【機(jī)床商務(wù)網(wǎng)欄目 產(chǎn)品評測】CIMT2023（第十八屆中國國際機(jī)床展覽會）已于4月15日圓滿落幕。展會期間，主辦方中國機(jī)床工具工業(yè)協(xié)會有關(guān)分會組織人員針對本專業(yè)領(lǐng)域展品進(jìn)行評述，現(xiàn)編發(fā)部分文章，供業(yè)界參考。文章觀點(diǎn)僅代表作者本人。
 

　　一、行業(yè)參展概況
 

　　1．位移測量裝置行業(yè)企業(yè)參展情況
 

　　在CIMT2023(第十八屆中國國際機(jī)床展覽會)，參展的境內(nèi)外數(shù)顯裝置(位移測量裝置)行業(yè)企業(yè)共30余家，其中境外企業(yè)10家左右，境內(nèi)20家左右。中國機(jī)床工具工業(yè)協(xié)會數(shù)顯裝置分會組團(tuán)參展，共計(jì)14家，既有國家級制造業(yè)單項(xiàng)冠軍示范企業(yè)，也有國家級專精特新“小巨人”企業(yè)。數(shù)顯展團(tuán)主要產(chǎn)品為位移傳感器及測量儀器，包括光柵編碼器、光柵尺、磁柵傳感器、容柵量具、測量儀器等產(chǎn)品及相關(guān)設(shè)備及儀表。主導(dǎo)產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床、電梯、伺服電機(jī)、機(jī)器人、紡織機(jī)械、航空航天等領(lǐng)域，是位移反饋關(guān)鍵功能部件及測量設(shè)備。
 

　　境內(nèi)參展的企業(yè)主要有長春禹衡光學(xué)有限公司、桂林廣陸數(shù)字測控有限公司、無錫市科瑞特精機(jī)有限公司、北京航天九斗科技有限公司、成都思迪機(jī)電技術(shù)研究所、東莞市特馬電子有限公司、歐道(揚(yáng)州)自動化有限責(zé)任公司、長春榮德光學(xué)有限公司、廣州市信諾光柵數(shù)顯有限公司等。
 

　　境外多家行業(yè)頭部企業(yè)參展，有約翰內(nèi)斯•海德漢博士(中國)有限公司(HEIDENHAIN)、發(fā)格自動化公司(FAGOR AUTOMATION S.Coop.)、雷尼紹公司(RENISHAW)、三豐精密量儀(上海)有限公司等。
 

　　2．展會反映出的數(shù)顯裝置分會企業(yè)及位移測量裝置行業(yè)的發(fā)展趨勢特點(diǎn)
 

　　(1)境內(nèi)行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)重點(diǎn)發(fā)展高端位移傳感器產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)升級。
 

　　以絕對式光柵尺、高精度角度編碼器、絕對式旋轉(zhuǎn)編碼器、高精度測量儀器為代表的高端位移傳感器及測量儀器產(chǎn)品，是數(shù)顯展團(tuán)的亮點(diǎn)。近年來，隨著高端數(shù)控機(jī)床與重大專項(xiàng)等多個國家項(xiàng)目的立項(xiàng)實(shí)施，數(shù)顯裝置分會企業(yè)的這些高端產(chǎn)品，得到重點(diǎn)發(fā)展和示范應(yīng)用推廣，形成自主知識產(chǎn)權(quán)。同時制定位移傳感器產(chǎn)品及通訊協(xié)議等國家、行業(yè)和團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)，滿足了我國高端數(shù)控機(jī)床等工業(yè)母機(jī)自主可控的迫切需求，實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)化替代，保障了國家重大裝備產(chǎn)業(yè)鏈安全。數(shù)顯展團(tuán)典型行業(yè)產(chǎn)品正在經(jīng)歷技術(shù)迭代和產(chǎn)業(yè)升級，高端產(chǎn)品的市場需求快速增長，契合國家產(chǎn)業(yè)政策指引，代表著行業(yè)技術(shù)進(jìn)步與發(fā)展方向，市場應(yīng)用前景非常廣闊。
 

　　(2)境外參展的行業(yè)頭部企業(yè)，整體技術(shù)水平與境內(nèi)行業(yè)相比仍處于一定的優(yōu)勢地位。
 

　　(3)從境內(nèi)位移傳感器企業(yè)現(xiàn)狀看，企業(yè)發(fā)展出現(xiàn)分化，部分企業(yè)停留在低端產(chǎn)品區(qū)域，產(chǎn)品同質(zhì)化，市場競爭力較弱。
 

　　(4)從本屆展會位移傳感器產(chǎn)品的應(yīng)用來看，呈現(xiàn)出如下特點(diǎn)：
 

　　第一，高端數(shù)控機(jī)床全部采用全閉環(huán)控制，配套位移傳感器主要是光柵和磁柵?，F(xiàn)今的位移傳感器的準(zhǔn)確度和分辨力可達(dá)到各個檔次的數(shù)控機(jī)床和測量儀器的要求，其發(fā)展趨勢為更好的環(huán)境適應(yīng)性，如抗污染性能、抗震動性能；同時，國產(chǎn)高端位移傳感器要解決與境內(nèi)外數(shù)控系統(tǒng)配套應(yīng)用的問題，以期在數(shù)控系統(tǒng)和數(shù)控機(jī)床上得到更多的應(yīng)用。
 

　　第二，除了光柵、磁柵位移傳感器在數(shù)控機(jī)床、測量儀器上應(yīng)用之外，位移傳感器的應(yīng)用是多方面的。本次展會上，容柵仍然是數(shù)顯量具的主流，新型光柵量具產(chǎn)品亮相展臺。
 

　　第三，低端增量式編碼器和光柵尺等產(chǎn)品關(guān)注度有所下降。球柵位移傳感器在本次展會已經(jīng)很少見了，原因是近年來數(shù)顯機(jī)床上應(yīng)用日漸減少，而球柵的數(shù)控應(yīng)用技術(shù)沒有突破。
 

　　二、重點(diǎn)企業(yè)及重點(diǎn)展品綜述
 

　　（一）約翰內(nèi)斯•海德漢（HEIDENHAIN）公司
 

　　海德漢公司成立于1889年，主要研發(fā)和制造光柵尺、角度/旋轉(zhuǎn)編碼器、長度計(jì)，數(shù)控系統(tǒng)，測頭和數(shù)顯表等。產(chǎn)品遍布全球，應(yīng)用領(lǐng)域包括機(jī)床、自動化設(shè)備制造、半導(dǎo)體和電子器件設(shè)備制造、航空航天、紡織和印刷機(jī)械以及電梯等行業(yè)。為了更好地服務(wù)中國客戶，海德漢在2001年成立了中國公司。
 

　　1．光柵尺
 

　　封閉式光柵尺能有效防塵、防切屑和防飛濺的切削液，是用于機(jī)床的理想選擇。敞開式光柵尺與讀數(shù)頭和光柵尺或鋼帶間沒有機(jī)械接觸。這些光柵尺的典型應(yīng)用包括：測量機(jī)、比較儀和其他長度計(jì)量精密設(shè)備以及生產(chǎn)和測量設(shè)備，例如用在半導(dǎo)體工業(yè)中。
 

　　增量式光柵尺決定當(dāng)前位置的方式是由原點(diǎn)開始數(shù)測量步距或細(xì)分電路的計(jì)數(shù)信號數(shù)量。海德漢的增量式光柵尺帶有參考點(diǎn)，開機(jī)時必須執(zhí)行參考點(diǎn)回零，操作非常簡單、快捷。絕對式光柵尺無需執(zhí)行參考點(diǎn)回零操作就能直接提供當(dāng)前位置值。光柵尺的絕對位置值通過EnDat接口或其他串行接口傳輸。
 

 

       (1)LC\LF\LS\LB系列封閉式直線光柵尺(標(biāo)準(zhǔn)光柵尺外殼)技術(shù)指標(biāo)：

 

 

       (2)LC\LF\LS系列封閉式直線光柵尺(緊湊型光柵尺外殼)技術(shù)指標(biāo)：

 

 

       (3)LIP、LIF敞開式直線光柵尺技術(shù)指標(biāo)：

 

 

       (4)電磁感應(yīng)磁柵尺

 

　　海德漢的另一子公司AMO公司的產(chǎn)品是基于電磁感應(yīng)工作原理，防護(hù)等級可達(dá)到IP67，因此能夠在粉塵、油霧、潮濕等惡劣環(huán)境中正常工作。在使用新一代處理原件后，產(chǎn)品信號質(zhì)量進(jìn)一步提高，普遍適用于較差環(huán)境的應(yīng)用，如水切割、激光切割等。
 

　　2．角度編碼器
 

 

       (1)RCN2000和RON200系列、RCN5000系列技術(shù)指標(biāo)：

 

 

　　(2)RCN8000(高精度)、RON700和RON/RPN800系列技術(shù)指標(biāo)：
 

 

       (3)RON905(超高精度)技術(shù)指標(biāo)：

 

 

 

　　RENISHAW公司是一家跨國公司，成立于1973年，是專門從事高精度檢測儀器與設(shè)備制造的企業(yè)。位移測量方面的主要產(chǎn)品有直線光柵尺、角度光柵編碼器以及磁旋轉(zhuǎn)編碼器和直線磁柵尺。RENISHAW的位移傳感器為非接觸直線光柵及圓光柵測量系統(tǒng)，采用金屬反射光柵，屬于開放式、非接觸、小型緊湊結(jié)構(gòu)的光學(xué)測量系統(tǒng)，能在高速、高分辨力的工作條件下具有抗光柵表面被污染的能力。該公司能夠提供品種繁多的高速增量式和絕對式直線光柵系統(tǒng)，在機(jī)床、測量機(jī)、直線電機(jī)和半導(dǎo)體專用設(shè)備方面得到廣泛應(yīng)用。
 

 

　　RENISHAW的鋼帶光柵尺在測量機(jī)和儀器上使用很廣泛，精度等級±5µm/m，如海克斯康(HEXAGON)測量長度最長可達(dá)30-50m。26位的角度編碼器也大量用于數(shù)控機(jī)床的旋轉(zhuǎn)工作臺和機(jī)床傾斜頭，角度編碼器精度等級(玻璃光柵取決于直徑大小)2.78″，金屬光柵精度等級±0.5″(取決于直徑大小)?，F(xiàn)在也有絕對式的光柵尺，長度為10m，通信接口是IC-HAUS的BISS-C。新推出的FORTiS封閉式絕對直線光柵，搭載雷尼紹經(jīng)驗(yàn)證的絕對式光柵技術(shù)，采用異常堅(jiān)固的封閉式設(shè)計(jì)，可在極其惡劣的環(huán)境中實(shí)現(xiàn)優(yōu)異的測量性能，適用于對加工精度有較高要求的機(jī)床。FORTiS™光柵系統(tǒng)采用雷尼紹成熟的絕對位置測量技術(shù)。密封式讀數(shù)頭內(nèi)部放置一個微型超高速數(shù)字?jǐn)z像機(jī)，可讀取單碼道、精細(xì)柵距(30µm)鋼柵尺，具有出色的位置反饋、運(yùn)動控制、測量及抗污性能。
 

　　（三）發(fā)格自動化有限公司（FAGOR AUTOMATION S.Coop.）
 

　　西班牙發(fā)格自動化有限公司(FAGOR AUTOMATION S.Coop.)成立于1972年，是從制造數(shù)顯表、光柵尺開始成為專門從事數(shù)控產(chǎn)品生產(chǎn)的公司。研發(fā)、創(chuàng)新及基礎(chǔ)設(shè)施的不斷投資，使發(fā)格自動化取得了今天的成功，公司可解決具有高度戰(zhàn)略意義的項(xiàng)目，比如用于生產(chǎn)刻線玻璃的刻劃技術(shù)設(shè)備，刻線玻璃廣泛應(yīng)用于發(fā)格的線性反饋系統(tǒng)中。多年以來，發(fā)格自動化用于研發(fā)和創(chuàng)新的年均費(fèi)用都超過銷售額的10%。
 

 

　　光柵尺采用封閉式和敞開式。精度等級±3µm、±5µm、測量長度玻璃光柵3040mm、鋼帶光柵50m。絕對尺兼容BISS-C及發(fā)那科、三菱等多種協(xié)議。角度編碼器精度等級±1″、±2.5″、±5″、±10″等。有絕對式和增量式輸出。
 

　　（四）長春禹衡光學(xué)有限公司
 

　　長春禹衡光學(xué)有限公司(以下簡稱禹衡光學(xué))經(jīng)過半個多世紀(jì)的發(fā)展，現(xiàn)已成為國家制造業(yè)單項(xiàng)冠軍示范企業(yè)、國家首批專精特新“小巨人”企業(yè)，是光柵編碼器、光柵尺及旋轉(zhuǎn)變壓器的專業(yè)制造商。本次展會推出多款高端位移傳感器產(chǎn)品。
 

　　1．高精度整體式角度編碼器
 

　　高精度整體式角度編碼器是禹衡光學(xué)經(jīng)過多年技術(shù)積累和研發(fā)投入，研制出的準(zhǔn)確度≤5″的高端整體式角度編碼器系列，可實(shí)現(xiàn)光柵直刻32768線，刻劃誤差小于50nm。
 

　　采用的高精度回轉(zhuǎn)軸系可有效進(jìn)行軸向和徑向承載，并保證優(yōu)秀的回轉(zhuǎn)穩(wěn)定性。編解碼技術(shù)先進(jìn)，大冗余，產(chǎn)品抗污染能力強(qiáng)，防護(hù)等級IP65，支持多種協(xié)議，如：Drive-CliQ、BiSS等。
 

　　高精度整體式角度編碼器主要指標(biāo)：準(zhǔn)確度±1″、±2.5″、±5″；分辨力26bit或28bit；輸出協(xié)議：Biss、DQ、Canopen。
 

　　2．絕對式光柵尺
 

　　亮點(diǎn)：
 

　　(1)獨(dú)特的絕對式編解碼技術(shù)：采用偽隨機(jī)碼與游標(biāo)碼的結(jié)合，增加了解碼冗余度，提高了位置信息的安全性和可靠性；
 

　　(2)自主知識產(chǎn)權(quán)的高集成化光電掃描芯片及全陣列掃描技術(shù)：是模擬信號質(zhì)量的保障，信號的PHD保持在0.05%以下，最高細(xì)分達(dá)14bit；
 

　　(3)高精度標(biāo)尺光柵接長及復(fù)刻技術(shù)：光柵精度達(dá)±1µm內(nèi)，是光柵尺測量精度的重要基礎(chǔ)。
 

　　高精度絕對式光柵尺主要指標(biāo)：最大量程4040mm，精度±3µm/m、±5µm/m，定位精度±0.1µm，分辨力0.0025µm，運(yùn)動速度≤180m/min，通信接口BISS-C、DQ。
 

　　3．金屬光柵角度編碼器
 

　　亮點(diǎn)：大空心軸直徑，質(zhì)量輕，轉(zhuǎn)動慣量?。桓郊訂恿剌^?。桓呔?、高分辨力、高重復(fù)性；分體式安裝；可提供定制尺寸。
 

　　主要指標(biāo)：金屬光柵尺寸Ø52-Ø550㎜多種尺寸，應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)閿?shù)控轉(zhuǎn)臺、DD馬達(dá)等，通訊協(xié)議BiSS-C、SSI，絕對位數(shù)21bit-28bit。
 

　　（五）境內(nèi)其他具有特色的展品
 

　　1．蘇州怡信光電科技有限公司
 

　　蘇州怡信成立于1995年，在3C、汽車、半導(dǎo)體、醫(yī)療、新能源、航空航天等領(lǐng)域有近20年的服務(wù)經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)開發(fā)積累，為相關(guān)制造業(yè)提供自動化升級、柔性化改造以及一站式智能工廠解決方案設(shè)計(jì)與部署。
 

　　亮點(diǎn)產(chǎn)品：蘇州怡信智能工廠集成自動化系統(tǒng)與設(shè)備，自動實(shí)時數(shù)據(jù)采集；實(shí)現(xiàn)制造過程的可視化透明化，實(shí)現(xiàn)全流程自動化和閉環(huán)管理。從MES銷售訂單創(chuàng)建、生產(chǎn)訂單排產(chǎn)和下發(fā)、SCADA機(jī)臺計(jì)劃下發(fā)、線體總控指導(dǎo)產(chǎn)線生產(chǎn)、質(zhì)量檢測，再反饋到MES的閉環(huán)管理，實(shí)現(xiàn)工序級排程管理，生產(chǎn)更加有序。自動化集成可以控制整個生產(chǎn)過程，通過生產(chǎn)點(diǎn)檢物料、NC代碼，提前保證生產(chǎn)；自動生產(chǎn)計(jì)數(shù)和報工，實(shí)時生產(chǎn)進(jìn)度監(jiān)控，結(jié)合生產(chǎn)計(jì)劃和叫料需求，實(shí)時生成上料配送和下料配送指令，指導(dǎo)AGV自動導(dǎo)引運(yùn)輸小車轉(zhuǎn)運(yùn)，整個生產(chǎn)過程實(shí)現(xiàn)在線設(shè)備管理。同時可實(shí)現(xiàn)在線質(zhì)量管理，創(chuàng)建檢驗(yàn)計(jì)劃，指導(dǎo)檢驗(yàn)流程管理，自動生成檢驗(yàn)任務(wù)單，通過檢驗(yàn)?zāi)０澹嵘龣z驗(yàn)效率。
 

 

　　歐道數(shù)顯表產(chǎn)品型號眾多，可接入磁柵、光柵、球柵、電感、容柵等各種信號的主流位移傳感器；顯示方式多樣，有LED數(shù)碼管、LCD液晶屏、TFT彩色液晶屏、外接顯示器等；擴(kuò)展接口豐富，有UART、USB、CAN、藍(lán)牙、以太網(wǎng)等；另有其他多種擴(kuò)展功能，如傳感器報警提示、傳感器限位提示、機(jī)床主軸控制、機(jī)床工作燈、水泵等控制?？梢愿鶕?jù)客戶需求提供個性化定制。
 

　　歐道數(shù)顯表選用超高主頻FPGA芯片做信號采集，最大位移速度高達(dá)25m/s。主芯片采用ARM Cortex-M內(nèi)核微控制器，可靠性高，外部擴(kuò)展接口豐富。歐道產(chǎn)品均在專業(yè)機(jī)構(gòu)做10余項(xiàng)EMC測試，保障產(chǎn)品的安全、可靠、穩(wěn)定。
 

 

　　亮點(diǎn)產(chǎn)品：
 

　　(1)全彩屏IP67防水防油數(shù)顯卡尺：
 

　　這是一款全表盤電子指針數(shù)顯卡尺，采用彩色LCD顯示屏，電子指針與數(shù)碼同步顯示，顯示面板可進(jìn)行多樣式切換，六種分度顯示，三檔背光亮度，六檔息屏?xí)r間，客戶可根據(jù)自己的使用習(xí)慣和環(huán)境選擇適合的顯示。產(chǎn)品采用電感測量系統(tǒng)，鋅合金外殼，IP67防護(hù)等級，確保產(chǎn)品在惡劣環(huán)境中也能可靠工作。內(nèi)置藍(lán)牙數(shù)據(jù)傳輸(可選擇)、示值鎖定、公差判定等功能。大容量充電電池，磁吸式充電接口。
 

　　(2)全系列三點(diǎn)內(nèi)徑千分尺：
 

　　款式包含：槍式、握式、傳統(tǒng)螺旋副三點(diǎn)內(nèi)徑，測量范圍6-350mm(握式6-100mm)，分度值0.001mm，硬質(zhì)合金測量面(12mm以上)，恒定測力，可測盲孔，可連接加長桿進(jìn)行深孔測量(最大孔深308mm)。
 

　　4．廣州市信諾光柵數(shù)顯有限公司
 

　　廣州信諾成立于2018年，是一家專業(yè)開發(fā)、研制、生產(chǎn)數(shù)控裝備的民營高科技企業(yè)。公司專業(yè)生產(chǎn)光柵線位移傳感器、光柵數(shù)顯表和編碼器等產(chǎn)品。2019年9月成功并購廣州市諾信數(shù)字測控設(shè)備有限公司，整合了一批具有商業(yè)價值的專利、商標(biāo)等無形資產(chǎn)。
 

　　特色產(chǎn)品：機(jī)器人全自動三維光學(xué)掃描系統(tǒng)
 

　　是由馬克斯機(jī)器人和高精度轉(zhuǎn)臺組成的精密載具平臺，是自動化非接觸式三維掃描測量系統(tǒng)，兼容多種光源類型的計(jì)量級三維掃描儀。
 

　　5．成都華量傳感器有限公司
 

　　將編碼光柵應(yīng)用于量具，主要產(chǎn)品有高精度數(shù)顯指示表、位移傳感器、直進(jìn)式光柵杠桿千分尺、數(shù)顯雙軸水平儀等。
 

　　亮點(diǎn)產(chǎn)品：光柵萬分尺
 

 

　　推出系統(tǒng)精度±2.5″的角度編碼器產(chǎn)品，分辨力0.036″，增量式輸出，圓光柵刻線數(shù)18000線，用于高精度測角行業(yè)。
 

　　7．無錫科瑞特精機(jī)有限公司
 

　　推出磁環(huán)型編碼器產(chǎn)品，絕對式和增量式，系列化的磁環(huán)外徑82-458mm，應(yīng)用于環(huán)境適應(yīng)性較寬泛的場合。
 

　　8．通用技術(shù)集團(tuán)國測時柵科技有限公司
 

　　推出圓時柵角位移傳感器，主要技術(shù)指標(biāo)：精度±3″、±5″、±10″；分辨力18-26bit。
 

　　推出緊湊型增量式直線時柵位移傳感器，主要技術(shù)指標(biāo)：精度±10µm，分辨力0.5µm，最大量程750mm。
 

　　來源：協(xié)會數(shù)顯裝置分會