一、光栅尺是什么?苏州贝格纳为你揭开 “精密刻度” 的面纱
光栅尺,简单来说是一种搭载高精度栅格刻度的测量工具,其重点在于通过光刻技术在玻璃或钢带等基材上印制的细密栅格。这些栅格的间距(即 “栅距”)通常小至 20μm,肉眼难以直接辨识,必须配合专业读取设备才能实现精细准确定位。
作为专注于工业精密测量设备的供应商,苏州贝格纳工业设备有限公司所提供的光栅尺,正是以这种精密结构为基础,为各类运动机构的闭环控制提供 “实时坐标”。例如,当设备移动时,光栅尺能通过栅格与读取装置的配合,将机械位移转化为可量化的电信号,从而实现对运动轨迹的精细准确把控。
值得注意的是,光栅尺的测量精度并非止步于栅距本身。通过细分技术(如 5 倍、10 倍甚至 50 倍细分),其分辨率可大幅提升:以 20μm 栅距为例,50 倍细分后分辨率可达 0.4μm,这也是苏州贝格纳部分高精度光栅尺产品能满足微米级测量需求的重要原因。细分过程可通过读取设备内置电路或外接处理器完成,确保信号处理的高效与稳定。
二、光栅尺如何 “读取” 位移?苏州贝格纳解析其重要机制
光栅尺的精细准确测量,依赖于一套巧妙的光学与电子协同系统。苏州贝格纳工业设备有限公司的技术团队将其重要机制拆解为以下三个关键环节:
1. 光学扫描与信号生成
读取设备中内置了与光栅尺栅距匹配的 “扫描光罩”,其中心是 LED 光源与透镜组。当设备沿光栅尺移动时,光线穿过栅格狭缝会产生衍射现象,在光电传感器上形成明暗交替的正弦干涉条纹。这些条纹被传感器转化为正弦波电信号,经放大整形后,输出两个相位差 90° 的正弦波或方波信号 —— 这是判断位移方向与距离的基础。
2. 信号处理与方向判断
原始正弦波信号通常会被处理为方波,以便进行倍频细分(提升精度)。苏州贝格纳的光栅尺产品中,正向移动时,一个信号会超前另一个 90°;反向移动时则滞后 90°,通过这种相位差异,系统能精细准确判断运动方向。若进行倍频处理,一个周期内的方波数量会成倍增加,进一步放大测量精度。
3. 紧凑结构设计的秘密
细心的用户会发现,苏州贝格纳的光栅尺往往只有一侧有读取装置 —— 这是因为光源与光电传感器被设计在同一侧,通过反射式光路实现信号采集:光线照射到光栅尺后反射,经聚焦镜再次投射到传感器上,既简化了结构,又避免了双侧安装的空间限制,尤其适用于紧凑工况。
三、光栅尺的精度如何保障?苏州贝格纳详解其误差控制
精度是光栅尺的重要指标,苏州贝格纳工业设备有限公司的产品之所以能在精密制造领域立足,关键在于对精度的严苛把控:
1. 精度等级与实际表现
常见精度等级包括 ±5μm、±3μm、±1μm,苏州贝格纳更有高精度系列可达 ±0.5μm 甚至更高。需注意的是,这一精度指制造误差,且短距离测量时误差会更小(如 ±0.2μm/10mm),但不可简单线性推导长距离精度 —— 这也是苏州贝格纳在产品手册中明确标注不同量程误差范围的原因。
2. 误差来源与系统优化
除制造误差外,环境因素(如温度、振动)、安装精度(如导轨平行度)都会影响测量结果。苏州贝格纳的光栅尺在出厂前,会通过温度补偿算法与结构刚性优化,尽可能降低环境干扰;同时,其倍频细分电路经过特殊设计,将差分误差控制在极小范围(已纳入系统误差校准)。
3. 重复定位精度的重要性
部分应用场景中,“重复定位精度” 比绝、对精度更关键 —— 例如伺服压机、分料机构等需要反复到达固定位置的设备。苏州贝格纳的光栅尺通过稳定的信号处理与机械结构,确保多次测量的一致性,满足工业生产中 “稳定优于单次精细准确” 的实际需求。
四、光栅尺的制造与应用:苏州贝格纳的技术实力与场景落地
1. 精密制造工艺的背后
20μm 的栅距如何刻制?苏州贝格纳采用与高中端电路板同源的光刻工艺:在基材上涂覆感光膜,通过高精度激光照射 “烧蚀” 出栅格图案,再经蚀刻、清洗等步骤成型。这一过程对环境洁净度、激光定位精度要求极高,苏州贝格纳的生产车间为此配备了恒温恒湿系统与纳米级定位平台。
2. 增量式与绝对式的选择
增量式:成本较低,需回零校准,适用于连续运动场景(如数控机床进给轴);
绝对式:内置位置编码,上电即可知晓当前位置,无需回零,苏州贝格纳的绝对式光栅尺在自动化生产线中应用普遍,尤其适合频繁启停的工况。
3. 安装与维护的关键提示
苏州贝格纳的技术工程师强调:安装平面的平整度与导轨平行度直接影响精度,建议使用精密水平仪校准;集成式笔式光栅尺需保证垂直 / 水平安装,虽可通过后期标定校正角度偏差,但 “安装精细准确” 仍是前提。此外,定期清洁栅格表面(避免油污、粉尘)也是维持精度的关键。
五、苏州贝格纳:光栅尺应用的 “全场景伙伴”
从高中端机床、半导体设备到精密仪器、自动化生产线,苏州贝格纳工业设备有限公司的光栅尺产品已覆盖多个领域。其重要优势在于:
提供增量式、绝对式全系列产品,满足从通用到高精度的不同需求;
支持定制化设计,针对高温、油污、强振动等特殊工况提供专业方案;
配备专业技术团队,从选型、安装到售后校准提供全流程支持。
如果您的生产线上需要精细准确的位移测量与控制,苏州贝格纳工业设备有限公司的光栅尺产品,正是攻破 “精密制造” 难题的关键。