光柵尺作為數控機床的核心位置反饋元件，其規格選擇直接影響測量精度、成本及系統穩定性。機床行程（如1米、3米、10米）是選擇光柵尺規格的關鍵參數之一，需綜合考慮分辨率、精度、安裝方式及環境適應性等因素。以下是具體選型要點與實踐建議。
一、明確機床行程與測量范圍
1、行程匹配原則
光柵尺的標稱測量長度應略大于機床最大行程，避免極限位置超出量程。例如：
機床行程1米→選擇1.2米光柵尺（預留20%余量）；
機床行程10米→選擇12米或分段拼接方案。
超長行程（>5米）：需評估單根光柵尺的可用性，若無法滿足，可采用多段拼接或絕對式光柵尺分段補償。
2、避免“一刀切”
小行程機床（如1米）：可選緊湊型增量式光柵尺，成本低且易于安裝；
大行程機床（如10米）：需優先選擇絕對式光柵尺或高精度增量式光柵尺，避免累積誤差過大。
二、分辨率與精度需求
1、分辨率計算
根據機床加工精度要求確定光柵尺的分辨率。例如：
普通銑床（±0.01mm）→選5μm分辨率；
精密磨床（±0.001mm）→選1μm分辨率。
注意：分辨率并非越高越好，需與伺服系統匹配，避免信號噪聲放大。
2、精度等級選擇
±5μm/m：適用于一般加工場景（如車床、普通銑床）；
±3μm/m：適用于高精度設備（如慢走絲線切割機）；
±1μm/m：僅用于超精密機床（如光學鏡片加工設備）。
三、安裝方式與機械適配
1、物理尺寸匹配
光柵尺寬度需與機床導軌匹配，避免安裝干涉；
讀數頭行程需覆蓋機床最大位移，同時留有余量（尤其是垂直軸安裝時）。
2、安裝誤差補償
長行程光柵尺對安裝平行度要求高，需通過調整架或工裝確保標尺與運動軸平行；
大行程（>3米）建議采用絕對式光柵尺，減少參考點丟失風險。
3、環境適應性
高溫環境（如鑄造機床）：選擇耐溫材料（如不銹鋼標尺），并配置溫度補償功能；
粉塵/油污環境：優選密封式光柵尺或加裝防護罩，防止污染導致信號失效。
四、信號類型與系統集成
1、輸出信號選擇
增量式光柵尺：適合短行程、低成本場景，但需配合編碼器或外部參考點；
絕對式光柵尺：適合長行程、高精度需求，可直接輸出絕對位置信號，無需找零。
混合式光柵尺：兼顧增量與絕對信號，適合復雜系統備份。
2、接口協議匹配
根據控制系統選擇信號類型，確保兼容性；
長距離傳輸（>10米）需采用差分信號或光纖接口，減少電磁干擾。
五、成本與維護優化
1、成本控制策略
短行程機床（<3米）：優先選用增量式光柵尺，降低成本；
長行程機床（>5米）：考慮絕對式光柵尺的長期穩定性，避免頻繁校準開銷。
2、維護便利性
選擇標準化尺寸（如30mm、50mm寬度），便于更換備件；
定期校準（如每年一次）并清潔光柵表面，延長使用壽命。
六、總結
根據機床行程選擇光柵尺需平衡以下因素：
1、行程匹配：標尺長度≥機床行程+20%余量；
2、精度適配：分辨率與機床加工精度匹配，避免過猶不及；
3、安裝友好性：考慮機械尺寸、平行度誤差及環境防護；
4、成本優化：短行程選增量式，長行程優先絕對式。
通過合理選型，可確保光柵尺在機床中發揮理想性能，同時控制成本與維護難度。
