機(jī)床測量系統(tǒng)的發(fā)展趨勢
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圖4 單場/四場掃描技術(shù)抗污性能比較（綠色：單場；紅色：四場）
1. 縮減機(jī)床非生產(chǎn)時間
機(jī)床在使用過程中經(jīng)常會因故障或其他原因而被迫關(guān)機(jī)重新啟動。對于僅裝備了增量式光柵的機(jī)床，開機(jī)后必須對每一軸執(zhí)行通過參考點(diǎn)。與正常開機(jī)后通過參考點(diǎn)所不同的是，機(jī)床的刀具此時通常還處于加工位置，與工件有直接接觸，有時甚至還處于工件的內(nèi)部（如鉆孔、攻螺紋等），為了安全地進(jìn)行通過參考點(diǎn)，必須首先手動將刀具移出加工位置。這對于帶傾斜刀具的多軸機(jī)床更為困難，往往要耗費(fèi)大量的時間和人力，因?yàn)楫?dāng)?shù)毒咧赶蚺cX、Y、Z軸不平行時，增加了（故障后）手動移出刀具的難度。
對由多臺加工設(shè)備構(gòu)成的自動生產(chǎn)線，在其中一臺設(shè)備出現(xiàn)故障須重新啟動時，可能不得不對生產(chǎn)線內(nèi)所有設(shè)備進(jìn)行通過參考點(diǎn)，并需對未完全加工的工件進(jìn)行特殊處理。配備了絕對式光柵的機(jī)床或生產(chǎn)線在重新開機(jī)后立刻重新獲得各軸絕對位置以及刀具的空間指向，因此可以立刻從中斷處開始繼續(xù)原來的加工程序，大大提高了機(jī)床的有效加工時間。
圖5 絕對式測量示意圖
機(jī)床的可靠性直接決定零件生產(chǎn)的效率和經(jīng)濟(jì)性。機(jī)床每分鐘的故障時間對用戶而言都意味著成本的增加，因此，機(jī)床設(shè)計的一個趨勢是對重要部件的狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控。海德漢的絕對式光柵通過其雙向通信 EnDat 數(shù)據(jù)接口支持此類實(shí)時監(jiān)控功能。EnDat 數(shù)據(jù)接口除了絕對位置值外，還向數(shù)控系統(tǒng)傳輸光柵的工作狀況，如讀數(shù)頭光源調(diào)節(jié)余量是否接近極限、讀數(shù)頭最大允許移動速度是否超標(biāo)、工作溫度是否超出允許范圍等。EnDat在上述情況出現(xiàn)時，可向數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出預(yù)警信號，此時，光柵仍可正常工作，但用戶可依據(jù)該預(yù)警信號提前采取措施。
光柵出現(xiàn)嚴(yán)重故障時，EnDat 還會向數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出報警信號，數(shù)控系統(tǒng)可依據(jù)該信號決定是否中止加工以保護(hù)機(jī)床和工件。在排除故障時，維修人員可以按照EnDat提供的信息在最短時間內(nèi)查找到故障的根源，如光柵電源過低、讀數(shù)頭工作不正常、輸出信號幅值過低等。
通過發(fā)送預(yù)警和報警兩個等級的故障信號，絕對式光柵可以極大地提高用戶維護(hù)工作的效率，減少光柵故障造成停機(jī)的概率，機(jī)床的可靠性也由此得到提高。
3. 提高機(jī)床安全性
為了對機(jī)床的機(jī)械運(yùn)動部分進(jìn)行保護(hù)，通常可以采用行程開關(guān)來確保機(jī)床各部件的運(yùn)動不超出允許范圍。行程開關(guān)長期處在惡劣環(huán)境之中（冷卻液、金屬屑等），極易損壞，加上機(jī)床正常運(yùn)行時較少使用到行程開關(guān)，所以無法隨時確定其功能是否仍然正常。為了保證工作安全，用戶不得不定期檢查行程開關(guān)的狀態(tài)。采用絕對式光柵的機(jī)床可以在任何時間確定機(jī)床運(yùn)動部件所處位置，通過在數(shù)控系統(tǒng)中作相應(yīng)設(shè)置可以省去行程開關(guān)，這樣既節(jié)省了機(jī)床用戶的設(shè)備維護(hù)時間，同時也避免了行程開關(guān)損壞可能帶來的安全問題，提高了機(jī)床使用時的安全性。
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