封闭式光栅尺的选型和安装 打印版

HCN Sales / Gao Yuehan
海德汉（中国）有限公司
WWW.HEIDENHAIN.COM.CN
封闭式光栅尺的命名
LS 1 8 7 C 参考点选择 None:选择参考点 C： 按距离编码的参考点 F： FANUC系统接口
HCN Sales / Gao Yuehan
M： MITSUBISH 系统接口 光栅尺机械结构 电子输出信号 0：11uAss 2: TTL不带细分 光栅尺类型：1~9 扫描原理与测量标准 S:标准型 F:精密型 B:钢带式
封闭式直线光栅尺电缆
举例： LS176 电缆连接
HCN Sales / Gao Yuehan
海德汉（中国）有限公司
WWW.HEIDENHAIN.COM.CN
直线光栅尺的安装
b 导轨 b
阿贝误差
HCN Sales / Gao Yuehan
丝杠
P
S 重心 P P2
1 P P 2 b b
单段
LC系列：70mm 至 4240mm LF系列：50mm 至 3040mm LS系列：70mm 至 3040mm LB系列：440mm 至 3040mm
HCN Sales / Gao Yuehan
多段
LB系列： 3040mm 至 30040mm 可以更长需要定制
海德汉（中国）有限公司
WWW.HEIDENHAIN.COM.CN
选型需考虑的几个因素 机械结构与安装位置空间
LC/LF/LS 100 系列 标准外壳直线光栅尺 结构坚固、抗震能力强、测量行程长 （建议优先选用）
HCN Sales / Gao Yuehan
LC/LF/LS 400 系列 纤细外壳直线光栅尺 用于安装空间有限之处
海德汉（中国）有限公司
WWW.HEIDENHAIN.COM.CN
正确对待用户的需求
第一类：购买备件 请用户提供原来的Id. Nr或者S. Nr ，以便海德汉公司在系统中查询；
HCN Sales / Gao Yuehan
第二类：升级改造替换 请用户提供原来的Id. Nr或者S. Nr ，以便确定现有光栅尺次的参数，寻找替代升级 型号；
第三类：为新机床选型 如果是为新的机床作选型，则需要考虑更多的因素；和用户清楚的落实光栅尺的参 数； 请认真阅读样本中光栅尺参数列表的各个选项！
P2
销钉保证安装尺寸
端块
0.1 直线光栅尺
P1
读数头安装块
读数头基座
海德汉（中国）有限公司
WWW.HEIDENHAIN.COM.CN
安装尺寸 读数头
HCN Sales / Gao Yuehan
Linear Encoder LC1x1 LC4x1
Distanced inm m 1.5 0.2 1 0,3
选型需考虑的几个因素
输出信号与接口
绝对值接口：（建议优先选用） EnDat 2.2 Fanuc 02 串口 LC183 / LC483 LC193F / LC493F
HCN Sales / Gao Yuehan
Mitsubishi 高速串口 LC193M / LC493M 增量式接口： 1Vpp正弦波 TTL 方波 LS187/LS487 LF183/LF481 LB382 LS176/LS477
WWW.HEIDENHAIN.COM.CN
封闭式直线光栅尺电缆
认真阅读样本中《电气原件连接和电缆》一章的内容
HCN Sales / Gao Yuehan
掌握基本概念
Coupling male
Connector female
female
male
海德汉（中国）有限公司
WWW.HEIDENHAIN.COM.CN
光栅尺
P P P1 2 2 高速铣床 © Heller
阿贝误差的补偿
海德汉（中国）有限公司
WWW.HEIDENHAIN.COM.CN
直线光栅尺的安装Fra Baidu bibliotek
阿贝距离
HCN Sales / Gao Yuehan
海德汉（中国）有限公司
WWW.HEIDENHAIN.COM.CN
振动的影响
HCN Sales / Gao Yuehan
A p p lic a tio n 应用
E n v ir o n m e n t/ A m b ie n t c o n d itio n s 环境 温 度情 况
A c c u ra c y 精度
海德汉（中国）有限公司
WWW.HEIDENHAIN.COM.CN
选型需考虑的几个因素 Accuracy 精度：±2um ±3um ±5um ±10um
海德汉（中国）有限公司
（TTL方波型在新样本中没有介绍，请咨询销售或技术人员）
海德汉（中国）有限公司
WWW.HEIDENHAIN.COM.CN
选型需考虑的几个因素 参考点形式
绝对值：无参考点 →
HCN Sales / Gao Yuehan
增量式： 标准型：1个，位置可移动
距离编码型 ：间隔等差数列
→
海德汉（中国）有限公司
定义：在任意1m 长的测量范围内，测量曲线 上的极限值±F不超过精度等级±a，它由最 终检测确定并标注在检测记录图中。
HCN Sales / Gao Yuehan
它是系统精度。 在供货时提供（Page13）
海德汉（中国）有限公司
WWW.HEIDENHAIN.COM.CN
选型需考虑的几个因素 Measuring step 测量步距（分辨率）
WWW.HEIDENHAIN.COM.CN
选型需考虑的几个因素 其它需要考虑的因素
栅距与信号周期： 8um 20um 40um （栅距越小，信号的细分误差越小，驱动系统平稳性越好） 移动速度： 30m/min 60m/min 120m/min 180m/min 热膨胀特性：8ppm/k 9ppm/k 10ppm/k （与光栅载体有关） 工作温度：0 ～ 40℃ 0 ～ 50 ℃
海德汉（中国）有限公司
WWW.HEIDENHAIN.COM.CN
7: TTL带5/10细分 8：1Vpp 9：带串口的绝对式光栅尺
C:绝对式
封闭式直线光栅尺
根据应用场合分类
用于NC数控机床的增量式线性光栅尺 LS 1x7(C) / LS 4x6(C)/ LS 4x7(C) LF 1x3(C) / LF 4x1(C) LB 3x2(C) 用于NC数控机床的绝对式线性光栅尺 LC 183 / LC 193F / LC 193M LC 483 / LC 493F / LC 493M 用于特殊场合的线性光栅尺 LS 629 (C) 用于手动机床的增量式线性光栅尺 LS 6x3(C) / LS 3x3(C)/LS388(C)
HCN Sales / Gao Yuehan
海德汉（中国）有限公司
WWW.HEIDENHAIN.COM.CN
海德汉封闭式直线光栅尺的选型
HCN Sales / Gao Yuehan
400 LS/LC/LF 100
LB
海德汉（中国）有限公司
WWW.HEIDENHAIN.COM.CN
选型需考虑的几个因素
直线光栅尺的安装 走线半径
HCN Sales / Gao Yuehan
Recommend bending radius
海德汉（中国）有限公司
WWW.HEIDENHAIN.COM.CN
直线光栅尺的安装 热膨胀
HCN Sales / Gao Yuehan
Screw for the thermal Fix-point is not used
e re F le h ng Ii n m
Thi ckness h in m
模范设计
自振频率与安装块尺寸的关系
海德汉（中国）有限公司
WWW.HEIDENHAIN.COM.CN
安装尺寸 尺体
HCN Sales / Gao Yuehan

P1
P2

0 +/- 0,2 1 +/- 0,3
海德汉（中国）有限公司
海德汉（中国）有限公司
HCN Sales / Gao Yuehan
根据测量标准区分
DIADUR 玻璃光栅
LS 1x6(C), LS 4x6(C), LS 4x7(C) LS 6x3(C), LS 3x3(C) LC 1x1, LC 4x1 LS 629(C) AURODUR LB 3x2(C) 钢带相位光栅 LF 1x3 (C), LF 4x1(C) 钢带光栅
HCN Sales / Gao Yuehan
T h e rm a l B e h a v io u r 热膨胀特性 S ig n a l P e r io d 信号周期
M e a s u r in g S te p 测量步距 M e a s u r in g L e n g th 测量长度
M e c h a n ic a l D e s ig n 机械结构 O u tp u t S ig n a ls 输出信号
Distancea inm m 2 0,2 0 0,2
a
海德汉（中国）有限公司
WWW.HEIDENHAIN.COM.CN
d
电缆的屏蔽
使用法那科数控时尤其注意！
HCN Sales / Gao Yuehan
(X 300mm)
X
Scale
SDU
24VDC Feedback cable
Power Supply
HCN Sales / Gao Yuehan
Cross section of the cable 4 mm2
海德汉（中国）有限公司
WWW.HEIDENHAIN.COM.CN
直线光栅尺的安装 屏蔽
HCN Sales / Gao Yuehan
海德汉（中国）有限公司
WWW.HEIDENHAIN.COM.CN
- 安装建议
HCN Sales / Gao Yuehan
将光栅安装在高刚性，不间断的安装面上。 不要将光栅安装在振动剧烈的部位或振幅较大的区域。 为了便于布线，读数头尽可能安装在不移动部件上 电缆不会因运动 产生惯性力。 读数头安装块不要设计得太长，厚度要尽可能大以保证其自振频率足够 高。 读数头安装块应设计成单一部件。不要使用由多个部件焊接或螺栓固定 成的安装块。 读数头安装块的安装面要尽量大而平坦。

机床都是振动系统 立轴常有振动问题 光栅如果安装不当，可能会 将振动引入位置反馈环中

光栅安装面所传递的振动不能超过光栅技术说明中表示的最大值。 读数头安装块和读数头所构成系统的自有频率要大于 1500 ... 2000 Hz
海德汉（中国）有限公司
WWW.HEIDENHAIN.COM.CN
振动
Shield grounding (with clamp on shield wire mash)
海德汉（中国）有限公司
WWW.HEIDENHAIN.COM.CN
直线光栅尺的安装 屏蔽
HCN Sales / Gao Yuehan
海德汉（中国）有限公司
WWW.HEIDENHAIN.COM.CN
直线光栅尺的安装 屏蔽
WWW.HEIDENHAIN.COM.CN
直线光栅尺的安装 靠肩
导轨
HCN Sales / Gao Yuehan
端块
0.1
安装靠肩 保证安装尺寸 直线光栅尺 读数头安装块
读数头基座
海德汉（中国）有限公司
WWW.HEIDENHAIN.COM.CN
直线光栅尺的安装 销钉
导轨
HCN Sales / Gao Yuehan
海德汉（中国）有限公司
WWW.HEIDENHAIN.COM.CN
不良设计
读数头安装块过长过薄
HCN Sales / Gao Yuehan
海德汉（中国）有限公司
WWW.HEIDENHAIN.COM.CN
读数头安装块的设计
HCN Sales / Gao Yuehan
l
b h
Standardized natural frequency f in %
LC系列： 0.1um 可以达到 0.005um LF系列： 0.1um LS 系列：0.5um LB系列： 0.1um
HCN Sales / Gao Yuehan
可以通过系统设定需要值
海德汉（中国）有限公司
WWW.HEIDENHAIN.COM.CN
选型需考虑的几个因素 Measuring length 测量长度 （50-30000mm）
海德汉（中国）有限公司
WWW.HEIDENHAIN.COM.CN
封闭式光栅尺的特点
封闭式光栅尺设计出发点是将其用在相对较差的环境中 • 铣床 • 钻床和镗床 • 车床 • 磨床 • 电火花机床 封闭式光栅尺的特点： • 光栅尺和扫描头有防污染外壳 • 扫描头的在光栅尺内移动 • 信号周期最小到4 µm（细分前） • 精度可达2 µm • 测量步距可达0.1 µm • 安装简单 • 抗震动