光柵尺常見故障及處理實例

鄭 宇

1.常見故障

（1）光柵尺污染和光柵尺的光源故障。具體表現為：①直接報警，測量裝置污染（西門子3系統）或軸硬件故障（ACRAMATIC 950系統）。②若光柵尺整體污染或在某一段受污染，光柵尺將檢測不到位移信號，此時移動機器，機器將以極高速度（明顯超過設定速度）移動，但無相應移動量坐標值顯示，并會發生指令值過高、夾緊檢查等報警（西門子3、850等系統）。③早期制造、使用傳統燈絲燈泡作光源的光柵尺，光源有一定使用壽命，長期工作燈絲會燒斷，發生類似于②的故障及相應報警。此時打開光柵尺一端，在通電狀態下會發現光柵尺內部無任何光亮（僅限于傳統燈絲燈泡，發光二極管等其他光源除外）。④光柵尺讀頭已進入基準點區域并減速，但找不到基準點。

（2）指示光柵故障。由于長期工作以致元件老化，或撞車等激烈振動致使指示光柵的機件損壞等原因。無法讀取光柵尺的位移信號，也會發生類似于上述②報警。需要更換相同型號的指示光柵（讀頭）。

（3）標尺光柵故障。①玻璃破碎，撞擊或激烈振動造成，無法修復。②污染，清洗后恢復。③局部刮傷，光柵尺總是在某段發生故障，一般是清洗方法不當硬物觸及刮傷，或激烈振動造成，難以修復。

（4）無法讀取基準點信號。①光柵尺故障，一種情況是系統未接收到讀頭基準點區域信號，即讀頭沒有進入基準點區域（基準點區域擋光片或磁性片缺失、失效，或處于光柵尺兩端讀頭無法進入）；另一種情況是干簧管或基準區域檢測電路失效，讀頭故障。②其他故障引起，軸移動時振動大或過快，光柵尺讀取信號異常。

光柵尺工作對環境要求較高，因此，出現光柵尺已移動但無相應移動量坐標值顯示，光柵尺硬件故障報警和光柵尺污染故障報警時，應仔細觀察光柵尺工作環境（南方天氣潮濕，更應如此），建議根據具體情況清洗光柵尺或通入清潔干燥氣體。另外，光柵尺基本是非接觸式工作，除嚴重撞車、振動，拆卸清洗刮傷外，一般主光柵損壞的可能性很小。光柵尺讀頭結構復雜，組合精密，長期工作后元件老化或振動等引起的故障較多，建議做好相同型號讀頭備件的儲備。

2.故障處理實例

例1 意大利產數控折彎機，采用Cybelec DNC880S控制系統，系統無法完成初始化。該系統初始化過程是除控制系統初始化外，折彎機X、Y、R軸等控制軸建立初始坐標值。觀察確認Y軸有回零動作，滑塊上的光柵尺基本是從下極限位置向上移動到上極限位置，但未找到參考點建立坐標值。打開光柵尺下端封板，發現光柵尺內基準點擋片處于光柵尺的最低端，讀頭無法進入該區域。將基準點擋片往上推至適當位置（估計原參考點位置），重新啟動即可。

例2 瑞典產數控折彎機，采用Delem DA-65W控制系統，故障現象同上。在啟動過程中可看到折彎機X軸和Y軸均向參考點方向移動，隨著啟動結束，X軸建立了坐標值，但Y軸卻沒有。仔細觀察光柵尺及其安裝環境，發現光柵尺上面一液壓油缸嚴重漏油，判斷光柵尺受到污染而無法讀取基準點信號。拆下光柵尺，徹底清洗，故障排除。

例3 德國產TC1000加工中心，采用西門子850控制系統。機床啟動后點動移動Z軸，無論向正或向負方向移動，立柱（Z軸）均以極高速度（大大超過設定速度）移動，并發生“夾緊檢查”或“指令值過高”報警。而屏幕顯示Z軸實際位置值未發生變化，即控制系統沒有接收到該軸的實際位移量。據此判斷是光柵尺故障，清洗光柵尺無效，更換讀頭后故障排除。