敞开式直线光栅尺

直线光栅尺测量直线轴位置过程期间没有

任何其它机械传动件。因此，它能消除以

下潜在误差源：

••滚珠丝杠温度特性导致的定位误差

••反向误差

••滚珠丝杠螺距误差导致的运动特性误差

因此，直线光栅尺已成为高精度定位和高

速加工不可或缺的必备条件。

敞开式直线光栅尺设计用于需要高精度测

量的机床和系统。典型应用包括：

••半导体工业的测量和生产设备

•• PCB电路板组装机

••超精密机床，例如加工光学元件的金刚

石刀具，加工磁盘端面车床和加工铁氧

体元件的磨床

••高精度机床

••测量机和比较仪，测量显微镜和其它精

密测量设备

••直接驱动

机械结构

敞开式直线光栅尺包括光栅尺或钢带光栅

尺和读数头，光栅尺和读数头间无机械接

触。

敞开式直线光栅尺的长光栅直接固定在安

装面上。安装面的平面度直接影响直线光

栅尺精度。

以下产品信息

••高质量扫描式角度编码器

••带内置轴承角度编码器

••无内置轴承角度编码器

••模块式磁栅编码器

••旋转编码器

••伺服驱动用编码器

••NC数控机床用直线光栅尺

••接口电子电路

••海德汉数控系统

超高精度

LIP敞开式直线光栅尺的特点是测量步距

非常小、精度和重复精度非常高。 扫描方

式为干涉扫描，测量基准为DIADUR相位

光栅（LIP 281：OPTODUR相位光栅）。

高精度

LIF敞开式直线光栅尺的测量基准是

SUPRADUR玻璃基体光栅，用干涉扫描方

法。特点是精度和重复精度高，安装简

单，有限位开关和回零轨。 特殊型号的

LIF 481 V可用于10–7bar的真空环境中

运动速度快

LIDA敞开式直线光栅尺特别适用于运动速

度达10 m/s的高速运动应用，支持多种安

装方式，安装简单。根据相应应用要

求，METALLUR光栅的基体可为钢带，玻

璃或玻璃陶瓷。 也可有限位开关。

二维光栅尺

PP双坐标编码器的测量基准是一个平面

DIADUR相位光栅，干涉扫描方式。 用于

测量平面中位置。

测量原理

测量基准

海德汉公司的光学扫描型光栅尺或编码器

的测量基准都是周期刻线－光栅。

这些光栅刻在玻璃或钢材基体上。 大长度

测量用的光栅尺基体为钢带。

海德汉公司用特别开发的光刻工艺制造精

密光栅。

•• AURODUR： 在镀金钢带上蚀刻线条，

典型栅距40 μm

••METALLUR： 抗污染的镀金层金属线，

典型栅距20 μm

••DIADUR： 玻璃基体的超硬铬线（典型

栅距20 μm）或玻璃基体的三维铬线格

栅（典型栅距8 μm）

•• SUPRADUR相位光栅： 光学三维平面

格栅线条，超强抗污能力，典型栅距不

超过8 μm

••OPTODUR相位光栅： 光学三维平面格

栅线条，超高反光性能，典型栅距不超

过2 μm

这种方法除了能刻制栅距非常小的光栅

外，而且它刻制的光栅线条边缘清晰、均

匀。 再加上光电扫描法，这些边缘清晰的

刻线是输出高质量信号的关键。

母版光栅

测量法

测量法是指编码器通电时就可立即得

到位置值并随时供后续信号处理电子设备

读取。 无需移动轴执行参考点回零操作。

位置信息来自光栅码盘，它由一系列

码组成。 单独的增量刻轨信号用于细

分处理后得到位置值，同时也能生成供选

用的增量信号（与接口类型有关）。

增量测量法

增量测量法的光栅由周期性刻线组成。位

置信息通过计算自某个原点开始的增量数

（测量步距数）获得。由于必须用参

考点确定位置值，因此光栅尺上还刻有一

个参考点轨。参考点确定的光栅尺位

置值可以精确到一个测量步距。

必须通过扫描参考点建立基准点或确

定上次选择的原点。

有时，这需要机床运动行程达到测量范围

的较大部分。为加快和简化“参考点回

零”操作，许多光栅尺刻有距离编码参考

点，这些参考点彼此相距数学算法确定的

距离。 移过两个相邻参考点后，后续电子设备就

能找到参考点位置。

光电扫描

大多数海德汉公司光栅尺或编码器都用光

电扫描原理。对测量基准的光电扫描为非

接触扫描，因此无磨损。这种光电扫描方

法能检测到非常细的线条，通常不超过几

微米宽，而且能生成信号周期很小的输出

信号。

测量基准的栅距越小，光电扫描的衍射现

象越严重。 海德汉公司的直线光栅尺采用

两种扫描原理：

••成像扫描原理用于10 μm至200 μm的栅

距。

••干涉扫描原理用于4 μm甚至更小栅距的

光栅。

成像扫描原理

简单地说成像扫描原理是用透射光生成信

号： 两个具有相同或相近栅距的光栅尺光

栅和扫描光栅彼此相对运动。 扫描掩膜的

基体是透明的，而作为测量基准的光栅尺

可以是透明的也可以是反射的。

当平行光穿过一个光栅时，在一定距离处

形成明/暗区。具有相同或相近栅距的扫描

光栅就在这个位置处。当两个光栅相对运

动时，穿过光栅尺的光得到调制。如果狭

缝对齐，则光线穿过。 如果一个光栅的刻

线与另一个光栅的狭缝对齐，光线无法通

过。光电池将这些光强变化转化成电信

号。 特殊结构的扫描掩膜将光强调制为近

正弦输出信号。栅距越小，扫描光栅和光

栅尺间的间距越小，公差越严。如果成像

扫描编码器的栅距为10 μm或更大，编码

器的安装公差相对宽松。

LIC和LIDA系列直线光栅尺为成像扫描。

详情请联系北京艾玛特科技有限公司销售工程师：

于洪超

15801124623/18626873923

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