1、數控機床使用的光柵尺的構成及工作原理heidenhain公司生產的光柵尺位置檢測系統(tǒng)，由光柵尺和位置控制板（或exe前置放大器）兩大部分構成。光柵尺檢測機床的實際位移，并輸出與位移量和位移方向有關的兩路信號到數控系統(tǒng)的位置控制板（或經前置放大器exe進行放大、整形和電子細分，*后經長線驅動后輸也到cnc），形成全閉環(huán)控制系統(tǒng)。數控機床上使用的光柵尺由定尺（標尺光柵）和讀數頭（指示光柵）組成，光柵尺和讀數頭型號不同所輸出信號也有所不同，它可以輸出方波信號、電流信號和正弦波信號。當數控機床的進給軸移動時，造成其定尺和掃描頭之間出現(xiàn)相對運動、利用光的莫爾效應，將位置移動轉變成亮暗相的光的"莫爾條紋"的移動，再由光電轉換成數字量的信號。定尺的測長方向上有兩組主光柵線和每隔50mm的參考標記光柵線。光柵尺的作用有兩個方面：當坐標軸移動時，由主光柵線產生兩面三刀組相位相差900的正弦和余弦波信號，用于判別坐標軸的移動方向和位移量；當坐標軸執(zhí)行回零操作時，由參考點標記光柵線產生一個基準信號以確定機床的參考點。

　　2、數控機床中出現(xiàn)的光柵尺故障原因

　　了解數控機床中光柵尺的構成及工作原理后，我們不難得知數控機床中引起光柵尺故障的主要原因有⑴光柵尺、讀數頭的污染或損壞；⑵光柵尺、讀數頭安裝不正確；⑶反饋電纜斷裂引反饋信號無或反饋信號虛接；⑷位置控制板或exe前置放大器等。

　　2、heidenhain光柵尺故障維修實例

　　故障現(xiàn)象一：采用heidenhain金屬光柵尺作位置反饋的某數控鏜床，開機后，出現(xiàn)x軸正反向運動正常，但機床無法進行回參考點操作。

　　分析與處理過程：機床x軸正、反向運動正常，證明數控系統(tǒng)、伺服驅動工作均正常，在這種情況下，回參考點**一般上由于回參考點減速信號、零位脈沖信號、回參考點設定不當等原因引起的。

　　利用系統(tǒng)的診斷功能，檢查回參點減速信號正常，檢查回參點參數設定沒有問題，初步判定故障是由于零位脈沖**引起的。

　　在檢查位置檢測系統(tǒng)的連接電纜時發(fā)現(xiàn)，連接位置反饋電纜的過渡插頭處有一信號線開焊，該信號線正是零脈沖ua0信號線，沒有零脈沖信號，機床就不會找到參考點。重新焊接好訪信號線，連接好過渡插頭，機床恢復正常。

　　故障現(xiàn)象二：采用heidenhain金屬光柵尺作位置反饋的某數控鏜床開機后，出現(xiàn)x軸緩慢向正方向運動，系統(tǒng)無報警顯示。

　　分析與處理過程：該機床使用的是heidenhain光柵尺作為位置檢測器件，由于伺服系統(tǒng)為全閉環(huán)結構，開機后系統(tǒng)無報警，x軸緩慢向正方向運動，可以初步認為伺服系統(tǒng)的速度控制環(huán)工作正常，故障是由于位置環(huán)的問題引起的。

　　檢查數控系統(tǒng)的跟隨誤差，發(fā)現(xiàn)在x軸緩慢運動的過程中，系統(tǒng)的位置跟隨誤差無變化，從而判定故障是由于位置反饋信號的**引起的。

　　以前曾遇到過類似的問題，通是由于反饋電纜的連接插頭處ua1方波信號線斷引起。這次也首先檢查位置檢測系統(tǒng)的連接電纜，確認連接正確后，將x軸、y軸位置控制板更換后，發(fā)現(xiàn)x軸正常，y軸向一個方向緩慢移動，故判定x軸位置控制板故障，更換后，機床恢復正常。

　　故障現(xiàn)象三：采用heidenhain金屬光柵尺作位置反饋的某數控鏜床出現(xiàn)y軸重復定位不準，系統(tǒng)無報警顯示。

　　分析與處理過程：將百分表吸在方滑枕上，表針壓在工作臺上某點上，使表針歸零。使y軸（主軸箱升降）向上移動約2米距離后再回到該點，發(fā)現(xiàn)重復定位差0.02mm，反復上下移動y軸數次后,再回到該點,發(fā)現(xiàn)重復定位精度差的更多。然而在y軸打重復定位精度時，向上移動的距離不超過1.5米，發(fā)現(xiàn)百分表表針能歸零，說明此時重復定位準確。故初步判定故障是光柵尺問題引起的。因為y軸沒有防護罩，光柵尺又位于y軸絲杠與導軌之間（絲杠與導軌是稀油潤滑），很容易使光柵尺污染。類似的故障以前曾經發(fā)生過幾次，用灑精棉擦拭光柵尺的金屬剛帶后，故障均可排除。但本次用灑精棉擦拭光柵尺的金屬鋼帶后，故障卻不能排除。這次仔細檢查光柵尺的金屬鋼帶發(fā)現(xiàn)，在距工作臺1.5米至2米處鋼帶有一劃痕，更換金屬光柵尺鋼帶后，機床重復定位正常。

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