光栅尺,也称为光栅尺位移传感器(光栅尺传感器),是利用光栅的光学原理工作的测量反馈装置。光栅尺经常应用于数控机床的闭环伺服系统中,可用作直线位移或者角位移的检测。其测量输出的信号为数字脉冲,具有检测范围大,检测精度高,响应速度快的特点。例如,在数控机床中常用于对刀具和工件的坐标进行检测,来观察和跟踪走刀误差,以起到一个补偿刀具的运动误差的作用。光栅尺按照制造方法和光学原理的不同,分为透射光栅和反射光栅。
光栅尺是由标尺光栅和光栅读数头两部分组成。右图所示的就是光栅尺的结构。
光栅检测装置的关键部分是光栅读数头,它由光源、会聚透镜、指示光栅、光电元件及调整机构等组成。光栅读数头结构形式很多,根据读数头结构特点和使用场合分为直接接收式读数头(或称硅光电池读数头、镜像式读数头、分光镜式读数头、金属光栅反射式读数头)。
长度测量
封闭式光栅尺能有效防尘、防切屑和防飞溅的切削液,是用于机床的理想选择。
敞开式光栅尺与读数头和光栅尺或钢带间没有机械接触。这些光栅尺的典型应用包括:测量机、比较仪和其它长度计量精密设备以及生产和测量设备,例如用在半导体工业中。
增量式光栅尺决定当前位置的方式是由原点开始数测量步距或细分电路的计数信号数量。海德汉的增量式光栅尺带有参考点,开机时必须执行参考点回零,操作非常简单、快捷。
式光栅尺无需执行参考点回零操作就能直接提供当前位置值。光栅尺的位置值通过EnDat接口或其它串行接口传输。
用于数控机床的海德汉直线光栅尺几乎适用于任何应用。它是所有进给轴为伺服控制环模式的机器和设备的选择,例如铣床、加工中心、镗床、车床和磨床。 直线光栅尺的动态性能优点,允许的运动速度高,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,也能满足直接驱动电机的高动态性能要求。
对于铣床或车床等手动机床的典型应用,10 μm或5 μm的显示步距足以满足应用要求。LS 300和LS 600系列直线光栅尺提供这样的显示步距,其1米行程范围的精度等级为± 10 μm。
敞开式直线光栅尺
敞开式直线光栅尺设计用于对测量精度要求极高的机床和系统。
典型应用包括:
半导体业的测量和生产设备
PCB电路板组装机
超高精度机床
高精度机床
测量机和比较仪,测量显微镜和其它精密测量设备
直驱电机
海德汉也提供其它应用所需的直线光栅尺
手动操作机床
冲压机和弯板机
自动化生产设备
LS187C
LC183/5NM
LC483/10NM
LS176
LC193F/50NM
LB382C
LS603C
LB302
LS703
LS477
LC183
LS176
LS323
LC183/10NM
LC182/20NM
LS107
LF401
LC195P
LS106
LS483
LF481
LIF12R
LS406
德国海德汉HEIDENHAIN光栅尺LS629