连接光栅尺与数控装置(下)
光栅尺在数控机床中的作用
光栅尺在数控机床中的作用
光栅尺在数控机床中起着至关重要的作用。
光栅尺是一种精密
测量装置，用于测量机床的运动位置，以确保加工的精度和准确性。
它通常安装在数控机床的各个轴上，如X轴、Y轴和Z轴，用来监
测和反馈机床各轴的位置信息。
首先，光栅尺可以实现高精度的位置检测。
通过光栅尺的测量，数控机床可以准确地确定工件和刀具的位置，从而实现精密加工。
光栅尺的高分辨率和稳定性能，可以确保机床在加工过程中能够精
准地控制各个轴的位置，避免加工误差的发生。
其次，光栅尺可以提高数控机床的定位精度和重复定位精度。
定位精度是指机床在运动过程中能够准确停止在指定位置的能力，
而重复定位精度是指机床在多次定位时能否重复达到相同的位置。
光栅尺的使用可以大大提高数控机床的定位精度和重复定位精度，
保证加工零件的尺寸和形位精度。
此外，光栅尺还可以提高数控机床的动态响应能力。
在高速加
工和复杂轮廓加工时，光栅尺可以实时监测机床各轴的位置变化，
使数控系统能够及时调整加工参数，确保加工质量和效率。
总的来说，光栅尺在数控机床中的作用是至关重要的，它不仅
可以实现高精度的位置检测，提高机床的定位精度和重复定位精度，还可以提高机床的动态响应能力，保证加工的精度和效率。
因此，
光栅尺被广泛应用于各类数控机床中，是现代制造业中不可或缺的
关键装置。
海德汉直线光栅尺产品说明书
用于NC数控机床10/20212更多信息，请访问海德汉官网• ，•也欢迎索取。
有关以下产品的样本：••敞开式直线光栅尺••内置轴承角度编码器••无内置轴承角度编码器••旋转编码器••海德汉后续电子电路••海德汉数控系统••机床检测和验收测试的测量装置技术信息：••海德汉编码器接口••进给轴精度••高安全性位置测量系统••EnDat•2.2－位置编码器双向数字接口••直驱编码器本样本是以前样本的替代版，所有以前版本均不再有效。
订购海德汉公司的产品仅以订购时有效的样本为准。
有关产品所遵循的标准（ISO，EN等）仅以样本中的标注为准。
目录4直线光栅尺用于NC数控机床用于数控机床的海德汉直线光栅尺几乎适用于任何应用。
也是进给轴为闭环控制的机器和设备的理想选择，例如铣床、加工中心、镗铣床、车床和磨床。
动态性能优异的直线光栅尺允许高速运动，沿测量方向的加速性能使其不仅能满足常规轴高动态性能要求，也能满足直驱电机对高动态性能的要求。
海德汉也提供其它应用所需的直线光栅尺，例如：••手动操作机床••冲压机和弯板机••自动化生产设备•直线光栅尺优点如果用直线光栅尺测量滑座位置，位置控制环就包括全部进给机构。
这就是全闭环控制模式。
进给轴的直线光栅尺检测机械运动误差并在控制系统电路中进行修正。
因此，能消除潜在的多个误差源：••滚珠丝杠发热导致的定位误差••反向误差••滚珠丝杠螺距误差导致的运动特性误差因此，直线光栅尺是高精度定位和高速加工机床不可或缺的基础技术手段。
机械结构用于数控机床的直线光栅尺为封闭式测量设备：铝制的尺壳保护尺带、读数头和导轨，避免切屑、灰尘和切削液进入。
自动向下压的弹性密封条保持外壳密封。
读数头沿光栅尺带上摩擦力极小的导轨运动。
联接件将读数头与安装架连接在一起并补偿光栅尺与机床滑座间的不对正误差。
光栅尺与安装块间允许±•0.2•mm至•±•0.3•mm的横向和轴向误差，具体•数值与光栅尺型号有关。
光栅尺连接PLC
光栅尺链接PLC简介
我公司的常规光栅尺物理刻线（栅距）为0.020mm即20μ，光栅尺连接PLC时当读数头移动一个栅距时那么光栅尺将以以脉冲方式输出给PLC，一个脉冲产生的距离也就是20μ再经过倍频细分。
光栅尺位移量和脉冲数关系如下：
0.005mm分辨率光栅尺：一个脉冲20μ
0.001mm分辨率光栅尺：一个脉冲4μ
0.0005mm分辨率光栅尺：一个脉冲2μ
光栅尺连接PLC的过程其实就是PLC读取光栅尺输出的脉冲信号，PLC的计数器（高速计数模块）采集光栅尺的脉冲数转换为位移量。
关于计数方向的判断是由光栅尺A、B两路信号输出具有90度的相位差来判断光栅尺的位移方向。
本文来自：南京云日机电科技有限公司
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新天光栅尺接线定义
新天光栅尺接线定义
新天光栅尺是一种精密测量工具，常用于工业生产和科学研究中。
它的接线非常重要，因为正确的接线能够保证测量的准确性和可靠性。
在使用新天光栅尺进行测量之前，我们首先需要将其正确接线。
接线的方法主要包括连接电源和连接读数设备两个步骤。
连接电源时，我们需要将电源的正极与栅尺的正极相连，负极与栅尺的负极相连。
这样可以确保栅尺能够正常工作，并提供足够的电力供应。
连接读数设备时，我们需要将设备的输入端与栅尺的输出端相连。
这样可以将栅尺测量到的信号传输到读数设备中，进而进行数字化处理和显示。
在进行接线时，需要注意以下几点：
确保接线的稳定性和可靠性。
接线处应紧固，接触良好，避免出现松动或接触不良的情况。
避免接线过长。
过长的接线容易引起信号衰减和干扰，影响测量的精度和准确性。
还需要注意避免接线与其他电源或信号线路的干扰。
如果存在其他电源或信号线路，应采取相应的屏蔽措施，以确保测量结果的准确
性和可靠性。
接线完成后，需要进行仔细的检查和测试，确保接线正确无误。
可以通过检查读数设备的显示情况或进行校准测试来验证接线的正确性。
正确的接线是保证新天光栅尺测量准确性的重要因素。
通过正确的接线方法和注意事项，可以确保测量结果的准确性和可靠性，提高工作效率和质量。
希望以上内容能够对您有所帮助。
光栅尺与数控系统的联接
光栅尺与数控系统的联接连接光栅尺与数控装置一、任务引入数控装置与光栅尺的联接原理图如图1所示，根据图1进行连接，并用数字示波器观察光栅尺的波形。
图1 数控装置与光栅尺的联接二、任务分析从图1中可看到光栅尺与数控装置的XS32接口相连，将检测的信号反馈给数控系统，对机床的移动（转动）进行控制。
什么是光栅？光栅是怎样工作的？有哪些位置检测装置？怎样检测数控系统中的位置测量装置的误差？下面我们就对这些问题进行讲解。
三、相关知识1．光栅尺测量系统光栅尺测量系统如图2所示，它由光源1、透镜2、标尺光栅3、指示光栅4、光敏元件5和信号处理电路组成。
信号处理电路又具有放大、整形和鉴向倍频功能。
通常情况下，除标尺光栅与工作台装在一起随工作台移动外，光源、透镜、指示光栅、光敏元件和信号处理电路均装在一个壳体内，做成一个单独部件固定在机床上。
这个部件称为光栅读头，其作用是将莫尔条纹的信号转换成所需的电脉冲信号。
当标尺光栅随工作台一起移动时，光源通过聚光镜后，透过标尺光栅和指示光栅形成忽明忽暗的莫尔条纹(光信号)；光敏元件把光信号转换成电信号，然后通过信号处理电路的放大、整形、鉴相倍频后输出或显示。
为了测量转向，至少要放置两个光敏元件，两者相距1／4莫尔条纹节距，这样当莫尔条纹移动时，会得到两路信号相位相差π／2的波形；将输出信号送入鉴向电路，即可判断移动方向。
图2 光栅尺测量系统l一光源；2一透镜；3一标尺光栅；4一指示光栅；5一光敏元件为了提高光栅的分辨率，通常还用4倍频的方法细分。
所谓4倍频细分，就是将莫尔条纹原来的每个脉冲信号，变为在O、π／2、π、3π／2时都有脉冲输出，从而使精度提高了4倍。
若光栅栅距0.Olmm，则工作台每移动0.0025mm，系统就会送出一个脉冲，即分辨率为0.0025mm。
由此可见，光栅尺测量系统的分辨率不仅取决于光栅尺的栅距，而且取决于鉴相倍频的倍数n，即:分辨率=栅距/n2．光栅计量光栅是用于数控机床的精密检测元件，是闭环系统中一种用得较多的测量装置，用作位移或转角的测量，测量精度可达几微米。
光栅尺使用说明书
光栅尺使用说明书一、产品概述光栅尺是一种高精度的位置测量传感器，广泛应用于数控机床、机器人、自动化生产线等领域的位移测量。
本说明书将为您提供光栅尺的使用、安装、保养等方面的指导。
二、安装步骤1. 确认光栅尺的规格和尺寸是否符合您的设备需求。
2. 根据光栅尺的安装要求，准备合适的安装基座和安装孔位。
3. 将光栅尺安装到基座上，并使用适当的固定件（如螺丝、螺母等）将其固定。
4. 连接光栅尺的电缆到控制器或驱动器上，确保连接牢固。
5. 按照设备的电气规范进行电源连接。
6. 检查所有安装步骤是否正确，并进行初步测试以确保光栅尺正常工作。
三、操作说明1. 确保设备已正确启动并处于准备状态。
2. 通过控制器或驱动器发送位移测量指令给光栅尺。
3. 光栅尺将位移信号转换为电信号，并输出给控制器或驱动器。
4. 控制器或驱动器根据接收到的电信号进行相应的控制操作。
5. 定期检查光栅尺的工作状态，确保其正常工作。
四、注意事项1. 在安装和操作过程中，请遵守相关电气安全规范，确保电源和电缆连接正确可靠。
2. 请勿随意拆卸或修改光栅尺，以免造成损坏或精度损失。
3. 在使用过程中，避免对光栅尺施加过大的外力或振动，以免影响其测量精度。
4. 定期清洁光栅尺的测量面，保持清洁无尘，以保证测量精度。
5. 在使用过程中，如发现光栅尺工作异常或有故障提示，应及时停机检查并排除故障。
五、故障排除1. 检查电源和电缆连接是否正常，确保电源电压符合光栅尺的要求。
2. 检查光栅尺的安装是否牢固，如有松动请重新固定。
3. 检查控制器或驱动器的设置和配置是否正确，包括波特率、数据位等参数。
4. 如以上步骤均无问题，可能是光栅尺本身出现故障，建议联系专业维修人员进行检修或更换。
六、保养维护1. 定期检查光栅尺的测量面是否清洁无尘，如有需要可用适当的清洁剂进行清洁。
2. 检查光栅尺的固定件是否松动或磨损，如有需要请更换或加固。
3. 对于长期使用的光栅尺，建议定期进行精度校准和维护保养，以保证测量精度和使用寿命。
stm32 读取光栅尺jcxe5 例程
stm32 读取光栅尺jcxe5 例程光栅尺是一种常见的测量装置，广泛应用于机床、数控系统等工业领域。
它利用光电效应原理，通过光栅尺上的光栅条与读取头产生的光电信号，来实现对位置的测量。
而STM32单片机是一种基于ARM Cortex-M内核的微控制器，具有高性能、低功耗等特点，广泛应用于嵌入式系统开发。
要实现STM32读取光栅尺JCXE5的功能，首先需要连接好光栅尺与STM32单片机。
光栅尺通常有A、B两个信号输出端口，分别对应光栅条的两个相位。
将光栅尺的A相和B相分别连接到STM32的两个IO口。
接下来，我们需要配置STM32的GPIO口为输入模式，并使能外部中断功能。
在STM32的主函数中，我们可以通过编写中断服务函数来读取光栅尺的信号。
当光栅尺的A相或B相发生变化时，就会触发对应的外部中断。
在中断服务函数中，我们可以读取IO口的电平状态，从而获取到光栅尺的位置信息。
为了提高读取的精度，我们可以使用定时器来测量光栅尺的周期。
通过配置STM32的定时器，我们可以定时检测光栅尺的信号，并计算出光栅条的周期。
进一步，我们可以通过周期来计算出光栅尺的位置。
在实际应用中，为了提高系统的稳定性和可靠性，我们还可以添加一些附加功能。
例如，可以设置阈值来判断光栅尺的位置是否超过了设定范围，以及添加校准功能来修正光栅尺的误差等。
总结起来，本文介绍了如何使用STM32单片机读取光栅尺JCXE5的方法和实现过程。
通过连接光栅尺与STM32的IO口，并配置相应的中断和定时器，我们可以实现对光栅尺的位置信息的读取。
这为各种需要测量位置的应用提供了一种简单而有效的解决方案。
希望本文对读者在使用STM32读取光栅尺JCXE5时提供一些帮助。
光栅尺安装及使用注意事项
光栅尺安装及使用注意事项光栅尺，也称为光栅尺位移传感器（光栅尺传感器），是利用光栅的光学原理工作的测量反馈装置。
光栅尺经常应用于数控机床的闭环伺服系统中，可用作直线位移或者角位移的检测。
其测量输出的信号为数字脉冲，具有检测范围大，检测精度高，响应速度快的特点。
例如，在数控机床中常用于对刀具和工件的坐标进行检测，来观察和跟踪走刀误差，以起到一个补偿刀具的运动误差的作用。
光栅尺线位移传感器的安装比较灵活，可安装在机床的不同部位。
一般将主尺安装在机床的工作台（滑板）上，随机床走刀而动，读数头固定在床身上，尽可能使读数头安装在主尺的下方。
其安装方式的选择必须注意切屑、切削液及油液的溅落方向。
如果由于安装位置限制必须采用读数头朝上的方式安装时，则必须增加辅助密封装置。
另外，一般情况下，读数头应尽量安装在相对机床静止部件上，此时输出导线不移动易固定，而尺身则应安装在相对机床运动的部件上（如滑板）。
1、光栅尺线位移传感器安装基面安装光栅尺传感器时，不能直接将传感器安装在粗糙不平的机床身上，更不能安装在打底涂漆的机床身上。
光栅主尺及读数头分别安装在机床相对运动的两个部件上。
用千分表检查机床工作台的主尺安装面与导轨运动的方向平行度。
千分表固定在床身上，移动工作台，要求达到平行度为0.1mm/1000mm以内。
如果不能达到这个要求，则需设计加工一件光栅尺基座。
基座要求做到：（1）应加一根与光栅尺尺身长度相等的基座（最好基座长出光栅尺50mm左右）。
（2）该基座通过铣、磨工序加工，保证其平面平行度0.1mm/1000mm以内。
另外，还需加工一件与尺身基座等高的读数头基座。
读数头的基座与尺身的基座总共误差不得大于±0.2mm。
安装时，调整读数头位置，达到读数头与光栅尺尺身的平行度为0.1mm左右，读数头与光栅尺尺身之间的间距为1-1.5mm左右。
2、光栅尺线位移传感器主尺安装将光栅主尺用M4螺钉上在机床安装的工作台安装面上，但不要上紧，把千分表固定在床身上，移动工作台（主尺与工作台同时移动）。
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连接光栅尺与数控装置（下）
来源：开关柜无线测温
2．观察光栅尺波形
(1)将编码器的A、B相信号分别接入数字示波器的两个通道。
(2)进入数控系统，在MDI方式下调用G01指令，使交流伺服轴进行低速进给运动，按一下进给修调右侧的“+”按键(修调倍率缺省设定是递增10%，即按一下“+”按键，轴进给速度递增10%)。
(3)调整示波器，使两个通道同步，观察交流伺服轴由低速逐渐加速运动后，两个通道的信号波形，并以平面坐标系的格式绘制波形，如图10所示。
(4)让交流伺服电动机反向转动，观察两个通道的信号波形，并以图8所示的格式绘制波形。
(5)将编码器的Z相信号接入数字示波器的一个通道。
(6)进入数控系统，在MDI方式下调用G01指令，使交流伺服轴低速进给运动。
(7)调整示波器，观察Z相信号波形，并以图8所示的格式绘制波形。
(8)用同样的方法观察，并绘制光栅尺A、B、Z相信号波形。
图8 绘制波形格式
五、知识链接
1．旋转变压器
旋转变压器又称分解器，是一种控制用的微电机，它将机械转角变换成与该转角呈某一函数关系的电信号的一种间接测量装置。
在结构上与二相线绕式异步电动机相似，由定子和转子组成。
定子绕组为变压器的原边，转子绕组为变压器的副边。
激磁电压接到转子绕组上，感应电动势由定子绕组输出。
常用的激磁频率为400Hz，500Hz，1000Hz和5000Hz。
旋转变压器结构简单，动作灵敏，对环境无特殊要求，维护方便，输出信号幅度大，抗干扰性强，工作可靠。
因此，在数控机床上广泛应用。
通常应用的旋转变压器为二极旋转变压器，其定子和转子绕组中各有互相垂直的两个绕组。
另外，还有一种多极旋转变压器。
也可以把一个极对数少的和一个极对数多的两种旋转变压器做在一个磁路上，装在一个机壳内，构成“粗测”和“精测”电气变速双通道检测装置，用于高精度检测系统和同步系统。
根据旋转变压器的工作原理，旋转变压器作为位置检测装
置有两种应用方式：鉴相方式和鉴幅方式。
(1)鉴相工作方式
在旋转变压器定子的两相正交绕组（正弦用s和和余弦用c表示），一般称为正弦绕组和余弦绕组上，分别输入幅值相等，
频率相同的正弦、余弦激磁电压
Us=Umsinωt Uc=Umcosωt
两相激磁电压在转子绕组中会产生感应电动势。
根据线性叠加
原理，在转子绕组中感应电压为
U=kUssinθ机+kUccosθ机=kUmcos(ωt-θ机)
其中k为变压比，由式4-10可知感应电压的相位角就等于转子
的机械转角θ机。
因此只要检测出转子输出电压的相位角，就
知道了转子的转角，而且旋转变压器的转子是和伺服电机或传
动轴连接在一起的，从而可以求得执行部件的直线位移或角位
移。
(2)鉴幅工作方式
给定子的两个绕组分别通上频率、相位相同但幅值不同，即调
幅的激磁电压
Us=Umsinθ电sinωt Uc=Umcosθ电sinωt
则在转子绕组上得到感应电压为。