光栅尺作为高精度位移测量的核心部件,广泛应用于数控机床、自动化设备、精密仪器等领域,其性能直接决定设备的定位精度与运行稳定性。根据信号输出特性,光栅尺可分为增量式与绝对式两大类,二者在信号输出方式、定位精度表现及适用场景上存在显著差异。精准把握这些差异,是实现设备精准选型、提升运行效率的关键。以下从三大核心维度展开详细解析,为行业应用提供专业参考。
信号输出方式的本质差异,决定了测量的基础逻辑。增量式光栅尺采用“相对位移”输出逻辑,工作时持续输出均匀的脉冲信号,通过计数器对脉冲数量进行累加,计算出相对初始位置的位移量。其信号输出形式简单,常见的为A、B两相正交脉冲信号,部分机型会额外输出零位(Z相)信号,用于实现原点定位校准。但增量式光栅尺无掉电记忆功能,设备断电或重启后,需重新执行原点回归操作,否则无法确定当前位置。绝对式光栅尺则采用“绝对位置”输出逻辑,每个位置都对应编码信号,无需依赖初始位置累加,通电后可直接读取当前绝对位置信息。其信号输出形式更为复杂,包括并行二进制编码、串行SSI编码、BISS编码等,能直接向控制系统传输精准的位置数据,且具备掉电记忆功能,断电后位置信息不丢失,重启后可立即恢复工作。

定位精度与稳定性表现,适配不同精度等级需求。在基础精度层面,二者均可实现高精度测量,常规增量式光栅尺精度可达μm级,机型能达到纳米级;绝对式光栅尺因编码逻辑的优势,在位置信号读取的实时性与准确性上更具优势,尤其在高速运动场景下,可有效避免增量式光栅尺因脉冲计数误差导致的累积偏差。从稳定性来看,增量式光栅尺的测量精度易受脉冲计数干扰、信号传输距离等因素影响,当出现脉冲丢失或误计数时,会直接导致定位偏差,且偏差难以察觉;绝对式光栅尺的编码特性,使其抗干扰能力更强,即使出现短暂的信号中断,恢复后仍可精准读取当前位置,无需重新校准,大幅提升了测量的稳定性与可靠性。
适用场景的差异化适配,源于核心性能的特性差异。增量式光栅尺凭借结构简单、成本低廉、响应速度快的优势,广泛应用于对定位精度要求适中、无需频繁断电重启的场景。例如普通数控机床的进给轴、自动化生产线的搬运机械臂、印刷设备的走纸机构等,这些场景中设备持续运行时间长,原点回归操作便捷,增量式光栅尺可满足高效测量需求。绝对式光栅尺则更适配对定位精度、可靠性要求高,且需频繁启停、断电的场景。如精密加工机床的主轴与进给轴、航空航天零部件加工设备、半导体制造设备、医疗影像设备等,这些场景中,设备断电重启后需立即恢复精准定位,不允许因原点回归操作浪费时间,且对测量偏差的容错率极低,绝对式光栅尺的掉电记忆功能与高精度稳定性可充分匹配需求。
此外,二者在安装维护与成本投入上也存在差异。增量式光栅尺安装调试简单,后期维护成本低,适合批量应用的通用设备;绝对式光栅尺因信号编码复杂,安装调试要求更高,设备采购成本与维护成本相对较高,更适合精密设备场景。综上,增量式与绝对式光栅尺并非替代关系,而是针对不同需求的互补选型。增量式聚焦“高效经济”的通用场景,绝对式主打“精准可靠”的场景。实际选型时,需结合设备的精度要求、运行工况、启停频率及成本预算综合判断,通过精准适配实现设备性能与应用需求的匹配,推动工业自动化与精密制造领域的高质量发展。