光栅尺作为数控机床的核心位置反馈元件，其规格选择直接影响测量精度、成本及系统稳定性。机床行程（如1米、3米、10米）是选择光栅尺规格的关键参数之一，需综合考虑分辨率、精度、安装方式及环境适应性等因素。以下是具体选型要点与实践建议。
一、明确机床行程与测量范围
1、行程匹配原则
光栅尺的标称测量长度应略大于机床最大行程，避免极限位置超出量程。例如：
机床行程1米→选择1.2米光栅尺（预留20%余量）；
机床行程10米→选择12米或分段拼接方案。
超长行程（>5米）：需评估单根光栅尺的可用性，若无法满足，可采用多段拼接或绝对式光栅尺分段补偿。
2、避免“一刀切”
小行程机床（如1米）：可选紧凑型增量式光栅尺，成本低且易于安装；
大行程机床（如10米）：需优先选择绝对式光栅尺或高精度增量式光栅尺，避免累积误差过大。
二、分辨率与精度需求
1、分辨率计算
根据机床加工精度要求确定光栅尺的分辨率。例如：
普通铣床（±0.01mm）→选5μm分辨率；
精密磨床（±0.001mm）→选1μm分辨率。
注意：分辨率并非越高越好，需与伺服系统匹配，避免信号噪声放大。
2、精度等级选择
±5μm/m：适用于一般加工场景（如车床、普通铣床）；
±3μm/m：适用于高精度设备（如慢走丝线切割机）；
±1μm/m：仅用于超精密机床（如光学镜片加工设备）。
三、安装方式与机械适配
1、物理尺寸匹配
光栅尺宽度需与机床导轨匹配，避免安装干涉；
读数头行程需覆盖机床最大位移，同时留有余量（尤其是垂直轴安装时）。
2、安装误差补偿
长行程光栅尺对安装平行度要求高，需通过调整架或工装确保标尺与运动轴平行；
大行程（>3米）建议采用绝对式光栅尺，减少参考点丢失风险。
3、环境适应性
高温环境（如铸造机床）：选择耐温材料（如不锈钢标尺），并配置温度补偿功能；
粉尘/油污环境：优选密封式光栅尺或加装防护罩，防止污染导致信号失效。
四、信号类型与系统集成
1、输出信号选择
增量式光栅尺：适合短行程、低成本场景，但需配合编码器或外部参考点；
绝对式光栅尺：适合长行程、高精度需求，可直接输出绝对位置信号，无需找零。
混合式光栅尺：兼顾增量与绝对信号，适合复杂系统备份。
2、接口协议匹配
根据控制系统选择信号类型，确保兼容性；
长距离传输（>10米）需采用差分信号或光纤接口，减少电磁干扰。
五、成本与维护优化
1、成本控制策略
短行程机床（<3米）：优先选用增量式光栅尺，降低成本；
长行程机床（>5米）：考虑绝对式光栅尺的长期稳定性，避免频繁校准开销。
2、维护便利性
选择标准化尺寸（如30mm、50mm宽度），便于更换备件；
定期校准（如每年一次）并清洁光栅表面，延长使用寿命。
六、总结
根据机床行程选择光栅尺需平衡以下因素：
1、行程匹配：标尺长度≥机床行程+20%余量；
2、精度适配：分辨率与机床加工精度匹配，避免过犹不及；
3、安装友好性：考虑机械尺寸、平行度误差及环境防护；
4、成本优化：短行程选增量式，长行程优先绝对式。
通过合理选型，可确保光栅尺在机床中发挥理想性能，同时控制成本与维护难度。
