シングルフィールド走査直線格子定規

精密直線格子定規は広く工作機械、伝送設備及び自動化システムに位置測定システムと測定及び検査設備として使用されている。閉鎖式直線格子定規はほこり、切削屑、切削液の汚染に敏感ではなく、汚染が深刻な環境での工作機械と作業設備の理想的な選択である。コンパクトな構造のため、直接駆動および自動組立ラインの効率的な測定装置になります。開放式直線格子定規は高速、精密工作機械とシステム、例えば半導体工業の生産と測定設備、超精密工作機械と測定機及び直線量計量と直接駆動システムの精密測定設備などに適している。

これらのアプリケーションの最も重要な要件は、次のとおりです。

・位置決め精度が高い

・運動速度が速い

・工作機械は信頼性が高い

・速度制御の精密調整が可能

これらの要件を満たすことができる精密な単一フィールド走査直線格子定規。単一フィールド走査の際立った特徴は、汚染防止能力が高く、出力信号の品質が高いことである。

こうでんそうさ

ほとんどのコフェリンのエンコーダのように、直線格子定規も光電走査格子状構造の測定基準の動作原理を採用している。イメージング走査原理では、例えばGシリーズ閉鎖式直線格子定規上で使用され、その格子定規と走査格子は互いに相対的に移動し、走査格子は格子定規格子状構造と同じまたは類似している。ビームの変調：スリットが位置合わせされている場合は、光が通過します。1つのラスタの目盛線が別のラスタのスリットに位置合わせされている場合、光は通過できません。光電池はこれらの光強度の変化を電気信号に変換する。

イメージング走査原理の信号生成

走査方式は出力信号品質を決定するので、位置決め精度と支持する運動速度も決定する。光学系の特徴は、さまざまな汚染に非敏感であることを決定している。最新開発の単一フィールド走査原理を採用すれば、位置決め精度と運動速度を大幅に向上させることができる。単一フィールド走査と4フィールド走査方法の比較を示した。

シングルフィールド走査出力信号の生成

走査マスクには1つの大面積格子しかなく、その格子距離は格子定規の格子距離と少し異なる。走査場の長さ方向に沿ってラケットが生成されます。一部の位置ではラスタラインが重なり、ビームが通過します。他の位置のラスタラインとスリットが重なり、ビームが遮られます。上記2つの位置の間のスリットは部分的にしか重なっていません。この光学フィルタリング作用は、正弦波形に非常に近い形状の均一な一致した信号を形成する。独立した複数の光電池ではなく、1つの大面積光電池、特にゲート構造の感光器で4つの位相差90を生成します。電子角の走査信号。

走査マスクと格子定規の明暗場の格子状構造感光器上の画像

シングルフィールドスキャンの利点

汚染に敏感ではない

格子尺幅全体の大面積走査と連続複数の走査場走査により、単一場走査原理は汚染に敏感ではない。対応する汚染試験もこれを証明した：大きな汚染面積シミュレーションにおいても、格子定規は高品質の出力信号を提供することができる。位置誤差は格子定規の精度等級に要求される誤差値よりはるかに低い。ほとんどの場合、汚染された状況に応じて、単一フィールドスキャンはラスタスケールの故障を回避することさえでき、これは4フィールドスキャンラスタスケールでは実現できない。

この例は、出力信号に対する汚染の影響を示している。

オシロスコープのXY座標表示信号はリザーブ図を形成している。理想出力信号は同心円である。理想円からずれた形状と位置は、信号周期内の位置誤差（「測定精度」を参照）によるものであるため、測定結果に直接影響する。円の大きさは出力信号の振幅に対応し、測定精度に影響を与えずに一定の限度内で変化することができます。単一フィールド走査原理を用いた格子スケールの振幅変化は小さいことが分かった。x小娘座標は円直径がわずかに変化していることを示し、位置誤差が小さいことを示している。この汚染は4フィールド走査に重大な影響を与える：2つの走査フィールドに関連しているため、XY座標が示す図形は偏心の深刻な楕円である。これにより、ラスタスケールがこの位置で完全に無効になる

信号品質の向上

格子尺幅全体の大面積走査と連続複数の走査場走査により、単一場走査原理は汚染に敏感ではない。対応する汚染試験もこれを証明した：大きな汚染面積シミュレーションにおいても、格子定規は高品質の出力信号を提供することができる。位置誤差は格子定規の精度等級に要求される誤差値よりはるかに低い。ほとんどの場合、汚染された状況に応じて、単一フィールドスキャンはラスタスケールの故障を回避することさえでき、これは4フィールドスキャンラスタスケールでは実現できない。

単一フィールド走査原理はこれらの誤差を大幅に回避することができる：大面積走査フィールドと特殊なゲート構造の光学フィルタリング原理はそれが発生する走査信号を非常に均一にし、正弦波波形は運動範囲全体で非常に規則的である。したがって、単一信号周期の位置誤差を大幅に低減することができる。単一フィールド走査の高品質出力信号は、電気的および機械的に許容される運動速度をより高速にする。信号振幅は速度の影響を受けることが少ないため、安定した出力信号はより高い運動速度でも細分化できることを確保することができる。

この点はオシロスコープのXY座標+：単一フィールド走査直線格子定規の出力信号が円の形状規則と信号ノイズが小さいことを明らかに示している。

それは以下の要求を実現する前提である

●単信号周期内の位置誤差が小さい

●直接駆動制御の品質が高い、すなわち速度制御の制御可能性

●より高精度

●再現性が高い