隨著現代製造業的迅速發展，數控機床越來越多地被廣泛應用，同時對數控機床定位精度、重複定位精度也日益提高，原來精密滾珠絲杠加編碼器式的（de）半閉環控製係統已無法（fǎ）滿足用戶的需求。半閉環（huán）控製係統（tǒng）無法控製機床傳動機構所產生的傳動（dòng）誤差、高速運轉時傳動機構所產生熱變形誤差以及加工過程中（zhōng）岡傳動（dòng）係統磨損而（ér）產生的誤差，而這（zhè）些誤差已經嚴重影響到數控機（jī）床（chuáng）的加工精度及其穩定性。線（xiàn）性（xìng）光柵尺對數控饑床各線性坐標軸進行全（quán）閉環控製，消除上述誤差，提高機床的定位精度、重複定位精度以及精度可靠性，作為提高數控機床位置精度的關鍵部件日（rì）益受到用戶的青睞。
 
　　
　　下麵就線性光柵尺選型、安裝專用工具設計（jì）、安裝及數（shù）控係統參數測整等內容進（jìn）行了探討，可能有不周之（zhī）處，請讀者不吝賜教。
 
　　
　　一、線性光柵尺選型（xíng）
 
　　
　　(1)準確度等級的選（xuǎn）擇數控機床配置線性光柵尺是了提高（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是首先要（yào）考慮的，光柵尺（chǐ）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根據設（shè）計精度要求來選擇準確度等級，值得注意的是在選用高（gāo）精（jīng）度光柵（shān）尺時要考慮光柵尺的熱性能，它是機床工作精確（què）度的關鍵環節，即要（yào）求光柵尺的刻線（xiàn）載體（tǐ）的熱膨（péng）脹係數與機床光柵尺安裝基體的熱膨脹係數相（xiàng）一致，以克服由於溫（wēn）度（dù）引起（qǐ）的熱變形。
 
　　
　　另外光柵尺最大移動速度可（kě）達120m/min，目（mù）前可完全滿（mǎn）足數控機床（chuáng）設計要求；單個光柵尺最大長度（dù）為（wéi）3040mm，如控製線性坐標軸大（dà）於3040mm時可采用光柵尺對接的方式（shì）達（dá）到所需長度。
 
　　
　　(2)測量方式的選（xuǎn）擇光柵尺（chǐ）的測量方式（shì）分增量式光柵尺和絕對（duì）式光柵尺兩種，所謂增（zēng）量式光柵尺就（jiù）是光柵掃描頭通過讀出到初始（shǐ）點（diǎn）的相對運動距離而獲得位置信息，為了獲得絕對位置，這（zhè）個初始點就要刻到光柵尺的標（biāo）尺上作為參考標記，所以機床開機（jī）時必須回參（cān）考（kǎo）點（diǎn）才能進行（háng）位置控製。而絕（jué）對式光柵尺以不同寬（kuān）度、不（bú）同問（wèn）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，在光柵尺通電的同時後續電子設備即可獲得位置信息，不需要移動坐（zuò）標軸找參考點位置（zhì），絕對位置值從光柵刻線上直接獲得。
 
　　
　　絕對（duì）式光柵尺比增量式光柵（shān）尺成本高20％左右，機床設計師因考慮數控機床的性價比（bǐ），一般選（xuǎn）用增量式光柵（shān）尺，既能保證機床運動精度又能降低機（jī）床成本。但是絕對式（shì）光柵尺開機後不需回參考點（diǎn）的優點（diǎn）是增量式（shì）光柵尺無法比擬的，機（jī）床在停機或故障斷電後開機可直接從中斷處執行加工程序，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式光柵尺是最為理想（xiǎng）的。
 
　　
　　(3)輸（shū）出信號的選擇光柵尺的輸出信號分電流正弦波信號、電壓正弦波信號、TTL矩形波信號和TTL差（chà）動矩形波信號四種，雖然光柵尺輸出信號的波形不同對數控機床線性坐標軸的定（dìng）位精度、重複定位精度沒（méi）有影響，但（dàn）必須與數控機床係統相匹（pǐ）配，如果（guǒ）輸出（chū）信號的波形與數控機床係統不（bú）匹配，導致機床係統無法處理光柵尺的輸出（chū）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。在實（shí）踐中確（què）有輸出信號的波（bō）形與數控機床係統（tǒng）不匹配的情況，不過處理此情況也有辦法，隻要在輸出信號與機床（chuáng）係統間加裝一個數字化電子裝置(如：HEIDENHAINDE的IBV600係列的（de）細分和（hé）數字化電子裝置)，就很容易解（jiě）決了。
 
　　
　　臥式加工中心Z向線性坐標軸為例，介紹光柵（shān）尺的調（diào）整安裝過程。
 
　　
　　(1)光柵（shān）尺安裝基準麵的加工加工光柵（shān）尺定尺、動尺的安裝基準麵，保證與導軌的平行在（zài）0.02mm以內，按坐（zuò）標尺寸加（jiā）工出定尺結合螺釘孔。
　　
　　(2)清理各安裝基準麵，將專用（yòng）安（ān）裝（zhuāng）具1固定在定尺安裝麵上，動尺支架2與專用安裝具可靠（kào）連接，按實測尺（chǐ）寸配磨調整墊3，配作動尺支架與滑座結合螺釘及錐銷，見圖4所（suǒ）示（shì）。
　　
　　激光幹涉儀測量)。
 
　　
　　參數：P1852．各軸快速時的反（fǎn）向間（jiān）隙補（bǔ）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（yí）測量)。
 
　　
　　參數：P1800#4RBK。
 
　　
　　設（shè）定值：此位參數設定為1，則切（qiē）削和快速的反向（xiàng）間隙可以分別生效。
 
　　
　　2.螺距誤差的補償
 
　　
　　數控（kòng）係統一般每軸設置最大可達128點（diǎn）的螺距誤差補償點數。必要時，可對某軸進行補償，一般習慣是按50mm或100mm的（de）間隔（gé）進行補償（cháng），為了提高精度，建議（yì）用5mm或10mm的間隔進行補償，效果更好（hǎo）。
 
　　
　　3.補償計數器的設定
 
　　
　　全閉環控製時，通常設定（dìng）補償計數（shù）器，以FANUCOi係統為例，說明如下：參數：P2010#5HBBL反向問隙補償值加到誤差（chà）計數器中。
　　
　　設定（dìng）值：設定為0，表示為半閉環方式（shì）(標準設定)。
　　
　　參數：P2010#4HBPE螺距誤差補償值加到誤差計數器中。
　　
　　設定值：設定為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，盡量提高位（wèi）置環增益P1825，速度環增益P2043、P2045及（jí）負載慣量（liàng）比（bǐ）P2021等參數。
 
　　
　　五、結論
 
　　
　　總結分析以上因素，有（yǒu）互相統一的（de）一麵，合理（lǐ）選取光柵尺，正（zhèng）確使用使其物盡其能；也有（yǒu）互相矛盾（dùn）的一麵（miàn），安裝位置既要盡可能靠（kào）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，怎樣兼（jiān）顧折衷考慮各方麵因素，綜合考慮光柵尺（chǐ）選型、設計、安裝、捌（bā）試等因素，得到比（bǐ）較合理的性價比，勢必取得比較好的控製檢測效果。
 
　　
　　通過以（yǐ）上幾個步驟的調試（shì），一台數控機床（chuáng）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（hěn）容易滿足用（yòng）戶的需求，對數控機床的製造廠家和使用用戶有著非凡的（de）現實意義（yì）。