購(gòu)買光柵尺的選型選用方法：

1、光柵尺選用大于使用設(shè)備的量程，以免撞斷撞壞。

2、光柵尺數(shù)顯用5V光柵尺，PLC、工控機(jī)、單片機(jī)等用24V光柵尺

3、光柵尺用于狹小的安裝空間用小尺，安裝空間較大可以選用大尺，具體型號(hào)與客服確定好。

4、光柵尺里0.5um光柵尺用于儀器及自動(dòng)化設(shè)備上，1um光柵尺用于磨床、儀器及自動(dòng)化設(shè)備等，5um光柵尺用于銑床、車床、鏜床、鋸床、線切割、電火花、自動(dòng)化設(shè)備等設(shè)備上

5、光柵尺可選用TTL信號(hào)和EIA-422-A差分信號(hào)，選用參考連接的顯示部分要求
6、光柵尺出來(lái)的電纜線插頭有圓頭6芯、7芯；方插頭有9芯；根據(jù)客戶要求決定

7、客戶盡量詳細(xì)把產(chǎn)品的技術(shù)要求提出來(lái)，描述清楚，怕出現(xiàn)差錯(cuò)。謝謝！

8、常用規(guī)格有貨，精度等技術(shù)要求高的需要訂貨，貨期與客戶商量

9、產(chǎn)品質(zhì)保12個(gè)月，提供技術(shù)支持，有償上門服務(wù)

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SINO信和KA-300/KA-500/KA-600光柵尺電子尺數(shù)顯尺應(yīng)用在工控機(jī)光柵尺由有標(biāo)尺光柵（尺體）和讀數(shù)頭兩部分組成。PLC*光柵尺有KA-200光柵尺、KA-300光柵尺、KA-500光柵尺、KA-600光柵尺等，分辨率分0.5um/1um/5um光柵尺電子尺光學(xué)尺光標(biāo)尺計(jì)數(shù)尺數(shù)顯尺位移傳感器。關(guān)于PLC*光柵尺的價(jià)格、維修、報(bào)價(jià)、技術(shù)問(wèn)題。型號(hào)等請(qǐng)聯(lián)系蘇州澤升*密機(jī)械儀器有限*，我們將竭誠(chéng)為你服務(wù)。

SINO信和KA-300/KA-500/KA-600光柵尺電子尺數(shù)顯尺實(shí)物圖及技術(shù)參數(shù)：

光柵尺和PLC（單片機(jī)、工控機(jī)）連接的過(guò)程就是PLC（單片機(jī)、工控機(jī)）

讀取光柵尺輸出的脈沖信號(hào)的過(guò)程。*般采用PLC的計(jì)數(shù)器（*速計(jì)數(shù)模塊）統(tǒng)

計(jì)光柵尺輸出的脈沖數(shù)量轉(zhuǎn)換為位移量。光柵尺A、B兩路信號(hào)輸出具有90度的

相位差，從而判斷光柵尺的位移方向。

5U分辨率：位移量=脈沖數(shù)量×20

*光柵尺特點(diǎn)：

1、PLC*光柵尺采用*的PU材料制造出耐油、*彈性及*老化膠封。由工程師*心設(shè)計(jì)出佳的閉合角度和適中的軟硬度,佳的密封性能和少的磨擦阻力。

2、讀數(shù)頭滑動(dòng)部分結(jié)構(gòu)采用已被驗(yàn)證為可靠耐用的五軸承設(shè)計(jì),采用耐用的*五軸承系統(tǒng)設(shè)計(jì),光學(xué)機(jī)械系統(tǒng)的穩(wěn)定性,的重復(fù)定位性和*等級(jí)測(cè)量*度。

3、采用美國(guó)Honeywell*的*能AIGaAs紅外線發(fā)光管為光源。訊號(hào)強(qiáng)而穩(wěn)定,可靠性*。

4、彈簧的幾何設(shè)計(jì)經(jīng)過(guò)*詳細(xì)的力學(xué)模型分析,并采用*級(jí)德國(guó)制彈簧鋼材制造。確保光學(xué)感應(yīng)系統(tǒng)就是在*速的移動(dòng)情下,仍能緊貼在光柵尺上無(wú)跳動(dòng)地滑行。

用途:

主要應(yīng)用于直線移動(dòng)導(dǎo)軌機(jī)構(gòu),可實(shí)現(xiàn)移動(dòng)量的*顯示和自動(dòng)控制,廣泛應(yīng)用于機(jī)床加工和儀器的*密測(cè)量。可供不同規(guī)格的各類機(jī)床、儀器數(shù)字化改造選用,還可根據(jù)用戶的特殊需要進(jìn)行特殊制作。

技術(shù)參數(shù)：

光柵尺接PLC，*般光柵尺接在PLC的*速計(jì)數(shù)模塊上，光柵尺的柵距0.02mm,每*個(gè)柵距發(fā)出*個(gè)脈沖，如果光柵尺的分辨率為0.005mm，么經(jīng)過(guò)PLC四倍頻后得出mm/250個(gè)脈沖。0.001mm的光柵尺mm/1000個(gè)脈沖。

1、量程：50-3000mm

2、分辨率：0.2u----25u

3、電源電壓：5V----24V

4、輸出信號(hào):TTL方波、HTL方波（12V、15V、24V）、RS422信號(hào)、正弦電壓信號(hào)1Vp-p

柵距：0.02mm（50線對(duì)/mm）、0.04mm（25線對(duì)/mm）

*度：±0.008mm、±0.01mm、±0.015mm、（20℃ 1000mm）

參考標(biāo)記：間隔25mm、間隔50mm、間隔100mm、間隔200mm、或全量程任意位置設(shè)*個(gè)*位置參考點(diǎn)（ABS）

量程：1000mm以內(nèi)任意選擇

響應(yīng)速度：25m/min、 60m/min

工作溫度：0-45℃

存儲(chǔ)溫度：-40℃-55℃

PLC主單元有外部*速計(jì)數(shù)輸入端口和內(nèi)置*速計(jì)數(shù)器，可用于處理光柵尺的信號(hào)。這是不是說(shuō)*速計(jì)數(shù)模塊就沒(méi)用呢？答案是否定的。PLC主單元處理信號(hào)頻率不如*速計(jì)數(shù)模塊。FX2N系列接收單相信號(hào)*60KHz，接收2相信號(hào)*30KHz。如果使用*比較指令，單相*10KHz，2相信號(hào)*5KHz。FX3U系列接收單相信號(hào)*100KHz，接收2相信號(hào)*50KHz。如果使用*指令，*不會(huì)超過(guò)60KHz。而很多*速計(jì)數(shù)模塊，可以處理單相信號(hào)*200KHz，2相信號(hào)*100KHz。這幾乎是主單元的兩倍。

   我們可以計(jì)算*下，以FX3U主單元為例，假設(shè)接收2相信號(hào)（因?yàn)楹芏嗲闆r要根據(jù)相位差來(lái)判斷部件移動(dòng)方向），不使用*指令（編程難度加大），*響應(yīng)頻率是50KHz，表示每秒可以接收50000個(gè)脈沖信號(hào)，假設(shè)使用柵距為20um的光柵尺，移動(dòng)*個(gè)柵距，輸出*個(gè)脈沖。那么50000×20um＝1000mm。這就是說(shuō)，部件移動(dòng)速度*不得超過(guò)1000mm/s。如果使用的光柵尺的分辨率是5um，每移動(dòng)20um就輸出4個(gè)脈沖，部件移動(dòng)速度*不得超過(guò)250mm/s。如果要使用*指令，移動(dòng)速度還得進(jìn)*步降低。上述分析計(jì)算是在理論狀態(tài)下進(jìn)行的。實(shí)際中，還要考慮PLC主單元處理*頻信號(hào)的失真、丟失計(jì)數(shù)量、程序循環(huán)執(zhí)行引起的響應(yīng)延遲等情況。另外，在工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境中，好使用RS422差分信號(hào)，系統(tǒng)的*干擾能力。而PLC主單元是不能直接接收RS422差分信號(hào)。

*、結(jié)構(gòu)和工作原理

   光柵尺由有標(biāo)尺光柵（尺體）和讀數(shù)頭兩部分組成。尺體裝在移動(dòng)部件上，讀數(shù)頭裝在固定部件上。也有人把讀數(shù)頭裝在移動(dòng)部件上（針對(duì)尺體移動(dòng)不方便的情況），測(cè)量效果是*樣的，不*樣的是信號(hào)線移動(dòng)不方便。

尺體移動(dòng)就是*對(duì)光柵中的主光柵（標(biāo)尺光柵）和副光柵（指示光柵）進(jìn)行相對(duì)位移，在光的干涉與衍射共同作用下產(chǎn)生黑白相間（或明暗相間）的規(guī)則條紋（莫爾條紋）。經(jīng)過(guò)光電器件使黑白（或明暗）相同的條紋轉(zhuǎn)換成正弦波變化的電信號(hào)，再經(jīng)過(guò)電路的放大和整形后，得到兩個(gè)相位差90度的正弦波或方波信號(hào)A和B。正弦波或方波的周期數(shù)與移動(dòng)距離成正比。尺體正向移動(dòng)時(shí)，A信號(hào)超前B信號(hào)90度，尺體反向移動(dòng)時(shí)，A信號(hào)滯后B信號(hào)90度。有些光柵尺還輸出*個(gè)Z信號(hào)（回零信號(hào)）。

二、柵距和分辨率

   等距的密集線紋，利用光的透射現(xiàn)象形成光柵，線紋的間距稱為柵距。以柵距20um（50線/mm）為例，假設(shè)不用其它措施，尺體每移動(dòng)20um，讀數(shù)頭就輸出*個(gè)周期信號(hào)，輸出10個(gè)周期信號(hào)，表示移動(dòng)了200um。柵距越小，測(cè)量*度越*，成本越*。在保持柵距不變的情況下，把輸出的周期信號(hào)進(jìn)行4倍細(xì)分處理，那么每移動(dòng)20um，就輸出4個(gè)周期信號(hào)，每個(gè)周期信號(hào)表示移動(dòng)5um。廠商就稱呼這個(gè)光柵尺的分辨率是5um，但這個(gè)5um并不是指柵距是5um。如果尺體移動(dòng)距離低于20um，不管是多少細(xì)分處理，結(jié)果是輸出0個(gè)周期信號(hào)。

三、供電方式和輸出信號(hào)

   供電方式常見(jiàn)的有直流5V和24V兩種。為了方便與PLC配套使用，好選擇24V供電的。

   光柵尺的輸出信號(hào)多數(shù)是方波信號(hào)，常見(jiàn)的有兩種：*種是TTL電平信號(hào)，另*種是RS422差分信號(hào)。有些廠商還能訂做集電*開(kāi)路輸出信號(hào)（NPN和PNP兩種）。對(duì)于PLC來(lái)說(shuō)，不是*有信號(hào)都適用。PLC的主單元和*速計(jì)數(shù)模塊（如FX2N-1HC、FX3U-2HC、FX3U-4HSX-ADP和CC-Link計(jì)數(shù)模塊AJ65BT-D62等等）可以直接接收集電*開(kāi)路輸出信號(hào)，集電*開(kāi)路輸出說(shuō)白了，就是電子開(kāi)關(guān)。*電平表示開(kāi)關(guān)導(dǎo)通，低電平表示開(kāi)關(guān)截止?？梢越油ㄖ绷麟娐?。與集電*開(kāi)路輸出的旋轉(zhuǎn)編碼器的連接方法沒(méi)有區(qū)別。NPN型與PNP型的區(qū)別：開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)，NPN型的電流方向是從集電*流向發(fā)射*。PNP型的電流方向是從發(fā)射*流向集電*。

   TTL電平信號(hào)輸出可以用于單片機(jī)或DSP，但不能直接用于PLC。需要加*個(gè)直流電子開(kāi)關(guān)模塊，把TTL電平信號(hào)轉(zhuǎn)換成集電*開(kāi)路輸出信號(hào)。對(duì)于低速移動(dòng)部件，幾乎沒(méi)什么影響。但對(duì)于*速移動(dòng)的部件，這會(huì)帶來(lái)信號(hào)的延遲，甚至周期信號(hào)的丟失。

   RS422差分信號(hào)的特點(diǎn)是，輸出A、A反相、B、B反相等4個(gè)信號(hào)。有些還能輸出Z和Z反相信號(hào)。這種輸出方式，可以利用兩個(gè)反相信號(hào)來(lái)抵消外界的電磁干擾，特別適用于干擾惡劣的環(huán)境。PLC主單元和部分*速計(jì)數(shù)模塊（如FX2N-1HC、AJ65BT-D62）不能直接接收RS422信號(hào)，需要加*個(gè)差分信號(hào)轉(zhuǎn)集電*開(kāi)路輸出模塊，把差分信號(hào)轉(zhuǎn)集電*開(kāi)路輸出信號(hào)。這種轉(zhuǎn)換接收方式*帶來(lái)的問(wèn)題，與TTL電平信號(hào)轉(zhuǎn)換接收是*樣的。有些*速計(jì)數(shù)模塊（FX3U-2HC、AJ65BT-D62D、AJ65BT-D62-S1等）能夠直接接收RS422差分信號(hào)。

在*般的應(yīng)用場(chǎng)合下，伺服電機(jī)已經(jīng)可以達(dá)到很*的定位*度，但是在*些特殊情況下，例如機(jī)械傳動(dòng)*度差，或者結(jié)構(gòu)安裝偏差較大的情況下，會(huì)導(dǎo)致執(zhí)行機(jī)構(gòu)的實(shí)際定位*度達(dá)不到伺服電機(jī)的理論*度。在這種情況下，增加光柵尺與伺服電機(jī)構(gòu)成全閉環(huán)系統(tǒng)，是*個(gè)非常簡(jiǎn)便與性價(jià)比的改進(jìn)方案。

【項(xiàng)目描述】

PLC通過(guò)脈沖控制伺服進(jìn)行定位，伺服電機(jī)外接光柵尺作為反饋信號(hào)，接入臺(tái)達(dá)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的CN5端口，組成全閉環(huán)系統(tǒng)，進(jìn)行*定位。

【硬件方案】

1. PLC：西門子s7-200 SMART

2. 伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器：臺(tái)達(dá)ASD-A2系列

3. 光柵尺：AB相5V差分信號(hào)光柵尺，4倍頻后分辨率為0.005mm/pulse

【全閉環(huán)控制架構(gòu)】

伺服電機(jī)按照常規(guī)的方式連接好后，將光柵尺信號(hào)接入驅(qū)動(dòng)器的CN5端口。注意，此處光柵尺信號(hào)需要選擇5V差分信號(hào)類型，驅(qū)動(dòng)器CN5接線定義如下圖：

接線很簡(jiǎn)單，將光柵尺對(duì)應(yīng)的A+、A-、B+、B-、Z+、Z-及5V和GND線接入CN5口對(duì)應(yīng)管腳即可。

【驅(qū)動(dòng)器參數(shù)設(shè)置】

線路接好后，需要對(duì)驅(qū)動(dòng)器參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，才可使伺服電機(jī)工作在全閉環(huán)模式下,請(qǐng)按照如下步驟設(shè)置參數(shù)。

下面詳細(xì)講解*下參數(shù)如何設(shè)定：

1.全閉環(huán)功能參數(shù)，P1-74；

P1-74是設(shè)定全閉環(huán)控制功能的參數(shù)，有效控制位位4位，從右向左依次為第1~4位。

第1位：該位控制的是驅(qū)動(dòng)器是否使用全閉環(huán)功能，具體參數(shù)釋義如下圖；

我們要使用全閉環(huán)功能，*以這*位設(shè)置為1。

第2位：CN5端口信號(hào)來(lái)源選擇，具體參數(shù)釋義如下；

我們將光柵尺的信號(hào)接入了驅(qū)動(dòng)器CN5口作為全閉環(huán)反饋信號(hào)的來(lái)源，*以這*位設(shè)置為1。

第3位：光柵尺A/B相相位選擇，具體參數(shù)釋義如下；

根據(jù)光柵尺安裝的情況及機(jī)構(gòu)的運(yùn)行方式，光柵尺反饋信號(hào)可能是A超前B也可能是B超前A，該參數(shù)需要根據(jù)實(shí)際安裝情況設(shè)定。此處假設(shè)為0；

第4位：此位為光柵尺反饋信號(hào)濾波功能設(shè)置，此處設(shè)置為0.
根據(jù)上述的參數(shù)分析，我們把P1-74參數(shù)設(shè)置為：00011。

2.光柵尺分辨率參數(shù)，P1-72

此參數(shù)表示當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)*圈時(shí)，光柵尺返回的脈沖數(shù)（4倍頻后）是多少，單位是pulse/轉(zhuǎn)。在此案例中，我們的絲桿導(dǎo)程選擇的為10mm。也就是說(shuō)，伺服電機(jī)轉(zhuǎn)*圈時(shí)，絲桿行走距離為10mm。而我們選用的光柵尺分辨率為0.005mm/pulse，*以當(dāng)絲桿行走10mm時(shí)，光柵尺返回脈沖數(shù)為（10÷0.005）=2000，即電機(jī)轉(zhuǎn)*圈，光柵尺返回脈沖數(shù)為2000個(gè)，*以P1-72設(shè)置為2000。

3.電子齒輪比設(shè)定，P1-44，P1-45

電子尺齒輪比的定義如下圖*示：

其中，f1為上位機(jī)發(fā)出的脈沖指令，f2為作用到伺服電機(jī)上的脈沖指令，N代表P1-44，M代表P1-45。

以轉(zhuǎn)1圈為例，假如我們希望伺服電機(jī)的行走*度為0.01mm/pulse，由于絲桿導(dǎo)程為10mm，*以電機(jī)轉(zhuǎn)*圈，上位機(jī)應(yīng)該發(fā)出（10÷0.01）=1000個(gè)脈沖，即f1=1000。

由于電機(jī)只轉(zhuǎn)*圈，*以f2=光柵尺分辨率=2000。

f2/f1=N/M=P1-44/P1-45=2/1*以P1-44設(shè)置為2，P1-45設(shè)置為1。

至此，*個(gè)基于臺(tái)達(dá)ASD-A2系列伺服電機(jī)的基礎(chǔ)全閉環(huán)系統(tǒng)搭建已經(jīng)完成，上位機(jī)通過(guò)脈沖控制伺服電機(jī)可以得到更*的控制*度了。

安裝：

1、光柵尺安裝基面選擇

安裝光柵尺時(shí)，不能直接將光柵尺安裝在粗糙不平的機(jī)床身上，更不能安裝在打底涂漆的機(jī)床身上。光柵主尺及讀數(shù)頭分別安裝在機(jī)床相對(duì)運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)部件上。用千分表檢查機(jī)床工作臺(tái)的主尺安裝面與導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)的方向平行度。千分表固定在床身上，移動(dòng)工作臺(tái)，要求達(dá)到平行度為0.1mm/1000mm以內(nèi)。如果不能達(dá)到這個(gè)要求，則需設(shè)計(jì)加工*件光柵尺基座?；笞龅剑孩賾?yīng)加*根與光柵尺尺身長(zhǎng)度相等的基座（基座長(zhǎng)出光柵尺50mm左右）。②該基座通過(guò)銑、磨工序加工，其平面平行度0.1mm/1000mm以內(nèi)。另外，還需加工*件與尺身基座等*的讀數(shù)頭基座。讀數(shù)頭的基座與尺身的基座總共誤差不得大于±0.2mm。安裝時(shí)，調(diào)整讀數(shù)頭位置，達(dá)到讀數(shù)頭與光柵尺尺身的平行度為0.1mm左右，讀數(shù)頭與光柵尺尺身之間的間距為1~1.5mm左右。

2、光柵尺主尺安裝

將光柵主尺用M4螺釘上在機(jī)床安裝的工作臺(tái)安裝面上，但不要上緊，把千分表固定在床身上，移動(dòng)工作臺(tái)（主尺與工作臺(tái)同時(shí)移動(dòng)）。用千分表測(cè)量主尺平面與機(jī)床導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)方向的平行度，調(diào)整主尺M(jìn)4螺釘位置，使主尺平行度滿足0.1mm/1000mm以內(nèi)時(shí)，把M2螺釘上緊。在安裝光柵主尺時(shí)，應(yīng)注意如下三點(diǎn)：

（1）在裝光柵尺主尺時(shí)，如安裝超過(guò)1.5M以上的光柵時(shí)，不能象橋梁式只安裝兩端頭，尚需在整個(gè)主尺尺身中有支撐。

（2）在有基座情況下安裝好后，用*個(gè)卡子卡住尺身中點(diǎn)（或幾點(diǎn)）。

（3）不能安裝卡子時(shí)，用玻璃膠粘住光柵尺身，使基尺與主尺固定好。

3、光柵尺讀數(shù)頭的安裝

在安裝讀數(shù)頭時(shí)，*先應(yīng)讀數(shù)頭的基面達(dá)到安裝要求，然后再安裝讀數(shù)頭，其安裝方法與主尺相似。后調(diào)整讀數(shù)頭，使讀數(shù)頭與光柵主尺平行度在0.1mm之內(nèi)，其讀數(shù)頭與主尺的間隙控制在1~1.5mm以內(nèi)。

4、光柵尺限位裝置

光柵尺全部安裝完以后，*定要在機(jī)床導(dǎo)軌上安裝限位裝置，以免機(jī)床加工產(chǎn)品移動(dòng)時(shí)讀數(shù)頭沖撞到主尺兩端，從而損壞光柵尺。另外，用戶在選購(gòu)光柵線位移傳感器時(shí)，應(yīng)盡量選用超出機(jī)床加工尺寸100mm左右的光柵尺，以留有余量。

5、光柵尺安裝結(jié)束檢查

光柵尺安裝完畢后，可接通數(shù)顯表，移動(dòng)工作臺(tái)，觀察數(shù)顯表計(jì)數(shù)是否正常。具體方法：在機(jī)床上選取*個(gè)參考位置，來(lái)回移動(dòng)工作點(diǎn)至該選取的位置。數(shù)顯表讀數(shù)應(yīng)相同（或回零）。另外也可使用千分表（或百分表），使千分表與數(shù)顯表同時(shí)調(diào)至零（或記憶起始數(shù)據(jù)），往返多次后回到初始位置，觀察數(shù)顯表與千分表的數(shù)據(jù)是否*。

通過(guò)以上工作，銑床光柵尺的安裝就完成了。但對(duì)于*般的機(jī)床加工環(huán)境來(lái)講，鐵屑、切削液及油污較多。因此，光柵傳感器應(yīng)附帶加裝護(hù)罩，護(hù)罩的設(shè)計(jì)是按照光柵傳感器的外形截面放大留*定的空間尺寸確定，護(hù)罩通常采用橡皮密封，使其具備*定的防水防油能力。

KA-300 600速度位移傳感器光柵尺數(shù)顯電子尺安裝實(shí)物案例：

產(chǎn)品售后服務(wù)：

產(chǎn)品保修12個(gè)月，可提供產(chǎn)品購(gòu)買稅票，可提供技術(shù)支持和上門安裝服務(wù)