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1、HCN-MT April.2010 1 数控机床用直数控机床用直线光栅尺线光栅尺 HEIDENHAIN 2014年6月16日 HCN-MT April.2010 2 直线光栅尺概览直线光栅尺概览 HCN-MT April.2010 3 海德海德汉封闭式直线汉封闭式直线光栅尺的命名光栅尺的命名 LS 1 8 7 C 参考点选择参考点选择 无：选择参考点 C： 按距离编码的参考点 F： FANUC系统接口 M： MITSUBISHI 系统接口 光栅尺机械结构光栅尺机械结构 电子输出信号电子输出信号 0：11 Ass 2：TTL不带细分 7：TTL带5/10细分 8：1 Vpp 9：带串口的绝对式光
2、栅尺 外壳类型外壳类型 1：标准外壳 4：紧凑外壳 扫描原理与测量标准扫描原理与测量标准 S：玻璃增量式 F：钢带精密增量式 B：大外壳钢带增量式 C：玻璃绝对式 4 ID Label 生产日期 ID(订货号) 测量长度 产品型号 Measuring step (for absolute encoders)测量步距(只针对绝对光栅尺) ID structure: Id.Nr. 557 679 - 25 Basic ident number Variant Basic ident number: Model Variant: Device version (e.g. measuring leng
3、th, line count, cable length, connector design, etc.) If you have technical questions, always have the device ID ready! 如果您需要咨询有关技术问题，请提前准备好产品如果您需要咨询有关技术问题，请提前准备好产品ID信息！信息！ 序列号 5 ID Label Operating voltage 工作电压 Line count(线数) Connector data (pin assignment)接口定义 Interface输出信号类型 6 Production Code The
4、alphanumeric code gives information on the production year = letter and production month = 2-digit number. Production code E4 = April 2005 Example: Production code 7 Code Key D Letter Production year Letter Production year Number Production month B C A E F G H I J K L M 1984 1982 1983 1981 1985 1986
5、 1987 1988 n.a. n.a. 1989 1990 1991 2004 2002 2003 2001 2005 2006 2007 2008 n.a. n.a. 2009 2010 2011 Q O P N R S T U V W X Y Z n.a. n.a. 1993 1992 1994 1995 1996 1997 1998 1999 n.a. n.a. 2000 n.a. n.a. 2013 2012 2014 2015 2016 2017 2018 2019 n.a. n.a. 2020 04 02 03 01 05 06 07 08 09 10 11 12 April F
6、ebruary March January May June July August September October November December HCN-MT April.2010 8 机床用直线光栅尺机床用直线光栅尺 入门级数控机床入门级数控机床 EDM 手动机床手动机床 高性能机床，高性能机床， 磨床，车床，铣床磨床，车床，铣床 LF 1xx, LF 4xx LC 1xx, LC 4xx LS 1xx, LS 4xx LB 3x2C LB 271 LS 1378C / LS 678C LS 388C / LS 688C LS 328C / LS 628C 大型机大型机床床 要求
7、要求 高精度高精度 热特性热特性 稳定性稳定性 热特性热特性 测量步距，价格测量步距，价格 经济性经济性 坚固耐用坚固耐用 数显用光栅尺数显用光栅尺 简单易用简单易用 应用应用 HCN-MT April.2010 9 封闭式直线光栅尺概览封闭式直线光栅尺概览 LC LS LB LF 信号周期信号周期 20 m 20 m 40 m 4 m 测量步距测量步距/分辨率分辨率 0.1 m 0.5 m 0.1 m 0.1 m 刻线类型刻线类型 玻璃 玻璃 钢带 钢带 参考点类型参考点类型 无（绝对式） 单个/等距/距离编码 等距/距离编码 单个/等距/距离编码 长度范围（大截面）长度范围（大截面） 42
8、40 mm 3040 mm 3040 mm 长度范围（小截面）长度范围（小截面） 2040 mm 2040 mm - 1220 mm 系统精度系统精度 5 m, 3 m 5 m, 3 m 5 m 5 m, 3 m, 2 m 信号接口信号接口 EnDat 2.1, 2.2 Fanuc 02 Mit02-4 1 Vpp TTL 1 Vpp TTL 1 Vpp TTL HCN-MT April.2010 10 封闭式直线光栅尺概览封闭式直线光栅尺概览 刻线周期刻线周期 类型类型 精度等级精度等级 接口接口 典型应用典型应用 LF 183 LF 481 8 m 增量式 单场扫描 钢带刻线 3 m 2
9、m 1 Vpp 磨床 LC 183 LC 483 20 m 绝对式 单场扫描 玻璃刻线 5 m 3 m EnDat 2.2 Fanuc 02 Mitsubishi 高性能铣 床和车床 LS 187 LS 177 LS 487 LS 477 20 m 增量式 单场扫描 玻璃刻线 5 m 3 m 1 Vpp TTL HCN-MT April.2010 11 封闭式直线光栅尺概览封闭式直线光栅尺概览 刻线周期刻线周期 类型类型 精度等级精度等级 接口接口 典型应用典型应用 LB 382(C) 40 m 增量式 单场扫描 钢带刻线 5 m 1 Vpp 大型机床 LS 388C LS 328C LS 3
10、78C LS 688C LS 628C LS 678C 20 m 增量式 玻璃刻线 10 m 10 m 5 m 1 Vpp TTL 通用型机床 如手动机床、 EDM和刀具 调整等 LS 1679 100m 增量式 玻璃刻线 内置导轨 10 m TTL 折弯机 HCN-MT April.2010 12 刻线工艺刻线工艺 HCN-MT April.2010 13 HEIDENHAIN光栅刻线工艺光栅刻线工艺 DIADUR玻璃光栅玻璃光栅 + LC 1x3(C), LC 4x3(C) + LS 1x7(C), LS 4x7(C) + LS 6x8C, LS 3x8(C) + LS 629(C), L
11、S 1679 AURODUR钢带光栅钢带光栅 + LB 382(C) + LB 271 SURPADUR钢带相位光栅钢带相位光栅 + LF 1x3(C), LF 4x1(C) HCN-MT April.2010 14 DIADUR刻线工艺刻线工艺 将坚硬的金属铬线镀在玻璃或钢带基体上将坚硬的金属铬线镀在玻璃或钢带基体上 UV 紫外光 母板 感光线 20 m 铬线 0.1 m铬层 玻璃 光阻材料 1)光阻材料涂层光阻材料涂层 2)盖母板盖母板 3)感光冲洗感光冲洗 4)镀铬镀铬 5)去除多余材料去除多余材料 HCN-MT April.2010 15 AURODUR刻线工艺刻线工艺 AURODUR
12、工艺是将金镀在钢带上，形成坚硬耐磨的金刻线带尺。工艺是将金镀在钢带上，形成坚硬耐磨的金刻线带尺。 感光去除 金属带 镀金层 光阻材料 光阻材料刻线 刻蚀金属表面 刻蚀 1)镀金层镀金层 2)光阻材料涂层光阻材料涂层 3)感光冲印感光冲印 4)刻蚀镀金层刻蚀镀金层 5)去除多余材料工艺去除多余材料工艺 HCN-MT April.2010 16 SUPRADUR刻线工艺刻线工艺 SUPRADUR + SURPADUR工艺在主反射层上加透明层，再在上面镀一层极薄的金属铬，形成光学三维相位光栅。 + 因薄薄的金属铬层不会使粉末、污垢、水滴积聚在刻线表面上，所以SUPRADUR光栅抗污染能力强。 基体
13、主反射层 透明层 反射层 平面结构的三维光学刻线平面结构的三维光学刻线 三维相位光栅三维相位光栅 HCN-MT April.2010 17 METALLUR刻线工艺刻线工艺 METALLUR + HEIDENHAIN全新研发的镀层工艺将若干道金层、隔离层和铬层附着到基础材料上。这种镀层称为命名为“METALLUR”。镀层完成之后，采用激光束在铬层上刻划“烧蚀”出所需的栅线结构。 + 在METALLUR镀层表面制作的栅线结构有着极高的栅线边缘清晰度和均匀性，与所采用的光电扫描一起保证输出信号高质量的决定性因素，也使得对输出信号进一步高倍细分以获得高分辨率成为可能。极为坚固的铬层和间距层保证了光栅
14、鼓对划伤相对不敏感。 吸收层 反射层 隔离层 激光束 铬层 金层 钢带 栅线结构采用激光束加工 HCN-MT April.2010 18 扫描原理扫描原理 HCN-MT April.2010 19 直线光栅尺四场扫描技术直线光栅尺四场扫描技术 光电池 参考点 扫描掩膜 LED 光源 聚光透镜 光栅尺 栅距 HCN-MT April.2010 20 单单场扫描技场扫描技术术 - 绝对式直线光栅尺绝对式直线光栅尺 LED光源 聚光透镜 光栅尺 扫描掩膜 PRC传感器 单场光电池组 单场扫描的传感器结构 LED光 源 DIADUR 光栅尺 光电池 HCN-MT April.2010 21 高质量绝对
15、位置信息高质量绝对位置信息 线性传感器序列 4个位置检测场 解码 4个位置信息 比对4个位置值 去除缺陷值 伪随机编码刻线 1 2 3 4 高可靠性位置值 HCN-MT April.2010 22 钢带光栅尺的单场成像扫描钢带光栅尺的单场成像扫描 光栅鼓 扫描窗口 光电传感器 （光电池） LED光源 扫描光栅 扫描掩膜 聚光透镜 钢带光栅尺钢带光栅尺的的单场成像单场成像光电光电扫描扫描 HCN-MT April.2010 23 透射式扫描透射式扫描 - 信号生成信号生成 HCN-MT April.2010 24 单场扫描和四场扫单场扫描和四场扫描对比描对比 单场扫描的信号质量提高单场扫描的信号质量提高 50% HCN-MT April.2010 25 直线光栅尺的参考点直线光栅尺的参考点 HCN-MT April.2010 26 参考点类型参考点类型 单个参考点单个参考点 等距离参考点等距离参考点 距离编码参考点距离编码参考点 / C型型 无参考点绝对式光栅尺无参考点绝对式光栅尺 10.02 10.04 20 20 50 50 信号周期信号周期 名义增量数名义增量数 最大移动距离最大移动距离 LF 4 m 5000 20 mm LS 20 m 1000 20 mm LB 40 m 2000 80 mm HCN-MT April.2010
