直線光柵尺在數(shù)控機(jī)床中的控制應(yīng)用

　　隨著現(xiàn)代制造業(yè)的飛速發(fā)展，數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，同時(shí)數(shù)控機(jī)床的定位精度和重復(fù)定位精度也在不斷提高。滿足用戶的需求。半閉環(huán)控制系統(tǒng)無(wú)法控制機(jī)床傳動(dòng)機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的傳動(dòng)誤差、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的熱變形誤差、傳動(dòng)系統(tǒng)在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)磨損引起的誤差。加工過(guò)程中，這些誤差已經(jīng)嚴(yán)重影響了數(shù)控機(jī)床的加工精度。及其穩(wěn)定性。直線光柵尺對(duì)數(shù)控機(jī)床各直線坐標(biāo)軸進(jìn)行全閉環(huán)控制，消除了上述誤差，提高了機(jī)床的定位精度、重復(fù)定位精度和精度可靠性。作為提高數(shù)控機(jī)床定位精度的關(guān)鍵部件，越來(lái)越受到用戶的青睞。

　　下面討論線性光柵尺的選擇、安裝工具的設(shè)計(jì)、安裝、數(shù)控系統(tǒng)參數(shù)的調(diào)整。可能有一些不足之處，歡迎廣大讀者不吝賜教。

　　1.線性光柵尺選擇

　　(1)正確等級(jí)的選擇數(shù)控機(jī)床配置線性光柵尺是為了提高線性坐標(biāo)軸的定值精度和重定位精度，所以光柵尺的正確等級(jí)是首要考慮的，光柵尺正確性等級(jí)為±0.01mm、±0.005mm、±0.003mm和±0.02mm。在設(shè)計(jì)數(shù)控機(jī)床時(shí)，我們根據(jù)設(shè)計(jì)精度要求選擇精度等級(jí)。值得注意的是，選擇高精度光柵尺時(shí)應(yīng)考慮光柵尺的熱性能。光柵尺的分劃板載體的熱膨脹系數(shù)與機(jī)床光柵尺的安裝座的熱膨脹系數(shù)一致，以克服因溫度引起的熱變形。

　　此外，光柵尺的最高移動(dòng)速度可達(dá)120m/min，*可以滿足數(shù)控機(jī)床的設(shè)計(jì)要求。所需的長(zhǎng)度。

　　(2)測(cè)量方法光柵尺的選擇：光柵尺的測(cè)量方法分為增量式光柵尺和絕對(duì)式光柵尺兩種。所謂增量光柵尺就是光柵掃描頭通過(guò)讀出到初始點(diǎn)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，為了得到絕對(duì)位置，這個(gè)初始點(diǎn)必須刻在光柵尺的刻度上作為參考標(biāo)記，因此開(kāi)機(jī)時(shí)必須返回參考點(diǎn)進(jìn)行位置控制。絕對(duì)型光柵尺利用閃爍的不同寬度和不同距離的網(wǎng)格線以編碼形式直接在光柵上產(chǎn)生絕對(duì)位置數(shù)據(jù)，后續(xù)電子設(shè)備在光柵尺通電時(shí)即可獲取位置信息，無(wú)需移動(dòng)坐標(biāo)軸找到參考點(diǎn)的位置，絕對(duì)位置值直接從光柵線上得到。

　　絕對(duì)類型光柵尺比增量類型光柵尺貴約20%。機(jī)床設(shè)計(jì)者一般選擇增量式光柵尺是因?yàn)閿?shù)控機(jī)床性價(jià)比高，既能保證機(jī)床運(yùn)動(dòng)精度，又能降低機(jī)床成本。但是絕對(duì)型光柵尺的優(yōu)點(diǎn)是啟動(dòng)后不需要返回參考點(diǎn)，這是增量型光柵尺無(wú)法比擬的。機(jī)床關(guān)機(jī)或斷電后，機(jī)床可以直接從中斷的地方執(zhí)行加工程序。時(shí)間可以提高生產(chǎn)力并減少零件報(bào)廢。因此，在生產(chǎn)周期要求或多臺(tái)數(shù)控機(jī)床組成的自動(dòng)生產(chǎn)線中選擇絕對(duì)型光柵尺最為理想。

　　(3)輸出信號(hào)的選擇光柵尺的輸出信號(hào)分為電流正弦波信號(hào)、電壓正弦波信號(hào)、ttl轉(zhuǎn)矩有四種波形信號(hào)和ttl差分方波信號(hào)。光柵尺輸出信號(hào)的波形雖然對(duì)數(shù)控機(jī)床直線坐標(biāo)軸的定位精度和重復(fù)性沒(méi)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(hào)波形與數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)不匹配，導(dǎo)致機(jī)床系統(tǒng)輸出信號(hào)光柵尺，反饋信息，對(duì)直線坐標(biāo)軸全閉環(huán)控制的補(bǔ)償誤差機(jī)床。在實(shí)際應(yīng)用中，輸出信號(hào)的波形與數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)不匹配是事實(shí)，但是有辦法處理這種情況，只要在輸出信號(hào)和機(jī)床系統(tǒng)之間安裝一個(gè)數(shù)字電子設(shè)備，很容易解決。