(1)準(zhǔn)確度等級的選擇
數(shù)控機(jī)床配置線性光柵尺是了提高線性坐標(biāo)軸的定值精度、再復(fù)定位精度,所以光柵尺的準(zhǔn)確度等級是首先要考慮的,光柵尺準(zhǔn)確度等級有± 0.01mm、±0.005mm、±0.003mm、±0.02mm。而我們在設(shè)計(jì)數(shù)控機(jī)床時根據(jù)設(shè)計(jì)精度要求來選擇準(zhǔn)確度等級,值得注意的是在選用高精度光柵尺時要考慮光柵尺的熱性能,它是機(jī)床工作精確度的關(guān)鍵環(huán)節(jié),即要求光柵尺的刻線載體的熱膨脹系數(shù)與機(jī)床光柵尺安裝基體的熱膨脹系數(shù)相一致,以克服由于溫度引起的熱變形。另外光柵尺最大移動速度可達(dá)120m/min,目前可完全滿足數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì)要求;單個光柵尺最大長度為3040mm,如控制線性坐標(biāo)軸大于3040mm時可采用光柵尺對接的方式達(dá)到所需長度。
(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式光柵尺兩種,所謂增量式光柵尺就是光柵掃描頭通過讀出到初始點(diǎn)的相對運(yùn)動距離而獲得位置信息,為了獲得絕對位置,這個初始點(diǎn)就要刻到光柵尺的標(biāo)尺上作為參考標(biāo)記,所以機(jī)床開機(jī)時必須回參考點(diǎn)才能進(jìn)行位置控制。而絕對式光柵尺以不同寬度、不同問距的閃現(xiàn)柵線將絕對位置數(shù)據(jù)以編碼形式直接制作到光柵上,在光柵尺通電的同時后續(xù)電子設(shè)備即可獲得位置信息,不需要移動坐標(biāo)軸找參考點(diǎn)位置,絕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成本高20%左右,機(jī)床設(shè)計(jì)師因考慮數(shù)控機(jī)床的性價比,一般選用增量式光柵尺,既能保證機(jī)床運(yùn)動精度又能降低機(jī)床成本。但是絕對式光柵尺開機(jī)后不需回參考點(diǎn)的優(yōu)點(diǎn)是增量式光柵尺無法比擬的,機(jī)床在停機(jī)或故障斷電后開機(jī)可直接從中斷處執(zhí)行加工程序,不但縮短非加工時間提高生產(chǎn)效率,而且減小零件廢品率。因此在生產(chǎn)節(jié)拍要求格或由多臺數(shù)控機(jī)床構(gòu)成的自動生產(chǎn)線上選用絕對式光柵尺是最為理想的。
(3) 輸出信號的選擇
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差動矩形波信號四種,雖然光柵尺輸出信號的波形不同對數(shù)控機(jī)床線性坐標(biāo)軸的定位精度、重復(fù)定位精度沒有影響,但必須與數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)相匹配,如果輸出信號的波形與數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)不匹配,導(dǎo)致機(jī)床系統(tǒng)無法處理光柵尺的輸出信號,反饋信息、補(bǔ)償誤差對機(jī)床線性坐標(biāo)軸全閉環(huán)控制無從談起。在實(shí)踐中確有輸出信號的波形與數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)不匹配的情況,不過處理此情況也有辦法,只要在輸出信號與機(jī)床系統(tǒng)間加裝一個數(shù)字化電子裝置(如:HEIDENHAINDE的IBV600系列的細(xì)分和數(shù)字化電子裝置),就很容易解決了。