基于电子光栅尺类的检测元件故障分析与排除
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一
装。
除。
导致的污染。
３电子光栅尺的基本工作 原理
故障案例 ３ ：工厂 内一五坐 标加工 中心 ， 数控 系统为 西门子 ８ ４ ０ Ｄ。机床 下 电后 ，第二
６ 结 束 语
由于 电子光栅 尺在数控机床 上广泛采用 ， 所 以此类由于电子 光栅 尺引起的故障也较为普
数 文 障 【 关键 词】电子光栅尺 全 闭环 半 闭环
５ 电 子 光 栅尺 的维 护
由于 电子 光栅尺 在数 控机 床 的重要 性，
电子光栅尺的 日常维护、保养就显得尤为重要 了 。下面介绍 ３ 个 日常电子光栅 尺的维护 、保
养方法。
上电。
故障 排除 ：根据 系统 报 警帮助 信 息，重
电子技术 ・ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
一 Ｉ
基于 电子 光栅尺类的检测 元件故障分析 与排除 Ｌ
文／ 彭勃 侯佳宁 王兴林
致只有 在排 除 Ｙ 轴 电子 光栅尺 故 障才能 正常
～ 一 代 是 栅 一 尺 本 件 元 测 一 故 典 的 起 一 诊 一 除 及 断 一 撇 鼬 一 ～
故障案例 ２ ：工 厂 内 一 立 式 铣 床 ， 采 用 西
５ ． １ 电子光栅尺安装在机床床身上要装有相应
防 护 装 置 目前 大 部 分 由 国 外 进 口 的数 控 机 床 大 部 分 都 有 相 应 的 防 护 护 板 、 护 罩 ， 可 以 有 效 的 防
门子 ８ ４ ０ Ｄ数控系 统，机床在加 工完成后 ，发 电子 光栅尺 是 数控机 床 中重要 的位 置检 测元件， 由此类元件构成 了数控机床 的全 闭环 、 半闭环数控系统 。笔者从 电子光栅尺 的分类 、 结构 、基本工作原理 以及典型维修案例等方面 阐述 了电子光栅尺在数控机床中的重要性。 现零件 出现超差现 象，经工艺人 员检查 非工 艺
直线光栅和圆光栅 ，直线光栅主要测量机床直 线轴的直线位移 ，圆光栅主要测量旋转轴 的旋 转角位移。
电子 光 栅 尺 按 照 制 造 工 艺 和 光 学 原 理 可分为透射型光栅和反射型光栅 ，透射型光栅
内发现，系统第一 、第二测量系统有偏差 ，且 斜则会导致机床定位不准， 影 响加工 零件尺寸 。 此偏差在机床往复运动过程 中不 断变化 ，且此 有条件 的话 ，在 电子光栅尺安装完毕后采用激 偏差 即为零件超差尺寸 。因此可 以确定为 电子 光 干 涉 仪 校 正 一 下 轴 精 度 ， 确 保 安 装 准确 。 光栅尺定位故障 ，简单来说就是数控 系统发 出 ５ ． ３保 证 压 缩 空 气 的 干 燥 定位指令 ，电机还没有运行到计算位置 ，然而 系统位置 由电子光栅尺 决定，此 时虽没有到达
止 日常加工过程 中切削液 、铁板的
机床 ，尽可能的安装护板 、护罩 ，如外部空间 及其他人为因素，且机床无任何报警。 故障分析：由于机床无任何报警 ，且机床 不 允许安装护板的 ，则要求定期清理 电子光栅 采用全闭环控制系统 ，在排除机床机械故障 的 尺上 的油污 、铁屑 ，避免产生故障停机 。 前提下 ，如 出现超差 只有可能是 系统定位及位 置检测系统故障 ，即超差所在方 向轴 电子光栅 尺故障。经过分析后 ，初步判断为机床位置环 故障 即电子光栅尺故障 ，在系统提供监控页面
５ ． ２ 电子 光 栅 尺 的 安 装 注 意 事 项 电 子 光 栅 尺 在 维 修 、 保 养 后 ， 安 装 时 必 须 保 证 电子 光 栅 尺 的水 平 或 垂 直 ，一 旦 安 装 倾
１ 电 子 光 栅 尺 的 种 类
电子 光 栅 尺 按 照 形 状 分 类 常 用 的 主 要 有
新调整 Ｙ轴编码器 即可解决此故障完成上 电， 将 Ｙ 轴护板 拆开 后，将光 栅 读数头 重新 调整 安装位置后再上电 ，如无报警 ，告知现场操作 人员压表重新校正机床读数误差 ，如有误差则 调整机床数据 内轴参数号 ３ ４ ０ ９ ０ ，重启后如无 报警则故障排除， 如仍有 Ｙ轴 电子光栅尺报警， 需要重复上述调整 过程， 直到系统无报警为止。
电子光 栅尺 端头 上有 压缩 空气 的进 口， 预定位置 ，但 电子光栅尺认为此 时已经 到达预 压缩 空气作用是保证 电子光栅尺 内部的清洁 ， 指的是尺 内为钢带 的光栅 ，笔者所在厂 内多使 定位置，综上所述导致零件出现超差。 但 是由于压缩空气 的不清洁及干燥 ，反而会影 用的为透射型光栅 。 故障排除：根据上述分析，此类 故障通 常 响 电子光栅 尺的工作状态 ，严重 时甚 至会 导致 都是 由于 电子光栅尺或读 数头脏 污造成 的，拆 ２ 电子光栅尺的结构 机床 的报警停机 。作者所在 的车 间由于 压缩 空 开所在轴护板 ， 检查 电子光栅尺及读数头外观， 气不干燥 ，曾导致 了机床 多个轴 的电子光栅尺 电子光 栅尺 通常 由标尺 光 栅及光 栅读 数 未发现异 常，将 电子光栅尺 、读数头拆下后 进 故 障 ， 因此 必 须 在 机 床 压 缩 空气 进 端 处 加 装 了 头构 成， 直线标尺光栅一般安装在固定部件上， 行清 理，重 新安装 后故障依然存在，这时判断 空气 干 燥 装置 才 能保 证 机 床 电子 光栅 尺 正常 运 光栅读数 头安装在移动部件上 圆光栅读数头 电子光栅尺 或读数头硬件故障，更换读数头后 行 。对 于无 法 安装 空气 干 燥装 置 的机 床 ，可 以 般固定安装，圆标尺光栅则与旋转轴 同 Ｅ Ｌ ， 安 故 障依然 存在，最 后更换电子 光栅尺后故障排 将 电 子 光 栅 尺 的 吹 气进 气 口封 闭 上 ， 杜 绝 空气 指的是尺 内部为玻璃的光栅 ，反射型光栅主要
装。
除。
导致的污染。
３电子光栅尺的基本工作 原理
故障案例 ３ ：工厂 内一五坐 标加工 中心 ， 数控 系统为 西门子 ８ ４ ０ Ｄ。机床 下 电后 ，第二
６ 结 束 语
由于 电子光栅 尺在数控机床 上广泛采用 ， 所 以此类由于电子 光栅 尺引起的故障也较为普
数 文 障 【 关键 词】电子光栅尺 全 闭环 半 闭环
５ 电 子 光 栅尺 的维 护
由于 电子 光栅尺 在数 控机 床 的重要 性，
电子光栅尺的 日常维护、保养就显得尤为重要 了 。下面介绍 ３ 个 日常电子光栅 尺的维护 、保
养方法。
上电。
故障 排除 ：根据 系统 报 警帮助 信 息，重
电子技术 ・ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
一 Ｉ
基于 电子 光栅尺类的检测 元件故障分析 与排除 Ｌ
文／ 彭勃 侯佳宁 王兴林
致只有 在排 除 Ｙ 轴 电子 光栅尺 故 障才能 正常
～ 一 代 是 栅 一 尺 本 件 元 测 一 故 典 的 起 一 诊 一 除 及 断 一 撇 鼬 一 ～
故障案例 ２ ：工 厂 内 一 立 式 铣 床 ， 采 用 西
５ ． １ 电子光栅尺安装在机床床身上要装有相应
防 护 装 置 目前 大 部 分 由 国 外 进 口 的数 控 机 床 大 部 分 都 有 相 应 的 防 护 护 板 、 护 罩 ， 可 以 有 效 的 防
门子 ８ ４ ０ Ｄ数控系 统，机床在加 工完成后 ，发 电子 光栅尺 是 数控机 床 中重要 的位 置检 测元件， 由此类元件构成 了数控机床 的全 闭环 、 半闭环数控系统 。笔者从 电子光栅尺 的分类 、 结构 、基本工作原理 以及典型维修案例等方面 阐述 了电子光栅尺在数控机床中的重要性。 现零件 出现超差现 象，经工艺人 员检查 非工 艺
直线光栅和圆光栅 ，直线光栅主要测量机床直 线轴的直线位移 ，圆光栅主要测量旋转轴 的旋 转角位移。
电子 光 栅 尺 按 照 制 造 工 艺 和 光 学 原 理 可分为透射型光栅和反射型光栅 ，透射型光栅
内发现，系统第一 、第二测量系统有偏差 ，且 斜则会导致机床定位不准， 影 响加工 零件尺寸 。 此偏差在机床往复运动过程 中不 断变化 ，且此 有条件 的话 ，在 电子光栅尺安装完毕后采用激 偏差 即为零件超差尺寸 。因此可 以确定为 电子 光 干 涉 仪 校 正 一 下 轴 精 度 ， 确 保 安 装 准确 。 光栅尺定位故障 ，简单来说就是数控 系统发 出 ５ ． ３保 证 压 缩 空 气 的 干 燥 定位指令 ，电机还没有运行到计算位置 ，然而 系统位置 由电子光栅尺 决定，此 时虽没有到达
止 日常加工过程 中切削液 、铁板的
机床 ，尽可能的安装护板 、护罩 ，如外部空间 及其他人为因素，且机床无任何报警。 故障分析：由于机床无任何报警 ，且机床 不 允许安装护板的 ，则要求定期清理 电子光栅 采用全闭环控制系统 ，在排除机床机械故障 的 尺上 的油污 、铁屑 ，避免产生故障停机 。 前提下 ，如 出现超差 只有可能是 系统定位及位 置检测系统故障 ，即超差所在方 向轴 电子光栅 尺故障。经过分析后 ，初步判断为机床位置环 故障 即电子光栅尺故障 ，在系统提供监控页面
５ ． ２ 电子 光 栅 尺 的 安 装 注 意 事 项 电 子 光 栅 尺 在 维 修 、 保 养 后 ， 安 装 时 必 须 保 证 电子 光 栅 尺 的水 平 或 垂 直 ，一 旦 安 装 倾
１ 电 子 光 栅 尺 的 种 类
电子 光 栅 尺 按 照 形 状 分 类 常 用 的 主 要 有
新调整 Ｙ轴编码器 即可解决此故障完成上 电， 将 Ｙ 轴护板 拆开 后，将光 栅 读数头 重新 调整 安装位置后再上电 ，如无报警 ，告知现场操作 人员压表重新校正机床读数误差 ，如有误差则 调整机床数据 内轴参数号 ３ ４ ０ ９ ０ ，重启后如无 报警则故障排除， 如仍有 Ｙ轴 电子光栅尺报警， 需要重复上述调整 过程， 直到系统无报警为止。
电子光 栅尺 端头 上有 压缩 空气 的进 口， 预定位置 ，但 电子光栅尺认为此 时已经 到达预 压缩 空气作用是保证 电子光栅尺 内部的清洁 ， 指的是尺 内为钢带 的光栅 ，笔者所在厂 内多使 定位置，综上所述导致零件出现超差。 但 是由于压缩空气 的不清洁及干燥 ，反而会影 用的为透射型光栅 。 故障排除：根据上述分析，此类 故障通 常 响 电子光栅 尺的工作状态 ，严重 时甚 至会 导致 都是 由于 电子光栅尺或读 数头脏 污造成 的，拆 ２ 电子光栅尺的结构 机床 的报警停机 。作者所在 的车 间由于 压缩 空 开所在轴护板 ， 检查 电子光栅尺及读数头外观， 气不干燥 ，曾导致 了机床 多个轴 的电子光栅尺 电子光 栅尺 通常 由标尺 光 栅及光 栅读 数 未发现异 常，将 电子光栅尺 、读数头拆下后 进 故 障 ， 因此 必 须 在 机 床 压 缩 空气 进 端 处 加 装 了 头构 成， 直线标尺光栅一般安装在固定部件上， 行清 理，重 新安装 后故障依然存在，这时判断 空气 干 燥 装置 才 能保 证 机 床 电子 光栅 尺 正常 运 光栅读数 头安装在移动部件上 圆光栅读数头 电子光栅尺 或读数头硬件故障，更换读数头后 行 。对 于无 法 安装 空气 干 燥装 置 的机 床 ，可 以 般固定安装，圆标尺光栅则与旋转轴 同 Ｅ Ｌ ， 安 故 障依然 存在，最 后更换电子 光栅尺后故障排 将 电 子 光 栅 尺 的 吹 气进 气 口封 闭 上 ， 杜 绝 空气 指的是尺 内部为玻璃的光栅 ，反射型光栅主要