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三丰直线栅尺的应用和选型指南

发布日期:2024年09月27日    浏览次数:172
直线栅尺,可以简单理解为一把“尺子”,多被应用于数控机床或高精度测量设备上,用来检测直线位移或是角度位移。

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直线栅尺作为机床直线轴的位置检测传感器,也被称为机床的“眼睛”,“监视”直线轴在执行数控系统的移动指令后,该直线轴是否真正准确地运行到数控系统指令所要求的位置,并予以反馈,是机床加工和控制不可或缺的部件之一。


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直线栅尺的应用示例


直线栅尺在车床、铣床等通用机床,以及包括专有设备在内的所有机床、专业机械、半导体制造装置,精密测量仪器等方面,直线栅尺已经逐步替代了传统的刻度盘定位操作,大幅提高了机器的工作效率和精度。


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半导体装置

用于切割锯的定位

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曝光装置
用于扫描台的定位


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03

电子显微镜
用于掩膜的观测/电路图案的测长等


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04

各种NC机床
用于高精度全闭环控制


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05

电子元件安装机
用于电子元件的高速、高精度安装


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FPD检查装置

用于缺陷检查、修复定位


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直线栅尺的选型


直线栅尺根据控制方式、外观结构、原点确立方式及检出原理等可分为的多种类型。


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分类如此“复杂”,怎样才能选择出最适合的那款栅尺呢?事实上,在了解栅尺的分类原则之后,这个问题也就迎刃而解了。

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外观结构



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敞开式(ST型):因其是开放式,所以对环境要求较高。多被应用于半导体、FPD相关设备、贴片机或是高精度机床等仪器。
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三丰测量设备上的敞开式栅尺

封闭式(AT型):通过框架保护标尺,因此拥有更优异的耐环境性。在使用过程中可有效地防尘、防切削液,被广泛应用于机床之中。


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AT系列采用新型封闭式结构,更有效防尘/防水


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原点确立方式


无论是敞开式还是封闭式,根据原点设置的不同又可分为
绝对系统(ABS)型增量系统(INC)型


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增量式(INC)直线栅尺因其价格较低而被广泛用在机床上,但随着用户对精度和效率的要求越来越高,绝对式(ABS(直线栅尺的需求(NC数控、线性编码器)越来越多。
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▲ABS和INC系统的比较▲



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检测原理


根据检测原理的不同,直线栅尺又被分为光电式、静电电容式、磁气式、电磁感应式等。其中,光电式直线栅尺精度高,而电磁感应式耐环境性更优秀,各有所长。您可以根据实际需求情况,选择最为适合的那款栅尺。


15各种方式的耐环境性和精度比较

三丰直线栅尺按照检测原理可细分为光电式(透射型、反射型)、电磁感应式、双远心光学式等类型。

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透射型光电式

将玻璃栅尺的透射光量变化转换为电信号的方式称为透射型光电式。将封闭式直线栅尺是以玻璃栅尺为长度基准,使用发光元件、受光装置,通过其刻度格检测光量变化并输出偏移量。
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AT113 系列

增量系统INC

封闭式 光栅尺

二相正弦波输出




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反射型光电式

光电式敞开式线性栅尺是使用发光元件、受光装置,通过玻璃栅尺的刻度格检测光量变化的偏移量。将玻璃栅尺的反射光量变化转换为电信号的方式叫作反射型光电式

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ST36系列

增量系统

敞开式 光栅尺

二相正弦波/方波输出、差动1Vp-p正弦波输出




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电磁感应式

电磁感应式栅尺是利用电磁感应将偏移量转换为电信号。电磁感应如[图1]所示,是2个线圈相对放置时,向线圈A中通入随时间变化的电流Ι1后,在线圈A的周围产生磁通量,线圈B中沿抵消磁通量的方向产生感应电流Ι2的现象。

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[图2]是电磁感应式检出器的原理示意图:
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线圈间的导磁率在空气、水、油中基本无差别,因此电磁感应式传感器具备出色的耐水性、耐油性。


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ABS AT1100系列

绝对系统ABS

封闭式电磁感应式栅尺

高耐振动、耐冲击性,现场对应型


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双远心光学系统

两侧配备摄像光学系统的光电式线性编码器,两侧的远心摄像光学系统以图像形式捕捉栅尺刻度,使用受光装置检测移动量的方式叫做双远心光学系统。

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两侧采用远心摄像光学系统,提高了编码器稳定性的同时,焦点深度更大,扩大了GAP变化容许范围(栅尺波纹度、载物台的姿态变化、检出器的安装容许范围等),同时摄像范围大,扩大了对于栅尺脏污和微小伤痕等的容许程度。

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ABS AT1300系列

绝对系统

封闭式 光栅尺

高精度&出色耐环境性





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