海德汉编码器和海德汉光栅尺使用的各种参数
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。
海德汉参数设置
海德汉系统参数设置注：海德汉系统中各轴参数号码一致，搜索时只需在参数号码前加上前缀PX、PY、PZ、PS_1就可，所以本资料基本以X轴为例进行介绍，其他各轴以此类推。
本资料重点介绍参数设置，具体的操作步骤略。
1、进入不同页面密码：参数设置：95148网络设置：NET123PLC设置：807667系统识别：SIK2、显示设置A：主轴显示（静止时也显示角度）System>DisplaySettings>CfgDisplayData>spindleDislay（100007）>during closed loop and m5B：语言显示System>DisplaySettings>CfgDisplaylanguage>nclanguage（101301）>chinese>plcdialoglanguage（101302）>chinese>plcerrorlanguage（101303）>chinese>helplanguage（101304）>chinese3、机床模式System>CfgMachineSimul>simMode（100201）> FullOperation4、屏蔽轴在调试、维护机床时，如果某轴的电机未连接，这时需要将此轴屏蔽，以免误动作。
System>axes>physicalaxis>cfgaxis>axismode（x.300105）>notactive>Testmode（x.300106）>false(任意一个都可以)5、驱动及电机选型Axes>parametersets>px>cfgpowerstage（px.401201）>ampname>heidenhain-uec111(根据具体的驱动型号配置)>cfgservomotor（px.401301）>qsy130e-ecodyn(根据具体的电机型号配置)6、回参考点设置Axes>parametersets>px>cfgreferencing>refType（px.400401）：是返回参考点的方式，直线进给轴选用Switch，changing Dir，即遇到回零挡块后反向寻找参考点；主轴选用without switch + on the fly>refPosition（零偏）（px.400403）：参考点在机床坐标系中的位置；>refSwitchActive：参考点挡块生效时的电平值；>refFeedHigh：返回参考点挡块的速度；>refFeedLow：反向时寻找参考点时的速度；>refDirection：返回参考点挡块的方向。
海德汉LIC4000系列光栅尺
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681879 · 00 · B · 02 · 11/2010 · PDF
安装 绝对位置值 订购标识 分辨率 计算时间 tcal 电源 功耗 1) （最大） 电流消耗（典型值） 电气连接* 运动速度 振动 55至2000 Hz 冲击 11 ms 工作温度 防护等级 重量 扫描头： 光栅尺带： 零部件： 光栅尺尺座： 连接电缆： 连接器：
钢带光栅尺穿入在铝壳中并预紧 EnDat 2.2 EnDat 22 0.001 µm (1 nm) ≤ 6 µs DC 3.6至14 V 14 V时： ≤ 1000 mW 3.6 V时： ≤ 800 mW 5 V时： 110 mA 1 m或3 m电缆，带8针的M12接头（针式） ≤ 480 m/min ≤ 200 m/s² (EN 60068-2-6) ≤ 500 m/s² (EN 60068-2-27) 0°C至50°C IP 40 16 g（无连接电缆） 31 g/m 80 g + n 2) × 27 g 187 g/m 20 g/m 32 g
METALLUR绝对位置编码轨的钢带光栅尺 αtherm ≈ 10 x 10 -6 K -1 ±15 µm或±5 μm，在信号处理电路中进行线性长度误差补偿后 70 | 120 | 170 | 220 | 270 | 320 | 370 | 420 | 520 | 620 | 720 | 820 | 920 | 1020 钢带光栅尺用PRECIMET粘贴在安装面中 EnDat 2.2 EnDat 22 0.001 µm (1 nm) ≤ 6 µs DC 3.6至14 V 14 V时： ≤ 1000 mW 3.6 V时： ≤ 800 mW 5 V时： 110 mA 1 m或3 m电缆，带8针的M12接头（针式） ≤ 480 m/min ≤ 200 m/s² (EN 60068-2-6) ≤ 500 m/s² (EN 60068-2-27) 0°C至50°C IP 40 16 g（无连接电缆） 31 g/m 20 g/m 32 g
(完整)海德汉PWT10、PWT18光栅尺仪器使用说明
(完整)海德汉PWT10、PWT18光栅尺仪器使用说明(完整)海德汉PWT10、PWT18光栅尺仪器使用说明编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（(完整)海德汉PWT10、PWT18光栅尺仪器使用说明）的内容能够给您的工作和学习带来便利。
同时也真诚的希望收到您的建议和反馈，这将是我们进步的源泉，前进的动力。
本文可编辑可修改，如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅，最后祝您生活愉快业绩进步，以下为(完整)海德汉PWT10、PWT18光栅尺仪器使用说明的全部内容。
一：PWT10：用来检测输出11uA信号的或者编码器。
（9针插头）1.检测信号幅值：方括号的中心线对应的数字表示当前检测到的光栅尺信号幅值，例如上图中的第一个图，检测到的信号幅值是11UA, 这是理想值，第二幅图幅值是13uA,第三幅图是3uA。
光栅尺正常工作幅值范围:7—16uA。
2。
检测信号偏差：方括号中黑色部分的宽度表示信号偏差，理想值允许值超出允许范围黑色条越窄信号质量越好，如果超出括号，信号偏差超出允许范围。
二:PWT18:用来检测1Vss输出信号的光栅尺和编码器。
（12针插头）1。
检测信号幅值：方括号的中心线对应数字表示的是当前检测到的光栅尺信号幅值，例如上图中的第一个图，检测到的信号幅值是1Vss，这是理想值,第二幅图幅值是1。
2Vss,第三幅图是0.3Vss。
光栅尺正常工作幅值范围：0.6—1.2Vss.2.检测信号偏差这是检测信号偏差的说明，和PWT10的检测方法相同。
理想值允许值超出允许范围三：检测参考点信号:PWT10和PWT18的使用方法相同。
方括号中的黑条表示参考点信号的质量，黑条任意一端不能超出两个方括号，否则可能找不到参考点。
理想值允许值超出允许范围。
海德汉光栅尺技术参数(用于NC数控机床)(HEIDENHAIN)
用于NC数控机床
2007年6月
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产品样本： • 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 • HEIDENHAIN后续电子设备 • HEIDENHAIN数控系统 • 机床检测和验收测试测量系统
扫描单元
密封条
安装板
LC 183封闭式直线光栅尺结构示意图
DIADUR 光栅尺
光源
光电池
5
选型指南
纤细外壳的直线光栅尺
纤细外壳的直线光栅尺主要用于安装空间 有限的地方。如果使用安装板或固定元件， 可实现较大测量范围和支持更高加速度 载荷。
绝对式直线光栅尺 • 玻璃光栅尺
高重复性增量式 直线光栅尺 • 钢光栅尺 • 信号周期小
光栅尺栅距越小，光电扫描的衍射现象越严 重。HEIDENHAIN公司的直线光栅尺采用两 种扫描原理：
• 成像扫描原理，用于20 µm和40 µm栅距 光栅尺。
• 干涉扫描原理，用于栅距8 µm甚至更小 光栅。
成像扫描原理 简单的说，成像扫描原理是采用透射光生成 信号：栅距相同或相近的光栅尺和扫描光栅 彼此相对运动。扫描光栅的基体是透明的， 而作为测量基准的光栅尺可以是透明的也 可以是反射的。
带距离编码参考点光栅尺或编码器，其绝对 参考点位置通过累计两个参考点间信号周 期数并用以下公式计算：
P1 = (abs B-sgn B-1) x
N 2
+ (sgn B-sgn
D) x
abs MRR 2
其中： B = 2 x MRR-N
和：
N
P1 = 信号周期中代表移过第一个参考点
的位置
D
abs = 绝对值
Fanuc系统中海德汉光栅尺参数设定
约翰内斯·海德汉博士(中国)有限公司DR.JOHANNES HEIDENHAIN (CHINA) CO., LTD北京市顺义区天竺空港工业区A 区天纬三街六号 邮编：101312Fanuc 系统中海德汉光栅尺参数设定1. 光栅尺相关参数约翰内斯·海德汉博士(中国)有限公司DR.JOHANNES HEIDENHAIN (CHINA) CO., LTD北京市顺义区天竺空港工业区A 区天纬三街六号 邮编：1013122. Example 1: 系统指令单位1µm，丝杠螺距为10mm ，减速比1/2, 光栅尺型号为LS177，TTLx5，标准栅距为20µm，5倍细分后信号周期为4µm，光栅尺只有一个参考点。
● CMR=指令单位（1µm）/检测单位（1µm）=1，P1820=2xCMR=2指令单位：CNC 发出一个指令脉冲时，机床所移动的距离。
检测单位：光栅尺可以检测机械位置的最小单位。
● 假设需要移动10mm ，系统需发送10mm/0.001=10 000 Pulse机床移动10mm ，光栅尺反馈10mm/0.004=2500 Pulse N/M=10 000/2500=4/1 P2084=4 ;P2085=1. ● 速度反馈脉冲数P2023=8192● 电机一转机床移动5mm ，由光栅尺反馈的脉冲数位5mm/0.004（光栅尺信号周期）=1250 Pulse P2024=1250● 参考计数器容量P1821为5000,6000.7000中的任意值. 3. Example 2:若还是同一坐标轴，换成LS177C ，TTLx5● 其他参数同上，只有参考点参数设定不同 ● P1821=20 000 ● P1882=20 0204. Example 3:同一坐标轴，光栅尺换成LB382C ，信号周期40µm。
● CMR=2● 假设需要移动10mm ，系统需发送10mm/0.001=10 000 Pulse机床移动10mm ，光栅尺反馈10mm/0.04=250 Pulse N/M=10 000/250=40/1 P2084=40 ;P2085=1.● 电机一转机床移动5mm ，由光栅尺反馈的脉冲数位5mm/0.04（光栅尺信号周期）=125 Pulse P2024=125 ● P1821=80 000 ● P1882=80 040。
海德汉-光栅与编码器介绍
位置检测装置作为数控机床的重要组成部分，其作用就是检测位移量，并发出反馈信号与数控装置发出的指令信号相比较，若有偏差，经放大后控制执行部件使其向着消除偏差的方向运动，直至偏差等于零为止。
为了提高数控机床的加工精度，必须提高检测元件和检测系统的精度。
其中以编码器，光栅尺，旋转变压器，测速发电机等比较普遍，下面主要对光栅和编码器进行说明。
光栅,现代光栅测量技术简要介绍：将光源、两块长光栅（动尺和定尺）、光电检测器件等组合在一起构成的光栅传感器通常称为光栅尺。
光栅尺输出的是电信号，动尺移动一个栅距，输出电信号便变化一个周期，它是通过对信号变化周期的测量来测出动就与定就职相对位移。
目前使用的光栅尺的输出信号一般有两种形式，一是相位角相差90度的2路方波信号，二是相位依次相差90度的4路正弦信号。
这些信号的空间位置周期为W。
下面针对输出方波信号的光栅尺进行了讨论，而对于输出正弦波信号的光栅尺，经过整形可变为方波信号输出。
输出方波的光栅尺有A 相、B相和Z相三个电信号，A相信号为主信号，B相为副信号，两个信号周期相同，均为W，相位差90o。
Z信号可以作为较准信号以消除累积误差。
一、栅式测量系统简述从上个世纪50年代到70年代栅式测量系统从感应同步器发展到光栅、磁栅、容栅和球栅，这5种测量系统都是将一个栅距周期内的绝对式测量和周期外的增量式测量结合了起来，测量单位不是像激光一样的是光波波长，而是通用的米制（或英制）标尺。
它们有各自的优势，相互补充，在竞争中都得到了发展。
由于光栅测量系统的综合技术性能优于其他4种，而且制造费用又比感应同步器、磁栅、球栅低，因此光栅发展得最快，技术性能最高，市场占有率最高，产业最大。
光栅在栅式测量系统中的占有率已超过80%，光栅长度测量系统的分辨力已覆盖微米级、亚微米级和纳米级，测量速度从60m/min，到480m/min。
测量长度从1m、3m达到30m和100m。
二、光栅测量技术发展的回顾计量光栅技术的基础是莫尔条纹（Moire fringes），1874年由英国物理学家L.Rayleigh首先提出这种图案的工程价值，直到20世纪50年代人们才开始利用光栅的莫尔条纹进行精密测量。
海德汉编码器和海德汉光栅尺使用的各种参数
如果两个值或参数相等，转移至给定的
GOTO
标签。
FN10：WENN UNGLEICH，SPRUNG
FN10
z.B. FN10: IF+10 NE -Q5 GOTO LBL 10 IF X NE Y
如果两个值或参数不相等，转移至给定
GOTO
的标签。
FN11：WENN GROESSER，SPRUNG
FN11
F-PRINT
FN18：SYS-DATUM READ
FN18
读出数据系统
SYS-DRTUM
READ
FN19：PLC 数据传送到 PLC
FN19 PLC=
FN20：WAIT FOR
FN20
NC 和 PLC 同步
WAIT
FOR
FN25：PRESET
FN25
设置新的数据
SET
DATUM
FN26：TABOPEN 打开可任意定义的表格
FN7
z.B. FN7: Q21 = COS-Q5
COS（X）
计算一个角的余弦角度（º）并将其赋
值给参数。
FN8：WURZEL AUS QUADRATSUMME z.B. FN8: Q10 = +5 LEN +4
FN8 X LEN Y
从两个值中计算长度。
FN13：WINKEL z.B. FN13: Q20 = +10 ANG-Q1
Q100 到 Q199
主要用于循环的参数，适用于所有存 Q200 到 Q399
储在 TNC 内存中的程序
编程说明
在一个程序中可以混用 Q 参数和固定数字值。 Q 参数可以被指定给-99.999,9999 和+99 999.9999 之间的 数字值。TNC 可以计算十进制小数点前 57 位到小数点后 7 位的范围（32 位数据的计算范围相当于十进制数值 4 294 967 296）。
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起始位置不正确
1006
不允许旋转
1007
不允许换算系数
1008
不允许镜像
1009
不允许数据转换
1010
进给率偏差
1011
进口值不正确
1012
编制了错误的标记
1013
输入的角度不允许
1014
接触点不可接入
1015
点过多
1016
进口相矛盾
1017
循环不完整
1018
平面定义错误
1019
编制了错误轴
○在程序运行时终止程序（例如，按下STOP按钮和INTERNAL STOP软键）。在测试运行时终止测试。
■按下Q键，调出Q参数功能
■输入Q参数号，按下ENT键。TNC在对话行显示Q参数的当前值
■如果想改变值，输入新值，以ENT键确定，以END键终止输入
■保持值不变，以END键终止对话
手动操作
Test run
GOTO
FN11：WENN GROESSER，SPRUNG
z.B.FN11:IF+Q1 GT+10GOTO LBL 5
如果第一个参数或值大于第二个参数或值，转移至给定的标签。
FN11
IF X GT Y
GOTO
FN9：WENN GLEICH，SPRUNG
z.B.FN12: IF+Q5LT+0GOTO LBL1
功能
软键
FN24：从四个点决定CIRCLE DATA（圆周数据）
实例：FN24：Q20 = CDATA Q30
FN24
4 POINTS
OF CIRCLE
圆周上四个点的坐标须在参数Q30和以下七个参数-到参数Q37中存储。
随后TNC以参数Q20存储参照轴（X轴和主轴Z）的圆周中心，以参数Q21存储短轴（X轴和主轴Z）的圆周中心，并以参数Q22存储圆周半径。
z.B.FN9: IF+Q1 EQU +Q3 GOTO LBL 5
如果两个值或参数相等，转移至给定的标签。
FN9
IF X EQ Y
GOTO
FN10：WENN UNGLEICH，SPRUNG
z.B.FN10: IF+10NE-Q5GOTO LBL10
如果两个值或参数不相等，转移至给定的标签。
FN10
IF X NE Y
Q2=+50
10.3通过数学运算描述轮廓
功能
以下列出的Q参数可以用于编写零部件加工程序中的基本数学功能：
○选择一个Q参数功能：按下Q键（位于数字键盘右侧）。Q参数功能显示于软键盘行。
○选择数学功能，按下BASIC ARITHMETIC软键。TNC随即显示以下软键：
概述
功能
软键
FNO：ZUWEISUNG
1020
错误的RPM
1021
半径校正，未定义
1022
未定义舍入
1023
圆半径过大
1024
未定义程序开始
1025
子程序编制过多
1026
角度参考偏差
1027
无固定循环定义
1028
槽宽过小
1029
外罩过小
1030
未定义Q202
1031
未定义Q205
1032
输入Q218大于Q219
1033
打开可任意定义的表格
FN26
OPEN
TABLE
FN27：TABWRITE
写入可任意定义的表格
FN27
WRITE TO
TABLE
FN28：TABREAD
读出可任意定义的表格
FN28
READ FROM
TABLE
FN14：ERROR：显示出错信息
功能FN14：ERROR使你能够调用程序控制中的消息。该信息由机床制造商或HEIDENHAIN预编。程序必须重启。错误号在下表显示。
功能组
软键盘
基础算术(指定,加减乘除,平方根)
BASIC
ARITHM.
三角函数功能
TRIGO-
NOME TRY
计算循环功能
CIRCLE
CALCU-
LATION
如果/则条件,转移
JUMP
其它功能
DIVERSE
FUNCTION
直接输入公式
FORMULA
10.2同类零件-Q参数代替数字值
Q参数功能FN0:ASSIGN指定数字值给Q参数。该功能使你能够在程序中使用变量代替固定数字值。
计算两个值的商并赋值
FN4
X / Y
z.B.FN5: Q20 = SQRT 4
计算两个值的平方根并赋值
不得：对负数求平方根
FN5
SQRT
在“=”右侧可以输入：
□两个数字
□两个Q参数
□一个数字和一个参数
等式中的Q参数和数字值输入可以带正负号。
编制基本操作程序
实例：
选择Q参数功能，按下Q键。
BASIC
ARITHM.
NC程序行实例
15 FN0：Q10=25指定
…Q10包含值25
25 L X +Q10指L X+25
你只须为所有同类零件编写一个程序，输入特征维数的Q参数。
编写特定零件程序，可向独立的Q参数指定正确的数值。
实例
柱面Q参数
柱面半径R=Q1
柱面高度H=Q2
柱面Z1Q1=+30
Q2=+10
柱面Z2 Q1=+10
调用其它程序作为子程序，在有目标标签的程序行后输入PGM CALL。
无条件转移
通过输入条件总是真实的条件转移来编写无条件转移程序。例如：
FN9：IF+10EQU+10 GOTO LBL1
编制如果…则判定程序
按下JUMP软键调出如果…则判定条件。随后TNC将显示以下软键：
功能
软键
FN9：WENN GLEICH，SPRUNG
FN0
X = Y
选择Q参数功能MULTIPLICATION，按下FN3 X * Y软键。
输入参数号寻求结果?
12
输入Q参数号:12
1.第2值或参数?
Q5
在第1个值输入Q5。
2.第2值或参数?
7
在第2个值输入7。
实例：TNC的程序行
16 FN0：Q5 = +10
17 FN3：Q12 = +Q5 * +7
一些Q参数总是被TNC指定给同样的数据。例如，Q108总是被指定给当前刀具半径，可参见368页的“预先指定Q参数”。如果你在OEM循环中使用Q60至Q99之间的参数，须通过MP7251定义这些参数是否仅用于OEM循环，还是全部适用。
调用Q参数功能
在编写零部件加工程序时，按下“Q”键（位于数字值输入键盘，-/+键的下方）。然后，TNC会显示以下软键盘：
10．4三角函数功能
定义
正弦、余弦、正切是用于表示直角三角形各边比例的函数。直角三角形的角的三角函数由以下等式定义：
正弦：sinα=a/c
余弦：cosα=b/c
正切：tanα=a/b=sinα/cosα
其中
□c是直角所对的边
□a是角α所对的边
□b是第三边
TNC可以根据
tangentα=arctanα=arctan(a/b)=arctan(sinα/cosα)得出角度。
FN16
F-PRINT
FN18：SYS-DATUM READ
读出数据系统
FN18
SYS-DRTUM
READ
FN19：PLC
数据传送到PLC
FN19
PLC=
FN20：WAIT FOR
NC和PLC同步
FN20
WAIT
FOR
FN25：PRESET
设置新的数据
FN25
SET
DATUM
FN26：TABOPEN
注意结果参数旁的FN23和FN24也覆盖以下两个参数。
10.6用Q参数作如果…则判定
功能
TNC通过比较一个Q参数和另一个Q参数，或一个数字值来做出如果…则判定。如果满足条件，TNC继续运行程序设定在该条件下一步的标签（标签上的信息，参见324页上的“子程序和程序行重复加标签”）。如果不满足条件，TNC继续下一程序行。
计算一个角的正弦角度（º）并将其赋值给参数。
FNG
SIN（X）
FN7：COSINUS
z.B.FN7: Q21 = COS-Q5
计算一个角的余弦角度（º）并将其赋值给参数。
FN7
COS（X）
FN8：WURZEL AUS QUADRATSUMME
z.B.FN8: Q10 = +5 LEN +4
从两个值中计算长度。
END
10.8附加功能
概述
按下DIVERSE FUNCTION（多种功能）软键调用附加功能。TNC随后显示以下软键：
功能
软键
FN14：ERROR
显示出错信息
FN14
ERROR=
FN15：PRINT
文本或Q参数输出数值的未格式化输出
FN15
FN16：PRINT
文本或Q参数输出数值的格式化输
α=arctan(a/b)=arctan 1=45。
进一步得出：
a2+b2=c2(其中a2=a×a)
编制三角函数功能程序
按下TRIGONOMETRY软键调出三角函数功能。TNC随即显示下表右侧的软键。
编程：比较“实例：编制基础运行程序。”
功能
软键
FN6：SINUS
z.B.FN6: Q20 = SIN-Q5