海德汉编码器工作原理

时间：2022-01-10 阅读：2940

精确的刻度－高精度的基础

海德汉编码器的核心部分是测量基准，通常是栅距为0.25µm到10µm的刻线。这些精确的刻线是由海德汉先进的工艺制作出来的（比如DIADUR或AURODUR工艺），它们是影响海德汉编码器精度的决定性因素。这些刻线存在于规定的细小间隔里，它们的边缘清晰度很高。而且刻线抵抗机械和化学影响的能力强，抗震动和冲击的能力也很强。有固定的热膨胀性能。

相位光栅	特殊的制造工艺可以生产出有特定光学特性的三维栅格。这些栅格的宽度在几个微米到四分之一微米之间。
SUPRADUR	SUPRADUR工艺制造出来的栅格很像三维光栅，但它们只有平面结构，所以抗污染能力很强。
MAGNODUR	只有几个微米的非常薄的磁性层上有很精细的磁栅。
DIADUR	DIADUR精确刻线由基体上非常薄的铬层构成，通常基体为玻璃或玻璃陶瓷。刻线的精度在微米和亚微米的氛围内。
AURODUR	AURODUR刻线是由高反射率的被腐蚀的金线构成。AURODUR刻线的基体通常是钢。
METALLUR	由于反射黄金层的特殊光学合成物， METALLUR刻线显示为实际成面构造。因此它们特别抗污染。

海德汉编码器接口

连接编码器与后续电子电路间的接口需要保证数据的可靠交换。

海德汉提供可连接许多通用后续电子电路接口的编码器。每一种应用所用的接口主要由编码器的测量方法决定。

增量信号

正弦信号	1 VPP	1VPP输出信号的海德汉编码器的电压信号支持高倍频细分。
	11μAPP	11 µAPP接口的海德汉公司的编码器输出电流信号。用于连接ND系列数显装置或海德汉公司的EXE脉冲型电子电路。
方波信号	TTL	TTL输出信号的海德汉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大类。
	HTL HTLs	HTL接口输出信号的海德汉公司的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大类。

位置值

EnDat	EnDat信号接口是一种用于编码器的双向数字接口。它传输位置值，也传输或更新保存在编码器中的信息或保存新信息。由于采用串行数据传输方式，它只需要四条信号线。
西门子发那科三菱安川松下	公司专用串口
PROFIBUS-DP总线	PROFIBUS是一种非专有、开放的并符合EN 50 170国际标准的现场总线。通过现场总线系统连接传感器可以最大限度降低电缆连接成本和减少编码器与后续电子电路间的连线数量。
PROFINET IO	PROFINET IO是一个工业通信的开放工业以太网标准。它以现场工作可靠的PROFIBUS-DP为基础，应用快速以太网技术为物理传输方式，因此适用于高速传输I/O数据。它允许同时传输所需数据，参数和IT功能。
SSI	绝对位置值从“最高有效位”（MSB最前）开始用控制系统发出的时钟信号（CLOCK）同步地通过数据线（DATA）传输。单圈绝对式编码器的SSI标准数据字长为13位，多圈绝对式编码器为25位。除绝对位置值外，还能传输增量信号。

位置测量对5轴加工精度的影响

配海德汉直线光栅尺和角度编码器的机床加工Telstar足球时，其优异的位置测量性能十分抢眼。
Telstar足球表面光滑如镜，五边形和六边形接缝的铣削只有超高精度才能实现，尽管加工时间长达2个小时。
Telstar足球加工的NC数控程序要求刀具倾斜，这需要旋转轴和直线轴进行大量进给运动，对空间精度要求*。

半闭环

传动系统影响加工精度。接缝宽度不同。接缝交点明显不准确。

闭环

海德汉高精度直线光栅尺及角度编码器使传动系统的误差对加工结果没有任何影响。接缝宽度铣削准确，所有交线准确相交。

持续保持中小批量生产的高精度

机床能否满足快速变化的工作条件要求很大程度上取决于加工精度。粗加工与精加工间的机械负荷与热负荷*不同，其加工精度也十分不同。通常，小批量生产加工的负荷变化较大。伴随着频繁的装夹操作及不同的加工任务，输入热不同，因而影响精度。

半闭环

进给轴热位移

闭环
进给轴无热位移

提高加工中心全自动大批量生产的精度

汽车工业的大批量生产正在发生变化。例如，柔性不足的传送带正在越来越多地被互连的加工中心取代，以提高汽车动力总成部件的机械加工灵活性。

工件的生产精度取决于每台机床或完整生产系统的各子系统。

闭环控制的直线光栅尺能提高加工精度，例如更高的公差冗余优点之一是它能延长刀具寿命。

闭环<
降低批量生产中的偏差