SCR3923光栅尺光栅尺

二、线性光栅尺的结构设计

光栅尺的结构设计与安装比光栅尺选型更重要，无论哪个环节处理不当，都严重影响光栅尺的控制精度，有可能出现全闭环精度反而不如半闭环的现象。

1.行走姿势对光栅尺检测精度的影响

(1)驱动轴线与载重中点位置的重合度　众所周知，推着物体移动时，如果没有推到其中点位置，很容易造成物体转动，出现摆动等不稳定现象。要求动轴线尽量与载重中点位置重合，而实践中由于受结构、加工误差的限制，驱动轴线与载重中点位置有一定的距离，导致了丝杠拖动载重物时出现了摆动的现象。

(2)导轨阻尼特性的一致性　两条导轨阻尼特性的一致性也是一项很重要的影响因素。两条导轨阻尼特性的不一致也很容易造成物体出现摆动的现象，如图1所示。

(3)光栅尺的安装位置尽可能靠近驱动轴线　大多数机床的线性坐标轴驱动系统一般都是运用精密滚珠丝杠副，理论上要求光栅尺尽量安装在靠近丝杠副轴线的位置上，这样的话，光栅尺的安装符合了阿贝误差最小化的原则，即要求光栅尺安装位置靠近控制轴的工作基准面，越近所形成的阿贝误差越小，光栅尺控制的位置精度越高，机床定位精度越好。但实践中由于受结构和空间的限制，光栅尺的安装方式只有两种，一种是安装在近丝杠副侧，另一种是安装在导轨外侧。为了取得最小的阿贝误差，推荐尽可能选取第一种安装方式。反之，选择了高精度的光栅尺，而实际没有达到数控机床所要求的精度。

虽然光栅尺的安装位置比较靠近驱动轴线，但是安装位置毕竟与驱动轴线有一定距离，这一点距离和驱动时物体的摆动相结合后，对光栅尺的检测控制带来了很大的麻烦。当驱动物体向光栅尺安装侧摆动时，光栅尺在检测时误认为移动速度不足，系统则给出加速信号，而驱动物体马上向另一侧摆动，光栅尺在检测时又误认为移动速度太快，系统则给出减速信号，这样反反复复运行，居然没有改善数控机床各线性坐标轴的控制，反而加剧了驱动物体的振动，导致了全闭环不如半闭环的奇特现象。由此看来，驱动物体驱动轴线的位置设计、光栅尺的安装位置和两条导轨的阻尼特性至关重要，必须引起机床设计师的高度重视，在设计机床时必须认真考虑备方面因素，势必取得良好的、满足设汁要求的效果。

2.光栅尺定尺、滑尺的安装面及滑尺支架具有足够刚性和强度

光栅尺安装位置要有足够刚性和强度也是保证光栅尺正常工作的关键环节。光栅尺是通过光电扫描原理来工作的，因此光栅尺不能处于强振动状态，振动引起光源不稳定影响光栅尺的控制精度。所以安装位置最好与机床的坚固铸件为一体，即使由于结构原因需用连接件，那么要求连接件与机体之间的整个结合而接触良好，连接刚性足，以防止结合与连接处产生薄弱环节引起强振动影响光栅尺的正常工作，最终导致加工中心定位精度的降低。

3.光栅尺安装位置应尽量远离机床的发热源

光栅尺安装位置应尽量远离机床的发热源，以避免温度的影响，、光栅尺本来不怕受热，整体环境温度对光栅尺的影响很小，可是机床的热源(如滚珠丝杠副)在局部产生不确定温升而产生误差，并且这种误差很难控制也很难实时修正和补偿，如果光栅尺贴近这些地方，势必影响光栅尺的控制精度。

4.光栅尺安装位置的防护非常重要