کدنویسی خطی نوری برای اندازه گیری دقیق جابجایی

خط کش مشبک

خط کش مشبک که به عنوان انکودر خطی نوری نیز شناخته می شود، حسگری است که با استفاده از اصول نوری، جابجایی با دقت بالا را تشخیص می دهد. این خط کش به طور معمول برای اندازه گیری موقعیت خطی، جابجایی و سرعت استفاده می شود و در سیستم های سروو حلقه بسته ماشین ابزار CNC کاربرد دارد. سیگنال های خروجی اندازه گیری آن پالس های دیجیتال هستند که با دامنه تشخیص بزرگ، دقت تشخیص بالا و سرعت پاسخ سریع مشخص می شوند. بر اساس روش های ساخت و اصول نوری مختلف، خط کش های مشبک به مشبک های انتقالی و مشبک های بازتابی تقسیم می شوند.

مشخصات رایج (پشتیبانی از سفارشی سازی حرفه ای)

ساختار اساسی خط کش مشبک

یک خط کش مشبک معمولاً از دو بخش اصلی تشکیل شده است:

1. مشبک مقیاس (بخش ثابت)

یک خط کش شیشه ای یا فلزی با خطوط حک شده یکنواخت، که فاصله بین خطوط حک شده بسیار کوچک است (در حد میکرون).

2. هد خوانش (بخش متحرک)

این هد شامل یک منبع نور (LED)، سنسور فوتوالکتریک و مدار پردازش سیگنال در داخل خود است. این هد همراه با حرکت مکانیکی در طول خط کش مشبک حرکت می کند و اطلاعات موقعیت را در زمان واقعی می خواند.

اصل کار خط کش مشبک

به زبان ساده، هسته خط کش مشبک بر اساس یک اصل نوری استوار است: هنگامی که نور از خطوط حک شده منظم عبور می کند، تغییرات دوره ای (مشابه "نوارهای روشن و تاریک") ایجاد می کند. این فرآیند را می توان به شرح زیر درک کرد:

1. منبع نور به خطوط مشبک حک شده می تابد؛

2. نور توسط خطوط حک شده به سیگنال های دوره ای روشن و تاریک "بریده" می شود؛

3. سنسور فوتوالکتریک این تغییرات را دریافت می کند؛

4. سیستم آنها را به سیگنال های الکتریکی (پالس یا مقادیر دیجیتال) تبدیل می کند؛

5. در نهایت، جابجایی، موقعیت یا سرعت محاسبه می شود.

ویژگی های خط کش مشبک

1. دقت فوق العاده بالا: رزولوشن می تواند به سطح میکرون یا حتی نانومتر برسد و به طور گسترده در تجهیزات CNC پیشرفته استفاده می شود.

2. قابلیت بازخورد بلادرنگ قوی: می تواند به طور مداوم سیگنال های موقعیت را خروجی دهد و برای سیستم های کنترل حلقه بسته مناسب است.

3. اندازه گیری بدون تماس: سایش مکانیکی ندارد، عمر طولانی و پایداری بالایی دارد.

4. قابلیت ضد تداخل خوب: اندازه گیری نوری تحت تأثیر تداخل الکترومغناطیسی قرار نمی گیرد و سیگنال پایدار و قابل اعتماد است.

زمینه های کاربرد

خط کش های مشبک در تقریباً تمام تجهیزاتی که "نیاز به حرکت دقیق دارند" استفاده می شوند، مانند:

1. ماشین ابزار CNC: کنترل حلقه بسته موقعیت

2. تجهیزات اتوماسیون: موقعیت یابی دقیق

3. تجهیزات نیمه هادی: موقعیت یابی در مقیاس نانو

4. ابزارهای تست: سیستم های اندازه گیری با دقت بالا

5. رباتیک: بازخورد موقعیت محور خطی