光柵(zha)尺(chi)作為(wei)數控(kong)機床(chuang)的(de)核(he)心(xin)位(wei)置反饋元(yuan)件(jian),其(qi)規格選擇直接(jie)影響(xiang)測(ce)量(liang)精(jing)度(du)、成本及(ji)系統穩(wen)定(ding)性(xing)。機床(chuang)行程(cheng)(如1米、3米、10米)是(shi)選(xuan)擇光柵尺(chi)規格的(de)關鍵參(can)數之壹,需(xu)綜合(he)考慮(lv)分(fen)辨(bian)率(lv)、精(jing)度(du)、安裝(zhuang)方(fang)式及(ji)環境適(shi)應(ying)性(xing)等因(yin)素。以(yi)下(xia)是(shi)具體(ti)選型(xing)要點(dian)與(yu)實(shi)踐(jian)建議。
壹、明確機床(chuang)行程(cheng)與測(ce)量(liang)範圍(wei)
1、行程(cheng)匹配(pei)原(yuan)則
光(guang)柵(zha)尺的(de)標稱測(ce)量(liang)長度(du)應(ying)略(lve)大於機床(chuang)最(zui)大行程,避(bi)免極限位(wei)置超(chao)出量(liang)程。例如:
機床(chuang)行程(cheng)1米→選擇1.2米光柵(zha)尺(預(yu)留(liu)20%余量(liang));
機床(chuang)行程(cheng)10米→選擇12米或分(fen)段(duan)拼接(jie)方案(an)。
超(chao)長行(xing)程(>5米):需(xu)評(ping)估單(dan)根光柵(zha)尺(chi)的(de)可(ke)用(yong)性(xing),若(ruo)無(wu)法滿足,可(ke)采用多(duo)段(duan)拼接(jie)或絕(jue)對(dui)式光柵尺分(fen)段(duan)補(bu)償。
2、避(bi)免“壹刀(dao)切”
小(xiao)行(xing)程機床(chuang)(如1米):可(ke)選(xuan)緊(jin)湊(cou)型(xing)增量式光柵尺,成本低(di)且易於(yu)安(an)裝;
大行程機床(chuang)(如10米):需(xu)優(you)先(xian)選擇絕(jue)對(dui)式光柵尺或高(gao)精(jing)度(du)增量(liang)式光柵尺,避(bi)免累(lei)積誤(wu)差過大。
二、分(fen)辨(bian)率(lv)與精(jing)度(du)需(xu)求
1、分(fen)辨(bian)率(lv)計(ji)算(suan)
根據機床(chuang)加(jia)工精(jing)度(du)要求(qiu)確(que)定(ding)光柵(zha)尺的(de)分(fen)辨(bian)率(lv)。例如:
普通銑床(chuang)(±0.01mm)→選5μm分(fen)辨(bian)率(lv);
精(jing)密(mi)磨床(chuang)(±0.001mm)→選1μm分(fen)辨(bian)率(lv)。
註意(yi):分(fen)辨(bian)率(lv)並非(fei)越高(gao)越好(hao),需(xu)與伺服(fu)系統匹配(pei),避(bi)免信(xin)號噪聲(sheng)放(fang)大。
2、精(jing)度(du)等級(ji)選(xuan)擇
±5μm/m:適用於(yu)壹般加(jia)工場景(如車(che)床(chuang)、普通(tong)銑床(chuang));
±3μm/m:適用(yong)於高(gao)精(jing)度(du)設(she)備(bei)(如慢走絲(si)線(xian)切割(ge)機);
±1μm/m:僅(jin)用於(yu)超(chao)精(jing)密(mi)機床(chuang)(如光學鏡片加(jia)工設(she)備(bei))。

三、安裝(zhuang)方式與機械適配(pei)
1、物理(li)尺寸匹配(pei)
光柵尺寬(kuan)度(du)需(xu)與機床(chuang)導軌匹配(pei),避(bi)免安裝幹(gan)涉;
讀(du)數(shu)頭(tou)行(xing)程(cheng)需(xu)覆蓋機床(chuang)最(zui)大位(wei)移,同時留有(you)余(yu)量(尤其(qi)是(shi)垂直軸(zhou)安(an)裝(zhuang)時(shi))。
2、安裝誤(wu)差補(bu)償
長行(xing)程(cheng)光柵尺(chi)對(dui)安(an)裝(zhuang)平(ping)行度(du)要求(qiu)高(gao),需(xu)通過調(tiao)整(zheng)架(jia)或工裝確(que)保(bao)標(biao)尺與(yu)運(yun)動(dong)軸(zhou)平(ping)行;
大行程(>3米(mi))建議采用絕(jue)對(dui)式光柵尺,減(jian)少(shao)參(can)考點(dian)丟(diu)失(shi)風(feng)險(xian)。
3、環境適(shi)應(ying)性(xing)
高(gao)溫環(huan)境(如鑄造(zao)機床(chuang)):選擇耐(nai)溫(wen)材料(如不銹鋼標(biao)尺(chi)),並(bing)配(pei)置溫度(du)補(bu)償功能;
粉塵/油汙環(huan)境:優(you)選密(mi)封式光柵尺或加(jia)裝防(fang)護罩,防(fang)止(zhi)汙(wu)染(ran)導(dao)致(zhi)信(xin)號失效(xiao)。
四、信(xin)號類型(xing)與系統集(ji)成
1、輸出信(xin)號選擇
增量式光柵尺:適(shi)合(he)短(duan)行(xing)程、低(di)成本場景,但需(xu)配(pei)合(he)編(bian)碼(ma)器(qi)或外部(bu)參(can)考點(dian);
絕(jue)對(dui)式光柵尺:適(shi)合(he)長(chang)行(xing)程(cheng)、高(gao)精(jing)度(du)需(xu)求,可(ke)直(zhi)接(jie)輸出(chu)絕(jue)對(dui)位(wei)置信(xin)號,無需(xu)找(zhao)零(ling)。
混(hun)合(he)式光柵尺:兼(jian)顧(gu)增(zeng)量(liang)與(yu)絕(jue)對(dui)信(xin)號,適合(he)復(fu)雜系統備(bei)份(fen)。
2、接(jie)口(kou)協議匹配(pei)
根據控(kong)制(zhi)系統選(xuan)擇信(xin)號類型(xing),確保(bao)兼(jian)容性(xing);
長(chang)距(ju)離(li)傳輸(>10米(mi))需(xu)采用差(cha)分(fen)信(xin)號或光纖接(jie)口(kou),減(jian)少(shao)電(dian)磁幹(gan)擾(rao)。
五(wu)、成本與維護優(you)化
1、成本控制策略
短(duan)行(xing)程機床(chuang)(<3米):優(you)先(xian)選用增(zeng)量式光柵尺,降低(di)成本;
長行程(cheng)機床(chuang)(>5米):考慮(lv)絕(jue)對(dui)式光柵尺的(de)長期(qi)穩定(ding)性(xing),避(bi)免頻繁校(xiao)準(zhun)開(kai)銷(xiao)。
2、維護便(bian)利性(xing)
選(xuan)擇標準(zhun)化尺寸(cun)(如30mm、50mm寬(kuan)度(du)),便(bian)於(yu)更換備(bei)件(jian);
定(ding)期校(xiao)準(zhun)(如每年壹次)並清(qing)潔(jie)光柵(zha)表面(mian),延(yan)長使用(yong)壽命。
六、總結(jie)
根據機床(chuang)行程(cheng)選擇光柵尺(chi)需(xu)平(ping)衡以(yi)下(xia)因(yin)素:
1、行(xing)程(cheng)匹配(pei):標尺長度(du)≥機床(chuang)行程(cheng)+20%余量;
2、精(jing)度(du)適配(pei):分(fen)辨(bian)率(lv)與機床(chuang)加(jia)工精(jing)度(du)匹配(pei),避(bi)免過猶不及(ji);
3、安裝(zhuang)友(you)好性(xing):考慮(lv)機械尺寸、平(ping)行度(du)誤(wu)差及(ji)環境防(fang)護;
4、成本優(you)化:短(duan)行(xing)程選(xuan)增量(liang)式,長行程優(you)先(xian)絕(jue)對(dui)式。
通過合(he)理(li)選型,可(ke)確(que)保光柵尺(chi)在(zai)機床(chuang)中(zhong)發揮(hui)理(li)想性(xing)能,同(tong)時控(kong)制成本與維護難度(du)。