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Renishaw plc.

【2021年版】リニアスケール メーカー15社一覧

リニアスケールのメーカー15社を一覧でご紹介します。まずは使用用途や原理についてご説明します。


目次


リニアスケールとは

リニアスケールとはリニアエンコーダとも呼ばれ、直線上の位置や距離を高精度で測定するために用いられます。

リニアスケールは移動量の基準によって2種類に分けられ、絶対位置からの移動量を計算するアブソリュート式、絶対位置を持たず移動距離のみで計算を行うインクレメンタル式があります。

また、検出の方式にも2種類が存在し、電磁誘導を利用した電磁式検出器及び光源からの光をコードホイールを透過させて読み取る光学式検出器があり、電磁式の方がやや広く利用されています。

リニアスケールの使用用途

リニアスケールは工作機械や半導体製造の分野で幅広く用いられており、工作機械等の一部に組み込み、機械動作の際の移動量等を読み取り制御を行う、半導体部品の検査装置に組み込み、測定に使用する等、測定の精密さが求められる分野で活躍しています。

電磁式のリニアスケールは構造が簡単なことからより一般的な用途でも利用されており、代表的なものとしては2点の長さを測定し、デジタルで表示する工具であるデジタルノギスが挙げられます。

リニアスケールの原理

電磁式のリニアスケールは物理学における電磁誘導の原理を利用しています。

メインスケールと検出器にはそれぞれコイルが内蔵されており、2つの距離が変動することによって距離に応じた起電力が発生します。この起電力を測定し移動距離に変換することにより、間接的に距離を測定します。

簡単な構造で汚れ等の付着にも強く、多くの場合に用いることができますが、磁場の発生している環境には不向きです。

光学式のリニアスケールは発光素子から光を照射し、反対側に設置した受光素子で感知しますが、発光素子と受光素子の間に固定されたメインスケール及びレチクル格子部分が挟まります。メインスケールとレチクル格子部分にはスリットが刻まれており、スリットにより干渉縞を発生させ、それを電気的に変換することによって位置を求めます。

光学式リニアスケールは電磁式と比較して高精度の測定が可能であり、磁場の影響も受けにくいのですが、精度を高くするに従って場合やや構造が大型になり、また、表面への外部光が照射された場合、影響をやや受けやすい傾向があります。

リニアスケールの使い方

近年半導体の急速な進歩があり、ムーアの法則に応じて高集積化が進んで半導体産業が発展しています。この半導体産業の進歩は、様々な電子機器へ波及しており、各種製品の電子制御化や高精度化が進んでいます。高集積化、高密度化が進むにつれ、半導体をつくる製造装置や機械部品を精度よくつくる工作機械などの位置検出精度も高精度化が重要になります。

半導体製造装置や工作機械などで精密な位置制御をするにあたり、物体を移動させるためのアクチュエータとそのアクチュエータの精密な位置を検出する検出手段が必要になります。現在、精密な位置検出をする方法としてレーザー干渉計やエンコーダーが用いられます。

アクチュエータを設計するうえで、X軸、Y軸、Z軸の3軸方向の直線運動を基本に、その3軸を合成した空間移動によってアクチュエータが構成されることが一般的です。そのため直線的な精密位置検出を行えるリニアスケールが採用されます。可動部と固定部にそれぞれスケールと検出器を設置し距離を精密に検出します。

リニアスケールの取り付け

リニアスケールは、高精度に位置の測定をできるため工作機械や半導体製造の精密機器に多く用いられていますが、ミクロンオーダーやミクロン以下の分解能を持つものも一般的です。

そのためその精度を保つためには設計する際に取り付け方法や取り付け精度が重要になります。リニアスケールの性能を出すため取り付け精度は各製品やメーカーの取り扱い説明書に記載されています。取り付け方法に関しては、リニアスケールを取り付ける装置の構造などにもよるため設計者による考慮が必要です。

リニアスケール自体の精度がミクロンオーダーのため、一例として取り付け精度がセンサとスケールの距離、ヨー、ロール、ピッチそれぞれに対し1mm以下の精度を求められます。必要によっては取り付け用の精密治具の設計・製作や、取り付ける際に人の手による調整などが都度必要な場合があります。

参考文献
https://ekuippmagazine.com/measuring/riniascale/
https://www.mitutoyo.co.jp/new/report/no261/trend/index.html
https://ednjapan.com/edn/articles/1204/19/news006.html
http://www.encoder-world.com/products/linear-encoder/precizika-method.html
http://kikaikumitate.com/post-11935/
https://core.ac.uk/download/pdf/145776997.pdf

リニアスケールのメーカー情報

リニアスケールのメーカー15社一覧


リニアスケールのメーカーランキング

社員数の規模

  1. 1 パナソニック株式会社
  2. 2 株式会社ミツトヨ
  3. 3 Renishaw plc.

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