zhū）絲杠加編碼器式的半閉環控製係統已無法滿足用戶的需求。半閉環控製係統無法控製機床傳動機構（gòu）所產生的傳動誤差、高速運轉時傳動機構所（suǒ）產生（shēng）熱變形誤（wù）差以及加工過程中岡傳動係統磨損而產生的誤差，而（ér）這些誤差已經嚴（yán）重影響到數（shù）控機床的加工精度及其穩定性（xìng）。線性光柵尺對數控饑床各線性坐標軸進行全閉環控製，消除上述誤差，提高機床的定位（wèi）精度、重複定（dìng）位精度（dù）以及精（jīng）度可靠性，作為提高數控機床位置精（jīng）度的關鍵部件日益（yì）受到用戶的青睞。
 
　　
　　下麵就線性（xìng）光柵尺選型、安裝專用工具設計、安裝及數控係統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（guāng）柵（shān）尺是了提高線性坐標軸的定值精度、再（zài）複（fù）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（shí）根據設計精度要求來選（xuǎn）擇準確度等級，值得注意的是在選用高精度光柵尺時要考慮光柵（shān）尺的熱性能，它是機床工作精確度的關鍵環節（jiē），即要求光柵（shān）尺的刻線（xiàn）載體的熱膨（péng）脹（zhàng）係數與機床光柵尺安裝基體的熱膨脹係數（shù）相一致，以克服由於溫度引起的熱變形。
 
　　
　　另外光柵尺最大移動速度可（kě）達120m/min，目前（qián）可完全滿足數控機床設計要求；單個（gè）光（guāng）柵尺最大長度（dù）為3040mm，如控製線性坐標軸大於3040mm時可采（cǎi）用光柵尺對接的方式達到所需長度。
 
　　
　　(2)測量方式的選擇（zé）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（shì）光柵尺就是（shì）光（guāng）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（wéi）了獲得絕對位置，這個初始點就（jiù）要刻到光（guāng）柵尺的（de）標尺上作為參考標記，所以機床開（kāi）機時必須（xū）回參（cān）考點才能（néng）進行位置控製。而絕對（duì）式光柵尺以不同寬度、不同問距的閃現柵線將絕對位置數據以編碼形式直接製作到光柵上（shàng），在光柵尺通電的同時後續電子設備即可獲得位置信息，不需要移動（dòng）坐標軸找參考點位置，絕對位置值從光（guāng）柵（shān）刻線上直（zhí）接獲得（dé）。
 
　　
　　絕對式光柵尺比增量式光柵尺成本高20％左右，機床設（shè）計師因考慮數（shù）控（kòng）機床的性價比，一般選用增（zēng）量（liàng）式光柵尺，既能保證機床運動（dòng）精度又能降低機床成本。但是絕對式光柵尺開機後不需（xū）回參考點的優點（diǎn）是增量（liàng）式光柵尺無法比擬的，機床在停機或故障斷電後開機可直接從中斷處執行（háng）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（chǎn）節拍要求格或由多台數控機床構（gòu）成（chéng）的自動生產線上（shàng）選用絕對式光柵尺是（shì）最為理想的。
 
　　
　　(3)輸出（chū）信號的選（xuǎn）擇光柵尺的輸（shū）出信號分電流正弦波信（xìn）號、電（diàn）壓正（zhèng）弦波信號（hào）、TTL矩形波信號和TTL差動矩（jǔ）形波信號四種，雖然光柵尺輸出信號的波形不同對數控（kòng）機床線性坐標軸的（de）定位（wèi）精度（dù）、重複定位精度沒有影（yǐng）響，但必須與（yǔ）數控機床係統相匹配，如果輸出信號的波形與數（shù）控機床係統不匹配，導致機（jī）床係（xì）統無法處理光柵尺的輸出信號，反饋信息、補償誤（wù）差對機床線性坐（zuò）標軸全閉環控製無（wú）從談起。在實踐中確有輸出信號的波形與數控機床係統不匹配的情況，不過處理此（cǐ）情況也有辦法（fǎ），隻要在輸出信號與機床係（xì）統間加裝一個數字化電子裝置(如：HEIDENHAINDE的（de）IBV600係列的細分和（hé）數字化電子裝置)，就很容易解決了（le）。
 
　　
　　臥式加工中心Z向（xiàng）線性坐標軸為例，介紹光柵（shān）尺的調整安裝過（guò）程。
 
　　
　　(1)光柵尺安裝基準麵的加工加工光柵尺定尺、動尺的安裝（zhuāng）基準麵，保證與導軌的平行在0.02mm以內，按坐標尺寸（cùn）加工（gōng）出定尺結合（hé）螺釘孔。
　　
　　(2)清理各安裝基（jī）準麵，將專用安裝具1固定在（zài）定尺（chǐ）安裝麵（miàn）上，動尺支架2與專用安裝具可靠連（lián）接，按實測尺寸配（pèi）磨調整墊3，配作動尺支架與滑座結合螺釘及錐銷，見圖4所示（shì）。
　　
　　激光幹涉儀（yí）測量)。
 
　　
　　參數：P1852．各軸快速（sù）時的反（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(用激光幹涉儀測量)。
 
　　
　　參數：P1800#4RBK。
 
　　
　　設定值：此位參數設定（dìng）為1，則切削和快速的反（fǎn）向間隙可以分別（bié）生（shēng）效。
 
　　
　　2.螺距誤差的補償
 
　　
　　數控係統一般每（měi）軸（zhóu）設置最大可達128點的螺距誤差補（bǔ）償點數。必要時，可對某軸進（jìn）行補償，一般習慣是按50mm或100mm的間隔進行補償，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
 
　　
　　全閉環控製（zhì）時，通常設定補償計數器，以（yǐ）FANUCOi係統為例，說明如下：參數：P2010#5HBBL反向問隙補（bǔ）償值（zhí）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（dìng）)。
　　
　　參數：P2010#4HBPE螺距誤差補償值加到誤差（chà）計數（shù）器中。
　　
　　設定值：設定（dìng）為0，表示為全閉環方式(標準設定)。
 
　　
　　4.提高增益設定（dìng）
 
　　
　　在無振動的前提下，盡量提（tí）高位置環增益P1825，速度環增（zēng）益P2043、P2045及負載慣量比P2021等參數。
 
　　
　　五、結論
 
　　
　　總結分析以上因（yīn）素，有互相統一的一麵，合理選取光柵尺，正確使用使其物（wù）盡其能（néng）；也有互相矛盾（dùn）的一麵，安裝位置既要盡可能靠近驅動軸線，又要盡量遠離（lí）機床的發熱（rè）源(如絲杠副)，這（zhè）就（jiù）要看（kàn）機床設計師，怎樣兼顧折衷考慮各方（fāng）麵因素，綜合考慮（lǜ）光柵尺選型、設計、安裝、捌試等因素，得到比較合理（lǐ）的性價比，勢必（bì）取得比較好的控（kòng）製檢測效果。
 
　　
　　通過以上幾個步驟的調試，一台數控機床一（yī）般（bān）都能獲得很好的位置精度(定位精度、重複定（dìng）位精度)，達到機床設計（jì）要求，能很（hěn）容易滿足（zú）用戶的需求，對數控機床的製造廠家和使用用戶有著非凡的現實意義。