LC LF
LC 400 LC 100 LF 481 LF 183 LS 487 LS 187
LS
LS 477 LS 177
17
HCN 2008
8：1Vpp 9：带串口的绝对式光栅尺
机床用直线光栅尺
HCN 2008
应用
要求
高精度 热特性 稳定性
HEIDENHAIN Product
高性能机床，
磨床，车床，铣床
LF LC LS 1xx, LS 4xx LB LS 1679
热特性 测量步距，价格
大型机床 折弯机等
经济性 坚固耐用 数显用光栅尺
~ 1 Vpp
大型机床
LS 388C LS 328C LS 378C LS 688C LS 628C LS 678C
20 µ m 增量式 玻璃刻线 ± 10 µm ± 10 µm ± 5 µm ~ 1 Vpp TTL
通用型机床 如手动机床、 EDM和刀具调 整等
LS 1679
100µm
增量式 玻璃刻线 内置导轨
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8
不合理的安装
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9
读数头安装块
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l
b h
10
Abbé误差的补偿
b
导轨
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b
丝杠
ΔP
S
重心

P
ΔP 2

光栅尺
Abbé误差的补偿
高速铣床 © Heller
tan P P2 / b 1 /b P b tan 1 P P P1 2 2
Distance d, mm 1.5 ±0.3 1.0 ±0.3
Distance a, mm 2.0 ± 0.3 0.0 ± 0.2
a
7
光栅尺的安装建议
将光栅尺安装在高刚性，不间断的安装面上。 不要将光栅尺安装在振动剧烈的部位或振幅较大的区域。 为便于布线，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，避免由多个部件焊接或螺栓固定而成。 读数头安装块的安装面要尽量大而平坦。 注意电缆的屏蔽！
LS 187 LS 177
20 µm 增量式 单场扫描 玻璃刻线 ± 5 µm ± 3 µm ~ 1 Vpp TTL
高性能铣 床和车床
LS 487 LS 477
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封闭式直线光栅尺概览
刻线周期 类型 精度等级 接口
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典型应用
LB 382(C)
增量式 单场扫描 钢带刻线
40 µ m
± 5 µm
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接口信号和电缆接头
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LS 187和LS 487的标准化连接
LC 1x3 和LC 4x3的标准化连接
增量式信号
信号类型 11 µApp 1 Vpp 12 针M23接头 15 针D-Sub TTL
绝对式信号
EnDat 不带增量信号 8针 EnDat 带增量信号 17针 FANUC 并行串口 20针 Mitsubishi 高速串口 20针
4
封闭式光栅尺的外形
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LC/LS 400系列
LC/LS 100系列
LB 382(C)单段式
LB 382(C)多段式
5
封闭式直线光栅尺尺寸
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封闭式直线光栅尺读数头安装尺寸
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Linear encoder LC 1x3, LS 1x7 LC 4x3, LS 4x7
入门级数控机床
EDM
LS 378C / LS 678C LS 388C / LS 688C LS 328C / LS 628C
手动机床
简单易用
18
封闭式直线光栅尺概览
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LC 信号周期 刻线类型 长度范围（大截面） 长度范围（小截面） 系统精度 20 µm Glass, G8 3040 mm (4240 mm) 2040 mm ±5 µ m, ±3 µm EnDat 2.1, 2.2 Fanuc 01, 02 Mitsubishi 01, 02
± 10 µm
TTL
折弯机
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•光栅尺的信号类型
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1 Vpp模拟信号
增量信号:
2个近似正弦的信号A和B 信号幅值 M: 0.6至1.2 Vpp ，典型1 Vpp 信号周期
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A U 1 U
360°el.
对称性误差:
|P-N| / 2M: 信号幅值比: MA / MB: 相位角: |φ 1+ φ 2| / 2: 0.065 0.8至1.25 90°±10 °
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减小Abbé 误差的安装方法
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HCN 2008
•光栅尺的防护
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空气压缩装置DA 300
■ ■ ■ ■ 使用时必须保证气源干燥、洁净 定期更换滤芯 最多可用于10 根总长为35 m的封闭式直线光栅尺 LC/LS 100系列光栅尺外壳和读数头两端都能通入压缩空气
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HEIDENHAIN
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数控机床用直线光栅尺
1
封闭式直线光栅尺的选型
机械结构和安装 测量长度 信号接口 测量精度 栅距 标准型100系列，紧凑型400系列 大于4240mm时必须采用LB系列产品 优先选用LC系列绝对式光栅 栅距越小，信号细分误差越小 驱动系统平稳性越好 LF: 8 m LC: 20 m 测量速度 参考点的形式 诊断 LS: 20 m LB: 40 m
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细分误差对工件质量的影响
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细分误差直接影响工件表面质量
A: 细分误差为±0.4 µ m的位置编码器 B, C: 细分误差为±1 µm的位置编码器
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HCN 2008
•光栅尺的测量速度
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直线光栅尺的测量速度
■ 测量速度的计算
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Vmax= fmax SP 60 10-3
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HCN 2008
信号周期360°电子角
故障信号
4倍频之后的测量步距 参考脉冲
等反相信号未示出
EnDat
以传输增量编码器的位置信息。由于采用串行数据传输方式，因此只需要四条信号线。
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EnDat 信号接口是用于编码器的双向数字接口，能够传输绝对编码器的位置值，如采用EnDat 2.2还可
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LC≤180 m/min, LS≤120 m/min LF≤60 m/min, LB≤120 m/min 标准型，C型，绝对式 快捷的安装检验，简单的信号诊断
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•机械结构和安装
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封闭式直线光栅尺结构
பைடு நூலகம்
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用于平衡热膨胀
读数头运输小车
光栅尺
光源
光电池 密封条 读数头
产品系列 Vmax 电气允许最大测量速度m/min fmax 最大扫描/输出频率kHz SP 信号周期µm 测量速度 ≤180 m/min ≤ 30 m/min ≤ 60 m/min ≤120 m/min TTL x 5 TTL x 10 50 kHz ≥1 µs ≤60 m/min 100 kHz ≥0.25 µs ≤120 m/min 50 kHz ≥0.5 µs ≤60 m/min 25 kHz ≥1 µs ≤30 m/min TTL x 20 50 kHz ≥0.25 µs ≤60 m/min 25 kHz ≥0.5 µs ≤30 m/min 细分倍数 扫描频率 最小边沿a
B

参考信号:
一个或多个信号I0 有效值G: 0.2至0.85 V 静态值H: < 1.7 V 干扰距离E, F: > 40 mV 过零点K, L: 180°±90°
R U
标准值 Up=5V±5% 360°
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TTL方波信号
TTL接口输出信号的光栅尺和编 码器自带正弦扫描信号的数字化 电子电路，分为带和不带细分电 路两类。 增量信号以相位差为90°的系列 方波脉冲信号U a1和U a2进行传 输。参考点信号包括一个或多个 参考脉冲 Ua0，由增量信号触 发。此外，内置电子电路还生成 其反相信号，实现无噪声信号传 输。 故障监测信号ŪaS表示故障状态， 如电源断电、光源失效等，用于 自动生产过程中停机等。
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HCN 2008
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HCN 2008
•封闭式直线光栅尺概览
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海德汉封闭式直线光栅尺的命名
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 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 7: TTL带5/10 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 C:绝对式
IBV 101
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1 Vpp→EnDat 2.2
1 VPP 正弦增量信号 A+ A– B+ B– R+ R– Up 0V EIB 192 Up 0V EIB 392 信号细分盒(EIB) EnDat 2.2 Data + Data – Clock + Clock –
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HCN 2008
LS 20 µm Glass, G8 3040 mm 2040 mm ±5 µ m, ±3 µm, ±10 µm 1 Vpp TTL 11 µApp
LB 40 µm Steel, 0,3 mm ∞ ±5 µ m 1 Vpp TTL 11 µ App