光栅尺的安装位置是光栅尺正常工作的关键环节。光栅尺通过光电扫描原理来工作,因此不能处于强振动状态,振动引起光源不稳定,影响光栅尺的控制精度。所以安装位置最好与机床的坚固铸件为一体,即使由于结构原因需用连接件,那么要求连接件与机体之间的整个结合而接触良好,连接刚性足,以防止结合与连接处产生薄弱环节引起强振动影响光栅尺的正常工作,最终导致加工中心定位精度的降低。光栅尺安装位置应尽量远离机床的发热源,以避免温度的影响,、光栅尺本来不怕受热,整体环境温度对光栅尺的影响很小,可是机床的热源(如滚珠丝杠副)在局部产生不确定温升而产生误差,并且这种误差很难控制也很难实时修正和补偿。
光栅尺有精密的光栅测量系统,适用于大量程的精密测量,尤其适用于测量,医疗设备、精密现代化加工设备、数控加工中心、机床、磨床、铣床、自 动卸货机、金属板压制和焊接机、机器人和自动化科技、生产过程测量机器、线性产品、直线马达、直线导轨定位等。光栅尺将直线的位移变化转换为脉冲信号,脉冲信号的数量对应移动的距离,脉冲频率则反应了运动速度。LE本体部分由5只精密轴承,玻璃光栅,LED光照系统,铝合金外壳组成。LE 输出信号为矩形方波。A, B相相差90°的两路波形,能够指示出移动距离以及方向。
光栅尺的光栅是一张由条状透镜组成的薄片,当我们从镜头的一边看过去,将看到在薄片另一面上的一条很细的线条上的图像,而这条线的位置则由观察角度来决定。如果我们将这数幅在不同线条上的图像,对应于每个透镜的宽度,分别按顺序分行排列印刷在光栅薄片的背面上,当我们从不同角度通过透镜观察,将看到不同的图像。光栅尺的作用是对刀具和工件的坐标进行检测,在数控机床中常用来观察其走刀是否有误差,以起到一个补偿刀具误差的作用。
光栅尺用于数控机床提高线性坐标轴的定值精度、再复定位精度,选择光栅尺时准确度等级是首先要考虑的,光栅尺准确度等级有土0. 01mm、土0.005mm、土0.003mm、士0.02mm。在设计数控机床时根据设计精度要求来选择准确度等级,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,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。
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。