德国HEIDENHAIN海德汉编码器原理轮廓加工数控系统 3D测头 数显装置 2008年10月 约翰内斯海德汉博士公司研制生产直线光 栅尺和角度编码器,旋转编码器,数显装置 和数控系统.海德汉公司的产品被广泛应用 于机床,自动化机器系统,尤其是应用于半 导体和电子制造业等领域. 海德汉公司在49个国家设有分公司,其中大 多为全资子公司.我们的销售工程师和技术 支持人员提供现场和服务. 在这份综合样本中,您将了解到海德汉公司各 产品线的概要信息.有关特定产品的更详细信 息,请见第52页或访问www.heidenhain.de. 我们的销售人员愿为您提供全面服务.有关地 址和信息,
德国HEIDENHAIN海德汉编码器原理基本原理和制造工艺 精密光栅-高精度的基础 长度测量封闭式直线光栅尺 敞开式直线光栅尺 长度计 4 5 6 角度测量角度编码器 旋转编码器 20 机床数控系统铣床和加工中心用轮廓加工数控系统 数控编程站 36 刀具和工件设置和测量刀具测头 工件测头 44 测量值获取和显示数显装置 接口电子设备 46 更多信息 信息 52 54 基本原理和制造工艺 海德汉公司高质量产品源自的生产和测量 设备.生产光栅尺的母模版是在专门设计的超 净工作间生产的,它具有特殊的稳定温度和减 振措施.光刻机以及生产和测量直线和圆光栅 所需的机器大多由海德汉公司自己开发和制 造. 直线光栅尺测量机 直线光栅尺检查站 我们为用户提供大量高度个性化的直线和角度 计量解决方案,充分体现我们的*竞争能 力.在众多应用中,我们的产品还被大量应用 在标准实验室设计研制的测量和检验设备,我 们的角度编码器被应用在天文望远镜和卫星接 收天线上.毫无疑问,海德汉的标准产品也受 益于其中所积累的知识和经验. 角度比较仪,测量步距约为0.001" 超大天文望远镜（VLT）,智利帕拉尼尔（照片由ESO提供）
 4 德国HEIDENHAIN海德汉编码器原理精密光栅-高精度的基础 海德汉公司光栅尺或编码器的核心是我们 的测量基准,通常为0.25 m至10 m线宽 的光栅尺.这些精密光栅尺采用海德汉公 司发明的光刻工艺生产（例如DIADUR或 AURODUR）,它是光栅尺或编码器功能 和精度的决定性因素.光栅是由一系列等 间距排列的刻线和狭缝组成,其间距误差 极小,刻线边缘整齐清晰.这些光栅尺能 抵抗机械和化学以及振动和冲击的影响. 具有可定义的温度特性. 相位光栅的刻线高度约为0.25 m DIADUR DIADUR精密光栅尺在基体上沉淀一层极薄 的铬,基体通常为玻璃或玻璃陶瓷.这种 光栅尺精度可达到微米级或亚微米级. AURODUR AURODUR光栅尺由高反射率的金线和亚 光蚀刻的狭缝组成.AURODUR光栅尺的 基体通常为钢带. METALLUR METALLUR光栅尺具有*金反光层的光 学材料,接近为全平面结构.因此它抗污 染能力强. 相位光栅 采用特殊制造工艺生产的三维结构光栅, 具有特殊的光学特性.这种结构的光栅宽 度只有几微米至四分之一微米. SUPRADUR SUPRADUR工艺生产的光栅的光学特性类 似于相位光栅,但它具有平面结构,因此 抗污染能力强. MAGNODUR 微米级磁膜构成的精细磁栅. 采用不同的基体材料的DIADUR和AURODUR光栅尺 5 26.09.2008 08:32:11 Lieferuebersicht_en.indd 5 长度测量 封闭式直线光栅尺 海德汉公司的封闭式直线光栅尺能有效防 尘,防切屑和防飞溅的切削液,是用于机 床的理想选择. 精度可达± 2 m 测量步距可达0.005 m 测量长度可达30 m 安装简单,快捷 安装公差大 能承受大加速度载荷 抗污染能力强 敞开式直线光栅尺 海德汉公司的敞开式直线光栅尺的读数头 与光栅尺或钢带光栅尺间没有机械接触. 这种光栅尺的典型应用包括测量机,比较 仪和长度计量领域的精密仪器以及生产和 测量设备,例如半导体工业的.
 德国HEIDENHAIN海德汉编码器精度可达± 0.5 m或更高 测量步距可达0.001 m（1 nm） 测量长度可达30 m 读数头与光栅尺间无磨擦 尺寸紧凑和重量轻 运动速度快 封闭式直线光栅尺有 标准光栅尺外壳 ― 用于高振动频率 ― zui大测量长度30 m 纤细光栅尺外壳 ― 适用于有限安装空间 ― zui大测量长度达1240 mm,配安装板或紧固元件可使zui大测量长度达2040 mm 海德汉封闭式直线光栅尺的铝外壳可以有 效保护光栅尺,读数头和导轨免受灰尘, 切屑和切削液的影响.自动向下压的弹性 密封条保持外壳密封.读数头运动导轨的 摩擦力很小,导轨在光栅尺内.读数头通 过一个联轴器与外部安装架连接,联轴器 可以补偿光栅尺和机床导轨之间不可避免 的对正误差. 读数头 DIADUR 光栅尺 光源 光电池 密封条 安装板 6 长度计 海德汉公司的长度计自带测杆导轨.可用 于监测工业计量的测量设备和用作位置编 码器. 精度可达± 0.1 m 测量步距可达0.005 m（5 nm） 测量长度可达100 mm 测量精度高 可带测杆的自动驱动设备 安装简易 增量式直线光栅尺通过从原点开始对测量 步距进行计数,或在进行细分处理后计算 信号周期数的数量从而确定当前位置.海 德汉公司的增量式光栅尺或编码器提供参 考点,开机后必须执行参考点回零操作建 立原点.如果为距离编码的参考点,回零 操作非常简单,快捷.只需移动不超过20 mm（LS,LF系列）或80 mm （LB系 列）,就能显示相对上次定义原点的位置 值.
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海德汉公司的式直线光栅尺无需执行 参考点回零操作就能直接提供当前位置 值. 光栅尺将位置值通过EnDat接口或其它 串行接口传输数据. 测量步距 表中推荐的测量步距主要用于位置测量. 通过对正弦输出信号进行高倍频细分得到 更小测量步距对转速控制特别有用,例如 用于直接驱动. 封闭式直线光栅尺标准光栅尺外壳 式位置测量 增量式位置测量 超高重复精度 主要用于手动操作机床 大长度测量 式位置测量 增量式位置测量 超高重复精度 主要用于手动操作机床 精度优于± 3 m 二维编码器 精度可达± 5 m 精度± 0.1 m 精度± 0.2 m 精度可达± 0.5 m 精度± 1 m 产品系列 LC 100 LS 100 LF 100 LS 600 LB 300 LC 400 LS 400 LF 400 LS 300 LIP, LIF PP LIDA 海德汉CERTO 海德汉METRO 德国HEIDENHAIN海德汉光栅尺编码器原理METRO 海德汉SPECTO 页 8 紧凑光栅尺外壳 10 敞开式直线光栅尺 12 13 14 16 17 18 19 长度计 7 LC,LF,LS,LB系列封闭式直线光栅尺 标准外壳光栅尺标准外壳直线光栅尺的突出特点是抗振能 力强. LC 100系列式直线光栅尺直接提供绝 对位置值,测量前无需回零.同时还提供 增量信号.它们与LS 100系列增量式直线 光栅尺的安装尺寸相同,机械结构也相 同.由于LC 100和LS 100系列直线光栅尺 的高精度和可定义的温度特性,特别适用 于NC数控机床应用. LF系列增量式光栅尺的栅距极小.因此, 特别适用于较高重复精度的应用. LS 600系列增量式直线光栅尺用于简单定 位应用,例如手动操作机床. LB系列增量式光栅尺的测量长度可达30 米.其测量基准为AURODUR光刻工艺制 造的钢带光栅尺.在光栅尺外壳安装好之 后,将钢带光栅尺穿入尺座中并进行预紧 并将两端固定在机床铸件上. LC 100系列 式位置测量 具有可定义的温度特性 能承受高频率振动 两种安装方式 单场扫描 LS 187 增量式位置测量 具有可定义的温度特性 能承受高频率振动 两种安装方式 单场扫描 LF 183
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 超高重复精度 温度特性接近钢材和铸铁 能承受高频率振动 两种安装方式 单场扫描 LS 600系列 主要用于手动操作机床 安装简单 LB 382 大长度测量,zui长可达30 m 具有可定义的温度特性 能承受高频率振动 两种安装方式 单场扫描 8 式 LC 183 LC 193F/M 测量基准 增量信号 信号周期 位置值 DIADUR玻璃光栅尺 LC 183可选 20 μm EnDat 2.2 Fanuc或Mitsubishi 精度等级 推荐测量步距 测量长度 ML 参考点 1） 位置值 增量式 LF 183 LS 187 LS 177 LS 688 C LS 628 C LB 382 DIADUR钢带相 位光栅尺 1 V PP 4 μm - DIADUR玻璃光栅尺 DIADUR玻璃光栅尺 AURODUR钢带光 栅尺 LS 187: 1 VPP LS 688 C: 1 VPP 1 VPP LS 177: TTL LS 628 C: TTL 20 μm 20 μm 40 μm LS 177:4 μm/2 μm ± 5 μm, ± 3 μm 0.05至0.005 μm 1） ± 3 μm, ± 2 μm 1至0.1 μm ± 5 μm, ± 3 μm 1至0.1 μm ± 10 μm ± 5 μm 10至0.1 μm 440至 30040 mm LS 688 C:至1 μm LS 628 C:5 μm 170至 3040 mm 140至3040 mm 140至4240 mm （± 3 μm,3040 mm时） 一个或距离编码;LS 6xx C:距离编码 9 LC,LF,LS系列封闭式直线光栅尺 紧凑外壳光栅尺紧凑外壳的封闭式直线光栅尺主要用于安 装空间有限的地方. LC 400系列式直线光栅尺直接提供绝 对位置值,测量前无需回零.同时还提供 增量信号.同LS 400系列增量式直线光栅 尺一样,它精度高并具有可定义的温度特 性,特别适用于NC数控机床. LF系列增量式光栅尺的栅距更小.因此, 特别适用于很高重复精度的应用. LS 300系列增量式直线光栅尺用于简单定 位应用,例如手动操作机床. LF 481 超高重复精度 温度特性接近钢材和铸铁 单场扫描 LC 400系列 式位置测量 具有可定义的温度特性 单场扫描 LS 487 增量式位置测量 具有可定义的温度特性 单场扫描 LS 300系列 主要用于手动操作机床 用安装板轻松安装 用安装板安装紧凑外壳直线光栅尺有突出 优点.可在组装机床时将它固定在机床 上.zui后安装时,只需将光栅尺夹紧即 可.因此,可以很容易地更换光栅尺,便 于检修. 挡板 安装板 光栅尺外壳 夹紧弹簧片 读数头
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