光栅常见问题解答

雷尼绍编码器的质保政策是什么？

雷尼绍的每一款编码器产品都享有质保（详情请联系当地的雷尼绍业务代表）。一旦光栅或磁编码器产品发生损坏，且该损坏非因用户过错原因所致，在质保期内，雷尼绍将予以回收并替换为新品。对于激光尺产品，雷尼绍提供多种服务与维修选项，以确保持续运行并显著缩短停机时间。

雷尼绍如何确保交付高质量产品？

所有的关键制造阶段都在雷尼绍内部进行，从印制电路板装配和本体加工到电缆组件和读数头的最终组装/测试。与许多其他编码器公司不同的是，我们的栅尺也是自主制造的。这一生产理念确保我们可以在每一环节全面控制产品质量。

雷尼绍编码器可以定制吗？

雷尼绍编码器提供多种规格选项，涵盖电缆长度、安装选项、串行接口、轴尺寸、分辨率和电气选项等。这种灵活性使编码器产品能够很好地适用于大多数应用场景；但如果您有特殊需求（例如需要定制电缆长度），请与当地的雷尼绍业务代表联系。

RESOLUTE™绝对式光栅系统是否支持SSI协议/串行接口？

RESOLUTE光栅不支持SSI。SSI是一种非常简单的串行通信协议，不支持数据完整性检查。而RESOLUTE系列支持一种类似的协议，即BiSS® C（单向）协议。这种协议几乎与SSI一样简单，但还提供错误和警告信息，并通过CRC（循环冗余检查）保护位置数据不被破坏，进而避免轴出现不受控移动的风险。

雷尼绍的各开放式光栅系列之间有哪些区别？

我们的开放式光栅对照表详细列出了ATOM™、ATOM DX™、TONiC™、VIONiC™、QUANTiC™、RESOLUTE™和EVOLUTE™光栅系列之间的差异。

光栅栅尺适用于哪些应用？

直线光栅栅尺用于提供直线位置信息 — 通常是X轴、Y轴或Z轴位置。它们广泛应用于数控机床、坐标测量机、半导体制造用精密平台、印刷系统以及工业自动化等领域。

圆光栅栅尺适用于测量角度位置，以及对旋转元件进行运动控制。它们适用于机器人关节、医疗和科研应用、晶圆传送机、平衡支架、天线、望远镜以及伺服电机等应用场景。

圆弧光栅栅尺可卷绕在圆柱体、轴或圆弧上，可方便地测量少于一整圈的旋转。它们最适合用于焊线机、同步弯镜装置和工业自动化等应用场景。

多自由度 (M-DoF) 光栅系统可在精密运动系统中测量多个自由度。它们最适合用于高动态应用，如半导体行业使用的XY平台等，这些应用对精度与重复性的要求极为苛刻，以满足质量与效率需求。

增量式栅尺可提供20 µm或40 µm栅距。在不同的应用或环境中，不同栅尺栅距有哪些优势？

雷尼绍增量式光栅系统有20 µm或40 µm两种栅尺栅距可选，具体视系统而定。一般而言，栅距越大，安装公差越宽松，速度也越高；而栅距越小，则分辨率越高，且SDE（电子细分误差）越低。

雷尼绍能否提供长度超过350 mm的多自由度 (M-DoF) 栅尺？

可以，雷尼绍欢迎客户提出定制光栅和栅尺的需求。虽然标准RXMA多自由度 (M-DoF) 栅尺的最大长度为350 mm，但雷尼绍此前曾提供过长度超过1 m的1.5D栅尺。

对机床用户而言，减少净化空气用量的最佳方法是什么？

对机床用户而言，结合使用FORTiS™光栅和低流量净化空气策略是减少净化空气用量的最佳方法，可根据污染风险和机床布局调整空气压力。这种方法既保证了可靠性，又实现了显著的节能效果。

更多详情请参阅我们的应用说明：《使用FORTiS™光栅减少净化空气用量，实现高达91%的节能效果》。

安装FORTiS™封闭式光栅的最快方法是什么？

采用极速安装技术，可快速、轻松地对齐和安装FORTiS封闭式光栅（也称为密封式光栅）。

如何轻松将雷尼绍封闭式光栅集成到系统中以取代现有解决方案？

FORTiS™封闭式光栅（也称为密封式光栅）专为轻松集成而设计，可替代传统的直线玻璃栅尺，在安装尺寸、外形和功能方面与最常见的行业标准光栅保持兼容。FORTiS光栅与这些光栅采用相同的螺栓安装孔位，可安装在相同的读数头支架上，从而能够快速、轻松地更换现场设备中发生故障的光栅。

使用诊断工具辅助安装有哪些优势？

通常情况下，雷尼绍光栅系列内置有LED安装指示灯，可提供充分的状态信息，以确保安装成功。在安装过程中，这些LED指示灯会先闪烁黄灯，然后闪烁绿灯，以显示信号强度和质量；随后会显示蓝灯，以指示当前所处的校准阶段。

然而，在更具挑战性的安装场景中，雷尼绍的高级诊断工具 (ADT) 能够发挥关键作用。它们可帮助提供详细的实时光栅信息，例如信号强度、利萨如图形、警告和错误日志、数字读数 (DRO) 以及引导式校准。

例如，如果光栅嵌入机器内难以触及的位置，或者系统在无尘室或超高真空 (UHV) 环境中运行，ADT便显得尤为重要。这些工具符合严苛的生产现场访问控制合规性要求，因此可在安全受控的工作区域中使用。

了解有关高级诊断工具的更多信息，以提升光栅性能。

为了获得功能安全型 (FS) 和超高真空 (UHV) 光栅型号的认证，需要进行哪些测试？

针对安全性要求极高的应用场合，雷尼绍提供一系列具有功能安全特性的位置编码器，这些产品均已获得以下国际安全标准认证：

ISO 13849，PLd 3级
IEC 61508，SIL2
IEC 61800-5-2，SIL2

雷尼绍还提供其功能安全等级读数头的可靠性数据。

对于超高真空 (UHV) 环境下的应用，产品适用性已获得独立的专业检验机构鉴定，包括残留气体分析 (RGA) 光谱测试（可应要求提供）。

雷尼绍光栅的抗灰尘和油渍污染能力如何？

雷尼绍封闭式光栅配备DuraSeal™密封条，其上涂抹了混有铸铁碎屑和碳化合金砂的润滑脂，然后进行了1,400万次循环的磨损测试。坚韧的DuraSeal材料可在读数头滑片周围实现持久可靠的密封性，有效保护光栅光学组件免受污染。请访问我们的FORTiS™光栅测试网页，观看密封条磨损测试视频。

雷尼绍的增量式开放光栅系列，包括ATOM™、TONiC™、VIONiC™和QUANTiC™系列，均采用“光学滤波系统”设计，因此可在存在中等程度油脂或油污污染的环境下正常工作。唯一的不利影响是会降低增量信号幅值 — 但可通过自动增益控制 (AGC) 功能来弥补这一影响。

雷尼绍光栅的抗振性能如何？

雷尼绍封闭式光栅采用调谐质量减振技术，具备业界领先的抗振性能，可承受高达30 g的振动。请访问FORTiS光栅测试网页，观看振动测试视频。

雷尼绍开放式光栅的抗振等级如下：

• VIONiC™、TONiC™、QUANTiC™、ATOM™、ATOM DX™增量式光栅系列：55 Hz至2,000 Hz时，最大振动为正弦100 m/s²，3轴。
• RESOLUTE™、EVOLUTE™绝对式光栅系列：55 Hz至2,000 Hz时，最大振动为正弦300 m/s²，3轴。

可以使用什么溶剂来清洁栅尺和读数头？

推荐使用的清洁剂视所用具体光栅系统而定，在系统安装指南中有详细说明。

可以拆下和重复使用自粘式钢带栅尺吗？

拆下栅尺之后，背面自带的不干胶带的粘性将失效。此外，拆除栅尺时可能会导致栅尺损坏或影响其测量性能。

雷尼绍读数头上的连接器采用何种针脚形式？

雷尼绍已尽可能对针脚形式加以标准化，其在模拟和数字输出读数头与接口上使用常用的15针D型连接器。此外，其他连接器类型也尽可能采用行业标准针脚形式。有关雷尼绍光栅系统的所有针脚形式，请参见系统安装指南。

雷尼绍光栅使用的是公（插头）连接器还是母（插槽）连接器类型？

一般而言，如果从光栅输出增量信号，则使用公连接器；如果从光栅接收增量信号，则使用母连接器（例如插入中间接口）。连接器类型以及其为插头还是插槽的具体信息，均在系统安装指南中有详细说明。

有哪些类型的光栅连接器可供选择？

雷尼绍光栅系列提供以下连接器选项：

开放式光栅
9针D型
15针D型（标准输出针脚）
15针D型（可选输出针脚）
12针圆形连接器
14针JST型连接器

封闭式光栅
8针M12
FANUC 20针
10针Mitsubishi
17针M23
9针D型
14针LEMO
散线

各系统的连接器选项详见其规格手册或安装指南。

如何判定光栅是否工作正常？

光栅的读数头和/或接口配有内置LED安装指示灯。LED指示灯可指示读数头是否已通电以及光栅设备的性能。有关特定系统的详细信息，请参阅我们的安装指南。

如何将读数头电缆的外屏蔽和内屏蔽连接到单屏蔽延长电缆上？

读数头电缆的内屏蔽必须连接到中间连接器的0 V线，外屏蔽必须通过（金属/传导）连接器外壳连接到延长电缆的屏蔽层，如下图所示。注：外屏蔽应在连接器周围的读数头本体和客户端电子设备之间形成连续的屏蔽层。

1.读数头

2.内屏蔽

3.外屏蔽

4.连接器

5.单屏蔽延长电缆

6.客户端电子设备

7.输出信号

读数头电缆的挠曲寿命是多少？

所有读数头电缆类型的挠曲寿命均经过测试，达到 > 20 x 10⁶次循环。
具体视电缆直径而定，在弯曲半径为20或50 mm时测试电缆挠曲寿命。请参阅相关光栅系统的安装指南。

在不出现信号失真的情况下，延长电缆的最大长度是多少？

有关特定系统的延长电缆的长度信息，请参阅安装指南。

雷尼绍光栅系统需要校准吗？

雷尼绍增量式光栅系统在通电后会立即生成相对位置信号，但为获得最佳性能，需对参考零位进行校准。有关这些特定系统的详细信息，请参阅我们的安装指南。

ATOM DX™顶部出线型号上的连接器是什么？

ATOM DX读数头上的连接器是10针JST型连接器，配对连接器是10SUR-32S。

雷尼绍是否提供适用于顶部出线型读数头的电缆？

是。我们提供0.5、1、1.5或3 m四种长度的电缆，采用15针D型连接器或10针JST (SUR) 型连接器。详细订货号可参考ATOM DX规格手册。

快速简便地安装雷尼绍光栅读数头和栅尺的最佳方法是什么？

有关具体光栅系统的信息，请参阅我们的安装指南和视频。
此外，由于可以帮助快速且轻松地完成光栅的安装和故障诊断，高级诊断工具选件可协助应对复杂的运动控制安装任务。

什么是编码器？工作原理是什么？

编码器是一种机电设备，可将信息从一种格式或代码转换为另一种格式或代码。位置编码器（例如雷尼绍制造的位置编码器）可将直线或旋转运动转换为电子信号，提供有关位置和运动方向的信息。

位置编码器可采用一系列不同的传感技术：雷尼绍擅长设计和制造光栅和激光尺系统。RLS（雷尼绍关联公司）擅长设计和制造磁编码器系统。

请阅读我们的专题文章《编码器系统简介》，了解详细信息。

模拟光栅和数字光栅有何区别？

增量式光栅读数头以模拟或数字信号的形式提供位置信息。数字信号可在读数头内部生成，也可通过外部接口单元生成。

模拟输出（或来自外部接口的数字信号）由正弦信号和余弦信号组成，两者相位差为90°。这些信号称为模拟正交信号，可由多种驱动装置和控制器读取。通过将模拟输出信号输入到外部接口单元，即可生成数字输出信号。仅能通过外部接口单元实现的功能包括：

• 非常精细的细分（实现2 nm或1 nm分辨率）
• 某些接口配有LED安装指示灯，可在读数头被遮挡或难以接触时显示信号状态。

数字信号（内置）输出通过将模拟信号转换为两个数字方波生成。这些信号彼此的相位差为90°，且其周期远短于原始模拟信号。数字信号也称为数字正交信号，可由各种驱动装置和控制器读取。

什么是正交输出？

正交输出是一种能够提供增量位置移动信息和方向信息的信号形式。“正交”一词既适用于模拟信号，也适用于数字信号。

模拟正交

最简单且最通用的增量位置信号由一个正弦电压信号（通常为1Vpp）构成，并伴随一个与其相位相差为90°的对应余弦信号。这种形式称为模拟正交，可由多种驱动装置和控制器处理。

数字正交

数字信号是由模拟信号经向下细分而形成的，该过程产生了两个相位差为90°的数字方波，且其信号周期远短于原始模拟正弦信号。这种形式称为数字正交，同样能够由各种驱动装置和控制器轻松读取。

为什么带时钟输出的数字光栅系统的理论速度与可达到的最大速度存在差异？

对于时钟输出系统，雷尼绍建议将时钟频率选项作为接收电子装置的计数频率。由于增加了一个安全系数，因此光栅的理论速度大于实际时钟输出频率。这个安全系数允许时钟振荡器出现公差、线驱动器、电缆和线性接收器出现倾斜、周期误差 (SDE) 和抖动，而这些因素会导致增量信号的最小边缘间隔小于理论上完美系统的最小边缘间隔。

例如，20 MHz Ti TONiC™接口选项的实际时钟输出为15 MHz，因此，分辨率为0.1 μm的光栅的最大速度为1.35 m/s。该系统的理论最大速度为1.5 m/s，但由于上述原因，实际无法达到这一速度。

即使不考虑光栅的时钟输出，模拟信号带宽也会将最大速度限制到一定上限。以TONiC系统为例，上限为10 m/s。

什么是“时钟输出选项”，以及如何选择正确的时钟频率？

如果需要限制光栅输出的最大频率，则应当使用“时钟输出选项”。在不限制输出频率的情况下，如果超出最大输入频率，则会出现接收电子装置计数错误。在光栅静止不动（或移动十分缓慢）且输出状态可能出现快速变化的情况下，必须使用该选项。选择的时钟输出频率应等于或小于接收电子装置的最大输入频率。须注意，如果选择的时钟频率比输入频率小很多，则会降低光栅的最大速度。

雷尼绍生产可与超精细栅距 (< 4 µm) 栅尺配合使用的增量式光栅系统吗？

雷尼绍生产的增量式光栅配有栅距为20 μm或40 μm的栅尺。尽管可供应栅距更小的精细光栅系统，但这并不意味着这些系统的整体性能更好。超精细栅距 (< 4 µm) 系统的安装难度更大，且速度和抗污能力也会受到限制。此外，凭借高效的增量信号调节和细分技术，许多雷尼绍光栅系统的分辨率、精度和周期误差（电子细分误差）都能与具有更精细栅距的光栅系统相媲美。

例如，VIONiC™增量式光栅系列融合了雷尼绍久经市场检验的光学滤波系统和先进的细分技术，具有超低电子细分误差 (SDE)、出色的抗污染能力并可实现高速运行。

对于需要绝对位置反馈的应用，RESOLUTE™光栅凭借其高速、超低信号抖动和精细分辨率，可实现高生产效率和低误差率。在需要精密测量的制造场景中，可在直线轴、旋转轴或圆弧（角度）轴上使用这些光栅。

了解雷尼绍与ACS所进行的测试，这些测试表明：通过采用先进的伺服控制算法，可以实现等效于超精细栅距光栅产品的有效抖动性能。

如何根据具体应用选择绝对式光栅或增量式光栅？

绝对式光栅和增量式光栅适用于各种位置测量和运动控制应用。它们在工作特性和性能方面略有不同。

绝对式光栅系统能够始终报告并保持完整的位置信息，即使在断电重启后也不例外。它们无需任何运动即可立即获取当前位置。因此，这类光栅广泛应用于手术机器人以及不希望执行回零循环（返回到固定参考零位）操作的设备中。

增量式光栅系统可报告相对于其上一次位置的运动。当读数头相对于栅尺运动时，位置信号输出每次递增或递减（取决于方向）一个位置计数。通常需要根据一个已知的参考位置特征确定固定的基准位置。断电时，基准位置会丢失。它们广泛应用于工厂自动化、坐标测量机 (CMM) 以及半导体制造等领域。

什么是增量式光栅信号的位置（时间）延迟？

增量式光栅系统的时间延迟取决于许多因素，其中包括输出类型、光学工作台、模拟和数字电子设备工作台、线驱动器/接收器以及接线设计/长度。这些数值虽然是已知的，但很难进行统一说明或文档化。因此，有关确切的应用建议，请联系离您最近的雷尼绍业务代表。

精度、分辨率和重复精度之间有什么区别？

这三个术语可能会相互混淆。根据雷尼绍术语表，它们的定义如下：

• 精度：测量位置与实际值的接近程度。
• 分辨率：光栅输出的最小测量值步幅 — 这是光栅按一个计数改变其输出必须移动的最小距离。
• 重复精度：光栅在每次到达轴上某个点时报告相同位置的能力。

抖动和电子细分误差 (SDE) 之间有何不同？

这两个术语经常会相互混淆。它们的定义如下：

• 抖动：光栅停止移动时的位置噪声输出量。此数字通常用RMS表示，但测量位置噪声的方法有多种；测量的带宽尤其重要。抖动较低的光栅能够更好地稳定位置且直线电机产生的热量更少。它们在低速时还可提供更加平稳的速度控制。
• 电子细分误差：在一个信号周期内的测量误差。此误差机制源于光栅输出信号利萨如图形的形状或中心存在瑕疵。SDE可能会引起直线电机或DDR电机轴上的速度纹波问题。较高的SDE可能会导致轴产生噪声，并产生热量。在机床应用中，较高的SDE可能导致表面光洁度差，在机器扫描应用中，会导致图像模糊不清。

雷尼绍的光栅和栅尺是否符合RoHS规定？

是的，请参阅我们的合规认证网页。

雷尼绍的光栅和栅尺是否符合冲突地区矿物材料法规的规定？

请参阅我们的合规认证网页。

雷尼绍的光栅和栅尺是否符合EU法规（EC标准符合声明）的规定？

是的，请参阅我们的合规认证网页。

雷尼绍读数头电缆适用于需要弯曲电缆的机器人应用吗？

如果未超出读数头电缆的最小弯曲半径（请参阅相关的规格手册），则电缆的最小挠曲寿命为20,000,000次操作。但是，读数头电缆不适用于沿其长度旋转（扭曲）电缆的应用。不建议弯曲或折弯UHV读数头电缆，否则可能会造成电缆损坏。

对于机器制造时间至关重要的大批量OEM应用，推荐使用哪种光栅？

EVOLUTE™绝对式直线光栅系列提供高精度分辨率的真正绝对位置测量，具有宽松的安装公差和强大的抗污染能力，可实现灵活可靠的测量性能。

同样，QUANTiC™增量式光栅系列专为制造商和系统集成商设计，凭借其超紧凑的读数头外形，不仅具备卓越的测量性能，还提供了极宽松的安装公差。

这两种系统都非常适合注重机器制造用时的大批量OEM应用，因为部件安装节省的时间可缩短制造周期，并最终提高利润。