Was ist ein Linear-Encoder?
Ein Linear-Encoder ist ein Gerät, das mit Hilfe eines Sensors die lineare Position eines sich bewegenden Geräts erfasst.
Es gibt zwei Typen: inkrementelle Typen, die den zurückgelegten Weg entsprechend dem zurückgelegten Betrag ausgeben, und absolute Typen, die die absolute Position ausgeben. Beim absoluten Typ ist die aktuelle Position beim Wiedereinschalten bekannt, unabhängig davon, unter welchen Bedingungen das Gerät ausgeschaltet wurde.
Neben der zuverlässigen Messung in digitaler Form kann das Messgerät auch an einen PC oder ein anderes Gerät angeschlossen werden, um die Messergebnisse einfach und zuverlässig aufzuzeichnen.
Anwendungen für Linear-Encoder
Linear-Encoder werden in industriellen Geräten eingesetzt, die mit Hilfe von Motoren, Hydraulik oder Pneumatik positioniert werden müssen und bei denen eine mehrfache hochpräzise Positionierung erforderlich ist.
Typische Anwendungen sind Messmaschinen, Komparatoren, Präzisionsgeräte für Längenmesssysteme, Prüfgeräte und Messgeräte für die Halbleiterfertigung.
Funktionsweise von Linear-Encodern
Ein Linear-Encoder besteht aus zwei Komponenten: einem linearen Maßstab mit einer eingebauten Skala zur Positionserfassung und einem Sensor, der den Maßstab abliest.
Es gibt zwei Arten von Positionserfassungsmethoden: optische und magnetische.
1. optische Linear-Encoder
Optische Linear-Encoder haben einen Schlitz oder einen Reflektor an der Maßstabsposition und bestimmen die Position danach, ob Licht durch den Schlitz fällt oder, im Falle eines Reflektors, ob Licht zurückgeworfen wird.
Sie werden für hochpräzise und hochauflösende Anwendungen eingesetzt, benötigen jedoch eine Abdeckung für den Einsatz in Umgebungen, in denen Wasser, Öl oder Staub entstehen können. Der Aufbau ist in der Regel komplex und groß, da sich der Sensor während der Abdeckung bewegen muss.
2. Magnetische Linear-Encoder
Magnetische Linear-Encoder haben eine magnetische Kraft an der Maßstabsposition und bestimmen die Position durch Erfassen von Änderungen der Magnetkraft. Aufgrund ihrer magnetischen Sensorstruktur sind sie wasser-, öl- und staubbeständig und zeichnen sich durch ihren einfachen Aufbau und ihre kompakte Größe aus.
Absolute Typen haben ein bestimmtes Muster von Schlitzen, Reflektoren und Magnetkraft auf der Maßstabsseite und verwenden eine Kombination von Mustern zur Bestimmung der absoluten Position. Da das Muster jedoch unzureichend ist, wenn der Abstand verloren geht, wird es manchmal in Verbindung mit einem Hilfsmechanismus verwendet, um die Position zu bestimmen.
Inkrementale Typen erzeugen jedes Mal ein Impulssignal, wenn sie eine bestimmte Strecke zurücklegen. Da es bei kontinuierlichem Betrieb zu Fluchtungsfehlern kommen kann, ist eine periodische Referenzfahrt erforderlich.
Weitere Informationen zu Linear-Encodern
1. Höhere Präzision bei der Positionserfassung
Der rasante Fortschritt bei den Halbleitern hat zu einer Entwicklung der Halbleiterindustrie geführt, die gemäß dem Mooreschen Gesetz eine höhere Integration aufweist. Dieser Fortschritt in der Halbleiterindustrie hat sich auch auf verschiedene elektronische Geräte ausgewirkt, so dass die verschiedenen Produkte immer stärker elektronisch gesteuert und hochpräzise werden.
Mit zunehmender Integration und Dichte muss die Präzision der Fertigungsanlagen und Maschinenteile, die zur Herstellung von Halbleitern verwendet werden, erhöht werden, so dass es wichtig ist, die Präzision der Positionserfassung zu erhöhen. Eine präzise Positionssteuerung in Halbleiterfertigungsanlagen und Werkzeugmaschinen erfordert einen Aktuator, der ein Objekt bewegt, und ein Mittel zur Erfassung der genauen Position dieses Aktuators.
Daher werden Linear-Encoder eingesetzt, die eine lineare, präzise Positionserfassung ermöglichen. Maßstäbe und Detektoren werden an den beweglichen bzw. stationären Teilen angebracht, um Abstände präzise zu erfassen.
2. Auflösung und Montage von Linear-Encodern
Linear-Encoder werden häufig in Präzisionsgeräten in Werkzeugmaschinen und in der Halbleiterfertigung eingesetzt, da sie Positionen mit hoher Genauigkeit messen können. Sie sind üblicherweise mit Auflösungen in der Größenordnung von Mikrometern oder sogar unter Mikrometern erhältlich.
Die Befestigungsmethode und die Präzision, mit der Linear-Encoder konstruiert sind, sind wichtig für ihre Genauigkeit. Die für die Leistung des Linear-Encoders erforderliche Montagegenauigkeit ist in den jeweiligen Produkt- und Herstelleranleitungen angegeben.
Die Genauigkeit von Linear-Encodern liegt in der Größenordnung von Mikrometern, so dass eine Montagegenauigkeit von weniger als 1 mm für jeden der Bereiche Sensor-zu-Maßstab-Abstand, Gieren, Rollen und Neigen erforderlich ist. Falls erforderlich, werden Präzisionsvorrichtungen für die Montage entworfen und hergestellt, und die Einstellungen werden während der Montage manuell vorgenommen.