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工夫:2015-04-18 11:40:23    东莞市森迈五金机械有限公司
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1、媒介 

指针式千分表(DIAL GAGES以下简称“DG”)不只能够简朴天作为尺寸量具应用于对照丈量仪器的丈量台,并且能够普遍天作为嵌入•埋置式装配装正在支架、夹具上或装配正在深度计,厚度计或其他测量仪上运用,用处普遍。

三歉早在卡尺和千分尺之前,便动手停止DG的数显化了,应用具有高精度、及时丈量功用的光电检测器和静电电容(低电压、低电流)检测器,胜利天开辟出Digimatic Indicator—数隐千分表(DIGIMATIC INDICATORS以下简称“ID”)。该产物做为数隐手持量具的主力产物,得到了改进和生长。

一般ID中所运用的检测器悉数都是接纳增量检测体式格局,即经由过程感到安装正在心轴上的标尺取流动正在框架上的栅格相干位置变量。三丰进一步应用其正在静电电容检测器开辟历程中得到的专业技术,开辟出公司首创的绝对原点型(ABS)静电电容检测器。这类静电电容检测器是经由过程读取刻在标尺上的绝对位置刻度来得到丈量数据的。

本文将引见接纳了这类绝对原点丈量法的绝对原点型(ABS)Digimatic数隐千分表ID-C系列。
*ABS(绝对原点)是“absolute”的缩写。


2、开辟理念 

现今的经济发展日趋显现出安稳走势,各行业商家皆愈来愈倾向于运用低成本的产物,背勤俭型公司生长。因而,制造业范畴的浩瀚公司也必需主动顺应这类环球合作的新需求。

ID-C系列产品接纳了绝对原点(ABS)标尺手艺,有用进步了产物的技术性能和品格,以拉开与其他产物的差异。同时统筹低落制造本钱,以知足当前市场需求,其设想理念以下。
1) 接纳绝对原点标尺,无需再频仍天停止基准点确认操纵。
2) 接纳绝对原点标尺,相应速度无极限,有用进步了丈量数据的可靠性。
3) 接纳大型LED大字符显现,更便于读数。
4) 经由过程接纳通用零部件和商品改进,进一步低落制造本钱。


图1 ID-C系列


3、 产物概述 

3-1 规格
ID-C系列由上面图1中所示的5种根基型号产物组成。
分辨率可分为1μm和10μm两种设想,各型号均具有12.7mm、25.4mm或50.8mm3种量程。量程为12.7mm的两种型号:一种是接纳轻型铝制心轴的低测力型,另一种是具有IP53防护尺度的封装防尘型。这些产物的重要规格睹上面表1。

表1 ID-C系列主要性能

型号 ID-C112 ID-C125B ID-C150B ID-C1012 ID-C1025B ID-C1050B
丈量局限 12.7mm 25.4mm 50.8mm 12.7mm 25.4mm 50.8mm
分辨率 0.001mm 0.01mm
精度 0.003mm 0.003mm 0.006mm 0.020mm 0.030mm 0.040mm
轴套外径 Φ8mm
测针装配部 硬质合金M2.5×0.45(三歉千分表通用)
显现 液晶显示(LCD)(6位,负号),字符高度为8.5mm
功用 ZERO/ABS 预调 TOL(公役判定和放大显现) +/-(切换丈量偏向) 丈量值输出
显示装置扭转角度 330o
电池寿命 一个氧化银电池(SR44)可一连运用5,000小时
测力 1.2N 1.8N 2.3N 0.9N 1.8N 2.3N
重量 160g 190g 280g 160g 190g 280g

 


3-2 特性
(1) 绝对原点标尺
运用正在标尺上带有绝对原点型静电电容检测器的ID-C,原点经设置后,纵然断电,也仍可保存,无需每次开机后从新设置原点,用户可正在开机后间接停止丈量。这类绝对原点型检测器,是经由过程间接读取刻在标尺上的位置信息,从而获得牢靠的丈量位置,对速度或加速度均无任何限定,绝对不会像早年运用的型号那样泛起“超速毛病”。
(2) 电池寿命更长
以正在开辟数隐手持量具时积聚的节能电路方面履历为根蒂根基,联合绝对原点型检测器手艺,实现了ID-C的低耗电量,从而使电池寿命得以延伸:一个氧化银电池可一连事情约5,000小时。
(3) 公役判定功用
ID-C系列产品具有新建的公役判定功用,公役判定更轻便:只需一次性设置上限和下限便可停止公役判定。而且放大显现功用使公役判定效果更易读取。
(4) 显示装置更清楚易读
LCD字符高度为8.5mm(比之前增大1.6倍),更清楚且易于读数。


3-3 构造
以图2所示的ID-C 112(分辨率为1μm,丈量局限为12.7mm)构造为例。
三丰登品的重要零部件皆尽量接纳模块化设想,这不仅可以或许进步组装的质量和效力,也可以或许有用应用削减零部件个数,进步通用性。

ID-C 112系列包孕4个重要组装模块:显现组件、栅格组件、标尺组件和内部框架组件。ID-C的测针、后盖等附件取DG产物通用。

标尺组件流动正在穿过内部框架组件的心轴上。由标尺基准电极和与其成对的反向电极构成的栅格,取包罗旌旗灯号处置惩罚集成电路(MN146)的检测电路板一同,由两个板簧夹持着,配合组成了栅格组件。因为栅格组件接纳了一种简朴吊挂构造,如许便可连结滑块取标尺外面的细微打仗,又可连结取检测器间的间隙和方位。显现组件经由过程一个O形环和一个挪动FPC流动到内部框架组件上,以确保显示装置可停止330o扭转。


图2 ID-C 112构造简图

 

4. 绝对原点型静电电容检测器

用于ID-C系列产品中的绝对原点型检测器由标尺上所构成的3个轨迹(Coarse、Medium、Fine)和栅格上所设置的传送电极和两对吸收电极组成。当标尺挪动时,经由过程栅格层之间的静电电容藕合器传送震惊旌旗灯号。该旌旗灯号中的相位转变由吸收电极检测到。旌旗灯号处置惩罚过程中将那一信息转换为位置信息。起首是上方的Coarse轨迹,然后是Medium轨迹和Fine轨迹,位置一个个肯定今后,从而能够检测出标尺的位移量—绝对位置。

正在此对1μm读数绝对原点型检测器的构造和特性做简朴概述。
 

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图3、标尺和栅格的构造

 

4-1 构造
应用平版印刷电路手艺正在玻璃晶片上构成


图3、标尺和栅格的构造

电极图案,如上里图3标尺和栅格结构图所示。

正在标尺上,由铬层(≒2000Å)构成(Coarse、Medium、Fine)3个轨迹图形,然后用二氧化硅(SiO2)保护膜(厚度约为1000Å)
涂盖全部外面。

 


4-2 规格
本绝对原点型检测器不单单用于ID系列产品,考虑到借可扩展到最小分辨率为1μm的别的数隐手持东西的运用兼容性,作出了省空间设想。

新型栅格内部尺寸为10.5×15mm,取传统静电电容INC检测器的尺寸23×10mm比拟,面积减小68%,而精度和非直线度允许值取原有型号雷同,以至机能更好。

上面表2枚举了各轨迹的分辨率取根基周期之间的对应状况;图5图示出检测器单体精度的代表丈量例。图6枚举出为确保该精度所必须的栅格安装偏差的允许局限(非直线度允许值)。

表2 轨迹的根基周期和分辨率

标尺轨迹 根基周期 插入数 分辨率
Coarse 65.536mm 256 0.256mm
Medium 4.096mm 256 0.016mm
Fine 0.256mm 256 0.001mm


图5、检测器单体精度www.2004zzz.com

 

5. 制造本钱

很易展望日本制造业终究能不能,大概道什么时候能再次进入一个经济飞速生长的时期?日本制造业的生长很有可能处于一个临时低迷的状况。在此期间,国际制造业的合作更加猛烈,有用低落制造本钱不只能改进现在的收益状态借能够作为未来企业生计的支柱。因而,制造业浩瀚公司将不得不通过全部公司的革新取进步去驱逐那一应战。

正在ID-C系列产品的开辟历程中,低落制造本钱被作为本次商品开辟的主要课题。基于那一个理念,将现有产物零部件的设想停止周全改进,革新将生产工艺取制造手艺集成一体的工程设计,经由过程履行上述步伐,三丰取得了伟大的效果。现将其中的一部分引见给人人。

5-1 从新检察并公道削减过剩的产物零部件

正在日本经济微弱生长的“泡沫”阶段,需求从新检察那些最后为寻求高效而选用的高价零部件和质料,要着眼于正在确保能知足机能要求的同时,削减过剩零部件,追求低价替代品。另外,我们还要勤奋追求削减零部件数目的要领,比方将星散式的增补性零部件集成为模块等。

(1)栅格组件       从本来的9个零部件组成革新成由4个零部件构成的模块。
(2)氛围阻尼器    运用新设想的心轴帽庖代了之前6个部件的设置(接纳绝对原点型标尺,相应速度无极限,而且无需运用骨气阀。只管关于少量程型                        号的仪器,为确保丈量精度仍需继承运用骨气阀,但照样胜利天从心轴导轨中省去了起着骨气阀感化的部件。)
(3)螺丝的通用化    传统型号要运用14种差别规格的60颗螺丝,而ID-C系列减少到仅需求运用9种规格的50颗螺丝。
(4)显示装置罩    罩体质料从具有下隔热性、下防打击性的绝对原点型树脂质料换为一样平常耐热品级的绝对原点型树酯质料。
(5)遮盖板    遮盖板因为无显着结果而不再运用(由电路板和FPC替代抗干扰步伐)。
* 以上零部件的数目由原有产物的47个削减到了ID-C 122型的32个,约莫减少了33%的原有零部件。
 


图6、安装偏差的允许值

间隙 30±15μm
横摇(转动偏差) ±0.2deg
回转活动(偏转偏差) ±1.0deg
纵摇(俯仰偏差) ±0.15deg

 

5-2 低落最后的模具本钱
虽然说运用模造零部件能够大大节约本钱,但运用庞大的下机能模具,初始本钱是相称下的,那便相对增添了折旧和摊销本钱,效果也便形成了较下的产品价格。因而,要害是要购置适于批量消费的模具和卖力挑选模具供应商。

ID-C系列产品有33个模制部件(包孕冲压制件),取模具供应商配合制订出手艺解决方案以后,最后的模具本钱比最后估计削减了28%。

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如上所述,新型绝对原点型检测器比原有型号的检测器尺寸减小到68%,那便意味着每块玻璃垫板上可生产出1.7倍于之前的检测器。另外,由于三丰清原工场停止了制造流程上的革新,绝对原点型检测器的生产成本低落了约二分之一,产量大幅度进步。


6. 结论

以上扼要引见了用于ID-C系列的绝对原点型静电电容检测器正在革新取降低成本方面所获得的胜利。由于ID产物正在丈量范畴运用普遍,很多客户皆要求进步丈量数据的及时显现功用和丈量精度。正在胜利开辟出绝对原点型静电电容检测器的基础上,三丰将继承勤奋开辟新型ID产物,力图以下增值机能络续知足客户的新需求。

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