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光栅尺在数控机床中的应用

在数控机床中，光栅尺的作用是作为数控切换器的地点检测元件，检测机床的直线轴的实际位移是否和数控切换器发出的指令相符。数控机床的加工精度除了由机床的机械部分决定外，光栅尺的精度（或称“分辨率”）也是关键性的元件之一。光栅尺一般由“定尺”和“动尺”（读数头）及连接电缆组成。在世界范围内，德国HEIDENHAIN(海德汉)作为光栅尺界的**品牌，为数控机床的加工精度发挥了很大作用。西班牙FAGOR（发格）光栅尺目前应用于世界很多厂家，理所当然成为世界**品牌。光栅尺作为数控机床的地点检测元件，“监督”在由数控切换器对直线轴发出的指令下是否准确到达其地点。
一、光栅尺在数控机床上的作用
光栅尺作为数控机床直线轴的地点检测元件，相当于人的“眼睛”，就是“监视”该直线轴在执行数控切换器的移动指令后，该直线轴是否真正准确地运行到数控切换器指令所要求的地点。如果数控机床没有装置光栅尺，当数控切换器发出直线轴的移动指令后，直线轴能否到达数控切换器要求的地点，完全依靠数控切换器调试的精度和机械传动精度来保障。数控机床使用一段时间后，由于电气调试参数的修改和机械误差的加大等原因，该直线轴很可能和数控切换器指令所要求的地点相差很多，这时候数控切换器根本不知道，维修和操作机床的人员也不知道，要想知道这个差距，维修人员就要对机床进行精度检测。所以数控机床没有装置光栅尺，就要定期对机床的精度进行检查，一不小心，一旦忘记检测数控机床的精度，很可能导致加工的产品精度超差甚至报废。
如果数控机床的直线轴装置了光栅尺，上述问题就不用人来操心了，由光栅尺来完成这个使命。如果该直线轴由于机械等原因没有准确到达该地点，光栅尺作为地点检测元件，会向数控切换器发出指令，使该直线轴能够到达比较准确的地点，直到光栅尺的分辨率分辨不出来。这时的光栅尺充当了独立于机床之外的监督功能，象人的眼睛一样，一直“监视”着直线轴的地点，保证了直线轴能够达到数控切换器要求的地点。
光栅尺的精度取决于其分辨率，分辨率高低不同，价格就不同。光栅尺有玻璃光栅尺和钢带光栅尺之分。目前世界上能做出的玻璃光栅尺的长度约为3米长，超过3米的光栅尺就要选用钢带尺。
在制作新机床或旧机床改造中，采用光栅尺的目的是增加直线轴的运行准确性。但能否增加光栅尺不完全取决于是否购买光栅尺，主要取决于该直线轴的机械部分的几何精度。光栅尺不能取代机械的精度，它只能“锦上添花”。很多人在这个问题的认识上存在偏差。如果机床的直线轴的几何精度很差，比如一些车床Z轴采用直齿条进行传动，反向间隙很大，该轴即使采用光栅尺后，当该轴到达数控切换器的运行指令地点附近，由于该直线轴的传动精度不高，不但达不到应有的目的，反而在准确地点前后会出现震荡。
数控机床的哪根直线轴装置光栅尺要视实际情况而定。一般数控机床的X轴必须装置光栅尺，数控磨床磨削产品中带有锥度面时，一般为了保证加工的锥面的精度和表面质量，其Z轴也装置光栅尺。镗铣机床的Z轴一般装置光栅尺，其它轴视加工产品的精度而定。

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