中国香港东芝机床用什么光栅尺

A. 数控机床上的光栅尺是什么

数控机床上的光栅尺，也称为光栅尺位移传感器（光栅尺传感器），是利用光栅的光学原理工作的测量反馈装置，在数控机床中常用于对刀具和工件的坐标进行检测，来观察和跟踪走刀误差，以起到一个补偿刀具的运动误差的作用。

光栅尺经常应用于数控机床的闭环伺服系统中，可用作直线位移或者角位移的检测。其测量输出的信号为数字脉冲，具有检测范围大，检测精度高，响应速度快的特点。光栅尺按照制造方法和光学原理的不同，分为透射光栅和反射光栅。

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光栅尺在数控机床中的安装 ：

1、光栅尺线位移传感器的安装比较灵活，可安装在机床的不同部位。以 FANUC 系统数控端面外圆磨床为例，使用的是 LC193F 绝对光栅尺，且安装在工作台和砂轮架导轨（滑板）上，随机床走刀而移动，读数头固定在床身上，尽可能使读数头安装在主尺的下方。

2、其安装方式的选择必须注意切屑、切削液及油液的溅落方向。另外，一般情况下，读数头应尽量安装在相对机床静止部件上，此时输出导线不移动易固定，而尺身则应安装在相对机床运动的滑板上，同时传感器不能安装在打底涂漆或者粗糙不平的床身。

参考资料来源：网络-光栅尺

B. 光栅尺由哪些哪些部件构成它与数控机床的连接方式如何

光栅尺由标尺光栅和光栅读数头两部分组成。标尺光栅一般固定在机床活动部件上，光栅读数头装在机床固定部件上，指示光栅装在光栅读数头中。
光栅检测装置结构光栅检测装置的关键部分是光栅读数头，它由光源、会聚透镜、指示光栅、光电元件及调整机构等组成。标尺光栅和光栅读数头相对移动，标尺光栅的条纹和光栅读数头的条纹（莫尔条纹）产生明暗信号，由读数头的电路转换成信号输出。
光栅尺经常应用于数控机床的闭环伺服系统中,可用作直线位移或者角位移的检测。
一般将主尺安装在机床的工作台（滑板）上，随机床走刀而动，读数头固定在床身上，尽可能使读数头安装在主尺的下方。其安装方式的选择必须注意切屑、切削液及油液的溅落方向。如果由于安装位置限制必须采用读数头朝上的方式安装时，则必须增加辅助密封装置。另外，一般情况下，读数头应尽量安装在相对机床静止部件上，此时输出导线不移动易固定，而尺身则应安装在相对机床运动的部件上（如滑板）。
安装基面：安装光栅尺位移传感器时，不能直接将传感器安装在粗糙不平的机床身上，更不能安装在打底涂漆的机床身上。光栅主尺及读数头分别安装在机床相对运动的两个部件上。用千分表检查机床工作台的主尺安装面与导轨运动的方向平行度。千分表固定在床身上，移动工作台，要求达到平行度为0.1mm/1000mm以内。如果不能达到这个要求，则需设计加工一件光栅尺基座。
基座要求做到：(1)应加一根与光栅尺尺身长度相等的基座（最好基座长出光栅尺50mm左右）。(2)该基座通过铣、磨工序加工，保证其平面平行度0.1mm/1000mm以内。另外，还需加工一件与尺身基座等高的读数头基座。读数头的基座与尺身的基座总共误差不得大于±0.2mm。安装时，调整读数头位置，达到读数头与光栅尺尺身的平行度为0.1mm左右，读数头与光栅尺尺身之间的间距为1~1.5mm左右。
主尺安装：将光栅主尺用M4螺钉上在机床安装的工作台安装面上，但不要上紧，把千分表固定在床身上，移动工作台（主尺与工作台同时移动）。用千分表测量主尺平面与机床导轨运动方向的平行度，调整主尺M4螺钉位置，使主尺平行度满足0.1mm/1000mm以内时，把M2螺钉彻底上紧。
在安装光栅主尺时，应注意：
(1) 在装主尺时，如安装超过1.5M以上的光栅时，不能象桥梁式只安装两端头，尚需在整个主尺尺身中有支撑。(2)在有基座情况下安装好后，最好用一个卡子卡住尺身中点（或几点）。(3)不能安装卡子时，最好用玻璃胶粘住光栅尺身，使基尺与主尺固定好。
读数头安装：在安装读数头时，如果发现安装条件非常的有限，可以考虑使用附件，如角铝、直板，首先应保证读数头的基面达到安装要求，然后再安装读数头，其安装方法与主尺相似。最后调整读数头，使读数头与光栅主尺平行度保证在0.1mm之内，其读数头与主尺的间隙控制在1~1.5mm以内。安装完毕后，可以用大拇指接触读数头与光栅尺尺身表面是否平滑、平整。
限位装置：光栅线位移传感器全部安装完以后，一定要在机床导轨上安装限位装置，以免机床加工产品移动时读数头冲撞到主尺两端，从而损坏光栅尺。另外，用户在选购光栅线位移传感器时，应尽量选用超出机床加工尺寸100mm左右的光栅尺，以留有余量。
传感器检查：光栅线位移传感器安装完毕后，可接通数显表，移动工作台，观察数显表计数是否正常。在机床上选取一个参考位置，来回移动工作点至该选取的位置。数显表读数应相同（或回零）。另外也可使用千分表（或百分表），使千分表与数显表同时调至零（或记忆起始数据），往返多次后回到初始位置，观察数显表与千分表的数据是否一致。通过上述工作，光栅尺线位移传感器的安装就完成了。但对于一般的机床加工环境来讲，铁屑、切削液及油污较多。因此，传感器应附带加装防护罩，防护罩的设计是按照传感器的外形截面放大留一定的空间尺寸确定，防护罩采用橡皮密封，避免光栅尺进油进水防止铁屑。

C. 五轴联动加工中心基本知识介绍

作者：海潮
链接：https://zhuanlan.hu.com/p/24549394
来源：知乎
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除了机床本身的投资之外木模五轴加工中心，还必需对CAD/CAM系统软件和后置处理器进行进级，使之适应五轴加工的要求；必需对校验程序进行进级，使之能够对整个机床进行仿真处理。
A轴和C轴如与XYZ三直线轴实现联动，
汽车轮胎模具五轴加工中心格就可加工出复杂的空间曲面，当然这需要高档的数控系统、伺服系统以及软件的支持。机床是一个国家制造业水平的象征。
符合数控机床发展的新方向
近几年国际、海内机床展表明五轴加工中心软件培训，数控机床正朝着高速度、高精度、复合化的方向发展。但一般工作台不能设计太大，承重也较小，特别是当A轴回转大于即是90度时，工件切削时会对工作台带来很大的承载力

矩。工作台的中间还设有一个回转台，环绕Z轴回转，定义为C轴，C轴都是360度回转。为了实现“十五”规划的发展目标，各部分迫切需要进一步鼎力发展数控加工技术，亟须配置大量的各类工艺设备，尤其是数控机床设备。
现在，大家普遍以为，五轴联动数控机床系统是解决叶轮、叶片、船用螺旋桨、重型发电机转子、汽轮机转子、大型柴油机曲轴等等加工的独一手段。
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从1999年开始，在CIMT、CCMT等国际、海内机床博览会上，首先是海内的五轴数控机床产品纷纷亮相，海内五轴数控机床的市场逐渐打开，随后国际机床巨头纷至沓来，五轴数控机床的品种和数目逐年上升：CIM

T99、CCMT2000分别推出3台国产五轴联念头床；CIMT2001国际机床博览会上，北京第一机床厂和桂林机床股份有限公司分别展出了主轴转速10000r/min的五轴高速龙门加工中央，北京市机电院的主轴转速15
000r/min 的五轴高速立式加工中央；清华大学与昆明机床股份有限公司联合研制的XNZ63,
铸造模具五轴加工中心采用尺度Stewart平台结构，可实现六自由度联动；大连机床厂自行研制的串并联机床
DCB—510，其数控系统由清华大学开发，该机床通过并联机构实现X、Y、Z轴直线运动，由串联机构实现A、C轴旋转运动，从而实现五轴联动，其直线快速进给速度可达80m/min。即使是发达产业化国家，也无不高度正视。兴趣军事的朋友可能知道闻名的“东芝事件”：上世纪末，□□□东芝公司卖给前苏联几台五轴联动的数控铣床，结果让前苏联用于制造潜艇的推进螺旋桨，上了几个档次，使美国间蝶船的声纳监听不到潜艇的声音了，所以美国以东芝公司违背了战略物资禁运政策，要惩处东芝公司。所以，每当人们在设计、研制复杂曲面碰到无法解决的挫折时，往往转向求助五轴数控系统。

另一种是依赖立式主轴头的回转。五轴数控技术为何久久未能得以广泛普及？五轴数控加工因为干涉和刀具在加工空间的位姿控制，其数控编程、数控系统和机床结构远比三轴机床复杂得多。这样通过A轴与C轴的组合，固定在工作台上的工件除了底面之外，其余的五个面都可以由立式主轴进行加工。近年来，跟着我国国民经济迅速发展和国防建设的需要，对高档的数控机床提出了急迫的大量需求。中国机床产业的发展，利用自己研制的高、精、尖产品介入国际竞争，打破了国际技术垄断，国际机床巨头们不愿失去中国这个大有潜力可挖的市场，于是蜂拥而来，把他们的产品“送上门来”：国外展团共展出五轴加工中央8台、五轴车铣加工中央1台、五轴数控刀具磨床5台。最近国际机床业泛起了一个新概念，即万能加工，数控机床既能车削又能进行五轴铣削加工。目前，五轴数控技术在全球范围

内普遍存在以下题目。立式五轴加工中央这类加工中央的回转轴有两种方式，一种是工作台回转轴。复合化的目标是在一台机床上利用一次装夹完成大部门或全部切削加工，以保证工件的位置精度，进步加工效率。用户在进行数控加工时需要频繁换刀或调整刀具的切当尺寸，按照正常的处理程序，刀具轨迹应送回CAM系统重新进行计算。乐器五轴加工中心目前流行的CNC系统均无法完成刀具半径补偿，由于ISO文件中没有提供足够的数据对刀具位置进行重新计算。现在，三轴机床附加一个旋转轴基本上就是普通三轴机床的价格，这种机床可以实现多轴机床的功能。但近年来，跟着计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）系统取得了突破性发展，珊星公司等中国多家数控企业，纷纷推出五轴联动数控机床系统，打破了外国的技术关闭，占领了这一战略性工业的至高点，大大降低了其应用本钱，从而使中国装备制造业迎来了一个崭新的时代！以信息技术为代表的现代科学的发展对装备制造业注入了强劲的动力，同时也对它提出更强要求，更加凸起了机械装备制造业作为高新技术工业化载体在推动整个社会技术提高和工业进级中无可替换的基础作用。目前五轴数控机床的应用仍旧局限于航空、航天及其相关产业。这些机床均已达到国际提高前辈水平，体现出我国机床产业为国防尖端产业发展提供装备的实力又有突破性进步。以圆柱铣刀进行接触成形铣削时，需要对不同直径的刀具编制不同的程序。在加工中央上扩展五轴联动功能，可大大进步加工中央的加工能力，便于系统的进一步集成化。作为国民经济增长和技术进级的原动力，以五轴联动为标志的机械装备制造业将伴跟着高新技术和新兴工业的发展而共同提高。五轴数控机床在海内外的实际应用表明，其加工效率相称于两台三轴机床，甚至可以完全省去某些大型自动化出产流水线的投资，大大节约了占地空间和工件在不同制造单元之间的周转运输的时间和花费。
海内五轴数控技术发展状况与市场分析
五轴联动数控机床，是电力、船舶、航空航天、高精密仪器等民用产业和军事产业等部分迫切需要的枢纽加工设备。而代表机床制造业最高境界的是五轴联动数控机床系统，从某种意义上说，反映了一个国家的产业发展水平状况。
几十年来，人们普遍以为五轴数控加工技术是加工连续、平滑、复杂曲面的惟一手段。设置在床身上的工作台可以环绕X轴回转，定义为A轴，A轴一般工作范围+30度至-120度。中国不仅要做世界制造的大国，更要做世界制造强国！预计在不久的将来，跟着五轴联动数控机床系统的普及推广，必将为中国成为世界最强国奠定坚实的基础！
加工中央一般分为立式加工中央和卧式加工中央，立式加工中央（三轴）最有效的加工面仅为工件的顶面，卧式加工中央借助回转工作台，也只能完成工件的四面加工。三轴机床只有直线坐标轴，而五轴数控机床结构形式多样；统一段NC代码可以在不同的三轴数控机床上获得同样的加工效果，但某一种五轴机床的NC代码却不能合用于所有类型的五轴机床。西方发达国家长期对我国实行禁运。国际上把五轴联动数控技术作为一个国家出产设备自动化水平的标志。这种设计还有一大长处：我们在使用球面铣刀加工曲面时，当刀具中央线垂直于加工面时，因为球面铣刀的顶点线速度为零，顶点切出的工件表面质量会很差，采用主轴回转的设计,玻璃钢修边五轴加工中心令主轴相对工件转过一个角度，使球面铣刀避开顶点切削，保证有一定的线速度，可进步表面加工质量。数控编程除了直线运动之外，还要协调旋转运动的相关计算，如旋转角度行程检修、非线性误差校核、刀具旋转运动计算等，处理的信息量很大，数控编程极其抽象。但到目前为止，五轴数控技术的应用仍旧局限于少数资金雄厚的部分，并且仍旧存在尚未解决的挫折。因为其特殊的地位，特别是对于航空、航天、军事产业的重要影响，以及技术上的复杂性，西方产业发达国家一

直把五轴数控系统作为战略物资实行出口许可证轨制，对我国实行禁运。目前高档的加工中央正朝着五轴控制的方向发展，五轴联动加工中央有高效率、高精度的特点，工件一次装夹就可完成五面体的加工。
我国数控技术及其设备在各产业部分中的应用整体水平仍旧偏低，与产业发达国家比拟差距很大。从而导致整个加工过程效率十分低下。因为五轴联动数控机床系统价格十分昂贵，加之NC程序制作较难，使五轴系统难以“布衣”化应用。
发展和推广的难点及阻力何在
显然，人们早已熟悉到五轴数控技术的优胜性和重要性。一旦人们在设计、制造复杂曲面碰到无法解决的挫折，就会求助五轴加工技术。对于数控机床设备的主要技术要求是多轴、高速、刚性好、功率大；对坐标数的需求，以三至五轴联动为主。
购置机床需大量投资
以前五轴机床和三轴机床之间的价格悬殊很大。
刀具半径补偿难题
在五轴联动NC程序中，刀具长度补偿功能仍旧有效，而刀具半径补偿却失效了。早在20世纪60年代，国外航空产业出产中就开始采用五轴数控铣床。
装备制造业是一国产业之基石，它为新技术、新产品的开发和现代产业出产提供重要的手段，是不可或缺的战略性工业。五轴加工培训国外数控镗铣床、加工中央为适应多面体和曲面零件加工，均采用多轴加工技术，包括五轴联动功能。这种设置方式的长处是主轴加工非常灵活，工作台也可以设计的非常大，客机庞大的机身、巨大的发念头壳都可以在这类加工中央上加工。因而，研究五轴数控加工技术对国家科技气力和综合国力的进步有重要意义。
对这个题目的终极解决方案，有赖于引入新一代CNC控制系统，该系统能够识别通用格局的工件模型文件(如STEP等)或CAD系统文件。特别是暗斗时期，对中国、前苏联等社会主义阵营实行关闭禁运。
五轴联动数控是数控技术中难度最大、应用范围最广的技术，它集计算机控制、高机能伺服驱动和精密加工技术于一体，应用于复杂曲面的高效、精密、自动化加工。对于枢纽零件外形复杂的行业，如航空、电力、船舶、模具制造业等，其出产部分对多轴机床要求比例较大，新增五轴数控机床大约占数控机床总数的70%～80%。为了达到回转的高精度，高档的回转轴还配置了圆光栅尺反馈，分度精度都在几秒以内，当然这类主轴的回转结构比较复杂，制造本钱也较高。长期以来，以美国为首的西方产业发达国家，

汽车轮胎模具五轴加工中心一直把五轴联动数控机床系统作为重要的战略物资，实行出口许可证轨制。如配置上五轴联动的高档数控系统，还可以对复杂的空间曲面进行高精度加工，更能够相宜象汽车零部件、飞机结构件等现代模具的加工。
五轴数控编程抽象、操纵难题
这是每一个传统数控编程职员都深感头疼的题目。这种结构非常受模具高精度曲面加工的欢迎，这是工作台回转式加工中央难以做到的。同时，五轴机床的价格也仅仅比三轴机床的价格高出30%～50%。

A轴和C轴最小分度值一般为0.001度，这样又可以把工件细分成任意角度，加工出倾斜面、倾斜孔等。由此可见，五轴联动数控机床系统对一个国家的航空、航天、军事、科研、精密器械、高精医疗设备等等行业，有着举足轻重的影响力

五轴加工中心价格。主轴前端是一个回转头，能自行环绕Z轴360度，成为C轴，回转头上还有带可环绕X轴旋转的A轴，一般可达±90度以上，实现上述同样的功能。这种设置方式的长处是主轴的结构比较简朴，主轴刚性非常好，制造本钱比较低。

D. 五轴联动数控机床技术介绍

关于五轴联动数控机床技术介绍

五轴联动数控机床是一种科技含量高、精密度高、专门用于加工复杂曲面的机床，这种机床系统对一个国家的航空、航天、军事、科研、精密器械、高精医疗设备等等行业有着举足轻重的影响力。下面是我整理的关于五轴联动数控机床技术介绍，欢迎大家分享。

五轴联动机床有立式、卧式和摇篮式二轴NC工作台，NC工作台NC分度头，NC工作台90°B轴，NC工作台45°B轴，NC工作台A轴，二轴NC主轴等类型。

近日，一条“中国已经有五轴联动数控机床技术”的消息着实让军事迷们兴奋了一把。说起以前的采购历史，专家们都是一把辛酸泪：五轴联动等高端数控机床因其对飞机、核潜艇等装备的关键作用，一直被外国禁止向中国军工企业销售;即便是采购作为民用，也需承诺终生接受外国厂商的监督和跟踪。

中国有了五轴联动数控机床技术 数控机床将不再受控于人

“近些年，随着数控机床和基础制造装备行业技术的不断提升，我国的高端数控技术突飞猛进，不仅是五轴联动，许多其他关键技术都已经实现突破。”国家重大专项“高档数控机床与基础制造装备”专项专家组成员王永说。

目前正处于产业化和市场推广应用阶段

数控机床是装备制造业的“工作母机”，一个国家的机床行业技术水平和产品质量，是衡量其装备制造业发展水平的重要标志。我国发布的《“中国制造”2025》已将高档数控机床列为中国制造业发展的战略十大重点领域之一。

王永认为，从2009年启动04专项，瞄准的是航空航天、发电、汽车、造船四个重点领域，现在看，几个领域都取得了相关成绩。以汽车制造领域来说，大型快速高效数控全自动冲压生产线在与世界一流企业的国际竞标中，赢得美国汽车本土工厂生产线的批量订单。目前，汽车覆盖件冲压线国内市场占有率超过70%，全球市场占有率已超过30%，有力地推动了国产汽车装备自主化。

业内专家认为，这几年机床产品的可靠性设计与性能试验技术、多轴联动加工技术等多项关键技术的成熟度有了很大提升，国产高档五轴联动机床开始进入市场。

中国机床工具工业协会副秘书长郭长城说，04专项实施以来，整个行业取得了较大的发展，一批关键核心技术取得突破，自主创新能力得到提高，数控机床的整体设计、制造能力和水平都得到有效提升，目前正处在产业化和市场推广应用的攻坚阶段。

被封锁，数控领域的“憋屈”往事

对于数控机床领域的专家来说，很少有哪件事比发生在1983年的“东芝机床事件”更让他们刻骨铭心。

这一年，日本东芝公司卖给苏联几台五轴联动数控铣床，苏联将其用于制造核潜艇推进螺旋桨，使得螺旋桨在水中转动时噪声大为下降，以至于美国的声呐无法侦测到苏联潜艇的动向。该数控机床的销售，也使得苏联的装备制造业上了一个档次，时至今日，美军的声呐也难以监听到俄军的潜艇。为此，美国国防部展开调查，并最终将东芝公司相关高层都送进了监狱，并且禁止东芝公司向任何社会主义国家出口任何货物一年。那一年，我国无法买到东芝电器，甚至一节东芝电池。

彼时，中国机床制造业又是什么状况?我国能制造的`主要是普通机床，数控机床研究生产才刚刚起步，数控系统基本依靠国外技术，不能独立发展，与国际前沿差距太大。

王永说，直到今天，美国、日本等国家仍然禁止向中国出售高技术制造装备，包括五轴联动数控机床等高端数控装备。

尚有不少“短板”要克服

值得一提的是，尽管成绩令人瞩目，但国产数控产品尚有不少“短板”需要克服。

一方面，我国数控机床还以中低端产品为主，高端数控机床主要依赖于进口。现在，国内整个机床消费中进口量仍占三分之一左右，高端数控机床在精度和速度上跟国际前沿技术有较大差距，对进口的依赖更大。据相关行业报告显示，高端数控产品的进口率达80%。

另一方面，数控系统和功能部件发展严重滞后也困扰着整个行业。王永强调，这些年重大专项的实施推动了行业技术进步，但必须看到，相比主机技术的快速发展，高档数控系统和配套件的研发和生产还处于一个相对落后的境况。

与发达国家相比，我国机床行业起步晚，发展时间较短，技术相对落后。产业规模虽然位居世界首位，但却面临着产业结构不合理、自主创新能力不强等多项挑战。中国机床产业在发展的过程中，既要加速弥补现实存在的短板，又要在明确产业发展目标和发展重点的指引下，系统地提升产业共性技术水平，大力推进高档数控机床的发展，实现由制造大国向制造强国的转变

加工中心

五轴联动加工中心有高效率、高精度的特点，工件一次装夹就可完成五面体的加工。若配以五轴联动的高档数控系统，还可以对复杂的空间曲面进行高精度加工，更能够适应像汽车零部件、飞机结构件等现代模具的加工。立式五轴加工中心的回转轴有两种方式，一种是工作台回转轴，设置在床身上的工作台可以环绕X轴回转，定义为A轴，A轴一般工作范围+30度至-120度。工作台的中间还设有一个回转台，在图示的位置上环绕Z轴回转，定义为C轴，C轴都是360度回转。这样通过A轴与C轴的组合，固定在工作台上的工件除了底面之外，其余的五个面都可以由立式主轴进行加工。A轴和C轴最小分度值一般为0.001度，这样又可以把工件细分成任意角度，加工出倾斜面、倾斜孔等。A轴和C轴如与XYZ三直线轴实现联动，就可加工出复杂的空间曲面，当然这需要高档的数控系统、伺服系统以及软件的支持。这种设置方式的优点是主轴的结构比较简单，主轴刚性非常好，制造成本比较低。但一般工作台不能设计太大，承重也较小，特别是当A轴回转大于等于90度时，工件切削时会对工作台带来很大的承载力矩。 另一种是依靠立式主轴头的回转。主轴前端是一个回转头，能自行环绕Z轴360度，成为C轴，回转头上还有带可环绕X轴旋转的A轴，一般可达±90度以上，实现上述同样的功能。这种设置方式的优点是主轴加工非常灵活，工作台也可以设计的非常大，客机庞大的机身、巨大的发动机壳都可以在这类加工中心上加工。这种设计还有一大优点：我们在使用球面铣刀加工曲面时，当刀具中心线垂直于加工面时，由于球面铣刀的顶点线速度为零，顶点切出的工件表面质量会很差，采用主轴回转的设计，令主轴相对工件转过一个角度，使球面铣刀避开顶点切削，保证有一定的线速度，可提高表面加工质量。这种结构非常受模具高精度曲面加工的欢迎，这是工作台回转式加工中心难以做到的。为了达到回转的高精度，高档的回转轴还配置了圆光栅尺反馈，分度精度都在几秒以内，当然这类主轴的回转结构比较复杂，制造成本也较高。

E. 数控机床上的光栅尺是什么

数控机床上的光栅尺是：

光栅尺经常应用于数控机床的闭环伺服系统中，可用作直线位移或者角位移的检测。

其测量输出的信号为数字脉冲，具有检测范围大，检测精度高，响应速度快的特点。

光栅尺是由标尺光栅和光栅读数头两部分组成。

标尺光栅一般固定在机床固定部件上，光栅读数头装在机床活动部件上，指示光栅装在光栅读数头中。