隨著現代製造業的迅速發展，數控機床越來（lái）越多地被廣泛應用，同時對（duì）數控機床定位精度、重複定位精度也日益（yì）提高，原來精密滾珠絲杠加編碼（mǎ）器（qì）式的半閉環控製係統已無法滿足用戶的需求。半閉環（huán）控製（zhì）係統無法控製機床傳動機構所產生的傳動誤差、高速運轉（zhuǎn）時（shí）傳動機構所產生熱變（biàn）形誤差以及加工過程中岡傳動係統磨（mó）損而（ér）產生的誤差，而這些誤差已經嚴重影響到數控機床的（de）加工精度及其穩定（dìng）性。線性光柵尺對數控饑床各線性坐標軸進行全（quán）閉環控製（zhì），消除上述誤差，提高（gāo）機床的定位精度（dù）、重複定位精度（dù）以及精度可靠性（xìng），作為提高數控機床位置精度的關鍵部件日益受到用戶的青（qīng）睞。
 
　　
　　下麵就線性（xìng）光柵尺選型、安裝專用工具設計（jì）、安裝及數控係統參數測整等內（nèi）容進行了探討，可能（néng）有不（bú）周之處，請讀（dú）者不吝賜教。
 
　　
　　一、線（xiàn）性光柵尺選型
 
　　
　　(1)準確度（dù）等級的選擇數控機床配置線性（xìng）光柵尺是了（le）提高（gāo）線性坐標軸的定值精度、再複定位精度，所以光柵尺的準確度等級（jí）是首先要考慮的，光柵（shān）尺準確度等級有（yǒu）±0.01mm、±0.005mm、±0.003mm、±0.02mm。而我（wǒ）們在設計（jì）數控機床時根據設計精度要求來選（xuǎn）擇準確（què）度等級（jí），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，即要求光柵尺的刻線載體的熱膨脹係數與機床光柵尺安裝基體的熱膨（péng）脹係數相一致，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達120m/min，目前可完全滿（mǎn）足數控機床設計要求；單個光柵尺最大長度為（wéi）3040mm，如控製線性坐標軸大於3040mm時可采用光柵尺對接的方式達到所（suǒ）需長度。
 
　　
　　(2)測量方式的選擇光柵尺的測量方式分增量式光柵尺和絕對（duì）式光柵尺兩種，所（suǒ）謂增（zēng）量式光柵尺就是光柵（shān）掃描頭通過讀出到初始點的相對（duì）運動距離而獲得位置信息，為了獲得（dé）絕對位置，這個初始（shǐ）點（diǎn）就要刻到光柵尺的標尺上作為參考標記，所以機床開機時（shí）必須回參考點才能進行（háng）位置控製。而絕（jué）對式光柵尺以不同寬度、不同問距的閃現柵線將絕對（duì）位置數據以編碼形式直接製（zhì）作到光柵（shān）上，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（yào）移動（dòng）坐標（biāo）軸找參考點位置，絕（jué）對位置值從光柵刻線上直接獲得。
 
　　
　　絕對式光柵尺比增量式光柵尺（chǐ）成本高20％左右，機床設計師因考慮數控機床的性價比，一般選（xuǎn）用增量式光柵尺，既能保證機床運動精度又能降低機（jī）床成本。但是絕對（duì）式光柵尺開機後不需回參考點的優點是（shì）增量（liàng）式光柵尺無法比（bǐ）擬的，機床在停（tíng）機或故障斷電後（hòu）開機可直接從中（zhōng）斷處執行加工程序，不但縮短非加工時間（jiān）提高生產（chǎn）效率，而且（qiě）減小零件廢品率。因此在生產節拍要求格或由多台數控機床構成的自動生產線上選用絕對（duì）式光柵尺是最（zuì）為理想的。
 
　　
　　(3)輸出（chū）信號的（de）選擇光柵尺（chǐ）的輸出信號分電流正弦波（bō）信號、電壓正弦波信號、TTL矩形波信（xìn）號和TTL差動矩形波信號（hào）四種，雖然光柵（shān）尺輸出信號的波形不同對數控機床線性坐標（biāo）軸的定位精度、重複定位精度沒有（yǒu）影響，但必（bì）須（xū）與數控機床係統相匹配，如果輸出信號的波形與數控機床係統不匹（pǐ）配，導致機床係統無（wú）法處理光柵尺的輸出信號，反饋信息、補償誤差對機床（chuáng）線性坐標軸全閉環控製無從談起。在（zài）實踐中確有（yǒu）輸出信號的波（bō）形與數（shù）控機床係（xì）統不（bú）匹配的情況，不過處理此情況也有辦法，隻要（yào）在輸出信號（hào）與機床係（xì）統間（jiān）加裝一個數字化電子裝置(如：HEIDENHAINDE的IBV600係列的細（xì）分（fèn）和（hé）數字化電子裝置)，就很容易解決了。
 
　　
　　臥式加工中（zhōng）心Z向線（xiàn）性坐標軸為例，介紹光柵尺的調整安裝過程。
 
　　
　　(1)光柵尺安裝基準麵的加工加工光柵尺定尺、動尺的安裝基準麵（miàn），保（bǎo）證與（yǔ）導軌的平行在0.02mm以內，按坐標尺寸加（jiā）工出定尺結合螺釘孔。
　　
　　(2)清理各安裝基準麵，將（jiāng）專用安裝具1固（gù）定在定尺安裝麵上，動尺支架2與專用（yòng）安裝具可靠連接，按實測尺寸（cùn）配磨調整墊3，配作動尺支架與滑座結合螺釘及錐銷，見圖4所示。
　　
　　激光幹（gàn）涉儀測量)。
 
　　
　　參（cān）數：P1852．各軸快速時的反向間隙補償值。
 
　　
　　設定值：按快速（sù）(例（lì）如（rú）10000mm/min)時（shí）檢測的反向（xiàng）間隙值設定(用激光（guāng）幹涉儀測量)。
 
　　
　　參數：P1800#4RBK。
 
　　
　　設定值：此位參數設（shè）定為1，則切削和快速的反向間隙可以分別生效。
 
　　
　　2.螺距誤差的補償
 
　　
　　數（shù）控係統一般每軸設置最大可達128點的螺距誤差補償點數。必要（yào）時，可對某軸進（jìn）行（háng）補償，一般習慣（guàn）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（cháng），效果更（gèng）好（hǎo）。
 
　　
　　3.補償計數器（qì）的設定
 
　　
　　全閉環控製時，通常設定補償計數（shù）器（qì），以FANUCOi係（xì）統為例（lì），說明如下：參數：P2010#5HBBL反（fǎn）向問隙補償值（zhí）加到誤差計數器中。
　　
　　設定（dìng）值：設（shè）定為0，表示為半閉（bì）環方式（shì）(標準設定)。
　　
　　參數：P2010#4HBPE螺距誤差（chà）補（bǔ）償值加到誤（wù）差計數器中。
　　
　　設定值（zhí）：設定為0，表示為全閉環方式(標準設定)。
 
　　
　　4.提高增益設定
 
　　
　　在無振動的前提（tí）下，盡量提高位置環增益P1825，速度（dù）環增益P2043、P2045及負載慣量比P2021等參數。
 
　　
　　五、結論
 
　　
　　總結分析以上因素，有互相統一的一麵，合理選取光柵尺，正確使（shǐ）用使其物盡（jìn）其能；也有（yǒu）互相矛盾（dùn）的一麵，安裝位置既要盡可能靠近驅動軸線，又要盡量遠離機床的發熱源(如絲杠副)，這就要看機床設計師，怎（zěn）樣兼顧折衷考慮各方麵因素，綜合考（kǎo）慮光（guāng）柵尺選型、設計、安裝、捌試等因素，得到比較合理的性價比，勢必取得（dé）比較好的控製檢測效果。
 
　　
　　通過以上幾個步驟的調試，一台數控機床一般都能獲得很好的位置精度(定位精度、重複定位精度)，達到機床設計要求，能很容易滿足用戶的需求，對數控（kòng）機床的製造廠家和使用用戶有著非凡的現實意義。