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发布日期:2020-11-21 03:31

  直线位移传感器发展的回顾和当今产品。直线位移传感器发展的回顾和当今产品 卢国纲 【摘 要】直线位移传感器半个世纪的发展和主要市场;2001 年以来直线光栅传感 器发展的动向;HEINDENHAIN 直线光栅产品的发展与变化。 【期刊名称

  直线位移传感器发展的回顾和当今产品 卢国纲 【摘 要】直线位移传感器半个世纪的发展和主要市场;2001 年以来直线光栅传感 器发展的动向;HEINDENHAIN 直线光栅产品的发展与变化。 【期刊名称】《世界制造技术与装备市场》 【年(卷),期】2005(000)001 【总页数】1 页(P78) 【关键词】直线位移传感器;产品;回顾;光栅传感器;2001 年 【作 者】卢国纲 【作者单位】中国科学院自动化研究所 【正文语种】中 文 【中图分类】工业技术 食功能部件 Key ComponentsforCNCMachineTool 食直线位移传感器友在的回 硕和当今产品 A reviewofdevelopmentofIineardisplacementsensorandcurrentproducts 中国 科学院自动化研究所 卢国纲直线位移传感器半个世纪的发展和主要市场 直线位移 传感器有光棚、磁栅、容栅、球栅和感 应同步器,近十年来特别是光栅传感器及 其测量仪表 随着信息技术( LT )和制造技术( MT )的发展得到了 相应的迅速 发展 。 近 50 年来精密机械加工精度从 l ?m 提 高到 0.0 l?m ,提升了 100 倍, 并且超精密加工已达 l nm 。 近 30 年来集成电路 (IC ) 线条 加 工的精度从 S?m 的 3 英 寸芯片 工艺发展到 0.09?m 的 1 2 英寸芯片工艺,并已发 展到 45nm 的 工艺技术,加工精度提升了 100 倍 。 IC 产品 从 lKDRAM(动态随机存储器)发 展到 l G DRAM , 存 储量提升了 100 万倍 。 IC 和 MT 都从微米级跨入纳米级 。 近 50 年来光栅测量系统的分辨率也从 S ?m 提高到了 lnm, 提升了 5000 倍,进 入纳米级 。 总之,位移传感器都是和 集成电路制造技术及机械加工技术同步发 展 。 同时机床 行业和集成电路行业也是位移传感器最大的市场 。 中国机床 2003 年的产值达到 29.8 亿美元,居世界第 四位,生产机床 25 万台 。 2004 年 1 -9 月产量为 27.7 万 台 同比增长 35%; 2003 年中国机床的消费仍居世界第一 达 到 67.3 亿美元,中国机床的进口也是世界第 一 达到 41.3 亿美元 ;中国机床 的出口是 3.8 亿美元居世界第十二位 。 集成电路产业是 一 个典型的设备产业, 是一代设 备 一 代技术 一 代产品,集成电路每 3 至 4 年就要换代 一 次,集成度 就要增加 4 倍,集成电路设备的投资大约占 销售额的 15%~25 % 。 目前中国 IC 年需求量为 250 亿美 元,国内生产的仅占 17% ,预计 2010 年我国集成电路市 场规模将占全球市场的 30%左右 。HEINDENHAIN 光栅尺在德国 IC 行业的销售 额已赶上机床行业 。2001 年以来直线光栅传感器发展的动向随着数控技术和信息 技术的发展,光栅传感器也 向高精度、高速度、智能化和集成化迅速发展,并且 特别注重产品的高质量、实用性和经济性 。 HEINDENHAIN- 直走在光栅技术 及产品发展的最前 沿,他们 一 开始就将其首要目标定为生产技术始终领 先的产 品 。 从 2001 年起有比较大的变 化, 当今世界生 产光栅传感器的主要厂家 FAGOR 、 三 丰 (MITUTOYO )、双叶( FUTABA )逐渐走向 一 致的规范 。 现在生产磁栅的 SONY 、球栅的 NEWALL 也将应用参数向光栅靠拢,他们采用 信号周期为 10 、 20 、 40?m 的尺,输出信号也为 TTL 方波和~ I Vpp 正弦波 , 逐步达 78 到产品可以互换的目标 。 绝对式光栅尺是发展的趋势, 除 HEINDENHAIN 外 MITUTOYO 和 FUTABA 都布这类产品。 HE 剧 DENHAIN 直 线光栅产品的发展与变化 l.尺体的制造 (1 )采用影像测量原理的栅距 : 20?m 和 40?m ;采用干涉测量原理的栅距: 4?m 。(2)闭式光栅尺的准确度等级: ±S?m 、±3?m 和±2?111; 开式光栅尺的准确度等级 : ±S?m 、 ±3?m 、 ±l?m 和±0.S?m 。(3 ) 一个信号周期的误差可达到 ±1 % ,倍频数可以进一步 提高 。 2.光栅尺输出信号的变化过去的光栅全部都采用~ l l?App 的正弦电流信 号输出,现在改为 :(1)输出的正弦信号 : ~IVpp 电 压信号,传输距离 150m。 (2 )机床用的光栅尺输出信号改为 π1 方 波,传输距离 50m ,采用通用的 D 型 插头 。3.尤栅尺的倍频变化过去光栅尺的倍频要通过倍频器 EXE 来实现,现在 方 波输出的光栅尺都将倍频芯片直接安装在读数头中, 可以实现×5 、 × 10 、×50 、 × 1 00 倍频,并直接连接到数 控系统实现 l?m 、 0.5?m 、 O.l?m 的 分辨率 。 若光栅尺输出正弦电压信号~ l Vpp 还需要配接倍频 器 IBV ,最高可以到×400 , 实现 1600 倍细分 。 4.移动速度提高 l?m 分辨率,闭式最大速度 120m/min , 开式为 240111/min 。 O.S?m 分辨率的最大速度 60m/min 。 5.绝对位直光栅 尺在数控系统中得到广泛的应用 绝对光栅尺可以缩短机床的非生产时间和提高机 床的可靠性,其测量长度可以达到 3040mm , 准确度等 级岳阳 1 、±3 ?m , 最大速度 120m/min ,分辨率 l ~O.l?m 。FANUC 、 SIEMENS 、 三菱等众多 的数控系统上都大量使用 。HEINDENHAIN 是光栅和光栅位移传感器最著名的 制 造公司, 三 丰公司也是容栅、光栅和测量仪器著名 的制造公司 。 半个世纪以来 他们一直是该行业的领军 公司,雇员差不多都是五千多,年